JP2990813B2 - 故障シミュレーション方法 - Google Patents

故障シミュレーション方法

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JP2990813B2
JP2990813B2 JP3024277A JP2427791A JP2990813B2 JP 2990813 B2 JP2990813 B2 JP 2990813B2 JP 3024277 A JP3024277 A JP 3024277A JP 2427791 A JP2427791 A JP 2427791A JP 2990813 B2 JP2990813 B2 JP 2990813B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は故障シミュレーション
に関し、特に回路を回路構成素子ごとにレベル付けし
て故障のシミュレーションを行う故障シミュレーション
方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の故障シミュレーション方
法は、回路構成素子の接続に沿って故障シミュレーショ
ンが行われていた。
【0003】参考文献としては、メルビン エー ブリ
ューワ(Melvin A.Breuer)及び アー
サー デー フリードマン(Arthur D.Fri
edman),ダイアゴノシス アンド リライアブル
デザイン オブ ディジタル システム(Diagn
osis & Reliable Design of
Digital Systems),コンピュータ
サイエンス プレスインコーポレーション(Compu
ter Science Press,INC.),第
224頁〜第241頁,1976年がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の故障シ
ミュレーション方法は、回路構成素子の接続に沿って行
われるため、シミュレーションの時系列管理が必要であ
り、処理自体も直列的に行われる。このため、組み合せ
回路でも同一の素子が複数回実行されることもあり、大
規模回路において処理時間がかかるという欠点を有して
いる。
【0005】本発明の目的は、大規模回路の故障シミュ
レーションを短時間で実行することができる故障シミュ
レーション方法を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】 第1の発明の故障シミ
ュレーション方法は、(A)回路に用いられている素子
をANDゲート及びORゲートを含む組合せ素子とフリ
ップフロップを含む順序素子とに分け、前記回路の入力
端子から前記順序素子であるフリップフロップに向っ
て、レベル付けするレベル付けステップ、(B)前記レ
ベル付けした回路を入力し、入力された前記回路の入力
端子に、あらかじめ格納されたテスト・パターンを順次
取り出して該当個所に設定するテスト・パターン設定ス
テップ、(C)前記テスト・パターンをもとにレベル単
位にまとめて故障シミュレーションを行う故障シミュレ
ーションステップ、(D)前記故障シミュレーションが
行われるレベルが最終のフリップフロップまで進んだら
伝播故障を検出する伝播故障検出ステップ、(E)前記
伝播故障検出ステップで検出された故障を削除する故障
削除ステップを備え、前記順序素子に読み書き可能な
メモリ素子が含まれる場合、前記メモリ素子を見かけ上
2つの素子、すなわち読み出し側素子と書き込み側素子
とに分け、前記読み出し側素子はメモリ素子を分割する
前に行われたレベル付けにおけるメモリ素子のレベルに
設定し、前記書き込み側素子は最終レベルに設定して、
最後に書き込みを行うように構成されている。
【0007】 また、第2の発明の故障シミュレーショ
ン方法は、(A)回路に用いられている素子をANDゲ
ート及びORゲートを含む組合せ素子とフリップフロッ
プを含む順序素子とに分け、前記順序素子であるフリッ
プフロップから前記回路の出力端子に向って、レベル付
けするレベル付けステップ、(B)前記レベル付けした
回路を入力し、入力された前記回路のフリップフロップ
に、あらかじめ格納されたテスト・パターンを順次取り
出して該当個所に設定するテスト・パターン設定ステッ
プ、(C)前記テスト・パターンをもとにレベル単位に
まとめて故障シミュレーションを行う故障シミュレーシ
ョンステップ、(D)前記故障シミュレーションが行わ
れるレベルが最終の出力端子まで進んだら伝播故障を検
出する伝播故障検出ステップ、(E)前記伝播故障検出
ステップで検出された故障を削除する故障削除ステッ
プ、を備え、前記順序素子に読み書き可能なメモリ素
子が含まれる場合、前記メモリ素子を見かけ上2つの素
子、すなわち読み出し側素子と書き込み側素子とに分
け、前記読み出し側素子はメモリ素子を分割する前に行
われたレベル付けにおけるメモリ素子のレベルに設定
、前記書き込み側素子は最終レベルに設定して、最後
に書き込みを行うように構成されている。
【0008】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
【0009】図1は本発明の故障シミュレーション方法
の一実施例の動作の流れを示すフローチャートである。
【0010】本実施例の故障シミュレーション方法は、
図1に示すように、回路全体を組合せ素子と順序素子に
分け、入力端子からフリップフロップに向って、または
フリップフロップから出力端子に向ってレベル付けする
レベル付けステップ、レベル付けした回路を入力し、入
力端子またはフリップフロップに、あらかじめ格納され
たテスト・パターンを順次取り出し、該当個所に設定す
るテスト・パターン設定ステップ、テスト・パターンを
もとにレベル単位にまとめて故障シミュレーションを行
う故障シミュレーションステップ、レベルが最終の出力
端子またはフリップフロップまで進んだら伝播故障を検
出する伝播故障検出ステップ、伝播故障検出ステップで
検出された故障を削除する故障削除ステップから構成さ
れている。
【0011】次に、動作を説明する。
【0012】図2は、図1の故障シミュレーション方法
の対象となる元の回路を示す回路図であり、図3は図2
の回路をレベル付けし、レベル単位にソートした状態を
示す図である。
【0013】図2において、10〜20は入力端子、2
1〜28,30〜32は基本素子、41,42はフリッ
プフロップ(F/F)、43は出力端子、101〜12
4は信号線である。
【0014】図3において、入力端子10〜20が「レ
ベル1」であり、フリップフロップ41,42及び出力
端子43が「レベル4」である。「レベル2」には、基
本素子21〜28が、「レベル3」には、基本素子30
〜32が割り当てられる(ステップ1)。
【0015】次に、本発明の方法を用いて故障シミュレ
ーションが行われる様子を、図4に示す例を用いて説明
する。
【0016】図4(a)は、入力端子10〜14から出
力端子40に至る組み合せ回路、21,22はANDゲ
ート、30はORゲートである。レベルは「レベル1」
から「レベル4」までとなる。
【0017】図4(a)において、P1 〜P5 はあらか
じめ格納されたテスト・パターンであり、f1 〜f10
は、本回路に定義された「0−縮退故障」,「1−縮退
故障」である。すなわち、f1 ,f4 ,f7 ,f8 ,f
9 は「0−縮退故障」であり、f2 ,f3 ,f5 ,f
6 ,f10は「1−縮退故障」である。故障シミュレーシ
ョンは次のように行われる。
【0018】まず、格納されたテスト・パターンよりP
1 を取り出し、「レベル1」の該当入力端子に設定する
(ステップ2)。「レベル1」は入力端子で、ここに定
義されている故障はないので、正論理シミュレーション
のみ行われて、その結果は「レベル2」のゲート21,
22に伝播する。ゲート21,22には、f1 〜f3
4 〜f6 の故障が定義されているので、正論理シミュ
レーションと故障シミュレーションとがゲート21,2
2で同時に行われ、その結果、テスト・パターンP1
検出される故障f2 ,f6 が「レベル3」のゲート30
に伝播する。この様子は、図5に示される。「レベル
3」のゲート30では、伝播してきた故障f2 ,f6
と、ゲート30に定義された故障f7 〜f10を故障シミ
ュレーションでシミュレーションする(ステップ3)。
その結果、f2 ,f6 ,f10の故障が出力端子40に伝
播し、これらの故障が検出される(ステップ4)。図6
はこの様子を示している。そして、検出されたf2 ,f
6 ,f10は、定義された故障から削除される(ステップ
5)。
【0019】次に、テスト・パターンP2 を用いて同様
に「レベル1」から「レベル4」まで行われる。このテ
スト・パターンではf3 ,f5 が検出される。同様にし
てテスト・パターンP3 〜P5 も行われ、それぞれ故障
が検出される。すべてのテスト・パターンが終了したか
否かが判定された後(ステップ6)、シミュレーション
が終了する。このテスト・パターンに対する正解値と、
検出された故障との関係は、図4(b)に示される。
【0020】次に、フリップフロップで故障が検出され
る例について、図7を用いて説明する。
【0021】図7(a)は、図2のフリップフロップま
での回路にスキャンイン・アウト回路を付加したもので
ある。
【0022】図7(a)において、SIはスキャンイン
端子、SOはスキャンアウト端子である。点線は信号線
である。フリップフロップ41,42において、MSは
マスターセット、MRはマスターリセット、CLはクロ
ックを示し、簡単化のためMS,MRは稼働状態(論理
値‘1’でクランプ)、クロックは論理値‘1’レベル
でデータを取り込むものとする。フリップフロップにス
キャン機能を有するものは故障検出がフリップフロップ
で可能であるので、フリップフロップまで故障シミュレ
ーションを行えばよい。
【0023】図7で、P1 〜P5 はテスト・パターン、
1 〜f19は定義された故障である。故障シミュレーシ
ョンは、まずあらかじめ格納されたテスト・パターンよ
りパターンを取り出し「レベル1」の入力端子に設定す
る。「レベル1」では、正シミュレーションを実行し、
その結果を「レベル2」のゲート21〜24に伝播す
る。「レベル2」では、ゲート21からゲート24に定
義された故障f1 〜f6,f11〜f16をシミュレーショ
ンする。ここで正解値と異る故障は、「レベル3」のゲ
ート30,31へ伝播する。
【0024】「レベル3」では伝播してきた故障と、も
ともと定義されていた故障に対してシミュレーションす
る。「レベル3」で正解値と異る故障は、「レベル4」
へ伝播する。「レベル4」のフリップフロップでは最終
レベルであるので、ここで故障検出が行われる。本例で
は、テスト・パターンP1 で、f2 ,f6 ,f10
12,f16,f19の故障検出が行われる。このテスト・
パターンに対する正解値と、検出された故障との関係
は、図7(b)に示される。以降の処理は、前例の図4
〜図6と同様である。
【0025】フリップフロップにスキャン機能がない図
2に示すような回路においても、同様の手続きで故障シ
ミュレーションが行われる。
【0026】図4〜図7において、途中のレベルで正論
理イベントまたは故障イベントがなくなったら、残りの
処理を行わずテスト・パターンの取り出し処理から行
う。例えば、図7の「レベル3」で正または故障の伝播
がなくなったら、次の「レベル4」の処理に進まずにテ
スト・パターン設定ステップにもどって処理を行う。
【0027】回路内にRAMのような読み書き可能なメ
モリ素子を含む場合は、この素子を見かけ上2つの素子
(読み出し素子と書き込み素子)に分け、読み出し側素
子は本来のレベル付けされた位置に、書き込み側素子は
最終のフリップフロップと同一レベルに設定して、メモ
リのアドレス、データが安定した後書き込むようにす
る。この様子は、図8及び図9に示されている。図8は
本来の回路であり、ここでのメモリ素子を見かけ上2つ
に分け、読み出し用100、書き込み用101に分けて
シミュレーションする。このようにすると、RAMのデ
ータに「レベル5」からのデータが入ってくるような場
合も、誤動作を回避することができる。
【0028】図8及び図9では、「レベル5」から「レ
ベル4」へ帰還ループが存在するが、本方法では「レベ
ル5」を実行後、正または故障イベントがある場合は、
「レベル4」にもどって実行される。このとき、「レベ
ル4」と「レベル5」とを際限なく繰り返すようなら、
発振とみなして処理を停止する。
【0029】以上説明したように、シミュレーション
は、回路をレベル付けし、レベル単位で故障シミュレ
ーションを行うことにより、同一レベルの素子は故障シ
ミュレーションが同時に実行可能であるから、並列動作
が可能なベクトル・プロセッサ及びハードウェアシミュ
レータ等での扱いが容易となり、大規模回路及び長大パ
ターンの故障シミュレーションを短時間で実行すること
ができる。
【0030】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の故障シミ
ュレーション方法は、回路をレベル付けし、レベル単位
で故障シミュレーションを行うことにより、同一レベル
の素子は故障シミュレーションが同時に実行可能である
から、並列動作が可能なベクトル・プロセッサ及びハー
ドウェアシミュレータ等での扱いが容易となり、大規模
回路の故障シミュレーションを短時間で実行することが
できるという効果を有している。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の故障シミュレーション方法の動作の一
例を示すフローチャートである。
【図2】図1の故障シミュレーション方法の対象となる
元の回路を示す回路図である。
【図3】図2の回路をレベル付けしソートした状態を示
す図である。
【図4】本発明の方法を用いて故障シミュレーションが
行われる様子を示す図である。
【図5】図4の組合せ回路部分の故障シミュレーション
により故障が伝播されるようすを示す図である。
【図6】図4の組合せ回路部分の故障シミュレーション
により故障が伝播されるようすを示す図である。
【図7】フリップフロップで故障が検出される例を示す
図である。
【図8】回路内にRAMのような読み書き可能なメモリ
素子を含む例を示す図である。
【図9】図8のメモリ素子を見かけ上2つの素子(読み
出し素子と書き込み素子)に分けてレベル付けを行った
例を示す図である。
【符号の説明】
10〜20 入力端子 21〜32 基本素子 41,42 フリップフロップ 43 出力端子 101〜124 信号線 130 読み出し用RAM 131 書き込み用RAM P1 〜P5 テスト・パターン f1 〜f19 定義故障

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (A)回路に用いられている素子をAN
    Dゲート及びORゲートを含む組合せ素子とフリップフ
    ロップを含む順序素子とに分け、前記回路の入力端子か
    ら前記順序素子であるフリップフロップに向って、レベ
    ル付けするレベル付けステップ、 (B)前記レベル付けした回路を入力し、入力された前
    記回路の入力端子に、あらかじめ格納されたテスト・パ
    ターンを順次取り出して該当個所に設定するテスト・パ
    ターン設定ステップ、 (C)前記テスト・パターンをもとにレベル単位にまと
    めて故障シミュレーションを行う故障シミュレーション
    ステップ、 (D)前記故障シミュレーションが行われるレベルが最
    終のフリップフロップまで進んだら伝播故障を検出する
    伝播故障検出ステップ、 (E)前記伝播故障検出ステップで検出された故障を削
    除する故障削除ステップを備え、 前記順序素子に読み書き可能なメモリ素子が含まれる場
    合、前記メモリ素子を見かけ上2つの素子、すなわち読
    み出し側素子と書き込み側素子とに分け、前記読み出し
    側素子はメモリ素子を分割する前に行われたレベル付け
    におけるメモリ素子のレベルに設定し、前記書き込み側
    素子は最終レベルに設定して、最後に書き込みを行うこ
    とを特徴とする故障シミュレーション方法。
  2. 【請求項2】 (A)回路に用いられている素子をAN
    Dゲート及びORゲートを含む組合せ素子とフリップフ
    ロップを含む順序素子とに分け、前記順序素子であるフ
    リップフロップから前記回路の出力端子に向って、レベ
    ル付けするレベル付けステップ、 (B)前記レベル付けした回路を入力し、入力された前
    記回路のフリップフロップに、あらかじめ格納されたテ
    スト・パターンを順次取り出して該当個所に設定するテ
    スト・パターン設定ステップ、 (C)前記テスト・パターンをもとにレベル単位にまと
    めて故障シミュレーションを行う故障シミュレーション
    ステップ、 (D)前記故障シミュレーションが行われるレベルが最
    終の出力端子まで進んだら伝播故障を検出する伝播故障
    検出ステップ、 (E)前記伝播故障検出ステップで検出された故障を削
    除する故障削除ステップを備え、 前記順序素子に読み書き可能なメモリ素子が含まれる場
    合、前記メモリ素子を見かけ上2つの素子、すなわち読
    み出し側素子と書き込み側素子とに分け、前記読み出し
    側素子はメモリ素子を分割する前に行われたレベル付け
    におけるメモリ素子のレベルに設定し、前記書き込み側
    素子は最終レベルに設定して、最後に書き込みを行うこ
    とを特徴とする故障シミュレーション方法。
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