WO2004081950A1 - Semiconductor integrated circuit and method for testing built-in memory mounted on semiconductor integrated circuit - Google Patents

Semiconductor integrated circuit and method for testing built-in memory mounted on semiconductor integrated circuit Download PDF

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WO2004081950A1
WO2004081950A1 PCT/JP2003/002843 JP0302843W WO2004081950A1 WO 2004081950 A1 WO2004081950 A1 WO 2004081950A1 JP 0302843 W JP0302843 W JP 0302843W WO 2004081950 A1 WO2004081950 A1 WO 2004081950A1
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WO
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data
semiconductor integrated
integrated circuit
memory
test
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PCT/JP2003/002843
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French (fr)
Japanese (ja)
Inventor
Yasuhiro Kitagawa
Original Assignee
Fujitsu Limited
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Publication date
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    • GPHYSICS
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    • G11CSTATIC STORES
    • G11C29/00Checking stores for correct operation ; Subsequent repair; Testing stores during standby or offline operation
    • G11C29/04Detection or location of defective memory elements, e.g. cell constructio details, timing of test signals
    • G11C29/08Functional testing, e.g. testing during refresh, power-on self testing [POST] or distributed testing
    • G11C29/12Built-in arrangements for testing, e.g. built-in self testing [BIST] or interconnection details
    • G11C29/38Response verification devices
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
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    • G11C2029/0401Detection or location of defective memory elements, e.g. cell constructio details, timing of test signals in embedded memories

Definitions

  • the present invention relates to a semiconductor integrated circuit having a built-in memory, and more particularly to a semiconductor integrated circuit having a test circuit for testing the built-in memory.
  • Branch art
  • the built-in memory is tested in a test process after the manufacture of the microcomputer chip.
  • the test time is increasing as the storage capacity of the built-in memory increases.
  • a test method of the built-in memory is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-660000.
  • a test circuit is formed in a semiconductor integrated circuit.
  • the test circuit has a circuit for comparing data of a plurality of bits read from the built-in memory with expected value data, and a circuit for wired-ORing all the comparison results.
  • the switching frequency of the transistors and the like in the test circuit is reduced, and the test time is reduced.
  • this method requires an external terminal to supply the expected value from outside the chip.
  • expected value data must be prepared in advance.
  • the test of the built-in memory includes a high-speed read test with a short access cycle and a low-speed read test with a long access cycle.
  • the high-speed read test for example, a timing failure of the built-in memory is detected.
  • the low-speed read test for example, a defect due to an abnormal leak of a signal path or a memory cell in the built-in memory is detected.
  • the high-speed read test and the low-speed read test are performed using an LSI test.
  • the test time of the built-in memory tends to increase as the storage capacity increases. In particular, the test time for the low-speed read test is originally long. Therefore, the effect on test cost is large. For this reason, it is desirable to conduct a low-speed read test of the built-in memory without using LSI test equipment.
  • An object of the present invention is to reduce the test cost of a built-in memory mounted on a semiconductor integrated circuit. In particular, it is to reduce the cost of low-speed read-out testing of internal memory.
  • Another object of the present invention is to automatically perform a test inside a semiconductor integrated circuit by internally generating an expected value data for testing a built-in memory.
  • the cycle control unit reads the first data from the memory cell in an access cycle in which the data can be reliably read.
  • the holding unit temporarily holds the first data read from the memory cell as expected value data.
  • the cycle controller reads the second data again from the memory cell from which the first data was read in an access cycle different from the access cycle of the first data.
  • the comparing section compares the first data stored in the holding circuit with the second data. When the comparison results are different, the memory array is determined to be defective. Since the data read from the memory cell can be set to the expected value, there is no need to compare the second data with the expected value outside the semiconductor integrated circuit. As a result, expensive test equipment such as an LSI tester is not required, and the test cost of the built-in memory can be reduced.
  • the access cycle for reading the second data is set longer than the access cycle for reading the first data.
  • memory cell reload A network failure can be detected by performing a low-speed read test with a long access cycle.
  • no error occurs if the data is read in a short access cycle. That is, the first data can be read correctly even if there is a leak in the memory cell.
  • the low-speed read test can be easily performed, and the test cost of the low-speed read test can be reduced.
  • the memory unit, the holding unit, and the comparing unit are formed for each data terminal, so that the test time can be shortened even when the number of bits of the data terminal is large.
  • the outputs of the comparison circuits respectively corresponding to the data terminals are wire-OR connected to each other and connected to the comparison result terminal of the built-in memory. If any of the memory cells are defective, the chip is classified as defective. For this reason, a defective chip can be selected by performing an OR operation on the comparison result.
  • the wired-OR connection eliminates the need to form a logic circuit after the comparison circuit.
  • the built-in ROM includes a first program for performing a high-speed access operation for reading the first data from the memory cell, and a low-speed program for reading the second data from the memory cell. It stores a second program for executing an access operation and a third program for determining a comparison result between the first and second data.
  • the controller is a processor that executes the first, second, and third programs sequentially during the test mode.
  • the pattern generation circuit of the cycle control unit formed in the built-in memory operates in response to a test start signal output from the controller during the test mode, and operates the memory array. Generate a test pattern for testing. Therefore, the controller can execute another functional block test or the like during the memory array test independently of the test. Since a plurality of processes can be performed in parallel, the test time of the semiconductor integrated circuit can be reduced. For example, a read test of a memory array can be performed in a burn-in process of a semiconductor integrated circuit.
  • the cycle control unit operates in synchronization with a clock.
  • the cycle control unit sets the number of clock cycles for reading the second data to be greater than the number of clock cycles for reading the first data.
  • the cycle control unit generates, for example, a clock cycle for reading the second data by adding a dummy clock cycle to a clock cycle for reading the first data. Therefore, many of the logic circuits for generating a high-speed read cycle can also be used for generating a low-speed read cycle. As a result, the circuit scale of the cycle control unit can be reduced.
  • the number of dummy clock cycles to be added can be externally set in the register of the cycle control unit.
  • the optimum number of clock cycles for reading the second data can be set according to the environmental conditions such as temperature and voltage. Also, by gradually changing the number of clock cycles in the trial production of semiconductor integrated circuits, etc., the amount of leaks in the memory array can be indirectly evaluated.
  • the memory array has a plurality of bit lines connected to the memory cells for transmitting the first and second data.
  • the plurality of first selection switches respectively connected to the bit lines connect one of the bit lines to the first node according to the address.
  • the input of the holding circuit of the holding unit is connected to the first node via a write switch that is turned on during reading of the first data. Therefore, one of the first data read from the simultaneously accessed memory cells to the bit line is held in the holding circuit via the first node.
  • the comparison circuit of the comparison unit compares the second data transmitted to the first node with the first data output from the holding circuit. Then, a defect of the memory array is determined. Thereafter, the first switch is switched, the new first data is held in the holding circuit, and the new first data is compared with the second data by the comparing circuit. That is, data retention and data comparison are performed alternately.
  • the first data held in the holding circuit is output irrespective of the selection operation of the first selection switch for reading out the second data. That is, the ON operation of the first selection switch when transmitting the first data to the holding circuit and the ON operation of the first selection switch when transmitting the second data to the comparison circuit are independent of each other. . For this reason, selection of the first selection switch such as failure due to multiple selection of the first selection switch Defects can be detected. More specifically, the deco control that turns on and off the first selection switch
  • the sense amplifier of the memory unit is arranged between the first selection switch and the first node. For this reason, the first data amplified by the sense amplifier can be reliably held in the holding unit, and the second data amplified by the sense amplifier can be reliably held in the first data held in the holding unit. Can be compared to
  • the memory array has a plurality of bit lines respectively connected to the memory cells for transmitting the first and second data.
  • the plurality of first selection switches respectively connected to the bit lines connect one of the bit lines to the first node according to an address.
  • the first node is connected to the second node via the write switch during reading of the first data.
  • the plurality of holding circuits of the holding unit are formed respectively corresponding to the bit lines.
  • the input of each holding circuit is connected to the second node via a second selection switch that is turned on during the reading of the first data. For example, a pair of first and second selection switches corresponding to each bit line are simultaneously turned on.
  • the holding circuit Since the holding circuit is formed corresponding to the bit line, the first data read out from the simultaneously accessed memory cells to the bit line, respectively, is held via the first and second nodes. Are sequentially held. That is, the first data can be read continuously by repeating a predetermined access cycle.
  • the comparing circuit of the comparing section compares the second data sequentially transmitted to the first node with the first data sequentially transmitted from the holding circuit to the second node. That is, the second data can be read continuously by repeating a predetermined access cycle, and can be compared with the first data. Since the frequency of switching access cycles can be reduced, the load on the cycle control unit can be reduced.
  • the sense amplifier of the memory unit is arranged between the first node and the write switch. Therefore, the first data amplified by the sense amplifier can be reliably held in the holding unit, and the second data amplified by the sense amplifier can be reliably compared with the first data stored in the holding unit. it can.
  • the memory array transmits the first and second data.
  • it has a plurality of bit lines connected to the memory cells, respectively.
  • a plurality of first selection switches respectively connected to the bit lines connect any of the bit lines to the first node according to the address.
  • the plurality of holding circuits of the holding unit are formed corresponding to the bit lines, respectively.
  • the input of each holding circuit is connected to a bit line via a plurality of write switches that are turned on during reading of the first data. Therefore, the plurality of bits of the first data read from the simultaneously accessed memory cells to the bit lines are simultaneously held in the holding circuit.
  • the plurality of comparison circuits of the comparison unit are formed corresponding to the bit lines, respectively.
  • the comparison circuit compares the second data of the plurality of bits transmitted from the bit line to the first selection switch simultaneously with the first data output from the holding circuit. Therefore, the first data read out to the bit lines can be held at the same time, and the second data read out to the bit lines can be compared at the same time with the first data. As a result, test time can be significantly reduced.
  • Each write switch and each first selection switch are connected to each bit line via a transmission node.
  • the sense amplifier of the memory unit is arranged between the bit line and the transmission node. Therefore, the first data amplified by the sense amplifier can be securely held in the holding unit, and the second data amplified by the sense amplifier 7 can be reliably compared with the first data held in the holding unit.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a memory map of the central processing unit shown in FIG.
  • FIG. 3 is a flowchart showing an outline of an internal memory read test performed by the central processing unit in the first embodiment.
  • FIG. 4 is a flowchart showing details of the low-speed read test shown in FIG.
  • FIG. 5 is a flowchart showing a bit line decoder test in the first embodiment.
  • FIG. 6 is a block diagram showing a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a memory map of the central processing unit shown in FIG.
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating an outline of a read test of a built-in memory performed by the central processing unit in the second embodiment.
  • FIG. 9 is a flowchart showing details of the low-speed read test shown in FIG.
  • FIG. 10 is a block diagram showing a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a block diagram showing a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a memory map of the central processing unit shown in FIG.
  • FIG. 13 is a flowchart showing an outline of a read test of the built-in memory performed by the central processing unit and the test timing generation circuit in the fourth embodiment.
  • C FIG. 14 shows the low-speed read test shown in FIG. 6 is a flowchart showing details of the process.
  • FIG. 15 is a timing chart showing an operation of the test timing generation circuit shown in FIG.
  • FIG. 16 is an evening timing diagram illustrating another operation example of the test timing generation circuit illustrated in FIG. 11. Violent form bear to launch and administer
  • FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention.
  • This semiconductor integrated circuit is formed on a silicon substrate as a single-chip microcontroller using a CMOS process.
  • the single-chip microcomputer has a central processing unit CPU (controller, processor), built-in memory MEM (SRAM), EPR0M (not shown), peripheral circuits, and the like.
  • CPU central processing unit
  • SRAM built-in memory MEM
  • EPR0M not shown
  • peripheral circuits and the like.
  • FIG. 1 for simplicity, only signals related to the read operation of the internal memory MEM are shown.
  • the central processing unit CPU operates by executing the program written in EPH0M and controls peripheral circuits and the like.
  • the central processing unit CPU has a function for performing an operation test (read test) of the built-in memory MEM.
  • the built-in memory MEM has a predecoder PDEC, a line decoder WDEC, and 16 memory units I / 00-I / 015 corresponding to the data terminals D0-D15.
  • the data terminals D0 to D15 may be an internal bus wired in a single-chip microcomputer or an external bus connected to the outside of the single-chip microcomputer.
  • the predecoder predecodes an address signal AD output when the central processing unit CPU accesses the built-in memory MEM, and outputs a predecode signal corresponding to an upper bit of the address signal AD to a read line decoder WDEC. And outputs a predecode signal corresponding to the lower bit of the address signal AD to the bit line decoder BDEC of each memory unit 1 / 00-1 / 015.
  • the read line decoder WDEC selects one of the read lines WL according to the predecode signal, and changes the selected read line WL from a low level to a high level.
  • the word line WL changes to a high level
  • the memory cell MC connected to the word line WL is connected to the bit line BL.
  • the memory unit 1/00 includes a memory array ARY, a selector SEL1, a sense amplifier AMP, a write gate WG, a comparison unit having a comparison circuit CMP1, a holding unit having a holding circuit HLD1, a bit line decoder BDEC, and an output buffer 0BF.
  • the configuration of the memory unit 1 / 01-1 / 015 is the same as that of the memory unit 1/00, and is not shown.
  • the memory array ARY includes a plurality of volatile memory cells MC arranged in a matrix, a plurality of word lines WL connected to the memory cells MC arranged in the horizontal direction in the figure, and a plurality of memory cells MC arranged in the vertical direction in the figure.
  • the memory cell MC has a latch for storing data, a gate connected to a word line, a source-drain latch, and a transfer gate connected to a bit line BL. I have. That is, it is composed of memory cells of the memory array ARY and SRAM.
  • the selector SEL1 has a plurality of column switches (first selection switches) formed corresponding to the bit lines BL.
  • the column switch is formed of nMOS transistors.
  • One of the column switches SW1 is turned on in response to a switch control signal output from the bit line decoder BDEC. Turn on column switch SW1 Therefore, one of the bit lines BL is selectively connected to the input of the sense amplifier AMP.
  • the bit line decoder BDEC outputs a switch control signal for selecting one of the column switches SW1 according to the predecode signal. Note that the bit line decoder BDEC may be provided commonly to the data terminals 1 / 00-15, like the gate line decoder WDEC.
  • the sense amplifier AMP amplifies the read decoder (the voltage value of the bit line BL) supplied via the column switch SW1, and outputs the amplified decoder to the output buffer 0BF.
  • the write gate WG (write switch) composed of nMOS transistors turns on in response to the store signal ST (high level) output from the central processing unit CPU during the test mode, and turns on the sense amplifier AMP. Connect the output to the input of the holding circuit HLD1. For this reason, the read data (first data) is held in the holding circuit HLD1 by the central processing unit CPU changing the store signal ST to a high level for a predetermined period during the read operation.
  • the holding circuit HLD1 is configured by a 1-bit latch.
  • the holding circuit HLD1 stores the read data amplified by the sense amplifier AMP and transmitted via the write gate WG, and outputs the stored data to the comparison circuit CMP1.
  • the data read by the high-speed read operation performed before the low-speed read test during the test mode is held in the holding circuit HLD1 as an expected value of the low-speed read test.
  • the comparison circuit CMP1 is composed of an E0R circuit whose input is connected to the output of the sense amplifier AMP and the output of the holding circuit HLD1, respectively.
  • the comparator CMP1 compares the logical value of the read data (second data) output from the sense amplifier AMP with the logical value of the data (first data) held in the holding circuit HLD1.
  • the comparison circuit CMP1 outputs logic "0" when both logic values are the same, and outputs logic "1" when both logic values are different.
  • the output of the comparison circuit CMP1 of the memory unit 1 / 00-1 / 015 is connected by wire-or, and connected to the comparison result terminal CMP of the central processing unit CPU.
  • the output buffer 0BF is used by the central processing unit CPU when reading the internal memory MEM.
  • the output of the sense amplifier AMP is output to the central processing unit CPU as the data signal DO (or D1-D15).
  • FIG. 2 shows a memory map of the central processing unit CPU.
  • the memory map has a normal bank accessed mainly during operation of the user system (normal operation mode) and a back bank accessed during testing of the single-chip microcomputer (test mode).
  • I / O area, SRAM area and EP-ROM area are allocated from lower address to higher address.
  • Peripheral circuits such as timers and communication circuits built into the single-chip microcomputer are assigned to the I / O area.
  • the internal memory MEM shown in Fig. 1 is allocated to the SRAM area.
  • the EP-R0M area the EP-R0M built in the single-chip-open-mouth computer is assigned.
  • the EP-R0M area switches to the back bank for testing single-chip microcomputers during the test mode.
  • the back bank is composed of a built-in ROM (for example, another EP-ROM), in which a test program for testing the built-in memory MEM is written.
  • FIG. 3 shows an outline of a read test of the built-in memory MEM (SRAM) performed by the central processing unit CPU.
  • the read test is performed by transitioning the central processing unit CPU from the normal operation mode to the test mode.
  • the central processing unit CPU performs a read test of the internal memory MEM when a specific bit (a bit indicating a read test of the internal memory MEM) is set at the time of transition to the test mode. Start.
  • the central processing unit CPU executes a test program for a read test written in the back bank.
  • the low-speed read test is a test that executes a read operation with a slow operation cycle in order to detect a failure due to abnormal leakage in the internal memory MEM.
  • a high-speed read test with a faster operation cycle is also performed.
  • the high-speed read test is performed before performing the low-speed read test.
  • only the chips that pass the high-speed read test are subjected to the low-speed read test.
  • the central processing unit CPU writes initial data in the built-in memory MEM (step S11).
  • step S12 the central processing unit CPU performs a low-speed read test.
  • the low-speed read test will be described later with reference to FIG.
  • the central processing unit CPU writes the data obtained by inverting the initial data into the built-in memory MEM) (step S13).
  • the central processing unit CPU performs a low-speed read test on the inverted data (step S14).
  • FIG. 4 shows details of the low-speed readout test shown in FIG.
  • the slow read test is performed by the central processing unit CPU fetching the program.
  • Steps S22 to S25 are a first program for reading data from a memory cell at high speed.
  • Steps S26 to S28 are a second program for reading data from the memory cells at a low speed.
  • Steps S29 to S30 are a third program for comparing data read at low speed with data read at high speed.
  • step S21 the central processing unit CPU outputs an address signal AD (upper bit) in order to sequentially select the word lines WL connected to the memory cells MC to be tested.
  • the internal memory MEM reads data from the plurality of memory cells MC connected to the selected word line WL onto the bit line BL. That is, the memory cells MC connected to each word line WL are accessed simultaneously.
  • the selection order of the lead lines WL is previously written in a test program (table, etc.) according to the structure of the memory array ARY.
  • step S22 the central processing unit CPU sets the access cycle to “high-speed access (first access cycle)”.
  • step S26 described later the central processing unit CPU sets the access cycle to “low-speed access”.
  • the central processing unit CPU also functions as a cycle control unit that changes the access cycle for reading data.
  • step S23 the central processing unit CPU outputs an address signal AD (lower bit) to connect the bit line BL connected to the memory cell MC to be tested to the sense amplifier AMP, and Turn on one of the switches SW1.
  • the center The processing unit CPU simultaneously outputs the upper bit and the lower bit of the address signal AD.
  • step S24 the data on the selected bit line BL is transmitted to the sense amplifier AMP via the turned-on column switch SW1, and amplified. That is, the data (the i-th data) is read from the memory cell MC to be tested. Data is read in a short access cycle (high-speed reading). The high-speed readout test is performed before the low-speed readout test. For this reason, the data read out is correct data without any errors (expected value data).
  • step S25 the central processing unit CPU changes the store signal ST to a high level for a predetermined period during the amplification operation of the sense amplifier AMP, and turns on the write gate .WG.
  • the data amplified by the sense amplifier AMP is written to the holding circuit HLD1 via the write gate. That is, the data (expected value) read from the memory cell MC to be tested is stored.
  • step S26 the central processing unit CPU sets the access cycle to “slow access (second access cycle)”. At this time, the word line WL remains selected in step S22 described above. .
  • step S27 the central processing unit CPU again selects the bit line BL selected during "high-speed access" 5.
  • One of the column switches SW1 is turned on in response to the address signal AD.
  • step S28 the data on the bit line BL connected to the memory cell MC to be tested is transmitted to the sense amplifier AMP via the turned-on column switch SW1, and the data (second data) is read. It is.
  • step S29 the comparison circuit CMP1 compares the data read from the memory cell MC at a low speed with the data (expected value) read at a high speed and held in the holding circuit HLD1. That is, according to the present invention, the acceptability of the built-in memory MEM can be determined without receiving an expected value from the outside. In other words, there is no need to prepare the expected value in advance.
  • the central processing unit CPU receives the comparison result signal CMP output from the comparison circuit CMP1.
  • step S30 the central processing unit CPU determines based on the comparison result signal CMP. Then, it is determined whether or not the data read at a low speed from the memory cell MC matches the expected value. If the data does not match, the internal memory MEM is determined to be defective and the test ends. Specifically, a flag indicating a failure of the internal memory MEM is set at a predetermined register of the central processing unit CPU. If it is determined that the internal memory MEM is normal, the process proceeds to step S32.
  • step S31 the central processing unit CPU changes the lower bit of the address signal AD and switches the selected bit line BL to test the next memory cell MC.
  • step S32 the central processing unit CPU determines whether all the memory cells MC (bit line BL) connected to one word line ⁇ ⁇ have been tested. If all the bit lines BL have been selected, the process proceeds to step S33. If there is any unselected bit line BL, the process returns to step S22, and steps S21 to S32 are executed.
  • step S33 the central processing unit CPU changes the address signal AD in order to switch the selected lead line WL.
  • step S34 the central processing unit CPU determines whether or not all the memory cells MC. (Word lines WL) of the internal memory MEM have been tested. If all the word lines WL are selected, the test ends. If there is an unselected lead line WL, the process proceeds to step S21 again, and the above-described test is repeated.
  • the low-speed readout test can be performed automatically (self-check) in a single-chip microcomputer without using expensive equipment such as LSI test equipment.
  • the low-speed readout test can be performed by mounting many single-chip microcomputer chips that have passed the high-speed readout test on a simple evaluation board. For this reason, the test cost for the low-speed read test is significantly lower than when using LSI test equipment.
  • a low-speed read test can be performed. As a result, the test time for the low-speed read test is substantially zero.
  • Figure 5 shows a bit line decoder test as an application example of the test of the built-in memory MEM.
  • the bit line decoder test is performed by the central processing unit CPU.
  • step S41 is inserted between steps S24 and S25 in FIG. 4
  • steps S42 and S43 are inserted between steps S25 and S27 in FIG. 4
  • step S26 in FIG. 4 is deleted.
  • Step S44 is inserted between steps S28 and S29 in FIG. Other than that, it is as shown in Fig. 4 except for the operating frequency and the selection order of the word line WL and bit line BL.
  • the same processes as those in FIG. 4 are assigned the same step numbers, and detailed descriptions are omitted. ⁇
  • the access cycle is set short (high-speed access) and the test is performed.
  • the test time can be shortened.
  • the central processing unit CPU holds only the data of the target memory cell MC (bit line BL) while selecting the bit lines BL in a predetermined order (first order). Write to the circuit HLD1 (steps S41, S42).
  • the central processing unit CPU selects the bit line BL in a different order (second order) from the above (step S44). Then, only the data of the target memory cell MC (bit line BL) is compared with the data held in the holding circuit HLD1 (steps S44, S29 to S32). In step S44, if the read data is read from the memory cell MC to be tested, the process proceeds to step S29. If the read data is read from a memory cell other than the memory cell MC to be tested, the process proceeds to step S31.
  • the first order and the second order are, for example, the order of selecting the bit lines BL when changing the address signal AD in ascending order and descending order, respectively.
  • the selection order of the bit lines BL is written in a test program (table or the like) in advance according to the structure of the memory array ARY.
  • the selection order of the word lines WL is made different from each other, thereby making it possible to detect a defect in the word line decoder WDEC. is there. Also in the second to fourth embodiments to be described later, the selection order of the word lines WL is different from each other, so that the Good can be detected.
  • the first data read from the memory cell MC in the access cycle in which the data can be reliably read is temporarily held in the holding unit HLD1, and is used as expected value data. Therefore, it is not necessary to supply the expected value from outside the single-chip microcomputer. Therefore, a read test of the internal memory MEM can be performed without using expensive test equipment such as an LSI tester. As a result, the test cost of the built-in memory MEM can be reduced.
  • the low-speed read test can be performed easily, and the test cost can be reduced.
  • the test time can be shortened even when the number of bits at the data terminal is large.
  • the wired-OR connection of the output of the comparator CMP1 corresponding to each data terminal eliminates the need to form a logic circuit after the comparator CMP1.
  • the comparison result can be output to the central processing unit CPU via one comparison result terminal CMP. As a result, the layout size of the internal memory MEM can be reduced.
  • the central processing unit CPU performs a reading test using a test program stored in the built-in ROM. Therefore, a read test of the internal memory MEM can be performed with the minimum hardware.
  • the first data held in the holding circuit HLD1 is output to the comparison circuit CMP1 regardless of the operation of selecting the column switch SW1 for reading the second data. That is, the comparison circuit CMP1 compares the ON operation of the column switch SW1 when holding the data on the predetermined bit line BL in the holding circuit HLD1 among the high-speed reading data and the low-speed reading data.
  • the ON operation of the column switch SW1 when transmitting to the switch is independent of each other. For this reason, it is possible to detect a defect of the bit line decoder BDEC such as the multiple selection of the bit line BL.
  • FIG. 6 shows a second embodiment of the present invention.
  • the same elements as those described in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
  • a test program executed by a built-in memory MEM and a central processing unit CPU (controller, cycle control unit) formed in a single-chip micro-computer is different from the first embodiment. I have. Other configurations are almost the same as those of the first embodiment.
  • the internal memory MEM has a holding circuit HLD2 corresponding to each of the bit lines BL.
  • a holding unit is formed by the plurality of holding circuits HLD2.
  • Each holding circuit HLD2 is the same as the holding circuit HLD1 of the first embodiment.
  • the holding circuit HLD2 is connected to a write gate WG (write switch) via a selection switch SW2 (second selection switch) of the selector SEL2.
  • the selection switch SW2 is formed by an nMOS transistor.
  • Each selection switch SW is turned on in response to a switch control signal output from the bit line decoder BDEC.
  • the switch control signal is supplied to a gate of a pair of selection switches SW1 and SW2 corresponding to the bit line BL. Therefore, the selection switch pair SW1 and S2 are simultaneously turned on.
  • One input of a comparison circuit CMP2 constituting the comparison unit receives an output of the sense amplifier AMP.
  • the other input of the comparison circuit CMP2 is connected to the holding circuit HLD via the selection switch SW2. That is, the comparison circuit CMP2 reads the read data (first data) on the bit line BL selected by the switch control signal and the data (second data) held by the holding circuit HLD2 corresponding to the selected bit line. (Overnight, expected value data) and outputs the comparison result to the central processing unit CPU.
  • the comparison circuit CMP2 is the same as the comparison circuit CMP1 of the first embodiment.
  • the output of the comparison circuit GMP2 of the memory unit 1 / 00-1 / 015 is wired-OR connected and connected to the comparison result terminal CMP of the central processing unit CPU.
  • the memory array AHY of the internal memory MEM is formed as a mask ROM.
  • the basic configuration of the mask ROM memory array ARY is the same as the SRAM memory array ARY of the first embodiment. That is, the memory arrays ARY are arranged in a matrix.
  • FIG. 7 shows a memory map of the central processing unit CPU.
  • an I / O area, an SRAM area, and a mask ROM area are allocated to a normal bank from a lower address to a higher address.
  • the internal memory MEM shown in Fig. 1 is allocated to the mask ROM area.
  • the SRAM incorporated in the single-chip microcomputer is allocated.
  • the back bank is composed of a built-in ROM (for example, another EP-ROM), and has a test program area and a program loader area for transferring this test program to the RAM area. .
  • Figure 8 shows the outline of the read test of the built-in memory MEM (mask ROM) performed by the central processing unit CPU.
  • the read test is performed by transitioning the central processing unit CPU from the normal operation mode to the test mode.
  • the central processing unit CPU performs a read test of the internal memory MEM when a specific bit (a bit indicating a read test of the internal memory MEM) is set at the time of transition to the test mode. Start o
  • the central processing unit CPU executes the program loader (program) written in the back bank to transfer the test program to the RAM area (step S51).
  • the central processing unit CPU executes the test program transferred to the RAM area to perform a read test of the mask ROM area (step S52).
  • the central processing unit CPU switches from the back bank to the normal bank (step S53). Then, similarly to the first embodiment, a low-speed read test is performed (step S54).
  • FIG. 9 shows the details of the low-speed read test shown in FIG.
  • steps S61 and S62 are inserted between steps S25 and S26 in FIG.
  • the other differences are only those that result from accessing SHAM or mask ROM.
  • the same processes as those in FIG. 4 are denoted by the same step numbers, and detailed description is omitted.
  • a plurality of holding circuits HLD2 are formed corresponding to the bit lines BL.
  • the central processing unit CPU sequentially holds the data held in the plurality of memory cells MC connected to one word line WL in the holding circuit HLD2. This processing is performed in steps S61 and S62.
  • step S61 the central processing unit CPU changes the lower bits of the address signal AD to switch the selected bit line BL.
  • step S62 the central processing unit CPU determines whether all the bit lines BL of the internal memory MEM have been selected. If all the bit lines BL have been selected, the process proceeds to step S26. If there is an unselected bit line BL, the process returns to step S23.
  • the data (first data) of all the memory cells MC connected to one word line WL is sequentially held in the holding circuit HLD during the period set for “high-speed access”. .
  • the data (second data) of all the memory cells MC connected to one read line WL is compared with the first data by the comparator CMP2. They are compared sequentially. For this reason, the frequency of switching between “high-speed access” and “low-speed access” is significantly lower than in the first embodiment. As a result, the load on the central processing unit CPU can be reduced.
  • a plurality of holding circuits HLD2 are formed corresponding to the respective bit lines. Therefore, by repeating the "high-speed access cycle", the first data from the memory cell MC can be read continuously, and can be sequentially stored in the holding circuit HLD2. That is, the first data can be read continuously. Similarly, by repeating the “slow access cycle”, the first data held in the holding circuit HLD2 can be sequentially compared with the second data from the memory cell MC. As a result, the frequency of access cycle switching can be reduced, and the load on the central processing unit CPU can be reduced.
  • FIG. 10 shows a third embodiment of the present invention.
  • the same elements as those described in the first and second embodiments are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
  • the single-chip microcomputer of this embodiment is the same as that of the first embodiment. It has a test function and a test function of the second embodiment. That is, in each memory unit 1 / 00-1 / 015, a holding circuit HLD1 common to the bit line BL and a holding circuit HLD2 corresponding to the bit line BL are formed. Further, a comparison circuit CMP1 corresponding to the holding circuit HLD1 and a comparison circuit CMP2 corresponding to the holding circuit HLD2 are not formed. The outputs of the comparison circuits CMP1 and CMP2 are wire-or connected and connected to the comparison result terminal CMP of the central processing unit CPU.
  • the memory array ARY is formed as SRAM.
  • the central processing unit CPU executes at least one of the test program of the first embodiment and the test program of the second embodiment during the test mode. Which test is performed is determined based on whether or not a specific bit in the register of the central processing unit CPU is set.
  • FIG. 11 shows a fourth embodiment of the present invention. Elements that are the same as the elements described in the first embodiment are given the same reference numerals, and detailed descriptions thereof are omitted.
  • a built-in memory MEM and a central processing unit CPU (processor) formed in a single-chip microcomputer are different from those of the first embodiment.
  • the single-chip microcomputer has a test timing generation circuit TGEN instead of the predecoder PDEC of the first embodiment.
  • the test timing generation circuit TGEN operates as a cycle control unit that changes the access cycle during the test mode, and as a pattern generation circuit that generates test patterns. Other configurations are almost the same as those of the first embodiment.
  • the test timing generation circuit TGEN operates as the pre-decoder PDEC of the first embodiment during the normal operation mode. Further, the test timing generation circuit TGEN has a control function of a test, such as generation of a test pattern, which is performed by the central processing unit CPU in the first and second embodiments. Therefore, the central processing unit CPU only activates the test mode signal TM (test start signal), and the test of the internal memory MEM is started. The test timing generator TGEN responds to the test mode signal TM Performs a low-speed read test of the internal memory MEM and notifies the central processing unit CPU of the test result (pass or file) as a test result signal TR. Therefore, the central processing unit CPU can execute another function block test or the like during the low-speed read test. ⁇
  • the built-in memory MEM has a memory array ARY of flash memory.
  • the memory array ARY is composed of a plurality of non-volatile memory cells MC arranged in a matrix; a plurality of word lines WL connected to the memory cells MC arranged in the horizontal direction in the figure, and a plurality of memory cells MC arranged in the vertical direction in the figure. It has a plurality of bit lines BL connected to the end memory cell MC.
  • the memory cells MC connected to each word line are accessed simultaneously.
  • the sense amplifier AMP, write gate WG (write switch), holding circuit HLD3, and comparison circuit CMP3 are formed corresponding to the bit lines BL. Specifically, the sense amplifier AMP is arranged between the bit line BL and the column switch SW1 (first selection switch).
  • the write gate WG is arranged between the output (transmission node) of the sense amplifier AMP and the input of the holding circuit HLD3.
  • One input of the comparison circuit CMP3 receives the output of the sense amplifier AMP.
  • the other input of the comparison circuit CMP3 is connected to the output of the holding circuit HLD3.
  • the holding unit is configured by a plurality of holding circuits HLD3.
  • a comparison unit is constituted by the plurality of comparison circuits CMP3.
  • the test timing generating circuit TGEN receives a test mode signal TM from the central processing unit CPU and starts a test operation.
  • the test evening generation circuit TGEN outputs the store signal ST in accordance with the evening when the data read from the memory cell MC is amplified by the sense amplifier AMP, and writes the readout data to the holding circuit HLD3. With this operation, all data on the bit line BL is written to the holding circuit HLD3 at once.
  • Each comparison circuit CMP3 compares the data read separately from the memory cell MC with the data (expected value) held in the holding circuit HLD3, and outputs a comparison result.
  • the comparison circuit CMP3 outputs logic "0" when both logic values are the same, and outputs logic "1" when both logic values are different.
  • the output of the comparison circuit CMP3 is wire-or-connected, and connected to the comparison result terminal CMP of the test timing generation circuit TGEN via the test result switch SW3.
  • the test timing generation circuit TGEN adjusts the test timing according to the output timing of the comparison result. Change the comparison output signal COUT to high level to turn on the test result switch SW3, and receive the comparison result signal CMP. '
  • test timing generation circuit TGEN When any of the comparison circuits CMP3 in the memory section 1 / 00-1 / 015 outputs logic "1", the test timing generation circuit TGEN receives a high level at the comparison result terminal CMP and the built-in memory MEM is defective. Recognize that there is. The test timing generation circuit TGEN outputs the test result to the central processing unit CPU as a test result signal TR.
  • FIG. 12 shows the memory map of the central processing unit CPU.
  • FIG. 13 shows the outline of the read test of the built-in memory MEM (flash memory) performed by the central processing unit CPU and the test timing generation circuit TGEN.
  • the read test is started when the central processing unit CPU outputs the test mode signal TM to the test timing generation circuit TGEN.
  • the test timing generation circuit TGEN sets a specific bit (a bit indicating a read test of the built-in memory MEM) of a register that is formed in the test timing generation circuit TGEN at the time of transition to the test mode, Next, a read test of the internal memory MEM is started.
  • Steps S71 and S7 are the same as steps S51 and S52 of the above-described second embodiment (FIG. 8), and are processed by the central processing unit CPU.
  • the central processing unit CPU switches from the back bank to the normal bank (step S73).
  • test timing generation circuit TGEN collectively erases the data programmed in the flash memory (step S74).
  • test timing generation circuit TGEN writes the initial data to the flash memory (step S75).
  • test timing generation circuit TGEN performs a low-speed read test (step S76).
  • test timing generation circuit TGEN erases the data programmed in the flash memory all at once (step S77).
  • test timing generation circuit TGEN writes the inverted data into the flash memory (step S78).
  • test timing generation circuit TGEN performs a low-speed read test on the inverted data (step S79). Finally, the test timing generation circuit TGEN All data programmed in the flash memory is erased (step S80).
  • FIG. 14 shows details of the low-speed read test shown in FIG.
  • a plurality of sense amplifiers AMP, a holding circuit HLD3, and a comparing circuit CMP3 are respectively formed corresponding to the bit lines BL. Therefore, the data of the memory cell MC connected to the selected mode line WL can be held in the holding circuit HLD3 at a time, and the data read from the memory cell MC newly (second data ) Can be compared once with the data stored in the holding circuit HLD3. Therefore, the operation of selecting the bit line BL becomes unnecessary. In other words, all the memory cells MC connected to the word line can be tested at the same time while one word line WL is selected (while steps S21 to S35 are processed once).
  • FIG. 15 shows the operation (low-speed read test) of the test timing generation circuit TGEN shown in FIG.
  • the test mode signal TM is held at high level during the low-speed read test (Fig. 15 (a)).
  • the test timing generator TGEN operates in synchronization with the clock signal CLK (Fig. 15 (b)).
  • the clock signal CLK is a clock supplied to the central processing unit CPU or a clock output from the central processing unit CPU.
  • the test timing generation circuit TGEN keeps selecting the word line WL (WL0, WLls%) During one read test (FIG. 15 (c)).
  • the bit line BL enters a floating state while the precharge signal PRE is at a low level.
  • the data written in the memory cell MC is read out during the floating period of the bit line BL (FIG. 15 (d)).
  • the sense amplifier AMP operates to amplify the read data RD0 on the bit line BL (Fig. 15 (e)).
  • "High-speed access (first access cycle) Is executed in two clock cycles.
  • the store signal ST is output, and the data RD0 amplified by each sense amplifier AMP is written to the holding circuit HLD3 (see FIG. 1). 5 (f)).
  • “Low-speed access (second access cycle)” is realized by inserting a predetermined number of dummy clock cycles after the second clock cycle in "high-speed access” (Fig. 15 (g)).
  • the number of clock cycles to be inserted can be set to any value from outside the built-in memory MEM by using the mode register MR formed in the test timing generation circuit TGEN. For example, by using the 10: bit of the mode register, 0 to 123 clock cycles can be arbitrarily inserted.
  • the test timing generation circuit TGEN changes the comparison output signal. C0UT to high level and receives the comparison result signal CMP in the clock cycle after "low-speed access” (Fig. 15 (h)). O The comparison result signal CMP If indicates an error, the test generation timing generation circuit TGEN outputs a high-level test result signal TR to the central processing unit CPU and interrupts the test. If no error occurs, the test timing generation circuit TGEN performs "high-speed access" on the next lead line WL1 to perform a low-speed read test (FIG. 15 (i)).
  • the same effects as in the first embodiment can be obtained.
  • the plurality of holding circuits HLD3 and the plurality of comparison circuits CMP3 are formed corresponding to the bit lines BL, respectively. Therefore, the read data (first data) read to the bit line can be held at the same time, and the read data (second data) read to the bit line can be compared with the first data at a time. As a result, the test time can be significantly reduced.
  • the test timing generation circuit TGEN operates in response to the test mode signal MD output from the central processing unit CPU during the test mode, and generates a test pattern for testing the memory array ARY. Therefore, the load on the central processing unit CPU for the test of the memory array ARY can be reduced.
  • the central processing unit CPU can perform another function block test or the like during the test of the memory array ARY. Since multiple processes can be performed in parallel, the test time for a single-chip microcomputer can be reduced.
  • the test evening generation circuit TGEN switches the clock cycle to read the first data. By adding a new clock cycle, a clock cycle to read out the second data is generated. Therefore, many of the logic circuits for generating the high-speed read cycle can be used for generating the low-speed read cycle, and the circuit size of the test timing generation circuit TGEN can be reduced.
  • the number of dummy clock cycles to be added can be set from outside the internal memory MEM. Therefore, the optimum number of clock cycles for reading the second data can be set according to the environmental conditions such as temperature and voltage. Also, by gradually changing the number of clock cycles, the leak amount of the memory array can be indirectly evaluated.
  • the “low-speed access” cycle is generated by extending the clock cycle according to the setting value of the mode register.
  • the present invention is not limited to such an embodiment.
  • the built-in memory MEM is a mask ROM or SRAM, as shown in Fig. 16
  • an internal wait signal WAIT is generated inside the test timing generation circuit TGEN according to the set value of the mode register.
  • the access cycle may be extended while the internal wait signal WAIT is high.
  • read data continues to be output from the memory cell MC to the bit line BL. Therefore, it is easy to detect a leak failure of the memory cell MC.
  • test timing generation circuit TGEN is formed in the built-in memory MEM, and the built-in memory MEM itself performs a low-speed read test.
  • the present invention is not limited to such an embodiment.
  • a test timing generation circuit TGEN is formed instead of the predecoder PDEC, and the internal memory MEM itself responds to the test mode signal TM from the central processing unit CPU. Then, a low-speed reading test may be performed.
  • Test of semiconductor integrated circuit of the present invention and built-in memory mounted on semiconductor integrated circuit In the method, since the data read from the memory cell can be set to the expected value, it is not necessary to compare the second data with the expected value outside the semiconductor integrated circuit. As a result, expensive test equipment such as LSI test equipment is not required, and the test cost of the built-in memory can be reduced. According to the semiconductor integrated circuit of the present invention and the test method of the built-in memory mounted on the semiconductor integrated circuit, the low-speed read test can be easily performed, and the test cost of the low-speed read test can be reduced.
  • the test time can be shortened even when the number of bits of the data terminal is large.
  • the wired-OR connection eliminates the need to form a logic circuit after the comparison circuit. Even if there are multiple comparison circuits, the presence or absence of a defect can be transmitted to the outside using one comparison result terminal. As a result, the layout size of the internal memory can be reduced.
  • the built-in processor and the built-in ROM by using the built-in processor and the built-in ROM, a read test of the built-in memory can be performed with minimum hardware.
  • the controller can execute another function block test or the like during the test of the memory array irrespective of the test. Since a plurality of processes can be performed in parallel, the test time of the semiconductor integrated circuit can be reduced.
  • the semiconductor integrated circuit of the present invention many of the logic circuits for generating the high-speed read cycle can be used for generating the low-speed read cycle. As a result, the circuit scale of the cycle control unit can be reduced.
  • the optimal number of clock cycles for reading the second data can be set according to the environmental conditions such as temperature and voltage. Also, in the trial production of semiconductor integrated circuits, etc., the amount of memory array leakage can be indirectly evaluated by gradually changing the number of clock cycles.
  • a selection failure of the first selection switch such as a failure due to multiple selection of the first selection switch, can be detected.
  • the first data amplified by the sense amplifier can be securely held in the holding unit, and the second data amplified by the sense amplifier can be reliably compared with the first data held in the holding unit.
  • the first access cycle is repeated by repeating a predetermined access cycle.
  • Data can be read continuously.
  • the second data can be continuously read and compared with the first data. Since the frequency of switching access cycles can be reduced, the load on the cycle control unit can be reduced. Also, the first data amplified by the sense amplifier can be securely held in the holding unit, and the second data amplified by the sense amplifier can be reliably compared with the first data held in the holding unit.
  • the first data of a plurality of bits read out to the bit line can be held at the same time, and the second data of the plurality of bits read out to the bit line is then stored in the second line.
  • One day can be compared at a time.
  • the test time can be significantly reduced.
  • the first data amplified by the sense amplifier can be securely held in the holding unit, and the second data amplified by the sense amplifier can be reliably compared with the first data held in the holding unit. . .

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Abstract

A cycle control section reads first data from a memory cell in an access cycle in which data is reliably read. A holding section temporarily holds the first data as expectation value data. The cycle control section, in a different access cycle from the first data access cycle, secondarily reads second data from the memory cell from which the first data is read. A comparing section compares the first data held in a holding circuit with the second data. When the result of the comparison shows that they are different from each other, a memory array is judged defective. The data read from the memory cell can be used as expectation data, the second data needs not to be compared with an expectation value outside the semiconductor integrated circuit. As a result, an expensive test device such as an LSI tester is not needed, reducing the built-in memory test cost.

Description

明細書 半導体集積回路および半導体集積回路に搭載される内蔵メモリの試験方法 技術分野  TECHNICAL FIELD Test method for semiconductor integrated circuit and built-in memory mounted on semiconductor integrated circuit
本発明は、 内蔵メモリを有する半導体集積回路に関し、 特に内蔵メモリを試験 するための試験回路を有する半導体集積回路に関する。 直景枝術  The present invention relates to a semiconductor integrated circuit having a built-in memory, and more particularly to a semiconductor integrated circuit having a test circuit for testing the built-in memory. Branch art
周辺機能および内蔵メモリを C P Uコアとともに搭載したシングルチップマイ クロコンピュー夕は、 デバイス構造の微細化によりチップに搭載される素子数が 年々増加している。 これに伴い内蒇メモリの記憶容量も増加している。  In single-chip microcomputers equipped with peripheral functions and built-in memory together with a CPU core, the number of elements mounted on a chip is increasing year by year due to the miniaturization of the device structure. Accompanying this, the storage capacity of the internal memory has also increased.
内蔵メモリは、 マイクロコンピュー夕チヅプの製造後の試験工程において試験 される。 試験時間は、 内蔵メモリの記憶容量の増加に伴い増加している。 内蔵メ モリの試験手法は、 例えば、 特開平 1 1— 6 6 9 0 0号公報に開示されている。 この試験手法では、 試験回路が、 半導体集積回路内に形成される。 試験回路は、 内蔵メモリから読み出される複数ビットのデ一夕と期待値デー夕とをそれそれ比 較する回路と、 全ての比較結果をワイヤードオアする回路とを有している。 比較 結果をワイヤードオア演算することで、 試験回路内のトランジスタ等のスィヅチ ング頻度は減り、 試験時間は短縮する。 しかし、 この手法では、 期待値デ一夕を チップ外部から供給するための外部端子が必要である。 また、 期待値データを予 め準備しなくてはならない。  The built-in memory is tested in a test process after the manufacture of the microcomputer chip. The test time is increasing as the storage capacity of the built-in memory increases. A test method of the built-in memory is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-660000. In this test method, a test circuit is formed in a semiconductor integrated circuit. The test circuit has a circuit for comparing data of a plurality of bits read from the built-in memory with expected value data, and a circuit for wired-ORing all the comparison results. By performing a wired-OR operation on the comparison result, the switching frequency of the transistors and the like in the test circuit is reduced, and the test time is reduced. However, this method requires an external terminal to supply the expected value from outside the chip. In addition, expected value data must be prepared in advance.
一般に、 内蔵メモリの試験は、 アクセスサイクルが短い高速読み出し試験と、 アクセスサイクルが長い低速読み出し試験とを含んでいる。 高速読み出し試験で は、例えば、内蔵メモリのタイミング不良が検出される。低速読み出し試験では、 例えば、 内蔵メモリ内の信号経路あるいはメモリセルの異常リークによる不良が 検出される。 通常、 高速読み出し試験および低速読み出し試験は、 L S Iテス夕 を使用して実施される。 上述したように、 内蔵メモリの試験時間は、 記憶容量の 増加により増える傾向にある。 特に、 低速読み出し試験は、 試験時間が元々長い ため、 試験コストへの影響は大きい。 このため、 内蔵メモリの低速読み出し試験 を L S Iテス夕を使用せずに実施することが望まれている。 Generally, the test of the built-in memory includes a high-speed read test with a short access cycle and a low-speed read test with a long access cycle. In the high-speed read test, for example, a timing failure of the built-in memory is detected. In the low-speed read test, for example, a defect due to an abnormal leak of a signal path or a memory cell in the built-in memory is detected. Normally, the high-speed read test and the low-speed read test are performed using an LSI test. As described above, the test time of the built-in memory tends to increase as the storage capacity increases. In particular, the test time for the low-speed read test is originally long. Therefore, the effect on test cost is large. For this reason, it is desirable to conduct a low-speed read test of the built-in memory without using LSI test equipment.
なお、 マイクロコンピュータチップのスタンバイモード中に電源電流を測定す ることで、低速動作における内蔵メモリのリーク不良を検出する試験手法がある。 しかし、 リーク電流が小さい場合、 不良を検出できない。  There is a test method that detects the leak failure of the built-in memory at low speed operation by measuring the power supply current during the standby mode of the microcomputer chip. However, if the leakage current is small, failure cannot be detected.
また、 不良の発生自体を防ぐために、 内蔵メモリの最低動作周波数(製品仕様) を高くすることが考えられる。 しかし、 根本対策にはならない。  In order to prevent the failure itself, it is conceivable to raise the minimum operating frequency (product specification) of the internal memory. However, this is not a fundamental measure.
以下、 本発明に関連する先行技術文献を列記する。  Hereinafter, prior art documents related to the present invention are listed.
(特許文献)  (Patent Document)
( 1 ) 特開平 1 1— 6 6 9 0 0号公報 発明の開示  (1) Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-66090 Disclosure of the Invention
本発明の目的は、 半導体集積回路に搭載される内蔵メモリの試験コストを削減 することにある。 特に、 内蔵メモリの低速読み出し試験のコストを削減すること にある。  An object of the present invention is to reduce the test cost of a built-in memory mounted on a semiconductor integrated circuit. In particular, it is to reduce the cost of low-speed read-out testing of internal memory.
本発明の別の目的は、 内蔵メモリを試験するための期待値デ一夕を内部で生成 することで、 半導体集積回路内部で自動的に試験を実施することにある。  Another object of the present invention is to automatically perform a test inside a semiconductor integrated circuit by internally generating an expected value data for testing a built-in memory.
本発明の一形態では、 サイクル制御部は、 確実に読み出せるアクセスサイクル でメモリセルから第 1データを読み出す。 保持部は、 メモリセルから読み出され る第 1データを期待値デ一夕として一時保持する。 サイクル制御部は、 第 1デー 夕のアクセスサイクルとは異なるアクセスサイクルで、 第 1データを読み出した メモリセルから改めて第 2デ一夕を読み出す。 比較部は、 保持回路に保持されて いる第 1デ一夕を第 2デ一夕と比較する。 比較結果が異なるときに、 メモリァレ ィが不良と判定される。 メモリセルから読み出されるデ一夕を期待値にできるた め、 第 2データを半導体集積回路の外部の期待値と比較する必要はない。 この結 果、 L S Iテス夕等の高価な試験装置は不要になり、 内蔵メモリの試験コストを 削減できる。  In one embodiment of the present invention, the cycle control unit reads the first data from the memory cell in an access cycle in which the data can be reliably read. The holding unit temporarily holds the first data read from the memory cell as expected value data. The cycle controller reads the second data again from the memory cell from which the first data was read in an access cycle different from the access cycle of the first data. The comparing section compares the first data stored in the holding circuit with the second data. When the comparison results are different, the memory array is determined to be defective. Since the data read from the memory cell can be set to the expected value, there is no need to compare the second data with the expected value outside the semiconductor integrated circuit. As a result, expensive test equipment such as an LSI tester is not required, and the test cost of the built-in memory can be reduced.
本発明の別の一形態では、 第 2データを読み出すアクセスサイクルは、 第 1デ —夕を読み出すアクセスサイクルより長く設定される。 例えば、 メモリセルのリ ーク不良は、 アクセスサイクルが長い低速読み出し試験を実施することで検出で きる。 一方、 メモリセルにリークがある場合でも、 短いアクセスサイクルでデ一 夕を読み出せば、 エラーは発生しない。 すなわち、 メモリセルにリークがある場 合でも、 第 1データは正しく読み出せる。 この結果、 低速読み出し試験を簡易に 実施でき、 低速読み出し試験の試験コストを削減できる。 In another embodiment of the present invention, the access cycle for reading the second data is set longer than the access cycle for reading the first data. For example, memory cell reload A network failure can be detected by performing a low-speed read test with a long access cycle. On the other hand, even if there is a leak in the memory cell, no error occurs if the data is read in a short access cycle. That is, the first data can be read correctly even if there is a leak in the memory cell. As a result, the low-speed read test can be easily performed, and the test cost of the low-speed read test can be reduced.
本発明の別の一形態では、 メモリ部、 保持部および比較部を、 データ端子毎に 形成することで、デ一夕端子のビット数が多い場合にも、試験時間を短くできる。 本発明の別の一形態では、 データ端子にそれぞれ対応する比較回路の出力は、 互いにワイヤ一ドオア接続され、 内蔵メモリの比較結果端子に接続されている。 メモリセルのいずれかに不良があるとき、 そのチップは不良品に分類される。 こ のため、 比較結果をオア演算することで、 不良チヅプを選別できる。 特に、 ワイ ヤードオア接続することで、 比較回路の後に論理回路を形成することが不要にな る。 また、 比較回路が複数ある場合にも、 不良の有無を 1本の比較結果端子で外 部に伝達できる。 この結果、 内蔵メモリのレイァゥトサイズを小さくできる。 本発明の別の一形態では、 内蔵 R O Mは、 メモリセルから第 1デ一夕を読み出 すための高速アクセス動作を実行するための第 1プログラム、 メモリセルから第 2データを読み出すための低速アクセス動作を実行するための第 2プログラム、 および第 1および第 2デ一夕の比較結果を判定するための第 3プログラムを格納 している。 コント口一ラは、 試験モード中に第 1、 第 2および第 3プログラムを 順次実行するプロセッサである。 内蔵のプロセッサおよび内蔵 R O Mを利用する ことで、 最小のハ一ドウエアで内蔵メモリの読み出し試験を実施できる。  In another embodiment of the present invention, the memory unit, the holding unit, and the comparing unit are formed for each data terminal, so that the test time can be shortened even when the number of bits of the data terminal is large. In another embodiment of the present invention, the outputs of the comparison circuits respectively corresponding to the data terminals are wire-OR connected to each other and connected to the comparison result terminal of the built-in memory. If any of the memory cells are defective, the chip is classified as defective. For this reason, a defective chip can be selected by performing an OR operation on the comparison result. In particular, the wired-OR connection eliminates the need to form a logic circuit after the comparison circuit. In addition, even when there are a plurality of comparison circuits, the presence / absence of a defect can be transmitted to the outside with one comparison result terminal. As a result, the layout size of the internal memory can be reduced. In another embodiment of the present invention, the built-in ROM includes a first program for performing a high-speed access operation for reading the first data from the memory cell, and a low-speed program for reading the second data from the memory cell. It stores a second program for executing an access operation and a third program for determining a comparison result between the first and second data. The controller is a processor that executes the first, second, and third programs sequentially during the test mode. By using the built-in processor and built-in ROM, a read test of the built-in memory can be performed with the minimum hardware.
本発明の別の一形態では、 内蔵メモリ内に形成されるサイクル制御部のパ夕一 ン生成回路は、 試験モード中にコントローラから出力される試験起動信号に応答 して動作し、メモリアレイを試験するための試験パターンを生成する。このため、 コントローラは、 メモリアレイの試験中に、 試験とは無関係に別の機能ブロック の試験等を実施できる。 複数の処理を並列に実施できるため、 半導体集積回路の 試験時間を短縮できる。 例えば、 半導体集積回路のバーンイン工程においてメモ リアレイの読み出し試験を実施できる。  According to another aspect of the present invention, the pattern generation circuit of the cycle control unit formed in the built-in memory operates in response to a test start signal output from the controller during the test mode, and operates the memory array. Generate a test pattern for testing. Therefore, the controller can execute another functional block test or the like during the memory array test independently of the test. Since a plurality of processes can be performed in parallel, the test time of the semiconductor integrated circuit can be reduced. For example, a read test of a memory array can be performed in a burn-in process of a semiconductor integrated circuit.
本発明の別の一形態では、 サイクル制御部は、 クロックに同期して動作する。 サイクル制御部は、 第 2デ一夕を読み出すためのクロックサイクル数を、 第 1デ —夕を読み出すためのクロックサイクル数より多く設定する。サイクル制御部は、 例えば、 第 1データを読み出すクロックサイクルにダミークロックサイクルを追 加することで、 第 2データを読み出すクロックサイクルを生成する。 このため、 高速読み出しサイクルを生成するための論理回路の多くを低速読み出しサイクル の生成にも利用できる。 この結果、 サイクル制御部の.回路規模を小さくできる。 本発明の別の一形態では、 サイクル制御部のレジス夕は、 追加するダミークロ ックサイクルの数を外部から設定可能である。 このため、 温度、 電圧等の環境条 件に応じて、 第 2デ一夕を読み出すために最適なクロックサイクル数を設定でき る。 また、 半導体集積回路の試作等において、 クロックサイクル数を徐々に変え ていくことで、 メモリアレイのリーク量を間接的に評価できる。 In another embodiment of the present invention, the cycle control unit operates in synchronization with a clock. The cycle control unit sets the number of clock cycles for reading the second data to be greater than the number of clock cycles for reading the first data. The cycle control unit generates, for example, a clock cycle for reading the second data by adding a dummy clock cycle to a clock cycle for reading the first data. Therefore, many of the logic circuits for generating a high-speed read cycle can also be used for generating a low-speed read cycle. As a result, the circuit scale of the cycle control unit can be reduced. In another embodiment of the present invention, the number of dummy clock cycles to be added can be externally set in the register of the cycle control unit. Therefore, the optimum number of clock cycles for reading the second data can be set according to the environmental conditions such as temperature and voltage. Also, by gradually changing the number of clock cycles in the trial production of semiconductor integrated circuits, etc., the amount of leaks in the memory array can be indirectly evaluated.
本発明の別の一形態では、 メモリアレイは、 第 1および第 2データを伝達する ためにメモリセルにそれぞれ接続された複数のビヅト線を有している。 ビヅト線 にそれぞれ接続された複数の第 1選択スイッチは、 アドレスに応じてビヅ 卜線の いずれかを第 1ノードに接続する。  In another embodiment of the present invention, the memory array has a plurality of bit lines connected to the memory cells for transmitting the first and second data. The plurality of first selection switches respectively connected to the bit lines connect one of the bit lines to the first node according to the address.
保持部の保持回路の入力は、 第 1デ一夕の読み出し中にオンする書き込みスィ ツチを介して第 1ノードに接続される。 このため、 同時にアクセスされるメモリ セルからビッ ト線にそれぞれ読み出される第 1データの 1つが、 第 1ノードを介 して保持回路に保持される。  The input of the holding circuit of the holding unit is connected to the first node via a write switch that is turned on during reading of the first data. Therefore, one of the first data read from the simultaneously accessed memory cells to the bit line is held in the holding circuit via the first node.
比較部の比較回路は、 第 1ノードに伝達される第 2データを、 保持回路から出 力される第 1データと比較する。 そして、 メモリアレイの不良が判定される。 こ の後、 第 1スィッチが切り替えられ、 新たな第 1データが保持回路に保持され、 比較回路により新たな第 1データと第 2デ一夕とが比較される。 すなわち、 デー 夕の保持およびデ一夕の比較が交互に行われる。  The comparison circuit of the comparison unit compares the second data transmitted to the first node with the first data output from the holding circuit. Then, a defect of the memory array is determined. Thereafter, the first switch is switched, the new first data is held in the holding circuit, and the new first data is compared with the second data by the comparing circuit. That is, data retention and data comparison are performed alternately.
この形態では、 保持回路に保持された第 1デ一夕は、 第 2デ一夕を読み出すた めの第 1選択スイッチの選択動作と無関係に出力される。 すなわち、 第 1データ を保持回路に伝達するときの第 1選択スィツチのオン動作と、 第 2デ一夕を比較 回路に伝達するときの第 1選択スィヅチのオン動作とは、 互いに独立している。 このため、 第 1選択スィッチの多重選択による不良等、 第 1選択スィッチの選択 不良を検出できる。 具体的には、 第 1選択スィッチをオン、 オフを制御するデコIn this embodiment, the first data held in the holding circuit is output irrespective of the selection operation of the first selection switch for reading out the second data. That is, the ON operation of the first selection switch when transmitting the first data to the holding circuit and the ON operation of the first selection switch when transmitting the second data to the comparison circuit are independent of each other. . For this reason, selection of the first selection switch such as failure due to multiple selection of the first selection switch Defects can be detected. More specifically, the deco control that turns on and off the first selection switch
—ダ等の制御回路の不良を検出できる。 —Detection of defects in control circuits such as damper.
また、 メモリ部のセンスアンプは、 第 1選択スイッチと第 1ノードとの間に配 置される。 このため.、 センスアンプで増幅された第 1デ一夕を保持部に確実に保 持でき、 センスアンプで増幅された第 2デ一夕を保持部に保持された第 1デ一夕 と確実に比較できる。  Further, the sense amplifier of the memory unit is arranged between the first selection switch and the first node. For this reason, the first data amplified by the sense amplifier can be reliably held in the holding unit, and the second data amplified by the sense amplifier can be reliably held in the first data held in the holding unit. Can be compared to
'本発明の別の一形態では、 メモリアレイは、 第 1 -および第 2デ一夕を伝達する ためにメモリセルにそれぞれ接続された複数のビッ ト線を有している。 ビッ ト線 にそれぞれ接続された複数の第 1選択スィツチは、 ァドレスに応じてビッ ト線の いずれかを第 1ノードに接続する。 第 1ノードは、 第 1デ一夕の読み出し中に書 き込みスィツチを介して第 2ノードに接続される。  'In another aspect of the present invention, the memory array has a plurality of bit lines respectively connected to the memory cells for transmitting the first and second data. The plurality of first selection switches respectively connected to the bit lines connect one of the bit lines to the first node according to an address. The first node is connected to the second node via the write switch during reading of the first data.
保持部の複数の保持回路は、 ビッ ト線にそれぞれ対応して形成されている。 各 保持回路の入力は、 第 1デ一夕の読み出し中にオンする第 2選択スィツチを介し て第 2ノードに接続される。 例えば、 各ビッ ト線に対応する一対の第 1および第 2選択スイッチは、 同時にオンする。  The plurality of holding circuits of the holding unit are formed respectively corresponding to the bit lines. The input of each holding circuit is connected to the second node via a second selection switch that is turned on during the reading of the first data. For example, a pair of first and second selection switches corresponding to each bit line are simultaneously turned on.
保持回路がビヅト線に対応して形成されているため、 同時にアクセスされるメ モリセルからビヅ ト線にそれぞれ読み出される第 1デ一夕は、 第 1および第 2ノ 一ドを介して保持回路に順次保持される。 すなわち、 所定のアクセスサイクルを 繰り返すことで第 1データを連続して読み出すことができる。  Since the holding circuit is formed corresponding to the bit line, the first data read out from the simultaneously accessed memory cells to the bit line, respectively, is held via the first and second nodes. Are sequentially held. That is, the first data can be read continuously by repeating a predetermined access cycle.
比較部の比較回路は、 第 1ノードに順次伝達される第 2データを、 保持回路か ら第 2ノードに順次伝達される第 1デ一夕と比較する。 すなわち、 所定のァクセ スサイクルを繰り返して第 2デ一夕を連続して読み出し、 第 1データとそれぞれ 比較できる。 アクセスサイクルの切り替えの頻度を減らすことができるため、 サ ィクル制御部の負荷を軽減できる。  The comparing circuit of the comparing section compares the second data sequentially transmitted to the first node with the first data sequentially transmitted from the holding circuit to the second node. That is, the second data can be read continuously by repeating a predetermined access cycle, and can be compared with the first data. Since the frequency of switching access cycles can be reduced, the load on the cycle control unit can be reduced.
メモリ部のセンスアンプは、 第 1ノードと書き込みスイッチとの間に配置され る。このため、センスアンプで増幅された第 1デ一夕を保持部に確実に保持でき、 センスアンプで増幅された第 2デ一夕を保持部に保持された第 1デ一夕と確実に 比較できる。  The sense amplifier of the memory unit is arranged between the first node and the write switch. Therefore, the first data amplified by the sense amplifier can be reliably held in the holding unit, and the second data amplified by the sense amplifier can be reliably compared with the first data stored in the holding unit. it can.
本発明の別の一形態では、 メモリアレイは、 第 1および第 2デ一夕を伝達する ためにメモリセルにそれぞれ接続された複数のビヅト線を有している。 ビヅト線 にそれぞれ接続された複数の第 1選択スィツチは、 アドレスに応じてビヅト線の いずれかを第 1ノードに接続する。 In another aspect of the invention, the memory array transmits the first and second data. For this purpose, it has a plurality of bit lines connected to the memory cells, respectively. A plurality of first selection switches respectively connected to the bit lines connect any of the bit lines to the first node according to the address.
保持部の複数の保持回路は、 ビット線にそれぞれ対応して形成されている。 各 保持回路の入力は、 第 1データの読み出し中にオンする複数の書き込みスィッチ を介してビット線に接続される。 このため、 同時にアクセスされるメモリセルか らビット線にそれぞれ読み出される複数ビットの第 1データは、 保持回路に同時 に保持される。  The plurality of holding circuits of the holding unit are formed corresponding to the bit lines, respectively. The input of each holding circuit is connected to a bit line via a plurality of write switches that are turned on during reading of the first data. Therefore, the plurality of bits of the first data read from the simultaneously accessed memory cells to the bit lines are simultaneously held in the holding circuit.
比較部の複数の比較回路は、 ビット線にそれぞれ対応して形成されている。 比 較回路は、 ビット線から第 1選択スィッチに向けて伝達される複数ビッ トの第 2 デ一夕を、 保持回路から出力される第 1データと同時に比較する。 このため、 ビ ヅト線に読み出された第 1デ一夕を同時に保持でき、 その後ビット線に読み出さ れた第 2デ一夕を第 1データと同時に比較できる。 この結果、 試験時間を大幅に 削減できる。  The plurality of comparison circuits of the comparison unit are formed corresponding to the bit lines, respectively. The comparison circuit compares the second data of the plurality of bits transmitted from the bit line to the first selection switch simultaneously with the first data output from the holding circuit. Therefore, the first data read out to the bit lines can be held at the same time, and the second data read out to the bit lines can be compared at the same time with the first data. As a result, test time can be significantly reduced.
各書き込みスィッチおよび各第 1選択スィッチは、 伝達ノードを介して各ビッ ト線に接続されている。 メモリ部のセンスアンプは、 ビット線と伝達ノードとの 間に配置される。 このため、 センスアンプで増幅された第 1デ一夕を保持部に確 実に保持でき、 センスアン 7で増幅された第 2デ一夕を保持部に保持された第 1 データと確実に比較できる。  Each write switch and each first selection switch are connected to each bit line via a transmission node. The sense amplifier of the memory unit is arranged between the bit line and the transmission node. Therefore, the first data amplified by the sense amplifier can be securely held in the holding unit, and the second data amplified by the sense amplifier 7 can be reliably compared with the first data held in the holding unit.
[^面の簡単な説明 [A brief description of the ^ surface
図 1は、 本発明の第 1の実施形態を示すプロック図である。  FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of the present invention.
図 2は、 図 1に示した中央処理ュニヅトのメモリマップである。  FIG. 2 is a memory map of the central processing unit shown in FIG.
図 3は、 第 1の実施形態において中央処理ュニットが実施する内蔵メモリの読 み出し試験の概要を示すフローチャートである。  FIG. 3 is a flowchart showing an outline of an internal memory read test performed by the central processing unit in the first embodiment.
図 4は、 図 3に示した低速読み出し試験の詳細を示すフローチャートである。 図 5は、 第 1の実施形態におけるビット線デコーダ試験を示すフローチヤ一卜 である。  FIG. 4 is a flowchart showing details of the low-speed read test shown in FIG. FIG. 5 is a flowchart showing a bit line decoder test in the first embodiment.
図 6は、 本発明の第 2の実施形態を示すプロック図である。 図 7は、 図 6に示した中央処理ュニヅトのメモリ.マヅプである。 FIG. 6 is a block diagram showing a second embodiment of the present invention. FIG. 7 is a memory map of the central processing unit shown in FIG.
図 8は、 第 2の実施形態において中央処理ュニットが実施する内蔵メモリの読 み出し試験の概要を示すフローチャートである。  FIG. 8 is a flowchart illustrating an outline of a read test of a built-in memory performed by the central processing unit in the second embodiment.
図 9は、 図 8に示した低速読み出し試験の詳細を示すフローチャートである。 図 1 0は、 本発明の第 3の実施形態を示すブロック図である。  FIG. 9 is a flowchart showing details of the low-speed read test shown in FIG. FIG. 10 is a block diagram showing a third embodiment of the present invention.
図 1 1は、 本発明の第 4の実施形態を示すブロック図である。  FIG. 11 is a block diagram showing a fourth embodiment of the present invention.
図 1 2は、 図 1 1に示.した中央処理ユニットのメモリマップである。  FIG. 12 is a memory map of the central processing unit shown in FIG.
図 1 3は、 第 4の実施形態において中央処理ュニットおよび試験タイミング生 成回路が実施する内蔵メモリの読み出し試験の概要を示すフローチャートである c 図 1 4は、 図 1 3に示した低速読み出し試験の詳細を示すフローチャートであ る。  FIG. 13 is a flowchart showing an outline of a read test of the built-in memory performed by the central processing unit and the test timing generation circuit in the fourth embodiment. C FIG. 14 shows the low-speed read test shown in FIG. 6 is a flowchart showing details of the process.
図 1 5は、 図 1 1に示した試験タイミング生成回路の動作を示すタイミング図 である。  FIG. 15 is a timing chart showing an operation of the test timing generation circuit shown in FIG.
図 1 6は、 図 1 1に示した試験タイミング生成回路の別の動作例を示す夕イミ ング図である。 発昍 荬施する めの暴 の形熊  FIG. 16 is an evening timing diagram illustrating another operation example of the test timing generation circuit illustrated in FIG. 11. Violent form bear to launch and administer
以下、 本発明の実施形態を図面を用いて説明する。 図中、 太線で示した信号線 は、 複数ビヅ トで構成されている。  Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the figure, the signal lines indicated by bold lines are composed of a plurality of bits.
図 1は、 本発明の第 1の実施形態を示している。 この半導体集積回路は、 シリ コン基板上に CMOS プロセスを使用してシングルチップマイクロコンビュー夕と して形成されている。  FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention. This semiconductor integrated circuit is formed on a silicon substrate as a single-chip microcontroller using a CMOS process.
シングルチヅプマイクロコンピュー夕は、 中央処理ュニット CPU (コント口一 ラ、 プロセッサ)、 内蔵メモリ MEM ( SRAM) および図示しない EPR0M、 周辺回路等 を有している。 図 1では、 説明を簡単にするために内蔵メモリ MEMの読み出し動 作に関係する信号のみを記載している。  The single-chip microcomputer has a central processing unit CPU (controller, processor), built-in memory MEM (SRAM), EPR0M (not shown), peripheral circuits, and the like. In FIG. 1, for simplicity, only signals related to the read operation of the internal memory MEM are shown.
中央処理ユニット CPUは、 EPH0Mに書き込まれているプログラムを実行するこ とで動作し、 周辺回路等を制御する。 また、 中央処理ユニット CPUは、 内蔵メモ リ MEMの動作試験 (読み出し試験) を実施するための機能を有している。 内蔵メモリ MEMは、 プリデコーダ PDEC、 ヮ一ド線デコーダ WDECおよびデ一夕 端子 D0-D15に対応する 1 6個のメモリ部 I/00-I/015を有している。 デ一夕端子 D0-D15は、 シングルチップマイクロコンピュー夕内で配線される内部バスでもよ く、 シングルチップマイクロコンピュ一夕の外部に接続されれる外部バスでも良 い。 The central processing unit CPU operates by executing the program written in EPH0M and controls peripheral circuits and the like. The central processing unit CPU has a function for performing an operation test (read test) of the built-in memory MEM. The built-in memory MEM has a predecoder PDEC, a line decoder WDEC, and 16 memory units I / 00-I / 015 corresponding to the data terminals D0-D15. The data terminals D0 to D15 may be an internal bus wired in a single-chip microcomputer or an external bus connected to the outside of the single-chip microcomputer.
プリデコーダ. PDECは、中央処理ュニヅ ト CPUが内蔵メモリ MEMをアクセスする ときに出力するアドレス信号 ADをプリデコ一ドし、 ァドレス信号 ADの上位ビッ トに対応するプリ.デコード信号をヮード線デコーダ WDECに出力し、アドレス.信号 ADの下位ビッ トに対応するプリデコ一ド信号を各メモリ部 1/00- 1/015のビッ ト 線デコーダ BDECに出力する。  The predecoder. The PDEC predecodes an address signal AD output when the central processing unit CPU accesses the built-in memory MEM, and outputs a predecode signal corresponding to an upper bit of the address signal AD to a read line decoder WDEC. And outputs a predecode signal corresponding to the lower bit of the address signal AD to the bit line decoder BDEC of each memory unit 1 / 00-1 / 015.
ヮード線デコーダ WDECは、 プリデコ一ド信号に応じてヮー.ド線 WLのいずれか を選択し、選択したヮ一ド線 WLを低レベルから髙レベルに変化させる。ワード線 WLの高レベルへの変化により、 ヮ一ド線 WLに接続されているメモリセル MCとビ ヅ ト線 BLとが接続される。  The read line decoder WDEC selects one of the read lines WL according to the predecode signal, and changes the selected read line WL from a low level to a high level. When the word line WL changes to a high level, the memory cell MC connected to the word line WL is connected to the bit line BL.
メモリ部 1/00は、 メモリアレイ ARY、 セレクタ SEL1、 センスアンプ AMP、 書き 込みゲート WG、 比較回路 CMP1を有する比較部、 保持回路 HLD1 を有する保持部、 ビッ ト線デコーダ BDEC、 および出カバヅファ 0BF を有している。 メモリ部 1/01- 1/015の構成は、 メモリ部 1/00と同じであるため、 図示を略している。 メモリアレイ ARYは、 マトリックス状に配置された複数の揮発性のメモリセル MC、 図の横方向に並ぶメモリセル MCに接続された複数のワード線 WL、 図の縦方 向に並ぶメモリセル MCに接続された複数のビヅ ト線 BLを有している。 メモリセ ル MCは、 特に図示していないが、 デ一夕を記憶するラッチと、 ゲートがワード線 に接続され、 ソース - ドレインがラッチ、 ビッ ト線 BLにそれぞれ接続された転送 ゲートを有している。 すなわち、 メモリアレイ ARY、 SRAMのメモリセルで構成さ れている。  The memory unit 1/00 includes a memory array ARY, a selector SEL1, a sense amplifier AMP, a write gate WG, a comparison unit having a comparison circuit CMP1, a holding unit having a holding circuit HLD1, a bit line decoder BDEC, and an output buffer 0BF. Have. The configuration of the memory unit 1 / 01-1 / 015 is the same as that of the memory unit 1/00, and is not shown. The memory array ARY includes a plurality of volatile memory cells MC arranged in a matrix, a plurality of word lines WL connected to the memory cells MC arranged in the horizontal direction in the figure, and a plurality of memory cells MC arranged in the vertical direction in the figure. It has a plurality of connected bit lines BL. Although not shown, the memory cell MC has a latch for storing data, a gate connected to a word line, a source-drain latch, and a transfer gate connected to a bit line BL. I have. That is, it is composed of memory cells of the memory array ARY and SRAM.
セレクタ SEL1は、 ビヅ ト線 BLに対応してそれぞれ形成された複数のコラムス ィツチ (第 1選択スィツチ) を有している。 コラムスィヅチは、 nMOS 卜ランジス 夕で形成されている。 コラムスイッチ SW1のいずれかは、 ビッ ト線デコーダ BDEC から出力されるスィヅチ制御信号に応じてオンする。 コラムスィヅチ SW1のオン により、 ビット線 BLのいずれかは、選択的にセンスアンプ AMPの入力に接続され o The selector SEL1 has a plurality of column switches (first selection switches) formed corresponding to the bit lines BL. The column switch is formed of nMOS transistors. One of the column switches SW1 is turned on in response to a switch control signal output from the bit line decoder BDEC. Turn on column switch SW1 Therefore, one of the bit lines BL is selectively connected to the input of the sense amplifier AMP.
ビヅト線デコーダ BDECは、プリデコ一ド信号に応じてコラムスィツチ SW1のい ずれかを選択するためのスィッチ制御信号を出力する。 なお、 ビット線デコーダ BDECは、 ヮ一ド線デコーダ WDECと同様に、 データ端子 1/00-15に共通に設けて もよい。  The bit line decoder BDEC outputs a switch control signal for selecting one of the column switches SW1 according to the predecode signal. Note that the bit line decoder BDEC may be provided commonly to the data terminals 1 / 00-15, like the gate line decoder WDEC.
センスアンプ AMPは、 コラムスィヅチ SW1を介して供給される読み出しデ一ダ (ビット線 BLの電圧値)を増幅し、増幅したデ一夕を出力 'バヅファ 0BFに出力す る。  The sense amplifier AMP amplifies the read decoder (the voltage value of the bit line BL) supplied via the column switch SW1, and outputs the amplified decoder to the output buffer 0BF.
nMOS トランジスタで構成される書き込みゲ一ト WG (書き込みスィツチ)は、試 験モ一ド中に中央処理ュニヅト CPUから出力されるストァ信号 ST (高レベル) に 応答してオンし、センスアンプ AMPの出力を保持回路 HLD1の入力に接続する。こ のため、 中央処理ュニッ.ト CPU が、 読み出し動作中の所定期間にストア信号 ST を高レベルに変化させることで、読み出しデータ (第 1データ)は、保持回路 HLD1 に保持される。  The write gate WG (write switch) composed of nMOS transistors turns on in response to the store signal ST (high level) output from the central processing unit CPU during the test mode, and turns on the sense amplifier AMP. Connect the output to the input of the holding circuit HLD1. For this reason, the read data (first data) is held in the holding circuit HLD1 by the central processing unit CPU changing the store signal ST to a high level for a predetermined period during the read operation.
保持回路 HLD1は、 1ビットのラッチで構成されている。 保持回路 HLD1は、 セ ンスアンプ AMPで増幅され書き込みゲート WGを介して伝達される読み出しデ一夕 を記憶し、記憶しているデータを比較回路 CMP1に出力する。後述するように、 保 持回路 HLD1には、試験モード中、低速読み出し試験の前に実行される高速読み出 し動作により読み出されたデータが、 低速読み出し試験の期待値として保持され る。  The holding circuit HLD1 is configured by a 1-bit latch. The holding circuit HLD1 stores the read data amplified by the sense amplifier AMP and transmitted via the write gate WG, and outputs the stored data to the comparison circuit CMP1. As will be described later, the data read by the high-speed read operation performed before the low-speed read test during the test mode is held in the holding circuit HLD1 as an expected value of the low-speed read test.
比較回路 CMP1は、 入力がセンスアンプ AMPの出力および保持回路 HLD1の出力 にそれぞれ接続された E0R回路で構成されている。比較回路 CMP1は、センスアン プ AMPから出力される読み出しデータ (第 2デ一夕) の論理値と、 保持回路 HLD1 に保持されているデータ (第 1デ一夕) の論理値とを比較する。 比較回路 CMP1 は、 両論理値が同じときに論理" 0 "を出力し、 両論理値が異なるときに論理" 1 " を出力する。 メモリ部 1/00- 1/015の比較回路 CMP1の出力は、 ワイヤ一ドオア接 続され、 中央処理ュニット CPUの比較結果端子 CMPに接続されている。  The comparison circuit CMP1 is composed of an E0R circuit whose input is connected to the output of the sense amplifier AMP and the output of the holding circuit HLD1, respectively. The comparator CMP1 compares the logical value of the read data (second data) output from the sense amplifier AMP with the logical value of the data (first data) held in the holding circuit HLD1. The comparison circuit CMP1 outputs logic "0" when both logic values are the same, and outputs logic "1" when both logic values are different. The output of the comparison circuit CMP1 of the memory unit 1 / 00-1 / 015 is connected by wire-or, and connected to the comparison result terminal CMP of the central processing unit CPU.
出力バッファ 0BFは、内蔵メモリ MEMの読み出し動作時に中央処理ュニヅト CPU から出力される読み出し信号 RDが高レベルのときに、センスアンプ AMPの出力を デ一夕信号 DO (または D1-D15) として中央処理ユニッ ト CPUに出力する。 . 図 2は、 中央処理ュニヅト CPUのメモリマヅプを示している。 The output buffer 0BF is used by the central processing unit CPU when reading the internal memory MEM. When the read signal RD output from is high, the output of the sense amplifier AMP is output to the central processing unit CPU as the data signal DO (or D1-D15). FIG. 2 shows a memory map of the central processing unit CPU.
メモリマップは、 主にユーザシステムの動作中 (通常動作モード) にアクセス される通常バンクと、 シングルチップマイクロコンピュー夕の試験中 (試験モー ド) にアクセスされる裏バンクを有している。 通常バンクには、 I/O 領域、 SRAM 領域および EP- ROM領域が、低位アドレスから高位アドレスに向かって割り当てら れている。 I/O 領域には、 シングルチヅプマイクロコンピュータが内蔵するタイ マ、 通信回路等の周辺回路が割り当てられている。 SRAM領域には、 図 1に示した 内蔵メモリ MEMが割り当てられている。 EP-R0M領域には、 シングルチヅプマィク 口コンピュータが内蔵する EP-R0Mが割り当てられている。  The memory map has a normal bank accessed mainly during operation of the user system (normal operation mode) and a back bank accessed during testing of the single-chip microcomputer (test mode). In the normal bank, I / O area, SRAM area and EP-ROM area are allocated from lower address to higher address. Peripheral circuits such as timers and communication circuits built into the single-chip microcomputer are assigned to the I / O area. The internal memory MEM shown in Fig. 1 is allocated to the SRAM area. In the EP-R0M area, the EP-R0M built in the single-chip-open-mouth computer is assigned.
EP-R0M領域は、 試験モード中に、 シングルチヅプマイクロコンピュー夕を試験 するための裏バンクに切り替わる。 裏バンクは、 内蔵 ROM (例えば、 別の EP- ROM) で構成されており、 内蔵メモリ MEMを試験するための試験プログラム等が書き込 まれている。  The EP-R0M area switches to the back bank for testing single-chip microcomputers during the test mode. The back bank is composed of a built-in ROM (for example, another EP-ROM), in which a test program for testing the built-in memory MEM is written.
図 3は、 中央処理ュニヅト CPUが実施する内蔵メモリ MEM ( SRAM) の読み出し 試験の概要を示している。  FIG. 3 shows an outline of a read test of the built-in memory MEM (SRAM) performed by the central processing unit CPU.
読み出し試験は、 中央処理ュニッ ト CPUを通常動作モードから試験モードに遷 移させることで実施される。 中央処理ユニッ ト CPUは、 例えば、 試験モードへの 遷移時にレジス夕の特定ビッ ト (内蔵メモリ MEMの読み出し試験を示すビッ ト) がセヅ トされているときに、 内蔵メモリ MEMの読み出し試験を開始する。  The read test is performed by transitioning the central processing unit CPU from the normal operation mode to the test mode. For example, the central processing unit CPU performs a read test of the internal memory MEM when a specific bit (a bit indicating a read test of the internal memory MEM) is set at the time of transition to the test mode. Start.
具体的には、 中央処理ユニッ ト CPUは、 裏バンクに書き込まれている読み出し 試験用の試験プログラムを実行する。 なお、 ここでは、 本発明の特徴である低速 読み出し試験についてのみ説明する。 低速読み出し試験は、 内蔵メモリ MEM内の 異常リークによる不良が検出を検出するために、 動作サイクルを遅くして読み出 し動作を実行する試験である。 実際の読み出し試験では、 動作サイクルを速くし た高速読み出し試験も実施される。 高速読み出し試験は、 低速読み出し試験を実 施する前に実施される。 そして、 高速読み出し試験を合格したチップのみ低速読 み出し試験が実施される。 まず、 中央処理ユニット CPUは、 内蔵メモリ MEMに初期データを書き込む (ス テヅプ S11) 。 Specifically, the central processing unit CPU executes a test program for a read test written in the back bank. Here, only the low-speed readout test which is a feature of the present invention will be described. The low-speed read test is a test that executes a read operation with a slow operation cycle in order to detect a failure due to abnormal leakage in the internal memory MEM. In the actual read test, a high-speed read test with a faster operation cycle is also performed. The high-speed read test is performed before performing the low-speed read test. Then, only the chips that pass the high-speed read test are subjected to the low-speed read test. First, the central processing unit CPU writes initial data in the built-in memory MEM (step S11).
次に、中央処理ュニッ ト CPUは、低速読み出し試験を実施する(ステップ S12)。 低速読み出し試験については、 後述する図 4で説明する。  Next, the central processing unit CPU performs a low-speed read test (step S12). The low-speed read test will be described later with reference to FIG.
次に、 中央処理ュニヅト CPUは、 内蔵メモリ MEM) に初期デ一タを反転したデ —夕を書き込む (ステップ S13) 。  Next, the central processing unit CPU writes the data obtained by inverting the initial data into the built-in memory MEM) (step S13).
次に、 中央処理ユニッ ト CPUは、 反転データについて低速読み出し試験を実施 する (ステヅプ S14) 。  Next, the central processing unit CPU performs a low-speed read test on the inverted data (step S14).
図 4は、 図 3に示した低速読み出し試験の詳細を示している。 低速読み出し試 験は、中央処理ュニット CPUがプログラムをフェッチすることにより実行される。 ステップ S22〜S25は、メモリセルから高速でデータを読み出すための第 1プロ グラムである。ステップ S26〜S28は、 メモリセルから低速でデータを読み出すた めの第 2プログラムである。ステップ S29〜 S30は、低速で読み出したデータを高 速で読み出したデータと比較するための第 3プログラムである。  FIG. 4 shows details of the low-speed readout test shown in FIG. The slow read test is performed by the central processing unit CPU fetching the program. Steps S22 to S25 are a first program for reading data from a memory cell at high speed. Steps S26 to S28 are a second program for reading data from the memory cells at a low speed. Steps S29 to S30 are a third program for comparing data read at low speed with data read at high speed.
まず、 ステップ S21において、 中央処理ユニッ ト CPUは、 試験するメモリセル MCに接続されたワード線 WLを順次選択するために、 ァドレス信号 AD (上位ビッ ト) を出力する。 内蔵メモリ MEMは、 選択されたワード線 WLに接続されている複 数のメモリセル MCからビット線 BL上にそれぞれデータを読み出す。 すなわち、 各ワード線 WLに接続ざれているメモリセル MCは、 同時にアクセスされる。 ヮ一 ド線 WLの選択順は、メモリアレイ ARYの構造に合わせて、予め試験プログラム(テ —ブル等) に書き込まれている。  First, in step S21, the central processing unit CPU outputs an address signal AD (upper bit) in order to sequentially select the word lines WL connected to the memory cells MC to be tested. The internal memory MEM reads data from the plurality of memory cells MC connected to the selected word line WL onto the bit line BL. That is, the memory cells MC connected to each word line WL are accessed simultaneously. The selection order of the lead lines WL is previously written in a test program (table, etc.) according to the structure of the memory array ARY.
ステップ S22において、 中央処理ュニヅ ト CPUは、 アクセスサイクルを"高速ァ クセス (第 1アクセスサイクル) "に設定する。 なお、 後述するステヅプ S26にお いて、中央処理ュニヅ ト CPUは、アクセスサイクルを"低速アクセス"に設定する。 このように、 中央処理ユニッ ト CPUは、 データを読み出すアクセスサイクルを変 更するサイクル制御部としても機能する。  In step S22, the central processing unit CPU sets the access cycle to “high-speed access (first access cycle)”. In step S26 described later, the central processing unit CPU sets the access cycle to “low-speed access”. Thus, the central processing unit CPU also functions as a cycle control unit that changes the access cycle for reading data.
ステップ S23において、 中央処理ュニッ ト CPUは、試験するメモリセル MCに接 続されたビッ ト線 BLをセンスアンプ AMPに接続するために、アドレス信号 AD (下 位ビヅ ト) を出力し、 コラムスィッチ SW1のいずれかをオンさせる。 なお、 中央 処理ュニヅト CPUは、 アドレス信号 ADの上位ビッ トおよび下位ビヅ トを、 同時に 出力する。 In step S23, the central processing unit CPU outputs an address signal AD (lower bit) to connect the bit line BL connected to the memory cell MC to be tested to the sense amplifier AMP, and Turn on one of the switches SW1. The center The processing unit CPU simultaneously outputs the upper bit and the lower bit of the address signal AD.
ステップ S24において、選択されたビヅ ト線 BL上のデ一夕が、オンされたコラ ムスイッチ SW1を介してセンスアンプ AMPに伝達され、 増幅される。 すなわち、 試験するメモリセル MCからデ一夕 (第 iデ一夕) が読み出される。デ一夕は、 短 いアクセスサイクルで読み出される (高速読み出し) 。 高速読み出し試験は.、 低 速読み出し試験の前に予め実施されている。 このため、 読み出されたデ一夕は、 エラ一のない正しいデータ (期待値デ一夕) である。  In step S24, the data on the selected bit line BL is transmitted to the sense amplifier AMP via the turned-on column switch SW1, and amplified. That is, the data (the i-th data) is read from the memory cell MC to be tested. Data is read in a short access cycle (high-speed reading). The high-speed readout test is performed before the low-speed readout test. For this reason, the data read out is correct data without any errors (expected value data).
ステップ S25において、 中央処理ユニッ ト CPUは、 センスアンプ AMPの増幅動 作中にストア信号 STを所定期間高レベルに変化させ、 書き込みゲート . WGをオン する。センスアンプ AMPで増幅されたデ一夕は、書き込みゲ一ト を介して保持 回路 HLD1に書き込まれる。 すなわち、 試験するメモリセル MCから読み出された データ (期待値) は、 保存される。  In step S25, the central processing unit CPU changes the store signal ST to a high level for a predetermined period during the amplification operation of the sense amplifier AMP, and turns on the write gate .WG. The data amplified by the sense amplifier AMP is written to the holding circuit HLD1 via the write gate. That is, the data (expected value) read from the memory cell MC to be tested is stored.
ステップ S26において、 中央処理ュニヅ ト CPUは、 アクセスサイクルを"低速ァ クセス (第 2アクセスサイクル) "に設定する。 このとき、 ワード線 WLは上述し たステップ S22で選択されたままである。 .  In step S26, the central processing unit CPU sets the access cycle to “slow access (second access cycle)”. At this time, the word line WL remains selected in step S22 described above. .
ステップ S27において、 中央処理ユニッ ト CPUは、 "高速アクセス'5中に選択し たビヅ ト線 BLを再び選択する。コラムスィツチ SW1のいずれかは、ァドレス信号 ADに応じてオンする。 In step S27, the central processing unit CPU again selects the bit line BL selected during "high-speed access" 5. One of the column switches SW1 is turned on in response to the address signal AD.
ステップ S28において、 試験するメモリセル MCに接続されたビッ ト線 BL上の デ一夕が、オンされたコラムスィツチ SW1を介してセンスアンプ AMPに伝達され、 デ一夕 (第 2データ) が読み出される。  In step S28, the data on the bit line BL connected to the memory cell MC to be tested is transmitted to the sense amplifier AMP via the turned-on column switch SW1, and the data (second data) is read. It is.
ステップ S29において、 比較回路 CMP1により、 メモリセル MCから低速で読み 出されたデ一夕が、高速で読み出され保持回路 HLD1に保持されているデータ (期 待値) と比較される。すなわち、本発明では、外部から期待値を受けることなく、 内蔵メモリ MEMの良否を判定できる。 換言すれば、 期待値デ一夕を予め準備する 必要はない。中央処理ュニッ ト CPUは、比較回路 CMP1から出力される比較結果信 号 CMPを受信する。  In step S29, the comparison circuit CMP1 compares the data read from the memory cell MC at a low speed with the data (expected value) read at a high speed and held in the holding circuit HLD1. That is, according to the present invention, the acceptability of the built-in memory MEM can be determined without receiving an expected value from the outside. In other words, there is no need to prepare the expected value in advance. The central processing unit CPU receives the comparison result signal CMP output from the comparison circuit CMP1.
ステップ S30において、 中央処理ユニッ ト CPUは、 比較結果信号 CMPに基づい て、メモリセル MCから低速で読み出されたデ一夕が期待値と一致するか否かを判 定される。 データが一致しない場合、 内蔵メモリ MEMに不良があると判定され、 試験は終了する。 具体的には、 中央処理ユニッ ト CPUの所定のレジス夕に内蔵メ モリ MEMの不良を示すフラグが立てられる。 内蔵メモリ MEMが正常であると判定 される場合、 処理は、 ステップ S32に移行する。 In step S30, the central processing unit CPU determines based on the comparison result signal CMP. Then, it is determined whether or not the data read at a low speed from the memory cell MC matches the expected value. If the data does not match, the internal memory MEM is determined to be defective and the test ends. Specifically, a flag indicating a failure of the internal memory MEM is set at a predetermined register of the central processing unit CPU. If it is determined that the internal memory MEM is normal, the process proceeds to step S32.
ステップ S31において、 中央処理ュニヅ ト CPUは、次のメモリセル MCを試験す るために、 アドレス信号 ADの下位ビッ トを変更し、 選択するビッ ト線 BLを切り 替える。  In step S31, the central processing unit CPU changes the lower bit of the address signal AD and switches the selected bit line BL to test the next memory cell MC.
ステップ S32において、 中央処理ュニッ ト CPUは、 1本のワード線 ¾に接続さ れた全てのメモリセル MC (ビッ ト線 BL) を試験したかどうかを判定する。全ての ビッ ト線 BLが選択されている場合、処理はステップ S33に移行する。選択されて いないビット線 BLが存在する場合、処理は再びステップ S22に移行し、 ステツプ S21〜S32が実行される。  In step S32, the central processing unit CPU determines whether all the memory cells MC (bit line BL) connected to one word line 試 験 have been tested. If all the bit lines BL have been selected, the process proceeds to step S33. If there is any unselected bit line BL, the process returns to step S22, and steps S21 to S32 are executed.
ステツプ S33において、 中央処理ュニヅ ト CPUは、選択するヮ一ド線 WLを切り 替えるためにアドレス信号 ADを変更する。  In step S33, the central processing unit CPU changes the address signal AD in order to switch the selected lead line WL.
ステップ S34において、 中央処理ユニッ ト CPUは、 内蔵メモリ MEMの全てのメ モリセル MC. (ワード線 WL) を試験したかどうかを判定する。 全てのワード線 WL が選択されている場合、試験は終了する。選択されていないヮード線 WLが存在す る場合、 処理は再びステップ S21に移行し、 上述した試験が繰り返される。  In step S34, the central processing unit CPU determines whether or not all the memory cells MC. (Word lines WL) of the internal memory MEM have been tested. If all the word lines WL are selected, the test ends. If there is an unselected lead line WL, the process proceeds to step S21 again, and the above-described test is repeated.
このように、 低速読み出し試験は、 LSI テス夕等の高価な装置を使用すること なく、 シングルチヅプマイクロコンピュー夕内で自動的に実施 (自己チェック) できる。 換言すれば、 低速読み出し試験は、 高速読み出し試験をパスしたシング ルチップマイクロコンピュー夕チップを、 簡易な評価ボード上に多数搭載して実 施できる。 このため、 低速読み出し試験の試験コストは、 LSI テス夕を使用する 場合に比べ大幅に低下する。 また、 評価ボード上で実施されるバーンイン試験中 に、 低速読み出し試験を実施することが可能になる。 この結果、 低速読み出し試 験の試験時間は、 実質ゼロになる。  Thus, the low-speed readout test can be performed automatically (self-check) in a single-chip microcomputer without using expensive equipment such as LSI test equipment. In other words, the low-speed readout test can be performed by mounting many single-chip microcomputer chips that have passed the high-speed readout test on a simple evaluation board. For this reason, the test cost for the low-speed read test is significantly lower than when using LSI test equipment. Also, during the burn-in test performed on the evaluation board, a low-speed read test can be performed. As a result, the test time for the low-speed read test is substantially zero.
図 5は、 内蔵メモリ MEMの試験の応用例として、 ビッ ト線デコーダ試験を示し ている。 ビッ ト線デコーダ試験は、 中央処理ユニッ ト CPUにより実行される。 このフロ —では、 図 4のステップ S24、 S25の間にステップ S41が揷入され、 図 4のステヅ プ S25、 S27の間にステヅプ S42、 S43が揷入され、 図 4のステップ S26が削除さ れ、 図 4のステップ S28、 S29の間にステップ S44が揷入されて構成されている。 それ以外は、 動作周波数およびワード線 WL、 ビッ ト線 BLの選択順序を除き、 図 4と伺じである。 図 4と同じ処理は、 同じステップ番号を付し、 詳細な説明を省 略する。 ■ Figure 5 shows a bit line decoder test as an application example of the test of the built-in memory MEM. The bit line decoder test is performed by the central processing unit CPU. In this flow, step S41 is inserted between steps S24 and S25 in FIG. 4, steps S42 and S43 are inserted between steps S25 and S27 in FIG. 4, and step S26 in FIG. 4 is deleted. Step S44 is inserted between steps S28 and S29 in FIG. Other than that, it is as shown in Fig. 4 except for the operating frequency and the selection order of the word line WL and bit line BL. The same processes as those in FIG. 4 are assigned the same step numbers, and detailed descriptions are omitted. ■
ビット線デコーダ試験では、 アクセスサイクルが短く設定されて (高速ァクセ ス) 、 試験が実施される。 高速アクセスに設定することで、 試験時間を短くでき る。  In the bit line decoder test, the access cycle is set short (high-speed access) and the test is performed. By setting high-speed access, the test time can be shortened.
まず、 第 1ステップにおいて、 中央処理ユニッ ト CPUは、 ビッ ト線 BLを所定の 順序 (第 1順序) で選択しながら、 着目するメモリセル MC (ビヅ ト線 BL ) のデー 夕のみを保持回路 HLD1に書き込む (ステップ S41、 S42) 。  First, in the first step, the central processing unit CPU holds only the data of the target memory cell MC (bit line BL) while selecting the bit lines BL in a predetermined order (first order). Write to the circuit HLD1 (steps S41, S42).
次に、 第 2ステップにおいて、 中央処理ュニヅ ト CPUは、 ビヅ ト線 BLを上記と は別の順序 (第 2順序) で選択する (ステップ S44) 。 そして、 着目するメモリ セル MC (ビヅ ト線 BL) のデ一夕のみを、 保持回路 HLD1に保持されているデータ と比較する (ステップ S44、 S29〜S32) 。 ステップ S44では、 読み出したデ一夕 が試験すべきメモリセル MCから読み出された場合、処理はステツプ S29に移行す る。読み出したデ一夕が試験するメモリセル MC以外から読み出された場合、処理 はステップ S31に移行する。 第 1順序および第 2順序は、 例えば、 それぞれアド レス信号 ADを昇順および降順に変化させるときのビット線 BLの選択順序である。 ビヅ ト線 BLの選択順は、 メモリアレイ ARYの構造に合わせて、予め試験プログラ ム (テーブル等) に書き込まれている。  Next, in the second step, the central processing unit CPU selects the bit line BL in a different order (second order) from the above (step S44). Then, only the data of the target memory cell MC (bit line BL) is compared with the data held in the holding circuit HLD1 (steps S44, S29 to S32). In step S44, if the read data is read from the memory cell MC to be tested, the process proceeds to step S29. If the read data is read from a memory cell other than the memory cell MC to be tested, the process proceeds to step S31. The first order and the second order are, for example, the order of selecting the bit lines BL when changing the address signal AD in ascending order and descending order, respectively. The selection order of the bit lines BL is written in a test program (table or the like) in advance according to the structure of the memory array ARY.
上述の処理により、 アドレス信号 ADの変化順が相違するときにビッ ト線 BLが 多重選択される等の不良 (ビッ ト線デコーダ BDECの不良) を検出できる。  By the above-described processing, it is possible to detect a defect such as the multiple selection of the bit line BL when the change order of the address signal AD is different (a defect of the bit line decoder BDEC).
なお、第 1ステヅプぉよび第 2ステップにおいて、 ビッ ト線 BLの選択順序では なく、ワード線 WLの選択順序を互いに相違させることで、ヮ一ド線デコーダ WDEC の不良を検出することが可能である。後述する第 2〜第 4の実施形態においても、 ヮード線 WLの選択順序を互いに相違させることで、 ヮード線デコーダ WDECの不 良を検出することが可能である。 In the first and second steps, the selection order of the word lines WL, not the selection order of the bit lines BL, is made different from each other, thereby making it possible to detect a defect in the word line decoder WDEC. is there. Also in the second to fourth embodiments to be described later, the selection order of the word lines WL is different from each other, so that the Good can be detected.
以上、 本実施形態では、 デ一夕を確実に読み出せるアクセスサイクルでメモリ セル MCから読み出した第 1データを、 保持部 HLD1に一時保持し、 期待値データ として使用する。 このため、 シングルチヅプマイクロコンピュー夕の外部から期 待値デ一夕を供給する必要はない。 したがって、 L S Iテス夕等の高価な試験装 置を使用することなく、内蔵メモリ MEMの読み出し試験を実施できる。この結果、 内蔵メモリ MEMの試験コストを削減できる。  As described above, in the present embodiment, the first data read from the memory cell MC in the access cycle in which the data can be reliably read is temporarily held in the holding unit HLD1, and is used as expected value data. Therefore, it is not necessary to supply the expected value from outside the single-chip microcomputer. Therefore, a read test of the internal memory MEM can be performed without using expensive test equipment such as an LSI tester. As a result, the test cost of the built-in memory MEM can be reduced.
高速で読み出した第 1デ一夕を期待値とし、 低速で読み出した第 2データを期 待値と比較することで、 メモリセルのリーク不良を検出できる。 換言すれば、 高 速の読み出しデータを低速読み出し試験の期待値とすることで、 低速読み.出し試 験を簡易に実施でき、 試験コストを削減できる。  By setting the first data read at high speed as the expected value and comparing the second data read at low speed with the expected value, a leak failure of the memory cell can be detected. In other words, by using the high-speed read data as the expected value of the low-speed read test, the low-speed read test can be performed easily, and the test cost can be reduced.
保持部 HLD1および比較部 CMP1を、 データ端子毎に形成することで、 'データ端 子のビッ ト数が多い場合にも、 試験時間を短くできる。 デ一夕端子にそれぞれ対 応する比較回路 CMP1の出力を、 ワイヤードオア接続することで、 比較回路 CMP1 の後に論理回路を形成することが不要になる。 また、 比較結果を 1本の比較結果 端子 CMPを介して中央処理ュニッ ト CPUに出力できる。この結果、内蔵メモリ MEM のレイァゥ卜サイズを小さくできる。  By forming the holding unit HLD1 and the comparison unit CMP1 for each data terminal, the test time can be shortened even when the number of bits at the data terminal is large. The wired-OR connection of the output of the comparator CMP1 corresponding to each data terminal eliminates the need to form a logic circuit after the comparator CMP1. Also, the comparison result can be output to the central processing unit CPU via one comparison result terminal CMP. As a result, the layout size of the internal memory MEM can be reduced.
中央処理ュニヅ ト CPUは、 内蔵 R O Mに格納された試験プログラムにより読み 出し試験を実施する。 このため、 最小のハードウェアで内蔵メモリ MEMの読み出 し試験を実施できる。  The central processing unit CPU performs a reading test using a test program stored in the built-in ROM. Therefore, a read test of the internal memory MEM can be performed with the minimum hardware.
保持回路 HLD1に保持された第 1データは、第 2データを読み出すためのコラム スィヅチ SW1の選択動作と無関係に比較回路 CMP1に出力される。すなわち、高速 での読み出しデ一夕のうち所定のビッ ト線 BL上のデ一夕を保持回路 HLD1に保持 するときのコラムスィヅチ SW1のオン動作と、 低速での読み出しデ一夕を比較回 路 CMP1に伝達するときのコラムスィツチ SW1のオン動作とは、互いに独立してい る。 このため、 ビッ ト線 BLの多重選択等、 ビッ ト線デコーダ BDECの不良を検出 できる。  The first data held in the holding circuit HLD1 is output to the comparison circuit CMP1 regardless of the operation of selecting the column switch SW1 for reading the second data. That is, the comparison circuit CMP1 compares the ON operation of the column switch SW1 when holding the data on the predetermined bit line BL in the holding circuit HLD1 among the high-speed reading data and the low-speed reading data. The ON operation of the column switch SW1 when transmitting to the switch is independent of each other. For this reason, it is possible to detect a defect of the bit line decoder BDEC such as the multiple selection of the bit line BL.
第 1データおよび第 2デ一夕は、 コラムスィッチ SW1の出力に配置されたセン スアンプ AMPにより増幅される。このため、第 1デ一夕を保持部 HLD1に確実に保 持でき、 第 2データを保持部 HLD1に保持された第 1データと確実に比較できる。 図 6は、 本発明の第 2の実施形態を示している。 第 1.の実施形態で説明した要 素と同一の要素については、 同一の符号を付し、 これ等については、 詳細な説明 を省略する。 The first data and the second data are amplified by the sense amplifier AMP arranged at the output of the column switch SW1. For this reason, the first data is securely stored in the holding unit HLD1. The second data can be reliably compared with the first data held in the holding unit HLD1. FIG. 6 shows a second embodiment of the present invention. The same elements as those described in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
この実施形態では、 シングルチップマイクロコンビュ一タ内に形成される内蔵 メモリ MEMおよび中央処理ュニット CPU (コントロ一ラ、 サイクル制御部.) が実 行する試験プログラムが第 1の実施形態と相違している。 その他の構成は、 第 1 の実施形態とほぼ同じである。  In this embodiment, a test program executed by a built-in memory MEM and a central processing unit CPU (controller, cycle control unit) formed in a single-chip micro-computer is different from the first embodiment. I have. Other configurations are almost the same as those of the first embodiment.
内蔵メモリ MEMは、 ビヅト線 BLにそれぞれ対応して保持回路 HLD2を有してい る。 複数の保持回路 HLD2により保持部が形成されている。 各保持回路 HLD2は、 第 1の実施形態の保持回路 HLD1と同じである。保持回路 HLD2は、 セ.レク夕 SEL2 の選択スィツチ SW2 (第 2選択スィツチ) を介して書き込みゲート WG (書き込み スィッチ) に接続されている。 選択スィッチ SW2は、 nMOS トランジスタで形成さ れている。各選択スィヅチ SW は、 ピッ 卜線デコーダ BDECから出力されるスィッ チ制御信号に応じてオンする。スィツチ制御信号は、 ビッ ト線 BLに対応する一対 の選択スィッチ SW1、 SW2のゲ一卜に供給される。このため、選択スィツチ対. SW1、 S 2は、 同時にオンする。  The internal memory MEM has a holding circuit HLD2 corresponding to each of the bit lines BL. A holding unit is formed by the plurality of holding circuits HLD2. Each holding circuit HLD2 is the same as the holding circuit HLD1 of the first embodiment. The holding circuit HLD2 is connected to a write gate WG (write switch) via a selection switch SW2 (second selection switch) of the selector SEL2. The selection switch SW2 is formed by an nMOS transistor. Each selection switch SW is turned on in response to a switch control signal output from the bit line decoder BDEC. The switch control signal is supplied to a gate of a pair of selection switches SW1 and SW2 corresponding to the bit line BL. Therefore, the selection switch pair SW1 and S2 are simultaneously turned on.
比較部を構成する比較回路 CMP2の一方の入力は、センスアンプ AMPの出力を受 けている。 比較回路 CMP2の他方の入力は、 選択スィツチ SW2 を介して保持回路 HLD に接続されている。 すなわち、 比較回路 CMP2は、 スイッチ制御信号により 選択されるビヅ ト線 BL上の読み出しデータ (第 1データ) と、 選択されるビヅ ト 線に対応する保持回路 HLD2が保持するデータ (第 2デ一夕、期待値データ) とを 比較し、 比較結果を中央処理ュニッ ト CPUに出力する。比較回路 CMP2は、 第 1の 実施形態の比較回路 CMP1 と同じである。 メモリ部 1/00- 1/015 の比較回路 GMP2 の出力は、 ワイヤードオア接続され、 中央処理ユニット CPUの比較結果端子 CMP に接続されている。  One input of a comparison circuit CMP2 constituting the comparison unit receives an output of the sense amplifier AMP. The other input of the comparison circuit CMP2 is connected to the holding circuit HLD via the selection switch SW2. That is, the comparison circuit CMP2 reads the read data (first data) on the bit line BL selected by the switch control signal and the data (second data) held by the holding circuit HLD2 corresponding to the selected bit line. (Overnight, expected value data) and outputs the comparison result to the central processing unit CPU. The comparison circuit CMP2 is the same as the comparison circuit CMP1 of the first embodiment. The output of the comparison circuit GMP2 of the memory unit 1 / 00-1 / 015 is wired-OR connected and connected to the comparison result terminal CMP of the central processing unit CPU.
内蔵メモリ MEMのメモリアレイ AHYは、 マスク ROMとして形成されている。 マ スク ROMのメモリアレイ ARYの基本的な構成は、第 1の実施形態の SRAMのメモリ アレイ ARYと同じである。 すなわち、 メモリアレイ ARYは、 マトリックス状に配 置された複数の不揮発性のメモリセル MC、 図の横方向に並ぶメモリセル MCに接 続された複数のヮード線 WL、 図の縦方向に並ぶメモリセル MCに接続された複数 のビッ ト線 BLを有している。 The memory array AHY of the internal memory MEM is formed as a mask ROM. The basic configuration of the mask ROM memory array ARY is the same as the SRAM memory array ARY of the first embodiment. That is, the memory arrays ARY are arranged in a matrix. Non-volatile memory cells MC, multiple memory cell lines MC connected horizontally in the figure, multiple word lines WL connected to memory cells MC arranged vertically, and multiple bit lines connected to the memory cells MC arranged vertically in the figure Has BL.
図 7は、 中央処理ユニット CPUのメモリマップを示している。  FIG. 7 shows a memory map of the central processing unit CPU.
この実施形態では、 通常バンクには、 I/O領域、 SRAM領域およびマスク ROM領 域が、低位ァドレスから高位ァ .ドレスに向かって割り当てられている。マスク ROM 領域には、 図 1に示した内蔵メモリ MEMが割り当てられている。 RAM領域には、 シングルチヅプマイクロコンピュー夕が内蔵する SRAMが割り当てられている。 裏バンクは、 内蔵 ROM (例えば、 別の EP- ROM) で構成されており、 試験プログ ラム領域およびこの試験プログラムを RAM領域に転送するためのプログラムロー ダ領域を有している。 .  In this embodiment, an I / O area, an SRAM area, and a mask ROM area are allocated to a normal bank from a lower address to a higher address. The internal memory MEM shown in Fig. 1 is allocated to the mask ROM area. In the RAM area, the SRAM incorporated in the single-chip microcomputer is allocated. The back bank is composed of a built-in ROM (for example, another EP-ROM), and has a test program area and a program loader area for transferring this test program to the RAM area. .
図 8は、 中央処理ュニッ ト CPUが実施する内蔵メモリ MEM (マスク ROM) の読み 出し試験の概要を示している。  Figure 8 shows the outline of the read test of the built-in memory MEM (mask ROM) performed by the central processing unit CPU.
読み出し試験は、 中央処理ュニッ ト CPUを通常動作モードから試験モードに遷 移させることで実施される。 中央処理ュニッ ト CPUは、 例えば、 試験モードへの 遷移時にレジス夕の特定ビッ ト (内蔵メモリ MEMの読み出し試験を示すビッ ト) がセヅ トされているときに、 内蔵メモリ MEMの読み出し試験を開始する o  The read test is performed by transitioning the central processing unit CPU from the normal operation mode to the test mode. For example, the central processing unit CPU performs a read test of the internal memory MEM when a specific bit (a bit indicating a read test of the internal memory MEM) is set at the time of transition to the test mode. Start o
具体的には、 中央処理ユニッ ト CPUは、 裏バンクに書き込まれているプログラ ムローダ (プログラム) を実行することで、 試験プログラムを RAM領域に転送す る (ステップ S51) 。 次に、 中央処理ュニッ ト CPUは、 RAM領域に転送された試験 プログラムを実行して、マスク ROM領域の読み出し試験を実施する(ステップ S 52 )。 また、 中央処理ユニッ ト CPUは、 裏バンクから通常バンクに切り替える (ステツ プ S53) 。 そして、 第 1の実施形態とほぼ同様に、 低速読み出し試験が実施され る (ステップ S54) 。  Specifically, the central processing unit CPU executes the program loader (program) written in the back bank to transfer the test program to the RAM area (step S51). Next, the central processing unit CPU executes the test program transferred to the RAM area to perform a read test of the mask ROM area (step S52). Also, the central processing unit CPU switches from the back bank to the normal bank (step S53). Then, similarly to the first embodiment, a low-speed read test is performed (step S54).
図 9は、 図 8に示した低速読み出し試験の詳細を示している。  FIG. 9 shows the details of the low-speed read test shown in FIG.
このフローでは、 図 4のステップ S25、 S26の間にステップ S61、 S62が揷入さ れて構成されている。 それ以外の相違点は、 SHAMをアクセスするかマスク ROMを アクセスするかに起因する事項のみである。 図 4と同じ処理は、 同じステップ番 号を付し、 詳細な説明を省略する。 この実施形態では、 ビット線 BLに対応して複数の保持回路 HLD2が形成されて いる。 このため、 中央処理ユニット CPUは、 1本のワード線 WLに接続された複数 のメモリセル MCに保持されているデータを、 保持回路 HLD2に順次保持する。 こ. の処理は、 ステップ S61、 S62によって行われる。 ステップ S61では、 中央処理ュ ニッ ト CPUは、 選択するビッ ト線 BLを切り替えるためにアドレス信号 ADの下位 ビッ トを変更する。ステヅプ S62では、 中央処理ュニヅ ト CPUは、内蔵メモリ MEM の全てのビッ ト線 BLを選択したかどうかを判定する。 全てのビッ ト線 BLが選択 されている場合、 処理はステップ S26に移行する。選択されていないビッ ト線 BL が存在する場合、 処理は再びステップ S23に移行する。 In this flow, steps S61 and S62 are inserted between steps S25 and S26 in FIG. The other differences are only those that result from accessing SHAM or mask ROM. The same processes as those in FIG. 4 are denoted by the same step numbers, and detailed description is omitted. In this embodiment, a plurality of holding circuits HLD2 are formed corresponding to the bit lines BL. For this reason, the central processing unit CPU sequentially holds the data held in the plurality of memory cells MC connected to one word line WL in the holding circuit HLD2. This processing is performed in steps S61 and S62. In step S61, the central processing unit CPU changes the lower bits of the address signal AD to switch the selected bit line BL. In step S62, the central processing unit CPU determines whether all the bit lines BL of the internal memory MEM have been selected. If all the bit lines BL have been selected, the process proceeds to step S26. If there is an unselected bit line BL, the process returns to step S23.
この実施形態では、 "高速アクセス"に設定されている期間に、 1つのワード線 WLに接続されている全てのメモリセル MCのデータ (第 1.データ) は、 保持回路 HLD に順次保持される。 同様に、 "低速アクセス"に設定されている期間に、 1つ のヮード線 WLに接続されている全てのメモリセル MCのデータ(第 2デ一夕)は、 比較回路 CMP2で第 1データと順次比較される。このため、 "高速アクセス"および "低速アクセス"の切り替え頻度は、 第 1の実施形態に比べ大幅に少なくなる。 こ の結果、 中央処理ユニッ ト CPUの負荷を軽減できる。  In this embodiment, the data (first data) of all the memory cells MC connected to one word line WL is sequentially held in the holding circuit HLD during the period set for “high-speed access”. . Similarly, during the period set for “slow access”, the data (second data) of all the memory cells MC connected to one read line WL is compared with the first data by the comparator CMP2. They are compared sequentially. For this reason, the frequency of switching between “high-speed access” and “low-speed access” is significantly lower than in the first embodiment. As a result, the load on the central processing unit CPU can be reduced.
この実施形態においても、 上述した第 1の実施形態と同様の効果を得ることが できる。 さらに、 この実施形態では、 複数の保持回路 HLD2がビット線にそれぞれ 対応して形成される。 このため、 "高速アクセスサイクル"を繰り返すことで、 メ モリセル MCからの第 1デ一夕を連続して読み出すことができ、 保持回路 HLD2に 順次保持できる。 すなわち、 第 1デ一夕を連続して読み出すことができる。 同様 に、 "低速アクセスサイクル"を繰り返すことで、保持回路 HLD2に保持された第 1 データを、 メモリセル MCからの第 2データと順次比較できる。 この結果、 ァクセ スサイクルの切り替えの頻度を減らすことができるため、 中央処理ユニッ ト CPU の負荷を軽減できる。  In this embodiment, the same effects as in the first embodiment can be obtained. Further, in this embodiment, a plurality of holding circuits HLD2 are formed corresponding to the respective bit lines. Therefore, by repeating the "high-speed access cycle", the first data from the memory cell MC can be read continuously, and can be sequentially stored in the holding circuit HLD2. That is, the first data can be read continuously. Similarly, by repeating the “slow access cycle”, the first data held in the holding circuit HLD2 can be sequentially compared with the second data from the memory cell MC. As a result, the frequency of access cycle switching can be reduced, and the load on the central processing unit CPU can be reduced.
図 1 0は、 本発明の第 3の実施形態を示している。 第 1および第 2の実施形態 で説明した要素と同一の要素については、同一の符号を付し、これ等については、 詳細な説明を省略する。  FIG. 10 shows a third embodiment of the present invention. The same elements as those described in the first and second embodiments are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
この実施形態のシングルチップマイクロコンピュータは、 第 1の実施形態の試 験機能と、 第 2の実施形態の試験機能とを有している。 すなわち、 各メモリ部 1/00- 1/015において、 ビット線 BLに共通の保持回路 HLD1 と、 ビッ ト線 BLにそ れぞれ対応する保持回路 HLD2とが形成されている。 また、 保持回路 HLD1に対応 する比較回路 CMP1 と、保持回路 HLD2に対応する比較回路 CMP2とが形成ざれてい る。 比較回路 CMP1、 CMP2の出力は、 ワイヤ一ドオア接続され、 中央処理ュニヅ ト CPUの比較結果端子 CMPに接続されている。 メモリアレイ ARYは、 SRAMとして形 成されている。 The single-chip microcomputer of this embodiment is the same as that of the first embodiment. It has a test function and a test function of the second embodiment. That is, in each memory unit 1 / 00-1 / 015, a holding circuit HLD1 common to the bit line BL and a holding circuit HLD2 corresponding to the bit line BL are formed. Further, a comparison circuit CMP1 corresponding to the holding circuit HLD1 and a comparison circuit CMP2 corresponding to the holding circuit HLD2 are not formed. The outputs of the comparison circuits CMP1 and CMP2 are wire-or connected and connected to the comparison result terminal CMP of the central processing unit CPU. The memory array ARY is formed as SRAM.
中央処理ュニッ ト CPUは、 試験モード中に、 第 1の実施形態の試験プロ'グラム と第 2の実施形態の試験プログラムの少なくともいずれかを実施する。 どの試験 を実施するかは、 中央処理ュニット CPUのレジス夕の特定ビッ トがセヅ トされて いるか否かにより判定される。  The central processing unit CPU executes at least one of the test program of the first embodiment and the test program of the second embodiment during the test mode. Which test is performed is determined based on whether or not a specific bit in the register of the central processing unit CPU is set.
この実施形態においても、 上述した第 1および第 2の実施形態と同様の効果を 得ることができる。  In this embodiment, the same effects as those of the first and second embodiments can be obtained.
図 1 1は、 本発明の第 4の実施形態を示している。 第 1の実施形態で説明した 要素と同一の要素については、 同一の符号を付し、 これ等については、 詳細な説 明を省略する。  FIG. 11 shows a fourth embodiment of the present invention. Elements that are the same as the elements described in the first embodiment are given the same reference numerals, and detailed descriptions thereof are omitted.
この実施形態では、 シングルチップマイクロコンピュー夕内に形成される内蔵 メモリ MEMおよび中央処理ュニット CPU (プロセッサ) が第 1の実施形態と相違 している。 また、 シングルチヅプマイクロコンピュー夕は、 第 1の実施形態のプ リデコーダ PDECの代わりに試験タイミング生成回路 TGENを有している。 試験夕 ィミング生成回路 TGENは、試験モード中にアクセスサイクルを変更するサイクル 制御部、 および試験パターンを生成するパターン生成回路として動作する。 その 他の構成は、 第 1の実施形態とほぼ同じである。  In this embodiment, a built-in memory MEM and a central processing unit CPU (processor) formed in a single-chip microcomputer are different from those of the first embodiment. Further, the single-chip microcomputer has a test timing generation circuit TGEN instead of the predecoder PDEC of the first embodiment. The test timing generation circuit TGEN operates as a cycle control unit that changes the access cycle during the test mode, and as a pattern generation circuit that generates test patterns. Other configurations are almost the same as those of the first embodiment.
試験夕ィミング生成回路 TGENは、通常動作モード中に第 1の実施形態のプリデ コーダ PDECとして動作する。 また、 試験タイミング生成回路 TGENは、 試験パ夕 —ンの生成等、 第 1および第 2の実施形態において中央処理ュニッ ト CPUが処理 している試験の制御機能を有している。 このため、 中央処理ユニット CPUは、 試 験モード信号 TM (試験起動信号) を活性化するだけで、 内蔵メモリ MEMの試験は 開始される。 試験タイミング生成回路 TGENは、 試験モード信号 TMに応答して内 蔵メモリ MEMの低速読み出し試験を実施し、 試験結果 (パスまたはフヱイル) を 試験結果信号 TRとして中央処理ュニッ ト CPUに通知する。 したがって、 中央処理 ユニッ ト CPUは、 低速読み出し試験中に、 別の機能ブロックの試験等を実施でき る。 · The test timing generation circuit TGEN operates as the pre-decoder PDEC of the first embodiment during the normal operation mode. Further, the test timing generation circuit TGEN has a control function of a test, such as generation of a test pattern, which is performed by the central processing unit CPU in the first and second embodiments. Therefore, the central processing unit CPU only activates the test mode signal TM (test start signal), and the test of the internal memory MEM is started. The test timing generator TGEN responds to the test mode signal TM Performs a low-speed read test of the internal memory MEM and notifies the central processing unit CPU of the test result (pass or file) as a test result signal TR. Therefore, the central processing unit CPU can execute another function block test or the like during the low-speed read test. ·
内蔵メモリ MEMは、'フラッシュメモリのメモリアレイ ARYを有している.。 メモ リアレイ ARYは、 マトリックス状に配置された複数の不揮発性のメモリセル MC;、 図の横方向に並ぶメモリセル MCに接続された複数のワード線 WL、 図の縦方向に 並ぶメモリセル MCのうち端のメモリセル MCに接続された複数のビヅ ト線 BLを有 している。 各ワード線に接続されたメモリセル MCは、 同時にアクセスされる。 センスアンプ AMP、 書き込みゲート WG (書き込みスイ ッチ) 、 保持回路 HLD3、 比較回路 CMP3は、ビッ ト線 BLに対応してそれぞれ形成されている。具体的には、 センスアンプ AMPは、 ビヅ ト線 BLとコラムスィ ヅチ SW1 (第 1選択スィツチ) の 間に配置されている。書き込みゲート WGは、 センスアンプ AMPの出力 (伝達ノ一 ド) と保持回路 HLD3の入力との間に配置されている。 比較回路 CMP3の一方の入 力は、 センスアンプ AMPの出力を受けている。比較回路 CMP3の他方の入力は、 保 持回路 HLD3の出力に接続されている。 複数の保持回路 HLD3により保持部が構成 されている。 複数の比較回路 CMP3により比較部が構成されている。  The built-in memory MEM has a memory array ARY of flash memory. The memory array ARY is composed of a plurality of non-volatile memory cells MC arranged in a matrix; a plurality of word lines WL connected to the memory cells MC arranged in the horizontal direction in the figure, and a plurality of memory cells MC arranged in the vertical direction in the figure. It has a plurality of bit lines BL connected to the end memory cell MC. The memory cells MC connected to each word line are accessed simultaneously. The sense amplifier AMP, write gate WG (write switch), holding circuit HLD3, and comparison circuit CMP3 are formed corresponding to the bit lines BL. Specifically, the sense amplifier AMP is arranged between the bit line BL and the column switch SW1 (first selection switch). The write gate WG is arranged between the output (transmission node) of the sense amplifier AMP and the input of the holding circuit HLD3. One input of the comparison circuit CMP3 receives the output of the sense amplifier AMP. The other input of the comparison circuit CMP3 is connected to the output of the holding circuit HLD3. The holding unit is configured by a plurality of holding circuits HLD3. A comparison unit is constituted by the plurality of comparison circuits CMP3.
この実施形態では、 試験夕ィミング生成回路 TGEN は、 中央処理ュニット CPU からの試験モ一ド信号 TMを受けて試験動作を開始する。試験夕ィミング生成回路 TGENは、 メモリセル MCから読み出されたデータがセンスアンプ AMPで増幅され る夕イミングに合わせてストァ信号 STを出力し、読み出しデ一夕を保持回路 HLD3 に書き込む。 この動作により、 ビット線 BL上の全てのデ一夕は、 保持回路 HLD3 に一度に書き込まれる。  In this embodiment, the test timing generating circuit TGEN receives a test mode signal TM from the central processing unit CPU and starts a test operation. The test evening generation circuit TGEN outputs the store signal ST in accordance with the evening when the data read from the memory cell MC is amplified by the sense amplifier AMP, and writes the readout data to the holding circuit HLD3. With this operation, all data on the bit line BL is written to the holding circuit HLD3 at once.
各比較回路 CMP3 は、 別途メモリセル MC から読み出されるデ一夕を保持回路 HLD3に保持されたデ一夕(期待値)と比較し、比較結果を出力する。比較回路 CMP3 は、 両論理値が同じときに論理" 0 "を出力し、 両論理値が異なるときに論理" 1 " を出力する。比較回路 CMP3の出力は、 ワイヤ一ドオア接続され、 試験結果スィッ チ SW3を介して試験タイミング生成回路 TGENの比較結果端子 CMPに接続されてい る。試験タイミング生成回路 TGENは、 比較結果の出力タイミングに合わせて、 試 験結果スィッチ SW3をオンするために比較出力信号 COUTを高レベルに変化させ、 比較結果信号 CMPを受信する。 ' Each comparison circuit CMP3 compares the data read separately from the memory cell MC with the data (expected value) held in the holding circuit HLD3, and outputs a comparison result. The comparison circuit CMP3 outputs logic "0" when both logic values are the same, and outputs logic "1" when both logic values are different. The output of the comparison circuit CMP3 is wire-or-connected, and connected to the comparison result terminal CMP of the test timing generation circuit TGEN via the test result switch SW3. The test timing generation circuit TGEN adjusts the test timing according to the output timing of the comparison result. Change the comparison output signal COUT to high level to turn on the test result switch SW3, and receive the comparison result signal CMP. '
メモリ部 1/00- 1/015のいずれかの比較回路 CMP3が論理" 1 "を出力するとき、 試験タイミング生成回路 TGENは、比較結果端子 CMPに高レベルを受け、 内蔵メモ リ MEMが不良であることを認識する。試験タイミング生成回路 TGENは、試験結果 を試験結果信号 TRとして中央処理ユニット CPUに出力する。 · , . 図 1 2は、 中央処理ユニット CPUのメモリマップを示している。  When any of the comparison circuits CMP3 in the memory section 1 / 00-1 / 015 outputs logic "1", the test timing generation circuit TGEN receives a high level at the comparison result terminal CMP and the built-in memory MEM is defective. Recognize that there is. The test timing generation circuit TGEN outputs the test result to the central processing unit CPU as a test result signal TR. FIG. 12 shows the memory map of the central processing unit CPU.
.この実施形態のメモリマップは、 マスク ROM領域がフラヅシュメモリ領域に変 わっていることを除き、 第 2の実施形態 (図 7 ) と同じである。 . 図 1 3は、中央処理ュニッ ト CPUおよび試験夕ィミング生成回路 TGENが実施す る内蔵メモリ MEM (フラッシュメモリ) の読み出し試験の概要を示している。 読み出し試験は、中央処理ュニッ ト CPUが試験タイミング生成回路 TGENに試験 モード信号 TMを出力することで開始される。 試験タイミング生成回路 TGENは、 例えば、試験モードへの遷移時に試験タイミング生成回路 TGEN内に形成されるレ ジス夕の特定ビッ ト (内蔵メモリ MEMの読み出し試験を示すビット) がセットさ れているときに、 内蔵メモリ MEMの読み出し試験を開始する。  The memory map of this embodiment is the same as that of the second embodiment (FIG. 7) except that the mask ROM area is changed to a flash memory area. Figure 13 shows the outline of the read test of the built-in memory MEM (flash memory) performed by the central processing unit CPU and the test timing generation circuit TGEN. The read test is started when the central processing unit CPU outputs the test mode signal TM to the test timing generation circuit TGEN. For example, when the test timing generation circuit TGEN sets a specific bit (a bit indicating a read test of the built-in memory MEM) of a register that is formed in the test timing generation circuit TGEN at the time of transition to the test mode, Next, a read test of the internal memory MEM is started.
ステップ S71、 S7 は、 上述した第 2の実施形態 (図 8 ) のステップ S51、 S52 と同じであり、 中央処理ユニッ ト CPUによって処理される。 次に、 中央処理ュニ ヅ ト CPUは、 裏バンクから通常バンクに切り替える (ステップ S73) o  Steps S71 and S7 are the same as steps S51 and S52 of the above-described second embodiment (FIG. 8), and are processed by the central processing unit CPU. Next, the central processing unit CPU switches from the back bank to the normal bank (step S73).
次に、試験タイミング生成回路 TGENは、 フラッシュメモリにプログラムされて いるデータを一括消去する (ステップ S74)。次に、試験タイミング生成回路 TGEN は、 フラッシュメモリに初期デ一夕を書き込む (ステップ S75) 。  Next, the test timing generation circuit TGEN collectively erases the data programmed in the flash memory (step S74). Next, the test timing generation circuit TGEN writes the initial data to the flash memory (step S75).
次に、 試験タイミング生成回路 TGENは、低速読み出し試験を実施する (ステツ プ S76) 。  Next, the test timing generation circuit TGEN performs a low-speed read test (step S76).
次に、試験夕ィミング生成回路 TGENは、 フラッシュメモリにプログラムされて いるデータを一括消去する(ステップ S77)。次に、試験タイミング生成回路 TGEN は、 フラッシュメモリに反転デ一夕を書き込む (ステップ S78) 。  Next, the test timing generation circuit TGEN erases the data programmed in the flash memory all at once (step S77). Next, the test timing generation circuit TGEN writes the inverted data into the flash memory (step S78).
次に、試験タイミング生成回路 TGENは、反転デ一夕について低速読み出し試験 を実施する (ステップ S79) 。 最後に、 試験タイミング生成回路 TGENは、 フラヅ シュメモリにプログラムされているデ一夕を一括消去する (ステップ S80) 。 図 1 4は、 図 1 3に示した低速読み出し試験の詳細を示している。 Next, the test timing generation circuit TGEN performs a low-speed read test on the inverted data (step S79). Finally, the test timing generation circuit TGEN All data programmed in the flash memory is erased (step S80). FIG. 14 shows details of the low-speed read test shown in FIG.
このフローでは、 図 4のステップ S23、 S27、 S31、 S32が削除されて構成されて いる。 それ以外の相違点は、 SRAMをアクセスするかフラッシュメモリをアクセス するかに起因する事項のみである。図 4と同じ処理は、同じスデップ番号を付し、 詳細な説明を省略する。  This flow is configured such that steps S23, S27, S31, and S32 in FIG. 4 are deleted. The other differences are only those that result from accessing SRAM or flash memory. The same processes as those in FIG. 4 are denoted by the same step numbers, and the detailed description is omitted.
この実施形態では、複数のセンスアンプ AMP、保持回路 HLD3および比較回路 CMP3 が、 ビッ 卜線 BLに対応してそれぞれ形成されている。 このため、 選択されたヮー ド線 WLに接続されているメモリセル MCのデ一夕を一度に保持回路 HLD3に保持で き、新たにメモリセル MCから読み出されるデ一夕 (第 2デ一夕)を保持回路 HLD3 に保持されているデ一夕と一度で比較できる。 したがって、 ビヅ ト線 BLの選択動 作が不要になる。 すなわち、 1つのヮ一ド線 WLを選択している間 (ステヅプ S21 〜S35が 1回処理される間) に、 そのワード線 に接続されている全てのメモリ セル MC を同時に試験できる。 この結果、 各メモリ部 1/00- 1/015のビッ ト線 BL の本数を'5 m"とするとき、 低速読み出し試験の試験時間は、 第 1の実施形態のほ ぼ m分の 1になる。 In this embodiment, a plurality of sense amplifiers AMP, a holding circuit HLD3, and a comparing circuit CMP3 are respectively formed corresponding to the bit lines BL. Therefore, the data of the memory cell MC connected to the selected mode line WL can be held in the holding circuit HLD3 at a time, and the data read from the memory cell MC newly (second data ) Can be compared once with the data stored in the holding circuit HLD3. Therefore, the operation of selecting the bit line BL becomes unnecessary. In other words, all the memory cells MC connected to the word line can be tested at the same time while one word line WL is selected (while steps S21 to S35 are processed once). As a result, when the number of bit lines BL of each memory unit 1 / 00-1 / 015 is set to ' 5 m', the test time of the low-speed read test is reduced to about 1 / m of that of the first embodiment. Become.
図 1 5は、 図 1 1に示した試験タイミング生成回路 TGENの動作(低速読み出し 試験) を示している。  FIG. 15 shows the operation (low-speed read test) of the test timing generation circuit TGEN shown in FIG.
試験モード信号 TM は、 低速読み出し試験中、 高レベルに保持される (図 1 5 ( a ) ) 。試験タイミング生成回路 TGENは、 クロック信号 CLKに同期して動作す る (図 1 5 ( b ) ) 。 ここで、 クロック信号 CLKは、 中央処理ュニッ ト CPUに供 給されるクロック、 あるいは、 中央処理ュニヅ ト CPUから出力されるクロックで ある。  The test mode signal TM is held at high level during the low-speed read test (Fig. 15 (a)). The test timing generator TGEN operates in synchronization with the clock signal CLK (Fig. 15 (b)). Here, the clock signal CLK is a clock supplied to the central processing unit CPU or a clock output from the central processing unit CPU.
試験タイミング生成回路 TGENは、 1回の読み出し試験の間、ワード線 WL (WL0、 WLls . · . ) を選択し続ける (図 1 5 ( c ) ) 。 ビヅ ト線 BLは、 プリチャージ信号 PREが低レベルの期間にフローティング状態になる。メモリセル MCに書き込まれ ているデ一夕は、ビヅ ト線 BLのフ口一ティング期間に読み出される(図 1 5 ( d ) )。 次のクロックサイクルでセンスアンプ AMPが動作し、ビヅト線 BL上の読み出しデ —夕 RD0を増幅する (図 1 5 ( e ) ) 。 "高速アクセス (第 1アクセスサイクル) "は、 2クロックサイクルで実行される。 , 次のクロックサイクルで、ストァ信号 STが出力され、各センスアンプ AMPで増 幅されたデ一夕 RD0は、保持回路 HLD3にそれぞれ書き込まれる(図 1 5 ( f ) )。 The test timing generation circuit TGEN keeps selecting the word line WL (WL0, WLls...) During one read test (FIG. 15 (c)). The bit line BL enters a floating state while the precharge signal PRE is at a low level. The data written in the memory cell MC is read out during the floating period of the bit line BL (FIG. 15 (d)). In the next clock cycle, the sense amplifier AMP operates to amplify the read data RD0 on the bit line BL (Fig. 15 (e)). "High-speed access (first access cycle) Is executed in two clock cycles. In the next clock cycle, the store signal ST is output, and the data RD0 amplified by each sense amplifier AMP is written to the holding circuit HLD3 (see FIG. 1). 5 (f)).
"低速アクセス (第 2アクセスサイクル) "は、 "高速アクセス"における 2番目 のクロックサイクルの後に、 ダミーのクロックサイクルを所定数揷入することで 実現される (図 1 5 ( g ) ) 。 挿入されるクロックサイクル数は、 試験タイミン グ生成回路 TGENに形成されるモ一ドレジス夕 MR等を利用することで、 内蔵メモ リ MEMの外部から任意の値に設定できる。 例えば、 モ一ドレジス夕の 1 0:ビッ ト を使用することで、 0〜1 0 2 3クロヅクサイクルを任意に挿入できる。  "Low-speed access (second access cycle)" is realized by inserting a predetermined number of dummy clock cycles after the second clock cycle in "high-speed access" (Fig. 15 (g)). The number of clock cycles to be inserted can be set to any value from outside the built-in memory MEM by using the mode register MR formed in the test timing generation circuit TGEN. For example, by using the 10: bit of the mode register, 0 to 123 clock cycles can be arbitrarily inserted.
試験タイミング生成回路 TGENは、 "低速アクセス"後のクロックサイクルで、比 較出力信号. C0UTを高レベルに変化させ、 比較結果信号 CMP を受信する (図 1 5 ( h ) ) o 比較結果信号 CMPがエラーを示している場合、 試験夕イミング生成回 路 TGENは、 高レベルの試験結果信号 TRを中央処理ユニッ ト CPUに出力し、 試験 を中断する。エラ一が発生しない場合、 試験タイミング生成回路 TGENは、 次のヮ —ド線 WL1について、 低速読み出し試験を実施するために"高速アクセス"を行う (図 1 5 ( i ) ) 。  The test timing generation circuit TGEN changes the comparison output signal. C0UT to high level and receives the comparison result signal CMP in the clock cycle after "low-speed access" (Fig. 15 (h)). O The comparison result signal CMP If indicates an error, the test generation timing generation circuit TGEN outputs a high-level test result signal TR to the central processing unit CPU and interrupts the test. If no error occurs, the test timing generation circuit TGEN performs "high-speed access" on the next lead line WL1 to perform a low-speed read test (FIG. 15 (i)).
この実施形態においても、 上述した第 1の実施形態と同様の効果を得ることが できる。 さらに、 この実施形態では、複数の保持回路 HLD3および複数の比較回路 CMP3は、 ビッ ト線 BLにそれぞれ対応して形成される。 このため、 ビッ ト線に読 み出された読み出しデータ (第 1データ) を同時に保持でき、 その後ビッ ト線に 読み出された読み出しデータ (第 2データ) を第 1データと一度に比較できる。 この結果、 試験時間を大幅に削減できる。  In this embodiment, the same effects as in the first embodiment can be obtained. Further, in this embodiment, the plurality of holding circuits HLD3 and the plurality of comparison circuits CMP3 are formed corresponding to the bit lines BL, respectively. Therefore, the read data (first data) read to the bit line can be held at the same time, and the read data (second data) read to the bit line can be compared with the first data at a time. As a result, the test time can be significantly reduced.
試験タイミング生成回路 TGENは、試験モード中に中央処理ュニット CPUから出 力される試験モード信号 MDに応答して動作し、メモリアレイ ARYを試験するため の試験パターンを生成する。 このため、 メモリアレイ ARYの試験に対する中央処 理ュニッ ト CPUの負荷を軽減できる。中央処理ュニッ ト CPUは、メモリアレイ ARY の試験中に別の機能プロックの試験等を実施できる。 複数の処理を並列に実施で きるため、 シングルチヅプマイクロコンピュー夕の試験時間を短縮できる。  The test timing generation circuit TGEN operates in response to the test mode signal MD output from the central processing unit CPU during the test mode, and generates a test pattern for testing the memory array ARY. Therefore, the load on the central processing unit CPU for the test of the memory array ARY can be reduced. The central processing unit CPU can perform another function block test or the like during the test of the memory array ARY. Since multiple processes can be performed in parallel, the test time for a single-chip microcomputer can be reduced.
試験夕ィミング生成回路 TGENは、第 1データを読み出すクロックサイクルにダ ミ—クロックサイクルを追加することで、 第 2デ一夕を読み出すクロックサイク ルを生成する。 このため、 高速読み出しサイクルを生成するための論理回路の多 くを低速読み出しサイクルの生成にも利用でき、 試験タイミング生成回路 TGEN の回路規模を小さくできる。 The test evening generation circuit TGEN switches the clock cycle to read the first data. By adding a new clock cycle, a clock cycle to read out the second data is generated. Therefore, many of the logic circuits for generating the high-speed read cycle can be used for generating the low-speed read cycle, and the circuit size of the test timing generation circuit TGEN can be reduced.
試験夕ィ,ミング生成回路 TGENにモ一ドレジス夕 MRが形成されるため、 追加す るダミークロックサイクルの数を内蔵メモリ MEMの外部から設定可能である。 こ のため、 温度、 電圧等の環境条件に応じて、 第 2デ一夕を読み出すために最適な クロックサイクル数を設定できる。 また、 クロックサイクル数を徐々に変えてい くことで、 メモリアレイのリーク量を間接的に評価できる。  Since a test register and a mode register MR are formed in the test generation and mining generation circuit TGEN, the number of dummy clock cycles to be added can be set from outside the internal memory MEM. Therefore, the optimum number of clock cycles for reading the second data can be set according to the environmental conditions such as temperature and voltage. Also, by gradually changing the number of clock cycles, the leak amount of the memory array can be indirectly evaluated.
なお、 上述した第 4の実施形態では、 モ一ドレジス夕の設定値に応じてクロヅ クサイクルを延ばすことで、 "低速アクセス"サイクルを生成する例について述べ た。本発明はかかる実施形態に限定されるものではない。例えば、内蔵メモリ MEM がマスク ROMまたは SRAMの場合、図 1 6に示すように、試験タイミング生成回路 TGENの内部で、 モードレジス夕の設定値に応じて、 内部ウェイ ト信号 WAITを生 成し、内部ウェイ ト信号 WAITが高レベルの期間、アクセスサイクルを引き延ばし てもよい。 ウェイ ト挿入期間、 メモリセル MCからビット線 BLに読み出しデータ が出力し続ける。 このため、 メモリセル MCのリーク不良を検出しやすい。  In the above-described fourth embodiment, an example has been described in which the “low-speed access” cycle is generated by extending the clock cycle according to the setting value of the mode register. The present invention is not limited to such an embodiment. For example, when the built-in memory MEM is a mask ROM or SRAM, as shown in Fig. 16, an internal wait signal WAIT is generated inside the test timing generation circuit TGEN according to the set value of the mode register. The access cycle may be extended while the internal wait signal WAIT is high. During the wait insertion period, read data continues to be output from the memory cell MC to the bit line BL. Therefore, it is easy to detect a leak failure of the memory cell MC.
上述した第 4の実施形態では、 内蔵メモリ MEM 内に試験タイミング生成回路 TGENを形成し、 内蔵メモリ MEM自身が、 低速読み出し試験を実施する例について 述べた。 本発明はかかる実施形態に限定されるものではない。 例えば、 第 1およ び第 2の実施形態において、プリデコーダ PDECの代わりに試験夕ィミング生成回 路 TGENを形成し、 内蔵メモリ MEM自身が、中央処理ュニヅト CPUからの試験モー ド信号 TMに応答して、 低速読み出し試験を実施してもよい。  In the fourth embodiment described above, an example has been described in which the test timing generation circuit TGEN is formed in the built-in memory MEM, and the built-in memory MEM itself performs a low-speed read test. The present invention is not limited to such an embodiment. For example, in the first and second embodiments, a test timing generation circuit TGEN is formed instead of the predecoder PDEC, and the internal memory MEM itself responds to the test mode signal TM from the central processing unit CPU. Then, a low-speed reading test may be performed.
以上、 本発明について詳細に説明してきたが、 上記の実施形態およびその変形 例は発明の一例に過ぎず、 本発明はこれに限定されるものではない。 本発明を逸 脱しない範囲で変形可能であることは明らかである。 卜の禾 ii fflの τ 'Ι'Φ  As described above, the present invention has been described in detail. However, the above-described embodiment and its modifications are merely examples of the present invention, and the present invention is not limited thereto. Obviously, modifications can be made without departing from the present invention.禾 Ι'Φ
本発明の半導体集積回路および半導体集積回路に搭載される内蔵メモリの試験 方法では、 メモリセルから読み出されるデータを期待値にできるため、 第 2デー 夕を半導体集積回路の外部の期待値と比較する必要はない。 この結果、 L S Iテ ス夕等の高価な試験装置は不要になり、 内蔵メモリの試験コストを削減できる。 本発明の半導体集積回路および半導体集積回路に搭載.される内蔵メモリの試験 方法では、 低速読み出し試験を簡易に実施でき、 低速読み出し試験の試験コスト を削減できる。 Test of semiconductor integrated circuit of the present invention and built-in memory mounted on semiconductor integrated circuit In the method, since the data read from the memory cell can be set to the expected value, it is not necessary to compare the second data with the expected value outside the semiconductor integrated circuit. As a result, expensive test equipment such as LSI test equipment is not required, and the test cost of the built-in memory can be reduced. According to the semiconductor integrated circuit of the present invention and the test method of the built-in memory mounted on the semiconductor integrated circuit, the low-speed read test can be easily performed, and the test cost of the low-speed read test can be reduced.
本発明の半導体集積回路では、 デ一夕端子のビット数が多い場合にも、 試験時 間を短くできる。  In the semiconductor integrated circuit of the present invention, the test time can be shortened even when the number of bits of the data terminal is large.
本発明の半導体集積回路では、 ワイヤードオア接続することで、 比較回路の後 に論理回路を形成することが不要になる。 比較回路が複数ある場合にも、 不良の 有無を 1本の比較結果端子で外部に伝達できる。 この結果、 .内蔵メモリのレイァ ゥトサイズを小さくできる。  In the semiconductor integrated circuit of the present invention, the wired-OR connection eliminates the need to form a logic circuit after the comparison circuit. Even if there are multiple comparison circuits, the presence or absence of a defect can be transmitted to the outside using one comparison result terminal. As a result, the layout size of the internal memory can be reduced.
本発明の半導体集積回路では、 内蔵のプ口セッサおよび内蔵 R 0 Mを利用する ことで、 最小のハードウエアで内蔵メモリの読み出し試験を実施できる。  In the semiconductor integrated circuit of the present invention, by using the built-in processor and the built-in ROM, a read test of the built-in memory can be performed with minimum hardware.
本発明の半導体集積回路では、 コントローラは、 メモリアレイの試験中に、 試 験とは無関係に別の機能プロックの試験等を実施できる。 複数の処理を並列に実 施できるため、 半導体集積回路の試験時間を短縮できる。  In the semiconductor integrated circuit of the present invention, the controller can execute another function block test or the like during the test of the memory array irrespective of the test. Since a plurality of processes can be performed in parallel, the test time of the semiconductor integrated circuit can be reduced.
本発明の半導体集積回路では、 高速読み出しサイクルを生成するための論理回 路の多くを低速読み出しサイクルの生成にも利用できる。 この結果、 サイクル制 御部の回路規模を小さくできる。 . 本発明の半導体集積回路では、 温度、 電圧等の環境条件に応じて、 第 2データ を読み出すために最適なクロックサイクル数を設定できる。 また、 半導体集積回 路の試作等において、 クロックサイクル数を徐々に変えていくことで、 メモリア レイのリーク量を間接的に評価できる。  In the semiconductor integrated circuit of the present invention, many of the logic circuits for generating the high-speed read cycle can be used for generating the low-speed read cycle. As a result, the circuit scale of the cycle control unit can be reduced. In the semiconductor integrated circuit of the present invention, the optimal number of clock cycles for reading the second data can be set according to the environmental conditions such as temperature and voltage. Also, in the trial production of semiconductor integrated circuits, etc., the amount of memory array leakage can be indirectly evaluated by gradually changing the number of clock cycles.
本発明の半導体集積回路では、 第 1選択スィッチの多重選択による不良等、 第 1選択スイッチの選択不良を検出できる。 また、 センスアンプで増幅された第 1 デ一夕を保持部に確実に保持でき、 センスアンプで増幅された第 2データを保持 部に保持された第 1データと確実に比較できる。  In the semiconductor integrated circuit of the present invention, a selection failure of the first selection switch, such as a failure due to multiple selection of the first selection switch, can be detected. Also, the first data amplified by the sense amplifier can be securely held in the holding unit, and the second data amplified by the sense amplifier can be reliably compared with the first data held in the holding unit.
本発明の半導体集積回路では、 所定のアクセスサイクルを繰り返すことで第 1 データを連続して読み出すことができる。 所定のアクセスサイクルを繰り返して 第 2デ一夕を連続して読み出し、 第 1デ一夕とそれぞれ比較できる。 アクセスサ ィクルの切り替えの頻度を減らすことができるため、 サイクル制御部の負荷を軽 減できる。 また、 センスアンプで増幅された第 1デ一夕を保持部に確実に保持で き、 センスアンプで増幅された第 2デ一夕を保持部に保持された第 1データと確 実に比較できる。 In the semiconductor integrated circuit according to the present invention, the first access cycle is repeated by repeating a predetermined access cycle. Data can be read continuously. By repeating a predetermined access cycle, the second data can be continuously read and compared with the first data. Since the frequency of switching access cycles can be reduced, the load on the cycle control unit can be reduced. Also, the first data amplified by the sense amplifier can be securely held in the holding unit, and the second data amplified by the sense amplifier can be reliably compared with the first data held in the holding unit.
本発明の半導体集積回路では、 ビッ ト線に読み出された複数ビッ卜の第 1デ一 夕を同時に保持でき、 その後ビッ ト線に読み出された複数ビッ トの第 2デ一夕を 第 1デ一夕と同時に比較できる。この結果、試験時間を大幅に削減できる。また、 センスアンプで増幅された第 1デ一夕を保持部に確実に保持でき、 ·センスアンプ で増幅された第 2デ一夕を保持部に保持された第 1データと.確実に比較できる。.  In the semiconductor integrated circuit of the present invention, the first data of a plurality of bits read out to the bit line can be held at the same time, and the second data of the plurality of bits read out to the bit line is then stored in the second line. One day can be compared at a time. As a result, the test time can be significantly reduced. In addition, the first data amplified by the sense amplifier can be securely held in the holding unit, and the second data amplified by the sense amplifier can be reliably compared with the first data held in the holding unit. . .

Claims

請求の範囲 The scope of the claims
( 1 ) 内蔵メモリと、 前記内蔵メモリの動作を制御するコントローラを備えた 半導体集積回路であって、 (1) A semiconductor integrated circuit comprising: a built-in memory; and a controller that controls an operation of the built-in memory,
前記内蔵メモリは、 ' '  The internal memory is
複数のメモリセルで構成されるメモリアレイを有するメモリ部と、  A memory unit having a memory array composed of a plurality of memory cells;
前記メモリセルから読み出される第 1デ一夕を期待値デ一夕として保持する保 持部と.、  A holding unit that holds the first data read from the memory cell as an expected value data;
前記保持回路に保持されている前記第 1データを、 前記第 1データを読み出し たメモリセルから改めて読み出される第 2デ一夕と比較する比較部とを備え、 前記内蔵メモリおよび前記コントローラのいずれかは、 前記メモリアレイのァ クセスサイクルを、 前記第 1データを読み出すときと前記第 2デ一夕を読み出す ときとで変更するサイクル制御部を備えていることを特徴とする半導体集積回路 c A comparing unit for comparing the first data held in the holding circuit with a second data read again from a memory cell from which the first data has been read; , said a § access cycle of the memory array, wherein the semiconductor integrated circuit c, characterized in that it comprises a cycle control unit for changing between when the when the first read data read out said second de Isseki
( 2 ) 請求の範囲 1の半導体集積回路において、 (2) In the semiconductor integrated circuit of Claim 1,
前記サイクル制御部は、 前記第 2データを読み出すアクセスサイクルを、 前記 第 1デ一夕を読み出すアクセスサイクルより長く設定することを特徴とする半導 体集積回路。  The semiconductor integrated circuit, wherein the cycle control section sets an access cycle for reading the second data longer than an access cycle for reading the first data.
( 3 ) 請求の範囲 1の半導体集積回路において、  (3) In the semiconductor integrated circuit of Claim 1,
前記内蔵メモリは、 前記メモリセルから読み出されるデ一夕を出力する複数の データ端子を備え、  The internal memory includes a plurality of data terminals that output data read from the memory cells,
前記メモリ部、 前記保持部および前記比較部は、 前記デ一夕端子毎に形成され ていることを特徴とする半導体集積回路。  The semiconductor integrated circuit, wherein the memory unit, the holding unit, and the comparison unit are formed for each of the data terminals.
( 4 ) 請求の範囲 3の半導体集積回路において、  (4) In the semiconductor integrated circuit of claim 3,
前記デ一夕端子にそれぞれ対応する前記比較回路の出力は、 互いにワイヤ一ド オア接続され、 前記内蔵メモリの比較結果端子に接続されていることを特徴とす る半導体集積回路。  The semiconductor integrated circuit according to claim 1, wherein outputs of the comparison circuits respectively corresponding to the data terminals are connected to each other in a wire-doed manner and connected to a comparison result terminal of the built-in memory.
( 5 ) 請求の範囲 1の半導体集積回路において、  (5) In the semiconductor integrated circuit of claim 1,
前記メモリセルから前記第 1データを読み出すための高速アクセス動作を実行 するための第 1プログラム、 前記メモリセルから前記第 2データを読み出すため の低速アクセス動作を実行するための第 2プログラム、 および前記第 1および第 2データの比較結果を判定するための第 3プログラムを格納する内蔵 R O Mを備 え、 A first program for executing a high-speed access operation for reading the first data from the memory cell, for reading the second data from the memory cell And a built-in ROM for storing a second program for executing the low-speed access operation of the first and second programs, and a third program for judging the comparison result of the first and second data.
前記コントローラは、 試験モード中に前記第 1、 第 2および第 3プログラムを 順次実行するプロセッサであることを特徴とする半導体集積回路。  The semiconductor integrated circuit according to claim 1, wherein the controller is a processor that sequentially executes the first, second, and third programs during a test mode.
( 6 ) 請求の範囲 1の半導体集積回路において、  (6) In the semiconductor integrated circuit of Claim 1,
前記コントローラは、 前記通常動作モードおよび試験モードを有し、 前記試験 モード中に試験起動信号を出力し、  The controller has the normal operation mode and the test mode, and outputs a test start signal during the test mode;
前記内蔵メモリ内に形成される前記サイクル制御部は、 前記試験起動信号に応 答して動作し前記メモリアレイを試験するための試験パターンを生成するパター ン生成回路を備えていることを特徴とする半導体集積回路。:  The cycle control unit formed in the internal memory includes a pattern generation circuit that operates in response to the test start signal and generates a test pattern for testing the memory array. Semiconductor integrated circuit. :
( 7 ) 請求の範囲 6の半導体集積回路において、  (7) In the semiconductor integrated circuit of claim 6,
前記サイクル制御部は、 クロックに同期して動作し、 前記第 2データ.を読み出 すためのクロックサイクル数を、 前記第 1デ一夕を読み出すためのクロックサイ クル数より多く設定することを特徴とする半導体集積回路。  The cycle control unit operates in synchronization with a clock, and sets the number of clock cycles for reading the second data to be greater than the number of clock cycles for reading the first data. Characteristic semiconductor integrated circuit.
( 8 ) 請求の範囲 7の半導体集積回路において、  (8) In the semiconductor integrated circuit of claim 7,
前記サイクル制御部は、 前記第 1デ一夕を読み出すクロックサイクルにダミー クロックサイクルを追加することで、 前記第 2デ一夕を読み出すクロックサイク ルを生成することを特徴とする半導体集積回路。  The semiconductor integrated circuit, wherein the cycle control unit generates a clock cycle for reading the second data by adding a dummy clock cycle to a clock cycle for reading the first data.
( 9 ) 請求の範囲 8の半導体集積回路において、  (9) In the semiconductor integrated circuit of claim 8,
前記サイクル制御部は、 追加する前記ダミークロックサイクルの数を外部から 設定可能なレジス夕を備えていることを特徴とする半導体集積回路。  The semiconductor integrated circuit according to claim 1, wherein the cycle control unit includes a register capable of externally setting the number of the dummy clock cycles to be added.
( 1 0 ) 請求の範囲 1の半導体集積回路において、  (10) In the semiconductor integrated circuit of Claim 1,
前記サイクル制御部は、 半導体集積回路の試験モード中に動作することを特徴 とする半導体集積回路。  The semiconductor integrated circuit, wherein the cycle control unit operates during a test mode of the semiconductor integrated circuit.
( 1 1 ) 請求の範囲 1の半導体集積回路において、  (11) In the semiconductor integrated circuit of Claim 1,
前記メモリアレイは、  The memory array comprises:
前記第 1および第 2データを伝達するために前記メモリセルにそれぞれ接続さ れた複数のビット線を備え、 前記保持部は、 同時にアクセスされる前記メモリセルから前記ビット線にそれ それ読み出される前記第 1データの 1つを保持する保持回路を備え、 A plurality of bit lines respectively connected to the memory cells for transmitting the first and second data; The holding unit includes a holding circuit that holds one of the first data read from the memory cells accessed simultaneously to the bit line,
前記メモリ部は、  The memory unit,
前記ビット線にそれぞれ接続され、 アドレスに応じて前記ビット線のいずれか を第.1ノードに接続する複数の第 1選択スィッチと、.  A plurality of first selection switches respectively connected to the bit lines, and connecting any of the bit lines to a first node according to an address;
前記第 1データの読み出し中に、 前記第 1ノードを前記保持回路の入力に接続 する書き込みスイッチとを備え、  A write switch for connecting the first node to an input of the holding circuit during reading of the first data;
前記比較部は、 前記第 1ノードに伝達される前記第 2データを、. 前記保持回路 から出力される前記第 1デ一夕と比較する比較回路を備えていることを特徴とす る半導体集積回路。  A semiconductor integrated circuit comprising: a comparing circuit configured to compare the second data transmitted to the first node with the first data output from the holding circuit. circuit.
( 1 2 ) 請求の範囲 1 1の半導体集積回路において、  (1 2) In the semiconductor integrated circuit of claim 11,
前記メモリ部は、 前記第 1選択スィツチと前記第 1ノ一ドとの間に配置される センスアンプを備えていることを特徴とする半導体集積回路。  The semiconductor integrated circuit according to claim 1, wherein the memory unit includes a sense amplifier arranged between the first selection switch and the first node.
( 1 3 ) 請求の範囲 1 1の半導体集積回路において、  (13) In the semiconductor integrated circuit of claim 11,
前記メモリアレイは、 前記メモリセルに接続され、 ァドレスに応じて選択され る複数のヮ一ド線を備え、  The memory array includes a plurality of lead lines connected to the memory cells and selected according to an address,
前記各ヮード線に接続されているメモリセルは、 同時にアクセスされることを 特徴とする半導体集積回路。  The semiconductor integrated circuit according to claim 1, wherein the memory cells connected to the respective code lines are simultaneously accessed.
( 1 4 ) 請求の範囲 1の半導体集積回路において、  (14) In the semiconductor integrated circuit of Claim 1,
前記メモリアレイは、  The memory array comprises:
前記第 1および第 2デ一夕を伝達するために前記メモリセルにそれぞれ接続さ れた複数のビット線を備え、  A plurality of bit lines respectively connected to the memory cells for transmitting the first and second data;
前記保持部は、 前記ビット線にそれぞれ対応し、 同時にアクセスされる前記メ モリセルから前記ビット線に読み出される前記第 1データをそれぞれ保持する複 数の保持回路を備え、  The holding unit includes a plurality of holding circuits respectively corresponding to the bit lines and holding the first data read from the memory cells accessed at the same time to the bit lines,
前記メモリ部は、  The memory unit,
前記ビット線にそれぞれ接続され、 アドレスに応じて前記ビット線のいずれか を第 1ノードに接続する複数の第 1選択スィツチと、  A plurality of first selection switches respectively connected to the bit lines and connecting any of the bit lines to a first node according to an address;
前記保持回路にそれそれ接続され、 ァドレスに応じて前記保持回路のいずれか を第 2ノードに接続する複数の第 2選択スィツチと、 Any one of the holding circuits is connected to the holding circuit, depending on an address. A plurality of second selection switches connecting the second selection switch to the second node;
前記第 データの読み出し中に、 前記第 1ノードを前記第 2ノードに接続する 書き込みスィッチとを備え、  A write switch for connecting the first node to the second node during reading of the second data;
前記比較部は、 前記第 1ノードに伝達される前記第 2データを、 保持回路から 前記第 2ノードに伝達される前記第 1デ一夕と比較する比較回路を備えているこ とを特徴とする半導体集積回路。  The comparison unit includes a comparison circuit that compares the second data transmitted to the first node with the first data transmitted from a holding circuit to the second node. Semiconductor integrated circuit.
( 1 5 ) 請求の範囲 1 4の半導体集積回路において、  (15) In the semiconductor integrated circuit of claim 14,
前記第 1および第 2選択スィッチのうち前記各ビット線に対応する一対の第 1 および第 2選択スィツチは、 同時にオンすることを特徴とする半導体集積回路。 ( 1 6 ) 請求の範囲 1 4の半導体集積回路において、  A semiconductor integrated circuit, wherein a pair of first and second selection switches corresponding to the respective bit lines among the first and second selection switches are simultaneously turned on. (16) In the semiconductor integrated circuit of claim 14,
前記メモリ部は、 前記第 1ノードと前記書き込みスィツチとの間に配置される センスアンプを備えていることを特徴とする半導体集積回路。  The semiconductor integrated circuit according to claim 1, wherein the memory unit includes a sense amplifier arranged between the first node and the write switch.
( 1 7 ) 請求の範囲 1 4の半導体集積回路において、  (17) In the semiconductor integrated circuit of claim 14,
前記メモリアレイは、 前記メモリセルに接続され、 アドレスに応じて選択され る複数のワード線を備え、  The memory array includes a plurality of word lines connected to the memory cells and selected according to an address.
前記各ヮ一ド線に接続されているメモリセルは、 同時にアクセスされることを 特徴とする半導体集積回路。  The semiconductor integrated circuit according to claim 1, wherein the memory cells connected to the respective node lines are simultaneously accessed.
( 1 8 ) 請求の範囲 1の半導体集積回路において、  (18) In the semiconductor integrated circuit of Claim 1,
前記メモリアレイは、  The memory array comprises:
前記第 1および第 2データを伝達するために前記メモリセルにそれぞれ接続さ れた複数のビツト線を備え、  A plurality of bit lines respectively connected to the memory cells for transmitting the first and second data;
前記保持部は、 前記ビット線にそれぞれ対応し同時にアクセスされる前記メモ リセルから前記ビッ ト線に読み出される前記第 1デ一夕をそれぞれ保持する複数 の保持回路を備え、  The holding unit includes a plurality of holding circuits for holding the first data read out from the memory cells respectively corresponding to the bit lines and simultaneously accessed to the bit lines,
前記メモリ部は、  The memory unit,
前記ビット線にそれぞれ接続され、 前記ビット線のいずれかをアドレスに応じ て第 1ノードに接続する複数の第 1選択スィヅチと、  A plurality of first selection switches respectively connected to the bit lines, and connecting any of the bit lines to a first node according to an address;
前記第 1データの読み出し中に、 前記ビット線を前記保持回路にそれぞれ接続 する複数の書き込みスィツチとを備え、 前記比較部は、 前記ビット線から前記第 1選択スィツチに向けて伝達される前 記第 2デ一夕を、 前記保持回路から出力される前記第 1デ一夕とそれぞれ比較す る複数の比較回路を備えていることを特徴とする半導体集積回路。 A plurality of write switches respectively connecting the bit lines to the holding circuit during reading of the first data; The comparing unit is configured to compare the second data transmitted from the bit line to the first selection switch with the first data output from the holding circuit. A semiconductor integrated circuit comprising a circuit.
( 1 9 ) . 請求の範囲 1 8の半導体集積回路において、  (19) In the semiconductor integrated circuit of claim 18,
前記各書き込みスィッチおよび前記各第 1選択スィッチは、 伝達ノードを介し て前記各ビッ ト線に接続され、  The write switches and the first selection switches are connected to the bit lines via transmission nodes,
前記メモリ部は、 前記ビット線と前記伝達ノードとの間に配置されるセンスァ ンプを備えていることを特徴とする半導体集積回路。  The semiconductor integrated circuit according to claim 1, wherein the memory unit includes a sense amplifier disposed between the bit line and the transmission node.
( 2 0 ) 請求の範囲 1 8の半導体集積回路において、  (20) In the semiconductor integrated circuit of claim 18,
前記メモリアレイは、 前記メモリセルに接続され、 アドレスに応じて選択され る複数のヮ一ド線を備え、 . . 前記各ヮード線に接続されているメモリセルは、 同時にアクセスされることを 特徴とする半導体集積回路。 · ( 2 1 ) 請求の範囲 1 8の半導体集積回路において、  The memory array includes a plurality of read lines connected to the memory cells and selected according to an address... The memory cells connected to each of the read lines are simultaneously accessed. Semiconductor integrated circuit. · (21) In the semiconductor integrated circuit of claim 18,
前記比較回路の出力は、 互いにワイヤードオア接続されていることを特徴とす る半導体集積回路。  A semiconductor integrated circuit, wherein outputs of the comparison circuits are wired-OR connected to each other.
( 2 2 ) メモリアレイのメモリセルから第 1アクセスサイクルで読み出される 第 1データを期待値デ一夕として一時保持し、  (22) The first data read from the memory cell of the memory array in the first access cycle is temporarily held as an expected value data,
保持している前記第 1データを、 第 2アクセスサイクルで前記第 1データを読 み出したメモリセルから改めて読み出される第 2デ一夕と比較し、  Comparing the held first data with a second data read again from the memory cell from which the first data was read in a second access cycle;
比較結果が異なるときに、 前記メモリアレイの不良を判定することを特徴とす る半導体集積回路に搭載される内蔵メモリの試験方法。  A test method for a built-in memory mounted on a semiconductor integrated circuit, wherein a defect of the memory array is determined when the comparison result is different.
( 2 3 ) 請求の範囲 2 2の半導体集積回路に搭載される内蔵メモリの試験方法 において、  (23) The method for testing a built-in memory mounted on a semiconductor integrated circuit according to claim 22, wherein:
前記第 2アクセスサイクルを、 前記第 1アクセスサイクルより長く設定するこ とを特徴とする半導体集積回路に搭載される内蔵メモリの試験方法。  A method for testing a built-in memory mounted on a semiconductor integrated circuit, wherein the second access cycle is set longer than the first access cycle.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH06139786A (en) * 1992-10-27 1994-05-20 Fujitsu Ltd Electrically erasable programmable rom
JP2000156098A (en) * 1998-11-20 2000-06-06 Nec Corp Memory self-test device, and semiconductor integrated circuit incorporating this memory self-test device

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