JP4317715B2 - Self-diagnosis logic circuit - Google Patents

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【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は論理回路のテスト技術において、スキャンテスト、特に組み込み型自己テスト(Built In Self Test)を利用し、フルスキャン設計された論理回路について動的故障テストを行う、自己診断型論理回路及びその動的故障テスト方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
論理回路の大規模化に従い、論理回路をテストするためのパタン数が増大し、テスタに格納できる限界値を超えるケースが発生している。この問題に対処する手段として、例えば、非特許文献1に記載されているような、論理回路の内部に乱数パタン発生器(RandomPattern Generater 以下RPGと略す)と多入力符号圧縮器(Multi Input SignatureRegister 以下MISRと略す)を備えた組み込み型自己診断方式(Built In Self Test 以下BISTと略す)がある。
【0003】
図14に従来のBISTの回路例を示す。LSI100は、スキャン設計された被検査回路101と、RPG300と、MISR400を備えている。被検査回路101はクロックピン801より印加されるクロック信号によって動作する。被検査回路101のフリップフロップ(以下FFと略す)群は、スキャン設計に基いたシフトレジスタ(スキャンチェイン)になっており、スキャンチェイン群102を通して、被検査回路101のFF群に、RPG300で発生したテストパタンを入力すること(以後スキャンインと呼ぶ)や、被検査回路101のFF群の論理値を取り出すこと(以後スキャンアウトと呼ぶ)ができる。FF群よりスキャンアウトした論理値はMISR400で符号化され、圧縮符号の出力ピン410より取り出すことができる。RPGとMISRは、通常、線形フィードバックシフトレジスタ(Liner Feedback Shift Register 以下LFSRと略す)で構成されており、RPGは全て0を除く全てのパタンを疑似ランダム的に発生し、MISRはLFSRのビット数をnビットとすると1/(2のn乗−1)の故障見逃し率で符号圧縮することができる。
【0004】
BISTの手順を示すと以下の通りである。LSIの内部でパタンを発生し、またLSI内部で期待値を符号化するので、テスタに入力するテストパタンのデータ量を大幅に削減することができる。
【0005】
(1)RPG300、MISR400、被検査回路101内のFF群を初期化する。
(2)RPG300で、テストパタンを発生する。
(3)テストパタンを、スキャンチェイン群102を通して被検査回路101のFF群にスキャンインする。
(4)スキャンイン終了後、被検査回路の応答結果を、テスト結果としてFF群に保持する。
(5)テスト結果をスキャンチェイン群102を通してスキャンアウトする。
【0006】
(6)スキャンアウトされたテスト結果を、MISR400に入力して圧縮する。
(7)(2)〜(5)を所定回数分実施した後、テスト結果の符号を圧縮符号出力ピン410から読み出す。
(8)読み出したテスト結果の符号と、あらかじめシミュレーションで求めておいた期待値符号とを比較し、テスト結果の合否判定を行う。
【0007】
上記のBISTの手順の特記事項として、回路構成上、手順2、3、5、6が同時に行われることを挙げておく。また、上記のBIST手順3の特記事項として、スキャンインの最後のステップで被検査回路内のFF群の全ての論理値が当該テストステップの入力パタンとなることを挙げておく。
【0008】
以後、スキャンインの最後のステップをリリースと呼び、リリース以外のスキャンインステップと区別する。また、上記のBIST手順4について、テスト結果をFFに保持する行為を、以後、キャプチャと呼ぶ。
【0009】
BISTを利用すると、上記の通りテストパタンのデータ容量を削減できるので、テストパタンを大量に入力できる。このため、BISTは単一縮退故障でモデル化できない多くの故障の検出に有利である。
【0010】
次に、論理回路の高速化について述べる。論理回路の高速化に従い、論理回路の動的故障テスト(dynamic test)が重要になっている。動的故障とは信号伝搬が既定の時間内に収まらない故障である。論理回路内で動的故障が発生すると、論理回路の速度的性能が下がる場合や、論理回路そのものが正常に動作しない場合がある。動的故障テストは、動的故障の有無を確認するためのテストであり、例えば、非特許文献2に記載のように、機能テストを実動作速度で実施する方法や、スキャンテストを実動作速度で実施する方法などが採用されている。
【0011】
ところで、MOSデバイスの論理回路は回路の論理値レベルが変化するときに電力を消費し、電源ノイズを発する特徴を持っている。BISTはLSFRで構成したRPGで擬似乱数パタンを発生し利用しているため、スキャンモード時の平均変化率が50%と高い。回路の変化率が高くなるほど消費電力が増大し、電源ノイズの影響が大きくなり、正常な回路動作を妨げる原因となる。
【0012】
この問題を解決するための従来技術として、特許文献1に記載の自己診断型論理集積回路の診断方法及び自己診断型論理集積回路がある。特許文献1に記載の手法は、BISTを利用したLSIの乱数変化率過多を解消する手法で、RPGの出力に乱数の変化率低減回路を挿入、あるいはRPGに供給するクロック信号を制御してクロックを適宜遮断することによって、被検査回路にスキャンインするテストパタンの変化率を低減し、電源ノイズを低減するものである。
【0013】
また、別の従来技術として、特許文献2に記載されたものがある。特許文献2の図4に開示された手法は、論理回路のクロック供給回路にクロック供給有無のイネーブル回路を付加し、スキャンイン動作時に供給するクロック信号を間引き、スキャンインの速度を相対的に遅くすることにより、平均消費電力と電源ノイズを低減するものである。
【特許文献1】
特開2001−174515号公報
【特許文献2】
USP6,330,681号公報
【非特許文献1】
Paul H. Bardell 他著「BUILT-IN-TEST FOR VLSI Pseudorandom Techniques」WILEY-INTERSCIENCE出版、1987年、p.38−39
【非特許文献2】
Design Wave MAGAZINE 2001年3月号 CQ出版社 p.63−64 図11)
【0014】
【発明が解決しようとする課題】
前記特許文献1、2に記載された従来技術では、BISTの電源ノイズを低減する発明であるが、いずれもスキャンモード時の対策によってテスト時全体の平均的な電源ノイズを下げることを目的としている。しかし動的故障テストでは、リリースからキャプチャに至る間の電源ノイズも低減しなければ、正常なテストを実施できない。
【0015】
前記従来技術において、リリースからキャプチャに至る間の電源ノイズの影響が動的故障テスト時顕著になるのは、クロックの間隔が短くなり、電圧降下の影響が重なることにより、より大きな電圧降下となるためである。なお論理値が変化する回路の数が多いほど電圧降下が大きくなる。
【0016】
動的故障テストは、実動作速度と同様のテストタイミングでキャプチャクロックを印加する必要があるので、原理的にクロック間隔が短く、その結果回路の論理値変化の間隔も短くなり、電源電圧降下の影響が重なり合い、より大きな電圧降下が発生し、電源ノイズが大きくなる。
【0017】
本発明の目的は、自己診断型論理回路における動的故障テストにおいて、クロックの間隔が短くひいてはリリースクロックとキャプチャクロックの時間的間隔が短いために発生する電源ノイズの影響を低減し、リリースからキャプチャに至る間の電源ノイズを低減することにある。
【0018】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ある回路構成と、その回路構成を利用したテスト手法とからなる。まず、1つのクロック信号源を複数のクロック信号に分割し各クロック信号の伝搬の許容と遮断とを制御するクロック制御回路を用いて、供給するクロック信号によって被検査回路を複数のグループに分割する回路構成を実現する。
【0019】
すなわち、本発明は、組合せ回路と複数の記憶素子とを有し、前記記憶素子をシフトレジスタ状のスキャンチェインに構成する動作モードと前記動作モードに設定する制御信号線とを備え、一つまたは複数の相のクロック信号源が前記各記憶素子に分配され、前記クロック信号によって前記スキャンチェイン上のデータのシフト動作と前記組合せ回路からの信号値のキャプチャ動作と前記記憶素子の保持する内容の前記組合せ回路へのリリース動作とがなされる自己診断型論理回路であって、前記クロック信号源の少なくとも一つについて一つの信号源からのクロックパルスの分配先となる前記複数の記憶素子が、複数のグループに分割され、前記記憶素子の各グループ毎に設けられた前記クロック信号源からのクロックの伝播の許容と遮断とを制御する制御回路と、前記各制御回路を遮断モードに設定する前記各グループ毎の信号線とを備え、前記各制御回路は、前記モード設定によってクロックパルスの一つの伝播が遮断された後に、前記クロックパルス自体に同期して前記クロック信号源からの次のクロックパルスの伝播を許容するモードに遷移するように構成されている自己診断型論理回路に特徴がある。
【0020】
また、本発明の他の特徴によれば、上記回路構成を利用して、1回のテストステップでの動的故障テストを被検査回路の一部のグループに限定して実施し、複数回のテストステップで、被検査回路の全てに対して動的故障テストを行う。
本発明によれば、テスト1回当りの動的故障テスト対象の回路を減らすことで、電源ノイズを低減できる。
【0021】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。図1は、本発明の一実施例になる自己診断型論理回路の全体構成の概念を示した図である。図1の100は自己診断機能を備えた論理集積回路(LSI)、101はスキャン設計した被検査回路、300は乱数パタン発生器(RPG)、400は多入力符号圧縮器(MISR)、102はスキャンパスである。RPG300と被検査回路とMISR400はスキャンパス102で接続されており、またMISR400の内容をLSI100の外部に出力するための圧縮符号出力ピン410を備えている。被検査回路101の内部FFは、AとB2つのグループに分割されている。800はクロック制御回路であり、クロックピン801から入力されたクロック信号をクロックA、Bの2系統に分割する。被検査回路101のグループAのFFにはクロックAが供給され、グループBのFFにはクロックBが供給される。なお、図では、被検査回路101の内部FFがA、Bの2つを交互に配置した細かいグループに分割されているように示しているが、これは発明概念をわかり易くするためであり、実際には回路構成の複雑化を避けるために被検査回路101の内部FFを適度の大きさの領域を持つA群、B群に分割する。例えば、(図2に示すように)被検査回路101の全体を4つの領域に分割し、このうち離れた2つの領域を複数のAからなるA群が占め、離れた2つの領域を複数のBからなるB群が占めるように構成する。
【0022】
以下、本実施例では被検査回路101の内部FFをA、B2つのグループに分割し、先ず、最初のテストステップでグループAに対して動的故障テストを実施すると共にグループBに対して静的故障テストを実施し、別のテストステップでグループAに対して静的故障テストを実施すると共にグループBに対して動的故障テストを実施する方式を説明する。グループAとBの順序を逆にするケースも考えられるが本質的に同じなので説明しない。
【0023】
なお、本実施例においては分割グループ数を2としたものを示しているが、3つ以上に分割しても構わない。いずれの場合でも、1つのクロック源を複数に分割して各クロック信号の伝搬と遮断とを制御するクロック制御回路を用いて、被検査回路を複数のグループに分割し、1回のテスト時の動的故障テスト対象回路を一部のグループにのみ限定して行い、複数回のテストで全てのグループの動的故障テストを行うようにすれば良い。
【0024】
図2は、図1の自己診断型論理回路100における被検査回路101とクロック制御回路800の接続関係の一部を抜粋した図である。図2において、711〜714は被検査回路内のFFを示す。FF711とFF714はグループAに属しクロックAが供給されており、FF712とFF713はグループBに属しクロックBが供給されている。FF711の前段には組合せ回路701が接続されており、またFF712の前段には組合せ回路702が接続されており、同様にFF713の前段には組合せ回路703が、FF714の前段には組合せ回路704が接続されている。
【0025】
図3にRPG300の回路構成例を示し、図4にMISR400の回路構成例を示す。
【0026】
図5により、クロック制御回路800の回路例を説明する。この図は、前述したとおり、クロック分割数が2の場合のクロック制御回路の例を示す。クロック制御回路800はクロック入力端子801とクロック出力端子であるクロックA(802)とクロックB(803)を備えている。クロックの出力を制御する制御端子として、グループAの動的故障テスト時にクロックA、Bの出力を制御するグループA動的故障テストモード信号(805)と、グループBの動的故障テスト時にクロックA、Bの出力を制御するグループB動的故障テストモード信号(806)、及びテストモード(807)とリセット信号(808)を備える。810及び811は、エッジトリガタイプのフリップフロップである。
【0027】
このクロック制御回路800の動作について、図6により説明する。図6は、クロック制御回路800の動作を説明するタイムチャートである。これらのタイムチャートには、クロック入力801と、出力クロックA(802)、クロックB(803)、グループA動的故障テストモード信号(805)、グループB動的故障テストモード信号(806)、及びテストモード(807)と、クロックタイミング(クロック821〜836)の関係が図示されている。
【0028】
図6の(1)は、グループAに対し動的故障テストを実施しグループBに対し静的故障テストを実施するためのクロック制御方式のうち、キャプチャ側のクロックタイミングをずらすことで実現するタイムチャートのキャプチャ付近を抜き出したものである。クロック823と824の間隔が動的故障テストのテストタイミングであり、クロック823と825の間隔が静的故障テストのテストタイミングである。クロック821〜823がスキャンインクロックであり、クロック824がグループAのキャプチャクロックであり、クロック825がグループBのキャプチャクロックであり、クロック826がスキャンアウトクロックである。
【0029】
クロック823でグループAとB両方のFFのスキャンインが完了し、次のクロック824によってグループAの動的故障テストのキャプチャが行われ、次のクロック825によってグループBの静的故障テストのキャプチャが行われ、次のクロック826からグループAとBのスキャンアウトが同時に開始される。
【0030】
尚、同じくキャプチャ側のクロックタイミングをずらす手法で、グループAに対して静的故障テストを実施し、グループBに対して動的故障を実施する場合には、グループA動的故障テストモード信号とグループB動的故障テストモード信号を入れ換えることで実現可能である。
【0031】
図6の(2)は、グループAに対し動的故障テストを実施し、グループBに対し静的故障テストを実施するためのクロック制御方式のうち、リリース側のクロックタイミングをずらすことで実現するタイムチャートのキャプチャ付近を抜き出したものである。クロック833と834の間隔が動的故障テストのテストタイミングであり、クロック833と835の間隔が動的故障テストのテストタイミングである。クロック831はグループAとBのスキャンインクロックであり、クロック832はグループBのスキャンインクロックであり、クロック833はグループAのスキャンインクロックであり、クロック834がグループAとBのキャプチャクロックであり、クロック835〜836がグループAとBのスキャンアウトクロックである。クロック832でグループBのスキャンインが完了し、次のクロック833でグループAのスキャンインが完了し、次のクロック834の時点でグループAの動的故障テストのキャプチャと共にグループBの静的故障テストのキャプチャが行われ、次のクロック835からグループAとBのスキャンアウトが同時に開始される。
【0032】
尚、同じくリリース側のクロックタイミングをずらす手法で、グループAに対して静的故障テストを実施しグループBに対して動的故障を実施する場合は、クロックA抑止信号とクロックB抑止信号を入れ換えることで実現可能である。
【0033】
次に、図7、図8により、動的故障テストと静的故障テストを実施する一般的な構成及び手順について説明する。
【0034】
図7に、スキャンテストによる動的故障テストを実施するための構成例を示す。500は、Multiplexed Scan(以下MUX−SCANと略す)設計された論理回路(図2の論理回路100に対応)であり、501が被検査回路(図2の組合せ回路701〜704に対応)である。ここでは簡略化のため、BUF素子を被検査回路とする。510、511は図2の組合せ回路701〜704に対応するMultiplexed Flip-Flop(以下MUX−FFと略す)であり、クロック520を印加することにより、通常データ入力かスキャンデータのいずれかを取り込む。MUX−FFの入力データの切り替えはスキャンイネーブル信号(以下SEN信号と略す)530の値によって行い、SEN信号が0のときは通常データ側を取り込み、1のときはスキャンデータ側を取り込む。以下、SEN信号が1の状態をスキャンモード、0の状態を通常モードと呼ぶ。540はスキャンインデータピン(以下SIDピンと略す)、541はスキャンアウトデータピン(以下SODピンと略す)、542はスキャンチェインである。
【0035】
スキャンモード時、SIDピンから印加したデータをスキャンチェインを通して、MUX−FF510、511へ任意の値を印加(スキャンイン)したり、MUX−FF510、511が保持した論理値をSODピンから出力する(スキャンアウト)ことができる。尚、MUX−FF510の通常データ入力は0に固定されているものとする。
【0036】
図8は、図7の構成に対応した動的故障テストのタイムチャート例である。尚、図7のMUX−FFは、時刻t0で全て0に初期化されているものとする。Tsysはテストタイミングを示す。まず時刻t0でSEN信号をスキャンモードとし、SIDピンに1を印加しながら時刻t1でクロックを印加し、MUX−FF510に1をスキャンイン(リリース)する。このときMUX−FF510のq端子に0→1の遷移が発生する(550)。次に、時刻t2でSEN信号を通常モードとしてから、時刻t3でクロックを印加し、被検査回路501の出力信号をMUX−FF511に保持する(551)。被検査回路が正常ならば、MUX−FF510で生じた0→1の遷移が、時刻t1からd1後(d1<Tsys)にMUX−FF511に到達するので、MUX−FF511の論理値は1となる(552)。 逆に被検査回路501に動的故障があると、MUX−FF510で生じた0→1の遷移が、時刻t1からd2後(d2>Tsys)にMUX−FF511に到達するので、MUX−FF511の論理値は遷移前の0となり、被検査回路が故障していることを判定できる。
【0037】
次に、本発明の一実施例におけるテスト回路について、図9〜図11で説明する。
【0038】
先ず、図9により、全てのFFを動的故障テストの対象にした場合のテスト回路の動作例を説明する。図2のRPG300よりテストパタンを発生し、FF711〜714をスキャンモードとして原クロック801を印加すると、FF711〜FF714にテストパタンがスキャンインされる。次にFF711〜714を通常モードとして原クロック801を印加すると、FFの前段の組合せ回路に応じて、FF711〜FF714がテスト結果をキャプチャする。この場合は、全てのFFのクロックが動的故障テストのタイミングで印加されている。
【0039】
次に、本発明の特徴である電源ノイズ低減手段のうち、キャプチャ側のクロックをずらす手段を適用したテスト回路の動作例について、図10で説明する。
【0040】
まず、図10の(1)は、グループAのみを動的故障テスト対象としたものである。図2のRPG300よりテストパタンを発生し、FF711〜714をスキャンモードとして原クロック801を印加すると、FF711〜FF714にテストパタンがスキャンインされる。次にFF711〜714を通常モードとし、クロック制御回路800の制御信号を制御して、クロックBのみ伝搬を抑止して原クロックを印加すると、FFの前段の組合せ回路に応じてFF711とFF714がテスト結果をキャプチャする。この時点でクロックBは抑止されているのでFF712とFF713はスキャンインされた値のまま変化しない。
【0041】
次に、FF711〜714を通常モードのまま、クロック制御回路800の制御信号を制御して、クロックAのみ伝搬を抑止して原クロックを印加すると、FFの前段の組合せ回路に応じてFF712とFF713がテスト結果をキャプチャする。この時点でクロックAは抑止されているのでFF711とFF714はキャプチャした値のまま変化しない。この場合、全4つのFF711〜714のうち、グループAの2つのFFのみ動的故障テストのタイミングでクロックが印加されている。
【0042】
このように、本発明によれば、BISTを利用した論理回路の動的故障テスト時に、全4つのFF711〜714のうち、2つのグループのFFのうちの1つグループにのみ動的故障テストのタイミングでクロックが印加され、他のグループに対するクロックは抑止されている。これにより、1度に実施する動的故障テストの対象論理が制限されるので、リリースからキャプチャに至る間の電源ノイズを低減し、動的故障テストの電源ノイズによる不具合を解消できる。
【0043】
図10の(2)はグループBのみを動的故障テスト対象としたものであるが、図10の(1)のクロックAとBの制御を逆にすることで実現可能なので、特に説明しない。
【0044】
次に、図11で、前述した電源ノイズ低減手段のうち、リリース側のクロックをずらす手段を適用した動作例について説明する。
【0045】
図11の(1)は、グループAのみを動的故障テスト対象としたものである。図2のRPG300よりテストパタンを発生し、FF711〜714をスキャンモードとし、クロック制御回路800を制御し、クロックAのみ伝搬を抑止して原クロック801を1回印加すると、FF712とFF713にテストパタンがスキャンインされる。この時点でクロックAは抑止されているのでFF711とFF714の論理値は変化しない。次に、FF711〜714をスキャンモードのまま、クロック制御回路800を制御し、クロックBの伝搬を抑止して原クロックを印加すると、RPG300がテストパタンを発生し、FF711とFF714にテストパタンがスキャンインされる。この時点でクロックBは抑止されているのでFF712とFF713の論理値はスキャンされた値のまま変化しない。
【0046】
次に、FF711〜714を通常モードとし、クロック制御回路800の制御信号を制御して、クロックA、Bの伝搬を抑止せずに原クロックを印加すると、FFの前段の組合せ回路に応じてFF711〜714がテスト結果をキャプチャする。この場合、全4つのFFのうち、グループAの2つのFFのみ動的故障テストのタイミングでクロックが印加されている。
図11の(2)は、グループBのみを動的故障テスト対象としたものであるが、図11の(1)のクロックAとBの制御を逆にすることで実現可能なので、特に説明しない。
【0047】
以上のテスト回路を使用したテスト手順の例を、図12に示す。テスト手順は大別して2つのフローに分かれる。最初のフロー1でグループAに対して動的故障テストを実施し、グループBに対して静的故障テストを実施する。次のフロー2でグループBに対して動的故障テストを実施し、グループAに対して静的故障テストを実施する。
【0048】
まず、図12のフロー1を詳細に説明する。最初のステップ1で、RPG300とMISR400と被検査回路101内のFF群を初期化する。BISTにおいては当該回路の内部論理値が不定であると、期待値を求めるシミュレーション結果が不定となるため初期化が必要である。またRPGの論理値がすべて0になると、LFSRの内部で乱数を発生できないので、RPGは0以外の値で初期化する。
【0049】
次のステップ2で、テストパタンのスキャンインとテスト結果のスキャンアウトを行う。RPGとスキャンチェイン、及びMISRが直に接続されているので、パタン発生と共にスキャンインが行われ、スキャンインと同時にスキャンアウトが行われ、スキャンアウトと共にテスト結果の符号化が行われる。
【0050】
次のステップ3で、クロック制御回路800を制御してグループAを動的故障テスト対象、グループBを静的故障テスト対象とし、被検査回路の応答結果をテスト結果としてFF群に保持する。このグループAに対し動的故障テストを実施し、グループBに対し静的故障テストを実施するためのクロック制御方式については、先に図6により説明した通りである。
【0051】
所定回数+1のテストを実施するまでステップ2、3を繰り返す。ここで所定回数に1回を加えるのは、+1回のスキャンアウトと符号化を実施しなければ、所定回数分のテスト結果を符号化できないからである。
所定回数+1のテストが終了したらステップ5で符号出力ピン410よりフロー1のテスト結果を読み出し、ステップ6であらかじめテストシミュレーションで求めた期待値符号と比較し、LSIの合否判定を行う。
【0052】
フロー2については、ステップ8で動的故障テスト対象グループをB、静的故障テスト対象グループをAとすることがフロー1と異なるだけで、内容的には同じなので特に説明しない。尚、RPG300、MISR400、被検査回路101内のFF群の初期化がフロー2に存在しないが、フロー2の最初に入れても構わない。
【0053】
上記手順により、BISTを利用した論理回路の動的故障テスト時に、1度に実施する動的故障テストの対象論理を制限することで、リリースからキャプチャに至る間の電源ノイズを低減できる。すなわち、動的故障テストの電源ノイズによる不具合を解消できる。
【0054】
ここで、図13を用いてリリースからキャプチャに至る間の電源ノイズの影響が動的故障テスト時顕著になる理由を述べる。
【0055】
図13の(1)は、論理回路の論理値変化による電源電圧波形を示したものである。クロックの印加に同期して論理回路の論理値が変化した時点から電力消費による電源電圧降下が発生し、徐々に回復していく現象が発生する(610)。
【0056】
図13の(2)は、静的故障テスト時の電源波形を示したものである。リリースクロック620の印加に伴い電源電圧降下が発生し、時間の経過とともに電圧降下が解消されていき、クロックの間隔が短い場合でも、キャプチャクロック622の印加が行われる以前に平常状態に戻る(621、623)。
【0057】
図13の(3)は、クロックの間隔が短い場合の動的故障テスト時の電源波形を示したものである。リリースクロック630の印加に伴い電圧降下が発生するところまでは静的故障テストと同じであるが(631)、電源波形が平常状態に戻る前にキャプチャクロック632の印加が行われる。クロックの間隔が短くなり、電圧降下の影響が重なることにより、より大きな電圧降下となっている(633)。なお論理値が変化する回路の数が多いほど電圧降下が大きくなる。以上のように動的故障テストは実動作速度と同様のテストタイミングでキャプチャクロックを印加する必要があるので原理的にクロック間隔が短く、その結果回路の論理値変化の間隔も短くなり、電源電圧降下の影響が重なり合い、重畳されてより大きな電圧降下が発生する。
【0058】
本発明の実施例によれば、1度に実施する動的故障テストの対象論理を制限する。すなわち、最初のステップではグループAのFF711とFF714に対し動的故障テストを実施し、グループBのFF712とFF713に対し静的故障テストを実施する。次のステップでは、動的故障テスト対象グループをB、静的故障テスト対象グループをAとする。
【0059】
このように、BISTを利用した論理回路の動的故障テスト時に、1度に実施する動的故障テストの対象論理を制限することにより、クロックの間隔が短くなっても、1度に図13の(3)に示したより大きな電圧降下(633)になる回路の数が制限され、例えば全体の1/2になり、電圧降下に伴う電源ノイズを低減できるので、リリースからキャプチャに至る間の電源ノイズを低減し、動的故障テストの電源ノイズによる不具合を解消することができる。
【0060】
次に、本発明の他の実施例を説明する。この実施例では、被検査回路101の内部FFをA、B、Cの3つのグループに分割し、先ず、最初のテストステップでグループAに対して動的故障テストを実施すると共にグループB、Cに対して静的故障テストを実施し、別のテストステップでグループA、Cに対して静的故障テストを実施すると共にグループBに対して動的故障テストを実施する。さらに、別のテストステップでグループCに対して動的故障テストを実施すると共にグループA、Bに対して静的故障テストを実施する。動的故障テスト、静的故障テストのやり方は先に述べた実施例と同じである。この例でも、1度に実施する動的故障テストの対象論理を制限することができるため、電源ノイズの影響を低減できる。
【0061】
【発明の効果】
本発明によれば、BISTを利用した論理回路の動的故障テスト時に、1度に実施する動的故障テストの対象論理を制限することにより、クロックの間隔が短い場合でも、リリースからキャプチャに至る間の電源ノイズを低減でき、動的故障テストの電源ノイズによる不具合を解消できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の全体構成を示す図である。
【図2】本発明の一実施例の具体例を説明する回路例を示す図である。
【図3】BIST時に用いる、乱数パタン発生器(RandomPattern Generater)の構成例を示す図である。
【図4】BIST時に用いる、多入力符号圧縮器(Multi Input SignatureRegister)の構成例を示す図である。
【図5】本発明の一実施例の具体例を説明するクロック制御回路の例である。
【図6】本発明の一実施例の具体例を説明するクロック制御回路のタイムチャートである。
【図7】スキャンテストによる動的故障テストを実施するための構成例を示す図である。
【図8】動的故障テストの動作を説明するタイムチャートである。
【図9】本発明の一実施例の動作を説明するタイムチャートである。
【図10】動的故障テストの動作を説明する回路例である。
【図11】グループAまたはグループBのみを動的故障テスト対象としたテスト回路の動作例である。
【図12】本発明の一実施例のテスト手順を示す図である。
【図13】動的故障テストの電源ノイズを説明するタイムチャートである。
【図14】従来の自己テスト(Built In Self Test)の回路例である。
【符号の説明】
100−−論理集積回路(LSI)
101−−スキャン設計された被検査回路
102−−スキャンチェイン
300−−乱数発生器(RandomPattern Generater)
400−−多入力符号圧縮器(Multi Input SignatureRegister)
410−−テスト結果の符号出力ピン
500−−小規模論理回路
501−−被検査回路
510−−Multiplexed フリップフロップ
511−−Multiplexed フリップフロップ
520−−クロックピン
530−−スキャンイネーブルピン
540−−スキャンインデータピン
541−−スキャンアウトデータピン
542−−スキャンチェイン
701〜704−−組合せ回路
711〜714−−Multiplexed フリップフロップ
800−−クロック制御回路
801〜803−−クロックピン
806〜808−−クロック制御回路の制御ピン
810〜811−−エッジトリガタイプのフリップフロップ。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention provides a self-diagnostic logic circuit that performs a dynamic fault test on a logic circuit designed for full scan using a scan test, particularly a built-in self test, in a logic circuit test technique The present invention relates to a dynamic fault test method.
[0002]
[Prior art]
As the logic circuit scales up, the number of patterns for testing the logic circuit increases, and there are cases where the limit value that can be stored in the tester is exceeded. As means for coping with this problem, for example, as described in Non-Patent Document 1, a random number pattern generator (hereinafter referred to as RPG) and a multi-input code compressor (hereinafter referred to as Rultom Input Signature Register) are included in a logic circuit. There is a built-in self-diagnosis system (Built In Self Test) (hereinafter abbreviated as BIST).
[0003]
FIG. 14 shows a circuit example of a conventional BIST. The LSI 100 includes an inspected circuit 101 that has been scan-designed, an RPG 300, and a MISR 400. The circuit under test 101 is operated by a clock signal applied from the clock pin 801. The flip-flops (hereinafter abbreviated as FFs) of the circuit under test 101 are shift registers (scan chains) based on the scan design, and are generated in the RPG 300 through the scan chain group 102 to the FFs of the circuit under test 101. The test pattern can be input (hereinafter referred to as scan-in), and the logical values of the FF groups of the circuit under test 101 can be extracted (hereinafter referred to as scan-out). The logical value scanned out from the FF group is encoded by the MISR 400 and can be taken out from the output pin 410 of the compression code. RPG and MISR are usually composed of a linear feedback shift register (hereinafter abbreviated as LFSR). RPG generates all patterns except for 0 in a pseudo-random manner. MISR is the number of bits of LFSR. If n is n bits, code compression can be performed at a failure overlook rate of 1 / (2 to the power of n-1).
[0004]
The BIST procedure is as follows. Since the pattern is generated inside the LSI and the expected value is encoded inside the LSI, the data amount of the test pattern input to the tester can be greatly reduced.
[0005]
(1) The RPG 300, MISR 400, and FF group in the circuit under test 101 are initialized.
(2) A test pattern is generated by the RPG 300.
(3) The test pattern is scanned into the FF group of the circuit under test 101 through the scan chain group 102.
(4) After completion of scan-in, the response result of the circuit under test is held in the FF group as a test result.
(5) The test result is scanned out through the scan chain group 102.
[0006]
(6) The scan-out test result is input to the MISR 400 and compressed.
(7) After performing (2) to (5) a predetermined number of times, the code of the test result is read from the compression code output pin 410.
(8) Compare the sign of the read test result with the expected value sign obtained in advance by simulation to determine whether the test result is acceptable or not.
[0007]
As a special remark of the above BIST procedure, it is mentioned that procedures 2, 3, 5, and 6 are performed simultaneously on the circuit configuration. Further, as a special note of the BIST procedure 3, it is mentioned that all the logical values of the FF group in the circuit to be inspected become the input pattern of the test step at the last step of the scan-in.
[0008]
Hereinafter, the last step of scan-in is referred to as release, and is distinguished from scan-in steps other than release. In the BIST procedure 4, the action of holding the test result in the FF is hereinafter referred to as capture.
[0009]
When BIST is used, the data capacity of the test pattern can be reduced as described above, so that a large amount of test patterns can be input. For this reason, BIST is advantageous for detecting many faults that cannot be modeled with a single stuck-at fault.
[0010]
Next, the speeding up of the logic circuit will be described. As logic circuits increase in speed, logic circuit dynamic tests have become important. A dynamic fault is a fault in which signal propagation does not fit within a predetermined time. When a dynamic failure occurs in a logic circuit, the speed performance of the logic circuit may be reduced, or the logic circuit itself may not operate normally. The dynamic failure test is a test for confirming the presence or absence of a dynamic failure. For example, as described in Non-Patent Document 2, a method for performing a functional test at an actual operation speed, or a scan test at an actual operation speed. The method implemented in is adopted.
[0011]
By the way, the logic circuit of the MOS device is characterized by consuming power and generating power noise when the logic value level of the circuit changes. Since BIST generates and uses a pseudo-random pattern with an RPG configured with LSFR, the average rate of change in the scan mode is as high as 50%. The higher the rate of change of the circuit, the higher the power consumption, the greater the influence of power supply noise, and hinder normal circuit operation.
[0012]
As a conventional technique for solving this problem, there is a self-diagnosis type logic integrated circuit diagnosis method and a self-diagnosis type logic integrated circuit described in Patent Document 1. The technique described in Patent Document 1 is a technique for eliminating an excessive random number change rate of an LSI using BIST. A random number change rate reducing circuit is inserted into the output of the RPG, or a clock signal supplied to the RPG is controlled. Is appropriately cut off to reduce the rate of change of the test pattern scanned into the circuit to be inspected and to reduce power supply noise.
[0013]
Another conventional technique is disclosed in Patent Document 2. The technique disclosed in FIG. 4 of Patent Document 2 adds a clock supply enable / disable enable circuit to the clock supply circuit of the logic circuit, thins out the clock signal supplied during the scan-in operation, and relatively slows down the scan-in speed. By doing so, average power consumption and power supply noise are reduced.
[Patent Document 1]
JP 2001-174515 A
[Patent Document 2]
USP 6,330,681 publication
[Non-Patent Document 1]
Paul H. Bardell et al. “BUILT-IN-TEST FOR VLSI Pseudorandom Techniques” published by WILEY-INTERSCIENCE, 1987, p. 38-39
[Non-Patent Document 2]
Design Wave MAGAZINE March 2001 issue CQ publisher p. 63-64 FIG. 11)
[0014]
[Problems to be solved by the invention]
The prior arts described in Patent Documents 1 and 2 are inventions that reduce BIST power supply noise. Both are aimed at reducing the average power supply noise during the test by measures in the scan mode. . However, in the dynamic failure test, a normal test cannot be performed unless the power supply noise from release to capture is also reduced.
[0015]
In the above prior art, the influence of power supply noise from release to capture becomes noticeable during dynamic failure testing because the clock interval is shortened and the effects of voltage drop overlap, resulting in a larger voltage drop. Because. The voltage drop increases as the number of circuits whose logic values change increases.
[0016]
In the dynamic fault test, it is necessary to apply the capture clock at the same test timing as the actual operation speed. Therefore, in principle, the clock interval is short, and as a result, the logical value change interval of the circuit is also shortened. The effects overlap, causing a larger voltage drop and increasing power supply noise.
[0017]
It is an object of the present invention to reduce the influence of power supply noise that occurs due to a short clock interval and thus a short time interval between a release clock and a capture clock in a dynamic fault test in a self-diagnostic logic circuit. It is to reduce the power supply noise during the process.
[0018]
[Means for Solving the Problems]
The present invention includes a circuit configuration and a test method using the circuit configuration. First, a circuit under test is divided into a plurality of groups according to a supplied clock signal by using a clock control circuit that divides one clock signal source into a plurality of clock signals and controls the allowance and cutoff of the propagation of each clock signal. A circuit configuration is realized.
[0019]
That is, the present invention includes a combination circuit and a plurality of storage elements, and includes an operation mode in which the storage elements are configured in a shift register-like scan chain and a control signal line for setting the operation mode. A plurality of phases of clock signal sources are distributed to each of the storage elements, and the clock signal is used to shift data on the scan chain, to capture signal values from the combinational circuit, and to store the contents of the storage elements. A self-diagnostic logic circuit that performs a release operation to a combinational circuit, wherein at least one of the clock signal sources includes a plurality of storage elements to which a clock pulse from one signal source is distributed; Allowed and blocked clock propagation from the clock signal source divided into groups and provided for each group of the storage elements A control circuit for controlling the control circuit, and a signal line for each group for setting each control circuit to a cutoff mode, each control circuit, after one propagation of the clock pulse is cut off by the mode setting, The self-diagnostic logic circuit is characterized in that it shifts to a mode allowing the propagation of the next clock pulse from the clock signal source in synchronization with the clock pulse itself.
[0020]
According to another aspect of the present invention, a dynamic fault test in one test step is limited to a part of a group of circuits to be inspected using the above circuit configuration, and a plurality of times In the test step, a dynamic fault test is performed on all the circuits to be inspected.
According to the present invention, it is possible to reduce power supply noise by reducing the number of dynamic failure test target circuits per test.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing the concept of the overall configuration of a self-diagnostic logic circuit according to an embodiment of the present invention. 1, 100 is a logic integrated circuit (LSI) having a self-diagnosis function, 101 is a circuit to be tested designed for scan, 300 is a random number pattern generator (RPG), 400 is a multi-input code compressor (MISR), 102 is It is a scan campus. The RPG 300, the circuit to be inspected, and the MISR 400 are connected by the scan path 102, and a compression code output pin 410 for outputting the contents of the MISR 400 to the outside of the LSI 100 is provided. The internal FF of the circuit under test 101 is divided into two groups A and B. A clock control circuit 800 divides the clock signal input from the clock pin 801 into two systems of clocks A and B. The clock A is supplied to the group A FFs of the circuit under test 101, and the clock B is supplied to the group B FFs. In the figure, the internal FF of the circuit 101 to be inspected is shown to be divided into fine groups in which two of A and B are alternately arranged. This is to make the inventive concept easy to understand. In order to avoid complication of the circuit configuration, the internal FF of the circuit under test 101 is divided into a group A and a group B having an area of an appropriate size. For example, the entire circuit under test 101 is divided into four areas (as shown in FIG. 2), two of these areas are separated by a group A composed of a plurality of A, and the two separated areas are divided into a plurality of areas. The group B is configured to occupy the group B.
[0022]
Hereinafter, in this embodiment, the internal FF of the circuit under test 101 is divided into two groups, A and B. First, a dynamic fault test is performed on the group A and static on the group B in the first test step. A method of performing a failure test, performing a static failure test for group A in another test step, and performing a dynamic failure test for group B will be described. Although the case where the order of group A and B is reversed is also considered, since it is essentially the same, it does not explain.
[0023]
In this embodiment, the number of divided groups is two, but it may be divided into three or more. In any case, the circuit under test is divided into a plurality of groups by using a clock control circuit that controls the propagation and blocking of each clock signal by dividing one clock source into a plurality of groups, and at the time of one test The dynamic failure test target circuit may be limited to only some groups, and the dynamic failure tests of all groups may be performed by a plurality of tests.
[0024]
FIG. 2 is an excerpt of a part of the connection relationship between the circuit under test 101 and the clock control circuit 800 in the self-diagnostic logic circuit 100 of FIG. In FIG. 2, reference numerals 711 to 714 denote FFs in the circuit to be inspected. FF711 and FF714 belong to group A and are supplied with clock A, and FF712 and FF713 belong to group B and are supplied with clock B. A combinational circuit 701 is connected to the previous stage of FF711, and a combinational circuit 702 is connected to the previous stage of FF712. Similarly, a combinational circuit 703 is connected to the previous stage of FF713, and a combinational circuit 704 is connected to the previous stage of FF714. It is connected.
[0025]
FIG. 3 shows a circuit configuration example of the RPG 300, and FIG. 4 shows a circuit configuration example of the MISR 400.
[0026]
A circuit example of the clock control circuit 800 will be described with reference to FIG. This figure shows an example of the clock control circuit when the number of clock divisions is 2, as described above. The clock control circuit 800 includes a clock input terminal 801 and clock A (802) and clock B (803) which are clock output terminals. As a control terminal for controlling the output of the clock, the group A dynamic fault test mode signal (805) for controlling the output of the clocks A and B during the group A dynamic fault test and the clock A during the group B dynamic fault test , A group B dynamic fault test mode signal (806) for controlling the output of B, a test mode (807) and a reset signal (808). Reference numerals 810 and 811 denote edge trigger type flip-flops.
[0027]
The operation of the clock control circuit 800 will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a time chart for explaining the operation of the clock control circuit 800. These time charts include clock input 801, output clock A (802), clock B (803), group A dynamic failure test mode signal (805), group B dynamic failure test mode signal (806), and The relationship between the test mode (807) and the clock timing (clocks 821 to 836) is shown.
[0028]
(1) in FIG. 6 shows the time realized by shifting the clock timing on the capture side in the clock control method for performing the dynamic fault test on the group A and performing the static fault test on the group B. This is an extracted area near the chart capture. The interval between the clocks 823 and 824 is the test timing of the dynamic fault test, and the interval between the clocks 823 and 825 is the test timing of the static fault test. Clocks 821 to 823 are scan-in clocks, clock 824 is a group A capture clock, clock 825 is a group B capture clock, and clock 826 is a scan-out clock.
[0029]
The clock-in 823 completes the scan-in of both the group A and B FFs, the next clock 824 captures the group A dynamic fault test, and the next clock 825 captures the group B static fault test. The scans out of groups A and B are started simultaneously from the next clock 826.
[0030]
Similarly, when a static fault test is performed on group A and a dynamic fault is performed on group B by shifting the clock timing on the capture side, the group A dynamic fault test mode signal and This can be realized by switching the group B dynamic fault test mode signal.
[0031]
(2) in FIG. 6 is realized by shifting the clock timing on the release side in the clock control method for performing the dynamic fault test on the group A and performing the static fault test on the group B. This is an extracted part of the time chart. The interval between the clocks 833 and 834 is the test timing of the dynamic fault test, and the interval between the clocks 833 and 835 is the test timing of the dynamic fault test. Clock 831 is a scan-in clock for groups A and B, clock 832 is a scan-in clock for group B, clock 833 is a scan-in clock for group A, and clock 834 is a capture clock for groups A and B. , Clocks 835 to 836 are group A and B scan-out clocks. Group B scan-in is completed at clock 832, group A scan-in is completed at next clock 833, and group B static fault test is captured at the next clock 834 along with a capture of group A dynamic fault test. Is captured, and the scan-out of groups A and B is started simultaneously from the next clock 835.
[0032]
Similarly, when a static fault test is performed for group A and a dynamic fault is performed for group B by shifting the clock timing on the release side, the clock A suppression signal and the clock B suppression signal are interchanged. This is possible.
[0033]
Next, referring to FIGS. 7 and 8, a general configuration and procedure for performing a dynamic fault test and a static fault test will be described.
[0034]
FIG. 7 shows a configuration example for performing a dynamic fault test by a scan test. A logic circuit 500 (corresponding to the logic circuit 100 in FIG. 2) designed for Multiplexed Scan (hereinafter abbreviated as MUX-SCAN) 501 is a circuit to be tested (corresponding to the combinational circuits 701 to 704 in FIG. 2). . Here, for simplification, the BUF element is a circuit to be inspected. Reference numerals 510 and 511 denote Multiplexed Flip-Flops (hereinafter abbreviated as MUX-FF) corresponding to the combinational circuits 701 to 704 in FIG. 2, and either normal data input or scan data is captured by applying a clock 520. The input data of the MUX-FF is switched by the value of a scan enable signal (hereinafter abbreviated as SEN signal) 530. When the SEN signal is 0, the normal data side is taken in, and when it is 1, the scan data side is taken in. Hereinafter, a state in which the SEN signal is 1 is referred to as a scan mode, and a state in which the SEN signal is 0 is referred to as a normal mode. 540 is a scan-in data pin (hereinafter abbreviated as SID pin), 541 is a scan-out data pin (hereinafter abbreviated as SOD pin), and 542 is a scan chain.
[0035]
In the scan mode, the data applied from the SID pin is applied to the MUX-FFs 510 and 511 through the scan chain (scan-in), and the logical value held by the MUX-FFs 510 and 511 is output from the SOD pin ( Scan out). Note that the normal data input of the MUX-FF 510 is fixed to 0.
[0036]
FIG. 8 is a time chart example of a dynamic fault test corresponding to the configuration of FIG. 7 are all initialized to 0 at time t0. Tsys indicates test timing. First, the SEN signal is set to the scan mode at time t0, a clock is applied at time t1 while 1 is applied to the SID pin, and 1 is scanned in (released) to the MUX-FF 510. At this time, a 0 → 1 transition occurs at the q terminal of the MUX-FF 510 (550). Next, after setting the SEN signal to the normal mode at time t2, a clock is applied at time t3, and the output signal of the circuit under test 501 is held in the MUX-FF 511 (551). If the circuit under test is normal, the 0 → 1 transition generated in the MUX-FF 510 reaches the MUX-FF 511 after d1 from the time t1 (d1 <Tsys), so the logical value of the MUX-FF 511 is 1. (552). Conversely, if there is a dynamic failure in the circuit under test 501, the transition of 0 → 1 occurring in the MUX-FF 510 reaches the MUX-FF 511 after d2 (d2> Tsys) from the time t1, so that the MUX-FF 511 The logical value is 0 before the transition, and it can be determined that the circuit under test has failed.
[0037]
Next, a test circuit according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0038]
First, an example of the operation of the test circuit when all FFs are subjected to a dynamic fault test will be described with reference to FIG. When a test pattern is generated from the RPG 300 of FIG. 2 and the original clock 801 is applied with the FFs 711 to 714 as a scan mode, the test pattern is scanned into the FFs 711 to FF 714. Next, when the original clock 801 is applied with the FFs 711 to 714 in the normal mode, the test results are captured by the FFs 711 to FF714 according to the combinational circuit in the previous stage of the FF. In this case, all FF clocks are applied at the timing of the dynamic fault test.
[0039]
Next, an example of the operation of the test circuit to which the means for shifting the clock on the capture side among the power supply noise reduction means that is a feature of the present invention is described with reference to FIG.
[0040]
First, (1) in FIG. 10 is a case where only the group A is subjected to a dynamic fault test. When a test pattern is generated from the RPG 300 of FIG. 2 and the original clock 801 is applied with the FFs 711 to 714 as a scan mode, the test pattern is scanned into the FFs 711 to FF 714. Next, when the FFs 711 to 714 are set to the normal mode and the control signal of the clock control circuit 800 is controlled to suppress the propagation of only the clock B and the original clock is applied, the FF 711 and the FF 714 are tested according to the combinational circuit in the previous stage of the FF. Capture the results. At this time, since the clock B is suppressed, the FF 712 and the FF 713 do not change with the scanned-in values.
[0041]
Next, by controlling the control signal of the clock control circuit 800 while keeping the FFs 711 to 714 in the normal mode and suppressing the propagation of only the clock A and applying the original clock, the FF 712 and the FF 713 according to the combinational circuit in the preceding stage of the FF. Captures test results. At this time, since the clock A is suppressed, the FF 711 and the FF 714 do not change with the captured values. In this case, among the four FFs 711 to 714, only the two FFs in group A are applied with the dynamic failure test timing.
[0042]
As described above, according to the present invention, at the time of the dynamic fault test of the logic circuit using the BIST, the dynamic fault test is performed only on one of the two groups of FFs out of the four FFs 711 to 714. A clock is applied at the timing, and clocks for other groups are suppressed. As a result, the target logic of the dynamic fault test to be performed at one time is limited, so that power noise from release to capture can be reduced, and problems caused by power noise in the dynamic fault test can be eliminated.
[0043]
(2) in FIG. 10 is intended for the dynamic fault test only for group B, but is not particularly described because it can be realized by reversing the control of clocks A and B in (1) of FIG.
[0044]
Next, with reference to FIG. 11, an operation example in which means for shifting the release-side clock among the power supply noise reducing means described above is applied will be described.
[0045]
(1) in FIG. 11 is a case where only group A is subjected to a dynamic fault test. When a test pattern is generated from the RPG 300 of FIG. 2, the FFs 711 to 714 are set to the scan mode, the clock control circuit 800 is controlled, propagation of only the clock A is suppressed, and the original clock 801 is applied once, the test patterns are applied to the FF712 and FF713. Is scanned in. At this time, since the clock A is suppressed, the logical values of the FF 711 and the FF 714 do not change. Next, when the clock control circuit 800 is controlled while the FFs 711 to 714 are in the scan mode, the propagation of the clock B is suppressed and the original clock is applied, the RPG 300 generates a test pattern, and the test pattern is scanned to the FF 711 and the FF 714. In. At this time, since the clock B is suppressed, the logical values of the FF 712 and the FF 713 do not change with the scanned values.
[0046]
Next, when the FFs 711 to 714 are set in the normal mode, the control signal of the clock control circuit 800 is controlled and the original clock is applied without suppressing the propagation of the clocks A and B, the FF 711 according to the combinational circuit in the preceding stage of the FF. ~ 714 captures test results. In this case, among all four FFs, only two FFs in group A are applied with the clock at the timing of the dynamic fault test.
(2) in FIG. 11 is intended for dynamic failure test only for group B, but is not particularly described because it can be realized by reversing the control of clocks A and B in (1) of FIG. .
[0047]
An example of a test procedure using the above test circuit is shown in FIG. The test procedure is roughly divided into two flows. In the first flow 1, a dynamic fault test is performed on group A, and a static fault test is performed on group B. In the next flow 2, a dynamic fault test is performed on the group B, and a static fault test is performed on the group A.
[0048]
First, the flow 1 of FIG. 12 will be described in detail. In the first step 1, the RPG 300, MISR 400, and FF group in the circuit under test 101 are initialized. In BIST, if the internal logic value of the circuit is indefinite, the simulation result for obtaining the expected value becomes indefinite, so initialization is necessary. When all the logical values of RPG are 0, random numbers cannot be generated inside the LFSR, so RPG is initialized with a value other than 0.
[0049]
In the next step 2, the test pattern is scanned in and the test result is scanned out. Since the RPG, the scan chain, and the MISR are directly connected, the scan-in is performed as the pattern is generated, the scan-out is performed simultaneously with the scan-in, and the test result is encoded together with the scan-out.
[0050]
In the next step 3, the clock control circuit 800 is controlled to set the group A as the dynamic fault test target, the group B as the static fault test target, and hold the response result of the circuit under test as the test result in the FF group. The clock control method for carrying out the dynamic fault test for group A and the static fault test for group B is as described above with reference to FIG.
[0051]
Steps 2 and 3 are repeated until a predetermined number of times +1 test is performed. Here, the reason why the predetermined number of times is added is that the test results for the predetermined number of times cannot be encoded unless +1 scan-out and encoding are performed.
When the predetermined number of tests +1 is completed, the test result of flow 1 is read from the code output pin 410 in step 5 and compared with the expected value code obtained in advance by the test simulation in step 6 to determine whether the LSI is acceptable or not.
[0052]
The flow 2 is different from the flow 1 only in that the dynamic failure test target group is set to B and the static failure test target group is set to A in step 8, and will not be described in particular. The initialization of the RPG 300, the MISR 400, and the FF group in the circuit under test 101 does not exist in the flow 2, but may be entered at the beginning of the flow 2.
[0053]
According to the above procedure, by limiting the target logic of the dynamic fault test performed at one time during the dynamic fault test of the logic circuit using BIST, it is possible to reduce power supply noise from release to capture. That is, it is possible to eliminate a problem caused by power supply noise in the dynamic failure test.
[0054]
Here, the reason why the influence of the power supply noise during the period from release to capture becomes significant during the dynamic fault test will be described with reference to FIG.
[0055]
(1) in FIG. 13 shows a power supply voltage waveform due to a change in the logic value of the logic circuit. A power supply voltage drop due to power consumption occurs from the time when the logic value of the logic circuit changes in synchronization with the application of the clock, and a phenomenon of gradual recovery occurs (610).
[0056]
(2) of FIG. 13 shows the power supply waveform at the time of static failure test. A power supply voltage drop occurs with the application of the release clock 620, and the voltage drop is eliminated as time passes. Even when the clock interval is short, the normal state is restored before the capture clock 622 is applied (621). 623).
[0057]
(3) of FIG. 13 shows the power supply waveform at the time of the dynamic fault test when the clock interval is short. The process is the same as the static fault test until a voltage drop occurs with the application of the release clock 630 (631), but the capture clock 632 is applied before the power supply waveform returns to the normal state. The clock interval is shortened and the influence of the voltage drop overlaps, resulting in a larger voltage drop (633). The voltage drop increases as the number of circuits whose logic values change increases. As described above, in the dynamic fault test, it is necessary to apply the capture clock at the same test timing as the actual operation speed. Therefore, in principle, the clock interval is short, and as a result, the logical value change interval of the circuit is also shortened. The effects of the drops overlap and are superimposed, creating a larger voltage drop.
[0058]
According to the embodiment of the present invention, the target logic of the dynamic fault test performed at a time is limited. That is, in the first step, a dynamic fault test is performed on the FF 711 and FF 714 in the group A, and a static fault test is performed on the FF 712 and the FF 713 in the group B. In the next step, the dynamic failure test target group is B, and the static failure test target group is A.
[0059]
In this way, by limiting the target logic of the dynamic fault test to be performed at one time at the time of the dynamic fault test of the logic circuit using BIST, even if the clock interval is shortened, the logic shown in FIG. The number of circuits having a larger voltage drop (633) shown in (3) is limited. For example, the number of circuits becomes ½ of the whole, and power supply noise accompanying the voltage drop can be reduced. Can be eliminated, and problems caused by power supply noise in dynamic fault testing can be eliminated.
[0060]
Next, another embodiment of the present invention will be described. In this embodiment, the internal FF of the circuit under test 101 is divided into three groups A, B, and C. First, a dynamic fault test is performed on the group A in the first test step, and the groups B, C A static fault test is performed on the group A, a static fault test is performed on the groups A and C in another test step, and a dynamic fault test is performed on the group B. Further, in another test step, a dynamic fault test is performed on the group C and a static fault test is performed on the groups A and B. The method of the dynamic fault test and the static fault test is the same as the embodiment described above. Also in this example, since the target logic of the dynamic fault test performed at a time can be limited, the influence of power supply noise can be reduced.
[0061]
【The invention's effect】
According to the present invention, from the release to the capture even when the clock interval is short, by limiting the target logic of the dynamic fault test to be performed at one time during the dynamic fault test of the logic circuit using the BIST. Power supply noise can be reduced, and problems caused by power supply noise in dynamic fault testing can be eliminated.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating a circuit example illustrating a specific example of an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of a random number pattern generator (Random Pattern Generator) used during BIST.
FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration example of a multi-input code compressor (Multi Input Signature Register) used at the time of BIST.
FIG. 5 is an example of a clock control circuit for explaining a specific example of an embodiment of the present invention;
FIG. 6 is a time chart of a clock control circuit for explaining a specific example of an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration example for performing a dynamic fault test by a scan test.
FIG. 8 is a time chart for explaining the operation of a dynamic fault test.
FIG. 9 is a time chart for explaining the operation of one embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a circuit example illustrating an operation of a dynamic fault test.
FIG. 11 is an operation example of a test circuit in which only group A or group B is a dynamic fault test target;
FIG. 12 is a diagram showing a test procedure according to an embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a time chart for explaining power supply noise in a dynamic fault test.
FIG. 14 is a circuit example of a conventional self test (Built In Self Test).
[Explanation of symbols]
100--Logic Integrated Circuit (LSI)
101--scanned circuit to be tested
102--scan chain
300--Random Pattern Generator
400--Multi-Input Code Compressor
410--Test result sign output pin
500--small logic circuit
501--Circuit under test
510--Multiplexed flip-flop
511--Multiplexed flip-flop
520--clock pin
530--Scan enable pin
540--Scan-in data pin
541--Scanout Data Pin
542-Scan chain
701-704--combination circuit
711-714-Multiplexed flip-flop
800--clock control circuit
801-803--clock pins
806-808--control pins of the clock control circuit
810-811--edge trigger type flip-flop.

Claims (1)

組合せ回路と複数の記憶素子とを有し、前記記憶素子をシフトレジスタ状のスキャンチェインに構成する動作モードと前記動作モードに設定する制御信号線とを備え、一つまたは複数の相のクロック信号源が前記各記憶素子に分配され、前記クロック信号によって前記スキャンチェイン上のデータのシフト動作と前記組合せ回路からの信号値のキャプチャ動作と前記記憶素子の保持する内容の前記組合せ回路へのリリース動作とがなされる自己診断型論理回路であって、
前記複数の記憶素子が、第1及び第2のグループに分割され、
前記第1及び第2のグループ毎に、前記クロック信号源からのクロックの伝播の許容と遮断とを制御する制御回路と、前記制御回路を遮断モードに設定する前記グループ毎の信号線とを備え、
前記各制御回路は、前記モード設定によって第1のクロックパルスの前記第1のグループへの伝播が遮断された後には、該第1のクロックパルス自体に同期して前記クロック信号源からの次の第2のクロックパルスの前記第1のグループへの伝播許容し前記第2のグループへの伝播は遮断するモードに遷移し、前記モード設定によって前記第1のクロックパルスの前記第2のグループへの伝播が遮断された後には、該第1のクロックパルス自体に同期して前記クロック信号源からの次の第2のクロックパルスの前記第2のグループへの伝播は許容し前記第1のグループへの伝播は遮断するモードに遷移するように構成されている自己診断型論理回路。
One or a plurality of phase clock signals, each having a combinational circuit and a plurality of storage elements, comprising an operation mode in which the storage elements are configured in a shift register-like scan chain and a control signal line for setting the operation mode A source is distributed to each storage element, and a shift operation of data on the scan chain, a capture operation of a signal value from the combination circuit, and a release operation of contents held by the storage element to the combination circuit by the clock signal A self-diagnostic logic circuit,
The plurality of storage elements are divided into first and second groups;
For each of the first and second groups, the control circuit and the signal before Kigu each loop to set the pre-SL control circuit to the blocking mode for controlling the blocking and tolerance of the clock propagation from said clock signal source With a line,
Each of the control circuits, after the propagation of the first clock pulse to the first group by the mode setting is cut off, synchronizes with the first clock pulse itself and receives the next from the clock signal source. The second clock pulse is allowed to propagate to the first group and is not allowed to propagate to the second group, and the second group of the first clock pulses is changed according to the mode setting. After the propagation to is interrupted, the next second clock pulse from the clock signal source is allowed to propagate to the second group in synchronization with the first clock pulse itself and the first clock pulse is allowed. A self-diagnostic logic circuit configured to transition to a mode that blocks propagation to the group .
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