JP3975587B2

JP3975587B2 - 内部信号観測回路

Info

Publication number: JP3975587B2
Application number: JP32783498A
Authority: JP
Inventors: 利之梶村; 朋彦北村; 藤川　　悟
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1998-11-18
Filing date: 1998-11-18
Publication date: 2007-09-12
Anticipated expiration: 2018-11-18
Also published as: JP2000147068A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、集積回路の評価・検証に関し、特に、内部状態を外部から観測可能な信号として出力させ、その信号を解析することにより、設計どおりに動作しているか、不具合発生の原因は何か等を特定する集積回路設計時の動作検証、不良解析に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、デジタル放送受信機などに代表されるような映像、音楽、モデム、ＩＣカードなどを扱うセットにおいて、これらの機能をほとんど単体で包含するようなシステムＬＳＩの開発が盛んになっている。
【０００３】
システムＬＳＩは文字どおりシステム全体を制御するため、ＣＰＵ、ＭＰＥＧデコーダ、ＡＶデコーダ、周辺デバイス制御回路、等が１つのチップに内蔵されており、回路規模も莫大となっている。設計の大変さもさる事ながら、いざチップとして出来上がってからのチップの動作検証にも、内部構成が複雑であるが故期間短縮のため効率的な工夫が要求されている。
【０００４】
そこで従来からチップ内部で使用されている信号を通常は別の用途で使用している外部端子に出力させ、その信号を解析するという方法が考案されてきた。特に集積回路の検査の意味合いから、セットに組んだ場合は外部の周辺チップが接続される端子を内部信号を出力させる兼用ピンとして使用し、外部端子設定等で検査モードに設定して兼用ピンから集積回路内部の信号を出力させるという方法を用いてきた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の内部信号の観測方法では、集積回路の周辺チップ、すなわち外部デバイスを動作させずに集積回路内部の信号を観測するだけしかできないため、セットとして動作させている間に発生する不具合の解析等、実動作中の内部状態の観測が不可能であるという問題点がある。
【０００６】
例えばデジタル放送受信機では、外部デバイスとしてフラッシュメモリ、ＤＲＡＭ、チューナー、モデムチップ等があるが、放送を受信しては映像信号、音声信号にデコードしているが頻繁にメモリアクセスが発生しており、時々他のデバイスへのアクセスが生じる。
【０００７】
このように実動作中、外部デバイスへのアクセスが皆無であることはありえず動作解析を実動作中に行えば、より実際の現象に近い情報を得ることができるはずである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、第１の発明に係わる内部信号観測回路は、外部デバイスへのアクセスが生じていないことを判定する外部アクセス監視回路と、その場合のみ外部デバイス用の信号と内部信号出力用の信号との兼用ピンから内部信号を選択し出力するセレクタを有する。
【０００９】
また、第２の発明に係わる内部信号観測回路は、集積回路と外部デバイスとの間にラッチ回路を設け、外部デバイスに対しアクセスするために必要な一定期間、必要な信号を保持し続けるためのラッチ信号を出力する外部アクセス監視回路を有する。
【００１０】
また、第３の発明に係わる内部信号観測回路は、ラッチ回路以外に外部デバイスへ／からの信号の出力を制御するために、出力制御機能付バッファを設け、これら出力制御機能付バッファを制御する信号を出力する外部アクセス監視回路を有する。
【００１１】
また、第４の発明に係わる内部信号観測回路は、外部デバイスアクセスタイミング記憶部に設定された外部デバイスのアクセスタイミングに合わせ内部信号を兼用ピンに出力するよう制御する外部アクセス監視回路を有する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る内部信号観測回路のブロック図である。１は集積回路であり、セレクタ１１と外部アクセス監視回路１２を有する。外部デバイス制御信号Ｓ１３は外部アクセス監視回路および集積回路１外部にある外部デバイス２に接続される。また、セレクタ１１には外部デバイスアクセス信号線Ｓ１１と内部信号線Ｓ１２、および外部アクセス監視回路１２からの信号Ｓ１４が接続され、さらに外部デバイス２とは兼用ピン５を介して兼用信号線Ｓ４で接続される。兼用信号線Ｓ４にはコネクタ３が接続されており、このコネクタ３には内部信号観測装置が接続される。
【００１３】
以上のように構成された第１の実施形態における動作について図１を用いて説明する。外部デバイス制御信号Ｓ１３は例えば外部デバイス２に対する選択信号すなわちチップセレクト信号である。外部アクセス監視回路１２はこの外部デバイス制御信号Ｓ１３を監視し、外部デバイス２へのアクセスが生じているか否かを判定し、その結果を信号Ｓ１４としてセレクタ１１に出力する。セレクタ１１はこの信号Ｓ１４を受け取り、外部デバイス２へのアクセスがある場合、外部デバイスアクセス信号線Ｓ１１を、外部デバイス２へのアクセスがない場合は内部信号線Ｓ１２を、兼用ピン５を介して兼用信号線Ｓ４上に出力する。ここで外部デバイスアクセス信号線Ｓ１１上の信号は、例えば外部デバイス２に対するアドレスやデータ信号のことである。また、内部信号線Ｓ１２上の信号は観測したい内部状態を示す集積回路の内部信号である。外部デバイス２は外部デバイス制御信号Ｓ１３により、自身へのアクセスであることを判別した場合兼用信号線上の信号を使用するが、そうでない場合は無視する。外部デバイス２へのアクセスでない場合、兼用信号線Ｓ４上には内部信号が出力されているので、コネクタ３を通じて内部信号観測装置４に信号を取り込み、解析を行う。
【００１４】
以上のように本発明によれば、外部デバイスへのアクセス中は兼用信号線上に内部信号が出力されることがないため、外部デバイスへのアクセスが異常になることはなく、外部デバイスへのアクセスの合間に内部信号を観測できるため、セットとしての通常動作をさせながら集積回路内部の観測が可能となる。
【００１５】
なお、図１では簡単のため１つの外部デバイスとして書いてあるが、もちろん複数の外部デバイスが接続されていてもよい。その場合、外部デバイス制御信号Ｓ１３も複数となる場合がある。また、特に明記していないが、外部デバイスアクセス信号線Ｓ１１、内部信号線Ｓ１２、兼用信号線Ｓ４、および外部デバイス制御信号の本数は任意である。これら外部デバイスの数、信号線の本数に関しては以下の実施の形態においても同様である。
【００１６】
（実施の形態２）
図２は本発明の第２の実施形態に係る内部信号観測回路のブロック図である。図２においてラッチ回路６および外部アクセス監視回路１２については実施の形態１におけるものと同一のものであるので、詳細な説明は割愛する。
【００１７】
それでは図２および図３を用いて第２の実施形態における動作を説明する。外部デバイス２に対するアクセスがない場合については実施の形態１で説明した通りであり、兼用信号線Ｓ４上には内部信号が出力される。しかし、外部アクセス監視回路１２は外部デバイス制御信号Ｓ１３により外部デバイス２へのアクセスの発生を検知した場合、集積回路外部のラッチ回路６に対し、ラッチ信号Ｓ６を出力する。このラッチ信号Ｓ６は図３のように兼用信号線Ｓ４上の信号がアクセス開始時の(1)の間に立ち下がり、アクセス終了時の再び(1)となっている間に立ちあがる。ラッチ信号Ｓ６がＨｉｇｈの期間はラッチ回路６は兼用信号線Ｓ４上の信号をスルーで信号線Ｓ５上へ出力し、Ｌｏｗの期間はラッチ回路６はラッチ信号Ｓ６が立ち下がる瞬間の兼用信号線Ｓ４上の信号を保持し、それを信号線Ｓ５上に出力し続ける。従って、信号線Ｓ５上の信号は外部デバイス２へのアクセス中(1)に保持される。以上の動作により、ラッチ期間中は兼用信号線Ｓ４上には(1)を出力し続ける必要はなくなるため、外部アクセス監視回路からの信号Ｓ１４に従ってセレクタ１１は内部信号(2)、(3)を兼用信号線Ｓ４に出力することが可能となる。
【００１８】
従って本発明によれば、外部デバイスへのアクセス中であっても内部信号を観測することが可能となり、実施の形態１の発明よりさらに観測の機会を増やすことができる。
【００１９】
なお、図３において内部信号を(2)と(3)のように示してあるが、内部信号が出力可能な期間に一種類のみの信号でも、３種類以上の信号を次々に出力させてもよい。また、ラッチ信号の極性はラッチ回路に応じて逆でもよく、アクセス終了後信号Ｓ５上のデータが(1)のままでよいのであれば、ラッチ回路をフリップフロップで構成することも可能であり、その場合兼用信号線上の信号について最初の(1)の期間と最後の(1)期間に、Ｓ６をパルス状の信号として与えてもよい。
【００２０】
（実施の形態３）
図４は本発明の第３の実施形態に係る内部信号観測回路のブロック図である。図４において兼用ピン５、外部デバイスアクセス信号線Ｓ１１、セレクタ１１、外部アクセス監視回路１２、出力制御機能付バッファＳ６１およびＳ６２以外は、実施の形態２で説明したものと同じであるから詳細な説明は割愛する。
【００２１】
それでは図４および図５を用いて第３の実施形態の動作について説明する。兼用ピン５は本発明では双方向ピンであり、例えばデータ信号である。兼用信号線Ｓ４上には集積回路１からの外部デバイス２への出力信号あるいは外部デバイス２から集積回路１への入力信号が乗る。そこでまず、外部デバイス２に対するデータライト時を説明する。
【００２２】
外部デバイス制御信号Ｓ１３により外部アクセス監視回路１２は、外部デバイス２へのアクセスが発生したことと同時に、外部デバイス２へのデータライトアクセスが要求されたことを知る。外部アクセス監視回路１２は入力有効信号Ｓ６２をディセーブルすなわちＨｉｇｈにし、出力有効信号Ｓ６１をイネーブルすなわちＬｏｗにし、さらにラッチ信号Ｓ６を出力した後、信号Ｓ１４によりセレクタ１１に内部信号を兼用信号線Ｓ４上に出力するよう指示する。アクセスの終了時にはラッチ信号Ｓ６出力をやめることにより、外部デバイス２には図５の（Ａ）のようにアクセス期間中ライトデータが一定に供給される。
【００２３】
次に外部デバイス２からのデータリード時について説明する。外部アクセス監視回路１２は外部デバイス制御信号Ｓ１３により外部デバイス２に対してリードアクセスが発生したことを知る。まず外部デバイス監視回路１２は出力有効信号Ｓ６１をディセーブルすなわちＨｉｇｈにし、入力有効信号Ｓ６２もディセーブルすなわちＨｉｇｈにする。ラッチ信号Ｓ６はＨｉｇｈのまま出力しない。その後セレクタ１１に対し、内部信号を兼用信号線Ｓ４上に出力するよう信号Ｓ１４により指示する。アクセス開始からある一定時間後には外部デバイス２から有効なデータが出力されることが分かっているため、集積回路１がリードデータを取り込むのに適切な時間になる直前にはセレクタ１１に対し、内部信号の出力を停止させかつ兼用信号線Ｓ４上のデータをセレクタを介し外部デバイスアクセス信号線Ｓ１１上に出力させるべく入力モードに切り替える指示をＳ１４により行う。セレクタ１１のデータ入力準備が完了した後、外部アクセス監視回路１２は入力有効信号Ｓ６２をイネーブルすなわちＬｏｗにし、信号線Ｓ５上のデータを信号Ｓ４上に出力させてセレクタを介し集積回路１内に取り込む。
【００２４】
以上のように本発明によれば兼用ピンとして使用できるピンを外部デバイスに対する出力ピンに限定することなく、双方向ピンでも可能になるため、内部信号を観測するために必要な兼用ピンの制限を緩和することができる。
【００２５】
なお、上記動作の説明でデータリード時にリードしたデータをセレクタを介して集積回路内部に取り込むように記述したが、もちろんセレクタとは別の回路を介して読み込んでもよい。また、出力制御機能付バッファに応じて出力有効信号Ｓ６１および入力有効信号Ｓ６２の極性は逆であってもよい。
【００２６】
（実施の形態４）
図６は本発明の第４の実施形態に係る内部信号観測回路のブロック図である。図６において外部アクセスタイミング記憶部１３および外部アクセス監視回路１２以外は実施の形態１と同じ物であるから詳細な説明は割愛する。
【００２７】
それでは図６および図７を用いて第４の実施形態における動作を説明する。まず外部アクセスタイミング記憶部１３に外部デバイス２に関して外部デバイスアクセス信号を出力したりあるいは外部デバイス２が出力する信号を受け取るのに適切なタイミング情報を設定する。外部デバイスアクセス信号がデータ信号であり兼用信号線Ｓ４は外部デバイス２のデータ信号用端子に接続されている場合を例にとって説明すると、図７（Ａ）の外部デバイスへのデータライト時において、兼用信号線Ｓ４上に外部デバイス２に書き込むためのデータが集積回路１から出力されるが、そのデータが兼用信号線Ｓ４上に存在していなければならない期間は外部デバイス２にとってＸＷＥ信号の立ち上がり点Ｐに対してセットアップ時間Ｔｓ、ホールド時間Ｔｈであったとする。この場合点ＰよりＴｓ以前の期間は外部デバイス２にとってデータが不要な期間であり、その不要な期間に兼用信号線Ｓ４に内部信号を出力してもよい。次に図７（Ｂ）のリード時であるが、この場合は外部デバイスが点Ｒよりデータを兼用信号線Ｓ４上に出力してくるため点Ｒ以降集積回路１がデータを取り込んだ後ＸＲＥを立ち上げてやればよいが、集積回路１からの内部信号の出力と外部デバイス２からのリードデータ出力とが衝突しないよう、点Ｒより以前の点Ｑで内部信号の出力は停止しておかなければならない。これらのタイミング上の制約をアクセスタイミング記憶部１３に設定しておけば、外部アクセス監視回路１２は内部信号を出力する期間ならびに兼用ピン５の入出力方向を判定し、信号Ｓ１４によりセレクタ１１を制御する。
【００２８】
以上の構成により、集積回路１外部に特別な外部回路を設けることなく外部デバイス２に対して正常にアクセスしながら、兼用信号線Ｓ４上の信号における外部デバイス２にとって不要な期間を内部信号の出力に使用することができるためセットとして通常の動作をさせながら内部信号観測が可能となる。
【００２９】
なお、上記説明では例として外部デバイスのデータ端子を使用する場合について説明したがもちろん信号が必要な期間が限定される他の端子であってもよい。
【００３０】
また外部デバイスが複数存在する場合は、それぞれの外部デバイスに対応したアクセスタイミング情報を外部アクセスタイミング記憶部に設定すればよい。
【００３１】
【発明の効果】
以上のように、第１の発明によれば、外部デバイスになんら影響を与えることなく内部信号観測が可能となる。
【００３２】
また、第２の発明によれば、外部デバイスアクセス中でもアクセス中の一部の期間に限って内部信号を観測可能となる。
【００３３】
また、第３の発明によれば、外部デバイスに対し出力となる信号のみならず、双方向の信号となるものであっても内部信号出力ピンとの兼用ピンにすることができる。
【００３４】
また、第４の発明よれば、集積回路外部に特別な回路を設けずとも、内部信号の観測が可能となる。
【００３５】
以上、本発明による内部信号観測回路は、外部デバイスへの通常動作通りのアクセスと、内部信号の観測を同時に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る内部信号観測回路のブロック図
【図２】本発明の実施の形態２に係る内部信号観測回路のブロック図
【図３】本発明の実施の形態２に係る外部デバイスアクセス中の信号状態を示すタイミング図
【図４】本発明の実施の形態３に係る内部信号観測回路のブロック図
【図５】本発明の実施の形態３に係る外部デバイスアクセス中の信号状態を示すタイミング図
【図６】本発明の実施の形態４に係る内部信号観測回路のブロック図
【図７】本発明の実施の形態４に係る外部デバイスアクセス中の信号状態を示すタイミング図
【符号の説明】
１集積回路
２外部デバイス
３コネクタ
４内部信号観測装置
５兼用ピン
６ラッチ回路
１１セレクタ
１２外部アクセス監視回路
Ｓ１１外部デバイスアクセス信号線
Ｓ１２内部信号線
Ｓ１３外部デバイス制御信号
Ｓ４兼用信号線
Ｓ６ラッチ信号

Claims

集積回路の内部信号を観測する内部信号観測回路であって、
内部信号観測回路は、
動作中の外部デバイスへの制御信号を監視し、外部デバイスへのアクセス発生の有無を示す信号を出力する外部アクセス監視回路と、前記信号により外部デバイスへのアクセス信号と観測したい内部信号とを切り替え、選択された信号を兼用ピンから出力するセレクタを有する集積回路を有し、
前記兼用ピンには、
外部デバイスと、
前記内部信号を観測する内部信号観測装置を接続するためのコネクタと、
が接続されることを特徴とする内部信号観測回路。
外部アクセス監視回路がラッチ信号を出力し、ラッチ回路が前記ラッチ信号により一定期間外部デバイスへ与えるべき信号を保持することを特徴とする請求項１記載の内部信号観測回路。
請求項２のラッチ回路の出力ピンに接続され、外部デバイスに対する信号の出力を制御する出力制御機能付出力バッファと、外部デバイスから集積回路に対する信号を制御する出力制御機能付出力バッファとを有し、外部アクセス監視回路が前記出力機能付出力バッファの出力を制御する信号を出力することを特徴とする請求項１記載の内部信号観測回路。
外部デバイスのアクセスタイミングを設定する外部デバイスアクセスタイミング記憶部からの情報により、外部デバイスにとって信号が無効な期間を判別し、前記期間のみ内部信号を兼用信号線上に出力する期間を指示する信号をセレクタに出力する外部アクセス監視回路を有することを特徴とする請求項１記載の内部信号観測回路。
内部信号が集積回路外部で観測可能な任意の周波数に同期してシリアルで出力されることを特徴とする請求項１記載の内部信号観測回路。