SE469995B - Förfarande för testning av integrerade kretsar som är monterade på en bärare - Google Patents

Description

10 15 20 25 30 b) 'J1 2 som kommer att beskrivas i det efterföljande med hänvisning till fig 1.

De nackdelar som begränsar användbarheten av detta koncept beskrives också.

Uppfinningens ändamål.

Det är ett ändamål med uppfinningen att utöka användbarheten av "scan test"-principen till förbindningsfunktionen mellan de integrerade kretsarna utan att behöva använda stora antal extra förbindningsstift och att möjliggöra en enkel organisation där bara de erforderliga testen be- höver utföras emedan en enkel valorganisation är möjlig.

Ej begränsande sammanfattning av uppfinningen. Ändamålet uppnås enligt uppfinningen därigenom att, då bäraren är försedd med ett flertal digitala integrerade kretsar som är sammankoppla- de medelst dataledningar och var och en och vilka har sådana första och andra anslutningar, enheten av integrerade kretsar testas därigenom att nämnda första och andra anslutningar förbindes parallellt med en dataled- ning i en seriebussledning för att kommunicera nämnda test- och resultat- mönster därpå, vilken seriebussledning också innehåller en klockledning för synkroniseringssignaler för synkronisering av datatransporter via da- taledningen, vilken nämnda seriebussledning innehåller en tredje anslut- ning för att leda nämnda test/resultatmönster och tillhörande synkronise- ringssignaler till omgivningen, varvid minst två av de integrerade krets- arna är inställda i ett testtillstànd genom väljinformation under ett test, varefter ett testmönster matas till åtminstone en av dessa integre- rade kretsar för att testa en förbindningsfunktion mellan nämnda minst två integrerade kretsar, efter temporär aktivering av den aktuella inte- grerade kretsen i exekveringstillstàndet av minst en annan av nämnda minst tvâ integrerade kretsar, varvid ett resultatmönster som alstrats på basis av det senare testmönstret matas ut för testning. Det har visat sig att seriebussledningar är lämpliga kommunikationsmedel. Testbussledningen kan nu separeras från andra dataledningar; detta ökar konstruktionens flexibilitet. Med seriebussledning avses en bussledning i vilken databa- nans bredd är avsevärt mindre än databasenheten. För en ordlängd av t ex 16 bitar som skall kommuniceras uppgår bussbredden till högst åtta bitar.

En begränsning finns vanligen till fyra eller mindre antal bitar, före- trädesvis till en databredd av en eller två bitar. Fördelen med en liten bredd är uppenbar: antalet anslutningar som krävs blir mindre. Vidare 10 15 20 30 La.) LH 469 995 3 blir antalet fel som införes genom ofullkomligheter i busstrukturen mind- re för en liten databanbredd. Lösningen i enlighet med uppfinningen är i synnerhet attraktiv därigenom att många integrerade kretsar har en seri- ell styrbussanslutning. En sådan styrbussledning innehåller vanligen bara en dataledning. En attraktiv realisering är beskriven i EP 51332 (PHN 9873). Detta busskoncept har blivit allmänt känt såsom en I2C-bussledning. Uppfinningen är emellertid inte begränsad till använd- ning av detta speciella busskoncept. T ex kan två synkroniseringsled- ningar vara anordnade.

Integrerade kretsar kan ställas in i testtillstándet medelst en styrsignal pà en teststyranslutning. Många integrerade kretsar har redan en sådan anslutning. Med testtillstàndet avses inmatningstillstàndet lika väl som utmatningstillstàndet. Exekveringstillstàndet är “ej test“-till- ståndet. Alla integrerade kretsar pá bäraren kan ställas om till test- tillståndet gemensamt. Testmönstret matas därvid till specifika integre- rade kretsar genom adressering av den aktuella kretsen. För inmatning och utmatning kan därvid olika kretsar adresseras. Det är uppenbart att det alternativt är möjligt att bara ställa in ett urval av de integrerade kretsarna samtidigt till testtillståndet; detta är t ex fördelaktigt när det finns flera kretsar med samma adress som är realiserad genom trád- dragning (i hårdvara). A andra sidan kan adresserna också ställas in en- ligt ett program, t ex under en initieringsfas.

Beskrivning av förbindninqsfunktionen.

Med förbindningsfunktionen mellan två (eller flera) integrerade kretsar förstås driftsfunktionen och således implicit korrekt/felaktig struktur hos följande element eller del därav: a. ledarmönstret som är anbringat på bäraren: test med avseende pà brott och/eller kortslutning; U' b. anslutningen mellan ledarna och den integrerade modulens anslutnings- Stift; c. anslutningen mellan dessa anslutningsstift och förbindningsplattor anordnade på den integrerade kretsens substrat, t ex genom tràddrag- ning; d. alla buffertelement som finns mellan förbindningsplattan och ingången/ utgången för den aktuella biten i test/resultatmönstret; e. alla ytterligare element som eventuellt är anordnade mellan de så an- slutna integrerade kretsarna, àtminstone vad gäller deras digitala 10 15 20 25 469 995 4 drift. Dessa element kan vara passiva element, t ex ett avslutande motstånd som kopplar en förbindning till jord. Det kan också vara en integrerad krets som inte kan testas i sig, t ex en konventionell TTL-modul, såsom en làskrets eller en inverterare.

Genom att mata respektive testmönster till minst två integrerade kretsar, kan interaktionen mellan dessa testmönster bestämmas såsom en test av en aktuell förbindningsfunktion. Pâ analogt sätt kan korrelation- en mellan resultatmönstren från respektive integrerade kretsar ge infor- mation vad gäller en förbindningsfunktion.

Några vtterligare aspekter på uppfinningen.

För testning av en intern funktion hos en enkel integrerad krets tillföres företrädesvis först ett väljmönster via bussledningen för att selektivt ställa in den aktuella integrerade kretsen i ett testtillstánd, varefter ett testmönster avseende den aktuella integrerade kretsen till- föres och även en styrsignal för att initiera testningen av nämnda inter- na funktion, varvid ett resultatmönster avseende det utförda testet áter kommuniceras via bussledningen. Med användning av de element som lagts till för testningen av förbindningsfunktionen kan således ett test avse- ende en intern funktion hos en integrerad krets initieras på enkelt sätt.

Ett intressant exempel pà ett sådant internt test är beskrivet i US 4.435.806. Med användning av_ett enkelt testmönster kan således en ingående intern testning av den integrerade kretsen utföras. En annan möjlighet består i att testordet inte tillföres via bussledningen utan bildas i den integrerade kretsen själv, antingen direkt eller genom digital expansion av extern mottagen information. Resultatordet kan också utvärderas i den integrerade kretsen själv eller prepareras genom digital komprimering för att tillföras den externa testanordningen. Såsom resul- tat av dessa procedurer behöver mindre information matas via seriebuss- ledningen. A andra sidan är den sistnämnda lösningen mindre flexibel och nödvändiggör extra faciliteter i den integrerade kretsen.

Sammanfattning av figurerna.

Uppfinningen beskrivs detaljerat i det efterföljande med hänvisning till nâgra figurer. Först kommer en realisering av “serpentin"-konceptet och de problem man kan möta att beskrivas. Därefter kommer I2C-buss- ledningen att beskrivas kortfattat. Därefter kommer förfarandet, bäraren, den integrerade kretsen och testanordningen i enlighet med uppfinningen 10 15 20 25 30 35 469 995 att beskrivas.

Figur 1 visar ett diagram som illustrerar exekveringen av “serpen- tin“-konceptet; Figur 2 visar ett kopplingsschema för IZC-bussledningen; Figurerna 3a,3b,3c visar tillhörande tidsdiagram för dataöverfö- ringen; Figur 4 visar ett schema för en bärare som är försedd med kretsar enligt uppfinningen; Figurerna 5a,5b,5c,5d visar anslutningsceller för användning på en bärare enligt figur 4; Figur 6 visar en testanordning.

Beskrivning av "serpentine“-konceptet.

Figur 1 visar ett schema för “serpentin"-konceptet som är realise- rat för en bärare 20 som är försedd med integrerade kretsar 22...32.

Serpentin-konceptet innebär att integrerade kretsar kopplas i en kedja därigenom att en ingångsledning 34 för testmönster förbindes med kretsen 22. Den senare kretsen har en utgángsledning för resultatmönster som ock- så tjänar såsom en ingàngsledning för testmönster för den integrerade kretsen 24. En utgångsledning från den senare kretsen verkar såsom en in- gàpngsledning för kretsen 26. En utgàngsledning från den senare kretsen verkar såsom en ingángsledning för kretsen 28k En utgàngsledning från den senare kretsen verkar sàsom en ingángsledning för kretsen 30. En utgångs- ledning från den senare kretsen verkar såsom en ingàngsledning för kret- sen 32. En utgângsledning från den senare kretsen är ansluten till ut- gângsledningen 36 för resultatmönster för bäraren 20. De integrerade kretsarna har ytterligare anslutningar (angivna genom pilar) vilka verkar såsom förbindningar mellan de olika integrerade kretsarna och mellan des- sa integrerade kretsar och omgivningen. De speciella förbindningsmönstren är bestämda genom den integrerade kretsbärarens funktion och, emedan des- sa mönster är irrelevanta i detta avseende, kommer de inte att beskrivas i detalj. Kretsen har också en anslutning 40 till omgivningen, vilken t ex är utförd såsom ett multipol~anslutningsdon. För enkelhets skull kom- mer detta anslutningsdon inte att beskrivas. Testmönstren kan matas in i serie och resultatmönstren kan matas ut i serie sedan den del av den in- tegrerade kretsen som skall testas temporärt har ställts in i ett exekve- ringstillstånd. De integrerade kretsarna kan således testas; detsamma gäller för respektive förbindningsfunktioner. Antalet extra anslutnings- 10 15 20 25 30 35 469 995 s stift för varje integrerad krets är begränsat, d v s en serieingång, en serieutgàng, eventuellt en klockingáng för mottagning av skiftpulser, och en styringàng. Den senare ingången matas t ex genom anslutningen 38, så att en bivalent signal möjliggör inställning till exekveringstillstàndet respektive ingångs/utgångstillstândet_ Till följd av den integrerade kretsens serieanslutning mäste test/resultatmönstren vanligen passera ge- nom flera integrerade kretsar innan de anländer till sin destination. När ett flertal test/resultatmönster användes samtidigt mäste de vara korrekt åtskilda utefter den så bildade serpentinförbindningen för att säkerstäl- la korrekt inmatning och korrekt utvärdering. Följaktligen blir testpro- ceduren lång och kräver konstant övervakning av testanordningen så att den senare anordningen inte kan använda sin processkapacitet för att om- växlande presentera ett testmönster och utvärdera ett tidigare mottaget resultatmönster. Vidare skall alla integrerade kretsar ha tre extra an- slutningsstift, varvid det faktum att det alltid finns ett sub-optimalt antal av tillgängliga anslutningsstift är ett speciellt problem. Därför kommer en bättre lösning att beskrivas i det efterföljande. Det är en ytterligare nackdel för det visade konceptet att serpentinförbindningen upptar en del av utrymmet på bäraren, vilket således innebär en större bärare eller en minskning av antalet integrerade kretsar som kan tas upp.

Det är en ytterligare nackdel för det beskrivna sepentin-konceptet att det, när en av kretsarna inte fungerar, ofta blir omöjligt att testa de andra integrerade kretsarna då test- och/eller resultatmönstren för- vanskas genom serietransporten. Vidare måste alla integrerade kretsar drivas i inbördes synkronism och alla ha den aktuella testmöjligheten.

Användbarheten av detta koncept är således väsentligt reducerad.

Beskrivning av IÄC-busskonceptet.

Figur 2 visar ett kopplingsschema för I2C-bussen. Figuren visar anslutningen av två stationer till en klocktrád 120 (SCL) och en datatråd 122 (SDA). De båda stationerna 132,134 innehåller signalmottagarna 140, 142,144,146 vilka t ex är förstärkare med en tillräckligt hög ingángsim~ pedans. Stationerna innehåller också transistorer 148,15Ö,152,154 som t ex är konstruerade såsom MOS-transistorer. När en av dessa transistorer tänder antar den aktuella ledningen (120,122) en låg potential. Det finns också motstånd 128,130. Klämmorna 124,126 anslutes till en hög spänning (VDD). När transistorerna 148 och 152 båda är släckta blir potentialen på ledningen 122 i huvudsak lika med VDD. Motståndens 128,13O värden är sto- 10 15 20 25 30 35 469 995 7 ra jämfört med transistorernas motstånd i tänt tillstånd och små jämfört med motstånden hos de parallellkopplade signalmottagarna som är anslutna därtill. Om potentialen VDD antages vara "logisk 1" utför var och en av ledningarna 120,122 en "OCH"-funktion för de logiska signaler som motta- ges därpå. Stationerna 132 ,134 innehåller också enheterna 136,138 som utför ytterligare funktioner som realiseras i stationerna; de bildar i synnerhet en datakälla och datamottagare för tvåtrádsledningen; de utgå- ende signalerna styr transistorernas 148,150,152,154 ledningstillstånd.

Vid föreliggande uppfinning kommer en integrerad krets som skall testas att verka som en av stationerna som är visade i figur 2. För att utföra testet behöver stationerna bara utföra slavfunktionen, så att testanordningen förser ingången/utgången med test/resultatmönstren. I detta fall behöver en sådan station inte ha någon klockgenerator. Det kan dock hända att en station måste tjäna såsom en masterstation av andra skäl. Vanligen har I2C-bussen (eller en annan seriebuss) redan imple- menterats av andra skäl. I detta fall är det inte nödvändigt att ha extra anslutningar. A andra sidan kräver I2C-bussen själv bara två anslut- ningsstift.

Figurerna 3a,3b,3c visar tidsdiagram för dataöverföringen mellan två stationer (av vilka en kan vara testanordningen). Den översta raden i figur 3a (SCL) visar klocksignalen. "Låg" betyder i detta fall "logisk 0" och "hög" betyder “logisk 1". På nedre raden (SDA) visas en sekvens av databitar. Datasignalen kan ändra sig mellan de tidpunkter som är angivna genom linjerna 156 och 158. Mellan tidpunkterna som är angivna genom lin- jerna 158 och 159 (och således under klocksignalens flanker) måste data- signalen vara konstant. För ett fysikaliskt spänningssteg från 0 volt till +12 volt definieras nivån "logisk låg" t ex såsom "fysikaliskt mind- re än + 0,5 volt" medan “logisk hög" t ex definieras såsom "fysikaliskt minst +10 volt". I området mellan + 0,5 volt och 10 volt reagerar sta- tionerna inte enhetligt. Lutningarna indikerar således det "obestämda“ spänningsområdet. Signalerna på ledningen 120 (SCL) bildas av "mastern" för datatransporten. Stationerna som inte är master alstrar alltid logis- ka "1"-signaler på ledningen 120 oberoende av om de deltar i datatran- sporten eller inte. Signalerna på ledningen 120 (SCL) i figur 3a har en periodisk natur. Signalerna på ledningen 122 (SDA) bildas av en sändande station. De båda parallella linjerna anger att datainnehållet varje gång stationerna alstrar all- kan vara "O" likaväl som "1". De icke sändande tid logiska "1"-signaler på ledningen 122 oberoende av om de deltar i da- 10 15 20 25 30 469 995 s tatransporten eller inte. Enligt det visade buss-konceptet kan en master- station sända data till en eller flera slavstationer och en slavstation kan sända data till en masterstation.

Figur 3b visar ett tidsdiagram för startandet och stoppandet av da- taöverföringen mellan två stationer. Från början genererar alla stationer höga signaler på klocktråden och datatråden. överföringen startas därige- nom att en av stationerna genererar en övergång från_"hög" till ”låg” på _ datatråden, medan signalen på klocktråden förblir densamma; den aktuella stationen presenterar sig således själv såsom den nya mastern. Detta mönster av signaler är inte tillåtet under den normala dataöverföringen (fig 3a). Alla andra stationer detekterar således att det är en ny master på bussen (blocket 160). Därefter alstrar mastern en övergång på klock- ledningen, så att den första databiten kan genereras på datatråden; denna bit kan ha värdet "O" likaväl som "1“ (164). Således påbörjas dataöver- föringen alltid med den sändande stationen såsom masterstation. Denna station kan förbli densamma under hela kommunikationen. Å andra sidan kan masterstationen också adressera en annan station såsom slavstation under proceduren och därefter förse den med en instruktionssignal, t ex för att starta en transmission. Under sändning av slavstationen förblir den ursprungliga stationen "master“-station; detta innebär att slavsta- tionen sänder ett meddelande av förutbestämd längd. För att avsluta data- överföringen avslutas först sändningen av slaven om sådan förekommit: slavstationen matar sedan ut höga signaler på klocktråden och datatråden.- Därefter avslutas transmissionen av masterstationen genom en stoppsignal; klocktråden ligger på låg potential och först göres potentialen på datatråden också låg. Därefter göres först klocktrådspotentialen hög.

Slutligen (blocket 162) göres potentialen på datatråden hög. Det senare signalmönstret är återigen inte tillåtet under den normala dataöverfö- ringen. Den aktuella mastern frigör således återigen bussledningen, så att en efterföljande station kan presentera sig själv såsom nästa "master". Den periodiska naturen av klocksignalen (fig 3a) upprätthålles alltid bara mellan starttillståndet (blocket 160) och stopptillståndet (blocket 162). Start- och stopptillstånden kan i sig detekteras enkelt förutsatt att stationen antingen har en avbrottsmekanism eller efterfrå- gar potentialen på datatráden åtminstone två gånger per klockpulsperiod för att detektera Övergångarna i blocken 160 och/eller 162 eller är kon- stant beredda att detektera och utvärdera en signalövergång omedelbart.

Figur 3c visar ett diagram som illustrerar en dubbelriktad data- 10 15 20 25 30 35 469 995 9 överföring. Först genereras starttillstándet STA av masterstationen. Där- efter bildas en sjubits slavstationsadress. Det föreliggande exemplet av- ser en läs-access. Den åttonde biten anger LÄS/SKRIV-operationen och har värdet noll i föreliggande fall. Den nionde biten är en bekräftelsebit.

Pekar-information eller en data-byte kan överföras medelst nästföljande åtta bitar (DAT/POINT); detta kan t ex också vara en minnesadress, en styr-byte eller ett komplett eller partiellt testmönster. De senare data efterföljes återigen av en bekräftelsebit (A). Därefter, eventuellt efter en given vänteperiod, äger en övergång rum från inskrívning till läsning, sett frän masterstationen. Detta àstadkommes genom att bilda ett nytt starttillstàndz slavadress plus en LÄS/SKRIV-bit med värdet 1. Detta efterföljes av en bekräftelsebit, en eller flera (n) data-bytes (DAT), av vilka var och en àtföljes av sin respektive bekräftelsebit (i förelig- och slutligen stopptillstàndet (STO). Vid en högre ni- (= testanordningen) skriver gande fall är n=1) và kan organisationen vara sådan att mastern information (testmönster) i tvâ eller flera olika slavstationer och där- efter läser information (= resultatmönster) från två eller flera (samma eller andra) slavstationer.

Såsom kommer att beskrivas i det efterföljande kan I2C-busskoncep- tet med fördel användas för att testa integrerade kretsar som är anslutna därtill vad gäller förbindnings- och/eller perifera funktioner. För många integrerade kretsar är en sådan I2C-buss redan lämpad för selektiv inmat- ning och utmatning av styrdata. Vidare kan den aktuella anslutningen till en integrerad krets också användas före monteringen pâ en bärare för att kommunicera test/resultatmönster.

Ei begränsande lista av fördelar med användning av en sådan serie-buss Det har visat sig att det beskrivna buss-konceptet och, åtminstone i viss utsträckning andra seriella buss-koncept, möjliggör lämplig reali- sering av testprinciper på monterade integrerade kretsar. För att möjlig- göra testning av förbindningsfunktionerna är det vanligen inte nödvändigt att känna till de integrerade kretsarnas interna logiska uppbyggnad. Vi- dare är det inte nödvändigt att behandla sådana förbindningar externt på direkt fysikaliskt sätt, varken genom en fast förbindelse till ett kant- anslutningsdon pà bäraren eller genom ett testhuvud som skulle ha en annan fysikalisk form för varje förbindningskonfiguration. Vidare kan an- slutningsstiften som är speciellt anordnade för testning separeras frán andra data- och/eller styranslutningsstift. Dessutom krävs inga komplexa multiplex-strukturer för att lrda testmönster/resultatmönster till och 10 15 20 25 30 35 469 995 10 från de olika integrerade kretsarna.

Beskrivning av ett exempel på en bärare försedd med integrerade kretsar Fig 4 visar en bärare försedd med integrerade kretsar enligt upp- finningen. Bäraren (50) har anslutningar till omgivningen, d v s ingång- ar, av vilka bara en (94) är visad såsom exempel, och utgångar av vilka åter bara en (92) är visad såsom exempel. Dessa anslutningar kan trans- portera datasignaler, styrsignaler och andra digitala signaler. Också vi- sade är tvâ anslutningar för en I2C-buss, d v s för datasignaler (98) och klocksignaler (96). Dataanslutningen är dubbelriktad; klockanslutningen behöver inte vara dubbelriktad om den aktuella bäraren bara har integre- rade kretsar som uteslutande tjänar såsom slavstationer, så att synkroni- sering erhålles någon annanstans ifrån. Ett exempel på den visade två- trådsbussen har redan beskrivits.

I föreliggande enkla exempel har bäraren 50 bara två integrerade kretsar 52, 54 mellan vilka förbindningsfunktionen skall testas. Dessa integrerade kretsar innehåller block 56, 58 genom vilka de aktuella lo- giska funktionerna realiseras. Om exemplet avser en mikrodator är de oli- ka kretsarnas funktioner t ex mikroprocessor, läs/skrivminne, adaptrar för perifer utrustning och externa data-bussar osv. I andra fall realise- ras andra funktioner men de kommer för enkelhets skull inte att beskri- vas. Förutom förtestning kan tvåtråds-I2C-bussen också användas för att kommunicera data mellan de integrerade kretsarna med en hastighet som inte är allför hög, t ex styrdata, koefficientdata när en aktuell inte- grerad krets tjänar såsom ett inställbart filter för filtrering av data, och liknande. De integrerade kretsarna innehåller klockanpassningselement 66, 70. Dessa element mottar klockpulser på klockledningen 60 och synkro- nisera: mottagningen av data på ledningen 62.När de är utförda på motsva- rande sätt kan dessa element också mata klockpulser till klockpulsled- ningen 60 vilka har genererats av den aktuella integrerade kretsen själv; denna aspekt har dock för enkelhets skull utelämnats.

Element 64, 68 bildar sändar/mottagarelement för data på ledningen 62. Dessa element mottar synkroniseringsklockpulser från de respektive elementen 66, 70, eventuellt avledda från klockpulser som mottagits genom ledningen 60, rekonstruerar data-bytes för kommunikation med elementen 56, 58, känner igen adressen för den egna integrerade kretsen, och avko- dar modstyrsignaler som mottagits pà tvåtrådsbussledningen. Såsom redan har beskrivits kan de i motsatta riktningen avge adress~ data- och styr- signaler. De integrerade kretsarna innehåller också så kallade perífera Q\ 10 15 20 25 30 35 469 995 11 celler, d v s för kretsen 52 ingångscellerna 75, 76, 77, 78 och utgångs- cellerna 71, 72, 73, 74. För kretsen 54 är dessa celler ingångscellerna 85, 86, 87, 88 och utgångscellerna 81, 82, 83, 84. Utgångscellerna 81.... 84 är anslutna till ingångscellerna 75...78. Utgångscellerna 71...74 är anslutna till ingångscellerna 85 ..88, varje gång via ett respektive steg 53...59 av en kvadrupel-låskrets 51 som består av låssteg 53, 55, 57, 59 och som är försedd med en styranslutning 61.

Vidare kan vissa celler vara dubbelriktat förbundna så att t ex cellen 78 ockå kan tjäna såsom en utgångscell och cellen 81 kan tjäna så- som ingångscell. De beskrivna anslutningarna och låsstegen bildar en del av förbindningsfunktionen. Förbindningsfunktionen kan också vara mera komplex. T ex kan en utgångscell vara ansluten till ett flertal ingångs- celler i ett motsvarande antal av andra integrerade kretsar. Vidare kan mer än en utgângscell i samma eller flera integrerade kretsar vara gemen- samt anslutna till en ingångscell i en annan integrerad krets. En sådan organisation kan avse en buss eller en multiplex anslutning. vid den lo- giska nivån kan den aktuella ledningen t ex realisera en trådad OCH-funk- tion. Mellan utgångscellerna och ingângscellerna kan andra element, såsom avslutande motstånd, fördröjningsledningar, buffertsteg, inverterare och liknande, vara anslutna; dessa element kan testas vad gäller förbind- ningsfunktionen så vida de inte bildar ett hinder i förbindningsbanan.

Den integrerade kretsen 52 i föreliggande utföringsform innehåller fyra utgàngsceller 71...74 som är anslutna, via låsceller 53, 55, 57, 59) till kretsens 54 ingângsceller 85, 86, 87, 88. Den totala förbindnings- funktionen kan således testas genom att testa överföringen separat i var och en av de två riktningarna. I den visade konstruktionen är ingângs- och utgångscellerna anordnade i separata serier i varje integrerad krets- Under vissa omständigheter kan en kedja av utgångsceller innehålla en eller flera andra celler, t ex ingângsceller eller interna celler. Vid dessa ställen innehåller ett testmönster därvid blindbitar vilka t ex kan ges ett godtyckligt värde av testmönsterkällan. På samma sätt kan en ked- ja av ingângsceller innehålla en eller flera andra celler, t ex utgångs- celler eller interna celler. Vid dessa ställen innehåller därvid ett re- sultatmönster blindbitar, vilka har ett godtyckligt värde och kan ignore- ras under utvärderingen av resultatmönstret. 10 15 20 25 30 35 469 995 12 Beskrivning av ett egempel av en testprocedur Förbindningsfunktionen mellan de tvâ integrerade kretarna i fig 4 vilka är monterade på bäraren 50 kan testas på följande sätt. Via serie- bussledningen 62 tillföres ett fyrabits testmönster. I praktiken innehål- ler ett sådant mönster vanligen många flera bitar. I inmatningstillstàn- det laddas testmönstret serievis in i stegen 84...81. Laddning kan utfö- ras genom att först ställa in alla integrerade kretsarna i ett testtill- stånd medelst en teststyfsignal på ett ej visat teststift i dessa kret- sar. Därefter adresseras den aktuella integrerade kretsen 54 och ställes in i inmatningstillstándet medelst en styr-byte, vilken procedur är den- samma som beskrivits för det aktuella buss-protokollet. Styr-byten anger också testmönstrets längd. Slutligen utföres den aktuella laddningsopera- tionen, eventuellt fördelat över ett antal successiva data-bytes om test- mönstrets längd överstiger protokoll-längden för ett buss-ord. Under in- matningsoperationen nedräknas testmönstrets längd När testmönstret finns i utgàngscellerna ställas de integrerade kretsarna in i exekveringstill- stándet, t ex genom en lämplig signal på den redan beskrivna test-styran- slutningen. Exekveringstillstándet är tillståndet "ej test". Efter en gi- ven tidsperiod som t ex mätes genom att räkna ett antal klockpulser från den interna klockan eller klockpulserna som fortsätter att uppträda pà I2C-bussen, antas att ett resultatmönster finns i ingângscellerna 75, 76, 77, 78 (återigen bara fyra bitar för enkelhets skull). Under vissa om- ständigheter behöver varaktigheten av en_sâ uppmätt period bara uppgå till en klockperiod. Därefter antas äter testtillstándet, varvid ingångs- cellerna 75...78 är anslutna som en seriekedja och resultatmönstret ma- tas, via elementet 64 och datatráden 62, till en testanordning som för enkelhets skull har utelämnats. Genom en jämförelse mellan testmönstret och resultatmönstret kan testanordningen t ex avge ett beslut korrekt/ felaktigt, och om beslutet är ”felaktigt", under vissa omständigheter en felindikation.

Därefter kan ett nästföljande testmönster, via den seriella bussen, ledas till samma eller en annan integrerad krets tills ett tillräckligt antal av tester som ger ett positivt resultat har genomförts, eller tills ett fel har detekterats och/eller analyserats. Pig 4 visar att cellerna 71...78, 81...88 är belägna vid yttre kanten (logiskt) av de integrerade kretsarna. I princip kan en del därav logiskt också vara belägna inuti de integrerade kretsarna. De kan uppenbarligen geografiskt vara belägna vid 'x 10 15 20 25 30 469 995 1st godtyckliga ställen av de integrerade kretsarna. För förbindnings- och/ eller kantfunktionstestet som kommer att beskrivas i det efterföljande är bara de celler relevanta, vilka logiskt är belägna direkt eller huvudsak- ligen vid kanten av kretsen.

När ett testmönster matas till ett flertal integrerade kretsar bil- das ett resultatmönster i var och en av de mottagande kretsarna. Dessa resultatmönster kan utvärderas separat. Alternativt är det möjligt att bara utvärdera ett mönster explicit och att för andra mönster som exakt skall motsvara detta bara verifiera om de är identiska med det första re- sultatmönstret eller inte. Andra former av korrelation kan också användas i vissa fall. När i en given integrerad krets resultatmönster kan alstras på basis av testmönster som bildats i flera andra integrerade kretsar, förses alla de senare integrerade kretsarna företrädesvis successivt eller samtidigt med restmönster. Interaktionen mellan testmönster som transmitterats samtidigt av olika integrerade kretsar kan också bestämmas på basis av ett resultatmönster som bildats därav.

Den föregående beskrivningen avser testning av förbindningsfunktio- nen. Dessutom kan den interna driften av en enda integrerad krets testas pâ samma sätt genom att leda ett test/resultatmönster via den seriella bussen då internt kommunicerande celler i den integrerade kretsen fylles med ett testmönster eller då ett resultatmönster tas ut därifrån. Det ex- klusiva interna testet kan i sig utföras lättare på en ej monterad inte- grerad krets. Kretsens interna drift kan emellertid ha blivit felaktig efter monteringen, t ex till följd av åldring eller emedan de olika inte- grerade kretsarna tillsammans förorsakar en lokal ökning av temperaturen till följd av elektrisk effektförbrukning.

Ett förbindningsmönster kan vanligen testas bitvis. Via en förbind- ningsbana med en bredd av fyra bitar måste alla bitledningar korrekt transportera en "1“:a likaväl som en “O":a. Vidare får inga kortslutning- ar uppträda mellan de olika bitledningarna. För en bitbredd av n blir an- talet mönster som krävs inte vara mycket större än 2n. I fallet med fyra bitar finns exempelvis följande mönster: 0000, 0001, 0010, 0100, 1000, 1111, 1110, 1101, 1011, 0111. För testning av den interna logiken i en integrerad krets blir antalet testmönster vanligen mycket större. Ett komplett test innefattande alla möjliga testmönster innehåller 2” de- lar, men utförandet av ett sådant test är vanligen opraktiskt. En annan känd testmetod är själv-testprincipen som är beskriven i US 4 435 806 i sökandens namn. Enligt denna metod är den integrerade kretsen försedd med 10 15 20 25 30 35 469 9953 14 en generator för en pseudo-kantbitserie som tjänar såsom ett testmönster.

Genom återkoppling av ett primärt resultatmönster bildas ett sekundärt testmönster. Genom logisk kombination av olika resultatmönster i en digi- tal kompressionsanordning bildas ett kompakt resultatmönster. Denna lo- giska kombination utföres medelst exklusiv-ELLER-element, varvid den be- skrivna “signatur-analysen" således utföres. Det primära testmönstret kan också tillföras via den seriella bussen. Det slutliga, kompakta resultat- mönstret kan matas ut via den seriella bussen. Detta ger fördelen att _ bussen bara upptages under en jämförelsevis kort tidsperiod. I Exempelvis med användning av ett maximalängdsskiftregister kan på samma sätt ett primärt originaltestmönster expanderas så att det bildar en serie av testmönster, varefter resultatmönstren återigen komprimeras.

Komprimering och expandering kan implicit vara kombinerade i en enda an- ordning, såsom i den anförda patentskriften.

Om i motsats till det föregående den interna logiken av en integre- rad krets inte innehåller "själv-test“-faciliteter kan den beskrivna ge- neratorn för det primära testmönstret och komprimeringsanordningen vara utföra omkring denna krets såsom en del av den externa logiken.

För detta ändamål kan den integrerade kretsen (inklusive en facili- tet för “själv-test“) antas vara uppdelad i följande funktionella modu- ler: a. kärnan som utför den integrerade kretsens aktuella funktioner sett från en användare, och som kan testas enligt själv-testprincipen; b. själv-test-faciliteterna, i synnerhet mönsterexpanderingsanordningen och mönsterkomprimeringsanordningen; c. kedjan av ingångs- och utgångsceller som är utförd såsom för den be- skrivna testningen av förbindningsfunktionen; d. styr- och gränssnitt-strukturen för testning.

De krav som ställes på ingàngs-/utgångscellerna är följande: i den transparenta moden får ingen signifikant hastighetsreduktion uppträda vad gäller funktionen. Vidare måste cellerna ha en utgångsmod för en test- mönsterbit och en ingàngsmod för en resultatbit.

Själv-testfaciliteterna kan vara anordnade på en extra modul i den integrerade kretsen och vara anslutna till IZC-bussen. Även om detta inte_ reducerar belastningen av I2C-bussen på bäraren så reduceras den tidspe- riod under vilken testanordningen är upptagen avsevärt. Den sistnämnda anordningen kan därvid kommunicera med flera bärare som skall testas i en tidsdelningsmultiplexorganisation. 10 15 20 25 30 35 469 995 15 Beskrivning av några fördelaktiga utföringsformer av anslutningsceller Figurerna 5a...5d visar anslutningsceller avsedda att användas på en bärare enligt fig 4. Pig Sa visar ett exempel pà en ingàngscell. Lin- jen 200 är ett íngàngsstift som kan anslutas till omgivningen. Elementet 202 är ett buffertsteg, scanning-förstärkare o s v som alltid är aktivt.

Elementet 204 är en strömställare som styres av en signal C2. Elementet 206 är en láskrets som styres av en signal C1 och som innehåller två da- taingângar och tvâ datautgángar. Elementens 208, 210 funktion motsvarar elementets 202 funktion; de kan emellertid aktiveras selektivt med signa- len C3. Bara ett av dessa två element förefinnes. När det finns ett fler- tal ingàngsceller så har alla celler samma konfiguration. Fig Sh visar ett element 216 som är en styravkodare. Denna avkodare tar emot styrsig- nalerna: T/TN som väljer mellan skiftfunktionen för inmatningslutmatníngstillstán- den och respektive exekveringstillstånd; ST som styr exikveringstillstándet för den integrerade kretsens interna logik; RT som styr exekveringstillstàndet för förbindningsfunktionen.

Elementet 216 avkodar dessa tre styrsignaler och omvandlar dem till tre interna styrsignaler C1, C2, C3.

I inmatningstil1ståndet/utmatningstillstàndet styres skiftfunktio- nen av signalen C1 sem om denna signal vore en klocksignal. I detta fall intar strömställaren 204 det högra läget och buffertarna 208/210 är inte aktiverade. Med användning av anslutningarna 212/214 kan ett skiftregis- ter bildas av ett flertal av lâskretsarna. för den interna testen av den integrerade in i "håll"-tillståndet så att lagrade da- I exekveringstillstàndet kretsen ställes làskretsen 206 ta är kontinuerligt tillgängliga på dess utgång. Strömställaren 204 intar det högra läget så att ett av de tvâ elementen 208, 210 tar emot dessa data efter önskan. Dessa element är vidare aktiverade av signalen C3.

I exekveringstillstàndet för testet avseende den integrerade kret- sens förbindningsfunktion ställes låskretsen 206 in i det transparenta tillståndet; vid slutet därav ställes den in i "håll"-tillståndet så att data därefter blir konstanta, utom för den efterföljande aktiveringen av utmatningstillstàndet. Strömställaren 204 intar det vänstra läget. Ele- menten 208/210 är ej aktiverade.

Pig Sc visar en utgàngscell på samma sätt som figur Sa. Anslutning- en 218 är ansluten till de interna delarna av den integrerade kretsen. 10 15 20 25 30 35 469 995 16 Elementet 220 är en strömställare. Elementet 222 är en láskrets. Elemen- ten 224/226 är buffertsteg för anslutning till ett förbindningsnät. En- dast ett av dessa tvâ element finns. Anslutningarna 228/230 är förbind- ningsledningar till andra láskretsar. Cellen styres pà i huvudsak samma sätt som den som är visad i fig Sa, även om ingången 218 inte är försedd med någon buffert. Cellen tjänar som en datakälla för ett test avseende förbindningsfunktionen, men som en mottagningsanordning för ett test av- seende de interna delarna av den integrerade kretsen.

På samma sätt som_figurerna Sa-och 5c visar figur Sd en ingângslut- gångscell som kan tjäna som en datakälla likaväl som en datamottagare.

Anslutningen 232 kan anslutas till förbindningsnätet och anslutningen 250 kan anslutas till interna delar av den integrerade kretsen. Elementet 234 är ett buffertsteg som alltid är aktivt. Elementen 240, 246 är buffert- Elementen 236, 238, 244 är strömställare som aktiveras av signalerna C13, C12 respektive C11. steg som aktiveras av signalerna C14 respektive C15.

Elementen 242, 248 är respektive lâskretsar som på visat sätt styres av signalen C16 för att bilda ett ingångs/utgàngsskiftregister. Den logiska kretsen 258 motsvarar den tidigare beskrivna logiska kretsen 216 men mot- tar också utgàngssignalen från láskretsen 248. Den mottar också en in- gàngs/utgângsstyrsignal OE.

I inmatnings/utmatningstillstándet styr signalen C16 bildandet av skiftregistret. Buffertarna 240, 246 är inte aktiverade. Strömställaren 236 intar sitt övre läge. Strömställaren 238 intar sitt nedre läge.

Strömställaren 244 intar ett godtyckligt läge.

I det tillstànd i vilket en testbit matas till ett externt förbind- ningsnät ställes làskretsen 242 in i håll-tillståndet. Bufferten 240 är aktiverad. Bufferten 246 är inte aktiverad. Strömställaren 236 intar sitt övre läge. Strömställaren 244 intar sitt nedre läge. Strömställaren 238 intar ett godtyckligt läge.

I det tillstànd i vilket en bit matas till interna delar av den in- tegrerade kretsen är làskretsen 242 aktiverad pá samma sätt. Buffertste- get 246 är aktiverat. Buffertsteget 240 är inte aktiverat. Strömställaren 236 intar sitt övre läge. Strömställaren 244 intar sitt nedre läge.

Strömställaren 238 intar ett godtyckligt läge.

I det tillstànd i vilket en resultatbit tas emot från ett externt förbindningsnät är láskretsen 242 temporärt inställd i det transparenta tillståndet. Buffertstegen 240, 246 är inte aktiverade. Strömställaren 236 intar sitt nedre läge. Strömställaren 238 intar också sitt nedre 10 15 20 25 30 469 995 17 läge. Strömställaren 244 intar ett godtyckligt läge.

I det tillstànd i vilket en bit tas emot från interna delar av den integrerade kretsen är låskretsen 242 styrd på samma sätt. Buffertstegen 240, 246 är inte aktiverade. Strömställaren 236 intar ett godtyckligt lä- ge. Strömställaren 238 intar sitt övre läge. Strömställaren 244 intar också sitt övre läge.

För användning i ett "själv-test"-system kan de beskrivna anslut- ningscellerna användas pà ett liknandexsätt för att kommunicera testlre- sultatbitar till det inre av den integrerade kretsen. Då ett skiftregis- ter bildas av en blandning av ingångs- och utgángsceller är dessa celler gemensamt aktiverade för denna inmatnings/utmatningsfunktion på samma sätt som beskrivits ovan. Annars är de styrda i en serie-organisation.

Beskrivning av en testanordning Figur 6 visar en testanordning 300 till vilken en bärare 302 är kopplad. I det föreliggande exemplet innehåller testanordningen ett ROM- testminne 304 med tillhörande adresseringskrets 306. Minnet lagrar adres- ser (ADD) för de aktuella integrerade kretsarna, modstyrsignaler (MOD) som specificerar testmönstrets längd och som eventuellt åstadkommer andra inställningar, testmönster (PATIN) och tillhörande resultatmönster (PATOUT). För enkelhets skull är endast ett litet antal av dessa signaler angivna. Minnet kan också innehålla ett styrprogram för databehandling i testanordningen, men detta har för enkelhets skull utelämnats. Testanord- ningar för att generera testmönster och att verifiera/utvärdera resultat- mönster är i och för sig väl kända. Minnet 304 har ett utgángsregister REG1. Detta är anslutet parallellt till jämföraren COMP och i serie till gränssnittenheten 308. Den senare ger dubbelriktad anpassning till den seriella tvàtrâdsbussen 310. Inkommande resultatmönster matas från bussen 310 till ett andra register REG2. Jämföraren COMP jämför således resul- tatmönster i registret REG2 med förväntade resultatmönster i registret REG1. Styranordningen CTR/SEQ aktiverar successiva minnesadresser, akti- verar registren REG1, 2 i deras olika moder (parallell-in, parallell-ut, serie-in, serie-ut) och tar emot jämförelseresultat för utvärdering.

Av den kopplade bäraren DUT (302) är ett antal element av en inte- grerad krets bara visade schematiskt. Såsom redan har sagts aktiveras den integrerade kretsen genom adressering. De andra integrerade kretsarna pà bäraren_adresseras därigenom att de ansluts på samma sätt till seriebus- sen 310. Den integrerade kretsen har en gränssnittsenhet för seriebussen 312, en styrenhet CRT (314), en räknare 316, en treläges-strömställare 10 15 20 25 30 35 469 995 18 318 och ett antal tvâ-tillstàndsceller som är angivna genom block. Styr- enheten tar emot testmönsterlängden som laddas in i räknaren 316. Däref- ter ställes strömställaren 318 in i läget SDI i vilket banorna SDO, SDH är blockerade. Testmönstret kan således laddas in i de tvâ cellerna. Sä- som redan har beskrivits kan dessa celler vara av olika natur: t ex ut- gàngsceller, ingàngsceller och interna celler. Dessa celler kan rundkopp- las om strömställaren 318 ställes in i läget SDH (av en signal från styr- enheten 314) efter det att hela testmönstret har tagits emot, varvid ba- norna SDI, SDO blockeras. Under styrning med ej visade klocksignaler, t ex från styrenheten 314, kan data fortsätta att cirkulera i tvá-till- stándscellerna. Detta är fördelaktigt när dessa celler är av dynamisk lo- gisk typ som kontinuerligt kräver föruppladdning och sampelklockpulser för att bibehålla data. A andra sidan kan rundkopplingsorganisationen också innehålla en testmönsterexpansionsanordning, såsom är beskrivet i den anförda amerikanska patentskriften 4 435 806 och/eller en resultat- mönsterkompressionsanordning som också är känd genom denna skrift men även genom signaturanalyslitteratur.

Testet utföres på redan beskrivet sätt. Det kan i synnerhet vara ett test avseende förbindningsfunktionen. Det kan också vara ett test av- seende den interna logiken i den integrerade kretsen. Vid slutet av tes- tet uppträder ett resultatmönster i en av de integrerade kretsarna på bäraren. Detta kan vara en annan integrerad krets eller samma integrerade krets. För enkelhets skull antas att blocket 320 äter representerar tvâ-tillstándsceller i den senare integrerade kretsen. Styrenheten 314 ställer därvid in tre-lägesströmställaren 318 i läget SDO. Banorna som är betecknade med SDI och SDH är därvid blockerade. Via elementen 312, bussen 310, 308 lagras resultatmönstret i registret REG2 för utvärdering. Om så önskas kan ett efterföljande testmönster sedan adresseras.

Claims (4)

10 15 20 25 30 35 469 995 19 Patentkrav

1. Pörfarande för testning av integrerade kretsar (52,54) som är mon- terade pà en bärare (50), varvid ett testmönster matas i serie för tempo- rär lagring till en integrerad krets, som är inställd i ett inmatnings- tillstànd, genom en första anslutning därpå, vilken integrerade krets därefter ställes in i ett exekveringstillstánd för att bilda ett resul- tatmönster av nämnda testmönster, vilket resultatmönster utmatas i serie av den integrerade kretsen, som är inställd i ett utmatningstillständ, genom en andra anslutning därpå för att bilda en karakteristisk indika- tion pâ korrekt/felaktig drift hos den integrerade kretsen genom under- sökning av dess informationsinnehäll, k ä n n e t e c k n a t av att, dä bäraren är försedd med ett flertal digitala integrerade kretsar som är sammankopplade genom dataledningar och var och en av vilka är försedd med sådana första och andra anslutningar, enheten av integrerade kretsar tes- tas därigenom att nämnda första och andra anslutningar ansluts parallellt till en dataledning (98) i en seriell bussledning för att leda nämnda test- och resultatmönster därpå, vilken seriella bussledning också inne- håller en klockledning (96) för synkroniseringssignaler för synkronise- ring av datatransporter via dataledningen, vilken seriella bussledning har en tredje anslutning för att kommunicera nämnda test/resultatmönster och tillhörande synkroniseringssignaler med omgivningen, varvid minst tvâ av de integrerade kretsarna ställes in i ett testtillstànd genom väljin- formation under ett test, varefter ett testmönster matas till minst en av dessa integrerade kretsar för att testa en förbindningsfunktion mellan nämnda minst tvâ integrerade kretsar, och att efter temporär aktivering av den aktuella integrerade kretsen i exekveringstillstándet av minst en annan av nämnda minst tvâ integrerade kretsar ett resultatmönster som genererats pâ basis av det senare testmönstret utmatas för testning.

2. förfarande enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a t av att respektive testmönster matas till mer än en av nämnda minst två integre- rade kretsar för att bestämma en interaktion genom nämnda förbindnings- funktion mellan de senare testmönstren såsom ett test av nämnda förbind- ningsfunktion. 10 15 20 25 469 995 20

3. Förfarande enligt patentkravet 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a t av att respektive resultatmönster matas ut av mer än en av nämnda minst tvâ integrerade kretsar för att bestämma en korrelation mellan nämnda re- sultatmönster på basis av testinformationen som tillförts gemensamt till nämnda integrerade kretsar för att testa nämnda förbindningsfunktion.

4. Förfarande enligt något av patentkraven 1, 2, eller 3, k ä n n e - t e c k n a t av att för testning av en intern funktion i en integrerad krets, ett väljmönster först tillföres via bussen för att utvälja den in- tegrerade kretsen för ett testtillstànd, varefter ett testmönster avseen- de den aktuella integrerade kretsen ledes via bussen, och att efter exe- kvering av testet av nämnda integrerade krets resultatmönstret som bil- dats genom testet áter ledes via bussen för utvärdering.