JP5146179B2 - 集積回路及びそのモニタ信号出力方法 - Google Patents

Description

本発明は、集積回路及びそのモニタ信号出力方法に関し、例えばＬＳＩ（Large Scale Integration）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等の集積回路の評価・試験等を行うために、該集積回路内部の信号を外部にモニタ信号として出力する際に、ＬＳＩやＦＰＧＡ等の集積回路の外部端子を効率的に使用してモニタ信号を出力する技術に係る。

従来、ＬＳＩやＦＰＧＡ等の集積回路の内部の各機能回路部から出力される内部信号を外部装置でモニタする際、予め定められたフォーマットのモニタ信号として内部信号を外部装置に出力し、外部装置でも同様に予め定められたフォーマットのモニタ信号を受信して展開し、ロジックアナライザ等により解析・評価等を行っていた。

また、多数の内部信号のうち、種々の評価・試験でモニタを要する内部信号を選択し、それらの内部信号を切替えて外部装置に出力する際には、外部装置のスイッチ等によりＬＳＩやＦＰＧＡ等の集積回路の外部端子に選択信号を印加して選択する、或いは集積回路内に搭載されているプロセッサの処理によるレジスタ設定により、内部信号を選択して出力する構成となっている。

モニタ信号を一旦保持し、パラレル信号からシリアル信号に変換して１つのモニタ信号用外部端子から出力し、モニタを必要とする内部信号の増加に影響されることなく、かつモニタ信号の出力に使用する外部端子数を削減した集積回路の信号モニタ装置等は、例えば下記の特許文献１等によって知られている。
特開２００１−２２８２１５号公報

近年、ＬＳＩやＦＰＧＡ等の集積回路が大規模化していることから、集積回路の評価や試験において一度により多くの内部信号をモニタしなければならない状況となっている。しかし、内部信号のモニタ用として外部装置に出力するための外部端子をあまり多く設けることができないため、少ない外部端子数でより多くの内部信号のモニタを行う必要がある。

また、集積回路の大規模・複雑化により、多くの内部信号の中から複数の内部信号を組み合わせた信号群毎にモニタを行う必要がある。即ち、モニタ信号として出力する内部信号の組み合わせの選択設定を変更し、複数回に亘って同様の評価・試験動作を実施しなければならない場合があるが、モニタする内部信号の選択設定が煩雑であると、評価・試験の作業効率が低下してしまう。

本発明は、集積回路内部の信号を外部にモニタ信号として出力する際に、複数の内部信号を選択してより少ない外部端子数でモニタ信号を出力し、集積回路の外部端子を効率的に使用して内部信号のモニタを可能にすることを目的とする。また、モニタ対象の内部信号を容易に選択可能にすることを目的とする。

本発明の集積回路は、複数の機能回路部と、モニタ選択部と、パラレルシリアル変換数設定部とを含み、前記モニタ選択部は、前記複数の機能回路部からそれぞれ出力される内部信号を入力し、且つ該内部信号についてモニタを必要とすることを示すイネーブル信号を入力して、該イネーブル信号に従って選択した複数の前記内部信号によるパラレル信号をシリアル信号に変換して外部端子に出力すると共に、前記パラレル信号から前記シリアル信号への変換のフォーマットを示す識別子情報を、該識別子情報出力用の外部端子に出力する構成を有し、前記パラレルシリアル変換数設定部は、前記モニタ選択部に対して前記パラレル信号から前記シリアル信号に変換する内部信号数を設定する構成を有する。

本発明のモニタ信号出力方法は、複数の機能回路部と、モニタ選択部と、パラレルシリアル変換数設定部とを含む集積回路の前記機能回路部からそれぞれ出力される内部信号の中のモニタを必要とすることを示すイネーブル信号に従って選択した複数の内部信号によるパラレル信号を、シリアル信号に変換してモニタ信号とし、該モニタ信号と、前記パラレル信号から前記シリアル信号への変換のフォーマットを示す識別子情報とを前記集積回路の外部端子に出力する処理過程と、前記外部端子から出力される前記識別子情報を基に、前記パラレル信号から前記シリアル信号への変換のフォーマットを判定して、該フォーマットに応じて前記モニタ信号をシリアル信号からパラレル信号に変換し、該パラレル信号をモニタを必要とする前記機能回路部からのそれぞれの内部信号とする処理過程とを含むものである。

この集積回路のモニタ信号出力の手法によれば、集積回路の内部信号をパラレル信号からシリアル信号に変換し、かつ該変換のフォーマットを示す識別子情報をモニタ信号と共に外部装置に出力することにより、より多くの内部信号が参照可能になるとともに、モニタ対象の内部信号数が可変となり、モニタ対象の内部信号の増減及び切り替えが容易になり、評価・試験作業の効率を向上させることができる。

図１は開示の集積回路のモニタ信号出力に係る構成例を示す。同図において、１０はＬＳＩ等の集積回路である。該集積回路１０の内部には、機能回路部１１、モニタ選択部１２及びパラレルシリアル変換数設定部１３を備える。各機能回路部１１からは、モニタ対象の内部信号が出力される。

モニタ選択部１２は、各機能回路部１１から出力される内部信号を入力し、その中から評価・試験対象の内部信号を選択し、該内部信号をパラレル信号からシリアル信号に変換して出力する。パラレルシリアル数設定部１３は、モニタ選択部１２に対して、パラレル信号からシリアル信号に変換する際の信号数を設定する。

モニタ選択部１２は、評価・試験対象の内部信号をパラレル信号からシリアル信号に変換したモニタ信号ＭＯＮと、パラレルシリアル変換のフォーマットを示すタグ（識別子情報）ＴＡＧと、シリアル信号の先頭を示すフレームパルスＦＰとを出力する。

また、２０はＬＳＩ等の集積回路１０の内部信号をモニタする外部装置である。該外部装置２０の内部には、シリアルパラレル数判定部２１及びモニタ展開部２２を備える。シリアルパラレル数判定部２１は、タグ（識別子情報）ＴＡＧを入力し、該タグ（識別子情報）ＴＡＧを基に、シリアル信号のフォーマットを認識し、モニタ展開部２２に対して、モニタ信号をシリアル信号からパラレル信号に変換する際のパラレル信号数を判定し、該パラレル信号数をモニタ展開部２２に通知する。

モニタ展開部２２は、モニタ選択部１２から出力されるモニタ信号ＭＯＮを入力し、該モニタ信号ＭＯＮをシリアル信号からパラレル信号に変換して出力する。該モニタ信号ＭＯＮは、図示省略のロジックアナライザ等により解析・評価される。

図２は図１に示したモニタ信号出力に係る構成の動作例を示す。図２の（ａ）は４個の内部信号をパラレル信号からシリアル信号に変換して出力する動作例を示し、同図の（ｂ）は２個の内部信号をパラレル信号からシリアル信号に変換して出力する動作例を示している。各図において、左側はモニタ選択部１２に入力されるパラレルの内部信号を示し、右側はモニタ選択部１２から出力されるシリアルのモニタ信号ＭＯＮ、タグ（識別子情報）ＴＡＧ及びフレームパルスＦＰを示している。

なお、図２において、モニタ信号ＭＯＮの波形内に付与した“０”“１”“２”“３”は、それぞれ、内部信号“Ｄ０［ｎ：０］”“Ｄ１［ｎ：０］”“Ｄ２［ｎ：０］”“Ｄ３［ｎ：０］”を表している。また、タグ（識別子情報）ＴＡＧは、図２（ａ）の場合は４つのパラレル信号を１つのシリアル信号に、図２（ｂ）の場合は２つのパラレル信号を１つのシリアル信号に変換することを表す。

この構成により、パラレル数がＮの場合、パラレル信号のままでモニタ信号を出力する場合に比べて、集積回路１０の外部端子数が同じであれば、Ｎ倍の数のモニタ信号を出力することが可能となる。また、シリアル信号のフォーマットを可変にし、シリアル変換するパラレル信号の数を選択可能とすることにより、モニタする信号の周波数、集積回路及び外部装置の性能等の条件に応じて適切なパラレル数を設定することが可能となる。

図３の（ａ）は、タグ（識別子情報）ＴＡＧとモニタ信号ＭＯＮとをシリアル信号として組み込んだフォーマットの例を示す。同図において、モニタ信号ＭＯＮの波形内に付与した“Ｔ”“０”“１”“２”“３”は、それぞれ、タグ（識別子情報）ＴＡＧ及び内部信号“Ｄ０［ｎ：０］”“Ｄ１［ｎ：０］”“Ｄ２［ｎ：０］”“Ｄ３［ｎ：０］”を表している。

タグ（識別子情報）ＴＡＧをモニタ信号ＭＯＮと共にシリアル信号として外部装置に出力することにより、タグ（識別子情報）ＴＡＧ用の外部端子も削減することが可能となる。タグ（識別子情報）ＴＡＧを、シリアル信号の先頭を示すフレームパルスＦＰのタイミングで出力し、モニタ信号ＭＯＮ用の外部端子とフレームパルスＦＰの外部端子のみで同様の機能を実現することができる。

例えば、プロセッサのアクセス信号のように、常時モニタする必要がない信号については、各機能回路部１１のそれぞれのモニタ信号群ＤＡ０，ＤＡ１，ＤＢ０，ＤＢ１に対して予め優先度を設定し、各モニタ信号群の出力側の回路に於いてモニタ必要／不要を示すイネーブル信号ｅｎａｂｌｅ＿ａ、ｅｎａｂｌｅ＿ｂを付加してモニタ選択部１２に出力する構成として、モニタ信号ＭＯＮ用の外部端子の有効利用を図ることも可能である。

モニタ選択部１２は、イネーブル信号ｅｎａｂｌｅ＿ａ、ｅｎａｂｌｅ＿ｂが「モニタ必要」を示している複数のモニタ信号群が入力された場合、その中から優先度の高いモニタ信号群を選択する。そして、優先度が高いモニタ信号群のイネーブル信号が「モニタ不要」を示している区間では、次に優先度の高いモニタ信号群のイネーブル信号を判断して出力する。

図３（ｂ）は、上述の優先度に応じたモニタ信号群の選択の動作例を示している。この動作例では、モニタ信号群ＤＡ０，ＤＡ１がモニタ信号群ＤＢ０，ＤＢ１より優先度が高い場合の例を示している。同図に示すように、優先度の高いモニタ信号群ＤＡ０，ＤＡ１のイネーブル信号ｅｎａｂｌｅ＿ａがハイレベル（「モニタ必要」）のときは、該モニタ信号群ＤＡ０，ＤＡ１を選択し、モニタ選択部１２からモニタ信号ＭＯＮとして出力する。

一方、優先度の高いモニタ信号群ＤＡ０，ＤＡ１のイネーブル信号ｅｎａｂｌｅ＿ａがローレベル（「モニタ不要」）のときは、次に優先度の高く、イネーブル信号ｅｎａｂｌｅ＿ｂがハイレベル（「モニタ必要」）となっているモニタ信号群ＤＢ０，ＤＢ１を選択し、モニタ選択部１２からモニタ信号ＭＯＮとして出力する。

なお、図３（ｂ）において、モニタ信号ＭＯＮの波形内に付与した“Ａ０”“Ａ１”“Ｂ０”“Ｂ１”は、それぞれ、内部信号“ＤＡ０［ｎ：０］”“ＤＡ１［ｎ：０］”“ＤＢ０［ｎ：０］”“ＤＢ１［ｎ：０］”を表している。

また、回路Ａ→回路Ｂ→回路Ｃ→・・・といったように、順番に動作する機能回路部が存在する場合、各機能回路部は、それぞれ動作状態となったタイミングで「モニタ必要」を示すイネーブル信号ｅｎａｂｌｅ＿ａ、ｅｎａｂｌｅ＿ｂ、ｅｎａｂｌｅ＿ｃを出力し、モニタ選択部１２では各機能回路部Ａ，Ｂ，Ｃからのイネーブル信号ｅｎａｂｌｅ＿ａ、ｅｎａｂｌｅ＿ｂ、ｅｎａｂｌｅ＿ｃに従って、各機能回路部Ａ，Ｂ，Ｃから入力されるモニタ信号群を選択する。これにより、現在動作中の機能回路部のモニタ信号群を自動的に選択するよう切り替えてモニタ信号を出力することが可能となる。

図４に上述のモニタ信号群の自動選択の動作例を示す。ここで、図４（ａ）に示すように、機能回路部１１Ａからイネーブル信号ｅｎａｂｌｅ＿ａ及びモニタ信号群ＤＡ０，ＤＡ１が、機能回路部１１Ｂからイネーブル信号ｅｎａｂｌｅ＿ｂ及びモニタ信号群ＤＢ０，ＤＢ１が、機能回路部１１Ｃからイネーブル信号ｅｎａｂｌｅ＿ｃ及びモニタ信号群ＤＣ０，ＤＣ１が、それぞれ順番に出力されるものとする。

すると、図４（ｂ）に示すように、イネーブル信号ｅｎａｂｌｅ＿ａがハイレベル（「モニタ必要」）のとき、機能回路部１１Ａのモニタ信号群ＤＡ０，ＤＡ１を選択してモニタ信号として出力し、イネーブル信号ｅｎａｂｌｅ＿ｂがハイレベル（「モニタ必要」）のとき、機能回路部１１Ｂのモニタ信号群ＤＢ０，ＤＢ１を選択してモニタ信号として出力し、イネーブル信号ｅｎａｂｌｅ＿ｃがハイレベル（「モニタ必要」）のとき、機能回路部１１Ｃのモニタ信号群ＤＣ０，ＤＣ１を選択してモニタ信号として出力する。

図４（ｂ）において、モニタ信号ＭＯＮの波形内に付与した“Ａ０”“Ａ１”“Ｂ０”“Ｂ１”“Ｃ０”“Ｃ１”は、それぞれ、内部信号“ＤＡ０［ｎ：０］”“ＤＡ１［ｎ：０］”“ＤＢ０［ｎ：０］”“ＤＢ１［ｎ：０］”“ＤＣ０［ｎ：０］”“ＤＣ１［ｎ：０］”を表している。

また、タグ（識別子情報）ＴＡＧは、イネーブル信号ｅｎａｂｌｅ＿ａがハイレベルのときは、機能回路部１１Ａのモニタ信号群ＤＡ０，ＤＡ１のパラレルシリアル変換のフォーマットを示し、イネーブル信号ｅｎａｂｌｅ＿ｂがハイレベルのときは、機能回路部１１Ｂのモニタ信号群ＤＢ０，ＤＢ１のパラレルシリアル変換のフォーマットを示し、イネーブル信号ｅｎａｂｌｅ＿ｃがハイレベルのときは、機能回路部１１Ｃのモニタ信号群ＤＣ０，ＤＣ１のパラレルシリアル変換のフォーマットを示す。

更に、各機能回路部の動作シーケンスを一括管理するスケジューラを有する場合、該スケジューラから各機能回路部に出力する制御信号をモニタ選択部１２に入力し、モニタ選択部１２では、該制御信号に従って各機能回路部からのモニタ信号群を自動的に選択して切り替える構成とすることができる。

また、各機能回路部１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃの動作シーケンスを制御するスケジューラとは別に、モニタ信号群を選択するためのモニタ用スケジューラを備えることにより、より細かいモニタ信号群の選択制御が可能となる。

図５の（ａ）にモニタ用スケジューラを備えた構成例を示す。同図に示すように、各機能回路部１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃの動作シーケンスを制御するスケジューラ１４とは別に、モニタ用スケジューラ１５を備える。各機能回路部１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃの動作シーケンスを制御するスケジューラ１４の制御信号をモニタ用スケジューラ１５に入力し、モニタ用スケジューラ１５は、該制御信号に従って各機能回路部１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃからのモニタ信号群を選択する制御信号をモニタ選択部１２に出力する。モニタ選択部１２は、該制御信号に従って、各機能回路部１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃからのモニタ信号群を選択肢、モニタ信号ＭＯＮとして外部装置に出力する。

また、図５の（ｂ）に示すように、各機能回路部１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃの動作シーケンスを制御するスケジューラ１４をプロセッサ１６によるプログラム制御で動作させる構成とする。これにより、プログラムの書き換えにより評価・試験対象のモニタ信号群の選択パターンを容易に変更することが可能となる。

集積回路のモニタ信号出力に係る構成例を示す図である。 モニタ信号出力に係る構成の動作例を示す図である。 （ａ）タグをシリアル信号に組み込んだフォーマットの例及び（ｂ）優先度に応じたモニタ信号群の選択の動作例を示す図である。 モニタ信号群の自動選択の動作例を示す図である。 モニタ用スケジューラを備えた構成例を示す図である。

符号の説明

１０ 集積回路
１１ 機能回路部
１２ モニタ選択部
１３ パラレルシリアル変換数設定部
１４ スケジューラ
１５ モニタ用スケジューラ
１６ プロセッサ
２０ 外部装置
２１ シリアルパラレル数判定部
２２ モニタ展開部

Claims (4)

1. 複数の機能回路部と、モニタ選択部と、パラレルシリアル変換数設定部とを含み、前記モニタ選択部は、前記複数の機能回路部からそれぞれ出力される内部信号を入力し、且つ該内部信号についてモニタを必要とすることを示すイネーブル信号を入力して、該イネーブル信号に従って選択した複数の前記内部信号によるパラレル信号をシリアル信号に変換して外部端子に出力すると共に、前記パラレル信号から前記シリアル信号への変換のフォーマットを示す識別子情報を、該識別子情報出力用の外部端子に出力する構成を有し、
   前記パラレルシリアル変換数設定部は、前記モニタ選択部に対して前記パラレル信号から前記シリアル信号に変換する内部信号数を設定する構成を有する
   ことを特徴とする集積回路。
2. 複数の機能回路部と、モニタ選択部と、パラレルシリアル変換数設定部と共に、前記複数の機能回路部に制御信号を入力するスケジューラを含み、前記モニタ選択部は、前記スケジューラからの前記制御信号を入力し、且つ前記複数の機能回路部からそれぞれ出力される内部信号を入力し、該内部信号についてモニタを必要とすることを示すイネーブル信号を入力して、該イネーブル信号に従って選択した複数の前記内部信号によるパラレル信号をシリアル信号に変換して外部端子に出力すると共に、該外部端子と異なる外部端子から、前記パラレル信号を前記シリアル信号へ変換するフォーマットを示す識別子情報を出力する構成を有し、
   前記パラレルシリアル変換数設定部は、前記モニタ選択部に対して、前記パラレル信号から前記シリアル信号に変換する内部信号数を設定する構成を有する
   ことを特徴とする集積回路。
3. 複数の機能回路部と、モニタ選択部と、パラレルシリアル変換数設定部とを含む集積回路の前記機能回路部からそれぞれ出力される内部信号の中のモニタを必要とすることを示すイネーブル信号に従って選択した複数の内部信号によるパラレル信号を、シリアル信号に変換してモニタ信号とし、該モニタ信号と、前記パラレル信号から前記シリアル信号への変換のフォーマットを示す識別子情報とを前記集積回路の外部端子に出力する処理過程と、
   前記外部端子から出力される前記識別子情報を基に、前記パラレル信号から前記シリアル信号への変換のフォーマットを判定して、該フォーマットに応じて前記モニタ信号をシリアル信号からパラレル信号に変換し、該パラレル信号をモニタを必要とする前記機能回路部からのそれぞれの内部信号とする処理過程と
   を含むことを特徴とする集積回路のモニタ信号出力方法。
4. 複数の機能回路部と、該複数の機能回路部の動作シーケンスを管理制御するスケジューラと、モニタ選択部と、パラレルシリアル変換数設定部とを含む集積回路の前記スケジューラによる制御に従って、前記機能回路部から出力される内部信号の中のモニタを必要とすることを示すイネーブル信号により選択した複数の内部信号によるパラレル信号を、シリアル信号に変換してモニタ信号とし、該モニタ信号と、前記パラレル信号から前記シリアル信号への変換のフォーマットを示す識別子情報とを前記集積回路の外部端子から出力する処理過程と、
   前記外部端子から出力される前記識別子情報を基に、前記パラレル信号から前記シリアル信号への変換のフォーマットを判定して、該フォーマットに応じて前記モニタ信号をシリアル信号からパラレル信号に変換し、該パラレル信号をモニタを必要とする前記機能回路部からのそれぞれの内部信号とする処理過程と
   を含むことを特徴とする集積回路のモニタ信号出力方法。

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