JP2737637B2 - 論理回路検査装置 - Google Patents

論理回路検査装置

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JP2737637B2 JP6032107A JP3210794A JP2737637B2 JP 2737637 B2 JP2737637 B2 JP 2737637B2 JP 6032107 A JP6032107 A JP 6032107A JP 3210794 A JP3210794 A JP 3210794A JP 2737637 B2 JP2737637 B2 JP 2737637B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、大規模な論理回路の回
路の検査入力の作成および検査を短時間に行なう装置に
関し、特に、回路の検査を容易化し、検査入力を生成す
る論理回路検査装置に関する。
【0002】
【従来の技術】順序回路の検査容易化手法として、回路
内部のFFを外部から制御および観測可能とするスキャ
ン設計がある。スキャン設計には、回路中のすべてのF
Fをスキャンするフルスキャン設計と、一部のFFだけ
をスキャンする部分スキャン設計があるが、スキャンF
Fは通常のFFと比べ面積が大きく動作速度も遅いた
め、スキャンFFの個数が少ない部分スキャン設計が注
目されている。しかし、部分スキャン設計においては、
回路の検査容易性がスキャンするFFに大きく依存する
ため、なるべく少ないスキャンFF数で検査容易性が大
きく向上するように、スキャンするFFを選択する必要
がある。
【0003】これまでに、“A Partial Scan Method fo
r Sequential Circuits with Feedback ”(IEEE Tran
s. on Computers, Vol.39, No.4)に代表されるよう
に、回路中のフィードバックループに着目したスキャン
FFの選択手法が幾つか提案されている。これらの手法
は、回路内部の大きなフィードバックループが検査入力
の生成を困難にする要因であるという経験に基づき、こ
れらのフィードバックループを切断することを目的とし
て、スキャンすべきFFの選択を行なう。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】回路規模が非常に大き
い場合には、たとえ大きなフィードバックループが存在
しなくても検査が困難な回路が多く存在するため、上述
した従来のスキャンFF選択手法では十分な検査容易性
が得られるとは限らず、検査入力の生成に長時間を要す
る場合がある。また、部分スキャンされた回路に対して
自動生成された検査入力は、一般に非常に長大となるた
め、それらの検査入力を印加する検査に長時間かかるこ
と、検査装置が長い検査入力を記憶するために多くのメ
モリを必要とすること、などの問題点もある。
【0005】本発明の目的は、大規模な論理回路の検査
入力の生成を容易にするため、および、検査入力を短か
くするための、スキャンFFの選択方法ならびに検査入
力の生成方法を与えることにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、記憶素子を含む論理回路の検査装置におい
て、検査対象となる論理回路の構造を記憶する回路記憶
手段と、回路記憶手段に記憶された回路の構造を解析し
どの程度の規模の部分回路に分割可能かを判定する分割
可能性判定手段と、分割可能性判定手段により十分に小
さな部分回路に分割することが不可能と判定された場合
に、回路記憶手段に記憶された回路に含まれるスキャン
されていないFFの一部を選択しスキャンFFに変換
し、再び回路記憶手段に格納するスキャンFF選択手段
と、分割可能性判定手段により十分に小さな部分回路に
分割することが可能と判定された場合に、回路記憶手段
に記憶された回路を独立に検査入力の生成が可能な複数
の部分回路に分割する回路分割手段と、回路分割手段に
よって得られる部分回路の構造を格納する部分回路記憶
手段と、部分回路記憶手段に記憶された各部分回路に対
して検査入力の生成を行なう検査入力生成手段と、検査
入力生成手段によって生成された各部分回路の検査入力
から同時に印加可能なものを考慮して全体の回路に対す
る検査入力を構築する検査入力圧縮手段と、検査入力圧
縮手段によって作られた検査入力を記憶する検査入力記
憶手段、から構成されることを特徴とする論理回路検査
装置である。
【0007】
【作用】本発明の論理回路検査装置は、検査対象となる
論理回路を複数の部分回路に分割した後、各部分回路に
対して個別に検査入力の生成を行なう。スキャンすべき
FFの選択は、回路のより小さな部分回路への分割を可
能とすることを目的として行なわれる。部分回路に分割
して検査入力の生成を行なうことで大規模な回路を扱う
必要がなくなり、検査入力の生成時間を短縮することが
できる。また、各部分回路に対して生成された検査入力
は、検査時に同時に印加可能なものが多く存在するた
め、全体の回路の検査入力を構築する際に検査入力の圧
縮が可能となり、短い検査入力系列が得られる。
【0008】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図1は本発明の全体構成図である。まず、検査対
象となる論理回路が回路記憶手段101に記憶される。
検査対象となる論理回路の回路図の一例を図2に示す。
図において、201〜206はFF、211はインバー
タ、212、214、215はNANDゲート、213
はANDゲート、208〜210は外部入力、207は
外部出力である。
【0009】回路記憶手段101に記憶された論理回路
に対し、分割可能性判定手段103において部分回路へ
の分割の可能性が調べられる。分割可能性判定手段10
3における動作の一例を説明するために、依存グラフと
呼ばれる論理回路のグラフによる表現を導入する。ある
順序回路に対する依存グラフとは、論理回路のFFと外
部出力に一対一に対応する頂点を持ち、論理回路中でF
Fあるいは外部出力の間に組合せ回路からなる経路が存
在する場合に、それらに対応する頂点間に有向枝を張っ
た有向グラフである。図2に示した論理回路に対応する
依存グラフを図3に示す。図において、301、30
2、303、304、305、306は、図2のFF2
01、202、203、204、205、206にそれ
ぞれ対応する頂点、307は図2の外部出力207に対
応する頂点である。
【0010】次に、依存グラフにおけるある頂点nの重
みを、枝をその方向にたどることによりnに到達可能な
頂点の数と定義する。ただし、n自身も数に含む。ま
た、ある依存グラフGの重みを、Gの中の頂点の重みの
最大値と定義する。図2に示した例では、頂点301、
302、303、304、305、306、307の重
みは、それぞれ1、2、1、1、4、3、7であり、依
存グラフの重みは7である。このような依存グラフの重
みの定義により、論理回路の分割可能性は以下のように
判定される。
【0011】論理回路に対応する依存グラフの重みがw
の時、この論理回路は高々w−1個のFFを含む部分回
路に分割可能である。図2および図3に示した回路例で
は、6個のFFを含む部分回路に分解できることにな
る。しかし、この例で回路のFFの総数は6個であり、
部分回路への分割が不可能であることがわかる。分割可
能性判定手段には、あらかじめ部分回路の大きさの上限
として、1個の部分回路に含まれる最大のFF数sが与
えられているものとする。そこで、論理回路から作成し
た依存グラフの重みがwの時、w−1≦sなら分割可
能、w−1>sなら分割不可能と判定される。
【0012】分割可能性判定手段103において、与え
れた大きさの部分回路に分割が不可能と判定された場
合、スキャンFF選択手段102において論理回路中の
幾つかのFFが選択されスキャンFFに置き換えられ
る。スキャンFFの選択は、より小さな部分回路への分
割を可能とするように、つまり、論理回路の依存グラフ
の重みを減少させることを目的として行なわれる。選択
されたFFはスキャンFFに置き換えられるが、検査時
にはスキャンFFは外部から直接の制御および観測が可
能なため、本発明の処理においては、スキャンされたF
Fの入力線は外部出力線、出力線は外部入力線と等価と
見なされる。こうして、選択されたFFを削除してでき
る新しい論理回路の構造は再び回路記憶手段101に記
憶される。
【0013】例えば図3に示した例では、頂点305に
対応するFFをスキャンFFとすることにより、図4に
示す依存グラフを持つ論理回路が得られる。図4におい
て、401〜404、406はFFに対応する頂点、4
05、407は外部出力に対応する頂点である。図3で
はFFに対応していた頂点305が、図4においては外
部出力に対応する頂点405に置き換わっており、それ
に伴い、図3の頂点305から頂点307への枝が、図
4においては削除されている。図4に示した依存グラフ
の重みは4であり、分割が不可能であった図3の回路
が、1個のFFをスキャンすることにより、3個以下の
FFを含む部分回路への分割が可能となった。
【0014】同じ例をゲートレベルの論理回路で表した
ものを図5に示す。図において、501〜504、50
6はFF、511はインバータ、512、514、51
5はNANDゲート、513はANDゲート、208〜
210、5052は外部入力、207、5051は外部
出力である。この論理回路は、図2に示した論理回路に
おいてFF205をスキャンFFとすることにより得ら
れる回路であり、スキャンされたFFの入力線が外部出
力6051、出力線が外部入力6052に変換されてい
る。
【0015】なお、元の論理回路があらかじめ何らかの
方法により分割可能となるように設計された、などの理
由によって最初から分割可能と判定される場合は、スキ
ャンFF選択手段102においてスキャンするFFを選
択する必要はない。
【0016】分割可能性判定手段103において、与え
れた大きさの部分回路に分割可能と判定された場合、回
路分割手段104において、回路記憶手段101に記憶
されている論理回路の部分回路への分割が行なわれる。
この回路分割は検査入力の生成処理をする上での仮想的
なものであり、実際に回路を物理的に分割するものでは
ない。分割によって得られた部分回路に対して、一個ず
つ独立に検査入力の生成が行なえ、しかも、生成された
検査入力を分割前の回路に印加することが可能であるた
めには、分割は以下に挙げる条件を満たす必要がある。 (1)部分回路の外部入力は、元の回路の外部入力であ
る。 (2)部分回路の外部出力は、元の回路の外部出力であ
る。 (3)部分回路の各外部出力に関し、元の回路において
その外部出力に到達可能なゲートおよび外部入力は、す
べてその部分回路に含まれる。
【0017】これらの条件を満たせば、部分回路間に重
なりがあってもよい。重なる部分は検査入力の生成にお
いて複数回処理されることになるが、後述するように、
対象故障を制御することにより無駄な処理を抑えること
が可能となる。
【0018】回路分割の一例を図6に示す。図におい
て、601、602、6031、6032、604、6
06はFF、6111、6112はインバータ、61
2、614、615はNANDゲート、613はAND
ゲート、608、6091、6092、610、605
2は外部入力、6051、607は外部出力を表す。こ
の論理回路は、図5の論理回路を、上述の条件を満たす
ように2個の部分回路に分割したものであり、それぞれ
3個のFFを含む。インバータ6101と6102、F
F6031と6032、外部入力6091と6092
は、2個の部分回路に共通する部品であり、分割後の部
分回路では複製されているが、実際の回路においてはそ
れぞれ一個ずつしか存在しない。
【0019】回路分割手段104により構築され部分回
路記憶手段105に記憶された各部分回路に対し、検査
入力生成手段106によって検査入力が生成される。各
部分回路は通常の順序回路であるため、既存の順序回路
用検査入力生成方法を用いることができる。しかし、部
分回路間に重なりがあるため、1個の故障に対して複数
回の検査入力生成を行わないためには、以下に述べる処
理が必要となる。
【0020】ある部分回路において既に検出された故障
は、他の部分回路が同じ故障箇所を含んでいても、そこ
で再度検査入力の生成をする必要はない。ある部分回路
の検査入力生成処理において、時間制限などにより打ち
切られた、あるいは、冗長と判断された故障について
は、同じ故障箇所を含む他の部分回路において検出の可
能性が残っているため、再度検査入力の生成を試みる必
要がある。つまり、各部分回路の検査入力の生成を行な
う前に、その部分回路の対象故障リストから、既に他の
部分回路において生成された検査入力で検出されている
故障だけを削除する処理が必要となる。
【0021】論理回路の検査入力の生成は、回路の規模
が大きくなるほど難しくなり、より長い時間を要する。
一般に、検査入力生成の所要時間は、回路規模に対して
指数関数的に増加することが、経験的に認められてい
る。従って、元の回路に対してそのまま検査入力の生成
を行なわず、本発明のように、分割後の複数の小規模な
部分回路に対して検査入力の生成を行なうことにより、
回路全体の検査入力の生成時間を短縮することが可能と
なる。
【0022】検査入力圧縮手段107において、検査入
力生成手段106により生成された各部分回路の検査入
力から、分割前の全体の回路の検査入力が構築される。
部分回路には、外部入力を共有するものと、共有しない
ものがある。外部入力を全く共有しない部分回路の組み
合わせに対しては、検査を行なう際、それぞれの検査入
力を同時に印加することが可能である。すなわち、ある
検査入力で複数の部分回路を同時に検査することができ
る。そこで、各部分回路の検査入力から、全体の回路の
検査入力を構築する際、ただ各部分回路の検査入力を前
後に並べるだけではなく、同時に印加可能な複数の検査
系列をまとめて1つの検査入力としながら全体の検査入
力を作成することにより、検査入力の長さを短くするこ
とができる。
【0023】検査入力圧縮手段107にて得られた全体
の回路の検査入力は、検査入力記憶手段108に記憶さ
れ、論理回路の検査をする際に用いられる。
【0024】
【発明の効果】以上述べたとおり、小規模な部分回路に
対して検査入力の生成が行なえるので、検査入力の生成
時間、および、検査入力系列の長さを、ともに短縮する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の全体構成図。
【図2】検査対象となる論理回路の例。
【図3】依存グラフの例。
【図4】1個のFFをスキャンした後の依存グラフ。
【図5】1個のFFをスキャンした後の論理回路。
【図6】分割された部分回路である。
【符号の説明】
101 回路記憶手段 102 スキャンFF選択手段 103 分割可能性判定手段 104 回路分割手段 105 部分回路記憶手段 106 検査入力生成手段 107 検査入力圧縮手段 108 検査入力記憶手段

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】記憶素子を含む論理回路の検査装置におい
    て、 検査対象となる論理回路の構造を記憶する回路記憶手段
    と、 前記回路記憶手段に記憶された回路の構造を解析しどの
    程度の規模の部分回路に分割可能かを判定する分割可能
    性判定手段と、 前記分割可能性判定手段により十分に小さな部分回路に
    分割することが不可能と判定された場合に、前記回路記
    憶手段に記憶された回路に含まれるスキャンされていな
    いFF(フリップフロップ)の一部を選択しスキャンF
    Fに変換し、再び前記回路記憶手段に格納するスキャン
    FF選択手段と、 前記分割可能性判定手段により十分に小さな部分回路に
    分割することが可能と判定された場合に、前記回路記憶
    手段に記憶された回路を独立に検査入力の生成が可能な
    複数の部分回路に分割する回路分割手段と、 前記回路分割手段によって得られる部分回路の構造を格
    納する部分回路記憶手段と、 前記部分回路記憶手段に記憶された各部分回路に対して
    検査入力の生成を行なう検査入力生成手段と、 前記検査入力生成手段によって生成された各部分回路の
    検査入力から同時に印加可能なものを考慮して全体の回
    路に対する検査入力を構築する検査入力圧縮手段と、 前記検査入力圧縮手段によって作られた検査入力を記憶
    する検査入力記憶手段、から構成されることを特徴とす
    る論理回路検査装置。
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