WO1999030176A1 - Semiconductor integrated circuit and method for diagnosing logic circuit - Google Patents

Semiconductor integrated circuit and method for diagnosing logic circuit Download PDF

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WO1999030176A1
WO1999030176A1 PCT/JP1998/005564 JP9805564W WO9930176A1 WO 1999030176 A1 WO1999030176 A1 WO 1999030176A1 JP 9805564 W JP9805564 W JP 9805564W WO 9930176 A1 WO9930176 A1 WO 9930176A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
circuit
signal
test
logic
control
Prior art date
Application number
PCT/JP1998/005564
Other languages
French (fr)
Japanese (ja)
Inventor
Masayuki Satoh
Isao Shimizu
Hiroshi Fukiage
Hideaki Takahashi
Original Assignee
Hitachi, Ltd.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi, Ltd. filed Critical Hitachi, Ltd.
Publication of WO1999030176A1 publication Critical patent/WO1999030176A1/en

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Classifications

    • 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
    • G01R31/3181Functional testing
    • G01R31/3187Built-in tests

Definitions

  • the present invention relates to a diagnostic technique for a semiconductor integrated circuit (IC-n integrated circuit), and also to a technique effective when applied to fault detection of a logic IC, for example, to provide a logic LSI (Large Scale Integration) with a test function.
  • IC-n integrated circuit semiconductor integrated circuit
  • LSI Large Scale Integration
  • a method of generating test pattern data by a test device called a tester, inputting the test pattern data to the IC, and comparing the output data signal with an expected value to compare the data is generally used.
  • the number of test pattern steps increases as the scale of the logic increases, and the time required for creating a test pattern and using the test pattern becomes extremely long.
  • a method for facilitating diagnosis by a tester cascading of sequential circuits FF1, FF2, and FFn, such as flip-flops, that constitutes the original function of the IC
  • the shift register is designed so as to be configurable, and at the time of diagnosis, a test pattern is serially input (scanned in) to the shift register and fetched (set), and a desired combinational logic circuit CL 1, CL 2
  • the so-called scan path method is used in which the test data input to the logic circuit (CL1, CL2) is input to the shift register, and the output data signal is shifted to the outside (scanout).
  • Test facilitation design technology has been developed and put into practical use.
  • a logic circuit contains a sequential circuit
  • the output will differ depending on the internal state.
  • the state of the sequential circuit contained in it must first be set using a test pattern.
  • the test can be performed by inputting (scanning in) a test pattern using a flip-flop as a shift register. Patterns can be greatly reduced.
  • the present inventors have found the following problems prior to the present invention. That is, in the scan path method described above, although the amount of test patterns is smaller than the conventional diagnostic methods, it is difficult to generate test patterns, it is difficult to increase the defect detection rate, and the test patterns are input serially. (Transfer) is repeated, so that the test time becomes longer.
  • the newly developed logic LSI uses memory circuits such as RAM (random access memory) and ROM (read only memory) and large cells (macrocells or IP cores: Intellectual Property Core) such as CPUs. In the case of preparing, there is a problem that it is practically impossible to make a diagnosis because an enormous amount of test patterns need to be created and input if a diagnosis is to be made for such senor.
  • test data is input to the internal logic circuit to be diagnosed, and the output is compared with the expected value.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 6-242187 discloses a technique that can perform a self-diagnosis by performing the self-diagnosis.
  • the test instruction is not disclosed, and the test pattern cannot be changed by the user, so the defect detection rate is low, and it occurs after the system is implemented in the system. There is a problem that it is difficult to detect a defect.
  • the LSI that constitutes the tester is manufactured using a technology one or several generations earlier than the LSI to be tested.
  • the next-generation LSI will be inspected using a tester composed of such an old-generation LSI.
  • the specifications required for testers that test LSIs are extremely strict, and in order to achieve the desired speed, multiple identical circuits are prepared and parallel processing is performed. There was a problem that it had to be large.
  • Another object of the present invention is to provide a diagnostic technique capable of performing a logical LSI diagnosis even after being mounted on a system.
  • test circuit architecture (basic configuration) that can be mounted on a logic LSI.
  • a predetermined test signal and an expected value signal are generated on a logic LSI chip according to a predetermined algorithm, and the test signal is supplied to a logic circuit inside the logic LSI chip via a bus.
  • a test circuit that compares the output signal (output data) obtained from the circuit with the expected value signal (expected value data) and forms a signal indicating a failure when they do not match, and outputs the signal to the outside of the chip has been installed. It was done.
  • the internal logic circuit to be inspected by the above test circuit is divided into a plurality of blocks or macrocells (IP cores), and a test signal and its output signal are applied between each block (macrocell or IP core) and the test circuit.
  • a bus for signal transmission and a signal switching circuit are provided, and a test signal is supplied to the internal logic circuit in a non-scan manner.
  • the block (macrocell or IP core) divided by the bus may not be a sequential circuit and a combinational logic circuit as in the scan method, but may be a circuit block in which a part of the combinational logic circuit is incorporated in the sequential circuit.
  • the above IP core is a hardware description language that is independent of the process and circuit system.
  • IP core a hardware (software) function (block) that is necessary to configure a logic circuit or a memory circuit
  • IP core a hardware (software) function (block) that is necessary to configure a logic circuit or a memory circuit.
  • IP core a hardware (software) function (block) that is necessary to configure a logic circuit or a memory circuit
  • IP core a hardware (software) function (block) that is necessary to configure a logic circuit or a memory circuit.
  • IP core includes the implications of a functional block and the drivers-software, firmware, etc. that operate the functional block.
  • the test circuit proposed as an invention in the present application can also be made into an IP core.
  • the test circuit includes a micro-instruction-type control unit that forms a control signal for generating a test signal and an expected value signal of the internal logic circuit according to a predetermined algorithm, and a control output from the control unit.
  • Forming and comparing unit (signal forming circuit and comparing circuit).
  • a timing generation circuit for forming a plurality of clock signals having different phases and duties from each other based on a reference clock signal is provided so that timing can be set for each test signal in accordance with a control signal from the control unit. .
  • control unit of the test circuit is configured such that one instruction corresponds to one test signal, so that the instruction code forming the test signal can be compressed.
  • the test circuit is provided with a power supply voltage level detection circuit so that diagnosis is started automatically each time the power supply voltage rises.
  • the instruction code is described using an existing tester language or test language.
  • a test pattern (address and data) is generated according to the predetermined algorithm defined by the instruction code.
  • the tester language is regarded as an effective instruction language for efficiently generating a test pattern including an address and data.
  • the tester language is a language generally used in the tester industry. For example, it is preferable that the tester language be a language that is compatible with the tester language of Advantest. This is because the program data of the existing test pattern can be used.
  • the language for describing the above predetermined algorithm is not limited to the tester language, but any instruction language capable of generating a test pattern including an address and data. Good.
  • test circuit has a self-test function for performing a logic test of itself.
  • the above-described means it is possible to diagnose the internal logic circuit of the IC chip without using an external (outside the IC chip) tester, and it is not necessary to provide an external terminal (pin) for inputting a test pattern. .
  • the test circuit formed on the same semiconductor chip as the internal logic circuit is formed by the same manufacturing technology as that of the internal logic circuit, that is, the same generation circuit, the same test circuit as the internal logic circuit to be tested is used. Since the operating speed can be easily realized, the diagnosis of the circuit can be performed in a short time, and the parallel processing by multiple identical circuits is not required.Therefore, the scale of the test circuit can be made smaller than that of a conventional external tester. On-chip implementation is relatively easy.
  • the test circuit includes a microprogram control type control unit that forms a control signal for generating a test signal and an expected value signal of the internal logic circuit in accordance with a predetermined algorithm, and a control signal output from the control unit.
  • a signal generation circuit that generates a test signal and an expected value signal for the internal logic circuit based on the control signal and compares the signal output from the internal logic circuit with the expected value signal to form a signal indicating a failure if they do not match. Since it is composed of a comparison unit, it is not necessary to store all test patterns in the internal memory.
  • the configuration of the control unit makes it possible to compress the instruction code itself and increase the area occupied by the test circuit. And on-chip operation becomes easy.
  • a test circuit is mounted on the logic LSI chip, a power supply voltage level detection circuit is provided in the test circuit, and diagnosis is automatically started each time the power supply voltage rises, so that the system can be configured.
  • Logic LSIs can be diagnosed dynamically even after mounting, improving the reliability of the system and making it easier to find and repair faulty locations.
  • test circuit can be described in a computer-understandable language (HDL: Hardware Description Language)
  • HDL Hardware Description Language
  • a virtual tester can be constructed by expressing the test circuit on a workstation.
  • development of The logic LSI design data can be described in HDL and input to a workstation, enabling diagnosis by logic simulation.
  • a hardware emulator can be configured using an FPGA (Field Programmable Gate Array) to perform pre-verification, thereby shortening the LSI development period.
  • FPGA Field Programmable Gate Array
  • FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of one embodiment of a logical LSI to which the present invention is applied.
  • FIG. 2 is a circuit configuration diagram showing an embodiment of a signal switching circuit provided between divided circuit blocks.
  • FIG. 3 is a block diagram showing a first embodiment of the test circuit according to the present invention.
  • FIG. 4 is a logical circuit diagram showing a specific example of the signal forming / comparing unit in the test circuit of the first embodiment.
  • FIG. 5 is a waveform diagram showing an example of a test signal waveform formed by the test circuit of the embodiment.
  • FIG. 6 is a block diagram showing a second embodiment of the test circuit according to the present invention.
  • FIG. 7 is a logic circuit diagram showing a specific example of the signal forming / comparing circuit in the test circuit of the second embodiment.
  • FIG. 8 is a block diagram showing an example of a system to which a logic LSI incorporating a test circuit according to the present invention is applied.
  • FIG. 9 is a block diagram showing a configuration example of the LSI in the case of constructing a new logical LSI using the logic LSI equipped with the test circuit according to the present invention.
  • FIG. 10 is a flowchart showing an outline of a procedure for developing a logic LSI according to the present invention.
  • FIG. 11 is a block diagram showing an overall configuration of an example of a logical LSI to which a conventional test method is applied.
  • FIG. 1 is a block diagram of one embodiment of a logic LSI to which the present invention is applied, and is configured on one semiconductor chip 100 such as a single-crystal silicon.
  • reference numeral 110 denotes an input terminal (input pad) group for the original input signal of the semiconductor chip 100
  • reference numeral 120 denotes an output terminal (output) for the original output signal of the semiconductor chip 100.
  • Pad) group, 130 A, 130 B, 130 C, 140 A, 140 B are the original functions of the logic LSI (logical operation function, address data input / output function, data A circuit block (IP core) that realizes the storage function [memory function]) and 150 is a test circuit for inspecting these circuit blocks.
  • circuit blocks 13A, 13OB, 13OC, 14OA, 14OB and between the input terminal group 110 and the circuit block 13OA as well as Signal switching circuit 16 0 A, 16 0 B, 16 0 C, 16 0 D, 16 0 E, 16 0 between circuit block 13 0 C and output terminals 12 0 F is provided.
  • each of the signal switching circuits 160A to 160F is composed of a tester dedicated bus 170 and switching switches SW1 to SWn, respectively.
  • One end of the tester dedicated bus 170 is connected to the test circuit 150, and a signal for controlling the switching switches SW1 to SWn is configured to be supplied from the test circuit 150.
  • the test circuit 150 mainly includes a controller 10, a timing generator 20, and a signal generator / comparator 30.
  • a test signal is input to a desired circuit block (IP core) via a tester dedicated bus 170, and the output is thereby output from the circuit block (IP core).
  • a signal to be output is input to a test circuit 150 via a tester dedicated bus 170 and compared with an expected value. Therefore, the circuit blocks 130 A, 130 B, 130 C, 140 A, and 140 B in the present embodiment correspond to the conventional method (scan path method) shown in FIG.
  • combinational logic circuits CL 1 and CL 2 in logic LSIs only combinational logic circuits may be used, or sequential logic circuits and combinational logic circuits, or large-scale units such as ALUs (arithmetic logic units) and decoders It may be a cell (macro cell, IP core). Therefore, according to the present embodiment, it is also possible to achieve a fault detection rate of 100% by arbitrarily dividing the circuit block.
  • a power supply voltage level detecting circuit 70 and a switching control signal forming circuit 80 are provided in a test circuit 150, and when the power is turned on, When the voltage Vcc rises, it is detected and a signal switching circuit A switching control signal CS for 160A to 160F is formed, and when the inspection of one circuit block (IP core) is completed, the control unit is controlled.
  • a switching control signal CS supplied to a signal switching circuit connected to the next circuit block is formed based on an end signal END supplied from 10 and is output.
  • the logic LSI of this embodiment shown in FIGS. 1 and 2 has a clock input terminal 111 for inputting a reference clock signal 00 supplied to the test circuit 150, and a failure as a result of diagnosis. (Hereinafter referred to as a total fail signal).
  • An output terminal 121 for outputting a TFL is provided.
  • an oscillation circuit may be provided in the test circuit 150, and a terminal for connecting an oscillator for determining the oscillation frequency of the oscillation circuit may be provided.
  • a test pattern (a collection of test signals corresponding to a tester dedicated bus) and an expected value for an internal logic circuit (circuit block, macrocell, IP core) are generated according to a predetermined algorithm. 10 based on a microprogram control method for forming a control signal for generating a control signal CT and a control clock CT output from the control unit 10 and a reference clock signal ⁇ 0 supplied from the outside.
  • a timing generator 20 for forming a plurality of different timing blocks, and a control signal CC output from the controller 10 and a timing clock TC output from the timing generator 20 are used for internal control.
  • FIG. 3 shows an embodiment of the control unit 10 of the test circuit 150.
  • the control unit 10 of this embodiment includes an EEPROM (Read Only Memory) that stores a microprogram consisting of a plurality of microinstructions described according to a predetermined test pattern generation algorithm.
  • the instruction decoding control circuit 13 that decodes the instruction code inside and forms a control signal for the circuits in the control unit 10 such as the program counter 12 above.
  • the timing setting bit MF d (TS bit) in the micro instruction A data register set 14 that outputs control data to the timing generator 20 based on the It decodes the door MF d (TS-bit) reads the control data from the data register set 1 4 and a like decoder 1 5.
  • circuits whose functions are specified for example, ALU: Arithmetic Logic Unit
  • ALU Arithmetic Logic Unit
  • test pattern assets By using the test pattern assets, efficient test pattern generation is possible.
  • a fault assumption method and an efficient test pattern generation method called the D-algorithm based on the idea of a single fault where one circuit has one fault are known. I have.
  • the microprogram for generating a test pattern can be shortened, and the capacity of the instruction memory 11 can be suppressed to a practicable level.
  • the timing setting bit TS decoded by the decoder 15 is composed of two bits, and the data register set 14 stores seven control data.
  • One of these control data is a test cycle data "RAT E”, and the remaining six control data are output signals of high or low level for each signal line of the tester dedicated bus.
  • Two types of control data “AC LK 1” and “AC LK 2” that give the timing and two types of control data “BC LK 1” and “BC LK 1" that give the rising timing of the pulse signal
  • Two types of control data "CCLK1" and “CCLK2” that provide "BCLK2" and the output timing for comparison with the falling timing and expected value of the pulse signal.
  • control data RATE is supplied to the program counter 12 with a signal RATE having a predetermined timing, and the microphone R from the instruction memory 11 is supplied.
  • An instruction code is taken.
  • a clock corresponding to the control code from the timing clocks AC LK 1 to CC LK 2 forms a signal.
  • Output to comparator 30 Connection and selection for use of each clock are appropriately performed as needed.
  • control unit 10 includes an incrementer 21 for incrementing the value of the program counter 12 to “11”, and a destination address in the incrementer 21 or the address field MFa.
  • a multiplexer 2 that supplies the number to the program counter 12, an index register 23 that holds the number of repetitions in the operand field MFc, and a decrementer 2 that decrements the value of the index register 23.
  • 4.Working register 25 holding the value decremented to ⁇ 1 1 '', flag 26 indicating the presence / absence of data inversion used in the specified instruction, and program counter 12 of the operand used in the specified instruction.
  • Multiplexer that selectively supplies the flag 27 indicating the presence / absence of data transfer and the values of the registers 23 and 25 to the decrementer 24
  • a demultiplexer 29 for distributing the value of the decrementer 28 and the decrementer 24 to one of the planes of the working register 25 is provided.
  • an operand field MFc for storing the number of instruction repetitions is provided in the microphone opening instruction code, and an index register 23 for holding the number of repetitions is provided in the control unit 10. Therefore, when the same test signal is repeatedly generated, the number of necessary microphone opening instructions can be reduced and the microprogram can be shortened.
  • the index register 23, the working register 25, and the flag 27 are provided in a plurality of planes (four in the figure). As a result, it is possible to easily execute a sub-loop process in a certain loop process and a sub-loop process in the sub-loop process, and to shorten a microprogram.
  • control unit 10 of this embodiment is designed in common with a test circuit control unit that performs memory testing, and includes functions that are not necessarily required for logic circuit testing. .
  • a flag 26 indicating whether data is inverted is equivalent to this.
  • EPROM, ROM, and RAM should have a structure that relaxes the semiconductor design standards, so that consideration is given to preventing defects. That is, a semiconductor manufacturing process that can reduce the defect occurrence rate is applied.
  • FIG. 4 shows an embodiment of the signal forming / comparing unit 30.
  • the driver / comparator circuit corresponding to one of the signal lines constituting the tester dedicated bus 170 is representatively shown.
  • the circuits shown in FIG. 4 are provided as many as the number of signal lines constituting 170.
  • the driver Z comparator circuit of this embodiment includes a driver circuit (signal forming circuit) 40 for forming a signal to be output to a dedicated tester path, a signal on a dedicated tester bus, and an expected value signal. And a switching circuit 60 that switches between a driver circuit 40 and a comparator circuit 50.
  • the switching circuit 60 includes a transmission gate TG1 provided between the driver circuit 40 and the input / output node Nio, a transmission gate TG2 provided between the input / output node Nio and the comparator circuit 50. One is opened according to the input / output control bit IZO supplied from the control unit 10, and the other is turned off.
  • the driver circuit 40 includes an edge-triggered flip-flop 41 that captures and holds the input / output control bit TP supplied from the control unit 10 by the timing clock ACLKi supplied from the timing generation unit 20.
  • the comparator circuit 50 includes an AND gate 51 that uses the timing clock CCLKi supplied from the timing generation section 20 and the input / output control bit CNT supplied from the control section 10 as input signals.
  • An exclusive OR gate 52 that receives the output (expected value) of the D-type flip-flop 41 and a signal on the tester dedicated bus supplied via the transmission gate TG 2 as input signals;
  • An AND gate 53 having the output of the AND gate 51 as an input signal and a flip-flop 54 for latching the output of the AND gate 53 are provided.
  • the signal obtained by ORing the output circuits is output as the total fail signal TFL.
  • the input / output control bits I0, TP, and CONT correspond to the control signal CC. As shown in FIG.
  • the microinstruction in the test circuit of the present embodiment includes an address field MFa storing a PC address indicating a jump address of an instruction used in a jump instruction, and a sequence control code.
  • Field MFb that stores the number of instruction repetitions, etc., and a timing setting bit for reading the control signal for the timing generator 20 from the data register set 14 It comprises a timing setting field MF d in which TS is stored, and an input / output control field MF e in which input / output control bits of the signal forming / comparing section 30 are stored.
  • the timing setting bits TS stored in the timing setting field MFd are two bits in this embodiment as described above, but three or more bits may be provided.
  • the input / output control bits stored in the input / output control field MF e correspond to the dry bit TP and the 1/0 bit corresponding to the n signal lines of the tester dedicated bus 170. Mouth bitCont 3 bits are one set, Only n sets are provided. Of these bits, the IZO bit is a control bit that specifies input or output.
  • Table 1 shows the relationship between the input / output control bits TP, I / Q, and CONT and the operation state of the signal forming / comparing unit 30.
  • the driver circuit 40 when the I / O control bits TP, I / O, and CONT are “1 1 1”, the driver circuit 40 outputs a high-level signal and the “0 1 1” In this case, the driver circuit 40 outputs a low-level signal, when “1 10”, the driver circuit 40 outputs a positive pulse signal, and when “1 10”, the driver circuit 40 outputs a negative pulse signal. Control is performed so as to output a pulse signal.
  • the comparator circuit 50 When the input / output control bits TP, I / O, and CNT are “101”, the comparator circuit 50 expects a high-level input signal. Expect an input signal, and if "100", disable the input signal Control is performed.
  • the state in which the control bits TP, IO, and CONT are "0 0 0" has no meaning.
  • the transmission gate TG 1 is closed and TG 2 is opened, and the exclusive OR gate 52 is connected to the high-level control.
  • the signal forming / comparing unit 30 it is also possible to configure the signal forming / comparing unit 30 so that the signals can be compared.
  • FIG. 5 shows the timing clocks AC LK1 to CC LK2 supplied from the timing generator 20 in the above embodiment and signal formation.
  • An example is shown.
  • FIG. 5 shows the reference clock ⁇ 0 supplied from the outside, (b) to (g) show the waveforms of the timing clocks AC LK1 to CCLK2, and (h) shows the output test of Table 1. Shows the waveform of the output signal from the pin where "1" is specified as the signal and ACLK 1 is selected as the clock.
  • (I) shows the waveform of the output signal of the terminal in which “0” is specified as the output test signal in Table 1 and the ACLK2 is selected as the clock.
  • (J) shows the waveform of the output signal of the terminal in which “P” is specified as the output test signal in Table 1 and BCLKI and CCLK1 are selected as the clock. Further, (k) shows the waveform of the output signal of the terminal in which "N” is designated as the output test signal in Table 1 and BCLK2 and CCLK2 are selected as the clock.
  • the input / output control bits TP, I / O, and CONT are set to "1 1 1” and the clock AC LK 1 is specified.
  • a high-level signal is output, and TP, I / O, and C ⁇ are set to “0 1 1” and the clock AC LK 2 is specified.
  • a low-level signal is output, TP, I / O, and CONT are set to “1 1 0” and clocks AC LKl, BC LK1, and CCLK 1 are set at the specified terminal by clock AC LK 1.
  • the comparison is performed using the clock CC LK1 as the strobe signal, and TP, I / O, and CONT are set to "01" and the expected value is set to the low level at the pin where the clock CC LK 2 is specified.
  • the comparison is performed using the clock CCLK2 of this as a strobe signal. Note that the selection of the clock is not limited to the above, and may be any combination.
  • a common control unit 10 and a timing control unit 20 for controlling generation of output signals or expected value signals for all signal lines of the tester dedicated bus 170 are provided, and one microphone port is provided.
  • the second embodiment provides a control circuit 210 and a timing control circuit 220 for each signal line of the tester dedicated bus 170. With this arrangement, the bit length of the microphone instruction is shorter than that of the first embodiment, and the microprogram can be compressed.
  • the difference between the configuration of the control circuit 210 in the present embodiment shown in FIG. 6 and the control unit 10 of the first embodiment shown in FIG. The point that the control data for the timing generation circuit 220 is directly stored in the timing setting field MFd of the opening instruction, and the data register set 14 for storing the control data are omitted accordingly
  • the timing generator circuit 220 has a configuration corresponding to the configuration of the control data in the timing setting field MFd, and the I / O control field MFe contains one signal of the tester dedicated bus 170
  • the driver circuit 40 shown in Fig.
  • the control data for the timing generation circuit 220 stored in the timing setting field MFd of the microinstruction in this embodiment is the test cycle, that is, the frequency or frequency of the test signal. It consists of a cycle control code CYCLE that specifies the cycle, a control code RISE that specifies the rising timing of the clock signal, and a control code FALL that specifies the falling timing of the clock signal.
  • the timing generation circuit 220 is composed of three down counters operating with the reference clock 00, and has three clock signals CTG, R having the timing specified by the three control codes in the timing setting field MFd. Outputs TG and F TG. Of these clock signals, CTG is supplied to a program counter 12 to provide read timing of a microinstruction, and clock signals RTG and FTG are supplied to a signal forming / comparing circuit 230, and a rising edge corresponding to the RTG is provided. It is used to form a signal having a falling edge corresponding to the FTG and to provide comparison timing.
  • the control circuit 210, the timing generation circuit 220, and the signal generation / comparison circuit 230 are configured as described above.
  • the microphone opening instruction needs to be stored in the instruction memory of the control circuit 210 for each line, each microphone opening instruction is completely different from the first embodiment. Since the bit length of the field becomes shorter and the number of repetitions and loops can be set freely for each signal, the advantage is that it is possible to compress the microprogram, that is, to reduce the number of macro instructions. is there.
  • FIG. 8 shows an example of a system to which the logic LSI equipped with the test circuit according to the present invention is applied.
  • 300 is a printed circuit board
  • 310 is a clock generation circuit for generating a reference clock ⁇ 0,
  • 100 A, 100 B, and 100 C are test circuits 150 0 of the above embodiment, respectively.
  • It is a logic LSI equipped with.
  • the light-emitting diodes D1 and D2 are respectively connected to the output terminals 121 of the total fail signal TFL provided in the logic LSIs 100A, 100B, and 100C.
  • D2 and D3 are connected, and the LED is turned on when a defect is detected. This makes it possible to easily find out which LSI has a defect when a failure occurs in one of the LSIs after being mounted on the system and the system breaks down.
  • a predetermined test signal and an expected value signal are generated on a logic LSI chip according to a predetermined algorithm, and the test signal is supplied to an internal logic circuit via a bus. Since an output signal from the internal logic circuit is compared with an expected value signal and a signal indicating a failure is formed when the values do not match, a test circuit that outputs the signal to the outside of the chip is mounted. Test can be performed on the same semiconductor chip as the internal logic circuit without using the same manufacturing technology, that is, the same generation circuit.
  • the test of the internal logic circuit can be executed in a short time in actual operation, and multiple Since it reduced compared with the case according to the scale of a conventional tester test circuit since the parallel processing by the circuit becomes unnecessary, there is an effect that on-chip operation can be relatively easily realized.
  • the test circuit includes a microprogram control type control unit that forms a control signal for generating a test signal and an expected value signal of the internal logic circuit according to a predetermined algorithm, and a control unit output from the control unit.
  • the test signal and expected value signal of the internal logic circuit are generated based on the signals, and output from the internal logic circuit.
  • the expected value signal, the signal is formed by a signal forming / comparing unit that forms a signal indicating a failure when the signal does not match.
  • the instruction code itself can be compressed by the configuration of the control unit. This has the effect of suppressing an increase in the area occupied by the test circuit and facilitating on-chip implementation.
  • a test circuit is mounted on the logic LSI chip, a power supply voltage level detection circuit is provided in the test circuit, and diagnosis is started automatically each time the power supply voltage rises. This makes it possible to diagnose the logic LSI dynamically later, improving the reliability of the system and making it easier to find and repair faulty locations.
  • the logic LSI 100A to which the test circuit of the above embodiment is applied is shown in FIG. 9 when it is incorporated as a single macro cell or IP core in the development of another larger logic LSI.
  • the logic circuit section 100 and the test circuit 150 are included as they are, mounted on a new LSI chip 400, and newly added to the logic circuit sections 4100 and 420.
  • the already verified logic circuit section 100 and test circuit 150 can be used as is with the conventional design assets. It is sufficient to design only the test circuit 430 for the new logic circuit sections 410 and 420 by utilizing the above, so that the overall test facilitation design becomes possible.
  • test circuit can be described in a language that can be understood by a computer (such as HDL)
  • a virtual tester can be constructed by expressing the test circuit on a workstation. Therefore, when developing a logic LSI, as shown in Fig. 10, a logic LSI designed according to the initially determined LSI specifications is described in HDL, input to a workstation, and synthesized with the tester described in HDL above. By doing so, it is possible to make a diagnosis by logic simulation, and if a failure is detected during the logic verification, the LSI development period can be shortened by changing the LSI specifications. It is also possible to configure a hardware emulator using FPGA and perform pre-verification.
  • the power supply voltage level detection circuit is provided in the test circuit, and the test circuit is automatically activated when the power supply voltage rises.
  • a mode terminal for inputting a signal may be provided, and the internal logic circuit may be tested only when the operation of the test circuit is instructed from the mode terminal.

Abstract

A test circuit is mounted on a logic LSI chip. The test circuit generates a prescribed test signal and an expected value signal in accordance with an instruction described in a test language. Supplies the test signal to an internal logic circuit through a bus, compares the output signal of the logic circuit with the expected value signal. When the output signal does not coincide with the expected value, the test circuit generates and outputs a signal representing defect to the outside of the chip.

Description

明細書 半導体集積回路およぴ論理回路の診断方法 技術分野  Description: Diagnostic method for semiconductor integrated circuits and logic circuits
本発明は、 半導体集積回路 ( I C ^ntegrated Circuit) の診断技術さらには ロジック I Cの故障検出に適用して有効な技術に関し、 例えばテスト機能付き 論理 L S I (Large Scale Integration) を提供するものである。 背景技術  The present invention relates to a diagnostic technique for a semiconductor integrated circuit (IC-n integrated circuit), and also to a technique effective when applied to fault detection of a logic IC, for example, to provide a logic LSI (Large Scale Integration) with a test function. Background art
ロジック I Cの診断方式としては、 テスタと呼ばれるテス ト装置によりテス トパターンデータを発生して I Cへ入力し、 出力されたデータ信号と期待値と を比較して比較する方式が一般的であった。 しかしながら、 ロジック I Cはそ の論理の規模が大きくなるほどテストパターンのステップ数が長大になってし まい、 テス トパターンの作成おょぴそれを用いたテス ト所要時間が非常に長く なってしまう。  As a diagnostic method of a logic IC, a method of generating test pattern data by a test device called a tester, inputting the test pattern data to the IC, and comparing the output data signal with an expected value to compare the data is generally used. . However, in logic IC, the number of test pattern steps increases as the scale of the logic increases, and the time required for creating a test pattern and using the test pattern becomes extremely long.
そこで、 テスタによる診断を容易にする方法として、 図 1 1に示すように、 I Cの本来の機能を構成しているフリ ップフ口ップ等の順序回路 F F 1, F F 2, F F nを縦続接続してシフトレジスタを構成可能に設計しておい て、 診断時に前記シフ トレジスタにテス トパターンをシリアルに入力 (スキヤ ンイン) して取り込ま (セッ ト) させ、 所望の組合せ論理回路 C L 1, C L 2 に取り込んだテス トデータを入力し、 その後前記論理回路 (C L 1, C L 2 ) の出力データ信号をシフトレジスタに取り込んでシフトして外部へ取り出せる (スキャンアウ ト) ようにしたいわゆるスキャンパス方式と呼ばれるテス ト容 易化設計技術が開発され実用化されている。 論理回路が順序回路を含んでいる と内部の状態によって出力が異なるので、 ある論理回路を検査するにはその中 に含まれる順序回路の状態をまずテス トパターンで設定しなければならいない ためテストパターンが非常に長くなってしまうが、 フリ ップフロップをシフト レジスタ構成にしてテス トパターンを入力 (スキャンイン) することでテス ト パターンを大幅に減らすことができる。 Therefore, as a method for facilitating diagnosis by a tester, as shown in Fig. 11, cascading of sequential circuits FF1, FF2, and FFn, such as flip-flops, that constitutes the original function of the IC The shift register is designed so as to be configurable, and at the time of diagnosis, a test pattern is serially input (scanned in) to the shift register and fetched (set), and a desired combinational logic circuit CL 1, CL 2 The so-called scan path method is used in which the test data input to the logic circuit (CL1, CL2) is input to the shift register, and the output data signal is shifted to the outside (scanout). Test facilitation design technology has been developed and put into practical use. If a logic circuit contains a sequential circuit, the output will differ depending on the internal state.Therefore, in order to test a certain logic circuit, the state of the sequential circuit contained in it must first be set using a test pattern. Although the pattern becomes very long, the test can be performed by inputting (scanning in) a test pattern using a flip-flop as a shift register. Patterns can be greatly reduced.
本発明者らは、 本発明に先立って以下の問題点があることを見いだした。 即 ち、 上記スキャンパス方式は、 それまでの診断方式に比べるとテス トパターン の量が少なくなるもののテス トパターンの生成が難しく不良検出率を上げにく いとともに、 テス トパターンをシリアルに入力 (転送) することを繰り返し行 なうためテス ト時間が長くなるというものである。 また、 新たに開発する論理 L S Iが R A M (ランダム . アクセス ' メモリ) 、 R O M (リード .オンリ · メモリ) のようなメモリ回路や C P U等の大型セル (マクロセルまたは I Pコ ァ: Intel lectual Property Core) を備える場合、 それらのセノレについても診断 を行なおうとすると膨大なテス トパターンの作成と入力が必要とされるため、 事実上診断が行なえないという問題点がある。  The present inventors have found the following problems prior to the present invention. That is, in the scan path method described above, although the amount of test patterns is smaller than the conventional diagnostic methods, it is difficult to generate test patterns, it is difficult to increase the defect detection rate, and the test patterns are input serially. (Transfer) is repeated, so that the test time becomes longer. In addition, the newly developed logic LSI uses memory circuits such as RAM (random access memory) and ROM (read only memory) and large cells (macrocells or IP cores: Intellectual Property Core) such as CPUs. In the case of preparing, there is a problem that it is practically impossible to make a diagnosis because an enormous amount of test patterns need to be created and input if a diagnosis is to be made for such senor.
さらに、 L S Iチップ上にァドレスカウンタとテストデータや期待値データ、 テスト命令等を格納した R O Mと比較回路とを設け、 診断したい内部論理回路 にテス トデータを入力してその出力と期待値とを比較することで自己診断を行 なえるようにした技術が、 特開平 6— 2 4 2 1 8 7号に開示されている。  In addition, an address counter, ROM storing test data, expected value data, test instructions, etc., and a comparison circuit are provided on the LSI chip. Test data is input to the internal logic circuit to be diagnosed, and the output is compared with the expected value. Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 6-242187 discloses a technique that can perform a self-diagnosis by performing the self-diagnosis.
しかしながら、 かかる自己診断方式にあっては、 その手法おょぴテス ト命令 が非公開であり、 ユーザーでのテス トパターンの変更ができないため不良検出 率が低く、 またシステムに実装した後に発生した不良の検出も困難であるとい う問題点がある。  However, in such a self-diagnosis method, the test instruction is not disclosed, and the test pattern cannot be changed by the user, so the defect detection rate is low, and it occurs after the system is implemented in the system. There is a problem that it is difficult to detect a defect.
また、 テスタによりテス トパターンのデータを L S Iに入力して行なう一般 的な診断方式にあっては、 テスタを構成する L S Iは検査対象となる L S I よ りも 1世代ないしは数世代前の技術で製造されたものであり、 そのような旧世 代の L S Iにより構成されたテスタで次世代の L S Iの検査を行なうことにな る。 そのため、 L S Iの検査を行なうテスタに要求される仕様は非常に厳しい ものとなり、 所望のスピードを達成するためには複数の同一回路を用意して並 列処理を行なうなど、 テスタ全体が複雑かつ大規模なものにならざるを得ない という問題点があった。  In a general diagnostic method in which test pattern data is input to an LSI using a tester, the LSI that constitutes the tester is manufactured using a technology one or several generations earlier than the LSI to be tested. The next-generation LSI will be inspected using a tester composed of such an old-generation LSI. As a result, the specifications required for testers that test LSIs are extremely strict, and in order to achieve the desired speed, multiple identical circuits are prepared and parallel processing is performed. There was a problem that it had to be large.
この発明の目的は、 外部テスタを用いることなく論理 L S I内部の回路の診 断を行なうことが可能な診断技術を提供することにある。 この発明の他の目的は、 短時間に論理 L S Iの診断を実行可能な技術を提供 することにある。 An object of the present invention is to provide a diagnostic technique capable of diagnosing a circuit inside a logic LSI without using an external tester. Another object of the present invention is to provide a technology capable of executing a diagnosis of a logic LSI in a short time.
この発明の他の目的は、 システムに実装した後においても論理 L S Iの診断 を行なうことが可能な診断技術を提供することにある。  Another object of the present invention is to provide a diagnostic technique capable of performing a logical LSI diagnosis even after being mounted on a system.
この発明の他の目的は、 論理 L S I に搭載可能なテス ト回路のァーキテク チヤ (基本構成) を提供することにある。  It is another object of the present invention to provide a test circuit architecture (basic configuration) that can be mounted on a logic LSI.
この発明のさらに他の目的は、 新たに設計された論理 L S Iの診断をワーク ステーションレベルのコンピュータ上において実行可能な診断技術を提供する ことにある。  It is still another object of the present invention to provide a diagnostic technique capable of executing a newly designed logical LSI diagnosis on a workstation-level computer.
この発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴については、 本明細書 の記述および添附図面から明らかになるであろう。 発明の開示  The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings. Disclosure of the invention
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要を説明すれば、 下記 のとおりである。  The outline of a typical invention disclosed in the present application is as follows.
すなわち、 論理 L S Iチップ上に、 所定のアルゴリズムに従って所定のテス ト信号および期待値信号を発生してテス ト信号を上記論理 L S Iチップ内部の 論理回路にバスを介して供給し、 その結果、 内部論理回路から得られる出力信 号 (出力データ) と期待値信号 (期待値データ) とを比較して一致しない場合 に不良を示す信号を形成してチップ外部へ出力するテス ト回路を搭載するよう にしたものである。  That is, a predetermined test signal and an expected value signal are generated on a logic LSI chip according to a predetermined algorithm, and the test signal is supplied to a logic circuit inside the logic LSI chip via a bus. A test circuit that compares the output signal (output data) obtained from the circuit with the expected value signal (expected value data) and forms a signal indicating a failure when they do not match, and outputs the signal to the outside of the chip has been installed. It was done.
上記テス ト回路により検査される内部論理回路を複数のプロックまたはマク ロセル ( I Pコア) に分割し、 各プロック (マクロセルまたは I Pコア) とテ ス ト回路間にテス ト信号およびそれによる出力信号を伝送するためのバスおよ ぴ信号切替え回路を設け、 非スキャン方式でテス ト信号を内部論理回路に供給 する。 バスにより分割されるブロック (マクロセルまたは I Pコア) は、 ス キャン方式におけるような順序回路と組合せ論理回路でなく ともよく、 順序回 路に組合せ論理回路の一部を取り込んだ回路プロックとしてもよい。 上記 I P コアとは、 ハードウェア記述言語により、 プロセス,回路方式に依存しないハー ドマクロ(マクロセル)を構成する事により、 知的財産 (設計資産) として活用、 再活用出来るコアを一般的に指す。 更に換言すれば、 ロジック回路やメモリ回 路を構成するために必要な、 ハードウエアゃソフトウェアの状態で機能を纏め たもの (ブロック) を I Pコアと称し、 半導体チップの中に入るハードウェア としての機能ブロックや、 その機能ブロックを動作させるためのドライバ - ソ フトウェア、 ファームウェア等の意味合いも含む。 本願で発明として提案する テス ト回路も、 I Pコア化が可能である。 The internal logic circuit to be inspected by the above test circuit is divided into a plurality of blocks or macrocells (IP cores), and a test signal and its output signal are applied between each block (macrocell or IP core) and the test circuit. A bus for signal transmission and a signal switching circuit are provided, and a test signal is supplied to the internal logic circuit in a non-scan manner. The block (macrocell or IP core) divided by the bus may not be a sequential circuit and a combinational logic circuit as in the scan method, but may be a circuit block in which a part of the combinational logic circuit is incorporated in the sequential circuit. The above IP core is a hardware description language that is independent of the process and circuit system. Generally refers to cores that can be used and reused as intellectual property (design assets) by constructing a macro (macro cell). Furthermore, in other words, a hardware (software) function (block) that is necessary to configure a logic circuit or a memory circuit is called an IP core, and is referred to as an IP core. Includes the implications of a functional block and the drivers-software, firmware, etc. that operate the functional block. The test circuit proposed as an invention in the present application can also be made into an IP core.
また、 上記テス ト回路は、 所定のアルゴリズムに従って内部論理回路のテス ト信号および期待値信号を生成するための制御信号を形成するマイクロ命令方 式の制御部と、 該制御部から出力される制御信号に基づいて内部論理回路のテ ス ト信号および期待値信号を生成するとともに内部論理回路から出力される信 号と期待値信号とを比較して一致しない場合に不良を示す信号を形成する信号 形成 ·比較部 (信号形成回路 ·比較回路) とにより構成する。 基準クロック信 号に基づいて互いに位相やデューティの異なる複数のク口ック信号を形成する タイミング発生回路を設け、 上記制御部からの制御信号に従って各テス ト信号 ごとにタイミングを設定できるようにする。  In addition, the test circuit includes a micro-instruction-type control unit that forms a control signal for generating a test signal and an expected value signal of the internal logic circuit according to a predetermined algorithm, and a control output from the control unit. A signal that generates a test signal and an expected value signal of the internal logic circuit based on the signal, and forms a signal indicating a failure if the signal output from the internal logic circuit and the expected value signal do not match with each other. Forming and comparing unit (signal forming circuit and comparing circuit). A timing generation circuit for forming a plurality of clock signals having different phases and duties from each other based on a reference clock signal is provided so that timing can be set for each test signal in accordance with a control signal from the control unit. .
さらに、 テス ト回路の制御部は、 1つのテス ト信号に 1つの命令が対応され るような構成とすることで、 テス ト信号を形成する命令コードをデータ圧縮可 能とする。 また、 テス ト回路には電源電圧のレベル検出回路を設け、 電源電圧 が立ち上がるごとに自動的に診断を開始するように構成する。 上記命令コード は、 既存のテスタ言語乃至はテス ト言語を用いて記述される。 上記命令コード によって定義される上記所定のアルゴリズムに従って、 テストパターン (アド レスとデータ) が生成する。 上記テスタ言語は、 アドレスとデータとを含むテ ス トパターンを効率的に発生するための有効な命令言語と見なされる。 上記テ スタ言語は、 テスタ業界で一般的に用いられているような言語とされ、 たとえ ば、 アドバンテス ト社のテスタ言語と互換性のある言語とするのがよい。 既存 のテス トパターンのプログラムデータが利用できるからである。 上記所定のァ ルゴリズムを記述する言語は、 テスタ言語に限定されるものではなく、 ァドレ スとデータとを含むテス トパターンを発生することが可能な命令言語で有れば よい。 Further, the control unit of the test circuit is configured such that one instruction corresponds to one test signal, so that the instruction code forming the test signal can be compressed. In addition, the test circuit is provided with a power supply voltage level detection circuit so that diagnosis is started automatically each time the power supply voltage rises. The instruction code is described using an existing tester language or test language. A test pattern (address and data) is generated according to the predetermined algorithm defined by the instruction code. The tester language is regarded as an effective instruction language for efficiently generating a test pattern including an address and data. The tester language is a language generally used in the tester industry. For example, it is preferable that the tester language be a language that is compatible with the tester language of Advantest. This is because the program data of the existing test pattern can be used. The language for describing the above predetermined algorithm is not limited to the tester language, but any instruction language capable of generating a test pattern including an address and data. Good.
さらに、 上記テス ト回路には、 自分自身の論理検査を行なう自己検査機能を 持たせるようにするのが望ましい。  Further, it is desirable that the test circuit has a self-test function for performing a logic test of itself.
上記した手段によれば、 外部 ( I Cチップ外) テスタを用いることなく I C チップの内部論理回路の診断を行なうことができるとともに、 テストパターン を入力するための外部端子 (ピン) を設ける必要がない。 しかも、 内部論理回 路と同一の半導体チップ上に形成されるテスト回路は内部論理回路と同一の製 造技術つまり同一世代の回路で形成されるため、 テスト対象となる内部論理回 路と同一の動作速度を容易に実現できるので短時間に回路の診断を行なえると ともに、 複数の同一回路による並列処理も不要になるためテス ト回路の規模も 従来の外部テスタによる場合に比べて小さくできるため、 オンチップ化が比較 的容易に実現できる。  According to the above-described means, it is possible to diagnose the internal logic circuit of the IC chip without using an external (outside the IC chip) tester, and it is not necessary to provide an external terminal (pin) for inputting a test pattern. . In addition, since the test circuit formed on the same semiconductor chip as the internal logic circuit is formed by the same manufacturing technology as that of the internal logic circuit, that is, the same generation circuit, the same test circuit as the internal logic circuit to be tested is used. Since the operating speed can be easily realized, the diagnosis of the circuit can be performed in a short time, and the parallel processing by multiple identical circuits is not required.Therefore, the scale of the test circuit can be made smaller than that of a conventional external tester. On-chip implementation is relatively easy.
さらに、 テス ト回路は、 所定のアルゴリズムに従って内部論理回路のテス ト 信号および期待値信号を生成するための制御信号を形成するマイクロプロダラ ム制御方式の制御部と、 該制御部から出力される制御信号に基づいて内部論理 回路のテスト信号および期待値信号を生成するとともに内部論理回路から出力 される信号と期待値信号とを比較して一致しない場合に不良を示す信号を形成 する信号形成 ·比較部とにより構成されるため、 テストパターンをすベて内部 のメモリに記憶する必要がないとともに、 制御部の構成によって命令コード自 身のデータ圧縮が可能となり、 テス ト回路の占有面積の増大を抑制しオンチッ プ化が容易となる。  Further, the test circuit includes a microprogram control type control unit that forms a control signal for generating a test signal and an expected value signal of the internal logic circuit in accordance with a predetermined algorithm, and a control signal output from the control unit. A signal generation circuit that generates a test signal and an expected value signal for the internal logic circuit based on the control signal and compares the signal output from the internal logic circuit with the expected value signal to form a signal indicating a failure if they do not match. Since it is composed of a comparison unit, it is not necessary to store all test patterns in the internal memory.In addition, the configuration of the control unit makes it possible to compress the instruction code itself and increase the area occupied by the test circuit. And on-chip operation becomes easy.
また、 論理 L S Iチップにテス ト回路を搭載し、 そのテス ト回路に電源電圧 のレベル検出回路を設け、 電源電圧が立ち上がるごとに自動的に診断を開始す るように構成することにより、 システムに実装した後においてもダイナミック に論理 L S I の診断を行なうことが可能となり、 システムの信頼性が向上し故 障箇所の発見、 修理も容易となる。  In addition, a test circuit is mounted on the logic LSI chip, a power supply voltage level detection circuit is provided in the test circuit, and diagnosis is automatically started each time the power supply voltage rises, so that the system can be configured. Logic LSIs can be diagnosed dynamically even after mounting, improving the reliability of the system and making it easier to find and repair faulty locations.
さらに、 テス ト回路はコンピュータが理解可能な言語 (H D L : Hardware Description Language) で記述することができるため、 ワークステーション上 にテスト回路を表現して仮想テスタを構築することができ、 これによつて開発 された論理 L S Iの設計データを H D L記述してワークステーションに入力す _ることで、 論理シミュレーショ ンによる診断が可能となる。 また、 F P G A (Fi el d Programmable Gate Array) を使ってノヽードウエア · エミュレータを構 成して事前検証を行なうことができ、 L S Iの開発期間を短縮することができ る。 図面の簡単な説明 Furthermore, since the test circuit can be described in a computer-understandable language (HDL: Hardware Description Language), a virtual tester can be constructed by expressing the test circuit on a workstation. development of The logic LSI design data can be described in HDL and input to a workstation, enabling diagnosis by logic simulation. In addition, a hardware emulator can be configured using an FPGA (Field Programmable Gate Array) to perform pre-verification, thereby shortening the LSI development period. BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES
図 1は、 本発明を適用した論理 L S Iの一実施例の全体構成を示すプロック 図である。  FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of one embodiment of a logical LSI to which the present invention is applied.
図 2は、 分割された回路ブロック間に設けられる信号切替え回路の実施例を 示す回路構成図である。  FIG. 2 is a circuit configuration diagram showing an embodiment of a signal switching circuit provided between divided circuit blocks.
図 3は、 本発明に係るテスト回路の第 1の実施例を示すプロック図である。 図 4は、 第 1の実施例のテスト回路内の信号形成 ·比較部の具体例を示す論 理回路図である。  FIG. 3 is a block diagram showing a first embodiment of the test circuit according to the present invention. FIG. 4 is a logical circuit diagram showing a specific example of the signal forming / comparing unit in the test circuit of the first embodiment.
図 5は、 実施例のテスト回路により形成されるテスト用信号波形の一例を示 す波形図である。  FIG. 5 is a waveform diagram showing an example of a test signal waveform formed by the test circuit of the embodiment.
図 6は、 本発明に係るテスト回路の第 2の実施例を示すプロック図である。 図 7は、 第 2の実施例のテスト回路内の信号形成 ·比較回路の具体例を示す 論理回路図である。  FIG. 6 is a block diagram showing a second embodiment of the test circuit according to the present invention. FIG. 7 is a logic circuit diagram showing a specific example of the signal forming / comparing circuit in the test circuit of the second embodiment.
図 8は、 本発明に係るテス ト回路を搭載した論理 L S Iを応用したシステム の一例を示すブロック図である。  FIG. 8 is a block diagram showing an example of a system to which a logic LSI incorporating a test circuit according to the present invention is applied.
図 9は、 本発明に係るテスト回路を搭載した論理 L S Iを応用した新たな論 理 L S Iを構築する場合の L S Iの構成例を示すプロック図である。  FIG. 9 is a block diagram showing a configuration example of the LSI in the case of constructing a new logical LSI using the logic LSI equipped with the test circuit according to the present invention.
図 1 0は、 本発明による論理 L S Iの開発手順の概略を示すフローチヤ一ト である。  FIG. 10 is a flowchart showing an outline of a procedure for developing a logic LSI according to the present invention.
図 1 1は、 従来のテスト方式を適用した論理 L S Iの一例の全体構成を示す ブロック図である。  FIG. 11 is a block diagram showing an overall configuration of an example of a logical LSI to which a conventional test method is applied.
発明を実施するため最良の形態 以下、 本発明の好適な実施例を図面に基づいて説明する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
― 図 1は、 本発明を適用した論理 L S Iの一実施例のブロック図で、 単結晶シ リコンのような 1個の半導体チップ 1 0 0上に構成される。 図 1の符号 1 1 0 は上記半導体チップ 1 0 0本来の入力信号のための入力端子 (入力パッド) 群、 1 2 0は上記半導体チップ 1 0 0本来の出力信号のための出力端子 (出力パッ ド) 群、 1 3 0 A, 1 3 0 B , 1 3 0 C, 1 4 0 A, 1 4 0 Bは論理 L S I の 本来の機能 (論理演算機能、 ア ドレス ·データ入出力機能、 データ格納機能 [メモリ機能] ) を実現する回路プロック ( I Pコア) 、 1 5 0はこれらの回 路ブロックを検査するためのテスト回路である。 この実施例では、 上記回路ブ ロック 1 3 0 A, 1 3 0 B, 1 3 0 C, 1 4 0 A, 1 4 O B間および入力端子 群 1 1 0と回路プロック 1 3 O Aとの間並びに回路プロック 1 3 0 Cと出力端 子群 1 2 0との間に、 信号切替え回路 1 6 0 A, 1 6 0 B, 1 6 0 C, 1 6 0 D, 1 6 0 E, 1 6 0 Fが設けられている。 FIG. 1 is a block diagram of one embodiment of a logic LSI to which the present invention is applied, and is configured on one semiconductor chip 100 such as a single-crystal silicon. In FIG. 1, reference numeral 110 denotes an input terminal (input pad) group for the original input signal of the semiconductor chip 100, and reference numeral 120 denotes an output terminal (output) for the original output signal of the semiconductor chip 100. Pad) group, 130 A, 130 B, 130 C, 140 A, 140 B are the original functions of the logic LSI (logical operation function, address data input / output function, data A circuit block (IP core) that realizes the storage function [memory function]) and 150 is a test circuit for inspecting these circuit blocks. In this embodiment, the circuit blocks 13A, 13OB, 13OC, 14OA, 14OB and between the input terminal group 110 and the circuit block 13OA as well as Signal switching circuit 16 0 A, 16 0 B, 16 0 C, 16 0 D, 16 0 E, 16 0 between circuit block 13 0 C and output terminals 12 0 F is provided.
各信号切替え回路 1 6 0 A〜l 6 0 Fは、 図 2に示されているように、 それ ぞれテスタ専用バス 1 7 0と切替えスィツチ SW l〜SWnとにより構成され ている。 テスタ専用バス 1 7 0の一端は上記テスト回路 1 5 0に接続されてい るとともに、 切替えスィツチ SW 1〜SWnを制御する信号はテスト回路 1 5 0から与えられるように構成されている。 テス ト回路 1 5 0は、 後に詳しく説 明するが、 主として制御部 1 0とタイミング発生部 2 0と信号形成 ·比較部 3 0とから構成される。  As shown in FIG. 2, each of the signal switching circuits 160A to 160F is composed of a tester dedicated bus 170 and switching switches SW1 to SWn, respectively. One end of the tester dedicated bus 170 is connected to the test circuit 150, and a signal for controlling the switching switches SW1 to SWn is configured to be supplied from the test circuit 150. As will be described in detail later, the test circuit 150 mainly includes a controller 10, a timing generator 20, and a signal generator / comparator 30.
本実施例の L S I内部論理回路診断方式は、 テスタ専用バス 1 7 0を介して 所望の回路ブロック ( I Pコア) にテス ト信号を入力し、 それによつてその回 路ブロック ( I Pコア) から出力される信号をテスタ専用バス 1 7 0を介して テス ト回路 1 5 0に入力して期待値と比較する方式である。 そのため、 本実施 例における回路ブロック 1 3 0 A, 1 3 0 B, 1 3 0 C, 1 4 0 A, 1 4 0 B は、 図 1 1に示されている従来方式 (スキャンパス方式) の論理 L S Iにおけ る組合せ論理回路 C L 1, C L 2と異なり、 組合せ論理回路のみであってもよ いし、 順序回路と組合せ論理回路を含むもの、 あるいは A L U (演算論理ュ ニット) やデコーダなどの大型セル (マクロセル、 I Pコア) であってもよい。 従って、 本実施例によれば、 回路ブロックを任意に分割することにより、 それ ―によって 1 0 0 %の故障検出率を達成することも可能である。 In the LSI internal logic circuit diagnostic method of the present embodiment, a test signal is input to a desired circuit block (IP core) via a tester dedicated bus 170, and the output is thereby output from the circuit block (IP core). In this method, a signal to be output is input to a test circuit 150 via a tester dedicated bus 170 and compared with an expected value. Therefore, the circuit blocks 130 A, 130 B, 130 C, 140 A, and 140 B in the present embodiment correspond to the conventional method (scan path method) shown in FIG. Unlike combinational logic circuits CL 1 and CL 2 in logic LSIs, only combinational logic circuits may be used, or sequential logic circuits and combinational logic circuits, or large-scale units such as ALUs (arithmetic logic units) and decoders It may be a cell (macro cell, IP core). Therefore, according to the present embodiment, it is also possible to achieve a fault detection rate of 100% by arbitrarily dividing the circuit block.
特に制限されないが、 この実施例では、 図 2に示すように、 テス ト回路 1 5 0内に電源電圧レベル検出回路 7 0と切替え制御信号形成回路 8 0が設けられ ており、 電源投入時に電源電圧 V c cが立ち上がるとそれを検出して信号切替 え回路 1 6 0 A〜 1 6 0 Fに対する切替え制御信号 C Sが形成されるとともに、 1つの回路ブロック ( I Pコア) の検査が終了すると制御部 1 0から供給され る終了信号 E N Dに基づいて次の回路プロックに接続された信号切替え回路に 対して供給される切替え制御信号 C Sが形成されて出力されるように構成され ている。  Although not particularly limited, in this embodiment, as shown in FIG. 2, a power supply voltage level detecting circuit 70 and a switching control signal forming circuit 80 are provided in a test circuit 150, and when the power is turned on, When the voltage Vcc rises, it is detected and a signal switching circuit A switching control signal CS for 160A to 160F is formed, and when the inspection of one circuit block (IP core) is completed, the control unit is controlled. A switching control signal CS supplied to a signal switching circuit connected to the next circuit block is formed based on an end signal END supplied from 10 and is output.
図 1、 図 2に示すこの実施例の論理 L S Iには、 上記テスト回路 1 5 0に供 給される基準クロック信号 0 0を入力するためのクロック入力端子 1 1 1と、 診断の結果、 不良の有無を示す信号 (以下、 トータルフェイル信号と称する) T F Lを出力する出力端子 1 2 1とが設けられている。 クロック入力端子 1 1 1の代わりに、 テス ト回路 1 5 0内に発振回路を設けこの発振回路の発振周波 数を決定する振動子を接続するための端子を設けるようにしてもよい。  The logic LSI of this embodiment shown in FIGS. 1 and 2 has a clock input terminal 111 for inputting a reference clock signal 00 supplied to the test circuit 150, and a failure as a result of diagnosis. (Hereinafter referred to as a total fail signal). An output terminal 121 for outputting a TFL is provided. Instead of the clock input terminal 111, an oscillation circuit may be provided in the test circuit 150, and a terminal for connecting an oscillator for determining the oscillation frequency of the oscillation circuit may be provided.
本実施例のテスト回路 1 5 0には、 所定のアルゴリズムに従って内部論理回 路 (回路ブロック、 マクロセル、 I Pコア) に対するテストパターン (テスタ 専用バスに相当するテスト信号の集まり) および期待値を生成するための制御 信号を形成するマイクロプログラム制御方式の制御部 1 0と、 該制御部 1 0か ら出力される制御信号 C Tおよび外部から供給される基準クロック信号 ø 0に 基づいて互いに位相やデューティの異なる複数のタイミングク口ックを形成す るタイミング発生部 2 0と、 上記制御部 1 0から出力される制御信号 C Cおよ ぴタイミング発生部 2 0から出力されるタイミングクロック T Cに基づいて内 部論理回路のテスト信号および期待値信号を生成し上記テスタ専用バス 1 7 0 へ上記テスト信号を出力するとともに内部論理回路からテスタ専用バス 1 7 0 上に出力された信号と期待値信号とを比較して一致しない場合に不良を示す信 号を形成して上記出力端子 1 2 1へ出力する信号形成 ·比較部 3 0が設けられ ている。 図 3には、 上記テス ト回路 1 5 0の制御部 1 0の実施例が示されている。 こ の実施例の制御部 1 0は、 所定のテストパターン生成アルゴリズムに従って記 述された複数のマイクロ命令群からなるマイクロプログラムが格納された E E P RuM Electrically Erasable Programmable Read Only Memory あるレヽ は ROM ( Read Only Memory) 、 RAM ( Random Access Memory) など力 ら なる命令メモリ 1 1や、 該命令メモリ 1 1から読み出すべきマイクロ命令を指 定するプログラムカウンタ 1 2、 命令メモリ 1 1から読み出されたマイクロ命 令内の命令コードを解読して上記プログラムカウンタ 1 2など制御部 1 0内の 回路に対する制御信号を形成する命令解読制御回路 1 3、 マイクロ命令内のタ イミング設定ビッ ト MF d (T Sビッ ト) に基づいて上記タイミング発生部 2 0に対する制御データを出力するデータレジスタセッ ト 1 4、 マイクロ命令内 のタイミング設定ビッ ト MF d (T Sビット) をデコードしてデータレジスタ セット 1 4から制御データを読み出すデコーダ 1 5などを備えている。 In the test circuit 150 of this embodiment, a test pattern (a collection of test signals corresponding to a tester dedicated bus) and an expected value for an internal logic circuit (circuit block, macrocell, IP core) are generated according to a predetermined algorithm. 10 based on a microprogram control method for forming a control signal for generating a control signal CT and a control clock CT output from the control unit 10 and a reference clock signal ø0 supplied from the outside. A timing generator 20 for forming a plurality of different timing blocks, and a control signal CC output from the controller 10 and a timing clock TC output from the timing generator 20 are used for internal control. It generates the test signal and expected value signal of the internal logic circuit, outputs the test signal to the tester dedicated bus 170, and outputs the internal logic circuit. The signal output on the dedicated tester bus 170 from the tester and the expected value signal are compared, and if they do not match, a signal indicating a defect is formed and output to the output terminal 1 2 1 0 is provided. FIG. 3 shows an embodiment of the control unit 10 of the test circuit 150. The control unit 10 of this embodiment includes an EEPROM (Read Only Memory) that stores a microprogram consisting of a plurality of microinstructions described according to a predetermined test pattern generation algorithm. Memory), a random instruction memory (RAM), a program counter 12 that specifies a microinstruction to be read from the instruction memory 11, and a microinstruction read from the instruction memory 11 The instruction decoding control circuit 13 that decodes the instruction code inside and forms a control signal for the circuits in the control unit 10 such as the program counter 12 above. The timing setting bit MF d (TS bit) in the micro instruction A data register set 14 that outputs control data to the timing generator 20 based on the It decodes the door MF d (TS-bit) reads the control data from the data register set 1 4 and a like decoder 1 5.
また、 診断対象となる内部論理回路の内、 その機能が特定されている回路 (例えば、 ALU : Arithmetic Logic Unit) の場合には、 すでに適切なテスト パターン形成方式が確立されている場合が多いので、 そのテストパターンの資 産を利用することで、 効率の良いテストパターンの生成が可能である。 また、 組合せ論理回路に関しては、 故障仮定法および一つの回路には故障は一つであ るという単一故障という考えに基づく Dアルゴリズムと呼ばれる効率の良いテ ス トパターンの生成方法が知られている。 この手法を利用することによって、 テストパターン生成のためのマイクロプログラムを短くすることができ、 命令 メモリ 1 1の容量の増大を実現可能な程度まで抑えることができる。  Also, among the internal logic circuits to be diagnosed, circuits whose functions are specified (for example, ALU: Arithmetic Logic Unit) often have an appropriate test pattern formation method already established. By using the test pattern assets, efficient test pattern generation is possible. For combinatorial logic circuits, a fault assumption method and an efficient test pattern generation method called the D-algorithm based on the idea of a single fault where one circuit has one fault are known. I have. By using this method, the microprogram for generating a test pattern can be shortened, and the capacity of the instruction memory 11 can be suppressed to a practicable level.
この実施例では、 特に制限されないが、 デコーダ 1 5でデコードされるタイ ミング設定ビット T Sは 2ビットで構成され、 データレジスタセット 1 4には 7個の制御データが格納されている。 これらの制御データのうち一つはテス ト .サイクルを規定するデータ "RAT E" 、 残りの 6個の制御データは、 テ スタ専用バスの各信号線ごとにハイレベルもしくはロウレベルの信号の出カタ イミングを与える 2種類の制御データ "AC LK 1 " , "AC LK 2" と、 パ ルス信号の立上がりタイミングを与える 2種類の制御データ "B C LK 1 " , "B C LK 2" と、 パルス信号の立下がりタイミングおよび期待値との比較出 力タイミングを与える 2種類の制御データ " C C L K 1 " , " C C L K 2 " で ある。 In this embodiment, although not particularly limited, the timing setting bit TS decoded by the decoder 15 is composed of two bits, and the data register set 14 stores seven control data. One of these control data is a test cycle data "RAT E", and the remaining six control data are output signals of high or low level for each signal line of the tester dedicated bus. Two types of control data "AC LK 1" and "AC LK 2" that give the timing and two types of control data "BC LK 1" and "BC LK 1" that give the rising timing of the pulse signal Two types of control data "CCLK1" and "CCLK2" that provide "BCLK2" and the output timing for comparison with the falling timing and expected value of the pulse signal.
これらの各制御データが、 タイミング発生部 2 0に供給されると、 制御デー タ RAT Eに関しては予め規定されたタイミングの信号 RAT Eがプログラム カウンタ 1 2に供給されて命令メモリ 1 1からのマイク口命令コードの取り込 みが行なうわれる。 また制御データとして "AC LK 1 " 〜 "C C LK 2 " が タイミング発生部 2 0に供給されると、 タイミングクロック AC LK 1〜C C LK 2の中からその制御コードに対応するクロックが信号形成 .比較部 3 0に 出力される。 各クロックの使用のための接続や選択は必要に応じて適宜実施さ れる。  When each of these control data is supplied to the timing generation section 20, the control data RATE is supplied to the program counter 12 with a signal RATE having a predetermined timing, and the microphone R from the instruction memory 11 is supplied. An instruction code is taken. When "AC LK 1" to "CC LK 2" are supplied to the timing generator 20 as control data, a clock corresponding to the control code from the timing clocks AC LK 1 to CC LK 2 forms a signal. Output to comparator 30. Connection and selection for use of each clock are appropriately performed as needed.
さらに、 上記制御部 1 0には、 上記プログラムカウンタ 1 2の値を 「十 1」 にインクリメントするためのインクリメンタ 2 1や、 上記ィンクリメンタ 2 1 またはァドレスフィールド MF a内の飛び先番地のいずれかを選択してプログ ラムカウンタ 1 2へ供給するマルチプレクサ 2 2、 オペランドフィールド MF c内の繰り返し数を保持するインデックスレジスタ 2 3、 該インデックスレジ スタ 2 3の値を 「一 1」 するためのデクリメンタ 2 4、 「一 1」 にデイクリメ ントされた値を保持するワーキングレジスタ 2 5、 所定の命令で用いられる データ反転の有無を示すフラグ 2 6、 所定の命令で用いられるオペランドのプ ログラムカウンタ 1 2への転送の有無を示すフラグ 2 7、 レジスタ 2 3 , 2 5 の値を選択的に上記デクリメンタ 2 4に供給するマルチプレクサ 2 8、 デクリ メンタ 2 4の値をワーキングレジスタ 2 5のいずれかのプレーンに分配するデ マルチプレクサ 2 9などが設けられている。  Further, the control unit 10 includes an incrementer 21 for incrementing the value of the program counter 12 to “11”, and a destination address in the incrementer 21 or the address field MFa. , A multiplexer 2 that supplies the number to the program counter 12, an index register 23 that holds the number of repetitions in the operand field MFc, and a decrementer 2 that decrements the value of the index register 23. 4.Working register 25 holding the value decremented to `` 1 1 '', flag 26 indicating the presence / absence of data inversion used in the specified instruction, and program counter 12 of the operand used in the specified instruction. Multiplexer that selectively supplies the flag 27 indicating the presence / absence of data transfer and the values of the registers 23 and 25 to the decrementer 24 A demultiplexer 29 for distributing the value of the decrementer 28 and the decrementer 24 to one of the planes of the working register 25 is provided.
この実施例では、 マイク口命令コードに命令の繰り返し数を格納するオペラ ンドフィールド MF cを設けるとともに、 制御部 1 0にはその繰り返し数を保 持するィンデッタスレジスタ 2 3を設けているので、 同一テス ト信号を繰り返 し生成するような場合に、 必要なマイク口命令数を減らしマイクロプログラム を短くすることができる。 また、 この実施例では、 インデックスレジスタ 2 3 やワーキングレジスタ 2 5、 フラグ 2 7が複数プレーン (図では 4個) 設けら れていることにより、 あるループ処理内におけるサブループ処理、 さらにその サブループ処理内におけるサブループ処理といったことを容易に実行すること ができ、 マイクロプログラムを短くすることができる。 In this embodiment, an operand field MFc for storing the number of instruction repetitions is provided in the microphone opening instruction code, and an index register 23 for holding the number of repetitions is provided in the control unit 10. Therefore, when the same test signal is repeatedly generated, the number of necessary microphone opening instructions can be reduced and the microprogram can be shortened. In this embodiment, the index register 23, the working register 25, and the flag 27 are provided in a plurality of planes (four in the figure). As a result, it is possible to easily execute a sub-loop process in a certain loop process and a sub-loop process in the sub-loop process, and to shorten a microprogram.
なお、 この実施例の制御部 1 0は、 メモリのテスティングを行なうテス ト回 路用の制御部と共通設計されたもので、 論理回路のテスティングには必ずしも 必要でない機能も含まれている。 例えば、 データの反転の有無を示すフラグ 2 6がそれに相当する。  Note that the control unit 10 of this embodiment is designed in common with a test circuit control unit that performs memory testing, and includes functions that are not necessarily required for logic circuit testing. . For example, a flag 26 indicating whether data is inverted is equivalent to this.
なお、 上記 E E P ROM, ROM, RAMについては半導体設計基準を緩和 した構造として不良が入りにくいように配慮するのがよい。 すなわち、 不良発 生率が低減できるような半導体製造プロセスが適用される。  Note that the above EPROM, ROM, and RAM should have a structure that relaxes the semiconductor design standards, so that consideration is given to preventing defects. That is, a semiconductor manufacturing process that can reduce the defect occurrence rate is applied.
図 4には、 上記信号形成 ·比較部 3 0の実施例が示されている。 なお、 図 4 の回路は、 テスタ専用バス 1 7 0を構成する信号線のうちの 1本に対応するド ライバ/ コンパレータ回路のみが代表的に示されているが、 実際にはテスタ専 用パス 1 7 0を構成する信号線の数だけ図 4に示す回路が設けられる。  FIG. 4 shows an embodiment of the signal forming / comparing unit 30. In the circuit of FIG. 4, only the driver / comparator circuit corresponding to one of the signal lines constituting the tester dedicated bus 170 is representatively shown. The circuits shown in FIG. 4 are provided as many as the number of signal lines constituting 170.
図 4に示すように、 この実施例のドライバ Zコンパレータ回路は、 テスタ専 用パスへ出力する信号を形成するドライバ回路 (信号形成回路) 4 0と、 テス タ専用バス上の信号と期待値信号とを比較して一致ノ不一致を比較するコンパ レータ回路 (比較回路) 5 0と、 ドライバ回路 4 0とコンパレータ回路 5 0と を切り替える切替え回路 6 0とから構成される。 切替え回路 6 0は、 ドライバ 回路 4 0と入出力ノード N i oとの間に設けられた伝送ゲート TG 1 と、 入出 力ノード N i oとコンパレータ回路 5 0と間に設けられた伝送グート TG 2と から構成され、 上記制御部 1 0から供給される入出力制御ビッ ト I ZOに応じ ていずれか一方が開かれ他方は遮断状態とされる。  As shown in FIG. 4, the driver Z comparator circuit of this embodiment includes a driver circuit (signal forming circuit) 40 for forming a signal to be output to a dedicated tester path, a signal on a dedicated tester bus, and an expected value signal. And a switching circuit 60 that switches between a driver circuit 40 and a comparator circuit 50. The switching circuit 60 includes a transmission gate TG1 provided between the driver circuit 40 and the input / output node Nio, a transmission gate TG2 provided between the input / output node Nio and the comparator circuit 50. One is opened according to the input / output control bit IZO supplied from the control unit 10, and the other is turned off.
ドライバ回路 4 0は、 タイミング発生部 2 0から供給されるタイミングク ロック AC LK iによって制御部 1 0から供給される入出力制御ビッ ト T Pを 取り込んで保持するエッジトリガ型フリ ップフロップ 4 1 と、 タイミング発生 部 2 0から供給されるタイミングクロック B C LK i と C C LK i との論理和 をとる ORゲート 4 2と、 この ORゲート 4 2の出力と上記エッジトリガ型フ リ ップフロップ 4 1の出力を入力信号とする J /Kフリ ップフロップ 4 3と、 この J ZKフリ ップフロップ 4 3の出力と制御部 1 0から供給される入出力制 御ビッ ト C Ο Ν Τとを入力信号とする A N Dゲート 4 4と、 上記ェッジトリガ 型フリ ップフロップ 4 1の出力と制御部 1 0から供給される入出力制御ビット CO NTとを入力信号とする ANDゲート 4 5と、 これらの ANDゲート 4 4, 4 5の出力によってテスタ専用バスを駆動するドライバ 4 6とから構成されて いる。 The driver circuit 40 includes an edge-triggered flip-flop 41 that captures and holds the input / output control bit TP supplied from the control unit 10 by the timing clock ACLKi supplied from the timing generation unit 20. An OR gate 42 for ORing the timing clocks BC LK i and CC LK i supplied from the timing generator 20, and an output of the OR gate 42 and an output of the edge-triggered flip-flop 41. J / K flip-flops 43 as input signals, An AND gate 44 using the output of the JZK flip-flop 43 and the input / output control bit C Ο 供給 supplied from the control unit 10 as an input signal, and an output of the edge trigger type flip-flop 41 Consists of an AND gate 45 that uses the input / output control bit CNT supplied from the control unit 10 as an input signal, and a driver 46 that drives a dedicated tester bus by the output of these AND gates 44 and 45 It has been.
一方、 コンパレータ回路 5 0は、 タイミング発生部 2 0から供給されるタイ ミングクロック C C L K i と制御部 1 0から供給される入出力制御ビット C O NTとを入力信号とする ANDゲート 5 1と、 上記 D型フリップフロップ 4 1 の出力 (期待値) と伝送ゲート T G 2を介して供給されるテスタ専用バス上の 信号とを入力信号とするェクスクルーシブ O Rゲート 5 2と、 このェタスク ルーシブ O Rグート 5 2と上記 ANDゲート 5 1との出力を入力信号とする A NDゲート 5 3と、 この ANDゲート 5 3の出力をラツチするフリップフ口ッ プ 5 4とから構成されており、 すべてのコンパレータ回路 5 0の出力の回路の 論理和をとつた信号がトータル · フェイル信号 T F Lとして出力される。 上記 入出力制御ビット Iノ0、 T P、 CONTは、 上記制御信号 C Cに相当する。 図 3に示されているように、 本実施例のテスト回路におけるマイクロ命令は、 ジャンプ命令で使用する命令の飛ぴ先番地を示す P Cァドレスが格納されるァ ドレスフィールド MF a と、 シーケンス制御コードが格納されるォペコード フィールド MF bと、 命令の繰り返し数などが格納されるオペランドフィール ド MF cと、 上記データレジスタセット 1 4からタイミング発生部 2 0に対す る制御信号を読み出すためのタイミング設定ビット T Sが格納されるタイミン グ設定フィールド MF dと、 上記信号形成 ·比較部 3 0の入出力制御ビットが 格納される入出力制御フィールド MF eとからなる。  On the other hand, the comparator circuit 50 includes an AND gate 51 that uses the timing clock CCLKi supplied from the timing generation section 20 and the input / output control bit CNT supplied from the control section 10 as input signals. An exclusive OR gate 52 that receives the output (expected value) of the D-type flip-flop 41 and a signal on the tester dedicated bus supplied via the transmission gate TG 2 as input signals; An AND gate 53 having the output of the AND gate 51 as an input signal and a flip-flop 54 for latching the output of the AND gate 53 are provided. The signal obtained by ORing the output circuits is output as the total fail signal TFL. The input / output control bits I0, TP, and CONT correspond to the control signal CC. As shown in FIG. 3, the microinstruction in the test circuit of the present embodiment includes an address field MFa storing a PC address indicating a jump address of an instruction used in a jump instruction, and a sequence control code. Field MFb that stores the number of instruction repetitions, etc., and a timing setting bit for reading the control signal for the timing generator 20 from the data register set 14 It comprises a timing setting field MF d in which TS is stored, and an input / output control field MF e in which input / output control bits of the signal forming / comparing section 30 are stored.
上記タイミング設定フィールド MF dに格納されるタイミング設定ビット T Sは、 前述したようにこの実施例では 2ビットであるが、 3ビット以上設けて もよい。 また、 上記入出力制御フィールド MF eに格納される入出力制御ビッ トは、 テスタ専用バス 1 7 0の n本の信号線に対応して、 ドライノく . ビット T Pと 1ノ0ビッ トとコント口ール · ビッ ト C O N Tの 3ビッ トを 1セットとし、 nセッ トだけ設けられている。 これらのビットのうち、 I ZOビットは入力か 出力かを指定する制御ビットで " 1 " のときは伝送ゲート TG 1を開きかつ Τ G 2を遮断してドライバの出力信号をテスタ専用バス 1 70の対応する信号線 上へ出力し、 "0" のときは伝送ゲート TG 1を遮断しかつ TG 2を開いてテ スタ専用バス 1 70の対応する信号線上の信号を比較用のゲート 5 2へ入力さ せる。 ドライノ · ビッ ト T Pおよびコント口一ノレ · ビッ ト C O N Tは、 その組 合せに応じてハイ出力またはロウ出力か、 正パルスもしくは負パルスの出力か、 入力無効状態か、 出力ハイインピーダンス状態かを指定する。 The timing setting bits TS stored in the timing setting field MFd are two bits in this embodiment as described above, but three or more bits may be provided. The input / output control bits stored in the input / output control field MF e correspond to the dry bit TP and the 1/0 bit corresponding to the n signal lines of the tester dedicated bus 170. Mouth bitCont 3 bits are one set, Only n sets are provided. Of these bits, the IZO bit is a control bit that specifies input or output. When "1", the transmission gate TG1 is opened and ΤG2 is shut off to output the driver output signal to the tester dedicated bus 170 When the signal is "0", the transmission gate TG 1 is shut off and TG 2 is opened, and the signal on the corresponding signal line of the tester dedicated bus 170 is sent to the gate 52 for comparison. Input. Dryno bit TP and control bit CONT specify high or low output, positive or negative pulse output, input invalid state, or output high impedance state according to the combination. I do.
表 1には、 上記入出力制御ビット T P, I /Q, CONTと信号形成 .比較 部 30の動作状態との関係が示されている。  Table 1 shows the relationship between the input / output control bits TP, I / Q, and CONT and the operation state of the signal forming / comparing unit 30.
Figure imgf000015_0001
表 1に示されているように、 入出力制御ビッ ト T P, I /O, CONTが 「 1 1 1」 のときはドライバ回路 4 0がハイレベルの信号を出力し、 「0 1 1」 のときはドライバ回路 4 0がロウレベルの信号を出力し、 「 1 1 0」 のと きはドライバ回路 40が正のパルス信号を出力し、 「1 1 0」 のときはドライ バ回路 40が負のパルス信号を出力するように制御が行なわれる。 また、 入出 力制御ビット T P, I /O, CO NTが 「1 0 1」 のときはコンパレータ回路 5 0がハイレベルの入力信号を期待し、 「00 1」 のときはコンパレータ回路 50がロウレベルの入力信号を期待し、 「 1 00」 のときは入力信号を無効と するように制御が行なわれる。
Figure imgf000015_0001
As shown in Table 1, when the I / O control bits TP, I / O, and CONT are “1 1 1”, the driver circuit 40 outputs a high-level signal and the “0 1 1” In this case, the driver circuit 40 outputs a low-level signal, when “1 10”, the driver circuit 40 outputs a positive pulse signal, and when “1 10”, the driver circuit 40 outputs a negative pulse signal. Control is performed so as to output a pulse signal. When the input / output control bits TP, I / O, and CNT are “101”, the comparator circuit 50 expects a high-level input signal. Expect an input signal, and if "100", disable the input signal Control is performed.
なお、 この実施例の信号形成 .比較部 3 0では、 制御ビット T P, I O, CONTが 「0 0 0」 となる状態は何ら意味を持たないように構成されている。 ただし、 制御ビット T P, I /O, CONTが 「0 0 0」 のときは、 例えば伝 送ゲート TG 1を閉じて TG 2を開き、 かつェクスクルーシブ O Rゲート 5 2 を上記ハイレべノレと口ゥレべノレの間にある 2つのレべノレで動作するシュミット 回路としてその 2つのレベル間にテスタ専用バス 1 7 0に接続された入出力 ノード N i oの電位が存在する状態 (ハイインピーダンス状態) を比較できる ように信号形成 ·比較部 3 0を構成しておくことも可能である。  In the signal forming / comparing unit 30 of this embodiment, the state in which the control bits TP, IO, and CONT are "0 0 0" has no meaning. However, when the control bits TP, I / O, and CONT are “0 0 0”, for example, the transmission gate TG 1 is closed and TG 2 is opened, and the exclusive OR gate 52 is connected to the high-level control. As a Schmitt circuit that operates with two levels between the loops, the state where the potential of the input / output node Nio connected to the tester dedicated bus 170 exists between the two levels (high impedance state) It is also possible to configure the signal forming / comparing unit 30 so that the signals can be compared.
図 5には上記実施例におけろタイミング発生部 2 0より供給されるタイミン グクロック AC LK 1〜C C LK 2と信号形成 ·比較部 3 0からテスタ専用バ ス 1 7 0上に出力される信号の一例が示されている。 図 5において、 (a ) は 外部から供給される基準クロック Φ 0を、 (b) 〜 (g ) はタイミングクロッ ク AC L K 1〜C C L K 2の波形を、 (h) は表 1 の出力テス ト信号として 「 1」 が指定されかつクロックとして AC LK 1が選択された端子の出力信号 の波形を示す。 また、 ( i ) は表 1の出力テスト信号として 「0」 が指定され かつクロックとして AC LK 2が選択された端子の出力信号の波形を示す。 ま た、 ( j ) は表 1の出力テス ト信号として 「P」 が指定されかつクロックとし て B C LK l , CC LK 1が選択された端子の出力信号の波形を示す。 さらに、 (k) は表 1の出力テスト信号として 「N」 が指定されかつクロックとして B C LK 2, CC LK 2が選択された端子の出力信号の波形を示す。  FIG. 5 shows the timing clocks AC LK1 to CC LK2 supplied from the timing generator 20 in the above embodiment and signal formation.The signals output from the comparator 30 to the tester dedicated bus 170. An example is shown. In FIG. 5, (a) shows the reference clock Φ0 supplied from the outside, (b) to (g) show the waveforms of the timing clocks AC LK1 to CCLK2, and (h) shows the output test of Table 1. Shows the waveform of the output signal from the pin where "1" is specified as the signal and ACLK 1 is selected as the clock. (I) shows the waveform of the output signal of the terminal in which “0” is specified as the output test signal in Table 1 and the ACLK2 is selected as the clock. (J) shows the waveform of the output signal of the terminal in which “P” is specified as the output test signal in Table 1 and BCLKI and CCLK1 are selected as the clock. Further, (k) shows the waveform of the output signal of the terminal in which "N" is designated as the output test signal in Table 1 and BCLK2 and CCLK2 are selected as the clock.
図 5から分かるように、 入出力制御ビット T P, I /O, CONTが 「1 1 1」 に設定されクロック AC LK 1が指定された端子からはクロック AC LK 1に従い図 5 (h) のようなハイレベルの信号が出力され、 T P, I /O, C ΟΝΤが 「0 1 1」 に設定されクロック AC LK 2が指定された端子からはク ロック AC LK 2に従い図 5 ( i ) のようなロウレベルの信号が出力され、 T P, I /O, CONTが 「 1 1 0」 に設定されクロック AC LK l , B C LK 1, C C L K 1が指定された端子からはクロック AC L K 1でセッ トされた データに従い B C LK l , CC LK 1をエッジとする図 5 ( j ) のような正パ ルスが出力され、 T P, I /O, CONTが 「0 1 0」 に設定されクロック A C L K 2 , B C LK 2 , C C L K 2が指定された端子からはクロック A C L K 2でセッ トされたデータに従い B C L K 2 , C C L K 2をェッジとする図 5 (k) のような負パルスが出力される。 また、 図示しないが、 入出力制御ビッ ト Τ Ρ, Ι /Ο, ΟΟΝΤが 「1 0 1」 に設定されクロック C C L Κ 1が指定 された端子では期待値をハイ レベルとして図 5 ( f ) のクロック C C LK 1を ス トローブ信号として比較が行なわれ、 T P, I /O, CONTが 「0 0 1」 に設定されクロック C C LK 2が指定された端子では期待値をロウレベルとし 図 5 ( g) のクロック C C LK 2をス トローブ信号として比較が行なわれる。 なお、 クロックの選択は上記に限定されず任意の組合せとすることができる。 次に、 本発明に係るテスト回路の第 2の実施例を、 図 6および図 7を用いて 説明する。 図 6は第 2の実施例で用いられる制御回路 2 1 0の構成を、 図 7は 第 2の実施例で用いられる信号形成 ·比較回路 2 3 0の構成を示す。 As can be seen from Fig. 5, the input / output control bits TP, I / O, and CONT are set to "1 1 1" and the clock AC LK 1 is specified. A high-level signal is output, and TP, I / O, and C 設定 are set to “0 1 1” and the clock AC LK 2 is specified. A low-level signal is output, TP, I / O, and CONT are set to “1 1 0” and clocks AC LKl, BC LK1, and CCLK 1 are set at the specified terminal by clock AC LK 1. According to the data, the positive path shown in Fig. 5 (j) with BC LKl and CC LK1 as edges Pulse is output, TP, I / O, and CONT are set to “0 1 0”, and the clock ACLK 2, BCLK 2, and CCLK 2 are designated by the clock ACLK 2 from the specified terminal. , CCLK 2 is output as a negative pulse as shown in FIG. 5 (k). Although not shown, the input / output control bits Τ Ρ, Ι / Ο, ΟΟΝΤ are set to “101” and the clock CCL Κ1 is set to the expected value, and the expected value is set to the high level. The comparison is performed using the clock CC LK1 as the strobe signal, and TP, I / O, and CONT are set to "01" and the expected value is set to the low level at the pin where the clock CC LK 2 is specified. The comparison is performed using the clock CCLK2 of this as a strobe signal. Note that the selection of the clock is not limited to the above, and may be any combination. Next, a second embodiment of the test circuit according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 6 shows the configuration of the control circuit 210 used in the second embodiment, and FIG. 7 shows the configuration of the signal formation / comparison circuit 230 used in the second embodiment.
第 1の実施例ではテスタ専用バス 1 7 0のすベての信号線に対する出力信号 または期待値信号の生成を制御する共通の制御部 1 0およびタイミング制御部 2 0を設けて 1つのマイク口命令で複数の信号を形成するようにしているのに 対し、 この第 2の実施例は、 テスタ専用バス 1 7 0の各信号線ごとに制御回路 2 1 0とタイミング制御回路 2 2 0を設けるようにしたもので、 第 1の実施例 に比べてマイク口命令のビット長が短くなるとともに、 マイクロプログラムの 圧縮が可能となる。  In the first embodiment, a common control unit 10 and a timing control unit 20 for controlling generation of output signals or expected value signals for all signal lines of the tester dedicated bus 170 are provided, and one microphone port is provided. In contrast to a case where a plurality of signals are formed by instructions, the second embodiment provides a control circuit 210 and a timing control circuit 220 for each signal line of the tester dedicated bus 170. With this arrangement, the bit length of the microphone instruction is shorter than that of the first embodiment, and the microprogram can be compressed.
図 6に示されている本実施例における制御回路 2 1 0の構成と、 図 3に示さ れている第 1の実施例の制御部 1 0との相違点としては、 本実施例では、 マイ ク口命令のタイミング設定フィールド MF dにタイミング発生回路 2 2 0に対 する制御データが直接格納されている点と、 これに伴って制御データを格納す るデータレジスタセッ ト 1 4が省略されている点と、 タイミング発生回路 2 2 0はタイミング設定フィールド MF d内の制御データの構成に応じた構成を有 している点と、 入出力制御フィールド MF eにテスタ専用バス 1 7 0の 1信号 線に関する 3ビッ トの制御ビットのみ格納されている点と、 信号形成 ·比較回 路 2 3 0のうちドライバ回路 4 0 (図 7に示す) がタイミング発生回路 2 2 0 から出力されるタイミングクロックに応じた構成とされている点とがある。 上記相違点についてさらに詳しく説明すると、 本実施例におけるマイクロ命 令のタイミング設定フィールド MF dに格納されるタイミング発生回路 2 2 0 に対する制御データは、 テス ト 'サイクルすなわちテス ト信号の周波数もしく は周期を指定するサイクル制御コード CYC L Eと、 クロック信号の立ち上が りタイミングを指定する制御コード R I S Eと、 クロック信号の立ち下がりタ ィミングを指定する制御コード F AL Lとからなる。 The difference between the configuration of the control circuit 210 in the present embodiment shown in FIG. 6 and the control unit 10 of the first embodiment shown in FIG. The point that the control data for the timing generation circuit 220 is directly stored in the timing setting field MFd of the opening instruction, and the data register set 14 for storing the control data are omitted accordingly The timing generator circuit 220 has a configuration corresponding to the configuration of the control data in the timing setting field MFd, and the I / O control field MFe contains one signal of the tester dedicated bus 170 The point that only three control bits related to the line are stored, and the driver circuit 40 (shown in Fig. 7) of the signal formation / comparison circuit 230 is the timing generation circuit 220 There is a point that the configuration is in accordance with the timing clock output from the. The above difference will be described in more detail. The control data for the timing generation circuit 220 stored in the timing setting field MFd of the microinstruction in this embodiment is the test cycle, that is, the frequency or frequency of the test signal. It consists of a cycle control code CYCLE that specifies the cycle, a control code RISE that specifies the rising timing of the clock signal, and a control code FALL that specifies the falling timing of the clock signal.
一方、 タイミング発生回路 2 2 0は、 基準クロック 0 0で動作する 3つのダ ゥンカウンタからなり、 上記タイミング設定フィールド MF d内の 3つの制御 コードによって指定されたタイミングを有する 3つのクロック信号 CTG, R TG, F TGを出力する。 これらのクロック信号のうち C T Gは、 プロクラム カウンタ 1 2に供給されてマイクロ命令の読出しタイミングを与えるとともに、 クロック信号 RTGと F T Gは信号形成 ·比較回路 2 3 0に供給され、 RTG に対応した立ち上がりエッジを有し F TGに対応した立ち下がりエッジを有す る信号を形成したり比較タイミングを与えるのに使用される。  On the other hand, the timing generation circuit 220 is composed of three down counters operating with the reference clock 00, and has three clock signals CTG, R having the timing specified by the three control codes in the timing setting field MFd. Outputs TG and F TG. Of these clock signals, CTG is supplied to a program counter 12 to provide read timing of a microinstruction, and clock signals RTG and FTG are supplied to a signal forming / comparing circuit 230, and a rising edge corresponding to the RTG is provided. It is used to form a signal having a falling edge corresponding to the FTG and to provide comparison timing.
また、 図 7に示されている第 2の実施例における信号形成 ·比較回路 2 3 0 と図 4に示されている第 1の実施例の信号形成 ·比較回路 3 0との相違点は、 本実施例では第 1の実施例回路におけるクロック AC LKでラツチ動作するフ リ ップフ口ップ 4 1が省略されている点と、 図 4の回路で ORゲート 4 2に入 力されているクロック B C LK, C C LKの代わりに本実施例では図 6のタイ ミング発生回路 2 2 0から出力されるクロック RTGと F TGが入力されてい る点のみである。 信号形成 ·比較回路 2 3 0に入力される入出力制御ビッ ト セッ ト T P, I /O, CONTと信号形成 '比較回路 2 3 0の動作状態との関 係は、 第 1の実施例の信号形成 ·比較回路 3 0について示した表 1 と同様であ る。  The difference between the signal forming / comparing circuit 230 of the second embodiment shown in FIG. 7 and the signal forming / comparing circuit 30 of the first embodiment shown in FIG. In this embodiment, the point that the flip-flop 41 that performs a latch operation with the clock ACLK in the circuit of the first embodiment is omitted, and the clock that is input to the OR gate 42 in the circuit of FIG. In this embodiment, only the clocks RTG and FTG output from the timing generation circuit 220 in FIG. 6 are input instead of the BC LK and CC LK. Signal formation · The relationship between the input / output control bit sets TP, I / O, and CONT input to the comparison circuit 230 and the operation state of the comparison circuit 230 is the same as that of the first embodiment. Signal formation · Same as Table 1 shown for the comparison circuit 30.
制御回路 2 1 0、 タイミング発生回路 2 2 0および信号形成 ·比較回路 2 3 0が上記のような構成にされることにより、 第 2の実施例においては、 テスタ 専用バス 1 7 0の各信号線ごとにマイク口命令が制御回路 2 1 0の命令メモリ 内に格納される必要があるものの、 各マイク口命令は第 1の実施例に比べて全 体のビット長が短くなるとともに、 信号ごとに繰り返し回数やループを自由に 設定することができるようになるため、 マイクロプログラムの圧縮すなわちマ ィク口命令数を減らすことが可能となるという利点がある。 In the second embodiment, the control circuit 210, the timing generation circuit 220, and the signal generation / comparison circuit 230 are configured as described above. Although the microphone opening instruction needs to be stored in the instruction memory of the control circuit 210 for each line, each microphone opening instruction is completely different from the first embodiment. Since the bit length of the field becomes shorter and the number of repetitions and loops can be set freely for each signal, the advantage is that it is possible to compress the microprogram, that is, to reduce the number of macro instructions. is there.
図 8には、 本発明に係るテスト回路を搭載した論理 L S Iを応用したシステ ムの一例が示されている。 図において、 3 0 0はプリント基板、 3 1 0は基準 クロック φ 0を発生するクロック発生回路、 1 0 0 A, 1 0 0 B , 1 0 0 Cは それぞれ上記実施例のテスト回路 1 5 0を搭載した論理 L S Iである。 図 8の 実施例のシステムでは、 上記各論理 L S I 1 0 0 A, 1 0 0 B , 1 0 0 Cに設 けられたトータル · フェイル信号 T F Lの出力端子 1 2 1にそれぞれ発光ダイ オード D l, D 2, D 3を接続して不良が検出された場合に発光ダイオードが 点灯されるように構成されている。 これによつて、 システムに実装された後に おいていずれかの L S Iで不良が発生してシステムが故障したような場合に、 どの L S Iに不良があるのか容易に発見することができる。  FIG. 8 shows an example of a system to which the logic LSI equipped with the test circuit according to the present invention is applied. In the figure, 300 is a printed circuit board, 310 is a clock generation circuit for generating a reference clock φ 0, 100 A, 100 B, and 100 C are test circuits 150 0 of the above embodiment, respectively. It is a logic LSI equipped with. In the system of the embodiment shown in FIG. 8, the light-emitting diodes D1 and D2 are respectively connected to the output terminals 121 of the total fail signal TFL provided in the logic LSIs 100A, 100B, and 100C. , D2 and D3 are connected, and the LED is turned on when a defect is detected. This makes it possible to easily find out which LSI has a defect when a failure occurs in one of the LSIs after being mounted on the system and the system breaks down.
以上説明したように上記実施例においては、 論理 L S Iチップ上に、 所定の アルゴリズムに従って所定のテスト信号おょぴ期待値信号を発生してテスト信 号を内部の論理回路にバスを介して供給しその内部論理回路からの出力信号と 期待値信号とを比較して一致しない場合に不良を示す信号を形成してチップ外 部へ出力するテスト回路を搭載するようにしたので、 外部テスタを用いること なく内部論理回路のテストを行なうことができるとともに、 内部論理回路と同 一の半導体チップ上に形成されるテスト回路は内部論理回路と同一の製造技術 つまり同一世代の回路で形成されるため、 テスト対象となる内部論理回路と同 一の動作速度を容易に実現できるので実動作で短時間に内部論理回路のテスト を実行できるとともに、 複数の同一回路による並列処理も不要になるためテス ト回路の規模も従来のテスタによる場合に比べて小さくできるため、 オンチッ プ化が比較的容易に実現できるという効果がある。  As described above, in the above embodiment, a predetermined test signal and an expected value signal are generated on a logic LSI chip according to a predetermined algorithm, and the test signal is supplied to an internal logic circuit via a bus. Since an output signal from the internal logic circuit is compared with an expected value signal and a signal indicating a failure is formed when the values do not match, a test circuit that outputs the signal to the outside of the chip is mounted. Test can be performed on the same semiconductor chip as the internal logic circuit without using the same manufacturing technology, that is, the same generation circuit. Since the same operation speed as the target internal logic circuit can be easily achieved, the test of the internal logic circuit can be executed in a short time in actual operation, and multiple Since it reduced compared with the case according to the scale of a conventional tester test circuit since the parallel processing by the circuit becomes unnecessary, there is an effect that on-chip operation can be relatively easily realized.
また、 テス ト回路は、 所定のアルゴリズムに従って内部論理回路のテス ト信 号および期待値信号を生成するための制御信号を形成するマイクロプログラム 制御方式の制御部と、 該制御部から出力される制御信号に基づいて内部論理回 路のテスト信号および期待値信号を生成するとともに内部論理回路から出力さ れる信号と期待値信号とを比較して一致しない場合に不良を示す信号を形成す る信号形成 ·比較部とにより構成されるため、 制御部の構成によって命令コー ド自身の圧縮が可能となり、 テスト回路の占有面積の増大を抑制しオンチップ 化が容易となるという効果がある。 Further, the test circuit includes a microprogram control type control unit that forms a control signal for generating a test signal and an expected value signal of the internal logic circuit according to a predetermined algorithm, and a control unit output from the control unit. The test signal and expected value signal of the internal logic circuit are generated based on the signals, and output from the internal logic circuit. And the expected value signal, the signal is formed by a signal forming / comparing unit that forms a signal indicating a failure when the signal does not match.The instruction code itself can be compressed by the configuration of the control unit. This has the effect of suppressing an increase in the area occupied by the test circuit and facilitating on-chip implementation.
さらに、 論理 L S Iチップにテスト回路を搭載し、 テスト回路には電源電圧 のレベル検出回路を設け、 電源電圧が立ち上がるごとに自動的に診断を開始す るように構成することにより、 システムに実装した後においてもダイナミック に論理 L S Iの診断を行なうことが可能となり、 システムの信頼性が向上し故 障箇所の発見、 修理も容易となるという効果がある。  Furthermore, a test circuit is mounted on the logic LSI chip, a power supply voltage level detection circuit is provided in the test circuit, and diagnosis is started automatically each time the power supply voltage rises. This makes it possible to diagnose the logic LSI dynamically later, improving the reliability of the system and making it easier to find and repair faulty locations.
また、 上記実施例のテス ト回路を適用した論理 L S I 1 0 0 Aは、 これを一 つのマクロセルまたは I Pコアとして他のより大規模な論理 L S Iの開発時に L S I内に取り込む場合に、 図 9に示すように、 論理回路部 1 0 0とテス ト回 路 1 5 0をそのまま含んだ形で新たな L S Iのチップ 4 0 0上に搭載し、 新た に論理回路部 4 1 0 , 4 2 0に対してはそれに適したテスト回路 4 3 0を構築 してチップ上に載せてやることで、 既に検証済みの論理回路部 1 0 0およぴテ スト回路 1 5 0についてはそのまま従来の設計資産を流用し、 新たな論理回路 部 4 1 0, 4 2 0に対するテスト回路 4 3 0のみを設計すればよいので、 全体 的なテスト容易化設計が可能となる。  The logic LSI 100A to which the test circuit of the above embodiment is applied is shown in FIG. 9 when it is incorporated as a single macro cell or IP core in the development of another larger logic LSI. As shown in the figure, the logic circuit section 100 and the test circuit 150 are included as they are, mounted on a new LSI chip 400, and newly added to the logic circuit sections 4100 and 420. By constructing a test circuit 430 suitable for it and mounting it on a chip, the already verified logic circuit section 100 and test circuit 150 can be used as is with the conventional design assets. It is sufficient to design only the test circuit 430 for the new logic circuit sections 410 and 420 by utilizing the above, so that the overall test facilitation design becomes possible.
さらに、 テスト回路はコンピュータが理解可能な言語 (H D L等) で記述す ることができるため、 ワークステーション上にテスト回路を表現して仮想テス タを構築することができる。 そのため、 論理 L S Iの開発に際しては、 図 1 0 に示すように、 最初に決定された L S Iの仕様に従って設計された論理 L S I を H D L記述してワークステーションに入力し、 上記 H D L記述されたテスタ と合成することで、 論理シミュレーションによる診断が可能となり、 論理検証 の段階で不良が検出された場合には L S I の仕様を変更することで L S Iの開 発期間を短縮することができる。 また、 F P G Aを使ってハードウェア .ェ ミュレータを構成して事前検証を行なうことも可能である。  Furthermore, since the test circuit can be described in a language that can be understood by a computer (such as HDL), a virtual tester can be constructed by expressing the test circuit on a workstation. Therefore, when developing a logic LSI, as shown in Fig. 10, a logic LSI designed according to the initially determined LSI specifications is described in HDL, input to a workstation, and synthesized with the tester described in HDL above. By doing so, it is possible to make a diagnosis by logic simulation, and if a failure is detected during the logic verification, the LSI development period can be shortened by changing the LSI specifications. It is also possible to configure a hardware emulator using FPGA and perform pre-verification.
以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具体的に説明したが、 本発明は上記実施例に限定されるものではなく、 その要旨を逸脱しない範囲で 種々変更可能であることはいうまでもない。 例えば実施例においてはテスト回 路内に電源電圧のレベル検出回路を設けて電源電圧が立ち上がると自動的にテ スト回路が起動するように構成されているが、 外部からテスト回路を動作させ る制御信号を入力するモード端子を設けて、 このモード端子からテスト回路の 動作が指示された場合にのみ内部論理回路のテストを行なうようにしても良い。 以上の説明では主として本発明者によってなされた発明をその背景となった 利用分野である論理 L S Iにおけるテスト回路を例にとって説明したが、 この 発明はそれに限定されず、 ディジタル回路とアナログ回路が混在した半導体集 積回路にも利用することができる。 産業上の利用可能性 Although the invention made by the inventor has been specifically described based on the embodiments, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and the present invention is not limited thereto. It goes without saying that various changes can be made. For example, in the embodiment, the power supply voltage level detection circuit is provided in the test circuit, and the test circuit is automatically activated when the power supply voltage rises. A mode terminal for inputting a signal may be provided, and the internal logic circuit may be tested only when the operation of the test circuit is instructed from the mode terminal. In the above description, the invention made by the present inventor has been mainly described by taking as an example a test circuit in a logic LSI, which is a use field as a background, but this invention is not limited to this, and a digital circuit and an analog circuit are mixed. It can also be used for semiconductor integrated circuits. Industrial applicability
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡 単に説明すれば下記のとおりである。  The effects obtained by typical aspects of the invention disclosed in the present application will be briefly described as follows.
すなわち、 外部テスタを用いることなく内部論理回路の診断を行なうことが 可能になるとともに、 非スキャン方式のテス ト容易化設計が適用でき、 故障検 出率の大幅改善ができるとともに、 テストパターンのステップ数が少なくなつ て短時間にメモリの診断を終了することが可能になる。  In other words, it is possible to diagnose internal logic circuits without using an external tester, apply a non-scan-type test simplification design, greatly improve the failure detection rate, and improve the test pattern steps. The smaller the number, the faster the memory diagnosis can be completed.

Claims

請求の範囲 The scope of the claims
— 1 . 論理回路と、 所定のアルゴリズムに従って前記論理回路の検査のためのテ スト入力信号および期待値信号を生成するとともに前記論理回路から出力され る信号との比較を行ない一致しない場合に不良信号を外部端子へ出力するテス ト回路とが、 同一半導体チップ上に形成されてなることを特徴とする半導体集 積回路。  — 1. A logic circuit generates a test input signal and an expected value signal for testing the logic circuit according to a predetermined algorithm, and compares the logic circuit with a signal output from the logic circuit. A semiconductor integrated circuit, wherein a test circuit for outputting the signal to an external terminal is formed on the same semiconductor chip.
2 . 上記論理回路は任意の複数の回路ブロックに分割され、 各回路ブロック間 には、 各回路プロックに対するテスト入力信号およびそれに応じて上記回路ブ 口ックから出力される信号を伝送するテスタ専用バスと、 該テスタ専用バスと 上記回路プロック間の信号経路との切り替えを行なう信号切替え手段とが設け られていることを特徴とする請求項 1に記載の半導体集積回路。  2. The above logic circuit is divided into any number of circuit blocks, and between each circuit block is a tester that transmits a test input signal to each circuit block and a signal output from the circuit block in response to the test input signal. 2. The semiconductor integrated circuit according to claim 1, further comprising: a bus; and signal switching means for switching between a bus dedicated to the tester and a signal path between the circuit blocks.
3 . 上記テスト回路は、 マイクロ命令コードに従って制御信号を形成する制御 部と、 該制御部からの制御信号および基準ク口ック信号とに基づいて指定され たタイミングのク口ック信号を発生するタイミング発生部と、 上記制御部から の制御信号おょぴ前記タイミング発生部からのタイミングクロック信号に基づ いて上記テスト入力信号および期待値信号を生成するとともに上記論理回路も しくは回路プロックから出力される信号との比較を行ない一致しない場合に不 良信号を形成する信号形成 ·比較部とを含むことを特徴とする請求項 1または 2に記載の半導体集積回路。  3. The test circuit generates a control signal that forms a control signal in accordance with the micro-instruction code, and generates a cook signal at a specified timing based on the control signal from the control section and a reference cook signal. The test input signal and the expected value signal based on the control signal from the control unit and the timing clock signal from the timing generation unit, and from the logic circuit or the circuit block. 3. The semiconductor integrated circuit according to claim 1, further comprising: a signal forming / comparing unit that performs a comparison with an output signal and forms a defective signal when they do not match.
4 . 上記テス ト回路は、 上記テスタ専用パスの信号線に対応してそれぞれ、 マ イク口命令コードに従って制御信号を形成する制御回路と、 該制御回路からの 制御信号および基準ク口ック信号とに基づいて指定されたタイミングのクロッ ク信号を発生するタイミング発生回路と、 上記制御部からの制御信号および前 記タイミング発生部からのタイミングク口ック信号に基づいて上記テスト入力 信号および期待値信号を生成するとともに上記論理回路もしくは回路プロック から出力される信号との比較を行ない一致しない場合に不良信号を形成する信 号形成 ·比較回路とを備えてなることを特徴とする請求項 1または 2に記載の 半導体集積回路。  4. The test circuit includes a control circuit that forms a control signal in accordance with the microphone instruction code in accordance with the signal line of the tester dedicated path, a control signal from the control circuit, and a reference clock signal. A timing generation circuit for generating a clock signal having a designated timing based on the above-mentioned test input signal and the expected signal based on the control signal from the control unit and the timing clock signal from the timing generation unit. 2. A signal generating / comparing circuit for generating a value signal and comparing with a signal output from the logic circuit or the circuit block to form a defective signal when they do not match, and Or the semiconductor integrated circuit according to 2.
5 . 電源電圧のレベル検出回路を備え、 電源電圧が所定レベル以上になったと きに上記テスト回路が起動され、 上記論理回路または回路プロックの検査が行 なわれるように構成されていることを特徴とする請求項 1、 2、 3または 4に 記載の半導体集積回路。 5. Equipped with a power supply voltage level detection circuit, when the power supply voltage exceeds a predetermined level 5. The semiconductor integrated circuit according to claim 1, wherein the test circuit is activated when the logic circuit or the circuit block is inspected.
6 . 上記基準ク口ック信号のための外部端子を有することを特徴とする請求項 1、 2、 3、 4または 5に記載の半導体集積回路。  6. The semiconductor integrated circuit according to any one of claims 1, 2, 3, 4 and 5, further comprising an external terminal for the reference cook signal.
7 . 上記テス ト回路は、 自分自身の論理検査を行なう自己検査機能を有するよ うに構成されていることを特徴とする請求項 1、 2、 3、 4、 5または 6に記 載の半導体集積回路。  7. The semiconductor integrated circuit according to claim 1, 2, 3, 4, 5, or 6, wherein the test circuit has a self-test function of performing a logic test of itself. circuit.
8 . 所定のアルゴリズムに従って論理回路のテストパターンを生成する信号形 成回路と上記論理回路の論理設計データとをテスト言語で記述し、 上記信号形 成回路により形成されたテス トパターンによって上記論理回路の検査をコン ピュータ上で論理シミユレーシヨンにより行なうことを特徴とする論理回路の 診断方法。  8. A signal forming circuit for generating a test pattern of a logic circuit according to a predetermined algorithm and logic design data of the logic circuit are described in a test language, and the logic circuit is described by the test pattern formed by the signal forming circuit. A method for diagnosing a logic circuit, characterized by performing a logic simulation on a computer.
9 . テスタ言語のアルゴリズムに従ってハードウエア記述言語により論理回路 のテスト ·パターンを生成する信号形成回路と上記論理回路の論理設計データ とを上記テスト言語で記述し、 上記信号生成回路により生成されたテストパ ターンによって上記論理回路の検査をコンピュータ上で論理シミュレーシヨン により行なうことを特徴とする論理回路の診断方法。  9. A signal forming circuit for generating a test pattern of a logic circuit in a hardware description language according to an algorithm of a tester language and a logic design data of the logic circuit are described in the test language, and a test pattern generated by the signal generation circuit is described. A method for diagnosing a logic circuit, characterized in that the logic circuit is inspected on a computer by logic simulation according to turns.
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