JP3540247B2 - 半導体装置のテスト回路および同テスト回路を用いたテスト方法 - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体装置のテスト回路およびテスト方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
たとえばSOC(システム・オン・チップ)に見られるIP(Intellectual Property=設計資産)コアなどの1つの機能を有する機能ブロックを内蔵した半導体装置において、上記機能ブロックのテストは一般にテストバス方式で行われ、半導体装置の外部端子をテスト端子として利用してテスト信号の入出力が行われる。
【0003】
図5の(A)は従来のテスト回路を構成するテスト入力信号の入力部の一例を示す回路図、(B)は同じくテスト出力信号の出力部の一例を示す回路図である。
図5の(A)に示したテスト回路の入力部の例では、ゲート回路としてのAND回路102と、入力バッファ回路104とを備え、入力バッファ回路104の入力端子は第1の外部端子106に接続され、出力端子はAND回路102の一方の入力端子に接続されている。また、AND回路102のもう一方の入力端子にはテストマスク信号108(アクティブロー)が入力されている。そして、AND回路102の出力信号は、半導体装置内の回路に通常入力信号110として供給され、一方、入力バッファ回路104の出力信号はテスト入力信号112として不図示の機能ブロックに供給される。
このような構成により、テスト実行時には、第1の外部端子106よりテスト入力信号を供給し、入力バッファ回路104を通じ機能ブロックに供給してテストが行われる。
【0004】
また、(B)に示したテスト回路の出力部の例では、半導体装置内の前記回路からの通常出力信号114およびテスト時に機能ブロックが出力するテスト出力信号116を入力としてテスト選択信号118にもとづきいずれかの信号を出力するセレクタ回路120と、出力制御信号122にもとづいて出力インピーダンスが制御され、セレクタ回路120の出力信号を第2の外部端子124に出力する出力バッファ回路126とを備えている。
【0005】
出力制御信号122は、出力制御回路128により生成され、出力制御回路128は、図5の(B)に示したように、テスト出力イネーブル信号130が入力されるか、またはセレクタ回路120が通常出力信号114を選択している状態で通常出力イネーブル信号132が入力されたとき、出力制御信号122を出力バッファ回路126に出力して、出力バッファ回路126の出力インピーダンスを通常のインピーダンスとしセレクタ回路120の出力信号を第2の外部端子124に出力させる。
出力制御回路128は、より詳しくは、テスト選択信号118および通常出力イネーブル信号132を入力とするAND回路134と、テスト出力イネーブル信号130およびAND回路134の出力信号を入力として出力制御信号122を出力するOR回路136とを含んでいる。
【0006】
このような構成により、テスト実行時にはセレクタ回路120にテスト出力信号116を選択させ、また出力バッファ回路126の出力をアクティブに制御することで、機能ブロックからのテスト出力信号116を半導体装置の外部に取り出す。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年の半導体装置の大規模化、高機能化により、半導体装置に内蔵される機能ブロックも高機能化が進んでおり、必然的に機能ブロックの入出力端子の数が増加し、また、内蔵される機能ブロックの数も多くなっている。そのため、テスト信号の入出力に用いる外部端子の数が不足し、これに対処すべくテストパターンを数回に分けて入力するといったことが行われる。しかし、その結果、テストプログラムが複雑になることから、その作成に手間と時間がかかり、また、テスト時間の増大を招いている。
【0008】
本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、その目的は、テスト用の外部端子不足を解消して、テストを容易かつ短時間で行えるようにする半導体装置のテスト回路および同テスト回路を用いたテスト方法を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するため、半導体装置が含む機能ブロックをテストすべく前記半導体装置に設けられ、通常入力信号およびテスト入力信号を入力する第1の外部端子と、テストマスク信号が入力されていない場合のみ開いて前記第1の外部端子からの通常入力信号を前記半導体装置内の回路に供給するゲート回路と、前記半導体装置内の前記回路からの通常出力信号およびテスト時に前記機能ブロックが出力するテスト出力信号を入力としてテスト選択信号にもとづきいずれかの信号を選択して出力するセレクタ回路と、前記セレクタ回路の出力信号を第2の外部端子に出力するとともに、出力制御信号にもとづいて出力インピーダンスが制御される出力バッファ回路とを備えたテスト回路であって、前記第1および第2の外部端子は同一の端子であり、前記外部端子から入力されたテスト入力信号をテストクロック信号に同期して保持し、保持した前記テスト入力信号を前記機能ブロックに供給するテストレジスタ回路を含むことを特徴とする。
【0010】
また、本発明は、半導体装置が含む機能ブロックをテストすべく前記半導体装置に設けられ、通常入力信号およびテスト入力信号を入力する第1の外部端子と、テストマスク信号が入力されていない場合のみ開いて前記第1の外部端子からの通常入力信号を前記半導体装置内の回路に供給するゲート回路と、前記半導体装置内の前記回路からの通常出力信号およびテスト時に前記機能ブロックが出力するテスト出力信号を入力としてテスト選択信号にもとづきいずれかの信号を選択して出力するセレクタ回路と、前記セレクタ回路の出力信号を第2の外部端子に出力するとともに、出力制御信号にもとづいて出力インピーダンスが制御される出力バッファ回路とを備え、前記第1および第2の外部端子は同一の端子であり、前記外部端子から入力されたテスト入力信号をテストクロック信号に同期して保持し、保持した前記テスト入力信号を前記機能ブロックに供給するテストレジスタ回路を含む半導体装置のテスト回路を用いたテスト方法であって、前記セレクタ回路にテスト選択信号を供給してテスト出力信号を選択させ、前記出力バッファ回路に前記出力制御信号を供給して、前記テストクロック信号が第1のレベルである期間では出力をハイインピーダンスとさせ、前記テストクロック信号が第2のレベルである期間では前記セレクタ回路が出力するテスト出力信号を前記外部端子に出力させ、前記テストクロック信号が第1のレベルである期間にテスト入力信号を前記外部端子を通じて入力し、前記テストクロック信号の第2のレベルが終了する時点で、前記外部端子よりテスト出力信号を取得することを特徴とする。
【0011】
本発明の半導体装置のテスト回路を用いて半導体装置に内蔵された機能ブロックをテストする場合には、セレクタ回路にテスト選択信号を供給してテスト出力信号を選択させ、また、出力バッファ回路に出力制御信号を供給して、テストクロック信号が第1のレベルである期間では出力をハイインピーダンスとさせ、テストクロック信号が第2のレベルである期間ではセレクタ回路が出力するテスト出力信号を外部端子に出力させる。そして、テストクロック信号が第1のレベルである期間にテスト入力信号を外部端子を通じて入力し、テストクロック信号の第2のレベルが終了する時点で、外部端子よりテスト出力信号を取得して、期待値と照合し異常の有無を判定する。
このように、本発明では、同一の外部端子をテスト入力信号の入力と、テスト出力信号の出力とに使用するため、テストに必要な外部端子の数は従来の半分となる。よって、半導体装置におけるテスト用の外部端子不足を解消でき、テストパターンを数回に分けて入力したりする必要がなくなる。その結果、テストプログラムは簡素になって、その作成に手間と時間がかからなくなるとともに、テストに要する時間も短縮する。
【0012】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態例について図面を参照して説明する。
図1は本発明による半導体装置のテスト回路の一例を示す回路図、図2は図1の半導体装置のテスト回路を含む半導体装置を示すブロック図、図3は実施の形態例の半導体装置のテスト回路の動作を示すタイミングチャートである。図1において、図5と同一の要素には同一の符号が付されており、それらに関する詳しい説明はここでは省略する。
以下では、これらの図面を参照して本発明による半導体装置のテスト回路の一例について説明すると同時に、本発明のテスト方法の実施の形態例について説明する。
【0013】
図2に示したように、実施の形態例の半導体装置2は機能ブロック4と、機能ブロック4をテストするための実施の形態例のテスト回路6とを含み、外部端子8からのテスト入力信号112は、テスト回路6を通じて機能ブロック4に供給され、一方、機能ブロック4が出力するテスト出力信号116はテスト回路6を通じて外部端子8に出力される。
【0014】
テスト回路6は、図1に示したように、図5の(A)および(B)の回路を結合するとともに、新たにテストレジスタ回路10を設けた構成となっている。
テストレジスタ回路10には、外部端子8から入力されたテスト入力信号が入力バッファ回路104を通じて入力されており、テストレジスタ回路10は、テストクロック信号12に同期して入力バッファ回路104の出力信号を保持するとともに、保持した信号をテスト入力信号112として機能ブロック4に供給する。
また、図5の場合と異なり、出力バッファ回路126はテスト出力信号116および通常出力信号114を外部端子8に出力し、入力バッファ回路104は外部端子8からテスト入力信号および通常入力信号を取り込む構成となっている。
【0015】
次に、このように構成されたテスト回路6の動作について、図3をも参照して詳しく説明する。
まず、テストを行わず、半導体装置2に通常の動作を行わせる場合は、テスト選択信号118はローレベルに設定し、テストマスク信号108はハイレベルに設定する。これによりセレクタ回路120は機能ブロック4が出力する通常出力信号114を選択して出力し、したがって、通常出力イネーブル信号132がハイレベルとなったタイミングで出力バッファ回路126の出力はアクティブとなり、外部端子8より通常出力信号114が出力される。
一方、外部端子8から入力された通常入力信号は、入力バッファ回路104およびAND回路102を通じて機能ブロック4に供給される。
【0016】
次に、機能ブロック4をテストする場合について説明する。
まずテストモードとするため、テスト選択信号118をハイレベルに設定する。これによりセレクタ回路120は、機能ブロック4からのテスト出力信号116を選択して出力する。また、このときAND回路134のアクティブローの入力端子14がハイレベルであることから、通常出力イネーブル信号132がAND回路134を通じてOR回路136に供給されることはない。
【0017】
テスト出力イネーブル信号130は、図3に示したように、テストクロック信号12がハイレベル(本発明にかかわる第1のレベル)である期間(T1−H、T2−H、T3−H、……)ではローレベル、テストクロック信号12がローレベル(本発明にかかわる第2のレベル)である期間(T1−L、T2−L、T3−L、……)ではハイレベルとなるものとし、その結果、同じ波形の出力制御信号122が出力バッファ回路126に供給される。よって、テストクロック信号12がローレベルの期間では出力バッファ回路126の出力はハイインピーダンスとなって信号を出力せず、テストクロック信号12がハイレベルの期間でのみセレクタ回路120からの信号を外部端子8に出力する。
【0018】
なお、テスト出力イネーブル信号130は、図3に示したように、厳密には立ち上がりのタイミングは、テストクロック信号12の立ち下りより若干遅延させておく。これは、不図示のテスタ装置から外部端子8を通じてテスト入力信号112が入力されている状態で、出力バッファ回路126がテスト出力信号116を出力してしまい、テスト装置によるドライブと出力バッファ回路126によるドライブとがぶつかることを防止するためである。
【0019】
そして、テストクロック信号12がハイレベルである期間に、不図示のテスタ装置よりテスト入力信号(図3のTI_n、TI_n+1、TI_n+2、……)を外部端子8を通じて入力する。
このテスト入力信号は、テストクロック信号12の立ち下りでテストレジスタ回路10に取り込まれ、テストレジスタ回路10は取り込んだ信号を、つづくテストクロック信号12の立ち上がりから、次のテストクロック信号12の立ち上がまでの期間に亘ってテスト入力信号112として出力する。
【0020】
そして、機能ブロック4では、テストレジスタ回路10から供給されたテスト入力信号112にもとづいて動作し、結果としてのテスト出力信号116(TO_m、TO_m+1、TO_m+2、……)を、テストクロック信号12の立ち上がりから次の立ち上がりの期間に出力する。セレクタ回路120はこのテスト出力信号116を選択して出力バッファ回路126に出力し、出力バッファ回路126は、テストクロック信号12がローレベルである期間にセレクタ回路120からのテスト出力信号116(TO_m、TO_m+1、TO_m+2、……)を出力する。
【0021】
外部の不図示のテスタ装置は、出力バッファ回路126が出力したテスト出力信号を外部端子8を通じ、テストクロック信号12の立ち上がりのタイミングSTB、すなわちローレベルが終了する時点で取り込み、期待値と照合して、機能ブロック4が正常か否かを判定する。
【0022】
このように、本実施の形態例では、外部端子8をテスト入力信号の入力と、テスト出力信号の出力とに兼用して使用するため、テストに必要な外部端子の数は従来の半分となる。よって、半導体装置におけるテスト用の外部端子不足を解消でき、テストパターンを数回に分けて入力したりする必要がなくなることから、テストプログラムは簡素になって、その作成に手間と時間がかからなくなるとともに、テスト時間も短縮する。
【0023】
なお、本実施の形態例では、説明のため1つの外部端子8と関連する回路のみを示したが、通常は、外部端子は複数であり、各外部端子ごとに図1などと同様の関連回路が設けられる。
【0024】
次に、第2の実施の形態例について説明する。
図4は第2の実施の形態例のテスト回路を示す回路図である。図中、図1と同一の要素には同一の符号が付されており、それらに関する説明はここでは省略する。
図4に示したテスト回路16は、バウンダリー・スキャン・テストを行う構成の半導体装置で、上述のようなテストを行えるようにした点でテスト回路6と異なり、バウンダリー・スキャン・レジスタ(BSR:Boundary Scan Register)をテストレジスタ回路10として使用する点に特徴がある。
【0025】
すなわち、テスト回路16は、外部端子8からのテスト入力信号およびBSRシリアル入力データ信号18を入力とし、BSR選択信号20にもとづき、いずれかの入力信号を選択してテストレジスタ回路10に供給するBSRデータセレクタ回路22と、テストクロック信号12およびBSRクロック信号24を入力としBSR選択信号20にもとづき、いずれかのクロック信号を選択してテストレジスタ回路10に出力するテストクロックセレクタ回路26とをさらに備えている。そして、テストレジスタ回路10は保持した信号を、テスト入力信号112として機能ブロック4に出力するとともに、BSRシリアル出力データ信号32として機能ブロック4に出力する。
【0026】
なお、本実施の形態例では、テストクロック信号12はバッファ回路28を通じてテストクロックセレクタ回路26に入力されている。また、通常出力信号114はバンダリー・スキャン用回路30(信号を保持するためのレジスタとマルチプレクサとを含んで構成されている)に入力され、バンダリー・スキャン用回路30の出力がセレクタ回路120に供給されている。
【0027】
このテスト回路16で、バウンダリー・スキャン・テストを行う場合には、BSR選択信号20をハイレベルとして、BSRデータセレクタ回路22にはBSRシリアル入力データ信号18を選択させ、テストクロックセレクタ回路26にはBSRクロック信号24を選択させる。これによりBSRシリアル入力データ信号18はテストレジスタ回路10に保持され、BSRシリアル出力データ信号32として機能ブロック4に供給される。また、AND回路34のアクティブローの入力端子は、ハイレベルであることからAND回路34の出力はローレベルとなり、セレクタ回路120は、バウンダリー・スキャン・テストの結果としての通常出力信号114をバンダリー・スキャン用回路30が保持したものを選択して出力し、この信号は出力バッファ回路126を通じ外部端子8より外部に出力される。
【0028】
なお、バウンダリー・スキャン・テストは周知の技術であり、BSRシリアル入力データ信号18、BSRシリアル出力データ信号32、BSRクロック信号24、バンダリー・スキャン用回路30についての詳しい説明はここでは省略する。
【0029】
一方、テスト回路6で行ったようなテストを行う場合には、BSR選択信号20をローレベルに設定すればよい。これにより、外部端子8からのテスト入力信号112、およびテストクロック信号12がテストレジスタ回路10に供給され、また、セレクタ回路120はテスト出力信号116を選択して出力する。
このように第2の実施の形態例のテスト回路16では、バウンダリー・スキャン・レジスタをテストレジスタ回路10として使用するので、本発明にもとづくテスト回路を構成しても増加する回路要素を最小限に抑えることが可能となる。
【0030】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の半導体装置のテスト回路を用いて半導体装置に内蔵された機能ブロックをテストする場合には、セレクタ回路にテスト選択信号を供給してテスト出力信号を選択させ、また、出力バッファ回路に出力制御信号を供給して、テストクロック信号が第1のレベルである期間では出力をハイインピーダンスとさせ、テストクロック信号が第2のレベルである期間ではセレクタ回路が出力するテスト出力信号を外部端子に出力させる。そして、テストクロック信号が第1のレベルである期間にテスト入力信号を外部端子を通じて入力し、テストクロック信号の第2のレベルが終了する時点で、外部端子よりテスト出力信号を取得して、期待値と照合して異常の有無を判定する。
このように、本発明では、同一の外部端子をテスト入力信号の入力と、テスト出力信号の出力とに使用するため、テストに必要な外部端子の数は従来の半分となる。よって、半導体装置におけるテスト用の外部端子不足を解消でき、テストパターンを数回に分けて入力したりする必要がなくなる。その結果、テストプログラムは簡素になって、その作成に手間と時間がかからなくなるとともに、テストに要する時間も短縮する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による半導体装置のテスト回路の一例を示す回路図である。
【図2】図1の半導体装置のテスト回路を含む半導体装置を示すブロック図である。
【図3】実施の形態例の半導体装置のテスト回路の動作を示すタイミングチャートである。
【図4】第2の実施の形態例のテスト回路を示す回路図である。
【図5】(A)は従来のテスト回路を構成するテスト入力信号の入力部の一例を示す回路図、(B)は同じくテスト出力信号の出力部の一例を示す回路図である。
【符号の説明】
2……半導体装置、4……機能ブロック、6……テスト回路、8……外部端子、10……テストレジスタ回路、12……テストクロック信号、14……入力端子、16……テスト回路、18……BSRシリアル入力データ信号、20……BSR選択信号、22……BSRデータセレクタ回路、24……BSRクロック信号、26……テストクロックセレクタ回路、28……バッファ回路、30……バンダリー・スキャン用回路、32……BSRシリアル出力データ信号、34……AND回路、102……AND回路、104……入力バッファ回路、106……第1の外部端子、108……テストマスク信号、110……通常入力信号、112……テスト入力信号、114……通常出力信号、116……テスト出力信号、118……テスト選択信号、120……セレクタ回路、122……出力制御信号、124……第2の外部端子、126……出力バッファ回路、128……出力制御回路、130……テスト出力イネーブル信号、132……通常出力イネーブル信号、134……AND回路、136……OR回路。
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体装置のテスト回路およびテスト方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
たとえばSOC(システム・オン・チップ)に見られるIP(Intellectual Property=設計資産)コアなどの1つの機能を有する機能ブロックを内蔵した半導体装置において、上記機能ブロックのテストは一般にテストバス方式で行われ、半導体装置の外部端子をテスト端子として利用してテスト信号の入出力が行われる。
【0003】
図5の(A)は従来のテスト回路を構成するテスト入力信号の入力部の一例を示す回路図、(B)は同じくテスト出力信号の出力部の一例を示す回路図である。
図5の(A)に示したテスト回路の入力部の例では、ゲート回路としてのAND回路102と、入力バッファ回路104とを備え、入力バッファ回路104の入力端子は第1の外部端子106に接続され、出力端子はAND回路102の一方の入力端子に接続されている。また、AND回路102のもう一方の入力端子にはテストマスク信号108(アクティブロー)が入力されている。そして、AND回路102の出力信号は、半導体装置内の回路に通常入力信号110として供給され、一方、入力バッファ回路104の出力信号はテスト入力信号112として不図示の機能ブロックに供給される。
このような構成により、テスト実行時には、第1の外部端子106よりテスト入力信号を供給し、入力バッファ回路104を通じ機能ブロックに供給してテストが行われる。
【0004】
また、(B)に示したテスト回路の出力部の例では、半導体装置内の前記回路からの通常出力信号114およびテスト時に機能ブロックが出力するテスト出力信号116を入力としてテスト選択信号118にもとづきいずれかの信号を出力するセレクタ回路120と、出力制御信号122にもとづいて出力インピーダンスが制御され、セレクタ回路120の出力信号を第2の外部端子124に出力する出力バッファ回路126とを備えている。
【0005】
出力制御信号122は、出力制御回路128により生成され、出力制御回路128は、図5の(B)に示したように、テスト出力イネーブル信号130が入力されるか、またはセレクタ回路120が通常出力信号114を選択している状態で通常出力イネーブル信号132が入力されたとき、出力制御信号122を出力バッファ回路126に出力して、出力バッファ回路126の出力インピーダンスを通常のインピーダンスとしセレクタ回路120の出力信号を第2の外部端子124に出力させる。
出力制御回路128は、より詳しくは、テスト選択信号118および通常出力イネーブル信号132を入力とするAND回路134と、テスト出力イネーブル信号130およびAND回路134の出力信号を入力として出力制御信号122を出力するOR回路136とを含んでいる。
【0006】
このような構成により、テスト実行時にはセレクタ回路120にテスト出力信号116を選択させ、また出力バッファ回路126の出力をアクティブに制御することで、機能ブロックからのテスト出力信号116を半導体装置の外部に取り出す。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年の半導体装置の大規模化、高機能化により、半導体装置に内蔵される機能ブロックも高機能化が進んでおり、必然的に機能ブロックの入出力端子の数が増加し、また、内蔵される機能ブロックの数も多くなっている。そのため、テスト信号の入出力に用いる外部端子の数が不足し、これに対処すべくテストパターンを数回に分けて入力するといったことが行われる。しかし、その結果、テストプログラムが複雑になることから、その作成に手間と時間がかかり、また、テスト時間の増大を招いている。
【0008】
本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、その目的は、テスト用の外部端子不足を解消して、テストを容易かつ短時間で行えるようにする半導体装置のテスト回路および同テスト回路を用いたテスト方法を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するため、半導体装置が含む機能ブロックをテストすべく前記半導体装置に設けられ、通常入力信号およびテスト入力信号を入力する第1の外部端子と、テストマスク信号が入力されていない場合のみ開いて前記第1の外部端子からの通常入力信号を前記半導体装置内の回路に供給するゲート回路と、前記半導体装置内の前記回路からの通常出力信号およびテスト時に前記機能ブロックが出力するテスト出力信号を入力としてテスト選択信号にもとづきいずれかの信号を選択して出力するセレクタ回路と、前記セレクタ回路の出力信号を第2の外部端子に出力するとともに、出力制御信号にもとづいて出力インピーダンスが制御される出力バッファ回路とを備えたテスト回路であって、前記第1および第2の外部端子は同一の端子であり、前記外部端子から入力されたテスト入力信号をテストクロック信号に同期して保持し、保持した前記テスト入力信号を前記機能ブロックに供給するテストレジスタ回路を含むことを特徴とする。
【0010】
また、本発明は、半導体装置が含む機能ブロックをテストすべく前記半導体装置に設けられ、通常入力信号およびテスト入力信号を入力する第1の外部端子と、テストマスク信号が入力されていない場合のみ開いて前記第1の外部端子からの通常入力信号を前記半導体装置内の回路に供給するゲート回路と、前記半導体装置内の前記回路からの通常出力信号およびテスト時に前記機能ブロックが出力するテスト出力信号を入力としてテスト選択信号にもとづきいずれかの信号を選択して出力するセレクタ回路と、前記セレクタ回路の出力信号を第2の外部端子に出力するとともに、出力制御信号にもとづいて出力インピーダンスが制御される出力バッファ回路とを備え、前記第1および第2の外部端子は同一の端子であり、前記外部端子から入力されたテスト入力信号をテストクロック信号に同期して保持し、保持した前記テスト入力信号を前記機能ブロックに供給するテストレジスタ回路を含む半導体装置のテスト回路を用いたテスト方法であって、前記セレクタ回路にテスト選択信号を供給してテスト出力信号を選択させ、前記出力バッファ回路に前記出力制御信号を供給して、前記テストクロック信号が第1のレベルである期間では出力をハイインピーダンスとさせ、前記テストクロック信号が第2のレベルである期間では前記セレクタ回路が出力するテスト出力信号を前記外部端子に出力させ、前記テストクロック信号が第1のレベルである期間にテスト入力信号を前記外部端子を通じて入力し、前記テストクロック信号の第2のレベルが終了する時点で、前記外部端子よりテスト出力信号を取得することを特徴とする。
【0011】
本発明の半導体装置のテスト回路を用いて半導体装置に内蔵された機能ブロックをテストする場合には、セレクタ回路にテスト選択信号を供給してテスト出力信号を選択させ、また、出力バッファ回路に出力制御信号を供給して、テストクロック信号が第1のレベルである期間では出力をハイインピーダンスとさせ、テストクロック信号が第2のレベルである期間ではセレクタ回路が出力するテスト出力信号を外部端子に出力させる。そして、テストクロック信号が第1のレベルである期間にテスト入力信号を外部端子を通じて入力し、テストクロック信号の第2のレベルが終了する時点で、外部端子よりテスト出力信号を取得して、期待値と照合し異常の有無を判定する。
このように、本発明では、同一の外部端子をテスト入力信号の入力と、テスト出力信号の出力とに使用するため、テストに必要な外部端子の数は従来の半分となる。よって、半導体装置におけるテスト用の外部端子不足を解消でき、テストパターンを数回に分けて入力したりする必要がなくなる。その結果、テストプログラムは簡素になって、その作成に手間と時間がかからなくなるとともに、テストに要する時間も短縮する。
【0012】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態例について図面を参照して説明する。
図1は本発明による半導体装置のテスト回路の一例を示す回路図、図2は図1の半導体装置のテスト回路を含む半導体装置を示すブロック図、図3は実施の形態例の半導体装置のテスト回路の動作を示すタイミングチャートである。図1において、図5と同一の要素には同一の符号が付されており、それらに関する詳しい説明はここでは省略する。
以下では、これらの図面を参照して本発明による半導体装置のテスト回路の一例について説明すると同時に、本発明のテスト方法の実施の形態例について説明する。
【0013】
図2に示したように、実施の形態例の半導体装置2は機能ブロック4と、機能ブロック4をテストするための実施の形態例のテスト回路6とを含み、外部端子8からのテスト入力信号112は、テスト回路6を通じて機能ブロック4に供給され、一方、機能ブロック4が出力するテスト出力信号116はテスト回路6を通じて外部端子8に出力される。
【0014】
テスト回路6は、図1に示したように、図5の(A)および(B)の回路を結合するとともに、新たにテストレジスタ回路10を設けた構成となっている。
テストレジスタ回路10には、外部端子8から入力されたテスト入力信号が入力バッファ回路104を通じて入力されており、テストレジスタ回路10は、テストクロック信号12に同期して入力バッファ回路104の出力信号を保持するとともに、保持した信号をテスト入力信号112として機能ブロック4に供給する。
また、図5の場合と異なり、出力バッファ回路126はテスト出力信号116および通常出力信号114を外部端子8に出力し、入力バッファ回路104は外部端子8からテスト入力信号および通常入力信号を取り込む構成となっている。
【0015】
次に、このように構成されたテスト回路6の動作について、図3をも参照して詳しく説明する。
まず、テストを行わず、半導体装置2に通常の動作を行わせる場合は、テスト選択信号118はローレベルに設定し、テストマスク信号108はハイレベルに設定する。これによりセレクタ回路120は機能ブロック4が出力する通常出力信号114を選択して出力し、したがって、通常出力イネーブル信号132がハイレベルとなったタイミングで出力バッファ回路126の出力はアクティブとなり、外部端子8より通常出力信号114が出力される。
一方、外部端子8から入力された通常入力信号は、入力バッファ回路104およびAND回路102を通じて機能ブロック4に供給される。
【0016】
次に、機能ブロック4をテストする場合について説明する。
まずテストモードとするため、テスト選択信号118をハイレベルに設定する。これによりセレクタ回路120は、機能ブロック4からのテスト出力信号116を選択して出力する。また、このときAND回路134のアクティブローの入力端子14がハイレベルであることから、通常出力イネーブル信号132がAND回路134を通じてOR回路136に供給されることはない。
【0017】
テスト出力イネーブル信号130は、図3に示したように、テストクロック信号12がハイレベル(本発明にかかわる第1のレベル)である期間(T1−H、T2−H、T3−H、……)ではローレベル、テストクロック信号12がローレベル(本発明にかかわる第2のレベル)である期間(T1−L、T2−L、T3−L、……)ではハイレベルとなるものとし、その結果、同じ波形の出力制御信号122が出力バッファ回路126に供給される。よって、テストクロック信号12がローレベルの期間では出力バッファ回路126の出力はハイインピーダンスとなって信号を出力せず、テストクロック信号12がハイレベルの期間でのみセレクタ回路120からの信号を外部端子8に出力する。
【0018】
なお、テスト出力イネーブル信号130は、図3に示したように、厳密には立ち上がりのタイミングは、テストクロック信号12の立ち下りより若干遅延させておく。これは、不図示のテスタ装置から外部端子8を通じてテスト入力信号112が入力されている状態で、出力バッファ回路126がテスト出力信号116を出力してしまい、テスト装置によるドライブと出力バッファ回路126によるドライブとがぶつかることを防止するためである。
【0019】
そして、テストクロック信号12がハイレベルである期間に、不図示のテスタ装置よりテスト入力信号(図3のTI_n、TI_n+1、TI_n+2、……)を外部端子8を通じて入力する。
このテスト入力信号は、テストクロック信号12の立ち下りでテストレジスタ回路10に取り込まれ、テストレジスタ回路10は取り込んだ信号を、つづくテストクロック信号12の立ち上がりから、次のテストクロック信号12の立ち上がまでの期間に亘ってテスト入力信号112として出力する。
【0020】
そして、機能ブロック4では、テストレジスタ回路10から供給されたテスト入力信号112にもとづいて動作し、結果としてのテスト出力信号116(TO_m、TO_m+1、TO_m+2、……)を、テストクロック信号12の立ち上がりから次の立ち上がりの期間に出力する。セレクタ回路120はこのテスト出力信号116を選択して出力バッファ回路126に出力し、出力バッファ回路126は、テストクロック信号12がローレベルである期間にセレクタ回路120からのテスト出力信号116(TO_m、TO_m+1、TO_m+2、……)を出力する。
【0021】
外部の不図示のテスタ装置は、出力バッファ回路126が出力したテスト出力信号を外部端子8を通じ、テストクロック信号12の立ち上がりのタイミングSTB、すなわちローレベルが終了する時点で取り込み、期待値と照合して、機能ブロック4が正常か否かを判定する。
【0022】
このように、本実施の形態例では、外部端子8をテスト入力信号の入力と、テスト出力信号の出力とに兼用して使用するため、テストに必要な外部端子の数は従来の半分となる。よって、半導体装置におけるテスト用の外部端子不足を解消でき、テストパターンを数回に分けて入力したりする必要がなくなることから、テストプログラムは簡素になって、その作成に手間と時間がかからなくなるとともに、テスト時間も短縮する。
【0023】
なお、本実施の形態例では、説明のため1つの外部端子8と関連する回路のみを示したが、通常は、外部端子は複数であり、各外部端子ごとに図1などと同様の関連回路が設けられる。
【0024】
次に、第2の実施の形態例について説明する。
図4は第2の実施の形態例のテスト回路を示す回路図である。図中、図1と同一の要素には同一の符号が付されており、それらに関する説明はここでは省略する。
図4に示したテスト回路16は、バウンダリー・スキャン・テストを行う構成の半導体装置で、上述のようなテストを行えるようにした点でテスト回路6と異なり、バウンダリー・スキャン・レジスタ(BSR:Boundary Scan Register)をテストレジスタ回路10として使用する点に特徴がある。
【0025】
すなわち、テスト回路16は、外部端子8からのテスト入力信号およびBSRシリアル入力データ信号18を入力とし、BSR選択信号20にもとづき、いずれかの入力信号を選択してテストレジスタ回路10に供給するBSRデータセレクタ回路22と、テストクロック信号12およびBSRクロック信号24を入力としBSR選択信号20にもとづき、いずれかのクロック信号を選択してテストレジスタ回路10に出力するテストクロックセレクタ回路26とをさらに備えている。そして、テストレジスタ回路10は保持した信号を、テスト入力信号112として機能ブロック4に出力するとともに、BSRシリアル出力データ信号32として機能ブロック4に出力する。
【0026】
なお、本実施の形態例では、テストクロック信号12はバッファ回路28を通じてテストクロックセレクタ回路26に入力されている。また、通常出力信号114はバンダリー・スキャン用回路30(信号を保持するためのレジスタとマルチプレクサとを含んで構成されている)に入力され、バンダリー・スキャン用回路30の出力がセレクタ回路120に供給されている。
【0027】
このテスト回路16で、バウンダリー・スキャン・テストを行う場合には、BSR選択信号20をハイレベルとして、BSRデータセレクタ回路22にはBSRシリアル入力データ信号18を選択させ、テストクロックセレクタ回路26にはBSRクロック信号24を選択させる。これによりBSRシリアル入力データ信号18はテストレジスタ回路10に保持され、BSRシリアル出力データ信号32として機能ブロック4に供給される。また、AND回路34のアクティブローの入力端子は、ハイレベルであることからAND回路34の出力はローレベルとなり、セレクタ回路120は、バウンダリー・スキャン・テストの結果としての通常出力信号114をバンダリー・スキャン用回路30が保持したものを選択して出力し、この信号は出力バッファ回路126を通じ外部端子8より外部に出力される。
【0028】
なお、バウンダリー・スキャン・テストは周知の技術であり、BSRシリアル入力データ信号18、BSRシリアル出力データ信号32、BSRクロック信号24、バンダリー・スキャン用回路30についての詳しい説明はここでは省略する。
【0029】
一方、テスト回路6で行ったようなテストを行う場合には、BSR選択信号20をローレベルに設定すればよい。これにより、外部端子8からのテスト入力信号112、およびテストクロック信号12がテストレジスタ回路10に供給され、また、セレクタ回路120はテスト出力信号116を選択して出力する。
このように第2の実施の形態例のテスト回路16では、バウンダリー・スキャン・レジスタをテストレジスタ回路10として使用するので、本発明にもとづくテスト回路を構成しても増加する回路要素を最小限に抑えることが可能となる。
【0030】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の半導体装置のテスト回路を用いて半導体装置に内蔵された機能ブロックをテストする場合には、セレクタ回路にテスト選択信号を供給してテスト出力信号を選択させ、また、出力バッファ回路に出力制御信号を供給して、テストクロック信号が第1のレベルである期間では出力をハイインピーダンスとさせ、テストクロック信号が第2のレベルである期間ではセレクタ回路が出力するテスト出力信号を外部端子に出力させる。そして、テストクロック信号が第1のレベルである期間にテスト入力信号を外部端子を通じて入力し、テストクロック信号の第2のレベルが終了する時点で、外部端子よりテスト出力信号を取得して、期待値と照合して異常の有無を判定する。
このように、本発明では、同一の外部端子をテスト入力信号の入力と、テスト出力信号の出力とに使用するため、テストに必要な外部端子の数は従来の半分となる。よって、半導体装置におけるテスト用の外部端子不足を解消でき、テストパターンを数回に分けて入力したりする必要がなくなる。その結果、テストプログラムは簡素になって、その作成に手間と時間がかからなくなるとともに、テストに要する時間も短縮する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による半導体装置のテスト回路の一例を示す回路図である。
【図2】図1の半導体装置のテスト回路を含む半導体装置を示すブロック図である。
【図3】実施の形態例の半導体装置のテスト回路の動作を示すタイミングチャートである。
【図4】第2の実施の形態例のテスト回路を示す回路図である。
【図5】(A)は従来のテスト回路を構成するテスト入力信号の入力部の一例を示す回路図、(B)は同じくテスト出力信号の出力部の一例を示す回路図である。
【符号の説明】
2……半導体装置、4……機能ブロック、6……テスト回路、8……外部端子、10……テストレジスタ回路、12……テストクロック信号、14……入力端子、16……テスト回路、18……BSRシリアル入力データ信号、20……BSR選択信号、22……BSRデータセレクタ回路、24……BSRクロック信号、26……テストクロックセレクタ回路、28……バッファ回路、30……バンダリー・スキャン用回路、32……BSRシリアル出力データ信号、34……AND回路、102……AND回路、104……入力バッファ回路、106……第1の外部端子、108……テストマスク信号、110……通常入力信号、112……テスト入力信号、114……通常出力信号、116……テスト出力信号、118……テスト選択信号、120……セレクタ回路、122……出力制御信号、124……第2の外部端子、126……出力バッファ回路、128……出力制御回路、130……テスト出力イネーブル信号、132……通常出力イネーブル信号、134……AND回路、136……OR回路。
Claims (6)
- 半導体装置が含む機能ブロックをテストすべく前記半導体装置に設けられ、通常入力信号およびテスト入力信号を入力する第1の外部端子と、
テストマスク信号が入力されていない場合のみ開いて前記第1の外部端子からの通常入力信号を前記半導体装置内の回路に供給するゲート回路と、
前記半導体装置内の前記回路からの通常出力信号およびテスト時に前記機能ブロックが出力するテスト出力信号を入力としてテスト選択信号にもとづきいずれかの信号を選択して出力するセレクタ回路と、
前記セレクタ回路の出力信号を第2の外部端子に出力するとともに、出力制御信号にもとづいて出力インピーダンスが制御される出力バッファ回路とを備えたテスト回路であって、
前記第1および第2の外部端子は同一の端子であり、
前記外部端子から入力されたテスト入力信号をテストクロック信号に同期して保持し、保持した前記テスト入力信号を前記機能ブロックに供給するテストレジスタ回路を含むことを特徴とする半導体装置のテスト回路。 - 入力端子が前記外部端子に接続され、出力端子が前記テストレジスタ回路の入力端子に接続された入力バッファ回路を含むことを特徴とする請求項1記載の半導体装置のテスト回路。
- テスト出力イネーブル信号が入力されるか、または前記セレクタ回路が通常出力信号を選択している状態で通常出力イネーブル信号が入力されたとき、前記出力制御信号を前記出力バッファ回路に出力して、前記出力バッファ回路の出力インピーダンスを通常のインピーダンスとし前記セレクタ回路の出力信号を前記外部端子に出力させる出力制御回路を備えたことを特徴とする請求項1記載の半導体装置のテスト回路。
- 前記出力制御回路は、テスト選択信号および前記通常出力イネーブル信号を入力とするAND回路と、前記テスト出力イネーブル信号および前記AND回路の出力信号を入力として前記出力制御信号を出力するOR回路とを含むことを特徴とする請求項3記載の半導体装置のテスト回路。
- 前記外部端子からのテスト入力信号およびBSRシリアル入力データ信号を入力とし、BSR選択信号にもとづき、いずれかの入力信号を選択して前記テストレジスタ回路に供給するBSRデータセレクタ回路と、前記テストクロック信号およびBSRクロック信号を入力とし前記BSR選択信号にもとづき、いずれかのクロック信号を選択して前記テストレジスタ回路に出力するテストクロックセレクタ回路とをさらに備え、前記テストレジスタ回路は保持した信号を、テスト入力信号として出力するとともに、BSRシリアル出力データ信号として出力することを特徴とする請求項1記載の半導体装置のテスト回路。
- 半導体装置が含む機能ブロックをテストすべく前記半導体装置に設けられ、通常入力信号およびテスト入力信号を入力する第1の外部端子と、テストマスク信号が入力されていない場合のみ開いて前記第1の外部端子からの通常入力信号を前記半導体装置内の回路に供給するゲート回路と、前記半導体装置内の前記回路からの通常出力信号およびテスト時に前記機能ブロックが出力するテスト出力信号を入力としてテスト選択信号にもとづきいずれかの信号を選択して出力するセレクタ回路と、前記セレクタ回路の出力信号を第2の外部端子に出力するとともに、出力制御信号にもとづいて出力インピーダンスが制御される出力バッファ回路とを備え、前記第1および第2の外部端子は同一の端子であり、前記外部端子から入力されたテスト入力信号をテストクロック信号に同期して保持し、保持した前記テスト入力信号を前記機能ブロックに供給するテストレジスタ回路を含む半導体装置のテスト回路を用いたテスト方法であって、
前記セレクタ回路にテスト選択信号を供給してテスト出力信号を選択させ、
前記出力バッファ回路に前記出力制御信号を供給して、前記テストクロック信号が第1のレベルである期間では出力をハイインピーダンスとさせ、前記テストクロック信号が第2のレベルである期間では前記セレクタ回路が出力するテスト出力信号を前記外部端子に出力させ、
前記テストクロック信号が第1のレベルである期間にテスト入力信号を前記外部端子を通じて入力し、
前記テストクロック信号の第2のレベルが終了する時点で、前記外部端子よりテスト出力信号を取得することを特徴とする半導体装置のテスト方法。
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