JP3860071B2 - Reconfigurable hardware and diagnostic method thereof - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、二次元アレイ状に配置され隣接する相互間で入出力信号がやり取りされ任意の論理回路が実現できる単位構成部を持つ再構成可能なハードウェア及びその診断方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
任意の論理回路を再構成可能なハードウエアの一例として、可変部PP(Plastic Part)と、この可変部PPとの間で信号のやりとりをする組込部BP(Built-in Part)とからなるPCA(Plastic Cell Architecture)が検討されている(参考:名古屋彰、小栗清:”プラスティックセルアーキテクチャ(PCA)技術の概要”、NTT R&D, Vol.49,No.9,pp.513-517,Sep.2000.)。
【0003】
図15にPCAチップ10の内部構造を示す。1個のPCAチップ10は、N×N個(N:自然数)のPCAセル20をアレイ状に配置した構成からなり、個々のPCAセル20は可変部PPと組込部BPから構成されている。各可変部PPはPP層に二次元的に配置され、隣接する可変部PPの入出力は相互に接続されPP面を形成している。また、組込部BPはPP層とは別のBP層に二次元的に配置されている。PCAセル20では、PP面に(単数でも複数でも構わないが、任意の数の可変部PPを用い)論理回路(図15の符号R1、R2で示す)を構成し、経路L1と組込部BPを介してこの論理回路と外部との間で入出力信号(組込部BP←→可変部PP)をやり取りする。また、図16に示すように、1個の可変部PPは、4方向のルックアップテーブルLUT(Look Up Table)をもつ基本セルBC(Basic Cell)をM×M(M:自然数)個だけ二次元アレイ状に配置した構成となっている。
【0004】
ここで、再構成可能なハードウェアの診断手法について述べる。再構成可能なハードウェアにおける診断の対象は、PCAチップ10に止まらず再構成可能なLSIチップから成るボードや装置など再構成可能なハードウェアの特徴と有する構造を持つシステムにも及ぶ。
【0005】
このようなシステムも含む診断対象に対応するためには、チップのみでなく複数チップを並べた条件、すなわち論理的にもチップ境界の条件を加味した手法が必要である。
【0006】
また、取り上げるPCAセル20において、組込部BPは可変部PPに構成される論理回路間の信号(データ信号、制御信号等)のやりとりを取り扱うので、入出力の信号により組込部BPは診断できる。しかし、もう一方の可変部PPの診断は、隣接する可変部PPを複数使用して任意の論理回路を実現することも可能なため、隣接する可変部PP相互間の入出力信号を考慮して扱う必要がある。可変部PPの内部が図16に示す基本セルBCのみを並べた二次元アレイ構造の場合には、可変部PPの周辺部に位置する基本セルBCの入出力信号が、隣接する可変部PP相互間の入出力信号に該当する。従って、PCAセル20では可変部PPを構成する全ての基本セルBCの網羅的な診断が重要となる。
【0007】
この基本セルBCを網羅的に診断する手法として、従来から、PCAセル20のPP面に再構成した診断回路の複製を用いる機能的な診断手法があることが知られている(参考:坪井秀幸、小林英史、塩澤恒道、永見康一、名古屋彰、”自律的再構成可能なハードウェアにおける試験方式の検討、”電子情報通信学会技術研究報告、VLD2000-80,ICD2000-137,FTS2000-45,pp.65-70.Nov.2000)。
【0008】
図17の左側の図は、PCAセル20のPP面の回路の複製を用いた診断方法を示す図である。このPP面はN×N個のPCAセル20を有するPCAチップ10の境界10Aがある。PCAチップ10の境界10Aには隣接する可変部PPの接続はないが、組込部BPを介することにより信号をやり取りすることはできる。
【0009】
診断に用いる診断回路TSTは2×2個のPCAセル20の可変部PPのブロックよりなり、この図17ではPCAチップ境界10Aの左上隅の2×2個のPCAセル10の可変部PPにプログラムされている。診断回路TSTの薄いハッチの部分TST1は診断回路TSTの全ての動作を制御する診断制御部TST1であり、濃いハッチ部分TST2は診断対象回路TST2である。この診断対象回路TST2内の黒い四角部分は、診断する基本セルBCである。診断回路TSTは、1つの診断対象回路TST2内にある基本セルBCの診断(該基本セルBCの構成要素である全てのルックアップテーブルLUTの機能試験)を行うと共に、右隣に同じ診断回路TSTを複製する。このときの診断結果は、右端に位置するチップ境界10Aまで送られて、外部端子(図示せず)より測定される。また複製された診断回路TSTも同様に診断を行い、さらに右隣へ自己複製を繰り返す。
【0010】
図17の右側は診断対象回路TST2を示す。この診断対象回路TST2は1個のPCAセル20の可変部PPで構成されている。この診断対象回路TST2において、診断する基本セルBCは黒色の正方形で示した。そして、この診断する基本セルBCまで全方向の信号の入力と出力を接続する配線は当該PCAセル20内の他の基本セルBCで設定される。図17の中央に基本セルBCによる配線構造の例を示した。なお、この事例で示した診断する基本セルBCは、可変部PPの周辺部に位置しない為、診断対象回路TST2Bは1個のPCAセル内の可変部PPに収まっている。
【0011】
この診断回路TSTによる診断及び複製について、もう少し詳しく説明する。図18は診断手法の代表的な場面を示す図である。図18の左側は経路設定と診断実行の様子を示し、右側はコマンドの発行と複製の様子を示している。
【0012】
まず、経路設定では、診断制御部TST1からデータが読み出される。そのデータの一部が組込部BPに経路を設定するためのコマンド列になっている。診断を実行する際には、診断制御部TST1から診断対象回路TST2まで経路(メッセージパス)が接続され、診断対象回路TST2から外部端子へ向かう出力経路も設定される。その後、これらの経路を経由して診断データや診断結果が伝わり、診断が実行される。
【0013】
1箇所の診断実行が完了すると、次に複製コマンドの発行と複製動作が始まる。診断制御部TST1がコマンドを発行し、組込部BPの上に複製コマンド列ができそこにバッファリングされる。この複製コマンドに従って、診断回路TSTの自らの構成情報を可変部PPより読み出し、複製データ伝播用の経路を設定して、隣接する位置の可変部PPへ構成情報を書き込む。このようにして診断回路TSTの複製を実現する。
【0014】
図19の左側にPCAセル20上の診断回路TSTが動作するフローチャートを示す。第1に、診断回路TSTをプログラムする段階がある。ここでは、PCAセル20の外部から診断回路TSTの構成情報を入力し、可変部PPへ書き込むことで診断回路TSTを実現する。なお、書き込む位置は例えばPCAチップの左端とする。また診断回路TSTの構成情報の書き込み終了後に、診断回路TSTの起動信号(Openなど)も外部より入力する。
【0015】
第2に、経路設定と診断実行する段階がある。上記の起動信号を受けると、診断回路TSTの診断制御部TST1から自動的にデータが読み出される。このデータにより診断に必要な(診断制御部TST1−診断対象回路TST2間と、診断対象回路TST2−外部端子間の)経路が設定され、診断データおよび診断結果がこの経路上を伝播し、診断が実行される。この診断結果を外部端子から観測し、期待値との照合を外部で行う。なお、外部端子はPCAチップ10の右端に設定する。
【0016】
第3に、経路を消去する段階がある。診断回路TSTに入力される一連の診断データが診断制御部TST1から読み出されると、経路を消去する。すなわち、診断対象回路TST2が特異な入力を受けると終端コマンド(Clear)を出力し、この終端コマンドにより、診断対象回路TST2−外部出力間の経路の消去を実現する。なお、診断制御部TST1−診断対象回路TST2間の経路については、特別に消去していない。この経路は診断制御部TST1からの読み出しの起動に該当する信号により設定されているため、全データの読み出しが終わるとこの経路も自動的に消去されるからである。
【0017】
第4に、複製を実行する段階がある。複製は診断制御部TST1のデータの読み出し終わる直前のデータの複製コマンド列を用いる。これを一旦組込部BPに送出して、組込部BP上にバッファリングさせる。データ列を送出し終えた診断制御部TST1に対して、バッファリングされた複製コマンド列が診断回路TSTの構成情報の読み出しと隣接する可変部PPへの書込みを指示する。この一連の手続きにより診断回路TSTが複製される。なお、隣接する可変部PPとは例えば複製元の右隣を指す。
【0018】
第5に、複製された診断回路TSTを起動する段階がある。先の複製で、組込部BPにバッファリングされる複製コマンド列に続き、起動コマンドも同様に加えておく。この加えられたコマンドにより、複製された診断回路TSTが起動する。
【0019】
この図19の左側のフローチャートでは、経路設定と診断実行から複製診断回路の起動までの手順を繰り返している。この繰り返しの分岐条件は、PCAチップ10の左端にプログラムされた診断回路TSTがこの手順を繰り返すことで、図19の右側に示すように、次第に右方向へ複製されて最終的にPCAチップ10の右端に達して、この行方向を終了したことを条件とする。
【0020】
そして、行方向の診断終了の度に新たに診断回路TSTを外部からプログラムし、上記と同様に診断回路TSTによる診断と複製を繰り返す。この診断の繰り返しをPCAチップ10の全面に渡りやり終えたら、この手法による診断は完了する。
【0021】
以上説明したPCAチップ10の診断では、繰り返し複製して用いる診断回路TSTが重要である。サイズが小さな診断回路は、大きなサイズのものに比べて、PCAチップ10内での複製回数が多く効率的な診断が可能となる。
【0022】
【発明が解決しようとする課題】
図20の左側は診断する基本セルBCが可変部PPの右下角に位置し、診断のための入出力配線を設定するためには診断対象回路TST2として2×2個のPCAセル20分の可変部PPが必要になる事例を示している。ここでは、図20の右側に示すように、2×2個の可変部PPのうちの左上の可変部PPの右下隅の基本セルBCの診断を行うために、右上の可変部PPと左下の可変部PPを用いて配線を設定している。このように、診断対象回路TST2のサイズが1個のPCAセルの可変部PPには収まらず、4個のPCAセル20にまたがっている。この事例の他にも診断する基本セルBCが可変部PPの周辺部に位置する場合は、入力信号と出力信号を接続する配線を、隣接するPCAセル20の可変部PP領域に設定せざるを得ない。
【0023】
このように図20の左側は、診断対象回路TST2が1個のPCAセル内の可変部PPに収まらないときの診断回路TSTの複製の様子を示している。この診断回路TSTは、診断制御部TST1を縦2個のPCAセル20で構成しており、診断対象回路TST2は先に述べたように2×2個のPCAセル20で構成しており、その結果、診断回路TSTは2×3個のPCAセル20で構成されることとなる。
【0024】
ここで、N×N個のPCAセル20により1個のPCAチップ10が構成されるとき、“N”が2の倍数であり、全ての診断回路TSTが2×2個のPCAセル20ならば、複製の制限はなく、横方向、縦方向に「N/2」回の複製を行うことができる(図19の右側)。しかし、診断回路TSTとして、2×3個のPCAセル20が必要な場合は、たとえ“N”が3の倍数である場合でも複製の制限を受ける。
【0025】
この理由は、2×2個のPCAセル20の診断回路TST内の任意の位置に1個のPCAセル20で同一の診断対象回路TST2(図17では診断回路TST内の右上の位置に診断対象回路TST2がある)を配置しても、同一の条件で診断回路TSTの複製を実施して、全ての可変部PPを診断できる。
【0026】
しかし、2×3個のPCAセル20の診断回路TSTでは、2×2個のPCAセル20の同一の診断対象回路TST2を左右に配置を換えても、PCAセル20が3列分ある診断回路TSTの内で1列分の可変部PPは診断ができない。また、2行分ある診断回路TSTの上下片方の可変部PPも診断が不可能である。
【0027】
そこで、予め1個のPCAセル分のオフセットを右や下方向へ設けて複製するか、或は、別の異なる診断対象回路を利用する必要がある。
【0028】
しかし、1個のPCAセル20のオフセットを右へ予め設定しておいて複製を行うとき、図20の左側の下側に示すようなPCAチップ10の境界10A、すなわち隣接する可変部PPの相互接続がない箇所では、診断対象回路TST2は再構成できない(複製不可)。従って、2×3個のPCAセルの診断回路TSTは複製の際にチップ境界の制限を受ける。
【0029】
この制限のため、全ての基本セルBC(可変部PPの周辺部に位置する基本セルBCを含む全ての基本セルBC)の診断のためには、大きさを異にする様々な種類の(複数の可変部PPから構成する場合は各可変部PP内の基本セルBCを網羅する)診断対象回路TST2を備えた診断回路TSTを準備し、それぞれ個別に診断を実施しなければならないという課題がある。
【0030】
ここで、二次元アレイ状に配置された可変部PPという視点から、これまで述べた“課題”についてまとめてみる。図21に、通常時における隣接する可変部PP間の接続を示す。二次元アレイ状に配置され任意の論理回路が実現できる可変部PPは、それぞれに隣接する可変部PPと相互間の入出力信号をやり取りすることができる。図21では、ある可変部(C−PP)に着目すると、上・下・左・右の各方向に隣接する可変部(N−PP、S−PP、W−PP、E−PP)があり、これらそれぞれとC−PPの相互間で入出力信号をやり取りできる。
【0031】
従って、先に図15を示し説明したように、再構成可能なハードウェアは必要に応じて1つの可変部PPは勿論、幾つもの可変部PPを相互に連結して用いることで、異なる規模の論理回路も実現が可能となる。
【0032】
しかしながら、このような特徴を持っている可変部PPを診断する場合に、隣接する可変部PP相互間の入出力信号を考慮しなければならない。このため従来の診断回路の複製を用いた診断手法においても、1つの可変部PPに設定する診断対象回路を使い、個々の可変部PPを全面に渡り診断するだけでは不十分であり、完全な可変部PPの診断とは言えない。
【0033】
例えば、縦方向に隣接する可変部PPの相互間の入出力信号を考慮して、C−PPとN−PP(またはS−PP)を含む診断対象回路を用いた診断を行う。また別に、横方向の相互間の入出力信号を考慮し、C−PPとW−PP(またはE−PP)を含む診断対象回路を用いる。さらには、縦・横方向に隣接する可変部PPの相互間の入出力信号を同時に考慮する診断対象回路も必要である。
【0034】
本発明は以上のような点に鑑みてなされたもので、その目的は、診断用の機構を設けて、チップ境界の制限を受けないようにした再構成可能なハードウエアを提供すること及びそれを使用した診断方法を提供することである。
【0035】
【課題を解決するための手段】
請求項1にかかる発明は、二次元アレイ状に配置され隣接する相互間で入出力信号がやり取りされ任意の論理回路が実現できる単位構成部を持ち、隣接する単位構成部間で相互にやり取りする信号を折り返す診断用周辺機構を設けた、再構成可能なハードウェアにおいて、前記単位構成部は、二次元アレイ状に配置され隣接する相互間で入出力信号がやり取りされ任意の基本論理回路が構成できる基本構成部を持ち、前記診断用周辺機構は、前記単位構成部にけるアレイ外側の同じ辺に位置する2個の基本構成部の間で相互に信号を折り返すことを特徴とする再構成可能なハードウェアとした。
【0036】
請求項2にかかる発明は、請求項1に記載の発明において、前記診断用周辺機構は、隣接する単位構成部間で相互にやり取りする信号と前記折り返す信号とを切り替える切替手段を具備することを特徴とする再構成可能なハードウェアとした。
【0037】
請求項3にかかる発明は、請求項1又は2に記載の発明において、前記単位構成部の前記論理回路と外部との間で制御信号をやり取りする接続位置に前記診断周辺機構が設定されるとき、前記制御信号を前記単位構成部の別の位置で前記論理回路に接続することを特徴とする再構成可能なハードウェアとした。
【0038】
請求項4にかかる発明は、二次元アレイ状に配置され隣接する相互間で入出力信号がやり取りされ任意の論理回路が実現できる単位構成部を持つ再構成可能なハードウェアの診断方法において、前記ハードウェアの一方の端部に位置する前記単位構成部の複数個からなるブロックを診断回路として診断を行い、同一診断回路を他方の端部方向の隣に複製することを繰り返して同様の診断を行い、前記他方の端部の単位構成部の診断を行うとき、隣接する単位構成部間で相互にやり取りする信号を折り返す診断用周辺機構を診断用の信号の配線パスとすることを特徴とする診断方法とした
【0043】
【発明の実施の形態】
[第1の実施形態]
図1に第1の実施形態の診断用周辺機構を有するPCAセル20の可変部PPの構成を示す。ここでは、PCAチップ10を構成するN×N個のPCAセル20のそれぞれの可変部PPの周囲に信号を折り返す「診断用周辺機構」を設け、可変部PPの周辺部に位置する基本セルBCを診断するときは、その診断用周辺機構により、可変部PPの同じ辺に位置する基本セルBCの出力と入力に互いに接続し、信号を折り返す。なお、可変部PPは請求項で記載した単位構成部の一種であり、基本セルBCは請求項で記載した基本構成部の一種である。
【0044】
図1における可変部PPの周囲の右辺と下辺に設ける診断用周辺機構X1は、そこに位置する基本セルBC(内にあるルックアップテーブルLUT)から隣接する可変部PPへ向けた出力と、隣接する可変部PPから当該基本セルBCへ向けた入力を、当該隣接する基本セルBCの同じ入力と同じ出力とで接続している。この診断用周辺機構X1が設けられる右辺と下辺は、組込部BPとの間で信号のやり取りが行われていない箇所である。
【0045】
組込部BPとの間で信号のやりとりを行う箇所は、可変部PPの左辺と上辺である。まず、組込部BPを介して外部とやり取りする信号の入力、つまり組込部BPから可変部PPへの信号接続は可変部PPの左辺に位置する。また、組込部BPを介して外部とやり取りする信号の出力、つまり可変部PPから組込部BPへの出力信号が接続する位置は可変部PPの上辺に該当する。この左辺には診断用周辺機構X2を設け、上辺には診断用周辺機構X3を設ける。これら診断用周辺機構X2,X3は、組込部BPから基本セルBCへ入力する信号(組込部BP→可変部PP)或は基本セルBCから組込部BPへ出力する信号(可変部PP→組込部BP)の各々の信号と、折り返し信号(基本セルBC→基本セルBC)との双方を考慮する必要ある。
【0046】
すなわち、左辺における診断用周辺機構X2では、組込部BPを介して外部から取り込む入力信号(組込部BP→可変部PP、図1ではa、c)と、折り返す信号(図1ではb、d)との論理和(o1、o2)を取り、当該可変部PPの周辺部に位置する基本セルBCへ入力する。
【0047】
また、上辺における診断用周辺機構X3では、組込部BPを介して外部に出力する出力信号(可変部PP→組込部BP)を分岐させる。分岐信号の一方をその出力信号(可変部PP→組込部BP)とし、分岐信号の他方を当該可変部PPの周辺部に位置する基本セルBCへの入力とする。以上の組込部BP−可変部PPと隣接する可変部PPの接続に関しては、特願2001−142728号に記載がある。
【0048】
図2は図1に示した診断用周辺機構X1を使用した事例を示す図である。診断回路TSTは診断制御部TST1と診断対象回路TST2からなり、診断する基本セルBCの位置は、診断対象回路TST2の可変部PPの右下隅である。図2の右側に示すように、診断する基本セルBC(黒色部)は、隣接の基本セルBCから診断用周辺機構X1を介して当該基本セルBCへの信号接続が行われるので、図20で説明した2×2個のPCAセル分の可変部PPを要していた診断対象回路TST2が、1個のPCAセルの可変部PPに収まる。
【0049】
図2の左側のPP面の上方に示した2×2個の可変部PPからなる診断回路TSTは、診断対象回路TST2を右上側に配置している。また、下方の診断回路TSTでは、診断対象回路TST2を左上側としている。PCAチップ10がN×N個の可変部PPを有しており、このNが“2の倍数”であるとき、両者の診断回路TSTはいずれも、PCAチップ境界10Aの左端から診断と複製を繰り返し、PCAチップ境界10Aの右端まで到達できる。このように診断回路TSTを2×2個の可変部PPからなる小さな一定サイズにできるので、全可変部PPを診断するための診断回路TSTの複製に際し、隣へ診断回路TSTを複製する間隔が拡大するデメリットを回避でき、またPCAチップ境界10Aによる制限を受けずに済む。
【0050】
図3は、図2と同様の事例を示すが、診断対象回路TST2の診断する基本セルBCの位置を異にする。図3の事例は、診断用周辺機構X2,X3を使用したものであり、その診断する基本セルBCの位置は、組込部BPを介して外部とやり取りする信号の入力(組込部BP→可変部PP)と出力(可変部PP→組込部BP)が両方ある場所である。この場合、1個のPCAセルの可変部PPの左辺(組込部BP→可変部PPに当る場所)への入力は、診断用周辺機構X2で論理和となる入力を使用する。また、PCAの上辺(可変部PP→組込部BPに当る場所)に出力している信号は、一旦出力信号へ送られて、診断用周辺機構X3で信号を分岐してから診断する当該基本セルBCへ導かれる。
【0051】
この図3の右側に示す事例も1個のPCAセル分の可変部PPに診断対象回路TST2が収まり、図2の場合と同様に、図3の左側に示すように、診断に用いる複製に際して、隣へ診断回路TSTを複製する間隔の拡大が避けられ、またPCAチップ境界の影響も受けることなく、全可変部PPの診断を済ませることができる。
【0052】
[診断用周辺機構の具体例]
診断用周辺機構には、1個のPCAセルの診断対象回路TST2で全ての基本セルBCの機能診断を実施するために必要な3つの機能が要求される。その第1は、前記したように、PCAセル周辺に位置する基本セルBCの入出力の折り返し機能である。つまり、同じPCAセル内で周辺部の基本セルBCの入出力を、その診断の際に結線する機能である。ただし、組込部BPとの間で入出力信号を扱うピンアサイン部分では、組込部BPから可変部PPへの信号は論理和をとり、可変部PPから組込部BPへの信号は分岐を行って折り返す。
【0053】
第2は、診断モード機能である。診断時の入出力の折り返しと通常時のPCAセル周辺に位置する基本セルBCの入出力の接続との切り替えを行う。折り返しは診断モード時に行い、通常の接続はノーマルモードで行うよう切り替える。
【0054】
第3は、制御用のピンアサインを2カ所で切り替える機能である。1個のPCAセルの可変部PPには組込部BPと可変部PP間の入出力データ信号に関するピンアサイン(PP_din, PP_dout)以外に、組込部BPから可変部PPへの入力制御信号(in_req, in_ack)と可変部PPから組込部BPへの出力制御信号(out_req, out_ack)が存在する。また、組込部BPに設定した経路を消去するような特別に割り当てられる信号ピンも存在する。このような制御信号のピンアサインに位置する入出力が係わる部分の基本セルBCの診断では、制御信号とデータ信号を混在させることはできないので、診断モード時では制御信号のピンアサインを異なる別の位置に置き換える必要がある。図4ではこれらの制御信号は左上角に関連すると仮定している。この位置以外の基本セルBCの診断を行う時には破線で示す組込部BPの信号の折り返し(前記した診断用周辺機構X1)をせずにその制御信号をそのまま取り扱うが、この位置の基本セルBCの診断を行う時は破線に示した信号折り返し(前記した診断用周辺機構X1)を用い、この時は制御信号を別の位置(図示せず)のピンアサインとなるように扱う。なお、この制御信号に関連する部分の基本セルBCの診断については、図1〜図3では省略した。
【0055】
以上により、基本的には、信号折り返し機能と診断モード機能により、PCAチップ10の境界の大部分の基本セルBCについて、従来のように様々なサイズの診断対象回路TST2を持つ診断回路TSTで診断する必要性が解消される。また、制御信号がピンアサインされた部分の基本セルBCについても制御信号の切替機能により同じ効果を発揮する。以上の3つの機能をもつ診断用周辺機構により、1つのPCAセル20を診断対象回路TST2とした1つの診断回路TSTのみを準備し、全てのPCAセルについて同じサイズの診断回路TSTを複製し診断することができる。
【0056】
具体的に説明する前に、基本セルBCについて改めて説明する。可変部PPは基本セルBCを平面的にM×M個だけ並べた構造を持ち、各基本セルBCの構造は図4の右側に示すように、4入力1出力のルックアップテーブルLUTとしてのメモリブロックの4個からなる。各ルックアップテーブルLUTへの4ビットの入力信号は共通であり、それぞれN(上)、E(右)、W(左)、S(下)の隣接する基本セルBCからの出力信号を入力とする。各ルックアップテーブルLUTはその4ビットの入力信号に応じて選択される16個のメモリセル(SRAM)のうちの1個の内容をそれぞれ1ビットの出力信号として出力する。
【0057】
各出力信号は、基本セルBCの外に出力する前にそれぞれ組込部BPから入力する1ビットの入力信号LUT_connectとの論理積をとってから出力する。すなわち隣接する基本セルBCについては、LUT_connectが“1”のときにのみ互いに論理的に連結される。これによりルックアップテーブルLUTの内容によって生じる可能性のあるリング発振の不用意な発生を防ぐことができる。
【0058】
次に、ルックアップテーブルLUT内の16個のSRAMについて説明する。可変部PPのSRAM層は、例えば2Naワードのメモリ、SRAMのアドレス線はNaビット、データ線は入力および出力ともNdビットとする。アドレス線(add)は行アドレス(row_add)、列アドレス(col_add)に分割される。行アドレスは入力デコーダで排他的信号を生成し、メモリセルのうちの1行を選択する。列アドレスは選択回路に入力され、各1ビットのwrite_enable、read_enableの信号により書込みもしくは読み出し方向に選択された1行のメモリセルからNd個を選択してNdビットデータ(Mdata_I、Mdata_O)の書込みもしくは読み出しを行う。
【0059】
次に、外部インタフェースと周辺回路について説明する。図5に1個の可変部PPについての入出力信号を示す。可変部PPの外部インタフェース信号は、以下の(i)〜(iii)に示3つの種類に大別される。なお、(i)及び(iii)の詳細については、特願2001−142728に記載がある。
【0060】
(i) 隣接可変部PPとの間の信号:可変部PP内部の各基本セルBC間は、前記したように、それぞれ4方向に1ビットの入力および出力信号で連結されているが、基本セルBCのうちで一番外側に位置する基本セルBCの外側に面した入出力ポートについては、隣接する別の可変部PPの外側の基本セルBCの対応する入出力ポートにそのまま接続される。つまり、基本セルBCの層から見ると、可変部PPの境界を越えて基本セルBCのネットワーク(Sea of LUTs)は広がっているかのように見える。これらの信号は、各可変部PPについてみると、前記したN(上)、E(右)、W(左)、S(下)それぞれの方向に、入力および出力信号がある(N_PPO、N_PPI、E_PPO、E_PPI、W_PPO、W_PPI、S_PPO、S_PPI)。
【0061】
(ii) メモリインタフェース信号:このメモリインターフェース信号は、先ほどSRAMで説明したSRAM層と組込部BPとの間のインタフェース信号である。なお、ここに上記基本セルBCで説明したLUT_connect信号が含められる。
【0062】
(iii) 組込部BP−可変部PP間のオブジェクトインタフェース信号:可変部PP内部のルックアップテーブルLUTを用いて、前節(ii)のメモリインタフェース信号により機能回路(オブジェクト)を構成した後に、その機能回路とこれを制御する組込部BPとの間のインタフェースの信号群がこれにあたる。信号の内訳は図5に示したように、データの入力および出力信号(PP_din、PP_dout)、これらの非同期制御信号がそれぞれ1対ずつ(in_req、in_ack、out_req、out_ack)、可変部PP内にルックアップテーブルLUTの組で構成された非同期レジスタ類を初期化するために用いる信号が1対(reset_req、reset_ack)、および可変部PPの周辺部の隣接可変部PPと行うか、もしくは組込部BPとの間で行うかを選択するセレクト信号(sel_BP)からなる。
【0063】
これらの各オブジェクトインタフェース信号の可変部PP側の接続は、図4に示すように、先ほど述べた隣接可変部PPとの間の信号のうちいくつかから出力方向についてはそのまま分岐され、入力方向についてはsel_BP信号を選択制御信号として隣接可変部PPからの信号を可変部PPに入力するか、あるいはオブジェクトインタフェース信号を可変部PPに入力するかを選択する。
【0064】
次に、可変部PP周辺に付加する診断用周辺機構について詳しく説明する。この診断用周辺機構は、それぞれの箇所や信号種類によって異なり(前記したX1,X2,X3)、またそれに応じて付加される回路やその回路が満足すべき動作速度などが異なる。
【0065】
まず、組込部BP−可変部PP間の接続について述べる。これまでの複製を利用した改善で必要となる診断用周辺機構は、基本的には各可変部PP(PCAセル20毎)の最外周辺部に設けられる。この部分はまた組込部BPと可変部PPとの接続を行う箇所でもある。組込部BP−可変部PP間の信号の接続については図4と図5を参照し述べた。この図4と図5では、接続すべき信号の分類・内容と、そのうちのオブジェクトインタフェース信号について実際に隣接するPCAセルの可変部PP間にどのような手段で接続するかを説明した。ただし、この時点では診断用周辺機構により付加される点については説明していない。
【0066】
次に、組込部BP−可変部PP間を接続する信号の種類は図5に示すようにさまざまであるが、各可変部PPの周辺部に位置し隣接する別の可変部PPとの間に挿入される診断用周辺機構と関わる組込部BP−可変部PP間の接続信号は図5に示すオブジェクトインタフェース信号に限られている。具体的には、図6の(a)に示したファンアウト点や図6の(b)に示したセレクタSELの部分に、その診断用周辺機構が付加されることになる。
【0067】
ここで、各ケースにおける診断用周辺機構を説明する。まず、同一PCAセル内の隣接基本セルBC間の信号の折り返しのみ扱う診断用周辺機構X1について図7に示す。この診断用周辺機構X1は図1〜図4における可変部PPの右辺および下辺のすべてとその他若干の箇所に見られる。この診断用周辺機構X1の具体的回路例を図7の(b)に示す。基本的には図6の(b)と同様のセレクタSELを2個用いて、通常使用時は隣接する別のPCAセル20の基本セルBCとの信号の入出力を行い、診断用周辺機構X1として使用するときは図7の(a)の回路を実現している。
【0068】
次に、組込部BPからの入力信号を受ける診断用周辺機構X2を図8に示す。この診断用周辺機構X2は図1〜図4における可変部PPの左辺に見られる。この診断用周辺機構X2は図8の(b)に示すように、2段のセレクタSELと1個の3入力の論理和回路ORで構成される。なお、図8の(b)の信号A2,B2は図7の(b)のA1,B1と接続される。
【0069】
次に、組込部BPへ信号を出力する診断用周辺機構X3を図9に示す。この診断用周辺機構X3は図1〜図4における可変部PPの上辺に見られる。この診断用周辺機構X3では基本セルBCからの出力に対して4本のファンアウト(組込部BPへ1本、同じ辺の2個の基本セルBCのそれぞれ1本、隣接するPCAセルの基本セルBCへ1本)を取る必要がある。このため、セレクタSELの他に信号増幅のための増幅器AMPを接続している。なお、図9の(b)の信号A3,A3は図7の(b)の信号A1,B1と接続される。
【0070】
最後に、速度伝播の遅延に対する優先度について述べる。上記の図8,図9で説明した接続においては、多段の信号の接続や分岐を生じるが、その際考慮すべき信号の伝播の速度には、▲1▼隣接PCAセル間の基本セルBCとの接続信号、▲2▼組込部BPとの接続データ信号、▲3▼同一PCAセル内の他の基本セルBCとの接続信号の順でその信号の高速性を確保する。▲3▼については診断のための付加信号であるために、速度に対する要求度は低いレベルに制限して構わない。これは、図8(c)、図9(c)に示した。
【0071】
ここで、第1の実施形態をまとめてみる。図10に、診断時に折り返す可変部PP間の入出力信号を示す。二次元アレイ状に配置された可変部PPは、通常時は、隣接する可変部PPと相互に接続でき入出力信号をやり取りできた(図21)。それを診断時には、ある可変部PPの入力信号が出力信号となるように、可変部PP間の入出力信号を折り返す。
【0072】
つまり、通常の時にC−PPは隣接するN−PP、S−PP、W−PP、E−PPと相互に入出力信号をやり取りすることができた。診断時は、C−PPからそれぞれN−PP、S−PP、W−PP、E−PPへの出力信号線を、N−PP、S−PP、W−PP、E−PPからC−PPへの入力信号線と接続するように切換える。
【0073】
これにより、縦方向に隣接する可変部PP相互間の入出力信号は、C−PPからN−PP及びS−PPの出力信号が、N−PP及びS−PPからC−PPの入力信号として与えられる。また同様に、横方向の相互間の入出力信号も、C−PPからW−PP及びE−PPの出力信号が、W−PP及びE−PPからC−PPの入力信号となる。しかも、これら縦・横方向ともに折り返された入出力信号は、同時に考慮されている。
【0074】
従って、診断回路の複製を用いた診断手法において、1つの可変部PPに設定する診断対象回路を使い、個々のPPを全面に渡り診断でき、完全なPPの診断として十分機能する。
【0075】
[第2の実施形態]
図11は、第2の実施形態の診断用スキャン機構Yを示すものである。図11の右の図はPCAチップ10の全PP面を示し、このPCAチップ10はN×N個のPCAセル20を有していて、さらに1個のPCAセル20の可変部PPはM×M個の基本セルBCで構成されている。本診断用スキャン機構Yは、このPCAチップ10内の全可変部PPからなる全PP面の左右辺及び上下辺の外側に各々に設ける。
【0076】
この診断用スキャン機構Yは、図11の左側に示すように、基本セルBCへの入力信号を扱うシフトレジスタY1と基本セルBCからの出力信号を扱うシフトレジスタY2からなり、PCAチップ10内の全PP面の最外周に位置する基本セルBCの入力と出力にシフトレジスタY1,Y2の各レジスタをそれぞれ接続する。このシフトレジスタY1,Y2は、診断用スキャンパスでスキャンすることにより、そのシフトレジスタ内にデータを外部から書き込み/読み出すことができる。
【0077】
図12は診断用スキャン機構Yの具体例を示す図である。基本セルBCを診断する際には、PCAチップ10の全PP面において、対角方向に並ぶ複数の診断対象の基本セルBCについては診断用論理の設定を行い、それ以外の基本セルBCについては上下左右の配線パス(ルックアップテーブルLUTが1入力1出力となる論理)の設定を行う。このように全PP面を設定した後、全PP面の上下左右辺に設けた診断用スキャン機構YのシフトレジスタY1からの入力データ(診断データ)を診断対象の基本セルBC内のルックアップテーブルLUTへ入力し、該ルックアップテーブルLUTからの出力(診断結果データ)をシフトレジスタY2に出力し、診断を行う。
【0078】
この診断を行う間、PP面はチップ全体に渡り一体として扱われて、隣接する基本セルBCは全て相互に入出力が接続される。つまり、通常の利用とは異なる診断モードの切換が必須であり、この診断モードに設定している間に診断データのスキャン入出力や診断の実行制御が行われる。
【0079】
次に、このスキャンによる診断の手順を述べる。この手順全体を、図13の診断のタイムスチャートに示した。この診断用スキャン機構Yを配置して診断する手法は、PP面の設定変更と診断モードとに大別でき、これらを交互に必要な回数を繰り返す。
【0080】
PP面の設定変更では、全PP面上の診断対象基本セルBC内のルックアップテーブルLUTの論理とその基本セルBCの位置を変更するようなメモリ書込み(RAMとしての扱い)を行う。これにより図13の下側に示すように対角方向に並ぶ基本セルBCに診断用論理が設定される。ただし、最初はPP面全体の初期化の意味もあり、PP面の対角方向に並ぶ全基本セルBCに図12に示した診断用論理書き込みを行うと共に、PP面の残りの全基本セルBCには、図12に示した配線パスを設定する。この診断用論理の書き込みが行われた個々の基本セルBCについての診断がスキャンにより順次行われた後は、当該の各基本セルBCの診断用論理を変更して同様に診断を順次行う。次に、PP面の異なる対角方向に並ぶ複数個の基本セルBCについて同様に新たに診断用論理の書き込みを行い、前回の診断が終了した各基本セルBCには図12に示した配線パスを設定する。以下、これを繰り返す。
【0081】
診断モードの時は、診断用論理や配線パスが設定されたPP面をそのまま保持しながら、診断用スキャン機構Yから診断データのスキャン入力、診断の実行制御、診断用スキャン機構Yへの診断結果のスキャン出力の3つの処理を行う。これを、対角方向に並ぶ各基本セルBCについて順次繰り返して行う。診断データのスキャン入力と診断結果のスキャン出力とは、一般的なバンダリスキャン診断と同じ様に扱う。診断の実行制御は、PP面に設定されたルックアップテーブルLUTの多段接続により構成される論理へ、診断用スキャン機構Yにより診断データをスキャン入力した値を印加し、基本セルBCの出力結果を診断用スキャンの出力へラッチすることを指す。
【0082】
以上のように、第2の実施形態の診断用スキャン機構Yでは、1度のPP面の設定により、各行と各列当り1箇所の基本セルBCの、つまりPP面全体を構成する各基本セルBCの行数と列数の両者が同じ場合は、その列数(あるいは行数)の基本セルBCが、スキャンにより同時的に診断できるので、多数の箇所を診断できる。
【0083】
ここで、第2の実施形態をまとめてみる。図14に、PP面に設けた診断用スキャン機構Yを示す。この診断用スキャン機構Yは1つの可変部PPに対応する単位診断用スキャン機構Y3の複数個からなる。二次元アレイ状に配置した可変部PPはそれぞれ任意の論理回路を実現できる。また、隣接する可変部PPと入出力信号をやり取りすることもできる。そこで、図14にPP面の左上部分を示すように、PP面の全体では、その最も外側に対する入出力信号を取り扱う診断用スキャン機構Yを配置する。
【0084】
より正確に診断用スキャン機構の配置と接続を説明するために、各可変部PPに行列の表現を適用する。最上行は、最も左上角からPP(0、0)、PP(0、1)、PP(0、2)、PP(0、3)、…PP(0、j)、…PP(0、n)、となり、最左列は、同左上角からPP(0、0)、PP(1、0)、PP(2、0)、PP(3、0)、…PP(i、0)、…PP(n、0)である。ここでは、N×N個の可変部PPとしたが、縦横の個数が異なっても構わない、一般的にある位置の可変部PPはPP(i、j)、ここで i、 jはn 以下の整数となる。
【0085】
こうすると、PP面の最も外側に配置された単位診断用スキャン機構Y3はPP(0、j)の左側の入出力信号を設定・観測できる。同様に、PP(i、0)の上側、PP(n、j)の右側、PP(i、n)の下側、それぞれの入出力信号を取り扱える。
【0086】
そこで、PP(i、j)の診断を行うときは、このPP(i、j)に診断対象回路を設定すると同時にPP(h、k)、 h≠i、 k≠j、 に該当する可変部PPを全て上下左右の入出力信号を通過させる論理回路として設定する。そして“j”行目の上下と“i”列目の左右と診断用スキャン機構に入力信号を設定して、同じ診断用スキャン機構から得られる出力信号を観測する。
【0087】
こうすることで、PP(i、j)の診断が可能になる。しかもこの診断は、同時に異なる行と列の可変部PPを同時に並列的に実施できる。
【0088】
【発明の効果】
本発明によれば、診断用周辺機構を用いることにより、可変部等の単位構成部の周辺部に位置する基本セル等の基本構成部を診断の対象とする場合でも複製する診断対象回路のサイズを常に1個の基本構成部に一定化にできる。このため、従来の技術に比べ、診断の際に、1度プログラムした診断回路を同じ間隔(ピッチ)で複製することが実施可能となり、またPCAチップ境界における問題点も解消される。この結果として、診断する基本構成部の数に比例して診断の対象となる領域が広がるために、効率的な診断が可能になる。また、単位構成部の全ての基本構成部に対して同じ複製の仕方で対応が可能となることから、この診断の準備も容易にできる。
【0089】
また、診断用スキャン機構を用いることにより、複数の基本構成部を一挙に診断することができ、またPCAチップ境界における問題点も解消される。
【図面の簡単な説明】
【図1】 第1の実施形態の診断用周辺機構を有する可変部PPの説明図である。
【図2】 第1の実施形態の診断用周辺機構を使用して診断を行う説明図である。
【図3】 第1の実施形態の診断用周辺機構を使用して診断を行う別の説明図である。
【図4】 第1の実施形態の診断用周辺機構を有する可変部PPの具体的な説明図である。
【図5】 組込部PPに対する可変部PPの入出力信号の説明図である。
【図6】 隣接する可変部PP間の接続部における可変部PP相互間と組込部BPとの信号のやり取りの説明図である。
【図7】 PCAセルの可変部PP内の基本セルBC間の信号の折り返しの説明図である。
【図8】 組込部BPから信号を受ける可変部PP内の基本セルBC間の信号の折り返しの説明図である。
【図9】 組込部BPに信号を出力する可変部PP内の基本セルBC間の信号の折り返しの説明図である。
【図10】 第1の実施形態の診断用周辺機構のまとめの説明図である。
【図11】 第2の実施形態の診断用スキャン機構を有するPCAチップの全PP面の説明図である。
【図12】 第2の実施形態の具体的な診断用スキャン機構を有するPCAチップの全PP面の説明図である。
【図13】 診断用スキャン機構による診断のタイムチャートである。
【図14】 第2の実施形態の診断用スキャン機構のまとめの説明図である。
【図15】 従来のPCAの構造の説明図である。
【図16】 従来のPCAセルの構造の説明図である。
【図17】 従来の診断の説明図である。
【図18】 従来の診断回路による診断と診断回路の複製の説明図である。
【図19】 従来の診断の手順のフローチャートと複製の説明図である。
【図20】 従来の診断による問題点の説明図である。
【図21】 通常時における隣接PP間の接続の説明図である。
【符号の説明】
10:PCAチップ、10A:チップ境界
20:PCAセル
X1〜X3:診断用周辺機構
Y:診断用スキャン機構、Y1,Y2:シフトレジスタ、Y3:単位診断用スキャン機構
PP:PCAセルの可変部
BP:PCAセルの組込部
BC:基本セル
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to reconfigurable hardware having unit components that can be arranged in a two-dimensional array and exchange input / output signals between adjacent ones to realize an arbitrary logic circuit, and a diagnostic method thereof.
[0002]
[Prior art]
As an example of hardware capable of reconfiguring an arbitrary logic circuit, it includes a variable part PP (Plastic Part) and a built-in part BP (Built-in Part) that exchanges signals with the variable part PP. PCA (Plastic Cell Architecture) is under consideration (Reference: Akira Nagoya, Kiyoshi Oguri: "Outline of Plastic Cell Architecture (PCA) Technology", NTT R & D, Vol. 49, No. 9, pp. 513-517, Sep) .2000.)
[0003]
FIG. 15 shows the internal structure of the PCA chip 10. One PCA chip 10 has a configuration in which N × N (N: natural number) PCA cells 20 are arranged in an array, and each PCA cell 20 includes a variable part PP and a built-in part BP. . Each variable portion PP is two-dimensionally arranged in the PP layer, and input / output of adjacent variable portions PP are connected to each other to form a PP surface. The embedded part BP is two-dimensionally arranged on a BP layer different from the PP layer. In the PCA cell 20, a logic circuit (indicated by reference numerals R1 and R2 in FIG. 15) is formed on the PP surface (which may be single or plural, but using an arbitrary number of variable parts PP), and the path L1 and the built-in part An input / output signal (built-in part BP ← → variable part PP) is exchanged between the logic circuit and the outside via the BP. In addition, as shown in FIG. 16, one variable unit PP includes two M × M (M: natural number) basic cells BC (Basic Cell) having a four-way lookup table LUT (Look Up Table). The configuration is arranged in a dimensional array.
[0004]
Here, a reconfigurable hardware diagnostic method will be described. The target of diagnosis in the reconfigurable hardware extends to a system having a structure and characteristics of reconfigurable hardware such as a board or a device made up of a reconfigurable LSI chip as well as the PCA chip 10.
[0005]
In order to deal with a diagnosis target including such a system, a technique in which not only the chip but also a plurality of chips are arranged, that is, a condition that logically considers the condition of the chip boundary is necessary.
[0006]
Further, in the PCA cell 20 to be taken up, the embedded unit BP handles the exchange of signals (data signals, control signals, etc.) between the logic circuits configured in the variable unit PP, so that the embedded unit BP is diagnosed by input / output signals. it can. However, in the diagnosis of the other variable part PP, an arbitrary logic circuit can be realized by using a plurality of adjacent variable parts PP, so that an input / output signal between adjacent variable parts PP is taken into consideration. Need to handle. In the case of a two-dimensional array structure in which only the basic cells BC shown in FIG. 16 are arranged inside the variable part PP, the input / output signals of the basic cells BC located in the peripheral part of the variable part PP are transmitted between adjacent variable parts PP. Corresponds to the input / output signal between. Accordingly, in the PCA cell 20, comprehensive diagnosis of all the basic cells BC constituting the variable part PP is important.
[0007]
As a method for exhaustively diagnosing this basic cell BC, it has been known that there is a functional diagnosis method using a copy of a diagnostic circuit reconfigured on the PP surface of the PCA cell 20 (reference: Hideyuki Tsuboi). , Hideshi Kobayashi, Tsunemichi Shiozawa, Koichi Nagami, Akira Nagoya, “Examination of test method for autonomously reconfigurable hardware,” IEICE Technical Report, VLD2000-80, ICD2000-137, FTS2000-45, pp.65-70.Nov.2000).
[0008]
The diagram on the left side of FIG. 17 is a diagram showing a diagnostic method using circuit replication on the PP surface of the PCA cell 20. This PP surface has a boundary 10 </ b> A of a PCA chip 10 having N × N PCA cells 20. The boundary 10A of the PCA chip 10 is not connected to the adjacent variable part PP, but signals can be exchanged through the built-in part BP.
[0009]
The diagnostic circuit TST used for diagnosis is made up of blocks of the variable portion PP of 2 × 2 PCA cells 20, and in FIG. 17, the variable portion PP of 2 × 2 PCA cells 10 at the upper left corner of the PCA chip boundary 10A is programmed. Has been. The thin hatched portion TST1 of the diagnostic circuit TST is a diagnostic control unit TST1 that controls all operations of the diagnostic circuit TST, and the dark hatched portion TST2 is a diagnostic target circuit TST2. A black square portion in the diagnosis target circuit TST2 is a basic cell BC to be diagnosed. The diagnosis circuit TST performs diagnosis of the basic cell BC in one diagnosis target circuit TST2 (functional test of all lookup tables LUT that are constituent elements of the basic cell BC), and the same diagnosis circuit TST is adjacent to the right side. Duplicate The diagnosis result at this time is sent to the chip boundary 10A located at the right end and measured from an external terminal (not shown). The duplicated diagnostic circuit TST performs the same diagnosis and repeats self-replication to the right.
[0010]
The right side of FIG. 17 shows the diagnosis target circuit TST2. The diagnosis target circuit TST2 is composed of the variable part PP of one PCA cell 20. In the diagnosis target circuit TST2, the basic cell BC to be diagnosed is indicated by a black square. And the wiring which connects the input and output of the signal of all directions to this basic cell BC to diagnose is set by the other basic cell BC in the said PCA cell 20. FIG. An example of the wiring structure by the basic cell BC is shown in the center of FIG. Since the basic cell BC to be diagnosed shown in this example is not located in the periphery of the variable part PP, the diagnosis target circuit TST2B is contained in the variable part PP in one PCA cell.
[0011]
The diagnosis and duplication by the diagnosis circuit TST will be described in a little more detail. FIG. 18 is a diagram showing a typical scene of the diagnostic technique. The left side of FIG. 18 shows path setting and diagnosis execution, and the right side shows command issuance and duplication.
[0012]
First, in route setting, data is read from the diagnosis control unit TST1. A part of the data is a command string for setting a route in the built-in unit BP. When performing diagnosis, a path (message path) is connected from the diagnosis control unit TST1 to the diagnosis target circuit TST2, and an output path from the diagnosis target circuit TST2 to the external terminal is also set. Thereafter, diagnosis data and diagnosis results are transmitted via these routes, and diagnosis is executed.
[0013]
When the diagnosis execution at one place is completed, a replication command issuance and a replication operation start. The diagnosis control unit TST1 issues a command, and a duplicate command string is created on the built-in unit BP and buffered there. According to this replication command, the configuration information of the diagnostic circuit TST is read from the variable part PP, a path for replica data propagation is set, and the configuration information is written to the variable part PP at the adjacent position. In this way, duplication of the diagnostic circuit TST is realized.
[0014]
A flowchart on the left side of FIG. 19 in which the diagnostic circuit TST on the PCA cell 20 operates is shown. First, there is a step of programming the diagnostic circuit TST. Here, the diagnostic circuit TST is realized by inputting configuration information of the diagnostic circuit TST from the outside of the PCA cell 20 and writing it into the variable part PP. The writing position is, for example, the left end of the PCA chip. Further, after the writing of the configuration information of the diagnostic circuit TST is completed, an activation signal (such as Open) of the diagnostic circuit TST is also input from the outside.
[0015]
Secondly, there is a stage for performing path setting and diagnosis. When the activation signal is received, data is automatically read from the diagnosis control unit TST1 of the diagnosis circuit TST. With this data, a path necessary for diagnosis (between the diagnosis control unit TST1 and the diagnosis target circuit TST2 and between the diagnosis target circuit TST2 and the external terminal) is set, and the diagnosis data and the diagnosis result propagate along this path, and the diagnosis is performed. Executed. This diagnosis result is observed from an external terminal and collated with an expected value externally. The external terminal is set at the right end of the PCA chip 10.
[0016]
Third, there is a step of deleting the path. When a series of diagnostic data input to the diagnostic circuit TST is read from the diagnostic control unit TST1, the path is deleted. That is, when the diagnosis target circuit TST2 receives a peculiar input, a termination command (Clear) is output, and the termination command clears the path between the diagnosis target circuit TST2 and the external output. Note that the route between the diagnosis control unit TST1 and the diagnosis target circuit TST2 is not specifically deleted. This is because this route is set by a signal corresponding to activation of reading from the diagnosis control unit TST1, and this route is automatically deleted when reading of all data is completed.
[0017]
Fourth, there is a stage of performing replication. For duplication, a duplication command string of data immediately before completion of reading of data of the diagnosis control unit TST1 is used. This is once sent to the built-in unit BP and buffered on the built-in unit BP. The buffered copy command sequence instructs the diagnostic control unit TST1 that has finished sending the data sequence to read the configuration information of the diagnostic circuit TST and write it to the adjacent variable unit PP. The diagnostic circuit TST is duplicated by this series of procedures. Note that the adjacent variable part PP indicates, for example, the right neighbor of the copy source.
[0018]
Fifth, there is a step of starting the replicated diagnostic circuit TST. Following the duplicate command string buffered in the built-in unit BP in the previous duplicate, an activation command is added in the same manner. The duplicated diagnostic circuit TST is activated by this added command.
[0019]
In the flowchart on the left side of FIG. 19, the procedure from path setting and diagnosis execution to the start of the duplicate diagnosis circuit is repeated. This repeated branching condition is that the diagnostic circuit TST programmed at the left end of the PCA chip 10 repeats this procedure, and as shown on the right side of FIG. The condition is that the right end has been reached and this row direction has been completed.
[0020]
Then, each time the diagnosis in the row direction is completed, the diagnosis circuit TST is newly programmed from the outside, and the diagnosis and duplication by the diagnosis circuit TST are repeated as described above. When this diagnosis is repeated over the entire surface of the PCA chip 10, the diagnosis by this method is completed.
[0021]
In the diagnosis of the PCA chip 10 described above, the diagnosis circuit TST that is repeatedly used by duplication is important. A diagnosis circuit having a small size has a larger number of times of duplication in the PCA chip 10 than that of a large size, and enables efficient diagnosis.
[0022]
[Problems to be solved by the invention]
On the left side of FIG. 20, the basic cell BC to be diagnosed is located in the lower right corner of the variable portion PP, and in order to set the input / output wiring for diagnosis, the variable of 2 × 2 PCA cells 20 minutes is set as the diagnosis target circuit TST2. The example where the part PP is required is shown. Here, as shown on the right side of FIG. 20, in order to diagnose the basic cell BC at the lower right corner of the upper left variable portion PP among the 2 × 2 variable portions PP, the upper right variable portion PP and the lower left variable portion PP Wiring is set using the variable portion PP. As described above, the size of the diagnosis target circuit TST2 does not fit in the variable part PP of one PCA cell and extends over four PCA cells 20. In addition to this case, when the basic cell BC to be diagnosed is located in the peripheral part of the variable part PP, the wiring connecting the input signal and the output signal must be set in the variable part PP area of the adjacent PCA cell 20. I don't get it.
[0023]
As described above, the left side of FIG. 20 shows a state of duplication of the diagnostic circuit TST when the diagnostic target circuit TST2 does not fit in the variable part PP in one PCA cell. In this diagnostic circuit TST, the diagnostic control unit TST1 is composed of two vertical PCA cells 20, and the diagnostic target circuit TST2 is composed of 2 × 2 PCA cells 20 as described above. As a result, the diagnostic circuit TST is composed of 2 × 3 PCA cells 20.
[0024]
Here, when one PCA chip 10 is composed of N × N PCA cells 20, “N” is a multiple of 2 and all diagnostic circuits TST are 2 × 2 PCA cells 20. There is no limitation on duplication, and duplication can be performed “N / 2” times in the horizontal and vertical directions (right side in FIG. 19). However, when 2 × 3 PCA cells 20 are required as the diagnostic circuit TST, even if “N” is a multiple of 3, there is a limitation on replication.
[0025]
This is because the same diagnostic target circuit TST2 in one PCA cell 20 at an arbitrary position in the diagnostic circuit TST of 2 × 2 PCA cells 20 (in FIG. 17, the diagnostic target is located in the upper right position in the diagnostic circuit TST). Even if the circuit TST2 is provided), the diagnosis circuit TST can be duplicated under the same conditions to diagnose all the variable parts PP.
[0026]
However, in the diagnostic circuit TST of the 2 × 3 PCA cells 20, even if the same diagnostic target circuit TST2 of the 2 × 2 PCA cells 20 is rearranged on the left and right, the diagnostic circuit has three columns of PCA cells 20 The variable part PP for one column in the TST cannot be diagnosed. Further, it is impossible to diagnose the upper and lower variable portions PP of the diagnostic circuit TST for two rows.
[0027]
Therefore, it is necessary to provide an offset for one PCA cell in advance in the right or downward direction for duplication, or to use another different diagnosis target circuit.
[0028]
However, when duplication is performed with the offset of one PCA cell 20 set in advance to the right, the boundary 10A of the PCA chip 10 as shown on the lower side of the left side of FIG. In a place where there is no connection, the diagnosis target circuit TST2 cannot be reconfigured (cannot be duplicated). Therefore, the 2 × 3 PCA cell diagnostic circuit TST is subject to chip boundary limitations during replication.
[0029]
Due to this limitation, various types of (several types) of different sizes (multiple basic cells BC including the basic cells BC located in the periphery of the variable portion PP) can be used for diagnosis. In this case, there is a problem that a diagnosis circuit TST including a diagnosis target circuit TST2 is prepared and diagnoses are individually performed (which covers the basic cell BC in each variable part PP). .
[0030]
Here, the “issues” described so far will be summarized from the viewpoint of the variable portion PP arranged in a two-dimensional array. FIG. 21 shows connections between adjacent variable parts PP in the normal state. The variable units PP arranged in a two-dimensional array and capable of realizing an arbitrary logic circuit can exchange input / output signals with the adjacent variable units PP. In FIG. 21, when paying attention to a certain variable part (C-PP), there are variable parts (N-PP, S-PP, W-PP, E-PP) that are adjacent in the upper, lower, left, and right directions. , I / O signals can be exchanged between each of these and the C-PP.
[0031]
Therefore, as described above with reference to FIG. 15, the reconfigurable hardware has a different scale by connecting a number of variable parts PP as well as a single variable part PP as needed. A logic circuit can also be realized.
[0032]
However, when diagnosing a variable part PP having such characteristics, input / output signals between adjacent variable parts PP must be considered. For this reason, even in a conventional diagnostic method using a replica of a diagnostic circuit, it is not sufficient to use a diagnosis target circuit set in one variable part PP and diagnose each variable part PP over the entire surface. It cannot be said that the variable part PP is diagnosed.
[0033]
For example, in consideration of input / output signals between the variable parts PP adjacent in the vertical direction, a diagnosis is performed using a circuit to be diagnosed including C-PP and N-PP (or S-PP). Separately, a circuit to be diagnosed including C-PP and W-PP (or E-PP) is used in consideration of the input / output signals between the lateral directions. Furthermore, a diagnostic target circuit that simultaneously considers input / output signals between the variable parts PP adjacent in the vertical and horizontal directions is also necessary.
[0034]
The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a reconfigurable hardware that is provided with a diagnostic mechanism so as not to be restricted by the chip boundary. It is to provide a diagnostic method using
[0035]
[Means for Solving the Problems]
Claim 1 Take The invention has a unit component that is arranged in a two-dimensional array and can exchange an input / output signal between adjacent ones to realize an arbitrary logic circuit. That is, a diagnostic peripheral mechanism that turns back signals exchanged between adjacent unit components is provided. In reconfigurable hardware, The unit configuration section has a basic configuration section that is arranged in a two-dimensional array and can exchange an input / output signal between adjacent units to form an arbitrary basic logic circuit, and the diagnostic peripheral mechanism is included in the unit configuration section. Fold signals back and forth between two basic components located on the same side outside the array Reconfigurable hardware characterized by that.
[0036]
The invention according to claim 2 is the invention according to claim 1, The diagnostic peripheral mechanism includes switching means for switching between signals exchanged between adjacent unit components and the folded signal. Reconfigurable hardware characterized by that.
[0037]
The invention according to claim 3 is the invention according to claim 1 or 2, When the diagnostic peripheral mechanism is set at a connection position for exchanging control signals between the logic circuit of the unit component and the outside, the control signal is connected to the logic circuit at another position of the unit component Do Reconfigurable hardware characterized by that.
[0038]
The invention according to claim 4 is: In a method for diagnosing a reconfigurable hardware that has a unit configuration part that can be arranged in a two-dimensional array and exchange input / output signals between adjacent ones to realize an arbitrary logic circuit, at one end of the hardware Diagnose a block consisting of a plurality of the unit component parts positioned as a diagnostic circuit, and repeat the same diagnostic circuit next to the other end direction to perform the same diagnosis, When diagnosing a unit component, a diagnostic peripheral mechanism that turns back signals exchanged between adjacent unit components is used as a diagnostic signal wiring path It is characterized by Diagnostic method .
[0043]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[First Embodiment]
FIG. 1 shows the configuration of the variable portion PP of the PCA cell 20 having the diagnostic peripheral mechanism of the first embodiment. Here, a “diagnostic peripheral mechanism” is provided around each variable part PP of the N × N PCA cells 20 constituting the PCA chip 10, and the basic cell BC located in the peripheral part of the variable part PP is provided. Is connected to the output and input of the basic cell BC located on the same side of the variable part PP by the diagnostic peripheral mechanism, and the signal is turned back. The variable part PP is a kind of unit constituent part recited in the claims, and the basic cell BC is a kind of basic constituent part recited in the claims.
[0044]
The diagnostic peripheral mechanism X1 provided on the right side and the lower side around the variable part PP in FIG. 1 is connected to the output from the basic cell BC (the look-up table LUT therein) toward the adjacent variable part PP, The input from the variable part PP to the basic cell BC is connected to the same input and the same output of the adjacent basic cell BC. The right side and the lower side where the diagnostic peripheral mechanism X1 is provided are portions where signals are not exchanged with the built-in unit BP.
[0045]
The places where signals are exchanged with the built-in part BP are the left side and the upper side of the variable part PP. First, an input of a signal exchanged with the outside via the built-in unit BP, that is, a signal connection from the built-in unit BP to the variable unit PP is located on the left side of the variable unit PP. Further, the output of a signal exchanged with the outside via the built-in unit BP, that is, the position where the output signal from the variable unit PP to the built-in unit BP is connected corresponds to the upper side of the variable unit PP. A diagnostic peripheral mechanism X2 is provided on the left side, and a diagnostic peripheral mechanism X3 is provided on the upper side. These diagnostic peripheral mechanisms X2 and X3 are signals input from the built-in unit BP to the basic cell BC (built-in unit BP → variable unit PP) or signals output from the basic cell BC to the built-in unit BP (variable unit PP). It is necessary to consider both the respective signals of the built-in part BP) and the return signal (basic cell BC → basic cell BC).
[0046]
That is, in the diagnostic peripheral mechanism X2 on the left side, an input signal (embedded part BP → variable part PP, a, c in FIG. 1) and a return signal (b, FIG. 1) taken from the outside via the built-in part BP. The logical sum (o1, o2) with d) is taken and input to the basic cell BC located in the peripheral part of the variable part PP.
[0047]
Further, the diagnostic peripheral mechanism X3 on the upper side branches an output signal (variable part PP → embedded part BP) output to the outside via the built-in part BP. One of the branch signals is an output signal (variable part PP → embedding part BP), and the other of the branch signals is an input to a basic cell BC located in the peripheral part of the variable part PP. The connection between the built-in part BP-variable part PP and the adjacent variable part PP is described in Japanese Patent Application No. 2001-142728.
[0048]
FIG. 2 is a diagram showing an example in which the diagnostic peripheral mechanism X1 shown in FIG. 1 is used. The diagnostic circuit TST includes a diagnostic control unit TST1 and a diagnostic target circuit TST2, and the position of the basic cell BC to be diagnosed is the lower right corner of the variable unit PP of the diagnostic target circuit TST2. As shown on the right side of FIG. 2, the basic cell BC (black part) to be diagnosed is connected to the basic cell BC from the adjacent basic cell BC via the diagnostic peripheral mechanism X1, so in FIG. The diagnosis target circuit TST2 that required the variable part PP for 2 × 2 PCA cells as described is accommodated in the variable part PP of one PCA cell.
[0049]
In the diagnostic circuit TST composed of 2 × 2 variable parts PP shown above the left PP surface in FIG. 2, the diagnostic target circuit TST2 is arranged on the upper right side. In the lower diagnostic circuit TST, the diagnosis target circuit TST2 is set to the upper left side. When the PCA chip 10 has N × N variable parts PP and N is “a multiple of 2”, both diagnosis circuits TST perform diagnosis and replication from the left end of the PCA chip boundary 10A. Repeatedly, the right end of the PCA chip boundary 10A can be reached. In this way, the diagnostic circuit TST can be made to be a small constant size composed of 2 × 2 variable parts PP, so that when the diagnostic circuit TST for diagnosing all the variable parts PP is duplicated, there is an interval for duplicating the diagnostic circuit TST next to it. The disadvantage of expansion can be avoided, and there is no need to be restricted by the PCA chip boundary 10A.
[0050]
FIG. 3 shows an example similar to FIG. 2, but the position of the basic cell BC to be diagnosed by the diagnosis target circuit TST2 is different. The example of FIG. 3 uses the diagnostic peripheral mechanisms X2 and X3, and the position of the basic cell BC to be diagnosed is the input of a signal exchanged with the outside via the built-in unit BP (the built-in unit BP → This is a place where both the variable part PP) and the output (variable part PP → embedded part BP) exist. In this case, the input to the left side of the variable part PP of one PCA cell (the place corresponding to the built-in part BP → the variable part PP) uses an input that is logically ORed by the diagnostic peripheral mechanism X2. In addition, the signal output to the upper side of the PCA (location corresponding to the variable part PP → the embedded part BP) is once sent to the output signal, and the diagnosis is performed after the signal is branched by the diagnostic peripheral mechanism X3. It is led to the cell BC.
[0051]
In the example shown on the right side of FIG. 3, the diagnosis target circuit TST2 is accommodated in the variable part PP for one PCA cell. As in the case of FIG. 2, as shown on the left side of FIG. The interval of duplicating the diagnostic circuit TST to the adjacent area can be avoided, and the diagnosis of all the variable parts PP can be completed without being affected by the PCA chip boundary.
[0052]
[Specific examples of peripheral mechanisms for diagnosis]
The diagnostic peripheral mechanism is required to have three functions necessary for performing functional diagnosis of all the basic cells BC in the diagnosis target circuit TST2 of one PCA cell. The first is the input / output loopback function of the basic cell BC located around the PCA cell as described above. That is, this is a function for connecting the input / output of the peripheral basic cell BC in the same PCA cell at the time of diagnosis. However, in the pin assignment part that handles input / output signals with the built-in part BP, the signal from the built-in part BP to the variable part PP is ORed, and the signal from the variable part PP to the built-in part BP is branched. And go back.
[0053]
The second is a diagnostic mode function. Switching between the input / output loopback at the time of diagnosis and the input / output connection of the basic cell BC located around the PCA cell at the normal time is performed. The loopback is performed in the diagnostic mode, and the normal connection is switched to the normal mode.
[0054]
The third function is to switch control pin assignments at two locations. In addition to the pin assignment (PP_din, PP_dout) related to the input / output data signal between the embedded unit BP and the variable unit PP, the variable control unit PP of one PCA cell includes an input control signal from the embedded unit BP to the variable unit PP ( in_req, in_ack) and an output control signal (out_req, out_ack) from the variable part PP to the embedded part BP. There are also specially assigned signal pins that erase the path set in the built-in part BP. In the diagnosis of the basic cell BC in the part related to the input / output located at the pin assignment of the control signal, the control signal and the data signal cannot be mixed. Therefore, in the diagnosis mode, the control signal pin assignment is different. Must be replaced with a position. FIG. 4 assumes that these control signals are related to the upper left corner. When diagnosing the basic cell BC other than this position, the control signal is handled as it is without turning back the signal of the built-in part BP indicated by the broken line (the above-described diagnostic peripheral mechanism X1). When performing the diagnosis, the signal wrapping indicated by the broken line (diagnostic peripheral mechanism X1) is used, and at this time, the control signal is handled as a pin assignment at another position (not shown). In addition, about the diagnosis of the basic cell BC of the part relevant to this control signal, it abbreviate | omitted in FIGS. 1-3.
[0055]
As described above, basically, the basic circuit BC of the boundary of the PCA chip 10 is diagnosed by the diagnostic circuit TST having the diagnostic target circuit TST2 of various sizes as in the past by the signal folding function and the diagnostic mode function. The need to do is eliminated. Further, the same effect is exhibited by the control signal switching function for the basic cell BC to which the control signal is pinned. Only one diagnostic circuit TST having one PCA cell 20 as the diagnosis target circuit TST2 is prepared by the diagnostic peripheral mechanism having the above three functions, and the diagnosis circuit TST of the same size is duplicated for all the PCA cells. can do.
[0056]
Prior to specific description, the basic cell BC will be described again. The variable part PP has a structure in which only M × M basic cells BC are arranged in a plane, and the structure of each basic cell BC is a memory as a lookup table LUT with four inputs and one output as shown on the right side of FIG. It consists of 4 blocks. A 4-bit input signal to each lookup table LUT is common, and an output signal from an adjacent basic cell BC of N (upper), E (right), W (left), and S (lower) is input. To do. Each lookup table LUT outputs the contents of one of the 16 memory cells (SRAM) selected according to the 4-bit input signal as a 1-bit output signal.
[0057]
Each output signal is output after taking a logical product with a 1-bit input signal LUT_connect input from the built-in unit BP before being output outside the basic cell BC. That is, adjacent basic cells BC are logically connected to each other only when LUT_connect is “1”. As a result, it is possible to prevent inadvertent occurrence of ring oscillation that may occur depending on the contents of the lookup table LUT.
[0058]
Next, 16 SRAMs in the lookup table LUT will be described. The SRAM layer of the variable part PP is, for example, 2 Na The word memory and SRAM address lines are Na bits, and the data lines are Nd bits for both input and output. The address line (add) is divided into a row address (row_add) and a column address (col_add). For the row address, an exclusive signal is generated by the input decoder, and one row of the memory cells is selected. The column address is input to the selection circuit, and Nd is selected from one row of memory cells selected in the writing or reading direction by each 1-bit write_enable and read_enable signals, and Nd-bit data (Mdata_I, Mdata_O) is written or Read.
[0059]
Next, the external interface and peripheral circuits will be described. FIG. 5 shows input / output signals for one variable part PP. The external interface signals of the variable part PP are roughly classified into the following three types (i) to (iii). Details of (i) and (iii) are described in Japanese Patent Application No. 2001-142728.
[0060]
(i) Signals between adjacent variable parts PP: As described above, the basic cells BC in the variable part PP are connected to each other by 1-bit input and output signals in four directions. The input / output ports facing the outside of the basic cell BC located on the outermost side of the BC are directly connected to the corresponding input / output ports of the basic cell BC outside of another adjacent variable part PP. In other words, when viewed from the layer of the basic cell BC, it seems as if the network (Sea of LUTs) of the basic cell BC extends beyond the boundary of the variable part PP. These signals have input and output signals in the directions of N (upper), E (right), W (left), and S (lower) as described above for each variable part PP (N_PPO, N_PPI, E_PPO, E_PPI, W_PPO, W_PPI, S_PPO, S_PPI).
[0061]
(ii) Memory interface signal: This memory interface signal is an interface signal between the SRAM layer and the embedded portion BP described above for the SRAM. Note that the LUT_connect signal described in the basic cell BC is included here.
[0062]
(iii) Object interface signal between built-in part BP and variable part PP: After the functional circuit (object) is configured by the memory interface signal in the previous section (ii) using the lookup table LUT in the variable part PP, A signal group of an interface between the functional circuit and the built-in unit BP that controls the functional circuit corresponds to this. As shown in FIG. 5, the signal breakdown is as follows: data input and output signals (PP_din, PP_dout), and each of these asynchronous control signals (in_req, in_ack, out_req, out_ack) look in the variable part PP. A signal used for initializing asynchronous registers composed of a set of uptable LUTs is performed with a pair (reset_req, reset_ack) and an adjacent variable unit PP in the periphery of the variable unit PP, or a built-in unit BP It consists of a select signal (sel_BP) that selects whether or not to perform.
[0063]
As shown in FIG. 4, the connection on the variable part PP side of each object interface signal is branched as it is in the output direction from some of the signals between the adjacent variable parts PP described above, and the input direction. Selects whether the signal from the adjacent variable unit PP is input to the variable unit PP or the object interface signal is input to the variable unit PP using the sel_BP signal as a selection control signal.
[0064]
Next, the diagnostic peripheral mechanism added around the variable part PP will be described in detail. This diagnostic peripheral mechanism differs depending on each location and signal type (X1, X2, and X3 described above), and a circuit to be added and an operation speed to be satisfied by the circuit differ accordingly.
[0065]
First, the connection between the built-in part BP and the variable part PP will be described. The diagnostic peripheral mechanism required for the improvement using the conventional replication is basically provided in the outermost peripheral part of each variable part PP (for each PCA cell 20). This part is also a place where the built-in part BP and the variable part PP are connected. The connection of signals between the built-in part BP and the variable part PP has been described with reference to FIGS. 4 and 5, the classification / contents of signals to be connected and the means for connecting the object interface signals among the variable parts PP of the PCA cells that are actually adjacent to each other have been described. However, the points added by the diagnostic peripheral mechanism are not described at this point.
[0066]
Next, as shown in FIG. 5, there are various kinds of signals for connecting the built-in part BP and the variable part PP, but between the adjacent variable parts PP located in the peripheral part of each variable part PP. The connection signal between the built-in part BP and the variable part PP related to the diagnostic peripheral mechanism inserted into the object is limited to the object interface signal shown in FIG. More specifically, the diagnostic peripheral mechanism is added to the fan-out point shown in FIG. 6A and the selector SEL shown in FIG.
[0067]
Here, the peripheral mechanism for diagnosis in each case will be described. First, FIG. 7 shows a diagnostic peripheral mechanism X1 that handles only signal folding between adjacent basic cells BC in the same PCA cell. This diagnostic peripheral mechanism X1 can be seen in all of the right side and the lower side of the variable portion PP in FIGS. A specific circuit example of the diagnostic peripheral mechanism X1 is shown in FIG. Basically, two selectors SEL similar to those in FIG. 6B are used, and in normal use, signals are input / output to / from the basic cell BC of another adjacent PCA cell 20, and the diagnostic peripheral mechanism X1. When used as, the circuit of FIG. 7A is realized.
[0068]
Next, FIG. 8 shows a diagnostic peripheral mechanism X2 that receives an input signal from the built-in unit BP. This diagnostic peripheral mechanism X2 can be seen on the left side of the variable portion PP in FIGS. As shown in FIG. 8B, the diagnostic peripheral mechanism X2 includes a two-stage selector SEL and one 3-input OR circuit OR. The signals A2 and B2 in FIG. 8B are connected to A1 and B1 in FIG.
[0069]
Next, a diagnostic peripheral mechanism X3 that outputs a signal to the built-in unit BP is shown in FIG. This diagnostic peripheral mechanism X3 can be seen on the upper side of the variable portion PP in FIGS. In this diagnostic peripheral mechanism X3, four fan-outs (one for the built-in portion BP, one for each of the two basic cells BC on the same side, and the basic for the adjacent PCA cell for the output from the basic cell BC. It is necessary to take one to the cell BC. For this reason, an amplifier AMP for signal amplification is connected in addition to the selector SEL. Note that the signals A3 and A3 in FIG. 9B are connected to the signals A1 and B1 in FIG.
[0070]
Finally, the priority for speed propagation delay is described. In the connection described with reference to FIGS. 8 and 9, multi-stage signal connection and branching occur, but the propagation speed of the signal to be considered in this case is as follows. (1) Basic cell BC between adjacent PCA cells (2) The connection data signal with the built-in part BP, (3) The high-speed signal is ensured in the order of the connection signal with the other basic cell BC in the same PCA cell. Since (3) is an additional signal for diagnosis, the required degree of speed may be limited to a low level. This is shown in FIGS. 8 (c) and 9 (c).
[0071]
Here, the first embodiment will be summarized. FIG. 10 shows input / output signals between the variable parts PP that are turned back during diagnosis. The variable parts PP arranged in a two-dimensional array can normally be connected to adjacent variable parts PP and exchange input / output signals (FIG. 21). At the time of diagnosis, the input / output signal between the variable parts PP is turned back so that the input signal of a certain variable part PP becomes the output signal.
[0072]
That is, the C-PP can exchange input / output signals with the adjacent N-PP, S-PP, W-PP, and E-PP at the normal time. At the time of diagnosis, output signal lines from C-PP to N-PP, S-PP, W-PP, and E-PP are respectively connected from N-PP, S-PP, W-PP, and E-PP to C-PP. Switch to connect to the input signal line.
[0073]
As a result, input / output signals between the variable parts PP adjacent in the vertical direction are output signals from C-PP to N-PP and S-PP, and input signals from N-PP and S-PP to C-PP. Given. Similarly, as for the input / output signals between the horizontal directions, the output signals from C-PP to W-PP and E-PP become the input signals from W-PP and E-PP to C-PP. Moreover, the input / output signals folded in both the vertical and horizontal directions are considered simultaneously.
[0074]
Therefore, in the diagnostic method using a duplicate of the diagnostic circuit, the diagnosis target circuit set in one variable unit PP can be used to diagnose each PP over the entire surface, and it functions sufficiently as a complete PP diagnosis.
[0075]
[Second Embodiment]
FIG. 11 shows the diagnostic scan mechanism Y of the second embodiment. 11 shows the entire PP surface of the PCA chip 10. The PCA chip 10 has N × N PCA cells 20, and the variable part PP of one PCA cell 20 is M × N. It consists of M basic cells BC. The diagnostic scanning mechanism Y is provided on each of the left and right sides and the upper and lower sides of all PP surfaces including all the variable portions PP in the PCA chip 10.
[0076]
As shown on the left side of FIG. 11, the diagnostic scan mechanism Y includes a shift register Y1 that handles an input signal to the basic cell BC and a shift register Y2 that handles an output signal from the basic cell BC. The registers of the shift registers Y1 and Y2 are connected to the input and output of the basic cell BC located on the outermost periphery of all PP surfaces. The shift registers Y1 and Y2 can write / read data from / to the shift register by scanning with a scan path for diagnosis.
[0077]
FIG. 12 is a diagram showing a specific example of the diagnostic scanning mechanism Y. When diagnosing the basic cell BC, a diagnosis logic is set for a plurality of diagnosis target basic cells BC arranged in a diagonal direction on all PP surfaces of the PCA chip 10, and other basic cells BC are set. Set up, down, left, and right wiring paths (logic that the lookup table LUT has one input and one output). After setting all the PP surfaces in this way, the input data (diagnosis data) from the shift register Y1 of the diagnostic scan mechanism Y provided on the upper, lower, left and right sides of all the PP surfaces is used as a lookup table in the basic cell BC to be diagnosed. Input to the LUT, output (diagnosis result data) from the lookup table LUT is output to the shift register Y2, and diagnosis is performed.
[0078]
During this diagnosis, the PP surface is treated as a unit over the entire chip, and all adjacent basic cells BC are connected to each other for input / output. In other words, it is essential to switch the diagnostic mode different from the normal use, and while the diagnostic mode is set, scan input / output of diagnostic data and diagnostic execution control are performed.
[0079]
Next, the diagnostic procedure by this scan will be described. The whole procedure is shown in the diagnosis time chart of FIG. The method of diagnosing by arranging the diagnostic scanning mechanism Y can be broadly divided into PP surface setting change and diagnostic mode, and these are alternately repeated as many times as necessary.
[0080]
In changing the setting of the PP plane, memory writing (handling as a RAM) is performed to change the logic of the lookup table LUT in the diagnosis target basic cell BC and the position of the basic cell BC on all PP planes. As a result, the logic for diagnosis is set in the basic cells BC arranged in the diagonal direction as shown in the lower side of FIG. However, at first, there is also a meaning of initialization of the entire PP surface, and the diagnostic logical writing shown in FIG. 12 is performed on all the basic cells BC arranged in the diagonal direction of the PP surface, and all the remaining basic cells BC on the PP surface. Is set to the wiring path shown in FIG. After the diagnosis for each basic cell BC to which the diagnosis logic is written is sequentially performed by scanning, the diagnosis logic of each basic cell BC is changed and the diagnosis is sequentially performed in the same manner. Next, the logic for diagnosis is newly written in the same way for a plurality of basic cells BC arranged in different diagonal directions on the PP surface, and the wiring path shown in FIG. Set. This is repeated below.
[0081]
In the diagnostic mode, the diagnostic logic and scan input of the diagnostic data from the diagnostic scanning mechanism Y, the diagnostic execution control, and the diagnostic result to the diagnostic scanning mechanism Y are held while maintaining the PP surface on which the diagnostic logic and wiring path are set. Three processes of scan output are performed. This is repeated sequentially for each basic cell BC arranged in the diagonal direction. The scan input of the diagnostic data and the scan output of the diagnostic result are handled in the same way as a general boundary scan diagnosis. The diagnostic execution control applies the value obtained by scanning the diagnostic data by the diagnostic scanning mechanism Y to the logic constituted by the multi-stage connection of the lookup table LUT set on the PP surface, and the output result of the basic cell BC is obtained. Latching to the diagnostic scan output.
[0082]
As described above, according to the diagnostic scan mechanism Y of the second embodiment, by setting the PP surface once, each basic cell constituting one PP for each row and each column, that is, each basic cell constituting the entire PP surface. When both the number of rows and the number of columns of BC are the same, the basic cell BC of the number of columns (or the number of rows) can be diagnosed simultaneously by scanning, so that a large number of locations can be diagnosed.
[0083]
Here, the second embodiment will be summarized. FIG. 14 shows a diagnostic scanning mechanism Y provided on the PP surface. The diagnostic scanning mechanism Y is composed of a plurality of unit diagnostic scanning mechanisms Y3 corresponding to one variable part PP. Each variable part PP arranged in a two-dimensional array can realize an arbitrary logic circuit. Also, input / output signals can be exchanged with the adjacent variable section PP. Therefore, as shown in the upper left part of the PP surface in FIG. 14, a diagnostic scan mechanism Y that handles input / output signals for the outermost side is disposed on the entire PP surface.
[0084]
In order to explain the arrangement and connection of the diagnostic scanning mechanism more accurately, a matrix expression is applied to each variable part PP. The top row is PP (0, 0), PP (0, 1), PP (0, 2), PP (0, 3), ... PP (0, j), ... PP (0, n) from the upper left corner ), And the leftmost column is PP (0, 0), PP (1, 0), PP (2, 0), PP (3, 0), ... PP (i, 0), ... PP (n, 0). Here, N × N variable parts PP are used. However, the vertical and horizontal numbers may be different. Generally, the variable part PP at a certain position is PP (i, j), where i and j are n or less. It becomes an integer.
[0085]
In this way, the unit diagnosis scanning mechanism Y3 arranged on the outermost side of the PP plane can set and observe the input / output signal on the left side of PP (0, j). Similarly, input / output signals on the upper side of PP (i, 0), the right side of PP (n, j), and the lower side of PP (i, n) can be handled.
[0086]
Therefore, when diagnosing PP (i, j), the variable part corresponding to PP (h, k), h ≠ i, k ≠ j is set at the same time as the diagnosis target circuit is set in PP (i, j). All the PPs are set as logic circuits that allow the vertical and horizontal input / output signals to pass through. Then, input signals are set to the upper and lower sides of the “j” row, the left and right sides of the “i” column, and the diagnostic scan mechanism, and the output signals obtained from the same diagnostic scan mechanism are observed.
[0087]
This makes it possible to diagnose PP (i, j). In addition, this diagnosis can be performed simultaneously in parallel on the variable parts PP of different rows and columns.
[0088]
【The invention's effect】
According to the present invention, by using a diagnostic peripheral mechanism, the size of a diagnostic target circuit to be replicated even when a basic configuration unit such as a basic cell located in the periphery of a unit configuration unit such as a variable unit is a target of diagnosis. Can always be fixed to one basic component. For this reason, it is possible to duplicate the diagnostic circuit programmed once at the same interval (pitch) at the time of diagnosis as compared with the conventional technique, and the problem at the PCA chip boundary is also solved. As a result, since an area to be diagnosed is expanded in proportion to the number of basic components to be diagnosed, efficient diagnosis becomes possible. In addition, since all the basic components of the unit component can be handled in the same manner of duplication, preparation for this diagnosis can be facilitated.
[0089]
In addition, by using the diagnostic scanning mechanism, a plurality of basic components can be diagnosed at once, and problems at the PCA chip boundary are also eliminated.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram of a variable unit PP having a diagnostic peripheral mechanism according to a first embodiment.
FIG. 2 is an explanatory diagram for performing diagnosis using the diagnostic peripheral mechanism of the first embodiment.
FIG. 3 is another explanatory diagram for performing diagnosis using the diagnostic peripheral mechanism of the first embodiment.
FIG. 4 is a specific explanatory diagram of a variable portion PP having a diagnostic peripheral mechanism according to the first embodiment.
FIG. 5 is an explanatory diagram of input / output signals of a variable unit PP with respect to a built-in unit PP.
FIG. 6 is an explanatory diagram of the exchange of signals between the variable parts PP and the built-in part BP in the connection part between the adjacent variable parts PP.
FIG. 7 is an explanatory diagram of signal folding between basic cells BC in a variable part PP of a PCA cell.
FIG. 8 is an explanatory diagram of signal folding between basic cells BC in a variable unit PP that receives a signal from a built-in unit BP;
FIG. 9 is an explanatory diagram of signal folding between basic cells BC in a variable unit PP that outputs a signal to a built-in unit BP;
FIG. 10 is an explanatory diagram summarizing the diagnostic peripheral mechanism according to the first embodiment;
FIG. 11 is an explanatory diagram of all PP surfaces of a PCA chip having a diagnostic scan mechanism of a second embodiment.
FIG. 12 is an explanatory diagram of all PP surfaces of a PCA chip having a specific diagnostic scan mechanism according to the second embodiment;
FIG. 13 is a time chart of diagnosis by a diagnostic scan mechanism.
FIG. 14 is an explanatory diagram summarizing a diagnostic scan mechanism according to a second embodiment;
FIG. 15 is an explanatory diagram of the structure of a conventional PCA.
FIG. 16 is an explanatory diagram of the structure of a conventional PCA cell.
FIG. 17 is an explanatory diagram of conventional diagnosis.
FIG. 18 is an explanatory diagram of diagnosis by a conventional diagnosis circuit and duplication of the diagnosis circuit.
FIG. 19 is a flowchart of a conventional diagnosis procedure and an explanatory diagram of replication.
FIG. 20 is an explanatory diagram of problems caused by conventional diagnosis.
FIG. 21 is an explanatory diagram of connection between adjacent PPs in a normal state.
[Explanation of symbols]
10: PCA chip, 10A: Chip boundary
20: PCA cell
X1-X3: Peripheral mechanism for diagnosis
Y: scan mechanism for diagnosis, Y1, Y2: shift register, Y3: scan mechanism for unit diagnosis
PP: Variable part of PCA cell
BP: Built-in part of PCA cell
BC: Basic cell

Claims (4)

二次元アレイ状に配置され隣接する相互間で入出力信号がやり取りされ任意の論理回路が実現できる単位構成部を持ち、隣接する単位構成部間で相互にやり取りする信号を折り返す診断用周辺機構を設けた、再構成可能なハードウェアにおいて、
前記単位構成部は、二次元アレイ状に配置され隣接する相互間で入出力信号がやり取りされ任意の基本論理回路が構成できる基本構成部を持ち、
前記診断用周辺機構は、前記単位構成部にけるアレイ外側の同じ辺に位置する2個の基本構成部の間で相互に信号を折り返す
ことを特徴とする再構成可能なハードウェア。
Disposed in a two-dimensional array Chi lifting the unit configuration section arbitrary logic circuit output signal is exchanged between each other can be realized adjacent, diagnostic peripheral mechanism folding the signals exchanged mutually between adjacent unit components In reconfigurable hardware with
The unit configuration section has a basic configuration section that is arranged in a two-dimensional array and can exchange an input / output signal between adjacent ones to form an arbitrary basic logic circuit.
The reconfigurable hardware characterized in that the diagnostic peripheral mechanism folds back signals between two basic components located on the same side outside the array in the unit component .
請求項1に記載の再構成可能なハードウェアにおいて、
前記診断用周辺機構は、隣接する単位構成部間で相互にやり取りする信号と前記折り返す信号とを切り替える切替手段を具備する
ことを特徴とする再構成可能なハードウェア。
The reconfigurable hardware of claim 1,
The diagnostic peripheral mechanism includes switching means for switching between signals exchanged between adjacent unit components and the folded signal.
Reconfigurable hardware characterized by that.
請求項1又は2に記載の再構成可能なハードウェアにおいて、
前記単位構成部の前記論理回路と外部との間で制御信号をやり取りする接続位置に前記診断周辺機構が設定されるとき、前記制御信号を前記単位構成部の別の位置で前記論理回路に接続する
ことを特徴とする再構成可能なハードウェア。
The reconfigurable hardware according to claim 1 or 2,
When the diagnostic peripheral mechanism is set at a connection position for exchanging control signals between the logic circuit of the unit component and the outside, the control signal is connected to the logic circuit at another position of the unit component reconfigurable hardware, characterized by.
二次元アレイ状に配置され隣接する相互間で入出力信号がやり取りされ任意の論理回路が実現できる単位構成部を持つ再構成可能なハードウェアの診断方法において、
前記ハードウェアの一方の端部に位置する前記単位構成部の複数個からなるブロックを診断回路として診断を行い、
同一診断回路を他方の端部方向の隣に複製することを繰り返して同様の診断を行い、
前記他方の端部の単位構成部の診断を行うとき、隣接する単位構成部間で相互にやり取りする信号を折り返す診断用周辺機構を診断用の信号の配線パスとする
ことを特徴とする診断方法
In a method for diagnosing a reconfigurable hardware having a unit configuration unit that can be arranged in a two-dimensional array and exchange input / output signals between adjacent ones to realize an arbitrary logic circuit,
Diagnose a block consisting of a plurality of the unit components located at one end of the hardware as a diagnostic circuit,
Repeat the same diagnostic circuit next to the other end direction to make a similar diagnosis,
A diagnostic method characterized in that a diagnostic peripheral mechanism for turning back signals exchanged between adjacent unit constituent parts is used as a diagnostic signal wiring path when diagnosing the unit constituent part at the other end. .
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