JPS62254079A - 集積回路テスト方法および装置 - Google Patents

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】 〔技術的背景〕 テスト、テスト装置およびこれらをサポートする人手は
、ディジタルミ子素子、装置およびシステムのコストを
決める主要ファクタである、これらコストは、コンポー
ネントの購入価格の低くても２０チから２それの稼動寿
命時間中におけるシステムの価格の３００チ以上にも変
化する。これらの高額なコストに加えて、経験を積んだ
知力のあるテストワーク要員を、補充し之り、訓練し几
り、確保することは極めて困難なことである。これらの
種々の要求は、ディジタル電子システムが社会の主要部
分として機能するにつれで、更に厳しいものとなる。電
話やコンビーータやコントロールネットワークのような
ディジタルシステムは。

最少の不稼動時間で維持する必要がある。常時。

機能および信頼性を維持することが可能な無故障システ
ムに対する要求が新たに起って来る。従って、自己（セ
ルフ）テストおよび自動修理が最新のディジタルシステ
ム設計の主要な項目となっている。

テスト用方法論の改良に対する要求が長年に亘り存在し
ている。この結果、多くのエンジ＝７１Ｊング的アプロ
ーチが開発され、適当な成功度でこれらの問題点を小さ
くすることができた。本質的に、異なった技術のコスト
効果は、応用の重要度および厳密塵と共に変化するが、
現在までに全体として満足のいく解決方法は開発されて
いなかった。

これら複雑なディノタル回路、装置およびシステムをテ
ストするためのゴール（最終目的）としては、以下の５
項目が含まれている。

１、すべての能動デバイス（即ち、トランジスタ、ダイ
オード等）をそれらのアクティブ（ＯＮ）状態およびイ
ンアクティブ（ＯＦＦ　）状態で個々にテストする要求
と； ２ｏ　　受動デバイス（即ち、抵抗、コンデンサ等）の
動作をテストする要求と； ３、すべての相互接続ワイヤが短絡や開放なしでテスト
できる要求と： ４、すべてのロジック状、＠　（ＡＮＤ、ＯＲ，ＮＯＲ
等）での回路金テストする要求と： ５、複雑な動作を通常の動作速度（クロックレート）で
テストして遅延ｉｔｔ検出する要求とが存在する。

通常、テストの効果は２実行し元テストの回数とを体の
回数との比率で測定され、これヲ・セーセントで表わす
。これらの演算を行なう標準的な方法は９通常、見つか
らないが、大規模集積回路をテストする最新のゴール（
目標）は、９５チ″！：念はこれ以上のテスト結果を得
ることである。

すべての厳密なシステム用のゴールとしては。

１００チまたはそれ以上可能な限り近づくことである。

ま友、他の所望の特徴とし、では、以下のものが存在す
る。即ち。

１、　特殊なテスト装置の開発および有効利用に対する
要求全最小限に押えること。

２゜　複雑性の少ない組込みテスト装置（ＢＩＴＥ　）
を実現すること。

３、追加し定テストロシックにおけるあらゆる故障を含
む多種類の故障を検出できる能力５４．装置を分解しな
いで（即ち１元の位置で）テストを行なうことである。

最新技術によれば、すべてのコンポーネントおよびアッ
センブリを製造中に個々にテストすることができる。従
って、これらをアクセンブリ化（組立て）する場合に、
これらを装置、サブシステムおよびシステムとしてテス
トする。しかし乍ら、システムの複雑度が増大するにつ
れて、故障に対するテスト能力が急激に低下する。動作
構造におけるテスト能力の欠如によって、特殊なテスタ
ーを駆使して、最近のシステムの極めて不所望な特徴を
テストする之めの分解が要求されている。

従って、電子工業における最重要要求は、改善されたテ
スト手順全開発することである。

個々のディジタルコ／４−ネントま几はアッセンブ’Ｊ
ｔ−テストする従来の方法では、特定の値に対するこれ
らの電子的特性（出力電圧、電流等）に加えて、ユニッ
トヲディノタルテストノ臂ターンで作動させることによ
るシステムロジックノ機能的分析を利用している。通常
、これらのディノタルテスト／？ターンは、入力および
チェックノンターンとして与えられており、出力に対し
てテストするものである。このロジックテスト手順は高
価なものであると共に２回路の機能が入／出力ライン数
と比べて増大すると、ブレークダウンを起すようになる
。このような問題点は、　ＬＳＩや超ＬＳＩのテストヲ
行なうのに年って最近明らかになっｔ未解決の問題点の
主たるものである。

ディジタルエレクトロニクスが初まって以来。

組込みテスト（ビルト・イン・テスト）装置（ＢＩＴＥ
　）　ｋ実現するための実用的方法も提案されると共に
、僅かに評価されてき念。基本的にば２これらシステム
の故障分析のレベルは、故障分析を完壁に行なうのに必
要な追加のシステム複雑度と比較して、相対的に低いも
のである。

〔従来技術の簡単な説明〕

集積回路や回路チップ用の従来既知のテストシステムに
は、以下に示した米国特許が存在している。

３．７６１，６９５　　　　　　　Ｅ１ｅｈ＝ｅｌｂｅ
ｒｇｅｒ４．２２５，９５７　　　　　　　Ｄｏｔ）’
、　　Ｊｒ、　　ｅｔ　　ａｔ４．２４４，０４８　　
　　　　　Ｔｓｕｉ４．２９８．９８０　　　　　　　
Ｈａｊｄｕ　ａｔ　　ａｔ４、４４１．０７５　　　　
　　　ＭｃＭａｈｏ　ｎ４．４９３，０７７　　　　　
　　Ａｇｒａｗａｌ　　ｅｔ　ａｔ４．４７６，４３１
　　　　　　　Ｂｌｕｍ４、５０３．５３７　　　　　
　　ＭｃＡｎｎｅｙ４．５１３，４１８　　　　　　　
Ｂａｒｄｅｌｌ、　　Ｊｒ、　　ｅｔ　ａｔ４、５１９
．０７８　　　　　　　Ｋｏｍｏｎｙｔｓｋｙ一般に、
従来のテスト方法によって、コンポーネント、アッセン
ブリおよびシステムレベルにおいてテス）を実行するこ
とができ、以下これらについて簡単に説明する。

Ａ、　コンポーネントレベルでのテスト限定的ステージ
：　適当なロジック状態を入力（与えることによって、
簡単なディノタルコンポーネントのテストを行なうと共
に、出力ノクターンをチェックするう セルフオツシレーション：　コンポーネントの出力を入
力に戻してやることによってデバイスのテスト’を行な
うと共に、出カバターンをモニタする。

シダニチュア分析：　テストパターンを入力ラインに与
えると共に、出カバターンを正しく保つ。

セルフコンノぞリジョ／：　既知の、またはラング！・
・ンターンを、並列的に１良好な″コンポーネントおよ
びテスト中のコンポーネントに。

出力間を比較することによって与える。

レベルセンシティデスキャンデサイン（ＬＳＳＤ）　：
メモリ回路（フリ・ンプフロッ７°）全シフトレジスタ
ラッチに変化させるアプローチ。次に。

既知のパターンをこれらメモリ回路のシフトレジスタ部
分全弁して循環させ、ゲートの出力およびレジスタを出
力ライ／の処で観察する。このアプローチは、ビルトイ
ンテストで利用できる。

リニアフィードバックシフトレジスタ：ＢＩＴＥアプロ
ーチをビルトイン口ジックブロツクオブデーハ（ＢＩＬ
ＢＯ）として看過する。この技術によって、独立のりニ
アシーケンス発生器を利用して、入カテス）　／？ター
ンおよびビルトインチェックワードレジスタを出力チェ
ツキング用に発生させる。

アＰパ／ストＬＳＳＤ／ＢＩＬＢＯデザイン：　　ＢＩ
ＴＥアプローチでは、リニアシーケンス発生器を利用し
て、出力のシダネチーア分析回路および入力として用い
る。

Ｂ−−７ｙ−＋　７−ヱ〜夾Ｚニー／Ｉ１０プノー１−
このレベルでの一次テスト方法は、上述したシダネチュ
ア分析、セルフコンバリジョンおよヒアＰパンストＩ、
ＳＳＤ　／　ＢＩ　ＬＢＯデザインが含まれる。

Ｃ０装置およびシステムレベルのテスト動作モードのモ
ニタ；入力を印加して出力全チェックする。

コンピュータシュミレーションおよびチェック：コンピ
ュータアーキテクチュアによるシステム用ＢＩＴＥ７７
’ウーチによって、差替え可能なアッセンブリレベルへ
の故障を検出する。次に、主要動作機能全イニシャライ
ズさせると共に、この結果得られる処理結果をチェック
して、場合によっては分析する。

一般に、コンポーネントや着替可能なアクセンブリレベ
ルより下の診断テストは、オンライン製造過程や保守動
作において必要なものではない。

従って、テスト方法によって１機能させるために。

テスト中のユニットの故障や特殊な故障を規定する必要
はない。このような事実によって、複雑なシステムに対
するテストの相当困難な問題点を簡潔処理できるようＫ
なる。

上述したような従来のテスト方法を十分に機能させると
、複雑なロジックに対して２分解すると共に特殊なテス
ト装置を用いて、９５チ以上のテストレベルを実現でき
ることは殆んどない。このことは、多数回の追加のテス
）１実行させる実用性に基因するもので、各テストによ
って、１００チのゴールに向うテストの合計レベルにお
いて。

比較的小さな改善が成される。一方、最新のＢＩＴＥア
ルゴリズや技術は１通常、全体のテスト全行なうことが
できないか、ま几は多くのテストを行なえないが２通常
のクロックレートで動作させることが可能となる。この
ことは極めて望ましいものであると共に、多くの高速コ
ンポーネントやシステムにおける必要な特徴でもある。

一般に、ディジタルロジック回路の設計には。

複数の記憶素子（フリップフロッ！、レゾスタ。

ラッチ等）が含まれており、これら素子によって。

１クロック時間から次の時間へ“１“又は”０″全記憶
する。更に、？−）７’バイス（ＡＮＤ、　ＯＲ，ＮＯ
Ｒ。

ＮＡＮＤ等）も含まれてお）、これらｒ−）デバイスは
７上述の記憶素子から入力を受けると共に、論理決定を
行なう。これは次のクロック時間において行われる。一
般にロジック回路設計者は、ディノタルロゾック設計を
最適化して２最小の回路数で所望の機１［ｒ実行できる
ように所望している。

このことは２通常、シーケンシャル回路と呼ばれる論理
構造が採用されており、これには、フィードバックルー
プや遅延が包含されており、このことによってテス）を
困難にしている。

シーケンス回路には、ロジックゲートの他にメモリ素子
が用いられている。これらの出力は、入力の関数である
と共に１メモリ素子の状態でもある。このことは、メモ
リ素子の状態は、前の入力の関数である。この結果、シ
ーケンス回路の出力は、現在の入力のみならず、過去の
入力にも依存する。従って、この回路の動きは、入力お
よび内部状態のタイムシーケンス（時間経過）Ｋよって
特定化する必要がある。

最近のビルトインテストシステムは、ａソックｒ−トを
含んだ組合せ回路のテスト用に適しており、これらゲー
トの出力は、以前の入力に関連することなく、入力の現
在の組合せから直接決定できる。しかシ、レベルセンシ
イティブスキンデデイン（ＬＳＳＤ　）によってシーケ
ンス回路を処理することは出来ない。この結果、ロジッ
ク設計手順を確立して、このこと【よって、０ソック設
計者は。

シフトレジスタラッチ間の組合せｒ−ト構造のみを利用
しなければならない制限が与えられる。すべてのコント
ロール回路をこのアプローチによつて実現できるが、ロ
ジック設計および口・ノック実施は更【複雑となると共
に、タイミングおよびスピー（εの問題点が加速される
ようになる。

また、最新のテストシステムに包含される他の重要なア
スにクトＦｉ、シーケンスジェネレータ（発生器）であ
る。これらの回路には、固定数のメモリ回路に数種のコ
ントロールｒ−）回路が含まれているうこれら回路を用
いることによって。

予測可能な疑似ランダムシーケンスを発生させている。

リニアシーク／スジエネレータが最も多く用いられてお
り、このジェネレータは、フィードバックゲート構造に
基いて数学的に予測可能なサイクル長を有している。こ
れによって最長サイクルを発生させるか、ま念は発生さ
せないかするが。

これらは予測可能である。

他のタイプのシーケンスジェネレータは２″′ノンリニ
ア（非直線性）″ジータンスジェネレータと呼ばれるも
のである。このジェネレータには。

ｅ−）構造と共に、フィートノＺツクのすべての組合せ
および順列が包含されており、これらは、入力フィート
ノぐツクツクターンに関連して１対１マツピングを有す
るか、または有しないようになっている。これらシーケ
ンスジェネレータのサイクル構造は、数学的に予測可能
ではないが、これらの一般的特性を統計的手段によって
決定できる。換言すれば、サイクルの平均的サイズおよ
び数量は予測できるが、これらの特定の特性は予測でき
ない。

本発明は、上述した従来のテストシステムの欠点全克服
する念めに、開発されたもので、新たな分析テストシス
テム（ＣＡＴＳ）を提供することを目的とするものであ
る。このシステムによって、複雑なディジタル回路の機
能分析および／またはこれら回路、コンＩ−ネント（素
子）、サードおよびこれら間の相互接続部材の組合せの
機能分析が行われ、これによって、適切な動作が確保さ
れると共に、故障を確認して補修動作を開始できる。

このよりなア（ローチには、ユニークな方法が包含され
ており、これには最少の追加回路構成で。

高度な故障検出能力が存在している。本発明のテスト方
法によれば、テスト中の差替え可能なユニット内に設け
られ几実際のシーケンス回路をノンリニア・バイナリシ
ーケンスジェネレータとして利用し、このジェネレータ
によってテストサイクルを発生させると共に、それ自身
のユニークなエラー無しサイクル構造の知識によって、
それ自身の故障を記憶しておくことができる。サブシス
テムのサイクリック位置の簡単なテストによってユニッ
トの健康状態および機能的能力をＧＯｔ几はＮＯＧＯで
表示でき、これらの表示によって９次の装造まｔは補修
動作に対して十分な情報が与えられる。

〔発明の概要〕

本発明の主要目的は、複数個の入力、出力およびロジッ
クデバイスを有する集積回路、ビードおよびアッセンブ
リをテストする方法および装置を提供することである。

ロジックデバイスの各々には、複数個のロジックゲート
およびメモリエレメントが設けられており、別個または
そのまま（元の位置で）テストできる。本発明によれば
、テスト中のロジックデバイスを入力から隔離し、従っ
て、他の残りのロジックデバイスから隔離でき。

更に、テスト中のすべての回路を包含するように構成で
きると共に、ノンリニアバイナリシーケンスジェネレー
タをシュミレー）（摸＆）できるように構成する。次に
、このテスト中のロジックデバイスのメモリエレメント
を既知の開始セツティングに設定し１次に、ロジックデ
バイスを所定数のステップでクロック作動させて、テス
トサイクルを規定する。サイクル中に、テスト中のデバ
イスのロジックゲートおよびメモリエレメントをノンリ
ニアバイナリシーケンスジェネレータとして作動させる
。このようなジェネレータでは、ユニークなエラーの無
い構成が得られる。これによって、メモリデバイスは、
故障なし状況の下で既知のセツティングおよび故障あり
状況の他のセツティングが実現できる。テストサイクル
を追従するメモリデバイスのセツティングを既知の故障
なしセツティングと比較すると共に、故障状況をセツテ
ィングが既知のセツティングから異なった時に表示され
るよう（でなる。

また２本発明の目的によれば、データスイッチ二ｔ／メ
ｙ）を回路入力の各々に接続すると共に。

テアスト中のロジックデバイスを隔離するように作用す
る。テスト中のロジックデバイスの出力からこのデータ
スイッチエレメントの入力へのフィーｒ／−？ツク接続
によって、ロジックデバイスは、テスト中のすべての回
路がノンリニアバイナリシーケンスジェネレータの動作
をするようになる。

また１本発明の他の目的によれば９組込みコントロール
デバイスを提供することである。このデノ々イスをデー
タスイッチエレメントの各々に接続する。このコントロ
ールデバイスによってこれらデータスイッチエレメント
の各々を作動させて。

テスト中のロジックデバイスを隔離すると共に。

テストシステムのプリセット、クロック動作および比較
ステッ７″ヲコントロールすることもできる。

また１本発明の別の目的によれば、テストシステムを集
積回路中に組込むことができると共に。

特殊な入力テストパターンの発生または出力／４’ター
ンのシグネチュア分析全必要とするものである。

本発明のテストシステムは、自己診断的なものであり、
それ自身の分析サイクルを発生すると共に。

それ自身の故障全記憶しているものであるつ′！、た２
本発明の更に別の目的によれば１通信リンクを介して離
間した位置よりイニシャライズできると共に、モニタで
きるテストシステム全提供できるものである。

〔発明の開示〕

以下図面を参照し乍ら１本発明を詳述する。

第１−３図を参照し乍ら５本発明を利用して回路コン４
−ネント２２回路ぎ−ド４まｔは回路アッセンブリ６を
テストする方法を説明する。代表的な回路コンポーネン
トには、１００個オーダの７リツプフロツデ、即ちメモ
リと、３００１１ｉｆｆｉ程度のロジックゲートと、６
０（１１程度のアクティブ（能動）デバイスと、２５個
程度の電源およびクロックを含む入力端子と、２５個程
度の出力とを有するＬＳＩアレイが設けられている。組
み込み式テストシステムを有するＬＳＩアレイの簡単な
ブロックダイヤグラムを第５図に示す。

第２図の回路ボーＰ４には２通常、複数個の相互接続し
之コンポーネントまたはＬＳＩアレイ２が設けられてい
る。複数個の回路＆−１’４′ｔ−相互接続して、第３
図に示したようなアクセンブリ６を構成する。本発明を
用いてコンポーネント、？−ドまたはアッセンブリをテ
ストするようにする。

これら回路コンポーネント、Ｍ−ドおよびアッセンブリ
はすべての着替え可能ユニットである。

通常、これらユニットのすべて全回時罠テストできる。

しかし、テストのマルチプルシーケンスレベルを複雑性
を最小限度で押えることができる。このことによってコ
ンポーネントレベルでの故障を確認でき２次にゲートレ
ベルで確認し、最後Ｋ。

アッセンブリレベルで故障を確認する。アッセンブリレ
ベルのテストによってコンポーネントおよびボードなら
びにコネクタ、ｆラグ、コントロールｆ−）における故
障を確認できる。これらはこのような方法以外ではテス
トできない。このレベルのテストによって、特定のコン
ポーネントま几はボードが故障であったかを確認できる
が、テストの目的で追加されたすべてのデータスイッチ
が適切に機能していることを確認する之めにも使用でき
る。

第４図を参照し乍ら２本発明の詳細な説明する。

このテスト動作が一旦開始されると、テスト中のロジッ
クデバイスが外部入力からこの回路まで隔離される。こ
のロジックデバイスを１次に、出力回路を入力回路に接
続することによって再構成する。ロジックデバイスのメ
モリエレメントが既知の開始セツティング中に存在し、
この後例、テスト中のロジックデバイスを所定のステッ
プ数でクロック動作させることによって、テストサイク
ルを決め、このデバイスのロジックゲートとメモリエレ
メントとをノンリニアバイナリシーケンスジェネレータ
として作動させる。コンビーータシュＳ＋／−ジョン等
から、メモリエレメントのセツティングが決定できる。

これは、テストサイクル中のステップ数に相当する予じ
め決められｔステップ数の後に決定でき、ロジックゲー
トとメモリエレメントが正規の゛故障無し方法″で動作
させた時に決定できる。従って、このテストサイクルの
終期において、これらメモリエレメントのセツティング
を既知のセツティングと比較する。セツティングが異な
る場合に、故障が表示され、これによって、テスト中の
オペレータは、テスト中のデバイスを差替える必要があ
ることを認識できる。

本発明によるテスト方法金、テス）を実施する念めの装
置に関連して更に詳述する。

第５図において、　ＬＳＩプレイまたはコンポーネント
２１Ｆｅ更に詳細に表わされている。このアレイには、
複数個の入力８と、複数個の出力１０とが含まれている
。各アレイには、複数個のロジックデバイス１２が設け
られており、これらデバイスには１組合せ回路Ｃが設け
られている。第６図に示し念ように２組合せ回路にはメ
モリエレメントを用いずに１個またはそれ以上のロジッ
クｒ−ト１４（入カニおよび出力０’に有する）が設け
られている。他方、第７図に示したように、シーケンス
回路には、フィードバック通路に接続された１個または
それ以上のメモリエレメント１６を不１すると共に、入
カニおよび出力Ｏ金有するメモリエレメントｉｓ’２有
する１１１ηまたけそれ以上の絹合せ回路が設けられて
いる。前述し六ように、シーケンス回路の出力（ハ、入
力の関数であると共に。

メモリエレメントの状態である。これらメモリエレメン
トの状態は、以前の入力の関数である。第５図の代表的
なＬＳＩアレイはシーケンスロジック回路であり、これ
には複数個の７リクプフロタデメモリ回路１８が設けら
れている。これらメモリ回路１８によってノンリニアシ
ーケンスジェネレータの各段を構成している１２回路設
計者によって。

ロジックデバイスＩ２およびフリツノフロップ１８の構
成および相互接続を決定する。

本発明のテストシステムは１通常２回路設計者によって
アレイ中に組込まれ、更に１回路のアーキテクチュアを
ほんの殆かのみ増加させるだけであるので、このテスト
方法の複雑度およびコストを低減できる効果がある。こ
のシステムは１本質的には２組込み（ビルトイン）テス
トコントローラ２０と複数個のデータスイッチ２２とが
設けられている。特に２１個のデータスイッチ２２を各
入力８と接続すると共に、これらデータスイッチ２２の
すべて全コントローラ２０と接続する。コントローラの
制御の下で、これらデータスイッチを作動させて、テス
ト中のロジックデバイスヲ勝置内の他の口・ノックデバ
イスならびに、これが接続されている外部入力から隔離
している。この隔離は、テスト中の１個の差替え可能ユ
ニット中の故障が他のロジックアッセンブリに伝達され
ないように確保するｔめに必要なことである。エラーの
伝達が起ってしまうと、故障ユニットの検出が不可能と
なってしまう。

この代りに２本発明のテストシステム’ｉ　、　ＬＳＩ
ま念はＶＬＳＩｔ−接続するｔめに適した独立のテスタ
として設計できる。この独立のテスタには、コントロー
ラフィードバックラインが設けられており。

これによって多くの場合、複数個のデータスイッチの採
用を回避できる。このテスタをアレイに組込んだテスト
システムに類似したのと同じ方法で作動できる。

第８図【示したように、７′−タスイッチ２２の各々に
は、２つの入力全容々有する２つの口・ノックデバイス
２４が設けられている。これらロジックデバイスの出力
をＯＲ加算回路２６に接続し。

この回路の出力をテスト中のロジック回路に接続する。

データスイッチゲートの１つへの１入力には１外部入力
８が設けられている、コントローラからのテスト無し／
テスト信号が２これらデータスイッチロジックデバイス
の１入力に供給される。

最後に、テスト中のロジックデバイスの出力からのフィ
ートノ々クク信号をこれらデータスイッチロジックデバ
イスの残余の入力に供給する。データスイッチへのテス
ト／テスト無し入力によって。

データスイッチ全イネーブルまたはディスニー　デルに
して、テスト中のロジックをそれの正規の入力から隔離
する。この動作け２出カフイード・ぐツク回路を同時に
接続し乍ら行われる。

前述したように、ま元竿５関、第９図に示し六ように、
テスト中のロジックデフ４イスの出力にシいて、フィー
ド・ぐツクライン２８全その入力でデータスイッチに接
続し、このスイッチの出力をテスト中のロジックに接続
する。この方法によれば。

テスト中のロジックデバイスを再構成して、出力回路が
ノンリニアバイナリシーケンスジェネレータの動作中に
包含されるようになる。出力ラインの数が入力の数が多
いならば、これらを蜀Ｄ−２７７’イションまｆｃは類
似のプロセスによって互いに組合せるので、この結果、
すべての出力によって入力に影響を与えることができる
。入力の数が出力の数より大きい場合に、１個ま友はそ
れ以上の出力を用いて１個以上の入力をドライブするよ
うにする。テスト中のロジックデバイス内のシーケンス
ロジンクは、変更を必要としなく、ノンリニアバイナリ
シーケンスジェネレータとして作動するようになる。む
しろロジックデバイス中の各メモリレジスタは、概念的
には、テスト目的のみのシーケンスジェネレータ中のレ
ジスタとして考えられる。

シーケンスジェネレータの循項的特性はロッククｒ−ト
とロジック状態との合計数の関数として分析される。こ
のような分析中にチー　プルが発生され、このことによ
って、どのゲートが機能していたかを表わすと共に、ど
の方法によるものかを表わす。従って９全体の故障分析
プロフィルを開発でき、これによってテスト機能を表示
できる。

これらの機能は、ノンリニアノ々イナリシ・−ケンスジ
ェネレータがそれのサイクルの特定部分を介してステッ
ピングしている間に実行される。このような分析によっ
て、特定のロジックの任意部分は特定のロジック機能の
ために、完全にテストされない。このロジック機能は、
緩やかに変化するものであり友。即ち、殆んど状態の変
らない多くのステージ（段）を有する長いノＲイナリカ
ウンタであった。

このような状況の下で、テストコントロールｒ−トヲ追
加する必要があり、これによって、これらロジック構成
を小さな、且つ更に機能的なロジック構成に分解し、こ
の小さな構成によって更に変化を表わすと共に、より大
きなテスト応用性が得られる。

従って、装置の設計上において、このノンリニアシーケ
ンスジェネレータのサイクル特性を分析して、サイクル
の異なった部分の故障検出特性を決定すると共に、異な
り定テスト時間およびフィードバック接続を決定できる
。このような可変機能によって、テストサイクルの最適
選択が実現する。既知のシーケンスステッピング特性の
利用や。

このようなロジック構造のサイクル構成によって本発明
が特性付けられている。従って、これらメモリレジスタ
はいかなる故障を記憶するように作用し、この故障は、
テストサイクル中のいかなる時にも起るものである。こ
の理由は、このシステムがそれの既知のサイクル構成か
ら偏位すると共に、テストモードの残りの期間中にその
ような状態のままとなるからである。

第１０図に示したような！リセットメカニズムがコント
ローラ２０に設けられており、これによって信号をテス
ト中の０−）ツク回路のメモリエレメント１８の各々の
既知の開始位置に供給する。

セツティングを適当に選択することによって、正規のプ
リセットラインまｆｃはアレイの他のイニシャライズ回
路を利用できる。メモリエレメントヲ！リセットするこ
とによって、シーケンスジェネレータをそれ自身のステ
ラビングサイクル中の’Ｒ定のバイナリの既知ポイント
に配置する。一般に。

このようなプリセットは、設計中に装置の中に組込んで
ある。

コントローラ２０の制御の下で、テスト中のロジックデ
バイスを固定のステップ数でそれ自身の正規のクロック
レートでクロック作動させ、これによって、テストサイ
クルを規定する。これらメモリエレメントには、ノンリ
ニアシーケンスジェネレータの疑似内容が含゛まれてい
る。ゲートおよびメモリエレメント中に組込まれた入力
は以下の僅かな例外を除いては２正規の方法で動作する
ようＫなる（即ち、緩漫な動作のロジック構成を分解す
る必要がある）。基本的なテスト手１１ｒｔは、以下の
事実に関連するものである。即ち、故＠またはエラーが
発生しｆｃ場合に、パイナリシーケンスジェネレータに
よって、それ自身の正規のサイクルを第１１図に示した
ような全体として異なったサイクルにステップ処理する
。この場合、それ自身の適当な状態へ最終的に戻る最小
可能性が存在している。この結果、故障状況が表示され
る。他方、これらのケ゛−トのすべてが正しく作動する
場合に、シーケンスジェネレータは正しい動作を表わす
正規のサイクルに沿ってステップ処理するようになる。

ボード構造がエラーなしでそれらのすべての論理状態で
動作する場合に、すべてのアクティブデバイス、受動デ
バイスおよび相互接続部が動作状態となる必要があるこ
とを表示することが確認される。この理由は、すべての
ｒ−）は一致１−て作動し、これによって、ノンリニア
シーケンスジェネレータが動作するからである。レジス
タおよびｒ−トが一緒になって、ロノック機能を果し、
この機能は、すべてのｒ−トが正しい方法で動作してい
ない限り正しく動作しないものである。

テストサイクルは、エラー検出ゴールならびに他の目的
のために利用できる好都合なカウンタ・：゛ζ依存して
、好都合な時間期間だけ動作すＺ）工う（チーなる。こ
の計数の長さは固定的なものである。従って、全体のテ
スト期間中にすべＣｔＶダー　トが１１Ｅしく動作する
場合には、とねらメモリエレメントのセツティングは既
知であるか、またはコンビ°−３−タシュミレ・−ジョ
ンによって得られるようになる。このセツティングが困
難である場合に、ツ”イクル中のあるポイントでエラー
が発生し２ていたことになる。一般に、テストシーケン
スが長くτ・グれげなる程、得られるテストのレベルは
高くなる。

代表的なテストサイクルのステソノ数は、千から一万に
もなる。

第１２図を参照し乍ら、各メモリエレメント３０のセツ
ティングを検知、即ち２検出し、更に。

ＡＮＩＩ”−ト３２によって既知のセツティングと比較
する。実際には、　ＡＮＤり′−トによってメモリデバ
イスの一部分のみ検知して特定のテスト応用に対する十
分な精度を得ている。

これらメモリエレメントのセツティングが既知のセツテ
ィングに対応する場合（・で、テスト中の口・ノックデ
・々イスは適切に動作しており、更に、いかなる故障状
態が回路中に発生していないことが明らかとなる。一方
、このテストサイクルに続くメモリエレメントのセツテ
ィングが既知のセツティングから相違する場合に、ＡＮ
Ｄｒ−）によって故障出力が発生され、これを故障表示
器３４に供給する。この故障表示器には表示ライト３４
が設けられておりこのライト３４は、故障状態が発生し
た時（（点灯される。

再び第５図を参照すると２組込み式コントロ・〜２がテ
ス）＆タンのようなテスト用デバイスによって通常に作
動開始される。このことによって。

コントローラはテストシーケンスを開始することができ
る。このテストぎタンはテスト実行者によって手動操作
され、彼は、テスト中のデバイスの動作全確認する定め
のテストコントする状況音モニタしている。この代りに
、このテストｄｅタンを遠隔地より通信リンクを介して
送信された信号によって作動させることもできる。同様
に、故障表示、甘たは故障のない状況を遠隔地よニジ検
出できる。

最初のロジックデバイスのテスト金完了しｆＣ後で、後
続のデバイス、ボード、ｔたはアクセンブリを、同様な
方法および装置を用いてテストできる。特に、テスト中
の次のロジックデバイスを隔離すると共に、再構成して
、ノンリニアバイーノーリシーケンスジェネレータ全＠
造する。メモリエレメントが開始位置に存在し、デバイ
スがクロック動作し、更に、これらメモリエレメントの
セツティングが既知のセツティングと比較される。繰返
し行なわれるテストサイクルに′ｙ″ストすべきデバイ
スの数量に対して実施プる。多くのシ、ステムの場合に
、すべてのロジック？・ぐイスが同じ回数だけテストさ
れるように設計することがｆｉＪ能どなる。

このような状況の下で、装置内のｏシックデバイスのす
べてを同時Ｖこテストごさると共に、テスト結果がテス
トコント「」−ルｎシックからｉｌＵ次ａ出されるよう
になる。

多少の変形を加えること（て２よっ“Ｃ１本発明のテス
ト方法および装置を駆使して、コンピュ〜ダγ−・キデ
クチュアに基づくディジタル処理システムをテストする
ことができる。一般に、ディジタル処理システム【よっ
てテストにおける特殊な間頂点が生じる。これらの間頂
点は、・一方のロジックユニットから他方へのデータの
ブロックをほぼ一定に転送することに関するものである
。］ｌ（’：、多くのシステムはバスタイブの相互接続
部分を有し、これらに入力および出力ラインとして作動
する。

このようなシステムをテストするために、本発明のクロ
ック動作を変更して、２相テストシーケンスを実現し、
これによって、入カオナよび出力の両状態におけるバス
構造゛を完全にテストする・このことによって次の点が
要求される。即ち、１つのテストサイクルが実行され、
ここでは、入力／出力バスを最初に入力とし、更に、レ
ジスタ中のセツティングの変更なしに構成し、第２テス
トサイクルを実行する。ここでは、バスが出力回路とし
て構成されるようになる。更に！！た、このようなテス
トサイクル構造を以下のような方法で股引する必−要が
ある。即ち、コンビ′１−タのプログツムカウンタは、
それ自身の完全な憎イクルを介１．シ、テストサイクル
の一部分としてシーケンス動作１−１これによってテス
ト中のファームウェアまた）Ｊ、ソフトウェアをテスト
中に完全に実行できるよ！ｉ　ｉこすることである。最
後に、データおよびプログラムメモリを、既知である情
報で満す必要があり、リンリニアバイナリシーケンス・
ゾエネレー　タし・・ノティングの最終内容に関するデ
ータメモリの形彫を適切な動作を表示するのに先立って
演３１する。８上述した点を完了するため知、追加のＲ
ＯＭを用いて、テストコントロール機能を実行させる必
・小がある。この機能によって、ｆＯダラムカウン′人
の完全動作における援助を行なう。更に、小型しり）リ
ニアバイナリシーケンスジェネレータを用い−３、所望
に応じて、データメモリ用の既知の完全情報を発生させ
ることができる。

これと同じシーケンスノエネレータを用いて、。

データメモリからのｒ−夕出力を比較して、（二のジェ
ネレータによって完全なメモリ読出し２全体も・〜処理
する。この場合、理想のテストサイクルはデータテスト
シーケンスを２回だけ走行する。即ち、最初に通常のシ
ーケンスであり、次に反転したデータシーケンスである
。このことによって、メモリのすべてのステージをゼロ
およびｌの状態の両方でテストするようになる。データ
内容が既知の場合には、このステップは不必要なものと
なる。

多数のソフトウェアデクグラムをテストする必要がある
場合には、７′ログラムメモリを用いて、初期メモリ内
容を記憶すると共に、メモリレジスタの最終状態（Ｇｏ
／Ｎｏ　ｃｏ上セツトを記憶する。これらの状報は特殊
なテストレジスタ中に記憶できると共に、最終比較用に
利用し、次に、Ｇｏ、／ＮＱＧｏの決定を行なう。

一般に、故障に耐えられるコンピュータシステムによっ
て、冗長システムを駆使してこのシステムのゴールに到
達できる。これら冗長システムを、故障の時に動作側に
切換えることができる。上述し７たコンピュータテスト
シーケンスと組合わさｔ］たＧＯ／Ｎｏ　Ｇｏ決定によ
って、ハードウェアと、これと組合わされた厳密なファ
ームウェアおより　、／”’　またはこのような厳密な
動作バー・ドウエア用のソフトウェアに必要なテストの
Ｌ／ペルが高くなる。

厳密なシステムでは、テストＧＯ／ＮＯ００回路を追加
のテストチェックと共て用いて正しｂ動作を確保するた
めに必要である。このことは、検出回路を２回・ぐルス
動作、即ち、初めに、テスト開始時に、故障信号を２ビ
ツトバイナリカウンタ中に発生させると共に次に、通常
の・ダルスによっで第１ステーノを正しい条件に強ｉｌ
＋することによって実現できる。最初の２つのステージ
上の検出器九よって、動作がテスト検出口ノック中に起
っ゛ていたことも検出できる。

以上、詳述しまたよって、本発明は、上述した実施例の
み如限定さねず種々の毫更を加え得るものである。

【図面の簡単な説明】

第１〜３図は、本発明のテスＩ」によ−）Ｔ：′テスト
可能な、ＬＳＩアレイ、訃よびが−ドの叫睨Ｌ・ろ、第
４図は、本発明のテスト方法を実行−す゛る／、−めの
フローチャート、 第５図は、本発明の組込みタイプのテストシステムを有
するシーケンシャル回路付ＩＬｓｘアレイのブロックダ
イヤグラム、 第６．７図は、第５図のＬＳＩアレイを有する組合せ回
路およびシーケンス回路のブロックダイヤグラム、 第８図は、データスイッチの詳細な回路、第９図は、ノ
ンリニアバイナリシーケンスジェネレータを青酸するロ
ジックデバイスのＨ合図、第１０図は、メモリエレメン
トのプリセットを表わすブロックダイヤグラム、 第１１図は、テストサイクル勿表わす線図、および 第１２図は、比較および故障表示手段を表わ・す線図で
ある。 ２川コンポーネント、４・・・回路基板、６・・・アッ
センブリ、１２・・・ロジックデバイス、１８・・・メ
モリ回路、２Ｑ・・・組込みテストコントローラ、２２
・・・データスイッチ、２８・・・フィードバックライ
ン、３０・・・メモリエレメント、３４・・・故障表示
器。 出願人代理人　　弁理士　鈴　江　武　彦図面の浄書（
内容に変更なし） Ｆ／に、１２ Ｊｌ　続　ン山　ｘｌＦ−μ）二（方式）％式％ １、事件の表示 特願昭６２−１８７６５号 ２、発明の名称 集積回路テスＩ・方法および装置゛ ３、補正をする名 事件との関係　　　特許出願人 氏名　ドナルド・シー・バークネス ４、代理人 東京都千代１１１．Ｉ区霞か関３丁］」７番２号　ＵＢ
Ｅビル６、補正の対象 明細書、図面 ７、補ｉＥの内容　　別紙の通り （１）　　明細書の浄書（内容に変更なし）′、　　　
、（２）図面の浄書（内容に変更なし）−′パ （シ゛ど１１．”

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、複数個の入力、出力およびロジックデバイスを有し
   、これらロジックデバイスの各々には、複数個のロジッ
   クゲートおよびメモリエレメントが設けられた集積回路
   において、この集積回路をテストするに当り、 （ａ）テストすべき第１ロジックデバイスを、すべての
   外部入力をオフすることによって残りのロジックデバイ
   スから隔離するステップと； （ｂ）この第１ロジックデバイスを再構成してテスト中
   のすべての回路が含まれるようにし、これによってノン
   リニア（非直線性）バイナリシーケンスジェネレータを
   シュミレートするステップと； （ｃ）この第１ロジックデバイスのメモリエレメントを
   既知の開始セッティングにそれぞれプリセットするステ
   ップと； （ｄ）この第１ロジックデバイスを所定のステップ数だ
   けクロック作動させて、これらロジックゲートおよびメ
   モリエレメントを前記ノンリニアバイナリシーケンスジ
   ェネレータとして作動させるためのテストサイクルを規
   定するステップと、これらメモリデバイスによって、正
   規の動作状態で既知のセッティングおよび故障状態で他
   のセッティングを実現するようにし； （ｅ）この既知のセッティングの下でテストサイクルを
   行なった後で前記メモリエレメントのセッティングを比
   較するステップと； （ｆ）この既知のセッティングとは異なったセッティン
   グの時に故障状態を表示するステップとを具えたことを
   特徴とする集積回路テスト方法。 ２、前記ステップ（ａ）〜（ｆ）を前記集積回路中のロ
   ジックデバイスに対して繰返して行なったことを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３、前記隔離、プリセット、クロック動作および比較ス
   テップを制御するステップを更に設けたことを特徴とす
   る特許請求の範囲第２項記載の方法。 ４、前記隔離ステップに、データスイッチの各入力をテ
   スト中の集積回路上のロジックデバイスに接続すると共
   に、これらデータスイッチの入力を、テスト動作中に、
   テスト中のロジックデバイスから切離すように制御する
   ステップを包含したことを特徴とする特許請求の範囲第
   ２項記載の方法。 ５、前記ロジックデバイスに、入力／出力デバイスとし
   て作動するバス構造からの入力を設け、更に、前記テス
   トサイクルを２回行なうステップを設け、これによって
   、前記バス構造を第１テストサイクル中に、入力回路と
   して扱い、第２テストサイクル中に、出力回路として扱
   うようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第４項記
   載の方法。 ６、前記テストシーケンスを遠隔位置から開始させるス
   テップを更に設けたことを特徴とする特許請求の範囲第
   ４項記載の方法。 ７、前記処理ステップ（ｂ）〜（ｆ）を、前記集積回路
   に対して別個のテスト装置によって外部から実行するよ
   うにしたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   方法。 ８、前記処理ステップ（ａ）〜（ｆ）を内部的に実行し
   て、前記集積回路デバイスの組込テストを実現するよう
   にしたことを特徴とする特許請求の範囲第５項記載の方
   法。 ９、前記入力、出力、および集積回路とボードとアッセ
   ンブリのロジックデバイスとの間の相互接続部分をテス
   トするステップを更に設けたことを特徴とする特許請求
   の範囲第５項記載の方法。 １０、前記集積回路の組込みテスト回路をテストするス
   テップを更に設けたことを特徴とする特許請求の範囲第
   ９項記載の方法。 １１、ファームウェアおよびハードウェアの組合せをテ
   ストする方法を更に設けたことを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の方法。 １２、前記メモリエレメントを複数の既知開始セッティ
   ングにプリセットし、これら開始セッティングの各々に
   は、正規の故障なし動作に追従する既知のストップセッ
   ティングを有したステップを更に設けたことを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の方法。 １３、複数個の入力と、出力と、ロジックデバイスとを
   有し、これらロジックデバイスには複数個のロジックゲ
   ートおよびメモリエレメントが設けられた集積回路をテ
   ストするに当り、 （ａ）各入力に接続され、テスト中の第１ロジックデバ
   イスを、残余のロジックデバイスの入力を介して印加さ
   れた外部信号から隔離する手段と；（ｂ）この隔離手段
   に接続され、前記ロジックデバイスのテストシーケンス
   を制御するテストコントローラ手段と； このテストコントローラ手段には； （１）前記ロジックデバイスを再構成してテスト中のす
   べての回路を含むようにし、この結果、ノンリニア（非
   直線性）バイナリシーケンスジェネレータをシュミレー
   トする手段と； （２）前記メモリエレメントを既知開始セッティングに
   対してプリセットする手段と； （３）このロジックデバイスを所定回数のステップだけ
   クロック作動させて、これらロジックゲートとメモリエ
   レメントをノンリニアバイナリシーケンスジェネレータ
   として作動させるテストサイクルを規定する手段と、こ
   れらメモリエレメントによって正規の動作状態の下で既
   知セッティングおよび故障状態の下で異なったセッティ
   ングを実現するようにし； （４）このテストサイクルの後で、メモリエレメントの
   セッティングを検知すると共に、これらセッティングと
   既知のセッティングとを比較する手段とが設けられ； （ｃ）この比較手段に接続され、前記メモリエレメント
   のセッティングが既知のセッティングとは異なる場合に
   故障状態を表示する表示手段とを具えたことを特徴とす
   る集積回路テスト装置。 １４、前記隔離手段に、前記入力に接続された複数個の
   データスイッチエレメントを設けたことを特徴とする特
   許請求の範囲第１３項記載の装置。 １５、更に、複数個のフィードバック回路を設け、これ
   ら回路によって前記ロジックデバイスの出力を前記デー
   タスイッチエレメントのそれぞれに接続し、これによっ
   て、前記ロジックデバイスを再構成して、テスト中のす
   べての回路を包含させて、ノンリニアシーケンスジェネ
   レータをシュミレートさせると共に、更に、前記メモリ
   エレメントによってテストクロックサイクル中のいかな
   る故障を検出すると共に記憶するようにしたことを特徴
   とする特許請求の範囲第１４項記載の装置。 １６、前記比較手段にＡＮＤゲートを設けたことを特徴
   とする特許請求の範囲第１５項記載の装置。 １７、前記入力に接続された入力／出力バス手段を更に
   設け、前記テストサイクルを２回行なうと共に、このバ
   ス手段を第１テストサイクル中に入力回路として扱い、
   第２テストサイクル中に出力回路として扱ったことを特
   徴とする特許請求の範囲第１６項記載の装置。 １８、更に、テストサイクルをイニシャライズする前記
   コントローラ手段を作動させる手段を設けたことを特徴
   とする特許請求の範囲第１７項記載の装置。