JP5125028B2 - 集積回路 - Google Patents
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Description
図27は、従来の半導体集積回路のテストシステムを示すブロック図である。
テストモードがデータ入力のときは記憶回路92に低速でライトする。テストモードがロックアップのときは発振回路99を動作させて安定するまで待つ。テストモードが高速試験のときは記憶回路92のデータを入力し、データの出力先を記憶回路93として高速試験を行う。テストモードがデータ入出力のときは、次の試験で使用するデータを記憶回路92に低速でライトするとともに、記憶回路93のデータを低速で外部に出力する。
図1は、第1の実施の形態のシステムを示すブロック図である。
第1の実施の形態のシステムは、集積回路100とLSIテスタ200とを有している。
集積回路100は、内部回路10と、外部メモリ制御回路11と、発振回路12と、試験用RAM13と、試験回路14、15と、I/O16と、試験用セレクタ17と、テスト信号入力部18とを有している。
外部メモリ制御回路11は、試験回路14にコマンドを出力するとともに試験用RAM13との間でデータのやり取りを行う。
ここでいう「低速」とは、1.通常使用するテスタークロックの最小周期、2.集積回路内の信号遅延のプロセスバラツキ、温度/電源電圧変動を考慮したときに安定して試験できる最小周期、とすると、1.で制限される最小周期と、2.で制限される最小周期の大きい方を境にして、遅い方をいい、「高速」とは、1.で制限される最小周期と、2.で制限される最小周期の大きい方を境にして、速い方をいう。
ここで、外部メモリ制御回路11が有効なデータとしては、外部メモリから読み出したデータ、外部メモリに書き込むデータが挙げられる。逆に、有効でないデータとしては、特に限定されないが、例えば外部メモリ制御回路11が外部メモリをリードもライトもしていないときのデータ等が挙げられる。
また、試験回路15は、外部メモリ制御回路11にWAIT(WAIT信号)を出力する。このWAITについては後述する。なお、試験回路15ではWAITをデコードして作り出すだけで、試験回路15が制御することはない。
図2中、「リード」は外部メモリ制御回路11が発行するリードコマンドを示し、「ライト」は外部メモリ制御回路11が発行するライトコマンドを示している。また「データ」は、LSIテスタ200から試験用RAM13に入力されるリードデータ(例えばR00)および試験用RAM13からLSIテスタ200に出力されるライトデータ(例えばW00)を示している。試験用RAM13のリード/ライトがバースト転送される。バースト長は4の倍数である。また、「試験用RAMのリードデータ量」はLSIテスタ200が低速で試験用RAM13に書き込んだ後の試験回路14が読み出していないリードデータの量を示しており、「試験用RAMのライトデータ量」は試験回路14が試験用RAM13に書いた後のI/O16(外部端子)に出力していないライトデータの量を表す。
図3では、制御信号として試験用RAM13からのライトデータ(W00〜W07)の読み出しを前述した場合に比べて遅くした場合を示している。これにより、WAITをかける必要がない。
以下、第2の実施の形態のシステムについて、前述した第1の実施の形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
第2の実施の形態の集積回路100aは、低速データ入出力用の端子と高速データ入出力用の端子とを分けている点が第1の実施の形態の集積回路100と異なっている。集積回路100aは、試験用セレクタ17の代わりに試験用セレクタ17aを有し、I/O19と入力部20とをさらに有している。
入力部20は、セレクタ173、174、175をそれぞれ切り替えるセレクタ信号を入力するための入力端子を有している。
そして、第2の実施の形態のシステムによれば、さらに、セレクタ171およびセレクタ172を省略することができるため、I/O16においてタイミングの調整を容易に行うことができる。
以下、第3の実施の形態のシステムについて、前述した第2の実施の形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
第3の実施の形態の集積回路100bは、リードデータの入力端子と、ライトデータの出力端子とを別個に設けたI/O19aを備えている点が第2の実施の形態と異なっている。
以下、第4の実施の形態のシステムについて、前述した第3の実施の形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
第4の実施の形態の集積回路100cのI/O19bは、入力端子および出力端子のビット幅がLSIテスタ200と接続するビット幅より少なく構成されており、I/O19bからのリードデータは全て低速で試験回路15aに入力され、試験回路15aがビット幅を変換する点が第4の実施の形態と異なっている。
試験回路15aは、リードデータを複数回に分けて低速で試験用RAM13に入力する低速データ入力回路と低速データ入力回路の出力データを保持するバッファと、ライトデータを複数回に分けて低速でI/O19bに出力する低速データ出力回路とを有している。
低速データ入力回路151は、64個のDフリップフロップD00〜D63を有している。
低速データ出力回路152は、64個のDフリップフロップD00a〜D63aと、DフリップフロップD00a〜D63aの出力端子が4つずつ接続された16個のセレクタ(図8では2つのセレクタ153、154)を有している。各セレクタは、64ビットのデータを4分割したときに同じビット数の信号を出力するDフリップフロップの出力端子が接続されている。例えば、セレクタ153には16ビット目の信号を出力するDフリップフロップD63a、D47a、D31a、D15aの出力端子が接続されている。
図9および図10において、リードデータRNは、RNa、RNb、RNc、RNdに分けて入力され、ライトデータWNは、WNa、WNb、WNc、WNdに分けて出力される。また、ライトデータの「Wxx」は対応するライトデータがないことを示す。また、ライトイネーブルは制御信号の一種であり、試験回路15aが試験用RAM13にリードデータを書き込むタイミングを表す。リードデータおよびライトデータは、それぞれ16ビットずつ4つ(例えばR00=R00a、R00b、R00c、R00d)に分けて入出力される。
そして、第4の実施の形態のシステムによれば、I/O19bの入力端子が16個であっても、試験用RAM13に64ビットのデータを供給することができる。すなわち、試験時に入力するデータのビット数に対応する数の入力端子、出力端子を確保できないときに特に有効となる。
以下、第5の実施の形態のシステムについて、前述した第4の実施の形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
集積回路100dは、COMP信号(後述)を出力する低速データ出力回路を備える試験回路15bと、COMP信号をLSIテスタ200に出力するインタフェースを構成する出力部21とを有している。
低速データ出力回路152aにおいて、試験用RAM13から出力される64ビットの低速のライトデータc63〜c48、c47〜c32、c31〜c16、c15〜c00は、それぞれDフリップフロップD63a〜D48a、DフリップフロップD47a〜D32a、DフリップフロップD31a〜D16a、DフリップフロップD15a〜D0aに格納される。そしてコンパレータCOMP3がライトデータc63〜c48とc47〜c32とを比較し、コンパレータCOMP2がライトデータc47〜c32とc31〜c16とを比較し、コンパレータCOMP1がライトデータc31〜c16とc15〜c00とを比較する。この比較結果を表すCOMP信号はI/O19bを介してLSIテスタ200に出力される。以下ではCOMP信号の出力を、コンパレータCOMP3、COMP2、COMP1の出力の順番に「000」のように表す。
以下、第6の実施の形態のシステムについて、前述した第5の実施の形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
図13および図14において、リードデータR01〜R03がそれぞれ等しく、リードデータR08〜R15がそれぞれ等しく、リードデータR17〜R21がそれぞれ等しく、リードデータR24〜R31がそれぞれ等しい。また、ライトデータW08〜W09は、それぞれライトデータc63〜c48とc47〜c32とが等しく、ライトデータW10〜W15は、それぞれのライトデータc63〜c48、c47〜c32、c31〜c16、c15〜c00が互いに等しい。また、ライトイネーブルの幅はライトする同じデータの数に比例する。COMPは、出力部21のCOMP信号を示している。前述したように「001」は、ライトデータWNcとWNdとが等しいことを示しており、「111」は、ライトデータWNaとWNbとWNcとWNdとが等しいことを示している。
第6の実施の形態の集積回路では、まず、試験回路15bがリードデータを低速で読み込む。
そして、第6実施の形態のシステムによれば、さらに、試験回路15bから試験用RAM13への書き込みが高速化され、試験回路14により、読み出し後の低速出力もデータが限られるので第5の実施の形態に比べ、より試験時間を短縮することができる。特に、例えば画像等、リードデータやライトデータに同じデータの連続となるデータを使用することで、動画のエンコードやデコードを行う試験の試験時間を大幅に短縮することができる。
以下、第7の実施の形態のシステムについて、前述した第5の実施の形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
第7の実施の形態の集積回路100eは、2つの外部メモリ制御回路11a、11bと、外部メモリ制御回路11aからのライトデータを受け付ける試験用RAM13aと、外部メモリ制御回路11aへのリードデータを受け付ける試験用RAM13bと、外部メモリ制御回路11bからのライトデータを受け付ける試験用RAM13cと、外部メモリ制御回路11bへのリードデータを受け付ける試験用RAM13dと、試験回路14と同機能を有する試験回路14a、14bと、試験回路15bと同機能を有し、各試験用RAMとの間でデータのやり取りを行う試験回路15cとを有している。
図16は、第7の実施の形態の低速データ入力回路を示す図である。
LSIテスタ200は、低速データ入力回路151aにリードデータをb63〜b48→b47〜b32→b31〜b16→b15〜b00の順で入力する。例えば画像データ等は、同じデータが続くことが多々あるので、16ビット毎に区切ったリードデータb63〜b48、b47〜b32、b31〜b16、b15〜b00に同じデータを1クロックで入力可能とするようDフリップフロップD0b〜D15b、DフリップフロップD16b〜D31bおよびDフリップフロップD32b〜D47bの前段にはそれぞれセレクタが設けられている。但し、リードデータb63〜b48は端子から入力可能なので、DフリップフロップD48b〜D63bの前段にはセレクタを挿入していない。また、メモリの内容をゼロクリアしたデータをリードする場合を考えて、セレクタに‘0’を入力している。
低速データ出力回路152aでは、バッファを2段(2列)にすることで試験用RAM13a、13cからのライトデータの入力と、I/O19bへのライトデータの出力を同時に行うことができる。
図18において、A側WAITは、外部メモリ制御回路11aに入力するWAIT、A側リードは、試験用RAM13bが外部メモリ制御回路11aに読み出すリード、A側ライトは、外部メモリ制御回路11aが試験用RAM13aに書き込むライト、B側WAITは、外部メモリ制御回路11bに入力するWAIT、B側リードは、試験用RAM13dが外部メモリ制御回路11aに読み出すリード、B側ライトは、外部メモリ制御回路11aが試験用RAM13cに書き込むライト、ライトイネーブルAは、LSIテスタ200が試験回路15cに書き込むリードデータAの書き込み許可信号、リードデータAは、試験用RAM13aに格納されるリードデータ、リードデータ量Aは、試験用RAM13aに格納されるリードデータ量、ライトイネーブルBは、LSIテスタ200が試験回路15cに書き込むリードデータBの書き込み許可信号、リードデータBは、試験用RAM13cに格納されるリードデータ、リードデータ量Bは、試験用RAM13cに格納されるリードデータ量、ライトデータ量Aは、試験用RAM13bに格納されるライトデータ量、ライトデータ量Bは、試験用RAM13dに格納されるライトデータ量をいう。
なお、回路動作については第5(第6)の実施の形態の集積回路100dと略同様であるので説明を省略する。
次に、第8の実施の形態のシステムについて説明する。
図19は、第8の実施の形態のシステムを示す図である。
集積回路100fは、I/O16aの入力バッファとセレクタ173aとの間に設けられたデータ入力回路22aと、I/O16bの入力バッファとセレクタ173bとの間に設けられたデータ入力回路22bと、外部メモリ制御回路11aとI/O16aの出力バッファとの間に設けられたデータ出力回路23aと、外部メモリ制御回路11bとI/O16bの出力バッファとの間に設けられたデータ出力回路23bとを有している。なお、図示していないが、データ入力回路22a、22bとデータ出力回路23a、23bとにはそれぞれI/Oクロックおよび制御信号が入力されている。
データ入力回路22aは、n個のDフリップフロップD0e〜D(n−1)eおよびn個のDフリップフロップD(n)e〜D(2(n−1))eの計2n個のDフリップフロップをそれぞれ備えるフリップフロップ群FF1〜FF3を有している。
まず、I/O16aを介してLSIテスタ200から入力されるリードデータは、フリップフロップ群FF1でラッチする。I/Oクロックの立ち上がりでDフリップフロップD0e〜D(n−1)eがリードデータをラッチし、反転I/Oクロックの立ち上がりでDフリップフロップD(n)e〜D(2(n−1))eがリードデータをラッチする。
次に、フリップフロップ群FF3が内部クロックでフリップフロップ群FF2の出力をラッチし、セレクタ173aにリードデータを出力する。
データ出力回路23aは、n個のDフリップフロップD0f〜D(n−1)fおよびn個のDフリップフロップD(n)f〜D(2(n−1))fの計2n個のDフリップフロップ群FF4とDフリップフロップ群FF4の出力側に設けられたセレクタ221a、222aを有している。
以下、第9の実施の形態のシステムについて、前述した第7の実施の形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
図22において、制御信号は試験回路15cに入力する制御信号である。以下に制御信号の意味を示す。
IN0:ライトデータc63〜c48を低速でI/O19bから入力し、低速データ入力回路151aの各セレクタにそれぞれ‘0’を入力する。
WA3:試験用RAM13aに3ワードライトする。
IN1RA:リードデータを低速で16ビットずつ順次入力し、試験用RAM13bから1ワードリードする。
OUT2:低速データ出力回路において、試験用RAM13aから読み込んだ低速のライトデータ中、ライトデータc31〜c16を出力する。
ここで、OUT1〜OUT3以外の期間は常にライトデータc63〜c48を出力する。
まず、制御信号IN1を入力し、試験用RAM13aにリードデータRA0a〜RA0dを16ビットずつ低速で順次入力する(時刻A2)。
次に、制御信号IN1を入力し、試験用RAM13aに低速でリードデータRA1a〜RA1dを16ビットずつ順次入力する(時刻C2)。
その後、順次処理を行い、制御信号IN1RAを入力し(時刻F2)、リードデータを16ビットずつ低速で順次入力し、試験用RAM13bから1ワードリードする。
その後、制御信号IN0を入力し(時刻H2)、低速データ入力回路151aの各セレクタにそれぞれ‘0’を入力し、低速のライトデータb63〜b48をI/O16aから入力する。
この第9の実施の形態のシステムによれば、第7の実施の形態のシステムと同様の効果が得られる。
以下、第10の実施の形態のシステムについて、前述した第5の実施の形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
図23は、第10の実施の形態のシステムを示すブロック図である。
図24は、第10の実施の形態の集積回路の動作波形を示す図である。なお、図24において、REQ_A(リード)およびREQ_B(リード)は、内部回路10のリードアクセス要求を示しており、リード開始、リード終了およびリード時データ転送は、外部メモリ制御回路11の動作を示しており、REQ_A(ライト)およびREQ_B(ライト)は、内部回路10のリードアクセス要求を示しており、ライト開始、ライト終了およびライト時データ転送は、外部メモリ制御回路11の動作を示している。
そして、第10の実施の形態のシステムによれば、先行するメモリアクセスが終了する前に次のアクセスを開始しているので、外部メモリアクセスを効率化することができる。
以下、第11の実施の形態のシステムについて、前述した第10の実施の形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
第11の実施の形態の集積回路100hは、2つのメモリアクセスの発生を防止するために、WAIT信号の立ち下がりエッジを検出するエッジ検出回路24を有している。
エッジ検出回路24が出力するWAIT解除1回につき、外部メモリ制御回路11のクロック1パルス分だけWAITを解除するので、外部メモリアクセスは1回しか発生しない。従って、試験回路15bに入力する制御信号で、外部メモリアクセスのタイミングを確実に制御することができる。特に、外部メモリアクセスの最長バーストで扱うデータ量と、試験用RAM13の容量が略同じ場合に有効となる。先行するライト(またはリード)のあとに最長バーストのライト(またはリード)がオーバーラップするとき、第10の実施の形態では、ライトデータが試験用RAM13から溢れ(または試験用RAM13の不足が生じ)るが、本実施の形態ではデータの溢れ(または不足)が起きない。また、試験回路のデバッグや、テスト信号作成シミュレーションのデバッグを容易にすることができる。
(付記1) 回路の動作速度を検証することができる集積回路において、
試験対象となる内部回路と、
前記内部回路と外部装置との間に設けられ、前記外部装置との間でリードコマンドおよびライトコマンドを用いて前記内部回路のリードデータの入力およびライトデータの出力を行う制御回路と、
低速で入力される前記リードデータを記憶するリードデータ記憶部と、前記制御回路から出力される前記ライトデータを記憶するライトデータ記憶部とを有する試験用記憶部と、
前記制御回路から発行される前記コマンドを解釈し、前記制御回路に前記リードデータの入力が必要であると判断したとき、前記試験用記憶部から前記リードデータを前記制御回路に高速に供給し、前記制御回路から前記ライトデータが出力されると判断したとき、前記制御回路から出力された前記ライトデータを前記試験用記憶部に高速に供給するコマンド解釈回路と、
前記外部装置から入力される前記リードデータを低速で前記試験用記憶部に入力する入力回路と、
前記試験用記憶部に供給された前記ライトデータを低速で前記外部装置に出力する出力回路と、
を有することを特徴とする集積回路。
(付記4) 前記外部装置は、前記入力回路および前記出力回路に動作用の低速クロックを入力し、前記コマンド解釈回路に前記低速クロックより高速な動作用のクロックを入力することを特徴とする付記1記載の集積回路。
前記試験用記憶部に前記リードデータが揃っていないとき、または前記試験用記憶部に前記ライトデータを記憶する十分な空きが無いとき、前記WAITを解除することを特徴とする付記1記載の集積回路。
(付記11) 前記外部装置から前記制御回路に直接入力される前記リードデータと前記試験用記憶部を介して入力される前記リードデータとを切り替えるセレクタを有することを特徴とする付記1記載の集積回路。
11、11a、11b 外部メモリ制御回路
12 発振回路
13、13a、13b、13c、13d 試験用RAM
14、14a、15、15a、15b、15c 試験回路
16、19、19a、19b I/O
17、17a 試験用セレクタ
18 テスト信号入力部
20 入力部
21 出力部
22a、22b データ入力回路
23a、23b データ出力回路
24 エッジ検出回路
100〜100h 集積回路
111 調整回路
151 低速データ入力回路
152、151a、152a 低速データ出力回路
200 LSIテスタ
Claims (10)
- 試験対象となる内部回路と、
前記内部回路と外部装置との間に設けられ、前記外部装置との間でリードコマンドおよびライトコマンドを用いて前記内部回路のリードデータの入力およびライトデータの出力を行う制御回路と、
低速で入力される前記リードデータを記憶するリードデータ記憶部と、前記制御回路から出力される前記ライトデータを記憶するライトデータ記憶部とを有する試験用記憶部と、
前記制御回路から発行される前記コマンドを解釈し、前記制御回路に前記リードデータの入力が必要であると判断したとき、前記試験用記憶部から前記リードデータを前記制御回路に高速に供給し、前記制御回路から前記ライトデータが出力されると判断したとき、前記制御回路から出力された前記ライトデータを前記試験用記憶部に高速に供給するコマンド解釈回路と、
前記外部装置から入力される前記リードデータを低速で前記試験用記憶部に入力する入力回路と、
前記試験用記憶部に供給された前記ライトデータを低速で前記外部装置に出力する出力回路と、
を有し、
前記入力回路は、前記外部装置から前記リードデータと個数を示す情報とが入力されると、入力された前記リードデータと同一のデータを前記個数分だけ連続して前記試験用記憶部の前記リードデータ記憶部に入力することを特徴とする集積回路。
- 前記コマンド解釈回路が前記試験用記憶部との間で前記リードデータの入力および前記ライトデータの出力を行うとともに前記入力回路が前記リードデータを前記試験用記憶部に入力し、前記出力回路が前記ライトデータを前記外部装置に出力することを特徴とする請求項1記載の集積回路。
- 前記入力回路と前記出力回路とは一体的に設けられていることを特徴とする請求項1記載の集積回路。
- 前記外部装置は、前記入力回路および前記出力回路に動作用の低速クロックを入力し、前記コマンド解釈回路に前記低速クロックより高速な動作用のクロックを入力することを特徴とする請求項1記載の集積回路。
- 前記制御回路が外部との間で直接データの入出力を行うために設けられたデータ入出力部と、前記試験用記憶部を介してデータの入出力を行うために設けられた、前記入力回路および前記出力回路を含む低速データ入出力部とを別個に有することを特徴とする請求項1記載の集積回路。
- 前記低速データ入出力部のデータ入出力用のビット幅と、前記試験用記憶部のデータ入出力用のビット幅とを変換する変換回路を有することを特徴とする請求項5記載の集積回路。
- 前記変換回路は、前記試験用記憶部と前記外部装置との間に設けられており、前記試験用記憶部から出力される複数の前記ライトデータが同一か否かを比較する比較回路を有し、前記ライトデータが同一のライトデータである場合、同一の前記ライトデータのいずれか1つの前記ライトデータと前記比較回路の比較結果とを前記低速データ入出力部に出力することを特徴とする請求項6記載の集積回路。
- 前記外部装置は、前記制御回路にデフォルトでWAITを出力し、
前記試験用記憶部に前記リードデータが揃ったとき、または前記試験用記憶部に前記ライトデータを記憶する十分な空きができたとき、前記WAITを解除することを特徴とする請求項1記載の集積回路。 - 前記WAITのエッジを検出して前記制御回路のクロック1パルス分に等しいエッジパルスを発生する検出回路を有し、前記制御回路は前記エッジパルスの入力により前記WAITを解除することを特徴とする請求項8記載の集積回路。
- 前記外部装置は、当該集積回路にテスト信号を入力するテスト装置であることを特徴とする請求項1記載の集積回路。
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