JP6268461B2 - 半導体装置、物理量センサー、電子機器及び移動体 - Google Patents
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Description
ー、電子機器及び移動体を提供することができる。
本適用例に係る半導体装置は、スキャンテストモードを有するデジタル回路を含み、前記デジタル回路は、前記スキャンテストモードの場合にスキャンチェーンの一部を構成する第1のフリップフロップと、前記第1のフリップフロップの入力側に設けられた第1のセレクターと、を有し、前記第1のセレクターは、前記スキャンテストモードでない場合は第1の信号を選択し、前記スキャンテストモードの場合は前記第1の信号と異なる第2の信号を選択可能である。
上記適用例に係る半導体装置において、前記デジタル回路は、前記スキャンテストモードの場合に前記スキャンチェーンの一部を構成する第2のフリップフロップを含み、前記第2の信号は、前記第2のフリップフロップの出力信号であり、前記第1のセレクターの出力から前記第1のフリップフロップの入力に至る信号経路に少なくとも1つの論理素子
が設けられていてもよい。
上記適用例に係る半導体装置は、前記デジタル回路とのインターフェースを有するアナログ回路を含み、前記第2の信号は、前記デジタル回路から前記アナログ回路への出力信号であってもよい。
上記適用例に係る半導体装置において、前記第2の信号は、前記スキャンテストモードの場合に出力信号の論理レベルが固定される論理素子の入力信号であってもよい。
上記適用例に係る半導体装置は、前記デジタル回路とのインターフェースを有するアナログ回路を含み、前記第1の信号は、前記アナログ回路から前記デジタル回路への入力信号であってもよい。
上記適用例に係る半導体装置において、前記第1の信号は、前記スキャンテストモードの場合に論理レベルが固定される信号であってもよい。
上記適用例に係る半導体装置において、前記第1のセレクターは、前記スキャンテストモードの場合に常に前記第2の信号を選択するようにしてもよい。
上記適用例に係る半導体装置において、前記デジタル回路は、前記スキャンテストモードの場合に前記スキャンチェーンの一部を構成する第3のフリップフロップを有し、前記第1のセレクターは、前記スキャンテストモードの場合に、前記第3のフリップフロップの出力信号に応じて、前記第1の信号又は前記第2の信号を選択するようにしてもよい。
上記適用例に係る半導体装置において、前記第2の信号は、前記スキャンテストモードでない場合に機能しない多入力論理回路の出力信号であってもよい。
上記適用例に係る半導体装置において、前記多入力論理回路の入力信号の少なくとも一部は、前記デジタル回路から前記アナログ回路への出力信号、又は、前記スキャンテストモードの場合に出力信号の論理レベルが固定される論理素子の入力信号であってもよい。
本適用例に係る物理量センサーは、物理量を検出するセンサー素子と、前記センサー素子の検出信号に基づいて前記物理量に応じた信号を生成する、上記のいずれかの半導体装置と、を含む。
を計測する傾斜計であってもよい。
本適用例に係る電子機器は、上記のいずれかの半導体装置を含む。
本適用例に係る移動体は、上記のいずれかの半導体装置を含む。
1−1.第1実施形態
[回路構成]
図1は、第1実施形態の半導体装置の構成例を示す図である。図1に示すように、第1実施形態の半導体装置1は、デジタル回路2とアナログ回路3を含んで構成されている。ただし、本実施形態の半導体装置1は、アナログ回路3を含んでいなくてもよい。
図2は、通常動作モード時の信号伝搬経路について説明するための図である。図2において、通常動作モード時の信号伝搬経路は太線で示されている。
スキャンテストモード時(スキャンテスト信号STがハイレベルの時)は、入力端子T16を介して外部入力端子T3からデジタル回路2に入力された信号は、AND素子40を伝搬し、スキャンイネーブル信号SEとしてFF10〜18のSE端子に入力される。また、外部入力端子T4から入力端子T17を介して入力された信号は、スキャンリセット信号SRそしてFF10〜18のR端子に入力される。
FF13に保持される。FF13の出力信号は、FF15のSD端子に入力され、クロック信号CKの立ち上がりエッジでFF15に保持される。FF15の出力信号は、FF18のSD端子に入力され、クロック信号CKの立ち上がりエッジでFF18に保持される。FF18の出力信号は、出力端子T24を介して外部出力端子T5から外部に出力される。
。
本実施形態では、デジタル回路2の故障検出率を向上させるために、セレクター20〜24を設け、スキャンテストモード時にセレクター20〜24を伝搬する信号経路が通常動作モード時と異なるようにしている。以下、セレクター20〜24を設けたことにより故障検出率が向上する理由について、それぞれ詳細に説明する。
通常動作モードにおいて、論理回路31の出力信号は、フロップに保持されずに出力端子21を介してアナログ回路3に出力され、半導体装置1の外部出力端子から出力されることもない。従って、何らかの回路上の対策をせずにスキャンテストを行えば、論理回路31の出力信号を外部からモニターすることができず、論理回路31の一部又は全部のノードの故障を検出することができない。そこで、本実施形態では、スキャンテスト信号STがローレベルの時(スキャンテストモードでない時)は入力端子T11から入力される信号(第1の信号の一例)を選択し、スキャンテスト信号STがハイレベルの時(スキャンテストモードの時)は論理回路31の出力信号(第2の信号の一例)を選択するセレクター20(第1のセレクターの一例)をFF10(第1のフリップフロップの一例)の前に設けている。すなわち、スキャンテストモードにおいて、スキャンイネーブル信号SEがローレベルの時は、論理回路31の出力信号がクロック信号CKの立ち上がりエッジでFF10に保持されるようにしている。FF10はスキャンチェーンの一部を構成するので、スキャンテストにより、論理回路31の出力信号を外部からモニターすることができ、論理回路31の故障検出率が向上する。
スキャンテストモードでは、デジタル回路2の各ノードの故障検出を目的とするため、アナログ回路3の動作は停止される。従って、アナログ回路3から入力端子T12を介してデジタル回路2に入力される信号はローレベル又はハイレベルに固定されるため、何らかの回路上の対策をせずにスキャンテストを行えば、論理回路32の故障検出率が低下する。そこで、本実施形態では、スキャンテスト信号STがローレベルの時(スキャンテストモードでない時)は入力端子T12から入力される信号(第1の信号の一例)を選択し、スキャンテスト信号STがハイレベルの時(スキャンテストモードの時)はFF13(第2のフリップフロップの一例)の出力信号(第2の信号の一例)を選択するセレクター21(第1のセレクターの一例)を論理回路32の前に設けている。すなわち、スキャンテストモードにおいて、スキャンイネーブル信号SEがローレベルの時は、入力端子T12から入力される信号に代えて、FF13の出力信号が論理回路32に入力され、論理回路32の出力信号がクロック信号CKの立ち上がりエッジでFF12(第1のフリップフロップの一例)に保持されるようにしている。FF12及びFF13はスキャンチェーンの一部を構成するので、スキャンテストにより、論理回路32の入力信号を任意に設定できるとともに、論理回路32の出力信号を外部からモニターすることができ、論理回路32の故障検出率が向上する。
OR素子42には論理回路34の出力信号とスキャンテスト信号STが入力されており、スキャンテストモードの時(スキャンテスト信号STがハイレベルの時)は、OR素子42の出力信号がハイレベルに固定されてしまう。従って、何らかの回路上の対策をせずにスキャンテストを行えば、論理回路34の出力信号(論理レベルが可変)を外部からモニターすることができず、論理回路34の故障検出率が低下する。そこで、本実施形態では、スキャンテスト信号STがローレベルの時(スキャンテストモードでない時)は入力端子T13から入力される信号(第1の信号の一例)を選択し、スキャンテスト信号STがハイレベルの時(スキャンテストモードの時)は論理回路34の出力信号(第2の信号の一例)を選択するセレクター22(第1のセレクターの一例)をFF14(第1のフリップフロップの一例)の前に設けている。すなわち、スキャンテストモードにおいて、スキャンイネーブル信号SEがローレベルの時は、入力端子T12から入力される信号に代えて、論理回路34の出力信号がクロック信号CKの立ち上がりエッジでFF14に保持されるようにしている。FF14はスキャンチェーンの一部を構成するので、スキャンテストにより、論理回路34の出力信号を外部からモニターすることができ、論理回路34の故障検出率が向上する。
また、通常動作モードの時はスキャンテスト信号STがローレベルなので、論理回路34の出力信号がOR素子42を伝搬して論理回路35に入力されるが、スキャンテストモードの時(スキャンテスト信号STがハイレベルの時)は、OR素子42により論理回路35の入力信号がハイレベルに固定されてしまう。従って、何らかの回路上の対策をせずにスキャンテストを行えば、論理回路35の故障検出率が低下する。そこで、本実施形態では、スキャンテスト信号STがローレベルの時(スキャンテストモードでない時)はOR素子42の出力信号(第1の信号の一例)を選択し、スキャンテスト信号STがハイレベルの時(スキャンテストモードの時)はFF12(第2のフリップフロップの一例)の出力信号(第2の信号の一例)を選択するセレクター23(第1のセレクターの一例)を論理回路35の前に設けている。すなわち、スキャンテストモードにおいて、スキャンイネーブル信号SEがローレベルの時は、OR素子42の出力信号に代えて、FF12の出力信号が論理回路35に入力され、論理回路35の出力信号がクロック信号CKの立ち上がりエッジでFF15(第1のフリップフロップの一例)に保持されるようにしている。FF12及びFF15はスキャンチェーンの一部を構成するので、スキャンテストにより、論理回路35の入力信号を任意に設定できるとともに、論理回路35の出力信号を外部からモニターすることができ、論理回路35の故障検出率が向上する。
スキャンテストモード時に、論理回路36の一部のノードがハイレベル又はローレベルに固定されてしまう場合、何らかの回路上の対策をせずにスキャンテストを行えば、当該ノードの前段の回路部分の故障検出率が低下する。そこで、本実施形態では、AND素子41の出力信号がローレベルの時(スキャンテストモードでない時)は論理回路37の出力信号(第1の信号の一例)を選択し、AND素子41の出力信号がハイレベルの時(スキャンテストモードの時)は論理回路36の論理レベルが固定されるノードの直前の、論理レベルが可変の所定ノードの信号(第2の信号の一例)を選択するセレクター22(第1のセレクターの一例)をFF18(第1のフリップフロップの一例)の前に設けている。スキャンテスト信号STがローレベルの時(スキャンテストモードでない時)は、AND素子41の出力信号がローレベルであり、スキャンテスト信号STがハイレベルの時(スキャンテストモードの時)は、AND素子41の出力にFF17(第3のフリップフロップの一例)の出力信号が伝搬する。すなわち、スキャンテストモードにおいて、スキャンイネーブル信号SEがローレベルの時は、FF17の出力信号の論理レベルに応じて、論理回路37の出力信号と論理回路36の所定ノードの信号のいずれかがクロック信号CKの立ち上がりエッジでFF18に保持されるようにしている。FF17はスキャンチェ
ーンの一部を構成するので、FF17の出力信号、すなわち、スキャンテストモードでのセレクター24の制御信号は、外部入力端子T1からハイレベル又はローレベルに自由に設定することができる。さらに、FF18はスキャンチェーンの一部を構成するので、スキャンテストにより、論理回路37の出力信号と論理回路36の所定ノードの信号のいずれも外部からモニターすることができ、論理回路36及び論理回路37の故障検出率が向上する。なお、仮に、セレクター20〜23と同様に、セレクター24の制御信号をスキャンテスト信号STに固定すると、セレクター24はスキャンテストモード時に常に論理回路36の所定ノードの信号を選択することになり、論理回路37の故障検出ができないことになってしまうが、AND素子41を伝搬したFF17の出力信号をセレクター24の制御信号とすることで、論理回路37の故障検出も可能にしている。
第1実施形態では、例えば、デジタル回路2からアナログ回路3への出力信号がアナログ回路3からデジタル回路2への入力信号よりも多い場合、スキャンテストモード時に、当該出力信号の各々を、通常動作モード時に当該入力信号がそれぞれ入力されるフリップフロップの入力側に設けられたセレクターに別個に入力することができない。そこで、第2実施形態では、スキャンテストモード時にモニターしたい複数の信号が入力される多入力論理回路を設け、当該多入力論理回路の出力信号がセレクターに入力される。この多入力論理回路は、スキャンテストモード用に設けられたものであり、スキャンテストモードでない時(通常動作モード時)は機能しない(通常動作モード時のデジタル回路2の動作に寄与しない)。この多入力論理回路の入力信号は、例えば、デジタル回路3からアナログ回路2への出力信号や、スキャンテストモード時に、入力信号の論理レベルが可変であり、かつ、出力信号の論理レベルが固定される論理素子の当該入力信号等である。
1では、デジタル回路2において、フリップフロップ13のデータ出力端子(Q端子)と出力端子T22の間に論理回路38が設けられ、フリップフロップ15のデータ出力端子(Q端子)と出力端子T23の間に論理回路39が設けられている点が、第1実施形態(図1)と異なる。さらに、第2実施形態の半導体装置1では、デジタル回路2は、論理回路31の出力信号(出力端子T21からアナログ回路3へ出力される信号)、論理回路38の出力信号(出力端子T22からアナログ回路3へ出力される信号)及び論理回路39の出力信号(出力端子T23からアナログ回路3へ出力される信号)が入力される3入力のEXOR素子43(EXOR回路)(多入力論理回路の一例)を含む。このEXOR素子43の出力信号は、セレクター20の第2入力端子に入力される。セレクター20は、通常動作モード時は、入力端子T11を介してアナログ回路3からデジタル回路2に入力された信号を選択し、スキャンテストモード時は、EXOR素子43の出力信号を選択する。従って、EXOR素子43は、通常動作モード時は機能せず、スキャンモード時のみ機能する。なお、図6のその他の構成は、図1と同じなので、その説明を省略する。
図7は、本実施形態の物理量センサーの機能ブロック図の一例である。図7に示すように、本実施形態の物理量センサー100は、集積回路(IC)110及びセンサー素子120を含む。
スを保つように屈曲振動をする。このコリオリ力に伴う検出振動腕の屈曲振動と駆動振動腕の屈曲振動(励振振動)とは位相が90°ずれている。そして、圧電効果によってこれらの屈曲振動に基づく逆位相(位相が180°異なる)の交流電荷が2つの検出電極に発生する。この交流電荷は、コリオリ力の大きさ(言い換えれば、センサー素子120に加わる角速度の大きさ)に応じて変化する。
信号のデジタル値に対するフィルタ処理や平均化処理等を行うデジタル処理回路を少なくとも含むことができる。
図8は、本実施形態の電子機器の機能ブロック図である。また、図8は、本実施形態の電子機器の一例であるスマートフォンの外観の一例を示す図である。
Unit)320、操作部330、ROM(Read Only Memory)340、RAM(Random Access Memory)350、通信部360、表示部370、音出力部380を含んで構成されている。なお、本実施形態の電子機器は、図8の構成要素(各部)の一部を省略又は変更し、あるいは他の構成要素を付加した構成としてもよい。
図10は、本実施形態の移動体の一例を示す図(上面図)である。図10に示す移動体400は、物理量センサー410,420,430、コントローラー440,450,460、バッテリー470を含んで構成されている。なお、本実施形態の移動体は、図10の構成要素(各部)の一部を省略又は変更してもよいし、他の構成要素を付加した構成としてもよい。
Claims (9)
- スキャンテストモードを有するデジタル回路と、
前記デジタル回路とのインターフェースを有するアナログ回路と、を含み、
前記デジタル回路は、
前記スキャンテストモードの場合にスキャンチェーンの一部を構成する第1のフリップフロップと、
前記スキャンテストモードの場合に前記スキャンチェーンの一部を構成する第3のフリップフロップと、
前記第1のフリップフロップの入力側に設けられた第1のセレクターと、を有し、
前記第1のセレクターは、
前記スキャンテストモードでない場合は第1の信号を選択し、前記スキャンテストモードの場合は、前記第3のフリップフロップの出力信号に応じて、前記第1の信号又は前記第1の信号と異なる第2の信号を選択し、
前記第1の信号は、
前記アナログ回路から前記デジタル回路への入力信号であり、
前記第2の信号は、
前記デジタル回路から前記アナログ回路への出力信号である、半導体装置。 - 請求項1において、
前記デジタル回路は、
前記スキャンテストモードの場合に前記スキャンチェーンの一部を構成する第2のフリップフロップを含み、
前記第2の信号は、
前記第2のフリップフロップの出力信号であり、
前記第1のセレクターの出力から前記第1のフリップフロップの入力に至る信号経路に少なくとも1つの論理素子が設けられている、半導体装置。 - 請求項1又は2において、
前記第2の信号は、
前記スキャンテストモードの場合に出力信号の論理レベルが固定される論理素子の入力信号である、半導体装置。 - 請求項1乃至3のいずれか一項において、
前記第1の信号は、
前記スキャンテストモードの場合に論理レベルが固定される信号である、半導体装置。 - 請求項1乃至4のいずれか一項において、
前記第2の信号は、
前記スキャンテストモードでない場合に機能しない多入力論理回路の出力信号である、半導体装置。 - 請求項5において、
前記多入力論理回路の入力信号の少なくとも一部は、
前記デジタル回路から前記アナログ回路への出力信号、又は、前記スキャンテストモードの場合に出力信号の論理レベルが固定される論理素子の入力信号である、半導体装置。 - 物理量を検出するセンサー素子と、
前記センサー素子の検出信号に基づいて前記物理量に応じた信号を生成する、請求項1乃至6のいずれか一項に記載の半導体装置と、を含む、物理量センサー。 - 請求項1乃至6のいずれか一項に記載の半導体装置を含む、電子機器。
- 請求項1乃至6のいずれか一項に記載の半導体装置を含む、移動体。
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