JP2765281B2 - 半導体論理集積回路 - Google Patents

半導体論理集積回路

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JP2765281B2 JP3170800A JP17080091A JP2765281B2 JP 2765281 B2 JP2765281 B2 JP 2765281B2 JP 3170800 A JP3170800 A JP 3170800A JP 17080091 A JP17080091 A JP 17080091A JP 2765281 B2 JP2765281 B2 JP 2765281B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体論理集積回路に関
し、特に内部の記憶回路の自己テスト機能に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の半導体論理集積回路は、図8に示
すようにICチップ100内に読み出し書き込み可能な
記憶回路(以下RAMと略す)200と、論理回路30
0と、入出力回路110と、さらにRAM200の試験
をするためのテスト回路401を有している。
【0003】テスト回路401は図9のブロック図に示
すように、クロックCLOCKとテスト信号STを入力
して、タイミング信号ADC,WDC,RDC,STB
と書き込み許可信号WEを生成するタイミング生成器4
10と、このタイミング生成器410によってRAM2
00のnビットのアドレス信号を生成するアドレス生成
回路420と、mビットの書き込みデータを生成する書
き込みデータ生成器430と、mビットの読み出しデー
タを生成するチェック・データ生成回路440と、この
チェック・データ生成回路340からの出力データCD
とRAM200からの出力データRDとを比較してRA
M200に記憶されているデータRDが正しいか否かの
判定を行いその結果として端子RESULTに判定信号
SJを出力するデータ解析器450との有している。
【0004】また、論理回路470からのRAM200
へ向う信号と、アドレス生成回路420,書き込みデー
タ生成回路430および書き込み許可信号WEとをTE
ST端子TESTからの入力信号STによって切り換え
る2−1セレクタ460も含んでいる。
【0005】このような回路は一般に、ゲートアレー
(G/A)やスタンダードセル(S/C)と呼ばれるカ
スタムLSIに内蔵されたRAMのテストを自動的に行
い、RAMの故障判定を行うことが可能なことから、埋
め込み自己テスト(ビルトイン・セルフテストBuilt-In
Self Test)回路と呼ばれている。
【0006】この種の例としては、ボブ・デッカー(Bo
b Dekker)らの「リアリスティック・ビルトイン・セル
フテスト・フォー・スタティック・RAMズ(REALISTI
C BUILT-IN SELF-TEST FOR STATIC RAMS )」,IEEE D
esign &Test of Computers,Feb.1989,pp.26〜34 があ
る。
【0007】これは、スタティックRAMのテスト回路
として自己テスト制御回路により制御されるアドレス生
成部、データ生成部およびデータ取得部とを備えてい
る。データ取得部では8ビットの並列シグネチャ解説器
によってRAMの出力データからRAMの良否を判定し
ている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】この従来の半導体論理
集積回路では、そのテスト回路に用いられている順序回
路は専用の論理素子によって構成されていたため、チッ
プ内においてテスト回路の、ひいてはICチップの面積
が大きくなるという欠点があった。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体論理集積
回路は、同一チップ上に形成された入・出力回路と、読
み出し書き込み可能な記憶回路と該記憶回路および前記
入・出力回路のデータにより演算する論理回路を有し、
テストモードの場合に前記記憶回路の試験を行うテスト
回路を有する半導体論理集積回路において、前記テスト
回路に含まれる順序回路は、前記論理回路の一部の順序
回路とセレクタを介して共有して構成されている。
【0010】
【実施例】次に本発明について図面を参照して説明す
る。図1は本発明の第1の実施例のブロック図である。
【0011】テスト回路400は2のn乗ワード×mビ
ットのRAM200をテストするために、クロックCL
OCKとテスト信号TESTを入力してタイミング信号
ADC,WDC,RDC,STBと書き込み許可信号W
Eを生成するタイミング生成器310と、このタイミン
グ生成器310によってRAM200のnビットのアド
レス信号を生成するアドレス生成回路320と、nビッ
トの書き込みデータ生成回路330と、nビットのチェ
ック・データを生成するチェック・データ生成回路34
0と、このチェック・データ生成回路340からの出力
データCDと、RAM200からの出力データRDとを
比較してRAM200内に記憶されているデータRDか
正しいか否かの判定を行い、端子RESULTに判定信
号SJを出力するデータ解析器350とを有している。
【0012】また、論理回路370からRAM200へ
向う信号を、アドレス生成回路320,書き込みデータ
生成回路330および書き込み許可信号WEとをテスト
端子TESTからの入力信号STによって切り換える2
−1セレクタ360を含んでいる。
【0013】ここでタイミング生成器310,アドレス
生成回路320,書き込みデータ生成回路330,チェ
ックデータ生成回路340およびデータ解析器350に
含まれている順序回路(D型フリップ・フロップ,J−
K型フリップ・フロップなど)は論理回路300に含ま
れている順序回路と共有して構成されている。
【0014】図中、束線ti,toはタイミング生成器
310内の順序回路を論理回路370とを結ぶ配線を表
わしている。同様に、束線ai,aoはアドレス生成回
路320をwi,woは書き込みデータ生成回路330
を、ci,coはチェックデータ生成回路を、di,d
oはデータ解析器350との間を結ぶ配線を表わしてい
る。
【0015】図2は、図1のアドレス生成回路回路図で
ある。D型フリップ・フロップ321によって構成され
たn段のカウンタからの出力信号の正転信号およびイン
バータ323による反転信号をタイミング生成器310
からのADC信号の“1”,“0”に基づいて切り換え
る2−1セレクタ324によってアドレス信号Saは生
成される。ADC信号の生成については後で述べる。
【0016】ここで、D型フリッブ・フロップ321は
論理回路370内のD型フリップ・フロップも兼ねてお
り、その機能は2−1セレクタ322により切り換えら
れる。2−1セレクタ322の選択信号は図中で省略さ
れているがテスト信号STで、テスト信号がテストモー
ドの時は2−1セレクタ322は上からの入力を許し、
非テストモードの時は下からの入力を許す。このように
することによって、D型フリップ・フロップ322はテ
ストモードの時はカウンタを、非テストモードの時は2
−1セレクタ322により分離し、論理回路370の一
部として構成することができる。配線a1,a2…,a
4nは論理回路との結線を表わしている。
【0017】図3はタイミング生成器310のブロック
図で、クロックCK1,STBおよび書き込み許可信号
WEは、CLOCK端子からの信号を遅延回路314,
315,317およびANDゲート316,インバータ
318を通して発生される。
【0018】図4は各ブロック制御信号発生器313の
論理図である。次に、この部分の動作を説明する。CL
OCK端子からの信号に同期してカウントアップする
(n+4)ビットのカウンタ312の上位4ビットC
1,C2,C3,C4の“1”,“0”の状態によって
ADC信号,WDC信号,RDC信号およびSTB M
ASK信号が生成される。ここでSTB MASK信号
は後に説明するデータ解析器350でのデータ判定を行
うか否かを決めるストローブ信号のことで、“0”の時
は判定しないで“1”の時のみ判定を行う。また、これ
ら各種制御信号は一般にRAMのテスト・パターンとし
て知られているマーチングとチェッカボードの各パター
ンを連続して生成するためのものであり、カウンタ31
2のC1,C2,C3,C4の各ビットの状態は表1の
ようになっている。
【0019】
【表1】
【0020】ここでADC信号が“0”の時はアドレス
信号が昇順に発生され、“1”の時は降順に発生され
る。また、図4中のRESET信号はカウンタ312の
桁C1,C2,C3,C4が“0”,“1”,“0”,
“1”になるとORゲート319によって発生される信
号であり、カウンタ312の内容をすべて“0”にする
信号である。従ってそれ以降の各制御信号は発生されな
いので、表1では−で表わされている。
【0021】図5(a)〜(c)はそれぞれ図1の書き
込みデータ生成回路,チェック・データ生成回路および
データ解析器の回路図である。図5(a)に示すように
電源電位VDDと接地電位GNDとをWDC信号の
“1”,“0”に基づいて切り換える2−1セレクタ3
31によって書き込みデータWD0,WD1,…WD
(m−1)は生成される。
【0022】図5(b)のチェック・データ生成回路3
40の回路構成と動作原理は書き込みデータ生成回路3
30と同様で、ただその制御信号RDCが違っているだ
けである。
【0023】図5(c)に示すように、データ解析器3
50は、RAM200からの出力とチェックデータ生成
回路340からの出力とがm個の排他的論理和ゲート
(EXORゲート)351で比較され、その出力はクロ
ックSTBのタイミングでD型フリップ・フロップ35
2に保持され、その出力は端子RESULTに出力され
る。ここで端子RESULTの信号は“0”の時がRA
M200は故障なし、“1”の時がRAM200は故障
ありと判定される。
【0024】図6は図のブロックの動作を説明するため
の各信号の波形図である。図の左側が書き込みモード、
右側が読み出しモードである。クロック(CLOCK)
によってRAM200へのアドレスと書き込みデータお
よび書き込み許可信号WEが発生される。書き込み許可
信号WEが低ベレル“0”の時毎に、その時のアドレス
に対応したRAMの記憶番地に書き込みデータが書き込
まれる。
【0025】読み出しモードでは、アドレスが変化する
と、ROM出力信号が変化し、それと同時にチェックデ
ータ生成回路340からの出力するチェックデータも変
化するので、クロックSTBのタイミングで判定信号R
ESULTが出力される。ここでRAM200からの出
力がRAM出力信号の斜線部に示すように不良の場合に
は、図5(c)のEXORゲート351の出力は“1”
レベルとなるので、RESULT端子に“1”レベルが
出力され、正常の場合には“0”レベルが出力される。
【0026】次に第2の実施例として図7のアドレス生
成回路を説明する。アドレス生成回路390は第1の実
施例の図1のアドレス生成回路320と異なり、D型フ
リップ・フロップの代りにJK型フリップ・フロップを
用いていることが特徴である。このように、どのような
型のフリップ・フロップでもテスト信号TESTによっ
て切り換わる2−1セレクタ326を用いることにより
論理回路部380のブリップ・フロップと兼用にするこ
とが可能となる。
【0027】上述の図2および図7のアドレス生成回路
320,390では順序回路としてフリップフロップを
含み、従って論理回路370および380が従来の論理
回路300よりも小さいチップ面積になる実施例である
が、この逆に従来の論理回路300の内部の順序回路の
フリップフロップ回路をアドレス生成回路が兼用すれば
そのチップ面積は減少する。他の生成回路330,31
0,340およびデータ解析器についても同様である。
【0028】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、埋め込み
自己テスト回路の順序回路を論理回路の順序回路と兼用
にすることにしたので、ICチップの論理回路またはテ
スト回路の面積を大幅に減少できるという効果を有す
る。順序回路は他の論理に比べてその占有面積が大きい
ので、この効果は極めて大である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例のブロック図である。
【図2】図1のアドレス生成器の回路図である。
【図3】図1のタイミング生成器の回路図である。
【図4】図3の各ブロック制御信号発生器の回路図であ
る。
【図5】(a)〜(c)はそれぞれ図1の書き込みデー
タ生成回路,チェックデータ生成回路およびデータ解析
器の回路図である。
【図6】図1のブロックの動作を説明するための各信号
の波形図である。
【図7】本発明の第2の実施例のブロック図である。
【図8】従来の半導体論理集積回路の一例のチップの平
面模式図である。
【図9】従来の半導体論理集積回路の一例のブロック図
である。
【符号の説明】
100 ICチップ 200 RAM 300,370,480 論理回路 400 テスト回路 110 入出力回路 310,410 タイミング生成器 320,420 アドレス生成回路 330,430 書き込みデータ生成回路 340,440 チェックデータ生成回路 350,450 データ解析器 360,460,322,324,331,341,3
26 2−1セレクタ 321,352 D型フリップ・フロップ 325 JK型フリップ・フロップ 323,318 インバータ 311,316 ANDゲート 319 ORゲート 351 EXORゲート
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G01R 31/28 G11C 29/00 671 H01L 27/04 G06F 11/22

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 同一チップ上に形成された入・出力回路
    と、読み出し書き込み可能な記憶回路と該記憶回路およ
    び前記入・出力回路のデータにより演算する論理回路を
    有し、テストモードの場合に前記記憶回路の試験を行う
    テスト回路を有する半導体論理集積回路において、前記
    テスト回路に含まれる順序回路は、前記論理回路の一部
    の順序回路とセレクタを介して共有していることを特徴
    とする半導体論理集積回路。
  2. 【請求項2】 前記テスト回路に含まれる順序回路が
    通常の動作モード時にはセレクタを介して前記論理回路
    に接続され、前記論理回路と協働して所定の機能を果た
    すようにしたことを特徴とする請求項1記載の半導体論
    理集積回路。
  3. 【請求項3】 前記論理回路の一部の順序回路がテス
    トモード時にはセレクタを介して前記テスト回路に電気
    的に接続され、前記テスト回路と協働して所定の機能を
    果たすようにしたことを特徴とする請求項1記載の半導
    体論理集積回路。
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