JPH07160527A - インサーキットエミュレータ用マイクロプロセッサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 セミカスタムＩＣを用いて製造されたカスタ
ムマイクロコンピュータに用いられるインサーキットエ
ミュレータ用マイクロプロセッサを安価に提供する。 【構成】 マイクロコンピュータとしての機能に用いら
れないボンディングパッドに、インサーキットエミュレ
ータにおいて用いられる内部信号を供給した。この半導
体チップ２２は、通常のマイクロコンピュータとして動
作させる場合には、上述した内部信号が供給されている
ボンディングパッドにはダイボンディングがなされな
い。一方、インサーキットエミュレータを構築する場合
には、半導体チップ２２を、信号端子数の多い半導体パ
ッケージに搭載する。そして、内部信号が供給されてい
るボンディングパッドと、この半導体パッケージの信号
端子とをダイボンディングにより接続することにより、
内部信号を外部に取り出すことが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、いわゆるセミカスタム
ＩＣ技術を用いて製造される特定ユーザ向けカスタムマ
イクロコンピュータ用インサーキットエミュレータに関
する。特に、上記カスタムマイクロコンピュータの半導
体チップ上にインサーキットエミュレーション手段を搭
載することによって、構築されたインサーキットエミュ
レータ用マイクロプロセッサに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、マイクロコンピュータは様々な機
器に用いられ、その制御を司どっている。このようなマ
イクロコンピュータが組み込まれた機器の試験を行う手
法としてインサーキットエミュレータが幅広く使用され
ている。

【０００３】古典的な単純なアーキテクチャのマイクロ
コンピュータにおいては、そのマイクロコンピュータの
パッケージの外に出ている信号だけを用いて、そのマイ
クロコンピュータの動作をインサーキットエミュレーシ
ョンすることが可能である。このインサーキットエミュ
レーションのためには、上記マイクロコンピュータの外
部に適当な制御回路を設けることによってなされてい
た。

【０００４】しかし、近年のマイクロコンピュータはそ
のアーキテクチャが極めて複雑になり、かつ高集積度の
ものとなってきている。従って、パッケージの外に出力
されている信号のみを用いて、マイクロコンピュータの
内部動作をモニタしたり、その動作の制御を行ったりす
ることは困難である。このため、近年のインサーキット
エミュレータは、エミュレーションの対象となるマイク
ロコンピュータと同一の半導体チップ上にインサーキッ
トエミュレーションの回路を設けることによって構成さ
れているものも提案されている。このように、同一チッ
プ上にインサーキットエミュレーション用の回路を設け
た構成が特開平２−４４４８３号公報に記載されてい
る。

【０００５】一方、マイクロコンピュータを構成する半
導体チップはその集積度が著しく向上しているため、近
年においては半導体パッケージの信号端子の数に余裕が
なくなってきている。すなわち、外部の回路と入出力す
べき信号の数が多くなり、半導体パッケージの信号端子
のほとんどすべてが使用され、上述したインサーキット
エミュレータのための特別な信号端子を設ける余裕がな
くなってきているのである。

【０００６】信号端子の個数が少ないことを補うため
に、様々な手法が提案されている。例えば、通常のワン
チップマイクロコンピュータにおいては、不特定多数の
ユーザに使用されることを前提として設計されているた
め、一般にはパラレルポート等の標準的な回路を備えて
いる。このように、パラレルポートを備えたワンチップ
マイコンの概略ブロック図が図３に示されている。図３
の（ａ）に示されているように、通常のワンチップマイ
コンは、そのチップ１０の上にＣＰＵコア１２と、パラ
レルポート回路１４とを備えている。そして、このパラ
レルポート回路１４を介して、外部と信号の入出力を行
うことが可能である。このような構成のワンチップマイ
クロコンピュータでは、これをインサーキットエミュレ
ータに使用するときには、図３の（ｂ）に示されている
ようにこのパラレルポート回路１４を半導体チップ１０
以外の外部の回路と置き換えることによって強制的に未
使用の信号端子を作り出すのである。すなわち、図３の
（ａ）におけるパラレルポート回路１４は、図３の
（ｂ）において外部のパラレルポート回路１６に置き換
えられる。そしてこの状態では半導体チップ１０上のパ
ラレルポート回路１４は未使用の状態である。このよう
にパラレルポート回路１４の代わりに外部のパラレルポ
ート回路１６を使用したので、今までパラレルポート回
路１４の入出力に用いられていた信号端子に未使用の部
分が生じる。そして、この未使用の信号端子をインサー
キットエミュレーションを行うための内部信号を出力す
るための信号端子として使用するのである。これによっ
て、複雑な構造のマイクロコンピュータであっても、そ
のインサーキットエミュレータを構築することが可能と
なる。

【０００７】また、インサーキットエミュレータ用の信
号端子を得る方法として、特殊なパッケージを用いる方
法が考えられる。例えば、特開平２−１９７９３０号公
報には、マイクロコンピュータとしての通常の動作時に
は使用されない信号端子を備えた半導体パッケージを用
いることが提案されている。そして、インサーキットエ
ミュレータに使用するときには、この特殊な半導体パッ
ケージの上記信号端子からインサーキットエミュレーシ
ョン用の信号が出力されるのである。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上述したパラレルポー
ト回路を外部に設ける方法においては、あらかじめこの
外部のパラレルポート回路を外部に準備しておく必要が
ある。

【０００９】ところが、近年いわゆるＡＳＩＣ技術を適
用して、特定のユーザのみを対象としたいわゆる（セ
ミ）カスタムマイクロコンピュータが広く用いられ始め
た。そしてこのようなカスタムマイクロコンピュータに
おいては上述した標準的なパラレルポート回路のような
回路が常に存在するとはいえない。従って、上述したよ
うな所定の回路を外部に移すという手法は適用すること
ができない。

【００１０】また、上述した特開平２−１９７９３０号
公報に記載されている方法によれば、信号端子を得るこ
とは可能である。しかしながら、標準の半導体パッケー
ジではない特殊なパッケージを用いるため、そのコスト
が高額なものとなってしまう欠点がある。

【００１１】本発明は上記課題を解決するためになされ
たものであり、その目的は、カスタムマイクロコンピュ
ータに適用されるインサーキットエミュレータ用マイク
ロプロセッサを、安価に構築することである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】第一の本発明は、上記課
題を解決するために、セミカスタムＩＣによって作成さ
れたカスタムマイクロコンピュータに用いられるインサ
ーキットエミュレータ用マイクロプロセッサにおいて、
前記カスタムマイクロコンピュータと同一の半導体チッ
プであって、前記カスタムマイクロコンピュータの機能
として必要な信号の入出力を行うために前記カスタムマ
イクロコンピュータの回路と接続されている機能用ボン
ディングパッド以外の診断用ボンディングパッドに対
し、前記カスタムマイクロコンピュータの内部信号を出
力するための配線を接続した半導体チップと、前記半導
体チップが搭載される半導体パッケージであって、前記
カスタムマイクロコンピュータに用いられる半導体パッ
ケージより信号端子数の多い半導体パッケージと、を含
み、前記診断用ボンディングパッドが、前記半導体パッ
ケージの信号端子と接続されていることを特徴とするイ
ンサーキットエミュレータ用マイクロプロセッサであ
る。

【００１３】第二の本発明は、上記課題を解決するため
に、第一の発明のインサーキットエミュレータ用マイク
ロプロセッサにおいて、前記診断用ボンディングパッド
と、前記カスタムマイクロコンピュータの回路とを接続
する出力バッファを含み、前記内部信号は、前記出力バ
ッファと前記診断用ボンディングパッドとを介して、前
記信号端子から出力されることを特徴とするインサーキ
ットエミュレータ用マイクロプロセッサである。

【００１４】第三の本発明は、上記課題を解決するため
に、第二の本発明のインサーキットエミュレータ用マイ
クロプロセッサにおいて、前記診断用ボンディングパッ
ドと、前記カスタムマイクロコンピュータの回路の前記
内部信号を使用する箇所とを接続する入力バッファを含
み、前記カスタムマイクロコンピュータの前記内部信号
を使用する箇所は、前記入力バッファのみから、前記内
部信号を供給されることを特徴とするインサーキットエ
ミュレータ用マイクロプロセッサである。

【００１５】

【作用】第１の本発明における半導体パッケージは、イ
ンサーキットエミュレーションの対象であるカスタムマ
イクロコピュータよりも信号端子数が多くなっている。
従って、インサーキットエミュレーションに用いられる
内部信号がボンディングパッドに出力されている上記カ
スタムマイクロコンピュータの半導体チップをこの半導
体パッケージに搭載し、診断用ボンディングパッドと半
導体パッケージの信号端子とをダイボンディングによっ
て接続することによってインサーキットエミュレータ用
マイクロプロセッサが構築される。

【００１６】第２の本発明においては、第１の本発明に
おけるインサーキットエミュレータ用マイクロプロセッ
サにおいて、インサーキットエミュレーションに用いら
れる内部信号が、出力バッファを介して診断用ボンディ
ングパッドに出力されている。従って、マイクロコンピ
ュータの動作に対する影響を小さくすると共に、外部に
対し前記内部信号をより正確に送出することが可能とな
る。

【００１７】第３の本発明においては、インサーキット
エミュレーションに用いられる内部信号は、出力バッフ
ァと診断用ボンディングパッドと、さらに入力バッファ
を介して、マイクロコンピュータ内の所定の個所に供給
される。すなわち、前記内部信号はマイクロコンピュー
タの回路の内部で直接供給されるべき目的の個所に供給
されるのではなく、一旦診断用ボンディングパッドまで
引き出された後、目的の回路の個所まで入力バッファを
介して出力されるのである。従って、診断用ボンディン
グパッドを介して外部に、その内部信号を入力又は出力
する回路が設けられ、内部回路の代わりをさせる場合に
おいても、かかる内部信号の取り扱いタイミングが変化
することがない。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の好適な実施例を図に基づいて
説明する。

【００１９】実施例１ 図１には、本発明の好適な実施例であるインサーキット
エミュレータの構成説明図が示されている。本実施例１
においては、図１の（ａ）に示されているようにＣＰＵ
コア２０を含むカスタムマイクロコンピュータが半導体
チップ２２上に形成されている。図１の（ａ）に示され
ているように、例えば半導体チップ２２の一つの辺に６
個のボンディングパッドが配置されている。いわゆるＡ
ＳＩＣ技術を用いたセミカスタムＩＣにおいては、あら
かじめ所定の個数のボンディングパッドが半導体チップ
２２上に設けられている場合が多い。

【００２０】そして、本実施例１においては図１の
（ａ）に示されているように、一辺の６個のボンディン
グパッドのうち４個のみがマイクロコンピュータの機能
を実現するために用いられ、２個のボンディングパッド
が未使用となっている。この未使用となっているボンデ
ィングパッドは図１（ａ）中でハッチングによって表わ
されている。そして、この未使用のボンディングパッド
には、インサーキットエミュレータに用いられる内部信
号が供給されるように配線がなされている。

【００２１】このようにして製造された半導体チップ２
２を、マイクロコンピュータとして使用する場合には図
１（ｂ）に示されているような通常の半導体パッケージ
に格納する。図１（ｂ）は、例えばＱＦＰの１００信号
端子のパッケージである。そしてこの通常モード用の半
導体パッケージに前記半導体チップ２２を格納し、図１
（ｃ）に示されているようにダイボンディングが行われ
る。この場合、図１（ｃ）に示されているように、イン
サーキットエミュレータにおいて用いられる内部信号が
供給されているボンディングパッド（図においてハッチ
ングが付されている）にはダイボンディングがなされな
い。このようにしてセミカスタムのマイクロコンピュー
タを作ることにより通常のマイクロコンピュータとして
の動作を行わせることが可能である。

【００２２】一方、図１（ａ）に示されている半導体チ
ップ２２を、図１（ｂ）に示されている通常の半導体パ
ッケージよりも端子数の多い半導体パッケージに搭載す
ることにより、内部信号が供給されているボンディング
パッド（図１（ａ）においてハッチングが付されてい
る）を、半導体パッケージの信号端子と接続することが
可能である。例えば、図１（ａ）に示されている半導体
チップ２２を図１（ｄ）に示されている信号端子の多い
半導体パッケージに格納することにより、図１（ｅ）に
示されているようにハッチングが付されているボンディ
ングパッドも外部へ向かう信号端子とダイボンディング
によって接続されることが可能となる。例えば、本実施
例１においては図１（ｄ）に示されている半導体パッケ
ージはＱＦＰの１６０端子の半導体パッケージである。

【００２３】本実施例１において特徴的なことは、半導
体チップ２２上の未使用のボンディングパッドにインサ
ーキットエミュレータにおいて用いられる内部信号を供
給したことである。そして、この半導体チップ２２は、
通常の半導体パッケージに搭載すれば通常のマイクロコ
ンピュータの動作を行うが、所定の信号端子の個数が多
い半導体パッケージに搭載し、上述した内部信号が供給
されているボンディングパッドを信号端子と接続するこ
とにより、安価にセミカスタムマイクロコンピュータの
インサーキットエミュレータ用マイクロプロセッサを構
成することが可能である。

【００２４】なお、図１（ａ）において示されているよ
うに、未使用のボンディングパッドに内部信号を供給す
る場合、未使用の出力バッファを利用して供給すること
が好適である。これによって、上述した内部信号を安定
的に外部に取り出すことが可能である。

【００２５】ゲートアレイ、スタンダードセル等のいわ
ゆるＡＳＩＣ技術を利用してセミカスタムのマイクロコ
ンピュータを製造する場合、その半導体チップ上には利
用されない出力バッファ、入力バッファ、ボンディング
パッド等が多数存在することが多い。本発明は、このよ
うな事実に鑑み、この未使用の入力バッファや出力バッ
ファを用いてインサーキットエミュレータ用マイクロプ
ロセッサを構築しようとするものである。すなわち、量
産において用いられる通常の動作を行うマイクロコンピ
ュータの半導体パッケージより信号端子数の多い半導体
パッケージに封止し、かかる未使用の出力バッファ、ボ
ンディングパッドを用いてインサーキットエミュレータ
に利用される内部信号を外部に取り出すことが可能とな
るのである。

【００２６】実施例２ インサーキットエミュレータにおいては、半導体チップ
２２上に存在する回路、例えばメモリ２４をインサーキ
ットエミュレータ２６上の回路に置き換えて、より高機
能なデバック環境を提供することが多い。図２には、こ
のように半導体チップ２２の上のメモリ２４を外部メモ
リ２８と置き換える構成を有するインサーキットエミュ
レータ２６の構成説明図が示されている。

【００２７】このような構成をとった場合に問題となる
のは、いわゆるＡＣ特性の劣化である。すなわち、半導
体チップ２２上のメモリ２４を、外部の外部メモリ２８
に置き換えたため、信号の遅延時間が長くなってしまう
のである。

【００２８】本実施例２においては、このような問題を
解決するためにインサーキットエミュレータにおいて用
いられる内部信号を、通常動作時でも、インサーキット
エミュレータにおいて動作する場合でも同一の遅延時間
となるように構成したのである。このことを実現するた
めに、本実施例２においてはインサーキットエミュレー
タにおいて用いられる内部信号が必ずボンディングパッ
ドを通過してから所定の供給先へ送られるような構成と
したのである。すなわち、図２に示されているように、
ＣＰＵ２０から出力される信号は出力バッファ３０を介
してボンディングパッド３２に供給されている。それと
ともに、本実施例２においては、ボンディングパッド３
２に供給された上記内部信号が入力バッファ３４を介し
て例えばメモリ２４などの所定の供給先へ供給されてい
るのである。そして、ＣＰＵコア２０からメモリ２４へ
は直接にはこの内部信号が出力されてはいない。

【００２９】本実施例２において特徴的なことは、この
ようにインサーキットエミュレータにおいて用いられる
内部信号が必ず出力バッファ３０と入力バッファ３４と
を用いてボンディングパッド３２を経由するようにして
所定の供給先へ出力されていることである。

【００３０】メモリ２４等の内部回路を外部メモリ２８
等の外部回路で置き換える構成を有するインサーキット
エミュレータ２６においては、この外部メモリ２８は多
くの場合入力バッファ３６と、出力バッファ３８とを備
えている。これは他の種類の外部回路でも同様である。
従って、本実施例２のようにインサーキットエミュレー
タ２６で用いられる内部信号を必ず出力バッファ３０と
入力バッファ３４とを通過させたため、内部回路への信
号の遅延時間と、外部回路への信号の遅延時間とを等し
く設定することが可能である。すなわち、例えばＣＰＵ
２０から出力される信号は出力バッファ３０と、入力バ
ッファ３４又は３６のいずれか一方とを必ず通過して回
路の所定箇所へ供給されることになる。従って、両者の
遅延時間を等しく設定することが可能となる。なお、メ
モリ２４からＣＰＵ２０へ供給される内部信号もまった
く同様の構成とすることが好適である。すなわち、図２
に示されているようにメモリ２４から出力された内部信
号は出力バッファ４０を介してボンディングパッド４２
に供給される。そして、ボンディングパッド４２に供給
された内部信号は入力バッファ４４を介してＣＰＵ２０
に供給されるのである。すなわち、メモリ２４から出力
される内部信号も、外部メモリ２８から出力される信号
も、ともに入力バッファ４４と、出力バッファ４０又は
３８を通過してＣＰＵ２０へ供給されるのである。従っ
て、いずれの信号に対してもその遅延時間を等しく設定
することが可能となる。なお、半導体チップ２２上の回
路や配線の遅延時間と比べて、出力バッファ３０又は４
０や、入力バッファ３４又は４４等の遅延時間は一般に
大きいため、内部回路の遅延時間は多くの場合無視する
ことができる。また、ゲートアレイやスタンダードセル
等においては、ボンディングパッドの近くに入力バッフ
ァと出力バッファとを組み合わせた双方向バッファが予
め設けられている場合が多いので、図２に示されている
ように、内部信号を出力バッファ（３０，４０）と入力
バッファ（３４，４４）とを通過させることはそれほど
困難なことではない。

【００３１】以上述べたように、本実施例１によればセ
ミカスタムマイクロコンピュータのインサーキットエミ
ュレータが、極めて容易に構築することが可能となる。

【００３２】また、本実施例２によれば、内部回路と外
部回路とで信号の遅延時間を同一にしたので、より精密
なインサーキットエミュレータが実現できるという効果
を有する。

【００３３】

【発明の効果】以上述べたように、第１の本発明によれ
ば、マイクロコンピュータの機能としては使用されない
診断用ボンディングパッドに対し、マイクロコンピュー
タの内部信号を供給したので、通常の動作時に用いられ
る半導体パッケージより信号端子数の多い半導体パッケ
ージに搭載することにより容易にインサーキットエミュ
レータ用マイクロプロセッサを構築することが可能とな
る。

【００３４】また、第２の本発明によれば、インサーキ
ットエミュレータに用いられる内部信号を出力バッファ
を介して上記診断用ボンディングパッドに供給した。従
って、インサーキットエミュレータにおいて用いられる
内部信号をより確実に利用可能なエミュレータを実現で
きるという効果を有する。

【００３５】また、第３の本発明によれば、上記第２の
本発明において出力バッファを介してボンディングパッ
ドに出力された内部信号を、入力バッファを介して所定
の供給されるべき個所へ供給した。そして、この内部信
号は、必ずこの診断用ボンディングパッドを通過してか
ら所定の供給先へ供給されるように構成したので、内部
回路を外部回路と置き換えて使用する場合にも、上記内
部信号の遅延時間を変化させることがない。従って、マ
イクロコンピュータとしての通常の動作時とＡＣ特性が
完全に同一のインサーキットエミュレータが得られると
いう効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の好適な実施例１の構成説明図である。

【図２】本発明の好適な実施例２の構成を表わす構成説
明図である。

【図３】従来のインサーキットエミュレータを構築する
方法の一つを説明する図である。

【符号の説明】 ２０ ＣＰＵコア ２２ 半導体チップ ２４ メモリ ２６ インサーキットエミュレータ ２８ 外部メモリ ３０，３８，４０ 出力バッファ ３２，４２ ボンディングパッド ３４，３６，４４ 入力バッファ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 セミカスタムＩＣによって作成されたカ
   スタムマイクロコンピュータに用いられるインサーキッ
   トエミュレータ用のマイクロプロセッサにおいて、 前記カスタムマイクロコンピュータと同一の半導体チッ
   プであって、前記カスタムマイクロコンピュータの機能
   として必要な信号の入出力を行うために前記カスタムマ
   イクロコンピュータの回路と接続されている機能用ボン
   ディングパッド以外の診断用ボンディングパッドに対
   し、前記カスタムマイクロコンピュータの内部信号を出
   力するための配線を接続した半導体チップと、 前記半導体チップが搭載される半導体パッケージであっ
   て、前記カスタムマイクロコンピュータに用いられる半
   導体パッケージより信号端子数の多い半導体パッケージ
   と、 を含み、前記診断用ボンディングパッドが、前記半導体
   パッケージの信号端子と接続されていることを特徴とす
   るインサーキットエミュレータ用マイクロプロセッサ。
2. 【請求項２】 請求項１記載のインサーキットエミュレ
   ータ用マイクロプロセッサにおいて、 前記診断用ボンディングパッドと、前記カスタムマイク
   ロコンピュータの回路とを接続する出力バッファを含
   み、 前記内部信号は、前記出力バッファと前記診断用ボンデ
   ィングパッドとを介して、前記信号端子から出力される
   ことを特徴とするインサーキットエミュレータ用マイク
   ロプロセッサ。
3. 【請求項３】 請求項２記載のインサーキットエミュレ
   ータ用マイクロプロセッサにおいて、 前記診断用ボンディングパッドと、前記カスタムマイク
   ロコンピュータの回路の前記内部信号を使用する箇所と
   を接続する入力バッファを含み、 前記カスタムマイクロコンピュータの前記内部信号を使
   用する箇所は、前記入力バッファのみから、前記内部信
   号を供給されることを特徴とするインサーキットエミュ
   レータ用マイクロプロセッサ。