JP6046012B2 - Bist回路 - Google Patents

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Description

本発明の実施形態は、BIST(Built−in Self−Test)回路に関する。
従来、半導体集積回路に組み込まれたメモリデバイスに対して、組み込み自己テスト回路(以下、BIST(Built−in Self−Test)回路という)を組み込み、製造テストにおいて故障を検出する方法が実施される。
故障検出の方法には、書き込みデータと読み出したデータの比較を行い、故障の有無を判別する比較器型BISTや、読み出された結果をBIST回路内で圧縮し、圧縮した結果を元に故障の有無を判別する圧縮器型BISTなどがある。
このような、従来のBIST回路において、複雑なアドレス遷移を持つテストシーケンスを生成する場合は、テストシーケンスを生成する回路構成を複雑化させる必要があった。
特開2007−188560 特開2005−141794 特開2002−358797
回路構成の簡易化を図りつつ、より広範囲なテストシーケンスを生成することが可能なBIST回路を提供する。
本発明の一態様に係るBIST回路は、半導体集積回路に内蔵されたメモリ又は半導体集積回路の外部に設けられたメモリのテストを実行する。BIST回路は、実行すべきテストシーケンスに応じて、論理アドレスを規定する論理アドレス信号、前記論理アドレスに対応する書き込みデータである論理データを規定する論理データ信号、および、前記論理アドレスに対応する読み出しデータの期待値である論理期待値を規定する論理期待値信号を生成するテストシーケンス生成回路を備える。BIST回路は、前記論理アドレス信号、前記論理データ信号および前記論理期待値信号が入力されるアドレス・データ変換回路を備える。このアドレス・データ変換回路は、前記メモリの物理構成に応じて、前記論理データを変換することにより、前記メモリに書き込むための物理データを規定する物理データ信号を生成する。このアドレス・データ変換回路は、前記メモリの物理構成に応じて、前記論理アドレスを変換することにより、前記物理データに対応する前記メモリの物理アドレスを規定する物理アドレス信号を生成する。このアドレス・データ変換回路は、前記メモリの物理構成に応じて、前記論理期待値を変換することにより、前記物理データに対応する前記メモリの読み出しデータの期待値である物理期待値を規定する物理期待値信号を生成する。BIST回路は、前記物理アドレス信号により規定される前記メモリの前記物理アドレスに書き込まれた前記物理データを前記メモリから読み出した出力データを規定する出力データ信号と、前記論理期待値信号とが入力され、前記出力データと前記物理期待値とを比較し、この比較結果に基づいて、前記メモリの故障の有無を解析した解析結果信号を出力する出力解析回路を備える。
前記アドレス・データ変換回路は、前記論理アドレスのアドレス順を、前記メモリに対して物理的にテストシーケンスを実行する順に変換する。
図1は、実施例1に係るBIST回路100の構成の一例を示すブロック図である。 図2は、図1に示すBIST回路100の具体的な構成の一例を示すブロック図である。 図3は、論理アドレスA0〜A2とアドレス順との関係の一例を示す図である。 図4は、図3に示す論理アドレスA0〜A2のビットに予め設定された拡張アドレスE0のビットを加えたアドレスと、アドレス順との関係の一例を示す図である。 図5は、図4に示すアドレスをメモリMの物理構成に応じて変換した物理アドレスA0p〜A2Pと、アドレス順との関係の一例を示す図である。 図6は、図2のMarchデータレジスタ(記憶回路)DRの構成の一例を示す図である。 図7は、Marchデータ設定の一例を示す図である。
以下、実施例について図面に基づいて説明する。
図1は、実施例1に係るBIST回路100の構成の一例を示すブロック図である。また、図2は、図1に示すBIST回路100の具体的な構成の一例を示すブロック図である。
図1、図2に示すように、BIST回路100は、半導体集積回路(図示せず)に内蔵されたメモリM又は半導体集積回路(図示せず)の外部に設けられたメモリMのテストを実行する。
なお、メモリMは、例えば、図2に示すように、DRAMである。ここで、図2に示すように、メモリMは、書き込み動作においては、物理アドレス信号PAにより規定される物理アドレスに、物理データ信号PDにより規定された物理データを書き込む。また、メモリMは、読み出し動作においては、物理アドレス信号PAにより規定される物理アドレスに書き込まれた物理データを、読み出す(すなわち、読み出された出力データを規定する出力データ信号ODを出力する)。
このBIST回路100は、例えば、図1、図2に示すように、テストシーケンス生成回路TCと、アドレス・データ変換回路CCと、出力解析回路OCと、を備える。
ここで、図2に示すように、テストシーケンス生成回路TCは、実行すべきテストシーケンスに応じて、論理アドレスを規定する論理アドレス信号LA、論理アドレスに対応する書き込みデータである論理データを規定する論理データ信号LD、および、論理アドレスに対応する読み出しデータの期待値である論理期待値を規定する論理期待値信号LEを生成する。
このテストシーケンス生成回路TCは、例えば、図2に示すように、アドレス生成回路AGCと、データ生成回路DGCと、Marchデータレジスタ(記憶回路)DRと、を有する。
MarchデータレジスタDRは、例えば、テスト時に外部から設定されたテストシーケンス(書き込み動作、読み出し動作、書き込み動作におけるデータ、および読み出し動作におけるデータ等)を規定する情報を記憶している。そして、MarchデータレジスタDRは、テストシーケンスを規定する情報に基づいた制御信号をアドレス生成回路AGCおよびデータ生成回路DGCに出力する。
アドレス生成回路AGCは、実行すべきテストシーケンスに応じて、論理アドレスを規定する論理アドレス信号LAを出力する。
データ生成回路DGCは、実行すべきテストシーケンスに応じて、論理アドレスに対応する書き込みデータである論理データを規定する論理データ信号LDを出力する。さらに、このデータ生成回路DGCは、実行すべきテストシーケンスに応じて、論理アドレスに対応する読み出しデータの期待値である論理期待値を規定する論理期待値信号LEを出力する。
また、図2に示すように、アドレス・データ変換回路CCは、論理アドレス信号LA、論理データ信号LDおよび論理期待値信号LEが入力される。
そして、このアドレス・データ変換回路CCは、メモリMの物理構成(物理設計上の構造)に応じて、論理データを変換することにより、メモリMに書き込むための物理データを規定する物理データ信号PDを生成する。
さらに、アドレス・データ変換回路CCは、メモリMの物理構成に応じて、論理アドレスを変換することにより、物理データに対応するメモリMの物理アドレスを規定する物理アドレス信号PAを生成する。
さらに、アドレス・データ変換回路CCは、メモリMの物理構成に応じて、論理期待値を変換することにより、物理データに対応するメモリMの読み出しデータの期待値である物理期待値を規定する物理期待値信号PEを生成する。
このアドレス・データ変換回路CCは、論理アドレスのアドレス順を、メモリMに対して物理的にテストシーケンスを実行する順に変換する。このアドレス順は、少なくとも1の物理アドレスに対して1回以上アクセス動作するように設定される。
また、アドレス・データ変換回路CCは、論理アドレスのビットに予め設定された拡張アドレスのビットを加えたアドレスを、メモリMの物理構成に応じて、物理アドレスに変換する。
なお、アドレス・データ変換回路CCは、メモリMのアドレス入力のビット幅よりも多いアドレス入力のビット幅を有する。
なお、アドレス・データ変換回路CCは、論理アドレスを物理アドレスに変換する規則となるメモリMの物理構成に応じた情報を、例えば、テスト時に外部から入力される。
ここで、アドレス・データ変換回路CCは、例えば、図2に示すように、変換回路ACと、変換回路DCと、演算回路XDと、変換回路ECと、演算回路XEと、遅延回路DEと、を有する。
変換回路ACは、例えば、SRAMを含む。この変換回路ACは、論理アドレス信号LAが入力され、この論理アドレス信号LAで規定される論理アドレスに記憶されたデータを、物理データに対応するメモリMの物理アドレスとして読み出し、この物理アドレスを規定する物理アドレス信号PAを出力する。
ここで、変換回路(SRAM)ACには、テスト時に、メモリMの物理構成に応じて、データが記憶される。これにより、物理アドレス信号PAにより規定される物理アドレスは、メモリMの物理構成に応じて、論理アドレスを変換した値に設定されることとなる。
また、変換回路DCは、例えば、SRAMを含む。この変換回路DCは、論理アドレス信号LAが入力され、この論理アドレス信号LAで規定される論理アドレスに記憶されたデータを読み出して出力する。なお、この変換回路DCは、物理アドレス信号PAが入力され、この物理アドレス信号PAで規定される物理アドレスに記憶されたデータを読み出して出力するようにしてもよい。
そして、演算回路XDは、例えば、図2に示すように、排他的論理和回路である。この演算回路XDは、変換回路DCの出力信号と論理データ信号LDが入力され、変換回路DCの出力信号のデータと論理データを演算(排他的論理和演算)する。そして、演算回路XDは、この演算結果によるデータを規定する信号を、物理データを規定する物理データ信号PDとして出力する。
ここで、変換回路(SRAM)DCには、テスト時に、メモリMの物理構成に応じて、データが記憶される。これにより、物理データ信号DAにより規定される物理データは、メモリMの物理構成に応じて、論理データを変換した値に設定されることとなる。
また、変換回路ECは、例えば、SRAMを含む。この変換回路ECは、論理期待値信号LEが入力され、この論理アドレス信号LEで規定される論理アドレスに記憶されたデータを読み出して出力する。なお、既述のように変換回路DCに物理アドレス信号PAが入力される場合は、この変換回路ECは、同様に物理アドレス信号PAが入力され、この物理アドレス信号PAで規定される物理アドレスに記憶されたデータを読み出して出力するように設定される。
演算回路XEは、例えば、図2に示すように、排他的論理和回路である。この演算回路XEは、変換回路ECの出力信号と論理期待値信号LEが入力され、変換回路ECの出力信号のデータと論理期待値を演算(排他的論理和演算)する。そして、演算回路XEは、この演算結果によるデータを規定する信号を、物理期待値を規定する物理期待値信号PEとして出力する。
ここで、変換回路(SRAM)ECには、テスト時に、メモリMの物理構成に応じて、データが記憶される。これにより、物理期待値信号EAにより規定される物理期待値は、メモリMの物理構成に応じて、論理期待値を変換した期待値に設定されることとなる。
また、遅延回路DEは、物理期待値信号PEを所定時間だけ遅延させる。この遅延時間は、メモリMのデータの読み出し時間に基づいて(例えば、データの読み出し時間と等しくなるように)、設定される。この遅延回路DEは、例えば、図2に示すように、レジスタである。
また、出力解析回路OCは、物理アドレス信号PAにより規定されるメモリMの物理アドレスに書き込まれた物理データをメモリMから読み出した、出力データを規定する出力データ信号ODと、物理期待値信号PEとが入力される。
そして、出力解析回路OCは、メモリMから読み出した出力データと、物理期待値とを比較し、この比較結果に基づいて、メモリMの故障の有無を解析した解析結果信号を出力する。
例えば、この出力解析回路OCは、物理期待値と出力データとが一致しない場合は、メモリMに故障が有る(fail)ことを規定する解析結果信号を出力する。
一方、出力解析回路OCは、物理期待値と出力データとが一致する場合には、メモリMに故障が無い(pass)ことを規定する解析結果信号を出力する。
ここで、出力解析回路OCは、例えば、図2に示すように、複数の排他的論理和回路Xと、論理和回路ORと、を有する。
複数の排他的論理和回路Xは、それぞれメモリMの出力ビット位置に対応して設けられている。そして、この複数の排他的論理和回路Xは、それぞれ、同じ物理アドレスに対応する出力データ信号ODと物理期待値信号PEとが入力され、それぞれを排他的論理和演算した結果に応じた信号を出力する。
そして、論理和回路ORは、複数の排他的論理和回路Xが出力した信号を論理和演算して出力する。この論理和回路ORは、例えば、1つでも出力データと物理期待値とが一致しない場合は、メモリMの故障が有ること(fail)を規定する論理(例えば、“1”)を出力する。一方、論理和回路ORは、例えば、出力データと物理期待値とがすべて一致する場合は、メモリMの故障が無いこと(pass)を規定する論理(例えば、“0”)を出力する。
次に、以上のような構成を有するBIST回路100の動作の一例について説明する。
既述のように、テストシーケンス生成回路TCは、実行すべきテストシーケンスに応じて、論理アドレスを規定する論理アドレス信号LA、論理アドレスに対応する書き込みデータである論理データを規定する論理データ信号LD、および、論理アドレスに対応する読み出しデータの期待値である論理期待値を規定する論理期待値信号LEを生成する。
そして、アドレス・データ変換回路CCは、メモリMの物理構成(物理設計上の構造)に応じて、論理データを変換することにより、メモリMに書き込むための物理データを規定する物理データ信号PDを生成する。さらに、アドレス・データ変換回路CCは、メモリMの物理構成に応じて、論理アドレスを変換することにより、物理データに対応するメモリMの物理アドレスを規定する物理アドレス信号PAを生成する。さらに、アドレス・データ変換回路CCは、メモリMの物理構成に応じて、論理期待値を変換することにより、物理データに対応するメモリMの読み出しデータの期待値である物理期待値を規定する物理期待値信号PEを生成する。
ここで、図3は、論理アドレスA0〜A2とアドレス順との関係の一例を示す図である。また、図4は、図3に示す論理アドレスA0〜A2のビットに予め設定された拡張アドレスE0のビットを加えたアドレスと、アドレス順との関係の一例を示す図である。また、図5は、図4に示すアドレスをメモリMの物理構成に応じて変換した物理アドレスA0p〜A2Pと、アドレス順との関係の一例を示す図である。
例えば、3ビットのアドレスA2,A1,A0への入力は、論理的にカウントすると、図3のように順に上から生成される。
例として、拡張アドレスを1ビット持つ場合、図3に示す論理アドレスA0〜A2のビットに予め設定された拡張アドレスE0のビットを加えたアドレスへの入力は、論理的にカウントすると、図4のように順に上から生成される。
アドレス・データ変換回路CCは、この図4に示す全アドレスビットを入力とし、メモリMの物理構成(物理設計上の構造)に応じて、メモリMのアドレス入力となる物理アドレス情報を生成する。
ここで、図5は、図4に示すアドレスをメモリMの物理構成に応じて変換した物理アドレスA0p〜A2Pと、アドレス順との関係の一例を示す図である。
この図5に示す場合における、アドレスの変換式は下記のようになる。この変換式は、メモリMの物理構成(物理設計上の構造)に応じて、設定される。
A2p=A2
A1p=A1
A0p=A0^E0 ("^"は、排他的論理和)
この図5に示すように、アドレス変換による論理アドレスと物理アドレスの対応が一部多対一となり、同一のアドレスを複数回生成することができるようになる。
すなわち、同一アドレスに複数回アクセスするテストシーケンスをメモリMに対して生成することができる。そして、テストシーケンス生成回路に複雑な機能を追加しないでも、複雑なテストシーケンスをBIST回路100が生成することができるようになる。
また、対応式を外部からテスト時に入力し、アドレス・データ変換回路を構成可能にすることにより、外部メモリMの任意の物理構成に対応することができる。
本実施例により、半導体集積回路の埋め込みメモリMあるいは外付けメモリMのテストをBIST回路で行う際に、アドレス・データの物理スクランブル変換回路にアドレスの拡張範囲を持たせる。これにより、信号変化をプログラム化するよりも簡易な回路で、より広範囲のテストシーケンス生成ができる。
以上のように、本実施例1に係るBIST回路によれば、回路構成の簡易化を図りつつ、より広範囲なテストシーケンスを生成することができる。
図6は、図2のMarchデータレジスタ(記憶回路)DRの構成の一例を示す図である。
図6に示すように、MarchデータレジスタDRは、メモリMに対するアクセスの書き込み動作又は読み出し動作の設定コード(動作1〜M、M+1〜N)と、アクセスにおける書き込みデータである論理データ又は読み出しデータである論理期待値(データ1〜M、M+1〜N)と、拡張アドレスのビットを用いるか否かを設定するフラグ情報(フラグ1〜M、M+1〜N)の組を、複数記憶する。
そして、アドレス・データ変換回路CCは、フラグ情報が拡張アドレスのビットを用いることを規定する場合(例えば、論理“1”)は、論理アドレスのビットに拡張アドレスのビットを加えたアドレスを、メモリMの物理構成に応じて、物理アドレスに変換する。
一方、アドレス・データ変換回路CCは、フラグ情報が拡張アドレスのビットを用いないことを規定する場合(例えば、論理“0”)は、論理アドレスのビットに拡張アドレスのビットを加えていないアドレスを、メモリMの物理構成に応じて、物理アドレスに変換する。
そして、BIST回路100は、アドレス・データ変換回路CCが生成する物理アドレスのアドレス順に、設定コードに対応するメモリMへのアクセス動作(書き込み動作、読み出し動作)を、順次、実行する。
なお、フラグ情報は、例えば、テスト時に、MarchデータレジスタDRに外部から入力される。
ここで、図7は、Marchデータ設定の一例を示す図である。
この図7に示すMarchデータ設定が、図6に示すアドレスの遷移と組み合わされた場合、アドレス順1〜16までの物理アドレスに対し、READ“0”、WRITE“1”、READ“0”の動作を順次行う。
この際、同一物理アドレスがそれぞれ2度ずつ現れることから、これら書き込みおよび読み出し動作も、それぞれ一つの物理アドレスに対し2度ずつ行われることになる。
そして、上述のように、フラグ情報が“0”に設定される場合は、拡張アドレスへのアクセスは行わず、各アドレスに1回ずつ、物理アドレス順にアクセスを行うことになる。
このようにして、アドレス・データ変換回路CCの入力に拡張アドレス部分を持たせる。これにより、メモリMに対応してBIST回路100を複雑に変更することなく、より広範なテストシーケンスを生成できる。
なお、その他の構成・機能は、実施例1のBIST回路100と同様である。
すなわち、本実施例2に係るBIST回路によれば、回路構成の簡易化を図りつつ、より広範囲なテストシーケンスを生成することができる。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
100 BIST回路
TC テストシーケンス生成回路
CC アドレス・データ変換回路
OC 出力解析回路
X 排他的論理和回路
OR 論理和回路
AGC アドレス生成回路
DGC データ生成回路
DR Marchデータレジスタ(記憶回路)
AC 変換回路
DC 変換回路
XD 演算回路
EC 変換回路
XE 演算回路
DE 遅延回路

Claims (6)

  1. 半導体集積回路に内蔵されたメモリ又は半導体集積回路の外部に設けられたメモリのテストを実行するBIST回路であって、
    実行すべきテストシーケンスに応じて、論理アドレスを規定する論理アドレス信号、前記論理アドレスに対応する書き込みデータである論理データを規定する論理データ信号、および、前記論理アドレスに対応する読み出しデータの期待値である論理期待値を規定する論理期待値信号を生成するテストシーケンス生成回路と、
    前記論理アドレス信号、前記論理データ信号および前記論理期待値信号が入力され、前記メモリの物理構成に応じて、前記論理データを変換することにより、前記メモリに書き込むための物理データを規定する物理データ信号を生成し、前記メモリの物理構成に応じて、前記論理アドレスを変換することにより、前記物理データに対応する前記メモリの物理アドレスを規定する物理アドレス信号を生成し、前記メモリの物理構成に応じて、前記論理期待値を変換することにより、前記物理データに対応する前記メモリの読み出しデータの期待値である物理期待値を規定する物理期待値信号を生成するアドレス・データ変換回路と、
    前記物理アドレス信号により規定される前記メモリの前記物理アドレスに書き込まれた前記物理データを前記メモリから読み出した出力データを規定する出力データ信号と、前記物理期待値信号とが入力され、前記出力データと前記物理期待値とを比較し、この比較結果に基づいて、前記メモリの故障の有無を解析した解析結果信号を出力する出力解析回路と、を備え、
    前記アドレス・データ変換回路は、前記論理アドレスのアドレス順を、前記メモリに対して物理的にテストシーケンスを実行する順に変換し、
    前記テストシーケンス生成回路は、
    前記メモリに対するアクセスの書き込み動作又は読み出し動作の設定コードと、前記アクセスにおける書き込みデータである論理データ又は読み出しデータである論理期待値との組を、複数記憶する記憶回路を有し、
    前記BIST回路は、
    前記アドレス・データ変換回路が生成する前記物理アドレスのアドレス順に、前記設定コードに対応する前記メモリへのアクセス動作を、順次、実行するBIST回路。
  2. 前記アドレス・データ変換回路は、
    前記論理アドレスのビットに予め設定された拡張アドレスのビットを加えたアドレスを、前記メモリの物理構成に応じて、前記物理アドレスに変換する
    請求項1に記載のBIST回路。
  3. 前記記憶回路は、
    前記拡張アドレスのビットを用いるか否かを設定するフラグ情報を記憶し、
    前記アドレス・データ変換回路は、
    前記フラグ情報が前記拡張アドレスのビットを用いることを規定する場合は、前記論理アドレスのビットに前記拡張アドレスのビットを加えたアドレスを、前記メモリの物理構成に応じて、前記物理アドレスに変換し、
    一方、前記フラグ情報が前記拡張アドレスのビットを用いないことを規定する場合は、前記論理アドレスのビットに前記拡張アドレスのビットを加えていないアドレスを、前記メモリの物理構成に応じて、前記物理アドレスに変換する請求項に記載のBIST回路。
  4. 前記フラグ情報は、テスト時に、前記記憶回路に外部から入力される請求項に記載のBIST回路。
  5. 前記アドレス・データ変換回路は、
    前記メモリのアドレス入力のビット幅よりも多いアドレス入力のビット幅を有する請求項1ないし4のいずれか一項に記載のBIST回路。
  6. 前記アドレス・データ変換回路は、
    前記論理アドレスを前記物理アドレスに変換する規則となる前記メモリの物理構成に応じた情報を、テスト時に外部から入力される請求項1ないし5のいずれか一項に記載のBIST回路。
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