JPS61112248A - テスト容易な論理大規模集積回路 - Google Patents

テスト容易な論理大規模集積回路

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JPS61112248A
JPS61112248A JP59233147A JP23314784A JPS61112248A JP S61112248 A JPS61112248 A JP S61112248A JP 59233147 A JP59233147 A JP 59233147A JP 23314784 A JP23314784 A JP 23314784A JP S61112248 A JPS61112248 A JP S61112248A
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JP
Japan
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test
data
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bus
logic
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JP59233147A
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English (en)
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Noboru Yamaguchi
昇 山口
Tsuneo Funabashi
船橋 恒男
Kazuhiko Iwasaki
一彦 岩崎
Takanori Shimura
隆則 志村
Jiyunichi Tatezaki
舘崎 順一
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/28Testing of electronic circuits, e.g. by signal tracer
    • G01R31/317Testing of digital circuits

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Tests Of Electronic Circuits (AREA)
  • Test And Diagnosis Of Digital Computers (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、テスト容易な論理大規模集積回路に係わり、
特にマイクロプログラムで制御される論理大規模集積回
路に好適なテスト方式を備えたものである。
〔発明の背景〕
1チツプに集積される素子数が多くなるにつれ、論理大
規模集積回路に於いては、その内部素子の故障を検出す
ることが困難になりつつある。その理由は、外部から内
部素子を制御可能な端子および観測可能な端子が、内部
素子の数に比べて非常に少ないからである。さらには、
内部素子の故障を検出するためのテストパターンを作成
する工数も増加の一途をたどっている。
上記の問題を解決する1つの方法として、テストパター
ン発生器とデータ圧縮器を内蔵する方法が提案されてい
る。その代表的なものとして、1979年に発表された
BILBO法(Koneman ot ale :”B
uilt−In Logic 0bservation
 Techniques”、1979IEEE Te5
t Conference)がある、しかしながら、こ
の方法はマイクロプロセッサのようにメモリやプログラ
マブルロジックアレー等の規則的構造物を含んでいる論
理大規模集積回路には適用しにくい。もし適用しても、
ハードウェアの増加量が大きくなってしまう。
テストの容易性を向上させるために増加するハードウェ
アを小さくする方法は、大規模集積回路の全体をいくつ
かのモジュールに分割して、各モジュールで1つのテス
トハードウェアを共有するようにすればよい。この考え
に基いているテスト回路の事例としては、 Easan
g著“A FaultDetection and l
5olation Technique for阿1c
roeoa+ptersI′(1982IEEE Ta
5t Conference)。
Kuban et al、著”The MC6804P
2 Built−In 5elf−Test”(198
3IEEE Te5t Conference)がある
しかしながら、前者の文献はテストハードウェア(テス
トパターン発生器とデータ圧縮器)を大規模集積回路内
に入れてないので、各論理モジュールをテストするため
のテスト時間が長くなる欠点がある。なぜなら、発生さ
れるテストパターンの読み出し、データ圧縮器へのデー
タセットをマイクロプロセッサの通常の命令で行ってい
るからである。
また、後者の文献についても同様のことが言える。この
文献に於いては、テストハードウェアは大規模集積回路
内に入れられているが、テストを補助する命令はROM
 (Read 0nly Memory)をテストする
命令だけに限られている。しかも、この文献のマイクロ
プロセッサの演算は直列に行われるので、一般のマイク
ロプロセッサにこの方法を適用拡大するには多少無理が
ある。
〔発明の目的〕
本発明は、ハードウェアの増量も少なく、テスト時間に
も無駄時間が生じないようなマイクロプログラム制御の
論理大規模集積回路に対するテスト設計手法を提供する
とともに、今後の論理大規模集積回路の設計手法にも適
合性のある、言いかえると、論理設計手法に対して拡張
性と融通性に秀れたテスト方式を埋めこんだ大規模集積
回路を提供することにある。
〔発明の概要〕
上記の目的を達成するために、本発明に於いては、論理
大規模集積回路を機能的に分割し、その入力および出力
信号をバスに結合する。そして、同じくバスにつながれ
ているテストパターン発生器とデータ圧縮器でもって、
各分a」されたモジュールをテストする。さらに、この
テストを1つの命令で実行できるようなマイクロ命令と
その制御回路を作った。
〔発明の実施例〕
以下、本発明を実施例に従って詳しく説明する。
第1図に本発明を実施したマイクロプロセッサであるテ
スト容易な論理VLSIを示す。
第1図で、1はROM (Read 0nly Mem
ory)モジュール、2は命令デコーダモジュール、3
はALU (論理演算モジュール)、4はRAM(Ra
nd on Access Memory)モジュール
、5は入出カポ−トモジュール、6は゛テストハードウ
ェアモジュール、7はバスA、8はバスB、9は入出力
回路、10は入出力端子を示す。また、11は命令レジ
スタ、12はROM、13はROMアドレスレジスタ(
またはプログラムカウンタ)、21は命令デコーダ、2
2はデコードバッファ、31はアキュミュレータ、32
はALU、33はテストパターン発生器、41はRAM
アドレスレジス夕、42はRAMバッファレジスタA、
43はRA M、44はRAMバッファレジスタB、5
1は入出力ポート、61はデータ圧縮器、62はテスト
制御回路、63はテストパターン発生器であろう 本マイクロプロセッサの動作は、ROM12に記憶され
ているマイクロ命令を命令レジスタ11へ読み出し、そ
れを命令デコーダ21で解読し、その結果をデコーダバ
ッファ22で被制御回路へ分配することによって実行さ
れる。本マイクロプロセッサの特徴は上記のマイクロ命
令の1つとして、テスト動作を起動する命令(以下、テ
スト命令と略す)をもつことである。
第2図は、テスト命令のフォーマットとテスト動作の概
要を示したものである。この図で201は命令レジスタ
、202〜206は命令デコーダ、207はテストハー
ドウェアモジュール、208はテストステップを計数す
るカウンタ、209および210は論理積素子、211
は論理和素子、212はセット・リセット型プリップフ
ロップ、213〜215はD型フリップフロップ、22
0は被テストモジュール、221はバスA、222はバ
ス8.223はデータ圧縮器、224はテストパターン
発生器、225〜228はバスへの人出力制御ゲートで
ある。また、命令レジスタ201にはテスト命令のフォ
ーマットが示されている。
ここで、OPフィールドはテスト命令であることを示す
オペレーションコード、5TEPフイールドは、テスト
ステップを指定するフィールド、また、SA、SB、D
A、DBはそれぞれバスAに対するソースアドレス、バ
スBに対するソースアドレス、バスAに対するデスティ
ネーションアドレス、バスBに対するデスティネーショ
ンアドレスである。
テスト命令が実行されると、5TEPフイールドがカウ
ンタ208ヘロードされ、また、フリップフロップ21
2がセットされ、論理和索子211ヵ17.□12.。
4.l、−ユ、ニー8o4つえ、。オ。    パ!テ
ス1−モードになると、マイクロプログラムの実行は中
断され、命令レジスタの内容はテスト命令がそのまま保
持され、また、テストパターン発生器とデータ圧縮器の
動作が開始する。したがって、この状態に於いで、バス
Bに対するソースアドレスとしてテストパターン発生器
224を、バスAに対するデスティネーションアドレス
としてデータ圧縮腓223を選択し、さらに、バスBに
対するデスティネーションアドレスとバスAに対するソ
ースアドレスにテストされるべきモジュールを指定して
おけば、このモジュールのテストが行なわれる。すなわ
ち、被テスト回路にはテストパターン発生器で生成され
るテストパターンがバスBを経由して被テスト回路・\
送り込まれ、また、このテストパターンにより動作した
被テスト回路の出力データは、バスAを経由してデータ
圧縮器へ送り込まれる。このような動作の繰り返しはテ
ストモードが続く限り続けられる6テストモードはカウ
ンタ208で基本クロックをS ’r E Pフィール
ドで指定される敬だけ計数することにより終了する。す
なわち、カウンタ208にロードされている数をダウン
カウントし、それがゼロになったところでフリップフロ
ップ212がリセットされ、それがフリップフロップ2
13〜215で3クロツクサイクル遅延されてテストモ
ードを終了する。
この3クロツクサイクルの遅延はバスA、バス已に於け
るデータ転送サイクル、被テスト回路の動作サイクルを
考慮しているため生ずるものである。
第3図は以上説明したテスト命令の動作のタイミングチ
ャートである。この図で、CLKは基本クロック信号、
IRは命令レジスタの出力信号。
CNTはカウンタの出力信号、TMはテストモードであ
ることを示す信号、RESGはテストパターン発生器を
リセットする信号、RESSはデータ圧縮器をリセット
する信号、BUSBはバスBを転送されるテストパター
ンの順序数、TOPはテスト動作のテストパターンの順
序数、BUSAはテスト動作の出力結果がバスAを転送
されるときの順序数である。なお、IRの信号で、30
1の部分はテスト命令であり、この値はテストモードが
終了するまで保持される。また、TM、RESG。
RESSはそれぞれ第2図の論理素子211゜209 
、210(7)出カニ対応t6゜サラニ、BUSB 。
TOP、BtTSAに於けるテスト動作は、データの動
きで見るとパイプライン処理になっている。
以上、第2図、第3図を用いて特定の被テストモジュー
ルを単体でテストする方法について述べた。以下には、
第1図に示した本発明の実施例であるマイクロプロセッ
サを全体としてどのようにしてテストするかについて述
べる。
本発明に於いては1つのテストハードウェアモジュール
で他の論理モジュールをテストする。被テスト回路を選
択する方法は、テスト命令に於いてバスに対するSA、
DA、SB、DBフィールドを適当に定めることによっ
て行なう、つまり、マイクロプログラムを適当にコーデ
ィングすることにより、第2図で示したテストの構造を
実現することができるわけである。ただし、バスからテ
ストパターンを供給するだけでは十分なテストをするこ
とができないモジュールはALUモジュールのようにそ
のモジュール自身に他のテストパターン発生器をもつ必
要がある。また、ROMモジュールのようにアドレスレ
ジスタがカウンタ形式をしているものについては外部か
らのテストパターンの供給は必ずしも必要としない場合
もある。
いずれにせよ、第1図のすべてのモジュールはテスト命
令を1つづつ実行することによりテストされるのである
。第4図はテスト命令の実行手順をフローチャートにし
たものである。この図で。
401.402,403,405の箱はテスト命令を実
行することに相当する1期待値と比較する箱および40
4の箱は通常の命令によって記述される。なお、この比
較動作とはテスト命令で得られたデータ圧縮器の内容を
あらかじめ求められた期待値と比較することであり、そ
の期待値はROMの特定の領域に書き込まれている。ま
た、比較演算はデータ圧縮器のそばに比較回路を付随さ
せる方法とALUモジュールの比較機能を用いる方法と
がある。さらには、期待値を内部で比較する代わりにデ
ータ圧縮器の内容を外部へ入出力ポートを介して出力し
てもよい。
〔発明の効果〕
以上の実施例に示したように1本発明によればテスト命
令を通常命令と全く混在した形で全体をテストするプロ
グラムを作ることができるので、テストプログラムを作
ることが容易になるとともに1通常の命令だけで作るよ
りステップ数も短くなる。また、テスト動作自体にもパ
イプライン動作の導入がなされ、被テスト回路は毎ステ
ップ動作していることになり、被テスト回路にとってみ
れば全く無駄な時間はない。
さらに、テストハードウェアを各モジュールごとに設け
るのではなく、1つのテストハードウェアですべての論
理モジュールをテストできるようにしているので、ハー
ドウェアの増量を小さくすることができる。また、各モ
ジュールのテストは1つのテスト命令の実行に対応して
いるので、論理モジュールを変更したり、入り替えたり
してもそれに対応するテスト命令を書き換えるだけでよ
い。このような方法は、マイクロプログラム制御化され
、かつ、規則化とモジュール化の進行する今後の論理大
規模集積回路に於いては、非常に大きな拡張性と融通性
のある方法と言える。つまり今後の大規模集積回路の設
計手法に適合性があるのである。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の実施例のマイクロプロセッサのブロ
ック図、第2図はテスト命令のフォーマットとテスト動
作の概要を示したブロック図、第3図はテスト命令の動
作タイミングチャート図、第4図はマイクロプロセッサ
全体をテストするテストフローチャート図である。 12・・・ROM、21・・・命令デコーダ、32・・
・ALU、43・・・RA M、51・・・入出力ポー
ト、62・・・テスト制御回路、33.63・・・テス
トパターン発生器。 ′f13 圀 3I!1I1

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、機能的に分割された論理モジュールが、データバス
    に結合されるような構造をもち、かつ、該データバスに
    テストパターン発生器およびデータ圧縮器が結合され、
    かつ、上記の機能論理モジュール、テストパターン発生
    器、および、データ圧縮器の動作がマイクロプログラム
    で制御される論理大規模集積回路に於いて、 特定の論理モジュールを選択しその論理モジュールとテ
    ストパターン発生器およびデータ圧縮器との間のバスを
    介してデータ授受を可能にする機能、そのデータ授受を
    実行するクロックサイクル数を指定する機能、および、
    テスト動作を起動させる機能をもつマイクロ命令を有し
    、かつ、 上記マイクロ命令によつて起動される動作モータに於い
    て、選択された論理モジュールをテストパターン発生器
    または該モジュールに内蔵するカウンタの出力で動作さ
    せ、該論理モジュールの動作出力信号をデータ圧縮器へ
    入力するというテスト動作モードおよびその制御回路を
    有することを特徴とするテスト容易な論理大規模集積回
    路。 2、特許請求の範囲第1項記載の論理大規模集積回路に
    於いて、各論理モジュールのテスト動作終了後にデータ
    圧縮器内に結果として得られるデータの期待値を、該論
    理大規模集積回路に内蔵される固定記憶回路に記憶して
    おき、このデータをテスト動作実行後に実際に得られる
    該データ圧縮器内のデータと比較するための回路を有す
    ることを特徴とするテスト容易な論理大規模集積回路。
JP59233147A 1984-11-07 1984-11-07 テスト容易な論理大規模集積回路 Pending JPS61112248A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02176943A (ja) * 1988-12-28 1990-07-10 Mitsubishi Electric Corp マイクロプロセッサ
JPH08320806A (ja) * 1995-05-25 1996-12-03 Nec Corp ディジタルicの障害自動検出システム
US6840112B2 (en) 2002-12-27 2005-01-11 Yamatake Corporation Differential pressure/pressure transmitter

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5868165A (ja) * 1981-09-30 1983-04-22 シ−メンス・アクチエンゲゼルシヤフト マイクロプロセツサ内の追加的機能単位およびその作動方法

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