JP3563750B2

JP3563750B2 - アナログ回路のための走査に基づく試験

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Publication number: JP3563750B2
Application number: JP25811993A
Authority: JP
Inventors: オーモーリスジョン
Original assignee: テキサスインスツルメンツインコーポレイテツド
Priority date: 1992-10-16
Filing date: 1993-10-15
Publication date: 2004-09-08
Anticipated expiration: 2019-09-08
Also published as: US5577052A; JPH06235753A; US5568493A

Description

【０００１】
【発明の技術分野】
本発明は、大規模集積回路の試験に関し、特にその様な集積回路のアナログ又は混合信号部分を試験するための方法及び装置に関する。
【０００２】
【発明の背景】
集積回路を製造する技術が進歩するのにともなって、単一の集積回路装置にますます多くの論理機能を含ませることが出来る。最新の集積回路（ＩＣ）装置は、単一の半導体チップ上に１０万個以上のトランジスタを包含しており、それらのトランジスタは、例えば汎用マイクロプロセッサなどにおけるような多数の複雑なデジタル機能を行うために相互に接続されている。このような超大規模集積（ＶＬＳＩ）回路の製造のためには、回路の設計に誤りがないことが必要である。更に、そのようなデジタル回路は、目下ますます高度に集積されつつあり、その結果としてアナログ回路はアナログ超大規模集積回路（ＡＶＬＳＩ）となる。これらの混合（デジタル及びアナログ）回路の設計にも、誤りがあってはならない。また、このような回路については、或る種の製造欠陥は、それが実行するように設計されている機能の全部を実行することを妨げる可能性があるので、その製造中に何らの欠陥も発生しないことが必要である。そのため、製造後に種々の電気的試験が必要となる
設計者が論理設計段階において試験事項を考慮に入れなければ、ＩＣのための試験プログラムの開発と、そのプログラムのデバッギングとに非常に時間がかかり、また高価となる可能性がある。ＶＬＳＩ及びＡＶＬＳＩチップの複雑さが増しているために、試験技術によって試験プログラムを個別に開発しデバッグすることは一般には不可能である。論理及び回路の設計者には、今や、試験し易いように論理及び回路を設計する責任があり、またデザインを徹底的に試験するためにいわゆる試験『ベクトル』の縮小セットを必要とする。
【０００３】
しかし、回路の複雑さが増すにしたがって、回路中の各素子を確認して電気的に試験することのコスト及び困難さが増大する。電気的試験の見地からは、ＶＬＳＩ回路中のトランジスタの各々が適切に機能することを完全に確認するために、理論上、トランジスタの各々を個別に働かせることが出来るだけではなくて、（デジタル的意味においては、それがスタック・オープン（ｓｔｕｃｋ−ｏｐｅｎ）でもスタック・クローズド（ｓｔｕｃｋ−ｃｌｏｓｅｄ）でもないことを判定すること）、全ての可能な操作の組み合わせで該回路中の他のトランジスタと関連させて働かせることが出来なくてはならない。アナログ回路は、そのような試験の影響を受けにくく、むしろアナログ素子が適切に作られて適切に接続されていることを保証するためにＡＣ及びＤＣパラメーター試験が行われる。これは、普通は、所望のデジタル又は論理試験を行うために試験ベクトルを使用する自動化試験装置（ＡＴＥ）によって達成される。或る試験ベクトルは、或る期間にわたって、所望の試験入力（即ち信号）、付随するクロック・パルス（又はパルス）、及び期待される試験出力（即ち信号）を記述し、その目的は、特定のセル（又はマクロ）を『試験する』ことである。アナログ回路についての試験ベクトルは、アナログ刺激とアナログ出力とを記述する。複雑な回路については、これは多数の試験ベクトルを要し、従って長い試験時間を要する。ここではマクロとセルとは同じ物を意味するために使われる。
【０００４】
また、ＶＬＳＩ又はＡＶＬＳＩの特別の回路構成は、或る特別の信号の組み合わせを除いて他の全ての信号についてその素子の或るものがアクセス不能であるために、非常に特殊な信号パターンが提示されなければ故障又は欠陥を隠してしまうことになる。しかし、各素子に可能な各々の組み合わせを与えるのに要する長い時間との関連で各回路を働かせるのに要する試験設備のコストの高いことを考えると、そのような試験を製造された回路の１００％に対して実行するコストは驚異である。このために、過去においては、集積回路製造者はチップ中の活動状態の素子の全部ではなくて一部だけを試験するにとどめるほかはなかったのであるが、その結果として、製品の品質レベルは最善よりは下回っていた。よって、集積回路設計における主要な問題の一つは、最終のＩＣデザインを充分に試験する能力であって、この問題は集積回路の複雑さが高まるに従って重大となる。いわゆる試験のためのデザイン（ＤＦＴ）における鍵となる概念は制御性と観察性とである。制御性は、デジタル的意味においては全てのノードをセットしリセットする能力を意味し、アナログ的意味においては回路の全てのノードにアナログ刺激を加えることを意味するが、観察性は、回路中のノードの状態又は値を直接又は間接に観察する能力を意味する。種々のＤＦＴ技術の目的は、外部の入力／出力から内部のノードを制御し観察する能力を向上させることである。ＤＦＴ技術は、論理確認及びＡＣ／ＤＣパラメーター試験のために使用され得るものである。
【０００５】
回路に試験可能性を設計により設けると、回路に或る程度の影響が及ぶ。おそらく追加の論理を付加しなければならないであろう。この追加の論理は、そのデザインを実施するのに要するシリコンの量を増大させることになる。回路及びその目的システムの開発時間及び試験コストが解析されるまでは、向上した試験可能性からの節約は普通は目立たない。
回路設計者は、このようなＶＬＳＩ回路の試験の効率を改善するのにスタック・フォールト・モデリング技術（ｓｔｕｃｋ−ｆａｕｌｔｍｏｄｅｌｉｎｇｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ）を使ってきた。デジタル・スタック・フォールト・モデリングは、個々のトランジスタ中のスタック・オープン欠陥やスタック・クローズド欠陥に向けられたものではなくて、論理回路のスタック・ハイ（ｓｔｕｃｋ−ｈｉｇｈ）及びスタック・ロー（ｓｔｕｃｋ−ｌｏｗ）出力を生じさせる結果となるような欠陥のあるトランジスタ（及び欠陥のある相互接続）の効果に向けられている。この場合、試験ベクトルの最小パターンが論理回路の作動のために導出されるが、そのような試験パターンは、若し欠陥が存在するならばスタック・ハイ出力及びスタック・ロー出力を生じさせるように設計された回路への入力である。このような技術は、ＶＬＳＩ回路のデジタル試験効率を改善するうえで効果があった。
【０００６】
デジタル・スタック・フォールト・モデリング及び付随のパターン発生と関連させて、共同する回路を、その試験性を改善することに特に向けられたＶＬＳＩ回路に含ませることが出来る。この共同する回路の一つの構成は、論理回路内の走査径路である。走査径路は、同期して刻時される一連のマスター／スレーブ・ラッチ（又はレジスター）から成り、その各々は該論理回路内の特定のノードに接続されている。これらのラッチは、直列データ・ストリームをロードされることが出来（スキャン・イン（“ｓｃａｎｉｎ ”））、そして、その内容を該論理回路内のノードに与えて、その論理回路ノードを所定の状態に予めセットすることが出来る。次にその論理回路を通常の方法で働かせることが出来、（走査ラッチを有する）各ノードにおける該操作の結果が、そのそれぞれのラッチに記憶される。該ラッチの内容を直列にアンロードすることにより（スキャン・アウト（“ｓｃａｎｏｕｔ”））、付随のノードにおけるその特定の試験操作の結果が読み出されて、不適切なノード操作について解析され得る。数個の異なるデータ・パターンでこの操作を反復することにより、該論理回路の全ての必要な組み合わせを実際上試験することが出来るが、各々の活動状態の素子又はセル及びその可能な相互作用の全てを別々に試験するのに比べて試験時間及びコストが少なくなる。このようなデータを走査するための技術は、『ＶＬＳＩデザイン』（第５巻、第１２号、ページ３８−６１、１９８４年１２月）のＷ．Ｊ．マックラスキーによる『試験可能性走査技術のためのデザインの概観』（Ｅ．Ｊ．ＭｃＣｌｕｓｋｅｙｉｎ “ＡＳｕｒｖｅｙｏｆＤｅｓｉｇｎｆｏｒＴｅｓｔａｂｉｌｉｔｙＳｃａｎＴｅｃｈｎｉｑｕｅｓ”，ＶＬＳＩＤｅｓｉｇｎ（Ｖｏｌ．５，Ｎｏ．１２，ｐｐ．３８−６１，Ｄｅｃｅｍｂｅｒ１９８４）において論じられている。
【０００７】
また、この技術が進歩するのに従って、集積回路のユーザーは、ユーザーの用途に特有の機能を実行するために特別に設計され構成された集積回路を望むようになる。そのような集積回路はアプリケーション特有集積回路（ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＳｐｅｃｉｆｉｃＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔｓ（ＡＳＩＣｓ））と呼ばれている。ＡＳＩＣ素子が、プログラマブル・ソフトウェアにおいて具体化された特別の機能を有することのある汎用マイクロコンピューターとコストにおいて競争することが出来、且つ、比較的に小規模な集積回路から成るボード・デザインとコストにおいて競争出来るためには、ＡＳＩＣ回路の設計時間は短くなければならず、且つ、ＡＳＩＣ回路は低コストで製造可能で且つ低コストで試験可能でなければならない。目下、或るＡＳＩＣ素子はデジタル及びアナログ回路の両方を包含するように設計されつつある。従って、以前に設計された回路モジュールを組み合わせることにより新しい回路を構成出来るように、そのような回路のデザインをモジュール式とし、その各モジュールが或る機能を行うようにするのが有益である。このようなアプローチは、非ＡＳＩＣマイクロコンピューター及びマイクロプロセッサにも使用することが出来る。最終製品にかかわらず、モジュール式アプローチを使えば、設計者は、以前に確認されていて既に製造可能とわかっている論理を使うことが出来る。しかし、集積回路における元の場所の特定の走査径路を利用する論理モジュールを新しい回路アプリケーション中に配置すれば、新しい素子のために一般的には新しい試験パターンが必要になり、従って設計／製造サイクル時間が長くなる。
【０００８】
１９８７年６月２日に出願されてテキサス・インスツルメント社に譲渡された米国特許第４，８６０，２９０号に記載されているように、走査径路及びその他の試験可能性回路を利用するモジュール式アプローチは、既に使われていて、全てのあり得るデジタル故障に効率的に徹底的に対処する。このようにして、このようなモジュール方式により、試験時間及びコストの短縮が達成される。
近時、アプリケーション特有集積回路（ＡＳＩＣ）の設計にメガモジュール（ＭｅｇａＭｏｄｕｌｅｓ^ＴＭ）が使われている。（ＭｅｇａＭｏｄｕｌｅは、テキサス・インスツルメント社の商標である。）例えば、ＳＲＡＭ、ＦＩＦＯ、レジスターファイル、ＲＡＭ、ＲＯＭ、汎用非同期送受信機（ＵＡＲＴ）、プログラマブル論理アレー又はその他の論理回路であることの出来るこれらのＭｅｇａＭｏｄｕｌｅｓ^ＴＭの各々は、普通は複雑さが少なくとも５００ゲートの集積回路モジュールとして定義されており、複雑なＡＳＩＣマクロ機能である。これらのＭｅｇａＭｏｄｕｌｅｓ^ＴＭは、予め設計されてＡＳＩＣデザイン・ライブラリーに格納されることが出来る。その後、ＭｅｇａＭｏｄｕｌｅｓ ^ＴＭは、所望のＩＣチップ上の或る領域内に既存のそのようなＭｅｇａＭｏｄｕｌｅｓ ^ＴＭのデザインを置くことによりＡＳＩＣの設計において設計者により使用されることが出来る。
【０００９】
従来は、ＭｅｇａＭｏｄｕｌｅｓ ^ＴＭは標準的カタログ素子として使用可能であるが、普通は試験可能性無しに設計される。ＭｅｇａＭｏｄｕｌｅｓ ^ＴＭを使用するＡＳＩＣは、その特定のチップのために誂に試験プログラムが開発されることを必要とする。各ＡＳＩＣのために誂の試験プログラムを導出しなければならないので、各試験プログラムのコストが本質的に重複することになる。よって、モジュール式回路のための包括的試験プログラムに対する需要がなお存する。
前述の従来技術の試験方式の殆どは、論理機能を試験することを目指すものであって、アナログ回路又はアナログ及びデジタル混合回路を試験する能力を明示的には持っていない。デジタル回路と全く同じく、埋め込み式の混合信号回路は、試験及び特性検査時に制御又は観察するのがしばしば困難である。また、混合信号回路のための包括的／再使用可能な試験プログラムを書くことも困難である。混合信号回路のための従来の試験方法は、アナログ・モジュールへのアクセスを得ると共にこれを制御するために追加のピン、修正ボンドアウト方式（ｍｏｄｉｆｉｌｅｄｂｏｎｄｏｕｔｓｃｈｅｍｅｓ）、及び未接合パッドを使用している。よって、混合信号回路を試験する容易で且つ単純な方法に対する需要がなお存する。
【００１０】
しかし、従来技術のこれら及びその他の欠点は本発明により克服されて、アナログ回路又はアナログ・デジタル混合回路のチップ・レベルでの試験及びシステム・レベルでの試験のための改良された方法及び装置が提供される。
【００１１】
【発明の概要】
好ましい実施例では、ＡＳＩＣ又はその他の種類のＩＣを試験するために現在使用されている試験可能性方式における走査のためにアナログ回路又はアナログ・デジタル混合回路を制御することの出来る方法及び回路が提供される。本発明の方法及び回路は、混合信号回路又はデジタル回路内に、他の混合信号回路又はデジタル回路へのその入出力インターフェースに、直列デジタル走査径路と、（そのような径路内の）セル及び／又は適切な試験信号を走査する役割を持った他の回路とを置き、それらが標準的走査試験方式を使って制御及び観察され得るようにする。即ち、本発明はアナログ回路又はアナログ・デジタル混合回路を試験する在来のスキャン・イン試験可能性方式を使用するための方法及び装置を提供する。他の類似の試験方式を本発明の教示に従って修正することが出来る。特定のアナログ回路のために回路を試験するための試験信号の組が発生されると、同じ試験の組を、一般的には何処でも且つどのようにでも、その回路のために使用することが出来る。
本発明の方法及び回路は、生産試験と、パッケージングの前及び後の両方における初期特性検査及びデバッギングとに使用し得るものである。走査に基づく方式を採用することにより、回路のアナログ部分が種々の制御／観察インターフェースを使用する種々のチップ内に埋め込まれているときでも、アナログ（又は混合信号）回路のための試験を後の再使用のために『缶詰』に出来る；即ち『モジュール式の』アナログ試験を再使用可能なアナログ回路モジュールのために書くことが出来る。
【００１２】
本発明の目的は、アナログ回路を試験するための単純な方法を提供することである。
本発明の他の目的は、試験しやすいアナログ回路を提供することである。
本発明の他の目的は、アナログ回路又はアナログ・デジタル混合回路のための走査試験方式を提供することである。
本発明の他の目的は、アナログ回路のための走査試験の組を開発する方法及び装置を提供することである。
本発明のこれらの及びその他の目的及び利点は、添付図面を参照する以下の詳細な記述から明らかとなろう。
本発明のより完全な理解は、添付図面と関連させて以下の詳細な説明及び特許請求の範囲の欄を参照することにより得られるであろう。図面において同じ参照数字は図面全体を通じて同じ特徴を指示する。
【００１３】
【実施例】
ここで、アナログ回路のブロック１１とデジタル回路のブロック１２とを内蔵する集積回路１０の部分が示されている。本書にもっと詳しく説明するとおり、本発明の方法及び回路は、混合信号回路又はデジタル回路内に、他の混合信号回路又はデジタル回路へのその入出力インターフェースに、直列デジタル走査径路と、（そのような径路内の）セル及び／又は適切な試験信号を走査する役割を持った他の回路とを置き、それらが標準的走査試験方式を使って制御及び観察され得るようにする。本発明の教示に従って、アナログ回路は、機能ブロックと、そのブロックの所望の試験可能性に対処するために各ブロックに付随する所要の走査又は試験セルとに編成されることが出来る。アナログ回路ブロックの複雑さに応じて、埋め込み試験論理を該回路に付加する必要が生じることがある。また、本発明の教示によると、既存の通常の論理の機能を修正し且つ／又は該集積回路の諸部分のトポロジーを変更するために走査又は試験セルを使用することが出来る。更に、所望の試験信号の少なくとも一部分を入力するために該集積回路のピンの第１の組を使うことが出来、試験出力信号を感知するためにピンの第２の組（これは、その第１の組と同じでもよいし、異なっていてもよい）を使うことが出来る。本発明の技術を使用することにより、論理確認、ＡＣパラメトリックス、及び／又はＤＣパラメトリックスのためにアナログ回路を試験することが出来る。
【００１４】
本発明は、修正ボンドアウト方式や未接合パッドを要することなく回路を容易に修正することを可能にするものである。よって、本発明の方法及び回路は生産試験にも、またパッケージングの前後における初期特性検査及びデバッギングにも使用し得るものである。走査に基づく方式を採用することにより、種々の制御／観察性インターフェースを使用する種々のチップ内に該回路のアナログ部分が埋め込まれているときでも、アナログ（又は混合信号）回路についての試験を後の再使用のために『缶詰』にすることが出来る。更に、制御点を走査チェーンの一部とすることにより、内部ノードをピン又は内部モジュール・インターフェースへ導き出す必要はなく、その結果として回路はより単純となる。走査試験方式を採用することにより、混合信号回路を『全デジタル（ａｌｌ−ｄｉｇｉｔａｌ）』素子に付加しなければならないとき、アナログ（又は混合信号）回路試験を最小限の努力で『全デジタル（ａｌｌ−ｄｉｇｉｔａｌ）』素子と結合させることが出来る。
図１を参照し続けると、この図には在来の走査試験技術を好都合に使用するモジュール式走査ポート１３と論理状態機械１４とが見られる。状態機械１４は、試験中に少なくとも走査レジスター・ラッチ（ＳＲＬ）１８、１９、２０によって制御されるデジタル・コア論理１６を包含する。即ち、走査ポート１３は、試験バス２８上の信号を介して、試験動作が何時行われるべきかを判定し、その所望の試験を行うために必要な通常及び／又は試験回路２２、２４、２６、３０、３２を『作動可能』にする。図示のように、通常のデータ・バス３０及びアドレス・バス３２も試験目的に使用することが出来るけれども、これは目下好ましくはない。所望の試験のために所要の信号、論理及び／又は接続をセットアップするために、走査径路４０を介して、データをＳＲＬに走査して入れることを可能にするために走査ポート１３はアナログ回路１１に付随する走査レジスター・ラッチ（ＳＲＬ）１９、２０を制御することが出来る。このとき、適切なデータ、信号、又はビットが所望の試験のために回路に印加される。走査径路４０は、ポート１３からレジスター２２（４０ａ）へ、制御論理２４（４０ｂ）へ、試験論理２６（４０ｃ）へ、ＳＲＬ２０（４０ｄ）へ、ＳＲＬ１８へ、ＳＲＬ１９へ伸び、そして図１に示されている様にポート１３（４０ｅ）へ戻る。試験論理２６は、走査径路４０の一部であるＳＲＬを包含することが出来、これらのＳＲＬ中の信号は、どのアナログ信号がマルチプレクサ５０、５２から出力されるかを決定するべくマルチプレクサ（ＭＵＸ）５０、５２を制御するために使用されることが出来、それに従ってどの素子が試験されるかが決まり、その素子が受ける試験の種類が決まる。
【００１５】
例えば、マルチプレクサ５２は、オープン（該マルチプレクサが『オフ』にされたとき）、ゼロ、ロー又はハイ抵抗の間の選択を介して、その付随の演算増幅器５２に供給されるフィードバックの量を選択するために制御されることが出来る。即ち、演算増幅器５４の利得は、例えば、それに限られるわけではないけれども、ＤＣオフセット測定などの増幅器５４の或る試験については単位利得に選択的に変更されることが出来、また所望の他の種類の試験については『オープン』ループとすることが出来る。他の条件下では、例えば、それに限られるわけではないけれども、長い『整定』時間の間待たなければならなくなるのを避けるため、試験中などに、増幅器５４のために異なるフィードバックを適宜使用することが出来るが、例えば、フィードバックを調整することによって整定時間を短縮して試験を速く行うようにすることが出来る。よって、マルチプレクサ５２は、試験論理２６のＳＲＬに走査入力される信号の制御下で、アナログ回路のトポロジー及び／又は機能を変えることが出来る。在来のアナログ試験は、増幅器５４をそのように試験するために２本以上のピンを必要とする。
同様に、アナログ値をピン７２に供給し、変換器６２によるその値のデジタル表示への変換が評価され得るように、増幅器５４の出力をＡＤ変換器６２に供給し又はピン７２を変換器６２に接続するようにマルチプレクサ５０を制御することが出来る。ＡＤ変換器６２はアナログ回路１１に埋め込まれており、この技術は、別の専用の試験ピンを持たずにその試験を行うことを可能にするものである。ＳＲＬ２０は、ＡＤ変換器６２に付随するデジタル・バッファーを表すものであって、これらの試験のいずれかから結果する信号を捕捉するためにも使用され得る。この構成は、その出力を変換器６２に入れて、所望のアナログ値がピン７２に与えられるときに走査径路４０を介して該変換器のデジタル値をＳＲＬ２０から走査出力させることによって増幅器５４を試験することをも可能にするものである。明らかに、変換器６２が最初に試験されるべきである。
【００１６】
一般に、本発明の教示に従って、被観察信号及び／又は入力信号は、アナログ信号、アナログ信号のデジタル化された形、又は臨界測定（即ち電圧がターンオン／オフ臨界値より上か下か）であることが出来る。
ＤＡ変換器６０についても、出力ピン７０を介して、その出力の直線性をチェックするために特別のデジタル信号をＤＡ６０に印加出来るように、走査径路４０の一部でもあるＳＲＬ１９から成る『Ｄ』側にバッファーを包含させることが望ましい。アナログ出力ピン７０上の信号を調べるＡＴＥによって如何なる出力でも監視することが出来る。即ち、走査径路４０は、ＤＡ変換器６０のためのバッファーを構成するＳＲＬ１９を包含する。若しこれが行われても、特別の試験を実行するのに必要な所望の試験機能、信号、又は状態機械を提供するために既存のデジタル論理１６のうちの或るものを修正するべく、付加の試験論理２６（これは埋め込まれることが出来る）を設けることも望ましいかもしれない。例えば、バッファー１９を制御する（論理ブロック１６内の）通常の論理を、試験ポート１３、試験バス２８、又は特別のピンからの適切な試験制御信号の制御下で変換器６０のバッファー１９を自動的にインクリメントし且つ／又はデクリメントする特別の試験論理へシフトさせるために、試験論理２６内のＳＲＬを使用することが出来る。即ち、そのようなＳＲＬは、試験制御信号の制御下でバッファー１９のための（論理モジュール１６内の）通常の制御論理を基本カウンターへシフトさせることが出来る。このようにして、本発明は、通常の論理の機能を制御可能に変えて、試験中に制御可能な試験機能論理を提供する方法を提供する。
【００１７】
走査セル及び追加の試験論理が定義されてアナログ回路に包含されると、その回路についての試験の組が発生されることが出来て、その回路と共に運送可能となる。即ち、試験エンジニアは、それがどの様に使われるかによらずに回路についての必要な試験の組を書いたり書き直したりすることを要求されない。このようにして、本発明の技術は、回路の試験可能なブロックと、それに付随する、在来の試験方式に用いることの出来る試験の組とを提供する。このよな試験の組は、論理確認、ＡＣパラメトリックス、及び／又はＤＣパラメトリックスを包含することが出来る。
ここで図２を参照すると、ゲージ・ドライバー２００のブロック図が示されている。アナログ回路２００は単純なアナログ回路の例であり、本発明の教示に従ってそのアナログ部分の試験のための走査セルを包含するように構成されたデジタル回路を包含している。このアナログ回路２００は、通常はデータ、アドレス、及び制御バス２０２からデジタル値を受け取り、それを同等のアナログ値に変換する。このアナログ値は、或る量又は値（即ち、タンク内の液体の量）を示す、チップ外の（図示されていない）アナログ・ゲージを駆動する。この回路２００は、供給電圧が低すぎるときに出力駆動段を保護するために最終出力ドライバー２０５を『オフ』にする低電圧臨界値センサー２０４を有する。
【００１８】
図２から分かるように、デジタル値は通常はバス２０２からバス送受信機２０６にロードされ又は書き込まれる。その代わりに、デジタル値は送受信機２０６からバス２０２に読み出されることも出来る。例えば、ＣＰＵ（図示せず）は、その通常の制御、データ及びアドレス・バス２０２を使ってデータ値を書いたり、或るいはデジタル値を読んだりすることが出来る。読み書き制御論理２１２は、送受信機２０６及びレジスター２０８を制御して、制御レジスター２０８からデータを読み出させ、或いは該レジスターにデータを書き込ませる。読み書き論理２１２は、制御バス２０２上の制御信号により制御される。制御レジスター２０８は、ＳＲＬである通常データ記憶素子を持っており、これらのＳＲＬは走査チェーン２４０内の置かれる。レベル・シフター２１０は、入ってくる通常デジタル電圧を、ＤＡ２１４のアナログ回路により使用される、より高い電圧にシフトさせる。アナログ回路には、パワー・ピン２２０によりアナログ素子に適した電圧が供給され、グランド・ピン２２４によりグランドが供給される。
通常のモードでは、読み書き制御論理２１２は、デジタル値をデータ・バス２０２から送受信機２０６に転送させ、それをレベル・シフター２１０及びＤＡ変換器（ＤＡＣ）２１４に転送するが、これは、それを自動的にアナログ値に変換する。このアナログ値は出力増幅器バッファー段２０５に渡され、その出力はピン２２２に置かれる。最終出力２２２は、イネーブル論理２１６、リセット論理２１９、又はアンダーボルテージ・ロックアウト論理２３０（これはアンダーボルテージ検出器２０４を介して供給電圧２２０のレベルを監視する）を制御することによりオン又はオフにされる。リセット論理２１９は出力ドライバー２０５とレジスター２０８とを初期設定する。イネーブル論理２１６は、出力ドライバー２０５に対するユーザー（又はＣＰＵ）制御を可能にするものであり、典型的にはイネーブル論理２１６は出力段２０５をオンに転じさせてアナログ出力をピン２２２に出力させる。論理のこれら種々のブロックは、ＳＲＬをその論理回路に包含させることによって、適切な動作のためにデジタル的に試験される。これらのＳＲＬは、該回路のアナログ部分を試験するためにも使用され得る。
【００１９】
即ち、試験モードでは、ＤＡ２１４に与えられる唯一のデータは、ＳＲＬ２０８に走査入力されるデータである。その代わりに、通常データ・バス２０２は、そのような試験デジタル値を供給するために試験モードで使用されることも出来るが、これは現在は好ましくない。試験データは走査チェーン２４０を介してＳＲＬ２０８に走査入力されるが、この走査チェーンは、試験ポート２０１から、レジスターＳＲＬ２０８（２４０ａ）へ、制御論理２１２（２４０ｂ）へ、イネーブル・ブロック２１６（２４０ｃ）へ、リセット・ブロック２１９（２４０ｄ）へ、ＵＶＬＯブロック２３０（２４０ｅ）へと伸びており、そしてポート２０１（２４０ｆ）へと戻る。
ポート２０１は試験バス２０３へも接続されている。試験バス２０３は、試験を行わせ、適切なモジュールを選択させ、またスキャン・イン径路（ｓｃａｎｉｎｐａｔｈ）及びスキャン・アウト径路（ｓｃａｎｏｕｔｐａｔｈ）を設けるために必要な信号をポート２０１へ供給する。制御論理２１２は、所望の信号を試験を目的としてこの論理２１２に供給出来るように、該論理を通常バス２０２から孤立させる走査チェーン２４０内のＳＲＬを包含している。ＤＡ変換器２１４は、該変換器に所望の範囲のデジタル値を与え、通常出力ピン２２２を介して増幅器２０５のアナログ出力を測定することによって試験されることが出来る。ピン２２２（及び、随意に、ピン２２４）は、試験結果出力信号を感知するための集積回路２００のピンの全ての第２の『組』であると定義され得るものである。このようにして、増幅器２０５のロー値、ハイ値及び増分ステップ値はＤＡＣ２１４と関連して、そのアクセプタビリティを評価するために判定されることが出来る。よって、本発明はアナログ回路の機能ブロックの入力ノード及び出力ノードにおけるＳＲＬを使って該アナログ回路を試験する単純な方法を提供するものである。
【００２０】
同様にして、アンダーボルテージ検出器２０４の臨界電圧値は、一系列のアナログ電圧値をピン２２０に供給することによって試験され得る。ピン２２０は、試験信号又は組（又は試験の組の一部）を供給又は入力するための集積回路２００のピンの全ての第１の『組』であると定義され得る。臨界値に達すると、ＵＶＬＯ２３０ＳＲＬは異なる値にリセットされる。走査チェーン２４０を連続的に走査することにより、このチェーンが生じたときを識別し、それにより、どのアナログ値が検出器２０４を『トリガー』したのかを識別することが可能である。このとき該アナログ値の方向（増加するか減少するか）は、検出器２０４がリセットすることを連続的に判定するために再びチェーン２４０を走査している間に反転され得る。このようにして、アナログ回路についてのタイミング、ヒステリシス、及び臨界値又はリセット値を試験して、満足出来るものであるか否か判定されることが出来る。
ここで図３を参照すると、本発明の教示に従って試験可能であるように構成されたＰＬＬ回路モジュール３００が示されている。アナログ回路３００はアナログ回路の他の例であって、本発明の教示に従ってそのアナログ部分の試験を行うために走査セルを包含するように構成された或るデジタル回路を含んでいる。特に、位相比較器３０８に接続さている発振器３０６を駆動するためにピン３０２、３０４に接続された外部クリスタルを通常採用する在来のＰＬＬ回路がある。比較器３０８は通常はループ制御論理３１０に接続されており、この論理はフィルター３１２に接続されており、これはＤＡ変換器３１３とフィルター３１４とを含む。これら２つのフィルターは高周波数発振器（ＨＦＯ）３１６に接続されており、この発振器の出力は５１２分周器３１８により分周されて通常クロック出力を提供し、これはピン３２０上の出力として且つ位相比較器３０８ヘのフィードバックとして供給される。また、状態機械３２２は、位相比較器３０８からの信号に対するループ制御論理３１０の応答又は制御に対して或る制御を行うことが出来る。
【００２１】
試験ポート３２４は、試験バス３２６及び試験論理３２８に接続されている。径路３３０における走査は、及び３２４から試験論理３２８（３３０ａ）へ、状態機械３２２（３３０ｂ）へ制御論理３１０（３３０ｃ）へ、試験ポート３２４（３３０ｄ）へと行われる。試験論理３２８における走査チェーン内の１つのＳＲＬを使用して、状態機械３２２について第２の並列シーケンス又は機能を作動可能又は作動不能にする信号を（ライン３４２を介して）好都合に供給することが出来る。また、本発明は、回路中の論理の機能を変更するために走査セルを使用することが出来る。この第２の機能が作動可能にされたとき、状態機械３２２は位相比較器３０８からの如何なる信号も無視して、試験制御目的のためのフィードバック・ループを実際上破壊する。同様に、試験制御を可能にするために他の種類のアナログ回路については試験制御信号又はＳＲＬにより制御されるパス・ゲートをフィードバック・ループ中に置くことが出来る。
この第１の機能を行う状態にある時、状態機械３２２は、本質的には、制御論理３１０をインクリメントし且つ／又はデクリメントしてＤＡＣブロック３１３をインクリメントし且つ／又はデクリメントするカウンターである。このインクリメントは、ライン３４０を介して、ピン３０４上の適切な信号（例えば正のパルスなど）により制御され得る。通常の動作では、状態機械３２２は、ライン３４０からの如何なる信号も無視する。本発明の教示に従って、試験動作中はピン３０４はその通常アナログ用途からデジタル用途に切り替わっていることに注意されたい。ここでも、本発明は回路の通常論理機能及び／又はトポロジーを変更し且つ／又は修正するために走査セルを使用することが出来る。これは、ＰＬＬを所望の範囲にわたって試験することを可能にすると共に、通常出力ピン３２０を介して、ＤＡＣ３１３の測定値の直線性と整定とを可能にする。ＨＦＯ３１４の周波数範囲は、ＤＡＣ３１３及びＨＦＯ３１４の組み合わせの周波数ステップのサイズと同様に、決定されることが出来る。このようにして発振器の安定性及びジッタが決定され得る。
【００２２】
また、デジタル値を直接ロード出来るように、ＤＡＣ３１３のためのバッファー（図示せず）は、走査径路３３０の一部であるＳＲＬから成ることが出来る。該バッファーを走査径路３３０に含めることにより、ＩＣのためのピン総数に影響を与えずに最大の試験柔軟性が保たれる。
ここで前記したように、状態機械３２２は、走査径路３３０の一部であるＳＲＬを包含する。これらのＳＲＬは、アナログ試験を行う前に在来の『スタック・フォールト』試験又は『スタック・アット』試験のために最初に使われる。同様にして、制御論理３１０は、走査径路３３０の一部であって『スタック・フォールト』試験のために使われるＳＲＬを包含しているが、前記したようにアナログ回路を試験するためにも使用され得る。
ここで図４を参照すると、アナログ及びデジタル機能モジュールを内蔵するＩＣを試験するためのブロック図４００が示されている。特に、ＣＰＵモジュール４０２、デジタル・モジュール４０４、混合信号モジュール４０６、及びメモリー・モジュール４２０がある。例えば４個の外部ピン４０５を有する試験アクセス・ポート（ＴＡＰ）４０１は、試験バス４０３に接続された複数の試験ポート４５０−４６０（及び試験されるべき付随のモジュール）のうちの１つ以上を選択し、そのモジュールを試験するのに必要な通常回路及び／又は試験回路を作動可能にするために使用されることの出来るポート４０１からの信号を包含する試験バス４０３に接続されている。各モジュールは別々に試験され、又は一緒に試験されることが出来る。試験バス４０３は、デジタル信号モジュール及び混合信号モジュールの両方の試験ポート４５０−４６０に接続されている。即ち、本発明の教示に従って、試験アクセス・ポート４０１と試験バス４０３とは、在来の走査セル及び在来の走査技術を使って両方の種類の回路を試験するために使用され得るものである。希望に応じて、ポート４０１、バス４０３、及びポート４５０−４６０の代わりに、試験ピンを使うことも出来る。
【００２３】
試験アクセス・ポート４０１は、試験ポートに各々付随する種々のＳＲＬチェーン４０８、４１０、４１８のために、スキャン・イン（ＳＩ）ピン４０５及びスキャン・アウト（ＳＯ）ピン４０９を介して、走査径路４０７、４０９、４１７をも提供する。各試験ポートは、その試験ポートと、付随のＳＲＬのチェーンとが『データ・スキャン・イン』モードにおいて走査入力（スキャン・イン）されるべきか否かを示す信号又はビットで試験アクセス・ポート４０１によりセットされることが出来る。各試験ポートは、その試験ポートと、付随のＳＲＬのチェーンとが、予め選択された試験モードに包含されるべきか否かを示すビットで試験アクセス・ポート４０１によりセットされることも出来る。このようにして、モジュールの特別の試験に必要なデータは、デジタルでもアナログでも、そのモジュールに付随するＳＲＬチェーンと、その試験を行うために選択されたＳＲＬチェーンのための試験ポートとに走査入力されることが出来る。
ＣＰＵモジュール４０２とデジタル・モジュール４０４との試験には、公知の試験走査技術が使われる。前記したように、混合信号モジュール４０６の試験は、本発明の教示に従う。図４に示されている様に、混合信号モジュール４０６は、デジタル部分４２６とアナログ４２４部分とに分割されることが出来る。デジタル部分４２６は、ライン４２８を介して、ＳＲＬとインターフェースし且つＳＲＬとの間で信号を転送する。Ｂ−ＳＲＬ４３２は、在来のマスター／スレーブ・サイクルを使用するが、その通常動作においてＳＲＬに付随する通常１サイクルの遅延を無くする境界ＳＲＬである。ライン４２９ａを介して、混合信号モジュール４０６のアナログ部分４２４かあ、且つ／又はライン４２９ａを介してデジタル部分４２６から、またライン４２９ｂを介してＢ−ＳＲＬ４３２との間で、ピン又はパッド４４０、４４２を使って信号を入出力することが出来る。
【００２４】
メモリー４２０の部分に論理ベクトル又は試験ベクトルを予めロードしておくことが出来るが、該ベクトルは通常バス４２２を介してＳＲＬ４３０、４３２に転送されることが出来る（該ＳＲＬにデータをロードするため）。同様にして、データをＳＲＬ４３０、４３２から出してメモリー４２０に入れ、後にダウンロード及び／又は解析することが出来る。
ＳＲＬ４３０、４３２は、アナログ回路４２４についての走査可能な制御性及び／又は観察性ポイントとして役立つ。また、このモジュール４０６に付随する通常ピン４４０、４４２も、制御性及び／又は観察性ポイントとして役立つことが出来、ＩＣのピンの『組』であることが出来る。
ここで図５を参照すると、図１（項目１３）、図２（項目２０１）、図３（項目３２４）、及び図４（項目４５０−４６０）において参照されている試験ポートとして使用され得る試験ポート６００のブロック図が示されている。特に、ＳＲＬの代表的チェーン５００、５０２、５０４、５０６は、試験バス（図示せず）からの制御信号５２０、５２２、５２４、５２６、５２８により、スキャン・イン・ライン５１０を介して走査されまたは走査されず、スキャン・アウト・ライン５１２を介して走査出力されることが出来ることが示されている。１つのポート６００のスキャン・イン・ライン５１０は、図４に示されている様にポートのチェーンを設けるために前のポートのスキャン・アウト・ライン５１２に接続され得る。該チェーンの最初のポートのスキャン・イン・ライン５１０は通常は試験バス・スキャン・イン・ライン又はスキャン・イン・ピンに接続され、該チェーンの最後のポートのスキャン・アウト・ライン５１２は試験バス・スキャン・アウト・ライン又はスキャン・アウト・ピンに接続される。試験ポート６００の動作及び構成は、米国特許第４，８６０，２９０号に開示されている試験ポートに類似している。
【００２５】
試験ポート６００は、破線５４４で示されている制御走査径路モードを有する。試験ポート６００は、該チェーンが選択されたときのデータ走査径路モードと（２点鎖線５４０で図示されている）、該チェーンが選択されなかったときのデータ走査径路モード（１点鎖線５４２で図示されている）とをも有する。データ走査モードの選択により、そのそれぞれの『スイッチ』に給電し遮断するために適切な信号がピン５２０及びピン５２８に供給される。該チェーンが選択されたならば、ＭＳＥＮＢ５２４は『ゼロ』状態となり、その第１のスイッチはオープンとなり、その２つの付随の『反転』スイッチは閉成されることになる。該チェーンが選択されていなければ、ＭＳＥＮＢ５２４は『１』状態であり、その第１のスイッチは閉成され、その２つの付随の『反転』スイッチはオープンとなる。ＭＢＥＮＢ５２６は、常に走査径路内にあって、選択されていないモジュールが、試験されるモジュールの試験を潰すのを防止するために、試験されていないモジュールの孤立化を保証するのに使われる制御信号である。チェーンに付随するモジュールが選択されると、そのチェーンについてのＭＢＥＮＢ５２６は典型的には『１』状態である。しかし、ＭＢＥＮＢ５２６のいずれの『状態』も、それを通るデータの流れを禁止しない。制御走査モードが選択されたときには、ピン５２２には、その付随のスイッチを遮断する適切な信号が供給される。ＭＳＥＮＢ５２４とＭＢＥＮＢ５２６とは制御走査径路５４４の一部であり、その状態は制御走査径路５４４の走査中にセットされる。
【００２６】
本発明の範囲から逸脱することなく当業者は上記の技術及び装置に他の多くの変形及び修正を行うことが出来るであろう。従って、添付図面に図示し、上記の記述において言及した方法及び装置は説明だけを目的としたものであって発明の範囲を限定するべく意図されたものでないことが明らかに理解されるべきである。
以上の記載に関連して、以下の各項を開示する。
（１）通常動作中の信号の入力及び出力のための複数のノードを有するアナログ演算回路と、
選択された試験制御信号に応じて選択された試験を行うのに利用されるべき信号を包含するために少なくとも前記複数のノードに接続された複数の走査セルとから成ることを特徴とする集積回路。
（２）前記複数の走査セルに接続された試験制御信号に応答して試験動作中に前記の選択された試験制御信号を前記走査セルに供給するために試験動作を制御するための試験ポートを更に備えることを特徴とする上記（１）項に記載の集積回路。
（３）前記の選択された試験のうちの一つを実行し、又は、予め選択された試験出力信号に応じて前記の選択された試験のうちの一つを実行するために前記アナログ回路の一部分を構成する他の回路を更に備えることを特徴とする上記（２）項に記載の集積回路。
（４）前記複数の走査セルから成る走査径路を、試験パターン及び試験の組の源に少なくとも接続する試験バスを更に備えることを特徴とする上記（３）項に記載の集積回路。
（５）前記の予め選択された試験出力信号は、前記試験ポート、前記走査セルのうちの予め選択された一つ、前記試験バス、予め選択された試験制御信号、外部ピン、又はその組み合わせ、により提供されることを特徴とする上記（４）項に記載の集積回路。
（６）前記の他の回路は、前記の予め選択された試験のうちの少なくとも一つを行うための試験論理回路、通常論理機能を変更するための論理回路、前記アナログ回路又は集積回路のトポロジーを変更するための回路、又はその組み合わせ、から成ることを特徴とする上記（５）項に記載の集積回路。
（７）前記の他の回路は、予め選択された一つ以上の制御信号、予め選択された試験出力信号、又はその組み合わせ、に更に応答することを特徴とする上記（６）項に記載の集積回路。
（８）前記走査セルのうちの予め選択された一つからの予め選択された信号に応じて特別の試験機能へシフトすることの出来る前記アナログ回路の一部に接続された通常論理機能を有する論理回路を更に備えることを特徴とする上記（２）項に記載の集積回路。
（９）前記論理回路は、予め選択された制御信号に応じて前記の選択された試験のうちの少なくとも一つを行うことを特徴とする上記（８）項に記載の集積回路。
（１０）前記複数の走査セルの一部は、前記アナログ回路の入力及び出力ノードではない前記集積回路の部分に接続されていることを特徴とする上記（２）項に記載の集積回路。
（１１）アナログ回路の複数のモジュールを更に備えており、
前記試験ポートは前記モジュールのうちの一つ以上を選択することを特徴とする上記（２）項に記載の集積回路。
（１２）前記試験バスは前記試験ポートと相互に接続されていることを特徴とする上記（４）項に記載の集積回路。
（１３）デジタル動作回路についての試験動作を制御するために前記試験バスに相互に接続された第２の試験ポートを更に備えることを特徴とする上記（１２）項に記載の集積回路。
（１４）通常動作中の信号の入力（７２）及び出力（７１）のための複数のノードを有するアナログ演算回路（１１）と、選択された出力信号に応じて前記アナログ演算回路（１１）に対して実行されるべき選択された試験において利用されるべき信号を包含するために少なくとも前記複数のノード（７１、７２）に接続された複数の走査セル（１９、２０）とを包含する集積回路（１０）。アナログ演算回路（１１）のための走査セル（１９、２０）は走査径路（４０）において接続されている。走査径路（４０）は、レジスター（２２）、制御論理（２４）、及び集積回路（１０）のデジタル論理コア（１６）に付随する試験論理（２６）にも接続されている。このようにして単一の走査に基づく試験システムは、アナログ・デジタル混合集積回路（１０）上のアナログ演算回路（１１）及びデジタル回路（１２）の両方を試験することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】アナログ回路の試験を可能にするために本発明の教示に従って接続されたアナログ回路を中に有する集積回路の部分の略ブロック図である。
【図２】本発明の教示に従って試験されることの出来るゲージ・ドライバーの略電気ブロック図である。
【図３】本発明の教示に従って試験されるべく構成されたフェーズ・ロック・ループ（ＰＬＬ）回路の略電気ブロック図である。
【図４】共通試験バスに接続されたアナログ・モジュール及びデジタル・モジュールの両方を内蔵するＩＣの略ブロック図であるが、これは、デジタル『スタック・アット（ｓｔｕｃｋ−ａｔ）』試験のために使用し得ると共に、本発明の教示に従ってアナログ及び／又はデジタル回路の走査に基づく試験のために使用し得るものである。
【図５】本発明の技術に用いるのに適した試験ポートの略ブロック図である。

Claims

通常作動中の入出力信号のため複数のノードを有するアナログ演算回路、
それぞれがデジタル信号を蓄積する複数の走査レジスタ・ラッチを形成し、シリアル・チェーンとして配置されている複数の走査セル、
前記のアナログ演算回路へ、そして対応する走査レジスタ・ラッチへ接続された少なくとも一つの混合信号回路、
前記のチェーンを介してシリアルデジタル信号を入出力するため前記の複数の走査セルの前記のシリアル・チェーンへ接続されたテスト・ポート
を備え、前記のテスト・ポートの通常作動モード中は集積回路が通常作動を遂行し、そして少なくとも一つのテスト・モード中は前記の少なくとも一つの混合信号回路はデジタルデータを前記の対応する走査レジスタ・ラッチと交換することを特徴とした集積回路。
前記の少なくとも一つの混合信号回路を介して前記のアナログ回路へ接続され、そして前記のテスト・ポートへ接続されているデジタル回路を更に備え、このデジタル回路は
前記の通常作動モードにあるときには前記のアナログ回路を制御して前記の通常作動を遂行させ、
前記の少なくとも一つのテスト・モードにあるときには前記のアナログ回路を制御して回路テストを遂行させ、
前記のアナログ回路の制御は、前記の通常作動とは異なる仕方で前記のアナログ回路を制御することにより、前記のアナログ回路の接続状態を変えることにより、もしくはそれの組み合わせを変えることにより行うようにした請求項１に記載の集積回路。
前記の集積回路がアナログ入力信号を受けるための少なくとも一つのアナログ入力ピンを含んでおり、
前記の少なくとも一つの混合信号回路が、前記の少なくとも一つのアナログ入力ピンへ接続されたアナログ入力とデジタル出力とを有するアナログからデジタルへのＡＤ変換器を含み、そして
前記のアナログからデジタルへのＡＤ変換器に対応する前記の走査レジスタラッチは前記の少なくとも一つのテスト・モードにあるときには前記のアナログからデジタルへのＡＤ変換器のデジタル出力を受けるように接続されている請求項１に記載の集積回路。
前記の集積回路がアナログ出力信号を受けるための少なくとも一つのアナログ出力ピンを含んでおり、
前記の少なくとも一つの混合信号回路が、前記の少なくとも一つのアナログ出力ピンへ接続されたアナログ出力とデジタル入力とを有するデジタルからアナログへのＤＡ変換器を含み、そして
前記のデジタルからアナログへのＤＡ変換器に対応する前記の走査レジスタラッチは前記の少なくとも一つのテスト・モードにあるときには前記のデジタルからアナログへのＤＡ変換器のデジタル入力を供給するように接続されている請求項１に記載の集積回路。
前記の少なくとも一つの混合信号回路が複数のアナログ入力、単一のアナログ出力そして少なくとも一つのビットデジタル制御入力を有するアナログ・マルチプレクサを含み、このマルチプレクサは前記の単一のアナログ出力に出力するために前記の少なくとも一つのビットデジタル制御信号に対応する前記の複数のアナログ入力の中の一つを選択し、そして前記のマルチプレクサに対応する前記の走査レジスタラッチは前記の少なくとも一つのテスト・モードにあるときには前記のアナログ・マルチプレクサの前記の少なくとも一つのビットデジタル制御入力に供給するように接続される請求項１に記載の集積回路。