JP4869911B2 - Logic BIST circuit and modulo circuit - Google Patents
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Description
本発明は、半導体集積回路装置に組み込まれたBIST(built-in self test:組込み自己検査)回路に関し、特に、演算器を含む機能回路をチェックするためのロジックBIST回路及びそれに使用されるモジュロ回路に関する。 The present invention relates to a BIST (built-in self test) circuit incorporated in a semiconductor integrated circuit device, and in particular, a logic BIST circuit for checking a functional circuit including an arithmetic unit and a modulo circuit used therein. About.
LSI(large-scale integrated circuit:大規模集積回路)の高集積化に伴い、試験容易化設計(design for testability)の重要性が増してきている。試験容易化設計の一つとして、BISTが知られている。ここで、BISTとは組込み試験と自己試験を組み合わせたもので、LSI内部で試験パターンの発生と出力判定を行うものである。BIST回路は、回路内部に試験系列発生機構を組み込んだものである。 With the high integration of LSI (large-scale integrated circuit), the importance of design for testability is increasing. BIST is known as one of testability design. Here, the BIST is a combination of a built-in test and a self-test, and generates a test pattern and determines an output inside the LSI. The BIST circuit incorporates a test sequence generation mechanism inside the circuit.
試験容易化設計に関する先行技術文献は、種々知られている。例えば、特許文献1(特開2001−297598号公報)は、BIST命令用メモリを新たに組み込むことなく、プログラマブルなメモリBISTを内蔵する「半導体集積回路装置、及び半導体集積回路装置の自己テスト方法」を開示している。この特許文献1では、集積回路中のフリップフロップを直列に連結したスキャンパスレジスタをBIST命令用メモリとし、アドレスデコーダからのアドレス指令信号によりフリップフロップを選択してBIST実行命令用プログラムデータを読み出している。そして、この読み出されたプログラムデータに基づいてテストパタンを生成し、被テスト対象メモリがテストパタンデータを書き込んだ後で読み出されたデータと、当該テストパタンに相当する期待値パタンデータとを比較することによりメモリBISTを行っている。 Various prior art documents relating to design for testability are known. For example, Patent Document 1 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-297598) discloses a “semiconductor integrated circuit device and a self-test method for a semiconductor integrated circuit device” that includes a programmable memory BIST without newly incorporating a BIST instruction memory. Is disclosed. In Patent Document 1, a scan path register in which flip-flops in an integrated circuit are connected in series is used as a BIST instruction memory, and a flip-flop is selected by an address command signal from an address decoder to read program data for BIST execution instructions. Yes. Then, a test pattern is generated based on the read program data, and the data read after the test target memory writes the test pattern data and the expected value pattern data corresponding to the test pattern are obtained. The memory BIST is performed by comparison.
詳述すると、特許文献1は、プログラマブルメモリBISTを組み込んだ半導体集積回路装置を開示している。この半導体集積回路装置は、組み合わせ回路と順序回路とから成るシステムロジックと、BIST制御回路と、アドレスデコーダと、テストパタン生成器と、第1及び第2のマルチプレクサと、第1及び第2の被テストメモリと、テスト結果解析器とを有する。順序回路を構成する複数のフリップフロップはシフトレジスタのように直列に連結して接続され、スキャンパスレジスタ(BIST命令用メモリ)を形成する。BIST制御回路は、アドレスデコータ制御用信号をアドレスデコータへ供給する。アドレスデコータはアドレス指令信号をBIST命令用メモリに与え、BIST命令用メモリより選択的に順次プログラムデータを読み出す。テストパタン生成器は、BIST制御回路から出力される制御信号に応じてそのプログラムデータに対応したテストパタンデータを順次発生させる。また、テストパタン生成器は、テストパタンデータをテスト結果解析器へ与える。第1及び第2のマルチプレクサは、テストパタン生成器から発生されたテストパタンデータと、システムロジックからの出力データとを切り替え、第1及び第2の被テストメモリへの入力データを選択する。第1及び第2の被テストメモリから読み出されたデータは、通常のシステム動作時はデータバスを介してシステムロジックへ出力され、BIST動作時はテスト解析器へ取り込まれる。テスト結果解析器は、取り込まれたメモリ出力データと、テストパタンデータに相当する期待値パタンデータとを比較してテスト解析結果(比較結果)を出力する。 More specifically, Patent Document 1 discloses a semiconductor integrated circuit device incorporating a programmable memory BIST. The semiconductor integrated circuit device includes a system logic including a combinational circuit and a sequential circuit, a BIST control circuit, an address decoder, a test pattern generator, first and second multiplexers, and first and second target circuits. A test memory and a test result analyzer; A plurality of flip-flops constituting the sequential circuit are connected in series like a shift register to form a scan path register (BIST instruction memory). The BIST control circuit supplies an address decoder control signal to the address decoder. The address decoder applies an address command signal to the BIST instruction memory, and selectively reads out program data sequentially from the BIST instruction memory. The test pattern generator sequentially generates test pattern data corresponding to the program data in accordance with a control signal output from the BIST control circuit. The test pattern generator provides test pattern data to the test result analyzer. The first and second multiplexers switch between test pattern data generated from the test pattern generator and output data from the system logic, and select input data to the first and second test target memories. Data read from the first and second memory under test is output to the system logic via the data bus during normal system operation, and taken into the test analyzer during BIST operation. The test result analyzer compares the fetched memory output data with expected value pattern data corresponding to the test pattern data, and outputs a test analysis result (comparison result).
また、特許文献2(特開昭63−145547号公報)は、演算回路等のチェックに用いられるモジュロW回路を開示している。この特許文献2に開示されたモジュロW回路は、wビット(w≧2)の入力、wビットの出力を有するモジュロW回路であって、wビットで表現することができる2w通りの2進値のうち、全ビットが“1”のコードは、故障が検出されたことを示すエラーコードとして定義され、全ビットが“1”を除く残りのW(=2w−1)は、モジュロWのW通りのコードとして定義され、故障が発生又は故障を検出してエラーコードを生成した際には、そのエラーコードを伝播させることを特徴とする。そして、モジュロW回路は、n値のwビットデータA1=[a11,a12,・・・,a1w]、A2=[a21,a22,・・・,a2w]、・・・、An=[an1,an2,・・・,anw]の入力のうちの1つ以上が前記エラーコードを示しているとき、wビットデータC=[c1,c2,・・・,cn]として前記エラーコードを出力する。
Patent Document 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 63-145547) discloses a modulo W circuit used for checking an arithmetic circuit or the like. The modulo W circuit disclosed in
詳述すると、特許文献2では、実施例としてW=3の場合、すなわちモジュロ3回路を開示している。そして、モジュロ3回路を使用した演算装置は、第1及び第2の2進データと、それぞれの第1及び第2のモジュロ3期待値とを入力し、第1の2進データと第2の2進データとの演算結果と、演算結果のモジュロ3値とを出力する。モジュロ3回路を使用した演算装置は、第1及び第2入力レジスタ、演算回路、および演算結果出力レジスタからなる通常の演算装置の外に、後述するモジュロ3回路を備えている。モジュロ3回路は、第1及び第2の入力モジュロ3生成回路と、第1及び第2入力モジュロ3一致回路と、第1及び第2モジュロ3保持レジスタと、演算結果モジュロ3生成回路と、モジュロ3演算回路と、演算結果モジュロ3一致回路とを備える。
Specifically,
第1入力モジュロ3生成回路は、第1の2進データのモジュロ3値を第1の入力モジュロ3値として生成する。第2入力モジュロ3生成回路は、第2の2進データのモジュロ3値を第2の入力モジュロ3値として生成する。演算結果モジュロ3生成回路は、演算結果のモジュロ3値を生成する。第1入力モジュロ3一致回路は、第1の入力モジュロ3値と第1のモジュロ3期待値とが一致しているか否かをチェックする。第2入力モジュロ3一致回路は、第2のモジュロ3値と第2のモジュロ3期待値とが一致しているか否かをチェックする。第1モジュロ3保持レジスタは、第1入力モジュロ3一致回路の出力モジュロ3値を保持する。第2モジュロ3保持レジスタは、第2入力モジュロ3一致回路の出力モジュロ3値を保持する。モジュロ3演算回路は、第1モジュロ3保持レジスタに保持された出力モジュロ3値と第2モジュロ3保持レジスタに保持された出力モジュロ3値との間で、上記演算回路に対応したモジュロ3演算を実行し、その結果を演算結果のモジュロ3期待値として出力する。演算結果モジュロ3一致回路は、演算結果のモジュロ3値と演算結果のモジュロ3期待値とが一致しているか否かをチェックする。
The first input modulo 3 generation circuit generates a
特許文献3(特開2002−342071号公報)は、除算チェックのためのハードウェア量を大幅に減少させ、除算器全体のチェックを行うことが可能な「除算器障害検出回路」を開示している。この特許文献3に開示された除算器障害検出回路は、IEEE P754規格の丸め処理に対応した除算を行う際に前記丸め処理後の商と前記丸め処理で発生する商加算指示とを考慮してモジュロ3生成を行う回路を有する。詳述すると、除算器障害検出回路では、丸め回路及び丸め加算回路による丸め処理結果から商のモジュロ3生成回路で生成されるモジュロ3結果と、除数用モジュロ3生成回路で求められた除数のモジュロ3結果との乗算を積のモジュロ3生成回路で行う。この積のモジュロ3生成回路の結果と部分剰余モジュロ3生成回路で求めた部分剰余のモジュロ3結果とを和のモジュロ3生成回路で加算する。加算したモジュロ3結果は被除数用モジュロ3生成回路で予め生成しておいた被除数のモジュロ3結果と比較回路で比較を行い、商生成部及び丸め回路、丸め加算回路で障害があるか否かを判定する。
Patent Document 3 (Japanese Patent Laid-Open No. 2002-342071) discloses a “divider failure detection circuit” that can significantly reduce the amount of hardware for division check and check the entire divider. Yes. The divider failure detection circuit disclosed in
特許文献4(特開昭60−117332号公報)は、除算チェックのためのハードウェアの量が少なく、かつ除算全体のチェックが可能である「除算装置」を開示している。この特許文献4に開示された除算装置は、除算をg進数で求める除算装置である。除算装置は、除数の近似逆数を求める逆数表メモリと、除数と近似逆数との積から補正除数を求める除数補正回路と、被除数に近似逆数を乗じて第1番目の部分剰余R1を求める乗算回路と、第i番目の部分剰余Riを四捨五入して第i番目の仮商Piを求めるN個の仮商用加算回路と、第i番目の部分剰余から第i番目の仮商と補正除数との積を減じた差をg倍して第(i+1)番目の部分剰余Ri+1を求めるN個の部分除算回路と、第(i+1)番目の部分剰余Ri+1の正負に応じて第i番目の仮商Piから0または1を減じた値の法gの主値を商の上位から第i桁目の商桁とするN個の商補正回路と、被除数のモジュロ3を作成する被除数用モジュロ3生成回路と、除数のモジュロ3を作成する除数用モジュロ3生成回路と、近似逆数のモジュロ3を作成する近似逆数用モジュロ3生成回路と、商のモジュロ3を作成する商用モジュロ3生成回路と、第(N+1)番目の部分剰余RN+1のモジュロ3を作成する回路とを備える。
Patent Document 4 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-117332) discloses a “divider” that requires a small amount of hardware for division check and can check the entire division. The division device disclosed in Patent Document 4 is a division device that calculates division by a g-adic number. The division device includes an inverse table memory for obtaining an approximate inverse of a divisor, a divisor correction circuit for obtaining a corrected divisor from a product of the divisor and the approximate inverse, and a multiplication for obtaining a first partial remainder R 1 by multiplying the dividend by the approximate inverse. A circuit, N provisional commercial addition circuits for rounding off the i th partial remainder R i to obtain the i th provisional quotient P i , and the i th partial remainder to the i th provisional quotient and the corrected divisor N partial division circuits for obtaining the (i + 1) th partial remainder R i + 1 by multiplying the difference obtained by subtracting the product of i and the i-th partial remainder R i + 1 according to the positive or negative of the (i + 1) th partial remainder R i + 1 N quotient correction circuit that uses the principal value of the modulus g obtained by subtracting 0 or 1 from the provisional quotient P i of the quotient as the quotient digit of the i-th digit from the quotient, and the dividend for generating the
特許文献5(特開2003−307551号公報)は、大規模、高性能な論理回路に対してもテスト時間を増加させずに実動作速度(At−speed)でロジックBISTを実施することを可能にし、結果としてテストコストを低減するようにした「半導体集積回路および半導体集積回路の設計方法」を開示している。特許文献5に開示された半導体集積回路では、ロジックBISTコントローラを2つに分割し、スキャンイネーブル信号とクロック信号をユーザー回路に供給する部分回路は遅延の小さいクロックで駆動し、テストパタンをユーザー回路に供給し、テスト結果を回収する部分回路は遅延の大きいクロック信号で駆動している。特許文献5に開示された半導体集積回路では、スキャン動作でスキャンFFへ入力パターンをセット後、スキャンFFから組合せ回路にテストパターンを伝播させ、組合せ回路から出力されるテスト結果をスキャンFFに取り込み、結果を回収する動作を行う。 Patent Document 5 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-307551) enables logic BIST to be performed at an actual operation speed (At-speed) without increasing the test time even for a large-scale, high-performance logic circuit. As a result, a "semiconductor integrated circuit and a method for designing a semiconductor integrated circuit" are disclosed in which the test cost is reduced. In the semiconductor integrated circuit disclosed in Patent Document 5, the logic BIST controller is divided into two, the partial circuit that supplies the scan enable signal and the clock signal to the user circuit is driven by a clock with a small delay, and the test pattern is supplied to the user circuit. And the partial circuit for collecting the test results is driven by a clock signal having a large delay. In the semiconductor integrated circuit disclosed in Patent Document 5, after setting the input pattern to the scan FF in the scan operation, the test pattern is propagated from the scan FF to the combinational circuit, and the test result output from the combinational circuit is taken into the scan FF. The operation of collecting the results is performed.
ところで、BISTを実現するには、入力パターンの生成、入力パターンに対する期待値パターンの生成、テスト対象回路の応答結果と期待値パターンとの比較をチップ内で実現する必要がある。すなわち、BIST回路の実現には、入力パターンを自動発生して、その入力パターンに対する期待値パターンを自動生成し、結果パターンと期待値パターンとの比較を行う必要がある。 By the way, in order to realize BIST, it is necessary to realize generation of an input pattern, generation of an expected value pattern for the input pattern, and comparison between a response result of the test target circuit and the expected value pattern in the chip. That is, to realize the BIST circuit, it is necessary to automatically generate an input pattern, automatically generate an expected value pattern for the input pattern, and compare the result pattern with the expected value pattern.
BIST回路の中でもメモリBIST回路は、全メモリセルにアクセスして“0”や“1”のパターンを書き込んだ後で読み出す事により故障検出できるので、期待値を生成することが容易に行える。メモリBIST回路は、全メモリセルを漏れなくチェックする回路なので、回路を実現し易い。 Among the BIST circuits, the memory BIST circuit can detect a failure by accessing all memory cells and reading a pattern of “0” or “1” and then reading it, so that an expected value can be easily generated. Since the memory BIST circuit is a circuit that checks all memory cells without omission, it is easy to realize the circuit.
これに対して、四則演算のロジックBIST回路を実現するには、キャリー等の桁あがりなどを考慮する必要があるので、一般的に、期待値を生成することは困難である。その為、従来では、次の方法を採用している。第1の方法は、機能回路の応答結果に付随するパリティをチェックする方法である。第2の方法は、期待値パターンを生成しない代わりにテスト対象回路を二重化し、二重化したテスト対象回路からの応答結果を期待値とする方法である。 On the other hand, in order to realize the logic BIST circuit of four arithmetic operations, it is necessary to consider the carry-up of carry or the like, and therefore it is generally difficult to generate an expected value. Therefore, conventionally, the following method is adopted. The first method is a method of checking the parity accompanying the response result of the functional circuit. The second method is a method in which a test target circuit is duplicated instead of generating an expected value pattern, and a response result from the duplicated test target circuit is used as an expected value.
図7を参照して、上記第2の方法を採用した、従来のロジックBIST回路100について説明する。従来のロジックBIST回路100は、テスト制御部11と、パターン生成器12と、第1のテスト対象回路13と、第2のテスト対象回路13Aと、比較器30とを有する。
A conventional
BIST起動指示信号Cがテスト制御部11に与えられると、テスト制御部11は、パターン生成指示信号Dをパターン生成器12に送出する。パターン生成器2は、テスト対象回路13が活性化し易く、故障を検出し易い入力パターンを生成し、その生成した入力パターンを第1のテスト対象回路13に与える。本例では、テスト対象回路13に演算器を仮定しているので、第1の入力パターンデータAと第2の入力パターンデータBとをセットする。並行して、パターン生成器12は、二重化された第2のテスト対象回路13Aに、第1の入力パターンデータAと第2の入力パターンデータBとを送出する。ここで、第1及び第2の入力パターンデータA及びBの各々は、nビットから構成されている。
When the BIST activation instruction signal C is given to the
第1のテスト対象回路13は、Y=A(演算)Bの演算を実行して、第1の応答結果Yを出力する。第2のテスト対象回路13Aは、YA=A(演算)Bの演算を実行して、第2の応答結果YAを出力する。ここで、第1及び第2の応答結果Y及びYAの各々も、nビットから構成されている。第1の応答結果Yと第2の応答結果YAとは比較器3に供給される。比較器30は、テスト制御部11からの比較指示信号Eに応答して、第1の応答結果Yと第2の応答結果YAとを比較する。第1の応答結果Yと第2の応答結果YAとが一致すれば、比較器30はテスト対象回路13が「故障無し」と判断する。逆に、第1の応答結果Yと第2の応答結果YAとが不一致であれば、比較器30は、第1のテスト対象回路13に「回路故障あり」と判断する。
The first
しかしながら、図7に図示した従来のロジックBIST回路100においては、次のような課題がある。
However, the conventional
第1の課題は、テスト対象回路を二重化しているため、大きなハードウェアを必要とすることである。 The first problem is that a large amount of hardware is required because the test target circuit is duplicated.
第2の課題は、テスト対象回路13、13Aの応答結果比較がnビットのため、比較器30に大きなハードウェアを必要とすることである。別の解決案として、前述した第1の方法を採用して、nビットの応答結果Y、YAを比較するのではなく、応答結果のパリティで実施するケースもある。この場合、比較回路は小規模のハードウェアで構成できるが、演算処理によってはパリティ予測出来ないケースがある。そのため、テスト対象回路13の演算器全ステージにパリティを付加することが出来ず、故障伝播率が劣るという問題がある。
The second problem is that the
尚、特許文献1は、メモリBIST回路に関する技術的思想を開示するのみで、本発明が対象としている四則演算のロジックBIST回路については何ら開示していない。 Patent Document 1 only discloses a technical idea related to the memory BIST circuit, and does not disclose any logic BIST circuit of four arithmetic operations targeted by the present invention.
また、特許文献2は、演算回路等のチェックに用いられるモジュロW回路を開示している。しかしながら、特許文献2はモジュロW回路を開示しているだけであって、そのモジュロW回路をロジックBIST方式に適用(採用)することについては何ら開示せず示唆していない。また、この特許文献2に開示されたモジュロW回路は、通常動作におけるチェックを前提にしているので、2つのオペランドデータからそれぞれモジュロ値を生成する必要がある。そのため、回路構成が複雑になるという問題がある。更に、特許文献2に開示されたモジュロW回路では、モジュロ値保持レジスタとして、第1モジュロ3保持レジスタと第2モジュロ3保持レジスタとの2個が必要であり、ハードウェアが大きくなるという問題もある。
さらに、特許文献3は、モジュロ3生成を行う回路を有する除算器障害検出回路を開示している。この特許文献3でも、上記特許文献2と同様に、除算器の障害検出のためにモジュロ回路を使用することを開示しているだけであって、モジュロ回路をロジックBIST方式に適用(採用)することについては何ら開示せず示唆していない。
Further,
また、特許文献4も、モジュロ回路を用いて除算チェックが行える除算装置を開示しているだけであって、モジュロ回路をロジックBIST方式に適用(採用)することについては何ら開示せず示唆していない。 Further, Patent Document 4 only discloses a division device that can perform division check using a modulo circuit, and does not disclose or suggest applying the modulo circuit to the logic BIST system. Absent.
特許文献5においては、大規模な論理回路の場合、スキャンイネーブル信号の遅延およびクロック信号の遅延がクロック周期に比べて無視できないほど大きくなり、アットスピード(実動作速度)で動作出来なくなるという問題がある。 In Patent Document 5, in the case of a large-scale logic circuit, there is a problem that the delay of the scan enable signal and the delay of the clock signal become so large that they cannot be ignored compared to the clock period, and cannot operate at the at speed (actual operation speed). is there.
したがって、本発明の目的は、少ないハードウェア追加で高い故障伝播を実現することができるロジックBIST回路を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a logic BIST circuit capable of realizing high fault propagation with a small amount of hardware.
本発明の他の目的は、テスト対象回路の期待値生成をモジュロ回路を使用して行う、ロジックBIST回路を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a logic BIST circuit that performs generation of an expected value of a circuit to be tested using a modulo circuit.
本発明の更に他の目的は、実動作速度で動作出来る、ロジックBIST回路を提供することにある。 Still another object of the present invention is to provide a logic BIST circuit capable of operating at an actual operation speed.
本発明の第1の態様によれば、演算器をテスト対象とする回路のロジックBIST回路において、前記テスト対象回路に供給する入力データから応答結果の期待値モジュロ値を生成するモジュロ期待値生成回路と、前記テスト対象回路から出力される前記応答結果のモジュロ値を求める結果モジュロ生成回路と、前記応答結果のモジュロ値と前記期待値モジュロ値とを比較する比較器と、を有し、前記テスト対象回路は、1つの入力パターンデータと固定値とに対して演算を施して、前記応答結果を出力する回路であり、前記モジュロ期待値生成回路は、前記入力パターンデータから入力モジュロ値を生成する入力モジュロ値生成回路と、前記入力モジュロ値とモジュロ固定値とに対して前記テスト対象回路と同じ演算を施して、演算モジュロ値を出力するモジュロ演算器と、を有するロジックBIST回路が得られる。 According to the first aspect of the present invention, in a logic BIST circuit of a circuit whose test target is an arithmetic unit, a modulo expected value generation circuit that generates an expected value modulo value of a response result from input data supplied to the test target circuit And a result modulo generation circuit for obtaining a modulo value of the response result output from the circuit to be tested , and a comparator for comparing the modulo value of the response result with the expected value modulo value. The target circuit is a circuit that performs an operation on one input pattern data and a fixed value and outputs the response result, and the modulo expectation value generation circuit generates an input modulo value from the input pattern data. The input modulo value generation circuit, the input modulo value, and the modulo fixed value are subjected to the same operation as that of the test target circuit, thereby calculating the operation Logic BIST circuit is obtained having a modulo calculator for outputting a value, the.
上記本発明の第1の態様によるロジックBIST回路において、ロジックBIST回路は、前記演算モジュロ値を前記期待値モジュロ値として出力する出力手段を有してよい。ロジックBIST回路は、前記入力モジュロ生成回路と前記モジュロ演算器との間に挿入されて、前記入力モジュロ値を保持するモジュロ値持回り回路を更に有して良い。ロジックBIST回路は、前記演算モジュロ値と前記モジュロ値持回り回路で保持された前記入力モジュロ値とのどちらか一方を選択して、選択した値を前記期待値モジュロ値として出力するセレクタを有して良い。 In the logic BIST circuit according to the first aspect of the present invention, logic BIST circuit may have an output means for outputting the arithmetic modulo value as the expected value modulo value. The logic BIST circuit may further include a modulo value rotation circuit that is inserted between the input modulo generation circuit and the modulo arithmetic unit and holds the input modulo value. The logic BIST circuit includes a selector that selects one of the arithmetic modulo value and the input modulo value held by the modulo value rotation circuit and outputs the selected value as the expected value modulo value. good.
本発明の第2の態様によれば、演算器をテスト対象とする回路にパターン生成器から入力データを供給して、前記テスト対象回路から出力される応答結果から、前記テスト対象回路が故障しているか否かを判断するためのモジュロ回路であって、前記入力データから前記応答結果の期待値モジュロ値を生成するモジュロ期待値生成回路と、前記応答結果のモジュロ値を求める結果モジュロ生成回路と、前記応答結果のモジュロ値と前記期待値モジュロ値とを比較する比較器と、を有し、前記テスト対象回路は、1つの入力パターンデータと固定値とに対して演算を施して、前記応答結果を出力する回路であり、前記モジュロ期待値生成回路は、前記入力パターンデータから入力モジュロ値を生成する入力モジュロ値生成回路と、前記入力モジュロ値とモジュロ固定値とに対して前記テスト対象回路と同じ演算を施して、演算モジュロ値を出力するモジュロ演算器と、を有するモジュロ回路が得られる。 According to the second aspect of the present invention, input data is supplied from a pattern generator to a circuit whose test target is an arithmetic unit, and the test target circuit fails based on a response result output from the test target circuit. A modulo circuit for determining whether the response result is an expected value modulo value from the input data; a result modulo generation circuit for obtaining a response result modulo value; A comparator that compares the modulo value of the response result and the expected value modulo value, and the circuit under test performs an operation on one input pattern data and a fixed value, and the response A modulo expectation value generation circuit, an input modulo value generation circuit for generating an input modulo value from the input pattern data, and the input module. It performs the same operation as the test target circuit with respect to the B value and modulo a fixed value, and a modulo calculator for outputting the arithmetic modulo value, modulo circuit having obtained.
上記本発明の第2の態様によるモジュロ回路において、モジュロ回路は、前記演算モジュロ値を前記期待値モジュロ値として出力する出力手段を有して良い。モジュロ回路は、前記入力モジュロ生成回路と前記モジュロ演算器との間に挿入されて、前記入力モジュロ値を保持するモジュロ値持回り回路を更に有して良い。モジュロ回路は、前記演算モジュロ値と前記モジュロ値持回り回路で保持された前記入力モジュロ値とのどちらか一方を選択して、選択した値を前記期待値モジュロ値として出力するセレクタを有して良い。 In modulo circuit according to the second aspect of the present invention, modulo circuit may have an output means for outputting the arithmetic modulo value as the expected value modulo value. The modulo circuit may further include a modulo value rotation circuit that is inserted between the input modulo generation circuit and the modulo arithmetic unit and holds the input modulo value. The modulo circuit may include a selector that selects one of the arithmetic modulo value and the input modulo value held by the modulo value rotation circuit and outputs the selected value as the expected value modulo value. .
本発明の第3の態様によれば、演算器をテスト対象とする回路のロジックBIST方法であって、前記テスト対象回路に入力データを供給するステップと、前記入力データから前記テスト対象回路の応答結果の期待値モジュロ値を生成するステップと、前記応答結果のモジュロ値を求めるステップと、前記応答結果のモジュロ値と前記期待値モジュロ値とを比較するステップと、を有し、前記テスト対象回路は、1つの入力パターンデータと固定値とに対して演算を施して、前記応答結果を出力する回路であり、前記期待値モジュロ値を生成するステップは、前記入力パターンデータから入力モジュロ値を生成するステップと、前記入力モジュロ値とモジュロ固定値とに対して前記テスト対象回路と同じ演算を施して、演算モジュロ値を出力するステップと、を有するロジックBIST方法が得られる。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a logic BIST method for a circuit whose test target is an arithmetic unit, the step of supplying input data to the test target circuit, and a response of the test target circuit from the input data. a generating a result of the expected value modulo value, determining a modulo value of the response result, and the step of comparing the expected value modulo value modulo value of the response result, and the test target circuit Is a circuit that performs an operation on one input pattern data and a fixed value and outputs the response result, and the step of generating the expected value modulo value generates an input modulo value from the input pattern data Performing the same operation as the circuit under test on the input modulo value and the modulo fixed value, and outputting the operation modulo value A step that the logic BIST method having obtained.
上記本発明の第3の態様によるロジックBIST方法において、前記期待値モジュロ値を生成するステップは、前記演算モジュロ値を前記期待値モジュロ値として出力するステップを有して良い。前記期待値モジュロ値を生成するステップは、前記入力モジュロ値を生成するステップと前記演算モジュロ値を出力するステップとの間に挿入されて、前記入力モジュロ値を保持するステップを更に有して良い。前記期待値モジュロ値を生成するステップは、前記演算モジュロ値と前記保持された前記入力モジュロ値とのどちらか一方を選択して、選択した値を前記期待値モジュロ値として出力するステップを有して良い。 In the logic BIST method according to the third aspect of the present invention, the step of generating a pre-Symbol expected value modulo value may have a step of outputting the operation modulo value as the expected value modulo value. The step of generating the expected value modulo value may further include the step of holding the input modulo value inserted between the step of generating the input modulo value and the step of outputting the arithmetic modulo value. . The step of generating the expected value modulo value includes a step of selecting either the arithmetic modulo value or the held input modulo value and outputting the selected value as the expected value modulo value. Good.
本発明では、以下に記載するような効果を奏する。 The present invention has the following effects.
第1の効果は、機能回路、特に演算器のテスト試験において、モジュロ回路を使用することにより、テスト対象回路の中間結果などを使用する事なく、入力データから期待値データを生成できるので、演算器全体を故障検出範囲にすることができ、高い故障検出率を実現できることである。具体的には、「Y=A(演算)B」の演算に対して、モジュロデータに対しても「ModY=ModA(演算)ModB」演算が成立する性質があるので、機能回路、特に演算器の期待値生成にモジュロ回路を使用する事により、期待値モジュロ値をテスト対象回路の入力データから生成できる。 The first effect is that expected value data can be generated from input data by using a modulo circuit in a test test of a functional circuit, particularly an arithmetic unit, without using an intermediate result of the circuit to be tested. The entire device can be in the failure detection range, and a high failure detection rate can be realized. Specifically, in contrast to the calculation “Y = A (calculation) B”, the “ModY = ModA (calculation) ModB” calculation is also established for the modulo data. By using a modulo circuit for generating the expected value, it is possible to generate an expected value modulo value from the input data of the circuit under test.
第2の効果は、機能回路の期待値生成にモジュロ回路を使用しているので、機能回路二重化に較べて大幅に少ないハードウェア量でモジュロ回路を構成できることである。モジュロ生成回路とモジュロ演算器とを使用して、期待値モジュロ値を生成できる。機能回路が演算器の場合、データ巾が大きい程、機能回路二重化に比べ、モジュロ回路のハードウェア量は少なくなるので、ハードウェア低減効果が大きい。加えて、入力データ巾制限のないパターン発生器により、簡単な構成のハードウェアを実現できる。更に、小さい比較器を使用することで、高速化し易い。これにより、AT-SPEED(実動作速度)テストを実現し易い。 The second effect is that a modulo circuit can be configured with a significantly smaller amount of hardware compared to the duplication of a functional circuit because a modulo circuit is used to generate an expected value of the functional circuit. An expected value modulo value can be generated using a modulo generation circuit and a modulo calculator. When the functional circuit is an arithmetic unit, the larger the data width, the smaller the hardware amount of the modulo circuit compared to the dual functional circuit, so that the hardware reduction effect is greater. In addition, a hardware having a simple configuration can be realized by a pattern generator having no input data width limitation. Furthermore, it is easy to increase the speed by using a small comparator. This facilitates AT-SPEED (actual speed) testing.
本発明の特徴について説明する。 The features of the present invention will be described.
本発明の1つ目の特徴は、データ制御システムの機能回路、特に演算器のテスト試験において、モジュロ回路を使用して期待値パターンを生成することにより、高い故障検出率を実現できるロジックBIST回路である。上記の機能回路は、演算器以外にもモジュロ回路で期待値パターンを生成することが可能な回路を含む。 A first feature of the present invention is a logic BIST circuit capable of realizing a high failure detection rate by generating an expected value pattern using a modulo circuit in a functional circuit of a data control system, particularly in a test test of an arithmetic unit. It is. The functional circuit includes a circuit capable of generating an expected value pattern by a modulo circuit in addition to the arithmetic unit.
本発明の1つ目の特徴について説明する。第1の入力データAと第2の入力データBとを演算し、結果データYを生成する処理を、「Y=A(演算)B」と記述する。第1の入力データAのモジュロ値をModAとし、第2の入力データBのモジュロ値をModBとする。この場合、「Y=A(演算)B」演算に対して、「ModY=ModA(演算)ModB」が成立する性質があるので、第1の入力データAと第2の入力データBに対するモジュロ値「ModA」、「ModB」を作成し、テスト対象回路と同じ演算をモジュロ値「ModA」、「ModB」に対して実施する事により期待値モジュロ値「ModA(演算)ModB」を生成する。結果モジュロ値「ModY」は、テスト対象回路からの結果データYから生成する。このように、期待値モジュロ値「ModA(演算)ModB」を入力データから作成するので、テスト対象回路の故障を容易に検出することができる。 The first feature of the present invention will be described. A process of calculating the first input data A and the second input data B and generating the result data Y is described as “Y = A (calculation) B”. The modulo value of the first input data A is ModA, and the modulo value of the second input data B is ModB. In this case, since “ModY = ModA (calculation) ModB” is established with respect to the “Y = A (calculation) B” computation, the modulo value for the first input data A and the second input data B is obtained. “ModA” and “ModB” are created, and the same calculation as the test target circuit is performed on the modulo values “ModA” and “ModB” to generate the expected value modulo value “ModA (calculation) ModB”. The result modulo value “ModY” is generated from the result data Y from the test target circuit. In this way, the expected value modulo value “ModA (calculation) ModB” is created from the input data, so that a failure of the test target circuit can be easily detected.
本発明の2つ目の特徴は、ロジックBIST回路の期待値生成にモジュロ回路を採用する事により、ハードウェア量を少なく出来ることである。 The second feature of the present invention is that the amount of hardware can be reduced by adopting a modulo circuit for generating an expected value of the logic BIST circuit.
本発明の2つ目の特徴について説明する。演算器のロジックBIST回路にモジュロ回路を採用する事により、モジュロ生成回路とモジュロ演算回路との組み合わせのみで期待値データに対するモジュロ値生成が可能となる。例えば、nビットデータを整数3で割った剰余演算である、モジュロ3演算を採用したとする。この場合、モジュロ回路(モジュロ生成回路、モジュロ演算回路)によりnビットデータを2ビットデータに圧縮できる。2ビットに圧縮されたモジュロデータに対してテスト対象回路と同じ演算を行う事により、期待値パターンに対するモジュロデータを作成することができる。モジュロ生成回路とモジュロ演算回路のハードウェアは、テスト対象回路の二重化方式のハードウェア量に較べてかなり少ないので、少ないハードウェア追加で期待値モジュロ値と結果モジュロ値との間の比較を行うことが可能となる。
The second feature of the present invention will be described. By adopting a modulo circuit for the logic BIST circuit of the arithmetic unit, it is possible to generate a modulo value for expected value data only by a combination of the modulo generation circuit and the modulo arithmetic circuit. For example, assume that a modulo-3 operation, which is a remainder operation obtained by dividing n-bit data by an
具体的には、テスト対象回路が64ビット演算器であるとしよう。この場合には、64ビットデータを2ビットデータのモジュロデータに圧縮する回路が必要になるが、この回路は数十ゲート〜数百ゲートのハードウェアで構成できる。モジュロ演算は、2ビット同士の演算を行うので、この回路は数十ゲートで構成できる。このハードウェア量は、64ビット演算器に較べて、大幅に少ない。 Specifically, assume that the circuit under test is a 64-bit arithmetic unit. In this case, a circuit for compressing 64-bit data into modulo data of 2-bit data is required, but this circuit can be configured with hardware of several tens to several hundreds of gates. Since the modulo operation performs an operation between two bits, this circuit can be composed of several tens of gates. The amount of hardware is much smaller than that of a 64-bit arithmetic unit.
以下、本発明の実施例について図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1を参照して、本発明の第1の実施例に係るロジックBIST回路10について説明する。図示のロジックBIST回路10は、テスト制御部11と、パターン生成器12と、テスト対象回路13と、モジュロ回路20とを有する。
A
モジュロ回路20は、モジュロ期待値生成回路22と、結果モジュロ生成回路24と、比較器26とから構成されている。
The modulo circuit 20 includes a modulo expected
テスト制御部11は、テスト動作におけるテスト実行指示を行う回路である。テスト制御部11は、BIST動作を開始するBIST起動指示信号Cを受け取り、パターン生成指示信号Dと比較指示信号Eとを出力する。
The
パターン生成器12は、パターン生成指示信号Dに応答して、テスト対象回路13の故障を検出し易いパターン生成を行う回路である。図示の例では、パターン生成器12は、第1の入力パターンデータAと第2の入力パターンデータBとを生成する。ここで、第1及び第2の入力パターンデータA及びBの各々は、nビットデータである。第1及び第2の入力パターンデータA及びBは、モジュロ期待値生成回路22とテスト対象回路13とに送られる。
In response to the pattern generation instruction signal D, the
テスト対象回路13は、第1及び第2の入力パターンデータA及びBを入力して、それらのデータA及びBに対して演算(Y=A(演算)B)を実行し、応答結果Yを生成する。この応答結果Yは、結果モジュロ生成回路24に送られる。
The
モジュロ期待値生成回路22は、第1及び第2の入力パターンデータA及びBを入力し、後述するように、期待値モジュロ値Gを生成する。結果モジュロ生成回路24は、応答結果Yを入力し、応答結果Yを整数m(m≧3)で割った剰余ModYを結果モジュロ値Fとして生成する。比較器26は、比較指示信号Eに応答して、結果モジュロ値Fと期待値モジュロ値Gとを比較し、一致・不一致判定を行う。
The modulo expected
前述したように、テスト対象回路13は、第1の入力パターンデータAと第2の入力パターンデータBとから応答結果Y=A(演算)Bを生成する。第1の入力パターンデータAのモジュロ値をModAとし、第2の入力パターンデータBのモジュロ値をModBとする。「Y=A(演算)B」の演算に対して、「ModY=ModA(演算)ModB」が成立する性質がある。
As described above, the
そこで、モジュロ期待値生成回路22は、第1の入力パターンデータAと第2の入力パターンデータBに対するモジュロ値「ModA」、「ModB」を作成し、テスト対象回路13と同じ演算をモジュロ値「ModA」、「ModB」に実施して、期待値モジュロ値「ModA(演算)ModB」を生成する。結果モジュロ値「ModY」は、結果モジュロ生成回路24によって、テスト対象回路13から出力される応答結果データYから生成する。
Therefore, the modulo expected
このように、期待値モジュロ値「ModA(演算)ModB」を入力パターンデータA、Bから作成するので、テスト対象回路13の故障を容易に検出することができる。
As described above, the expected value modulo value “ModA (calculation) ModB” is created from the input pattern data A and B, so that the failure of the
図2を参照して、図1に示したモジュロ期待値生成回路22の具体例について説明する。
A specific example of the modulo expected
モジュロ期待値生成回路22は、第1及び第2の入力モジュロ生成回路221、222と、モジュロ値持回り回路223と、モジュロ演算器225とから構成されている。
The modulo expected
第1の入力モジュロ生成回路221は、第1の入力パターンデータAを整数mで割った剰余を、第1の入力モジュロ値ModAとして生成する。第2の入力モジュロ生成回路222は、第2の入力パターンデータBを整数mで割った剰余を、第2の入力モジュロ値ModBとして生成する。モジュロ演算器225は、第1及び第2の入力モジュロ生成回路221、222からそれぞれ生成された、第1及び第2の入力モジュロ値ModA、ModBを入力して、これらモジュロ値ModA、ModBに対してテスト対象回路13と同じ演算を施し、期待値モジュロ値Gを生成する。モジュロ値持回り回路223は、期待値モジュロ値Gをテスト対象回路13の演算に要する時間まで保持する。
The first input modulo
演算器のロジックBIST回路10にモジュロ回路20を採用することにより、モジュロ生成回路221、222とモジュロ演算器225との組み合わせのみで、期待値データに対するモジュロ値を生成することが出来る。例えば、整数mが3であるとする。この場合、nビットデータA、Bを整数3で割った剰余演算である、モジュロ3演算を採用することによって、モジュロ回路20によりnビットデータA、Bを2ビットデータに圧縮できる。2ビットに圧縮されたモジュロデータModA、ModBに対してテスト対象回路13と同じ演算を施すことにより、期待値パターンに対するモジュロデータ(演算モジュロ値)ModA(演算)ModBを作成することができる。
By adopting the modulo circuit 20 in the
モジュロ生成回路221,222、24とモジュロ演算器225のハードウェアは、テスト対象回路13の二重化方式のハードウェア量に較べてかなり少ない。その為、少ないハードウェアの追加で、期待値モジュロ値Gと結果モジュロ値Fとの比較が可能となる。
The hardware of the
又、本実施例では、保持する(持ち回る)前に、モジュロ演算器225でモジュロ演算を実施するので、モジュロ値持回り回路223が1個だけでよく、ハードウェアを削減することができる。
Further, in this embodiment, the modulo arithmetic is performed by the modulo
テスト対象回路13が64ビット演算器であるとする。この場合、モジュロ生成回路221、222、24の各々は、64ビットデータを2ビットデータのモジュロデータに圧縮する。このようなモジュロ生成回路は数十ゲート〜数百ゲートのハードウェアで構成できる。モジュロ演算器225は、2ビット同士の演算を行うので、このモジュロ演算器225は数十ゲートで構成できる。これらのハードウェア量は、64ビット演算器のハードウェア量に較べて大幅に少ない。
Assume that the
次に、図3を参照して、図2に示したロジックBIST回路10の動作について説明する。
Next, the operation of the
テスト制御部11は、タイミング1でBIST起動指示信号Cを受け、タイミング2でパターン生成指示信号Dをパターン生成器12に送出する。パターン生成器12は、テスト対象回路13が活性化し易く、故障を検出し易いパターン生成を行い、タイミング3でテスト対象回路13にパターンを送出する。
The
本例では、テスト対象回路13に演算器を想定しているので、パターン生成器12は、第1の入力パターンデータAと第2の入力パターンデータBとをセットする。並行して、パターン生成器12は、タイミング3で第1及び第2の入力パターンデータA、Bをそれぞれ第1及び第2の入力モジュロ生成回路221、222に送出する。
In this example, since an arithmetic unit is assumed for the
第1の入力モジュロ生成回路221は、タイミング3で第1の入力モジュロ値ModAを生成し、モジュロ演算器225に送出する。第2の入力モジュロ生成回路222は、タイミング3で第2の入力モジュロ値ModBを生成し、モジュロ演算器225に送出する。
The first input modulo
モジュロ演算器225は、タイミング4でテスト対象回路13と同じ演算を第1の入力モジュロ値ModAと第2の入力モジュロ値ModBに対して実施して、演算モジュロ値(ModA(演算)ModB)を期待値モジュロ値Gとして出力する。
The modulo
モジュロ値持回り回路223は、期待値モジュロ値Gをテスト対象回路13から応答結果Yが出力されるタイミングであるタイミング7まで保持する。
The modulo
テスト対象回路13は、A(演算)Bを4サイクルで実行すると仮定する。この場合、タイミング3でテスト対象回路13に与えられた、第1及び第2の入力パターンデータA、Bは、テスト対象回路13で演算が施され、テスト対象回路13は、タイミング7で応答結果Yを返す。
It is assumed that the
結果モジュロ生成回路24は、タイミング7で応答結果Yから結果モジュロ値「ModY」を生成し、タイミング8でそれを保持する。
The result modulo
比較器26は、タイミング9でテスト制御部11からの比較指示信号Eに応答して、結果モジュロ値Fと期待値モジュロ値Gとを比較し、比較結果Hを出力する。比較結果Hが一致を示していれば、テスト対象回路13に「故障無し」と判断される。一方、比較結果Hが不一致を示していれば、テスト対象回路13に「故障有り」と判断される。
The
2つの64ビットデータA、Bを加算するケースについて、具体的なデータを提示して説明する。第1及び第2の入力パターンデータA及びBとして、A=0010101010101010(hex)、B=0001010101010101(hex)を入力したケースについて説明する。 The case of adding two 64-bit data A and B will be described with specific data presented. A case where A = 0010101010101010 (hex) and B = 0001010101010101 (hex) are input as the first and second input pattern data A and B will be described.
タイミング3で、A=0010101010101010(hex)、B=0001010101010101(hex)を、テスト対象回路13に送出する。テスト対象回路13は、AとBとの間の演算を4サイクルで実行すると仮定すると、4タイミングでA+Bの加算結果を実施し、タイミング7で加算結果が生成され、加算結果であるQ=0011111111111111(hex)が送出される。
At
タイミング3では、第1及び第2の入力パターンデータA、Bが、それぞれ、第1及び第2の入力モジュロ生成回路221、222にセットされる。ここでは、モジュロ生成回路は、モジュロ3処理を行うと仮定する。この場合、第1の入力モジュロ生成回路221は、第1の入力モジュロ値「ModA」として01(bin)を生成し、第2の入力モジュロ生成回路222は、第2の入力モジュロ値「ModB」として01(bin)を生成する。タイミング7で、テスト対象回路13からの応答結果Q=0011111111111111(hex)に対して、結果モジュロ生成回路24でモジュロ3処理を実施して、結果モジュロ値「ModQ」として10(bin)を得る。タイミング4では、並行して、モジュロ演算器225は、「ModA」=01(bin)と「ModB」=01(bin)との加算を実施して、期待値モジュロ値としてモジュロ加算結果「ModA(加算)ModB」=10(bin)を得る。
At
結果モジュロ値「ModQ」と期待値モジュロ値「ModA(加算)ModB」は、同じ結果を得たので、上述した入力パターンデータA、Bに対しては、テスト対象回路13は「故障無し」と判断できる。
Since the result modulo value “ModQ” and the expected value modulo value “ModA (addition) ModB” have obtained the same result, the
テスト対象回路13が故障した場合、その故障回路部分を活性化できる入力パターンデータを入力できれば、テスト対象回路13からの応答結果Yは異なる事になり、テスト対象回路13の故障を検出できる。
When the
例えば、上記第1及び第2の入力パターンデータA及びBとして、A=0010101010101010(hex)、B=0001010101010101(hex)を使用した場合の例において、テスト対象回路13の故障により応答結果がQ=0011111111111110(hex)だった場合、結果モジュロ生成回路24から生成される結果モジュロ値はModQ=01(bin)となる。この結果モジュロ値はModQ=01(bin)は、期待値モジュロ値「ModA(加算)ModB」とは異なることになり、テスト対象回路13の故障を検出することができる。
For example, in the example in which A = 0010101010101010 (hex) and B = 0001010101010101 (hex) are used as the first and second input pattern data A and B, the response result is Q = In the case of 0011111111111110 (hex), the result modulo value generated from the result modulo
図4を参照して、本発明の第2の実施例によるロジックBIST回路10Aについて説明する。図示のロジックBIST回路10Aは、テスト制御部11と、パターン生成器12Aと、テスト対象回路13と、第1及び第2のセレクタ16、17と、モジュロ回路20Aとを有する。
A
テスト制御部11は、テスト動作によるテスト実行指示を行う回路である。BIST起動指示信号Cに応答して、テスト制御部11は、パターン生成指示信号Dと比較指示信号Eとを出力する。パターン生成器12Aは、テスト対象回路13の故障を検出し易いパターン生成を行う回路である。パターン生成指示信号Dに応答して、パターン生成器12Aは、1つのnビットデータ(入力パターンデータ)Aを生成する。本例では、もう一つのビットデータ値として固定値を使用する。
The
第1のセレクタ16は、入力パターンデータAと固定値とのどちらか一方を選択して、第1の選択したデータを出力する。第2のセレクタ17は、固定値と入力パターンデータAとのどちらか一方を選択して、第2の選択したデータを出力する。すなわち、第1及び第2のセレクタ16、17を切り替えることにより、生成パターンと固定値とを切り替えてテスト対象回路13に入力する。
The
テスト対象回路13は、第1及び第2のセレクタ16及び17を介して、パターン生成器12Aで生成されたnビットデータ(入力パターンデータ)Aとnビットの固定値とを入力して、それらに演算を施し、応答結果Yを生成する。つまり、テスト対象回路13は、固定値(演算)A、A(演算)固定値、A(演算)Aのいずれかの演算を実行する。
The
モジュロ回路20Aは、モジュロ期待値生成回路の構成が、図2に図示したものと相違している点を除いて、図2に図示したモジュロ回路20と同様の構成を有し動作をする。従って、モジュロ期待値生成回路に22Aの参照符号を付してある。図2に示したものと同様の機能を有するものには同一の参照符号を付して、説明の簡略化のために、それらの説明は省略する。
The modulo circuit 20A has the same configuration as that of the modulo circuit 20 shown in FIG. 2 except that the configuration of the modulo expectation value generation circuit is different from that shown in FIG. Therefore, the
モジュロ期待値生成回路22Aは、第2の入力モジュロ生成回路222が省略(削除)されていると共に、セレクタ226が付加されている点を除いて、図2に図示したモジュロ期待値生成回路22と同様の構成を有する。すなわち、モジュロ期待値生成回路22Aは、1つの入力モジュロ生成回路221と、1つのモジュロ値持回り回路223と、モジュロ演算器225と、セレクタ226とから構成されている。
The modulo expected
入力モジュロ生成回路221は、nビットデータ(入力パターンデータ)Aを整数mで割った剰余を、入力モジュロ値ModAとして生成する回路である。結果モジュロ生成回路24は、nビットの応答結果Yを整数mで割った剰余ModYを、結果モジュロ値Fとして生成する回路である。モジュロ値持回り回路223は、入力モジュロ値ModAをテスト対象回路13の演算に要する時間まで保持する。モジュロ演算器225は、入力モジュロ生成回路221で生成され、モジュロ値持回り回路で持ち回された、剰余データ(入力モジュロ値)ModAに対して、テスト対象回路13と同じ演算を行う回路である。すなわち、モジュロ演算器225は、「Mod固定値(演算)ModA」の演算を行い、それを演算モジュロ値として出力する。
The input modulo
セレクタ226は、モジュロ値持回り回路223で保持された入力モジュロ値ModAと、モジュロ演算器225で生成された演算モジュロ値「Mod固定値(演算)ModA」とのどちらか一方を選択して、選択したモジュロ値を期待値モジュロ値Gとして出力する。
The
比較器26は、結果モジュロ生成回路24で生成された結果モジュロ値Fとセレクタ226で選択された期待値モジュロ値Gとを比較して、比較結果Hを出力する回路である。
The
このように、本実施例によるロジックBIST回路10Aにおいて、図1及び図2の第1の実施例によるロジックBIST回路10の場合のように、2つの独立したnビットパターンを演算器(テスト対象回路)13に供給するのではなく、パターン生成器12Aで生成した1つのnビットパターンデータAと固定値との組み合わせを入力する。このため、モジュロ期待値生成回路22Aは、入力モジュロ生成回路221を1系統にすることが出来、図2に示したモジュロ期待値生成回路22と比較して、ハードウェア量を削減できるという効果を奏する。
As described above, in the
例えば、テスト対象回路13での演算が乗算であって、且つ、固定値=“1”であるとする。この場合、テスト対象回路13は、“1(乗算)A”の演算となり、その応答結果である乗算結果はAに等しくなる(乗算結果=A)。この場合、入力モジュロ生成回路221で生成した入力モジュロ値ModAを期待値モジュロ値Gとして使用できるので、モジュロ演算器225での演算は不要となる。したがたって、セレクタ226で切り替えて、モジュロ値持回り回路223で保持されている入力モジュロ値ModAを、そのまま、期待値モジュロ値Gとして使用することが出来る。
For example, it is assumed that the calculation in the
なお、上記本発明の第2の実施例では、モジュロ期待値生成回路22Aは、セレクタ226を備えているが、このセレクタ226を省略しても良い。この場合、モジュロ演算器225の出力端子と比較器26の一方の入力端子とを直接信号線(図示せず)で接続することにより、モジュロ演算器225で生成された演算モジュロ値をそのまま期待値モジュロ値Gとして出力すれば良い。
In the second embodiment of the present invention, the modulo expected
図5を参照して、本発明の第3の実施例によるロジックBIST回路10Bについて説明する。図示のロジックBIST回路10Bは、パターン生成器とモジュロ回路とを実動作速度で動作可能な回路で構成した点を除いて、図2に示したロジックBIST回路10と同様の構成を有する。従って、パターン生成器及びモジュロ回路に、それぞれ、12B及び20Bの参照符号を付してある。
A
モジュロ回路20Bは、モジュロ期待値生成回路22Bと、結果モジュロ生成回路24Aと、比較器26とから構成されている。モジュロ期待値生成回路22Bは、第1及び第2の入力モジュロ生成回路221A、222Aと、モジュロ値持回り回路223と、モジュロ演算器225とから構成されている。
The modulo circuit 20B includes a modulo expected
図示のロジックBIST回路10Bは、アットスピード(実動作速度)で動作出来るロジックBIST回路である。
The illustrated
LSIテスターは、ミドルエンドテスターの場合、LSIを100MHz〜200MHzのテスター周波数で検査する。これに対して、LSIは、回路微細化により200MHz以上の実動作周波数で動作させる回路が増えており、500MHzや1GHzの実動作周波数で動作可能なLSIの場合もある。その為、LSIのテスト周波数ではAC動作検証が不足する傾向にある。 When the LSI tester is a middle end tester, the LSI is tested at a tester frequency of 100 MHz to 200 MHz. On the other hand, the number of circuits operating at an actual operating frequency of 200 MHz or more is increasing due to circuit miniaturization, and there are cases where the LSI can operate at an actual operating frequency of 500 MHz or 1 GHz. For this reason, AC operation verification tends to be insufficient at LSI test frequencies.
そこで、本実施例では、LSIテスター上で実動作速度(アットスピード)で動作可能な機能を組み込む事により、アットスピードで動作可能なロジックBIST回路10Bを実現している。
Therefore, in this embodiment, a
図6に、図5に示したロジックBIST回路10Bの動作を説明するためのタイムチャートを示している。
FIG. 6 shows a time chart for explaining the operation of the
以下、図5及び図6を参照して、ロジックBIST回路10Bの具体的な構成について説明する。ここでは、テスター周波数が200MHzで、実動作周波数が600MHzであると仮定する。
Hereinafter, a specific configuration of the
テスター周波数で動作するテスト制御部11からのパターン生成指示信号Dは、実動作周波数より信号サイクルが遅いので、パターン生成器12Bでは、微分回路等を使用して実動作速度タイミング信号を生成して、パターン生成指示信号Dを取り込む。
Since the pattern generation instruction signal D from the
パターン生成器12Bの内部信号は、レジスタを駆動するクロック信号の立上りエッジから、該信号を受信するレジスタを駆動するクロック信号の次の立上りエッジまでの間で伝播させる必要がある(セットアップタイム制約)。加えて、伝播する内部信号は、該信号を受信するレジスタを駆動するクロック信号の1つ前の立上りエッジより後に伝播させる必要がある(ホールドタイム制約)。
The internal signal of the
パターン生成器12Bは、決められた時間内にパターン生成を行う制約はないので、上記2つの制約(セットアップタイム制約とホールドタイム制約)を満たすように、latency(待ち時間)を調整して回路を実現する。
Since the
モジュロ回路20Bについても、上記2つの制約(セットアップタイム制約とホールドタイム制約)を満たすように、latency(待ち時間)を調整して回路を実現すれば、実動作速度で動作可能な回路となる。 The modulo circuit 20B can also operate at an actual operation speed if the circuit is realized by adjusting the latency (waiting time) so as to satisfy the above two constraints (setup time constraint and hold time constraint).
テスト対象回路13が演算器である場合、高速動作の演算器は結果算出までに一般に数サイクルを要する。
When the
モジュロ演算器225は、2ビット同士の演算であり、少ないハードウェアで実現できる。その為、モジュロ演算器225は、高速化し易く、短サイクルで動作可能な回路で実現できる。期待値モジュロ値Gと結果モジュロ値Fは2ビット同士であり、比較器26は2ビット巾の比較となる。その為、比較器26は小さい比較器となり、高速化し易く、短サイクルで動作可能な回路で実現できる。
The modulo
一方、nビット巾の第1及び第2の入力パターンデータA、Bから2ビットの第1及び第2の入力モジュロ値ModA、ModBを生成する、第1及び第2の入力モジュロ生成回路221A、222Aは、論理段数を要するので、レジスタ間の論理段数を調整して、上記2つの制約(セットアップタイム制約とホールドタイム制約)を満たすように、回路を調整する。
On the other hand, first and second input modulo
テスト対象回路13からの応答結果Yから結果モジュロ値ModYを生成する、結果モジュロ生成回路24Aも、上記2つの制約(セットアップタイム制約とホールドタイム制約)を満たすように、回路を調整する。
The result modulo
上述したように、モジュロ回路20Bの回路調整を行い、結果モジュロ値ModYのlatency(待ち時間)が延びた場合、期待値モジュロ値Gを保持するモジュロ値持回り回路223の持回り時間を延ばすことにより、同じタイミングで結果モジュロ値ModYと期待値モジュロ値Gとを比較器26に入力させることができる。比較器26は、テスト制御部11からの比較指示信号Eに応答して、それらの値の比較を行う。
As described above, when the circuit adjustment of the modulo circuit 20B is performed and the latency of the result modulo value ModY is increased, by extending the rotation time of the modulo
図2に図示したロジックBIST回路10の場合、図3に示されるように、テスター周波数でロジックBIST回路10を動作させるため、モジュロ生成回路221、222、24は、2サイクルでモジュロ値ModA、ModB、及びModYを生成する。
In the case of the
これに対して、図5に図示したロジックBIST回路10Bの場合、図6に示されるように、実動作周波数(速度)でロジックBIST回路10Bを動作させるため、モジュロ演算器225と比較器26は1サイクルで結果G、Hを出力するが、モジュロ生成回路221A、222A、および24Aは、5サイクルでモジュロ値ModA、ModB、及びModYを生成するので、図5に示されるように、レジスタを4段分追加して対応している。
On the other hand, in the case of the
図5に示したロジックBIST回路10Bでは、上記特許文献5の構成とは異なり、組合せ回路(テスト回路)にスキャン動作でパターンを与えるのではなく、パルス信号のパターン生成起動信号を微分回路等の回路手法で起動指示を与え、結果出力タイミングで不一致結果が発生したか否かを観測している。
In the
図5に図示したロジックBIST回路10Bは、図2に図示したロジックBIST回路10をアットスピード(実動作速度)で動作出来るように変更した回路であるが、図4に図示したロジックBIST回路10Aに対しても、同様に、アットスピード(実動作速度)で動作出来るように変更可能であることは、当業者であれば容易に理解できるであろう。
The
以上、本発明について好ましい実施例について説明してきたが、本発明は上述した実施例に限定されず、本発明の趣旨(主題)を逸脱しない範囲内で種々の変形・変更が可能なのは勿論である。例えば、上記実施例では、テスト対象回路が演算器である場合を例に挙げて説明しているが、テスト対象回路はメモリ以外の機能回路であって良い。 The preferred embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and changes can be made without departing from the spirit (subject) of the present invention. . For example, although the case where the test target circuit is an arithmetic unit has been described as an example in the above embodiment, the test target circuit may be a functional circuit other than a memory.
10、10A、10B ロジックBIST回路
11 テスト制御部
12、12A、12B パターン生成器
13 テスト対象回路
16、17 セレクタ
20、20A、20B モジュロ回路
22、22A、22B モジュロ期待値生成回路
221、222 入力モジュロ生成回路
221A、222A 入力モジュロ生成回路
223 モジュロ値持回り回路
225 モジュロ演算器
226 セレクタ
24 結果モジュロ生成回路
24A 結果モジュロ生成回路
26 比較器
10, 10A, 10B
Claims (12)
前記テスト対象回路に供給する入力データから応答結果の期待値モジュロ値を生成するモジュロ期待値生成回路と、
前記テスト対象回路から出力される前記応答結果のモジュロ値を求める結果モジュロ生成回路と、
前記応答結果のモジュロ値と前記期待値モジュロ値とを比較する比較器と、
を有し、
前記テスト対象回路は、1つの入力パターンデータと固定値とに対して演算を施して、前記応答結果を出力する回路であり、
前記モジュロ期待値生成回路は、
前記入力パターンデータから入力モジュロ値を生成する入力モジュロ値生成回路と、
前記入力モジュロ値とモジュロ固定値とに対して前記テスト対象回路と同じ演算を施して、演算モジュロ値を出力するモジュロ演算器と、
を有することを特徴とするロジックBIST回路。 In the logic BIST circuit of a circuit whose test target is an arithmetic unit ,
A modulo expected value generation circuit that generates an expected value modulo value of a response result from input data supplied to the test target circuit;
A result modulo generation circuit for obtaining a modulo value of the response result output from the test target circuit;
A comparator for comparing the modulo value of the response result with the expected value modulo value;
Have
The test target circuit is a circuit that performs an operation on one input pattern data and a fixed value and outputs the response result,
The modulo expected value generation circuit includes:
An input modulo value generation circuit for generating an input modulo value from the input pattern data;
A modulo calculator that performs the same operation as the test target circuit on the input modulo value and the modulo fixed value, and outputs an operation modulo value;
Logic BIST circuit, characterized in that it comprises a.
前記入力データから前記応答結果の期待値モジュロ値を生成するモジュロ期待値生成回路と、
前記応答結果のモジュロ値を求める結果モジュロ生成回路と、
前記応答結果のモジュロ値と前記期待値モジュロ値とを比較する比較器と、
を有し、
前記テスト対象回路は、1つの入力パターンデータと固定値とに対して演算を施して、前記応答結果を出力する回路であり、
前記モジュロ期待値生成回路は、
前記入力パターンデータから入力モジュロ値を生成する入力モジュロ値生成回路と、
前記入力モジュロ値とモジュロ固定値とに対して前記テスト対象回路と同じ演算を施して、演算モジュロ値を出力するモジュロ演算器と、
を有することを特徴とするモジュロ回路。 A modulo circuit for supplying input data from a pattern generator to a circuit to be tested as an arithmetic unit and determining whether or not the test target circuit is faulty from a response result output from the test target circuit Because
A modulo expected value generation circuit for generating an expected value modulo value of the response result from the input data;
A result modulo generation circuit for obtaining a modulo value of the response result;
A comparator for comparing the modulo value of the response result with the expected value modulo value;
Have
The test target circuit is a circuit that performs an operation on one input pattern data and a fixed value and outputs the response result,
The modulo expected value generation circuit includes:
An input modulo value generation circuit for generating an input modulo value from the input pattern data;
A modulo calculator that performs the same operation as the test target circuit on the input modulo value and the modulo fixed value, and outputs an operation modulo value;
Modulo circuit characterized in that it comprises a.
前記テスト対象回路に入力データを供給するステップと、
前記入力データから前記テスト対象回路の応答結果の期待値モジュロ値を生成するステップと、
前記応答結果のモジュロ値を求めるステップと、
前記応答結果のモジュロ値と前記期待値モジュロ値とを比較するステップと、
を有し、
前記テスト対象回路は、1つの入力パターンデータと固定値とに対して演算を施して、前記応答結果を出力する回路であり、
前記期待値モジュロ値を生成するステップは、
前記入力パターンデータから入力モジュロ値を生成するステップと、
前記入力モジュロ値とモジュロ固定値とに対して前記テスト対象回路と同じ演算を施して、演算モジュロ値を出力するステップと、
を有することを特徴とするロジックBIST方法。 A logic BIST method for a circuit for testing an arithmetic unit ,
Supplying input data to the circuit under test;
Generating an expected value modulo value of a response result of the circuit under test from the input data;
Obtaining a modulo value of the response result;
Comparing the modulo value of the response result with the expected value modulo value;
Have
The test target circuit is a circuit that performs an operation on one input pattern data and a fixed value and outputs the response result,
Generating the expected value modulo value comprises:
Generating an input modulo value from the input pattern data;
Performing the same operation as the test target circuit on the input modulo value and the modulo fixed value, and outputting an operation modulo value;
Logic BIST method characterized by having a.
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