JP2996293B2 - 故障シミュレーション方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は故障シミュレーショ
ン方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、論理回路のテストパタン品質
を測る指標として故障検出率が知られている。そして、
その故障検出率を効率的に算出する方法として故障シミ
ュレーションがある（オーム社、「超ＬＳＩＣＡＤの基
礎」可児、川西、船津著、Ｐ１６８−Ｐ１７２）。

【０００３】この種の故障シミュレーションは、故障を
仮定した回路群（故障回路群）について、正常回路動作
と比較するものであり、これまで、数種のアルゴリズム
が報告されている。中でも、同時故障シミュレーション
アルゴリズム（以下、同時アルゴリズムという）は、全
故障回路群を１度に高速かつ正確に処理できるものとし
て広く利用されている。この同時アルゴリズムは、正常
回路と故障回路との差分情報（以下、差分という）が非
常に小さいことに着目し、各差分を正常回路動作に合わ
せて回路内に伝搬する（以下、故障伝搬という）ことに
より、故障回路動作をシミュレーションする。そして差
分が外部端子に到達し、かつ、その影響がテスタにて確
定可能であれば、故障は検出されたといい、以後、シミ
ュレーションの対象から除外（以下、ドロップという）
される。

【０００４】同時故障シミュレーションでは、全体に占
める故障伝搬処理の割合が大きいため、それを低減する
方法として、従来より、ハイパアクティブ故障を抽出し
てシミュレーション途中にドロップし、故障伝搬を省略
することが行われている。ハイパアクティブ故障は、そ
の影響（差分）が回路内にはびこり、故障伝搬が膨大と
なる故障で、例えば、ｆ／ｆ（フリップフロップ）のホ
ールド故障等、順序素子の出力に不定値を発生する故障
がその例としてあげられる。ハイパアクティブ故障の抽
出方法は、いくつか報告があるが、故障イベント数（差
分数）や、観測点における検出回数が、シキイ値と等し
いか否かで判断するのが一般的である。このようにし
て、ハイパアクティブ故障の故障伝搬を省略し、処理時
間を短縮する方法は、多くの市販シミュレータに採用さ
れている。

【０００５】

【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では、ハイパアクティブ故障と判定
された故障について、シミュレーションのある時点でド
ロップし、それ以後のシミュレーションにおいて、この
故障に関する故障伝搬が一切起きないようにしている。
ところが、一旦ドロップされた故障がその後に検出され
る場合があり、それを考慮して、従来は、未検出故障の
み再シミュレーションするようにしている。しかしなが
ら、この再シミュレーションは、非常に時間が掛かると
いう問題点がある。

【０００６】一旦ドロップされた故障が、その後に検出
される例について図３を参照して説明する。図３におい
て、シキイ値記憶部３１には、“１”が、ハイパアクテ
ィブ故障を抽出するためのシキイ値として記憶されてい
る。故障１０２の伝搬経路として、第１の観測点（外部
出力）１０８で未検出となる第１の故障伝搬１０５、第
２の観測点（外部出力）１０９で未検出となる第２の故
障伝搬１０６、及び第３の観測点で検出となる第３の故
障伝搬１０７を考える。故障伝搬の発生順序は、説明を
簡単にするため、第１の故障伝搬１０５、第２の故障伝
搬１０６、第３の故障伝搬１０７の順序とする。

【０００７】第１の故障伝搬１０５により、観測点にお
ける未検出回数は１となり、シキイ値記憶部のシキイ値
と等しくなる。その結果、これ以降、この故障はハイパ
アクティブ故障と見なされ、従来の方法では、この故障
をドロップする。この故障がドロップされたことによ
り、第２の故障伝搬１０６が省略されるので、処理は高
速化される。しかし、それと同時に第３の故障伝搬１０
７も省略されてしまうので、本来検出されるべき故障が
未検出と判断され、シミュレーション結果が正確でなく
なる。

【０００８】したがって、本発明は、上記問題点を解決
し、一旦ドロップされた故障がその後に検出される場合
にも、それを考慮した上で、高速にシミュレーションで
きる故障シミュレーション方法を提供することを目的と
する。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、論理回
路の故障をシミュレーションする故障シミュレーション
方法において、故障シミュレーションに必要な情報を入
力する入力ステップと、該入力された情報に基づいて故
障を伝搬させて故障値を更新する故障伝搬ステップと、
シキイ値を記憶する記憶ステップと、前記故障伝搬ステ
ップの故障値とハイパアクティブ値及び前記記憶ステッ
プのシキイ値とに基づいて前記故障伝搬ステップの故障
伝搬処理を実行するかスキップするかを決定する故障伝
搬制御ステップと、前記ハイパアクティブ値を更新する
ハイパアクティブ値更新ステップと、シミュレーション
結果を出力する出力ステップとを有することを特徴とす
る故障シミュレーション方法が得られる。

【００１０】より具体的には、前記故障伝搬制御ステッ
プを順序素子の上でのみ行う制御範囲限定ステップを有
する故障シミュレーション方法が得られる。

【００１１】また、本発明によれば、論理回路の故障を
シミュレーションする故障シミュレーションシステムに
おいて、故障シミュレーションに必要な情報を入力する
入力手段と、該入力された情報に基づいて故障を伝搬さ
せて故障値を更新する故障伝搬部と、シキイ値を記憶す
る記憶手段と、前記故障伝搬部の故障値とハイパアクテ
ィブ値及び前記記憶手段のシキイ値とに基づいて前記故
障伝搬部の故障伝搬処理を実行するかスキップするかを
決定する故障伝搬制御手段と、前記ハイパアクティブ値
を更新するハイパアクティブ値更新手段と、シミュレー
ション結果を出力する出力手段とを有することを特徴と
する故障シミュレーションシステムが得られる。

【００１２】より具体的には、制御範囲限定手段によ
り、前記故障伝搬制御手段の決定を順序素子の上でのみ
行うようにした故障シミュレーションシステムが得られ
る。

【００１３】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。

【００１４】図１を参照すると、本発明の第１の実施の
形態は、回路モデル、故障モデル、及びテストパタンか
らなるシミュレーションデータを含む入力装置１と、故
障の影響の伝搬状況をシミュレーションする故障シミュ
レーション装置２と、情報を記憶する記憶装置３と、故
障検出率等の情報を出力する出力装置４とを含む。

【００１５】故障シミュレーション装置２は、故障伝搬
制御部２１と、故障伝搬部２２と、ハイパアクティブ値
更新部２３とを備えている。

【００１６】故障伝搬部２２は、入力装置１のシミュレ
ーションデータに従い、回路モデル内に仮定した故障を
信号値の流れに従って観測点方向に伝搬し、伝搬経路上
の故障値を更新する。

【００１７】故障伝搬制御部２１は、伝搬故障の故障値
とハイパアクティブ値に従って、故障伝搬部２２に処理
を進めるかまたはスキップするかを制御する。

【００１８】ハイパアクティブ値更新部２３は、伝搬故
障について、そのハイパアクティブ値を更新する。より
具体的には、伝搬故障について観測点に故障が伝搬し、
かつそれが未検出の場合に、そのハイパアクティブ値を
更新する。その結果、ハイパアクティブ値は、故障伝搬
が行なわれ、観測点に故障が伝搬したにも係らず、その
故障が検出されない場合の発生回数を示す。

【００１９】記憶装置３は、シキイ値を記憶するシキイ
値記憶部３１を備える。このシキイ値記憶部３１は、ハ
イパアクティブ値更新部２３で更新されるハイパアクテ
ィブ値と比較して、伝搬故障がハイパアクティブである
かどうかを定義するための正整数を、予めシキイ値とし
て記憶している。つまり、ハイパアクティブ値更新部２
３で更新されたハイパアクティブ値、即ち、観測点に故
障が伝搬したにも係らず、その故障が検出されない場合
の発生回数がシキイ値に一致した場合に、伝搬故障がハ
イパアクティブであると判断される。

【００２０】次に、図１及び図２を参照して、本発明の
第１の実施の形態の動作について説明する。

【００２１】まず、入力装置１から与えられたシミュレ
ーションデータは、故障伝搬部２２に供給される。故障
伝搬部２２は、ステップＡ１で、伝搬する故障があるか
どうか調べる。伝搬故障があれば、次のステップＡ２へ
進み、伝搬故障がなければ、処理を終了する。

【００２２】故障伝搬部２２は、故障伝搬制御部２１と
ともに、ステップＡ２において、ハイパアクティブ値が
シキイ値記憶部３１に記憶されたシキイ値と等しいか調
べ、また、故障値が不定であるかを調べる。ハイパアク
ティブ値がシキイ値に等しく、かつ故障値が不定の場合
は、ステップＡ１に戻る。それ以外の場合、故障伝搬部
２２は、ステップＡ３で、故障を伝搬し、ステップＡ４
で、ハイパアクティブ値更新部２３によりそのハイパア
クティブ値を更新する。以降、上記動作を繰り返す。

【００２３】次に、本発明の第１の実施の形態の効果に
ついて説明する。本発明の第１の実施の形態は、故障伝
搬処理を制御して、観測点で検出となる故障伝搬を残
し、未検出となる故障伝搬のみを省略することで、処理
速度が向上し、かつ、正確なシミュレーション結果を得
ることができる。

【００２４】次に、本発明の第１の実施の形態の一実施
例の動作を詳細に説明する。

【００２５】図３を参照すると、シキイ値記憶部３１に
は、シキイ値として“１”の整数表現が記憶されてい
る。このシステムに、図３の回路１０１、故障１０２な
どが入力装置１から与えられたとする。故障１０２の伝
搬経路として、順序素子１０４の出力から組み合わせ素
子群１０３を通る第１の故障伝搬１０５及び第２の故障
伝搬１０６と、終始組み合わせ素子群１０３を通る第３
の故障伝搬１０７を考える。第１の故障伝搬１０５及び
第２の故障伝搬１０６は故障値が不定となる伝搬、第３
の故障伝搬１０７は、故障値が確定となる伝搬とする。
故障値が不定とは、具体的には、故障のノードにおける
信号値が“Ｘ”等になることであり、故障値が確定と
は、具体的には、故障のノードにおける信号値が、
“０”、“１”等になることである。

【００２６】第１の故障伝搬１０５の場合には、故障１
０２の影響が、順序素子１０４から第１の観測点１０８
までの伝搬経路上を伝搬するが、これは図２では、次の
ように動作する。即ち、故障１０２の影響が第１の観測
点１０８に伝搬するまでステップＡ１は、真となり、ス
テップＡ２へと進む。この故障のハイパアクティブ値の
初期値が０であるとすると、ステップＡ２の“ハイパア
クティブ値がシキイ値と等しい”の条件が成立しないの
で、ステップＡ２は、偽となり、ステップＡ３で故障が
伝搬する。ハイパアクティブ値は、第１の観測点１０８
まで故障の影響が伝搬したときに更新され、この場合
“１”となってシキイ値と等しくなる。

【００２７】第２の故障伝搬１０６の場合は、故障１０
２の影響が、順序素子１０４から第２の観測点１０９ま
での伝搬経路上を伝搬するが、これは、図２では、次の
様に動作する。即ち、順序素子１０４の出力において、
ステップＡ１は真となり、ステップＡ２へと進む。この
とき、“ハイパアクティブ値がシキイ値と等しい"及び
“故障値が不定"の条件を満たすので、ステップＡ２は
真となり、ステップＡ３及びステップＡ４がスキップさ
れ、故障の伝搬が省略される。

【００２８】第３の故障伝搬１０７の場合には、故障１
０２から第３の外部端子１１０までの伝搬経路上、及
び、故障１０２から順序素子１０４までの伝搬経路上
を、故障１０２の影響が伝搬する。この場合は図２にお
いて、次のように動作する。即ち、故障１０２の影響が
第３の外部端子１１０または順序素子１０４に伝搬する
までステップＡ１は真となりステップＡ２へ進む。この
伝搬経路では故障値が確定であるので、ステップＡ２は
偽となりステップＡ３で故障が伝搬する。ステップＡ４
では、観測点に故障が伝搬しかつそれが検出となるの
で、この場合、ハイパアクティブ値の更新はない。

【００２９】次に、本発明の第２の実施の形態について
図面を参照して詳細に説明する。ここで、第１の実施の
形態と同一のものには同一番号を付し、その説明を省略
する。

【００３０】図４を参照すると、本発明の第２の実施の
形態は、故障シミュレーション装置５が、図１の第１の
実施の形態における故障シミュレーション装置２の構成
に加えて制御範囲限定部２４を有している。

【００３１】制御範囲限定部２４は、故障伝搬制御部２
１で故障伝搬を制御するのを順序素子に限定する。

【００３２】次に、本発明の第２の実施の形態の動作を
図面を参照して詳細に説明する。

【００３３】図５のステップＡ１−Ａ４で示される、故
障伝搬制御部２１、故障伝搬部２２、及びハイパアクテ
ィブ値更新部２３の動作は、第１の実施の形態の動作と
同じである。

【００３４】第１の実施の形態では、故障伝搬制御部２
１での制御を回路全体に亘って行うが、本実施の形態で
は、ステップＢ１で、制御範囲限定部２４が、その制御
範囲を順序素子に限定する。即ち、図３の例でいえば、
故障が順序素子１０４の出力に伝搬するときのみ、故障
伝搬制御手段２１で故障伝搬を制御する。

【００３５】本実施の形態によれば、回路全体における
故障伝搬を制御することなく、第１の実施の形態と同じ
効果が得られる。このため、第１の実施の形態よりもさ
らに処理を高速にすることができる。

【００３６】次に、第２の実施の形態における一実施例
について説明する。再び図３を参照して、故障１０２の
伝搬経路として、順序素子１０４の出力から組み合わせ
素子群１０３を通る第１の故障伝搬１０５及び第２の故
障伝搬１０６と、終始組み合わせ素子群１０３を通る第
３の故障伝搬１０７を考える。

【００３７】第１の故障伝搬１０５の場合、故障１０２
の影響は、順序素子１０４から第１の観測点１０８間で
の伝搬経路上を伝搬するが、これは図５において、次の
ように動作する。即ち、故障１０２の影響が第１の観測
点１０８に伝搬するまでステップＡ１は真となり、ステ
ップＢ１へ進む。順序素子１０４における伝搬なので、
ステップＢ１も真となり、ステップＡ２へ進む。この故
障のハイパアクティブ値の初期値が０であるとすると、
ステップＡ２の“ハイパアクティブ値がシキイ値と等し
い”の条件が成立しないので、ステップＡ２は偽とな
り、ステップＡ３で故障が伝搬する。ハイパアクティブ
値は、第１の観測点１０８まで故障の影響が伝搬したと
きに更新され、この場合“１”となりハイパアクティブ
値がシキイ値と等しくなる。

【００３８】第２の故障伝搬１０６の場合は、順序素子
１０４から第２の観測点１０９までの伝搬経路上を故障
１０２の影響が伝搬するが、これは図５で次のように動
作する。即ち、順序素子１０４の出力において、ステッ
プＡ１は真となり、ステップＢ１へと進む。ステップＢ
１において“順序素子出力上にある"が真なので、ステ
ップＡ２へ進む。このとき、“ハイパアクティブ値がシ
キイ値と等しい"及び“故障値が不定"を満たすので、ス
テップＡ２は真となり、ステップＡ３及びＡ４はスキッ
プされ故障の伝搬が省略される。

【００３９】第３の故障伝搬１０７の場合は、故障１０
２から第３の外部端子１１０までの伝搬経路上、及び、
故障１０２から順序素子１０４までの伝搬経路上を、故
障１０２の影響が伝搬するが、これは、図５で次のよう
に動作する。即ち、故障１０２の影響が第３の外部出力
端子１１０または順序素子回路１０４に伝搬するまでス
テップＡ１は真となりステップＢ１へと進む。これらの
伝搬は組み合わせ素子群１０３上にあり、ステップＢ１
の条件“順序素子出力上にある"を満たさない。即ち、
ステップＢ１は偽となり、ステップＡ２はスキップされ
てステップＡ３で故障が伝搬していく。ステップＡ４で
は、観測点に故障が伝搬し、かつそれが検出となるの
で、この場合、ハイパアクティブ値の更新はない。

【００４０】

【発明の効果】以上述べたように、本発明は、故障伝搬
処理を制御して、観測点で検出となる故障伝搬をそのま
ま残し、未検出となってしまう故障伝播のみ省略してい
るため、高速で、かつ、より正確なシミュレーション結
果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態を示すブロック図で
ある。

【図２】図１のシステムの動作を説明するためのフロー
チャートである。

【図３】本発明の実施例の動作及び従来の動作を説明す
るための図である。

【図４】本発明の第２の実施の形態を示すブロック図で
ある。

【図５】図４のシステムの動作を説明するためのフロー
チャートである。

【符号の説明】

１ 入力装置 ２ 故障シミュレーション装置 ３ 記憶装置 ４ 出力装置 ２１ 故障伝搬制御部 ２２ 故障伝搬部 ２３ ハイパアクティブ値更新部 ２４ 制御範囲限定部 ３１ シキイ値記憶部 １０１ 回路 １０２ 故障 １０３ 組み合わせ素子群 １０４ 順序素子 １０５ 第１の故障伝搬 １０６ 第２の故障伝搬 １０７ 第３の故障伝搬 １０８ 第１の観測点 １０９ 第２の観測点 １１０ 第３の外部端子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−255584（ＪＰ，Ａ) Ｋｕｎｇ Ｃ−Ｐ、外１名、”ＨｙＨ ＯＰＥ：Ｆａｓｔ ｆａｕｌｔ ｓｉｍ ｕｌａｔｏｒ ｗｉｔｈ ｅｆｆｉｃｉ ｅｎｔ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｈｙｐｅｒｔｒｏｐｈｉｃ ｆａｕｌｔ ｓ”、ＩＥＥ Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ Ｃｉｒｃｕｉｔｓ，Ｄｅｖｉｃｅｓ ａｎｄ Ｓｙｓｔｅｍｓ、ＩＥＥ、Ｖｏ ｌ．142、Ｎｏ．１、1995年２月、ｐ. 53〜60 (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G06F 17/50 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 論理回路の故障をシミュレーションする
   故障シミュレーション方法において、故障シミュレーシ
   ョンに必要な情報を入力する入力ステップと、該入力さ
   れた情報に基づいて故障を伝搬させて故障値を更新する
   故障伝搬ステップと、シキイ値を記憶する記憶ステップ
   と、前記故障伝搬ステップの故障値とハイパアクティブ
   値及び前記記憶ステップのシキイ値とに基づいて前記故
   障伝搬ステップの故障伝搬処理を実行するかスキップす
   るかを決定する故障伝搬制御ステップと、前記ハイパア
   クティブ値を更新するハイパアクティブ値更新ステップ
   と、シミュレーション結果を出力する出力ステップとを
   有する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】 請求項１の故障シミュレーション方法に
   おいて、前記故障伝搬制御ステップを順序素子の上での
   み行うことを特徴とする故障シミュレーション方法。
3. 【請求項３】 論理回路の故障をシミュレーションする
   故障シミュレーションシステムにおいて、故障シミュレ
   ーションに必要な情報を入力する入力手段と、該入力さ
   れた情報に基づいて故障を伝搬させて故障値を更新する
   故障伝搬部と、シキイ値を記憶する記憶手段と、前記故
   障伝搬部の故障値とハイパアクティブ値及び前記記憶手
   段のシキイ値とに基づいて前記故障伝搬部の故障伝搬処
   理を実行するかスキップするかを決定する故障伝搬制御
   手段と、前記ハイパアクティブ値を更新するハイパアク
   ティブ値更新手段と、シミュレーション結果を出力する
   出力手段とを有することを特徴とする故障シミュレーシ
   ョンシステム。
4. 【請求項４】 請求項３の故障シミュレーションシステ
   ムにおいて、制御範囲限定手段により、前記故障伝搬制
   御手段の決定を順序素子の上でのみ行うようにしたこと
   を特徴とする故障シミュレーションシステム。