JPS62223676A

JPS62223676A - 論理ｌｓｉの逆論理診断方式

Info

Publication number: JPS62223676A
Application number: JP61065627A
Authority: JP
Inventors: Kuniaki Ozawa; 小沢　邦昭; Kichizo Akashi; 明石　吉三
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1986-03-26
Filing date: 1986-03-26
Publication date: 1987-10-01

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】〔産業上の利用分野〕本発明は論理ＬＳＩの逆論理診断方式に関し、特に組合
せ回路の故障位置の検出に好適な論理ＬＳＩの逆論理診
断方式に関する。

〔従来の技術〕

論理ＬＳＩの開発段階においては、製造時に生ずる故障
位置の検出が重要な課題の一つになっている。論理ＬＳ
Ｉでは、テスト信号を印加する端子と応答信号を観測す
る端子は決まっており、論理ＬＳＩ内部の故障個所の診
断も、これらの端子の入出力信号値を基にして行われて
来た。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、論理ＬＳＩの高集積化に伴ない、ゲート数と入
出力端子数の比が増大するため、ＬＳＩ内部の故障個所
の同定が困難になって来ている。

これに対処するため、論理ＬＳＩ内部の信号線の値（電
位）をストロボ走査顕微鏡（Ｓ　Ｅ　Ｍ）で測定する方
法も研究され始めている。

この方法によれば、ＬＳＩ内部の任意の信号線の値を観
測できるので、そのｗｔｔ１１！Ｉ値と予想値とを比較
することにより、信号線の故障の有無を診断することが
できる。上述の方法に関しては１例えば、久慈他、「オ
ンライン電子ビームテスタ」（日本学術振興会第１３２
委員会、第８５回研究会資料、ｐ４２〜４７．１９８３
年）が挙げられる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上述の方法においては、対象ＬＳＩの全
信号線の値をＩＩ！　Ｂ＋’ｌする必要があり、観測に
時間がかかるという問題があった。

上記全信号線の観測に代る方法としては、ｉ測すべき信
号線をテスト技術者が適当に選択し、その観測値から故
障信号線を同定する方法がある。

この方法を、以下、「サンプル観測法」と呼ぶことにす
る。この方法は、観測点がＬＳＩの出力端子からＬＳＩ
内部の信号線に代っただけで、考え方としては、故障表
を用いた従来の故障診断法と同じである。

ここで、故障表とは、回路内部の信号線が論理値“Ｑ　
１１または＃　ｌ　７１に固定した故障を起こしたとき
観測信号線の論理値が正しい値となるか否かを明らかに
するためのものである。

論理回路の一例とその故障表の一例を、第６図（ａ）、
（ｂ）に示す。

第６図（ｂ）において、縦の要素はテスト入力信号を示
しており、横の要素は故障の種類を示している。横の要
素において、記号：１゜は信号線１が１１０１＋固定の
故障を意味する。

また、同図において、テスト入力の種１１　：　Ｔ　ｉ
と故障の種類：ｆｊの交叉する点における１”　ＩＩ　
Ｑ　Ｉｔは、次の意味を持つ。故障：Ｆｊの存在下でテ
スト人カニＴｌを印加したとき、＃　Ｏ＃ｌは出力信号
量が正常値であること、ＩＩ　１１Ｆは出力信号値が故
障値であることを意味する。

前記サンプル観測法を実現するためには、選択されたｉ
副信号線に対応した故障表を簡単に作成できなければな
らない。最初に述べた従来の作成方法では、ａＨ１９端
子が決まっていたために、テストを始める前に、故障シ
ミュレーションにより、時間をかけてではあるが、故障
表を作成することが可能であった。

しかしながら、サンプル観測法では、１８！測信号線が
観測結果に応じてオンラインで次々に変わるため、必要
となる故障表を予め作成することは困雅である。このた
め、故障表を、オンラインで高速に作成する方法の開発
が望まれていた。

また、従来の故障診断法は、回路内に同時に故障が起こ
ることはない、という仮定、すなわち、単一故障の仮定
の下に診断を行っていたので、多重故障の場合には１診
断を誤ることがあった。このため、多重故障の同定が可
能なサンプルａｔｏｉ法の開発も望まれていた。

本発明の目的は、Ｉｌｉ測信号線を指定された場合に、
その観測信号線に対応した故障表を高速に作成すること
ができ、合せて、多重故障を同定することが可能な論理
ＬＳＩの診断方式を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の上記目的は、与えられたテスト久方に対して、
論理ＬＳＩに故障がない場合に該ＬＳＩの各信号線のと
る論理値（正常値）を演算する手段と、前記ＬＳＩの観
測信号線における値を前記正常値と異なる論理値（故障
値）に設定し、該ａ測信号線の故障値から、前記ＬＳＩ
の各信号線のとるべき論理値を演算する逆論理展開手段
と、前記２つの演算手段により得られる論理値が異なる
信号線を児つけ、これを故障候補信号線と判定する手段
とを有する論理ＬＳＩの故障診断システムにおいて、論
理ＬＳＩの各信号線のとるべき論理値を逆論理展開によ
り得るために、「入力信号の各信号線のとるべき論理値
を逆論理展開により得るために、「入力信号線のすべて
が・・・・である」という意味を表わす素子とを用いる
ことを特徴とする論理ＬＳＩの逆論理診断方式によって
達成される。

れる。

〔作用〕

本発明の特徴は、ＡＮＤやＯＲ等の論理素子では、出力
信号線の取る論理値がら入力信号線の取るべき論理値を
決めることができるという点に着目したことにある。

勿論、入力信号線の取るべき論理値がただ１通りに決ま
るとは限らない。例えば、２人力のＡＮＤ素子を考えた
とき、出方信号がＩｔ　Ｏｊ＃であれば、入力信号Ａ、
Ｂの取るべき値は、次の３通りとなる。

（Ａ、　Ｂ）＝（０、１）ｏｒ（１、０）ｏｒ（０、Ｏ
）これを別の観点から見ると、ｒ　Ａ　ｐ　Ｂ　（１）
　少すくとも一方は１４０７１　Ｊと表現することがで
きる。そこで、「入力信号線の各信号線のとるべき論理
値を表わす記号を「Ｌ素子」と定義し第７図（ａ）に示
す。

同様に、ｒ入力信号線のすべてが・・・・である」とい
う意味を表わす記号を「Ｅ素子」と定義し第７図（ｂ）
に示す。

上記両図において、Ａ、Ｂ、ＤおよびＥは入力信号線を
表わし、Ｃ，Ｆは出方信号線を表わす。

なお、ＩＩ　Ｑ　＃　、　ＩＩ　Ｉ　Ｉｔは信号線の論
理値を表わす。

これらの記号を論理回路図の素子の１つ１つに適用する
ことにより、出方信号線の値を決めたときに、回路の各
信号線の取るべき値を表現することができる。例えば、
第８図（ａ）の論理図において、出力信号が故障値１（
ＯＩＩを取る場合、上記記号を用いて表わすと、同図（
ｂ）のようになる。この図を、以下、故障条件図と呼ぶ
ことにする。

ある信号線が故障したとき、その故障が出方信号線の論
理値に影響を与えるが否かを調べる、すなわち、故障表
の各行を作成するには、論理図の正常信号値と前記故障
条件図の故障値とを比較することにより、容易に結果を
得ることができる。

すなわち、前記り素子の入力信号値の１つが故障であれ
ば、その故障はＬ素子の出力信号に伝播する。Ｅ素子の
場合は入力信号値がすべて故障値である場合のみ、故障
は出力信号に伝播する。

Ｌ素子とＥ素子に関するこの伝播の規則を適用すると、
例えば、第８図の例では、信号線３１の故障値″１”は
信号線３５に伝播する。信号線３１はＥ素子の入力値で
あるが、信号線３２の値がＩｔ　１７１であるために故
障が伝播する。また、信号線３５はＬ素子の入力である
ために、この故障は無条件で信号線３７に伝播する。結
局、信号線３１の゛１″固定故障は信号線３７に伝播す
ることが分る。

このようにして、論理図と前記故障条件図の信号値の比
較により、値の異なる信号線のみについて、故障伝播を
調べれば良い。また、伝播規則もし素子とＥ素子のそれ
ぞれに関する規則のみであるので、故障伝播の演算を高
速に行うことができる。

〔実施例〕

以下１本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。

第２図は本発明の一実施例である論理ＬＳＩの逆論理診
断装置を示すものである。なお、本実施例に示す逆論理
診断装置は、故障は回路内にただ１つ存在し、複数個の
故障は同時には発生しないという仮定の下での、逆論理
診断を行う例を示すものである。

図において、４１はテスト入力集合発生装置、４２は各
テスト入力に対して被検査論理ＬＳＩの信号線の取る正
常値を演算する論理シミュレータ、４３はａ測信号線が
故障値を取る場合に、各信号線が取るべき論理値を演算
する逆論理展開装置、４４は該逆論理展開装置４３で演
算される各信号線の論理値と論理シミュレータ４２で演
算される正常値とを比較する論理値比較装置、４５は該
論理値比較装置４４の比較結果から分る。異なる論理値
を取る信号線の故障が観測信号線に伝播するか否かを演
算する故障伝播演算装置、４６は該故障伝播演算装置４
５の結果を基に故障表を作成する故障表作成装置を示し
ている。

上記テスト人力集合発生装置４１と論理シミュレータ４
２とは、公知の技術で実現できるので、以下の説明では
、本発明の要部である装置４３〜４６について詳しく説
明する。

逆論理展開装置４３では、ＡＮＤやＯＲの如き論理素子
ごとに定義した、論理素子からＬ素子またはＥ素子への
変換表に従って、論理図の論理素子を１つ１つＬ素子ま
たはＥ素子に置換える。

ここで、上記変換表の一例を第３図に示す。第３図にお
いて、Ｌ、（またはＬｌ）はＬ素子の入力信号のうちの
少なくとも１つが１１０７１　（または“１′つである
ことを意味し、Ｅ、（またはＥｌ）はＥ素子の入力信号
のすへてかＩｔ　Ｏｊ＃　（または（（Ｉ　Ｔｔ）であ
ることを意味する。上述の如き変換により１例えば、後
述する第４図に示す如く、故障条件図を容易に作成する
ことができる。

論理値比較装置４４では、故障条件図の各信号線の取る
値と、論理シミュレーションによる各信号線の論理値と
の相異個所を見つける。これは、各信号線の値を比較す
ることにより実現できる。

故障伝播演算装置Ｊ！ｌ　４５では、故障の伝播操作を
次の規則に従って行う。すなわち、Ｌ素子の入力信号線
が故障値を取る場合には、故障は無条件で該り素子の出
力信号線に伝播する。換言すれば、Ｌ索子の出力信号線
の論理値も故障値、つまり正常値と異なる論理値を取る
。一方、Ｅ素子の入力信号線に関しては、故障条件図の
論理値と、論理図の論理値とが一致する場合のみ、Ｅ素
子の入力信号線の故障はＥ索子の出力信号線に伝播する
。

これらの伝播規則および故障は回路内にただ１つ存在し
、複数個の故障は同時には発生しないという仮定により
、故障の伝播を容易に判定することができる。この、故
障の伝播を判定する処理のフローチャートを第１図に示
す。

以下、第１図に示した処理手順を、第４図（ａ）に示し
た論理図および同（ｂ）に示した故障条件図を例に挙げ
て説明する。

第４図（ａ）および同（ｂ）において、異なる値を取る
信号線は１２，１４，１５，１７．１８である。これら
を前記故障伝播演算装置４５に取込み（処理６１）、ま
ず。

信号線１２を判定信号線とする（処理６２）。信号線１
２はＬ素子の入力信号線であるので、信号線１２の故障
は無条件で信号線１６に伝播する（処理６３．６６）。

この信号線１６はＬＳＩの出力信号線ではないので、新
規の判定信号線とする（処理６７、６８）。上記信号線
１６はＥ素子の入力信号線であり（処理６４）。

このＥ素子の他の入力信号線１５は正常値ではない（処
理６５）ので、信号線１６の故障は信号線１７には伝播
しない。

その理由は、信号線１６の故障が信号線１７に伝播する
には、前記伝播規則により、信号線１５が論理値ＩＩ　
Ｉ　Ｉｔを取ることが必要である。しかし、信号線１５
の正常値は′０″であるので、信号線１５が論理値′１
″″を取ることは、信号線１５が故障したことを意味す
る。ここで、前提条件より、複数個の故障は同時には起
こらないから、信号線１５は論理値“１”を取り得ない
。従って、信号線１６の故障が信号線１７に伝播するこ
とはない。

結局、信号線１２の故障は、信号線１７に伝播すること
はなく、判定は他の取込み信号線に移ることになる（処
理７０．６１）。同様にして、他の取込み信号線１４，
１５，１７および１８も、故障の伝播の有無を容易に判
定することができる。

故障表作成製にｆｌ　４６では、上記処理により故障伝
播演算装置４５で得られた信号線の故障の伝播結果を故
障表として作成する。信号線の故障が出力信号線まで伝
播する場合には１を、そうでない場合には０を、該故障
表中に記入する。上述の、第４図に示した論理回路に対
しては、故障表作成装置４６は先に第６図（ｂ）に示し
た故障表を出力する。

上記実施例によれば、故障表を高速に作成することが可
能になるので、観測信号線をオンラインで次々に指定し
て行って、故障個所を絞り込むことが可能になる。この
結果、故障個所の診断に要する時間を短縮することが可
能になり、前記ストロボＳＥＭによる論理ＬＳＩの故障
診断を実用化することが可能になる。

以上は、故障は回路内にただ１つ存在し、複数個の故障
は同時には発生しないという仮定の下での、逆論理診断
を行う例を示したものであが、次に、１！ｉ数個の故障
が同時に回路内に存在する、いわゆる、多重故障が存在
する場合に、その同定を行う方式について説明する。

あるテスト入力に対して、前述の如き単一故障が存在す
る場合には、観測信号線の値が予測値と異なり、故障の
存在を検出できるが、多重故障の場合には、観測信号線
の値は予測値と同じになり故障の検出が不可能になる場
合がある。

例えば、第９図に示す論理回路において、信号線２５が
論理値′″１″に固定する単一故障：２５１を起こした
場合、観測信号線２９の値は゛１″となり予測値“１０
”と異なるので、故障が存在することを知ることはでき
る。しかし、上述の信号線２５の他に、信号線２１が論
理値１１１　ｊ＋に固定する故障：２１□が起こると、
ａ測信号線２９の値は１１０１ｊとなり、予測値と同じ
となる。この結果、単一故障の仮定の下では、上記僅隙
：２５１は存在しないことになる。

上述の如く、ａｍ信号線の値が正常である場合でも、こ
れが多重故障によるものであるか否かを判定するために
、本発明においては、前記故障条件図を利用する。上記
第９図の論理回路に対する故障条件図を第１０図に示す
。

故障条件図を用いると、出力信号線の値を正常値にする
多重故障の存在を追求することが可能になる。その原理
は、前記Ｅ素子において、入力信号線がすべて故障条件
を満たすか否かを調べることである。すなわち、Ｅ素子
の入力信号線の１つが故障条件を満たしても、他の入力
信号線が別の故障のために故障条件を満たさないことに
なり、結局、Ｅ素子の出力信号が正常値になる場合を探
すことである。

以下、これを実施例により具体的に説明する。

第５図は本発明の一実施例である論理ＬＳＩの逆論理診
断装置を示すものである。なお１本実施例に示す逆論理
診断装置は、複数個の故障が回路内に同時に存在すると
いう仮定の下での、逆論理診断を行う例を示すものであ
る。

図において、記号５１〜５４は先に示した実施例中の記
号４１〜４４に対応する、テスト入力集合発生装置、論
理シミュレータ、逆論理展開装置および論理値比較装置
を、それぞれ示すものであり、５５は前記論理値比較装
置５４の比較結果から、多重故障の存在条件を示す多重
故障検出装置を示している。

本実施例に示す構成要素のうち、記号５１〜５４に対応
する装置については、先に説明済みなので、以下、本実
施例の要部である装置５５について詳しく説明する。

多重故障検出装置５５は、前述の如き処理により発見さ
れた故障候補信号線のうち、Ｅ素子の入力となっている
ものに着目し、Ｅ素子の他の入力信号線の故障条件図上
の論理値が、別の故障によって不成立になる場合につい
て調べる。

例えば、第１Ｏ図（ａ）の故障条件図において、故障値
１７１　ＩＩを取る信号線２５はＥ素子の入力となって
いる。そこで、該Ｅ素子の他の入力信号線２６の論理値
Ｉｔ　１１７が不成立となる場合を調べる。このために
、上記多重故障検出装置５５では、信号線２６の論理値
がｓｒ　Ｏｎとなる場合について、再び逆論理展開を行
う。この結果を第１０図（ｂ）に示す。

次に、上記多重故障検出装置５５では、この逆論理展開
によって得られた演算値と正常値とを比較して故障値を
取る信号線を見つける。この結果、信号線２６の値が“
０”になる故障＝２６゜と、信号線２１の値がＬＬ　１
１ｊになる故障：２１１とが得られる。

従って、上記信号線２５の論理値がｔｒ　１　ｐｇにな
る故障＝２５１が起こった場合、単一故障であれば、観
測信号線２９の論理値で検出されるが、逆に検出不可能
な故障として、次の多重故障が求まる。

（２５□、２６゜Ｌ　（２５１，２１工）本実施例によ
れば、上述の如き方法により、観測信号線が正常値を取
る場合の多重故障を求めることができるので、その候補
個所を実際に前記ストロボＳＥＭでｉｌｌ！ｌ定するこ
とにより、観測値が本当に正しい値を示しているのか、
多重故障により見掛は上圧しい値を取っているのかが、
区別できる。この結果、故障診断を適確に行うことが可
能となる。

〔発明の効果〕

以上述べた如く、本発明によれば、観測信号線を指定さ
れた場合に、その観測信号線に対応した故障表を高速に
作成することができ、合せて、多重故障を同定すること
が可能な論理ＬＳＩの診断方式を実現できるという顕著
な効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は故障の伝播を判定する処理のフローチャート、
第２図は本発明の一実施例である論理ＬＳＩの逆論理診
断装置を示す構成図、第３図は論理図の論理素子をＬ素
子またはＥ素子に変換する際に用いる変換表の一例を示
す図、第４図（ａ）。（ｂ）および第８図（ａ）、（ｂ）は論理回路図とその
故障条件図の一例を示す図、第５図は本発明の他の実施
例である論理ＬＳＩの逆論理診断装置を示す構成図、第
６図（ａ）、（ｂ）は論理回路とその故障表の一例を示
す図、第７図（ａ）、（ｂ）はＬ素子およびＥ素子の定
義を表わす図、第９図は論理回路図の例を示す図、第１
０図（ａ）、（ｂ）は第９図に対応する故障条件図を示
す図である。１〜９，１１〜１９．２１〜２９．３１〜３９：入出力
信号線、４１．５１　：テスト入力集合発生装置、４２
，５２　：論理シミュレータ、４３，５３　：逆論理展
開装置、４４，５４　：論理値比較装置、４５：故障伝
播演算装置、４６：故障表作成’Ａ置、５５；多重故障
検出装置、６１〜７０；処理ステップ。￥５　　ｒ　　　図不　２　　口 ■　４　口（Ｌ）（ｂ）Ｚ　５　図罵　乙　図（Ｌ）（ｂ）第　７　口（（Ｌ）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　（ｂン冨　６　図（又ンＩ（ｂ）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）与えられたテスト入力に対して、論理ＬＳＩに故
障がない場合に該ＬＳＩの各信号線のとる論理値（正常
値）を演算する手段と、前記ＬＳＩの観測信号線におけ
る値を前記正常値と異なる論理値（故障値）に設定し、
該観測信号線の故障値から、前記ＬＳＩの各信号線のと
るべき論理値を演算する逆論理展開手段と、前記２つの
演算手段により得られる論理値が異なる信号線を見つけ
、これを故障候補信号線と判定する手段とを有する論理
ＬＳＩの故障診断システムにおいて、論理ＬＳＩの各信
号線のとるべき論理値を逆論理展開により得るために、
「入力信号線のうちの少なくとも１つは・・・・である
」という意味を表わす素子と、「入力信号線のすべてが
・・・・である」という意味を表わす素子とを用いるこ
とを特徴とする論理ＬＳＩの逆論理診断方式。
（２）与えられたテスト入力に対して、論理ＬＳＩの各
信号線の正常値を演算する手段と、前記ＬＳＩの観測信
号線における値を故障値に設定し、該観測信号線の故障
値から、前記ＬＳＩの各信号線のとるべき論理値を演算
する逆論理展開手段と、前記２つの演算手段により得ら
れる論理値が異なる信号線を見つけ、これを故障候補信
号線と判定する手段とを有する論理ＬＳＩの故障診断シ
ステムにおいて、論理ＬＳＩの各信号線のとるべき論理
値を逆論理展開により得るために、「入力信号線のうち
の少なくとも１つは・・・・である」という意味を表わ
す素子と、「入力信号線のすべてが・・・・である」と
いう意味を表わす素子とを用いるとともに、前記正常値
と、逆論理展開によって得られた演算値とが異なる信号
線について、該信号線に生じた故障値により前記ＬＳＩ
の出力信号線が故障値をとるか否かを演算する手段を設
け、該演算手段による演算結果を用いて故障表を作成す
ることを特徴とする論理ＬＳＩの逆論理診断方式。
（３）与えられたテスト入力に対して、論理ＬＳＩの各
信号線の正常値を演算する手段と、前記ＬＳＩの観測信
号線における値を故障値に設定し、該観測信号線の故障
値から、前記ＬＳＩの各信号線のとるべき論理値を演算
する逆論理展開手段と、前記２つの演算手段により得ら
れる論理値が異なる信号線を見つけ、これを故障候補信
号線と判定する手段とを有する論理ＬＳＩの故障診断シ
ステムにおいて、論理ＬＳＩの各信号線のとるべき論理
値を逆論理展開により得るために、「入力信号線のうち
の少なくとも１つは・・・・である」という意味を表わ
す素子と、「入力信号線のすべてが・・・・である」と
いう意味を表わす素子とを用いるとともに、正常値と、
逆論理展開によって得られた演算値とが異なる信号線に
ついて、該信号線が前記「入力信号線のすべてが・・・
・である」という意味を表わす素子の入力となっている
場合、該素子の他の入力信号線について、再び逆論理展
開を行うことを特徴とする論理ＬＳＩの逆論理診断方式
。