JP5727358B2 - Semiconductor device - Google Patents
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Description
本発明は半導体装置に関し、特に、メモリ回路およびメモリ回路をテストするセルフテスト回路を備えた半導体装置に関する。 The present invention relates to a semiconductor device, and more particularly to a semiconductor device provided with a memory circuit and a self-test circuit for testing the memory circuit.
メモリ回路を備えた半導体装置には、メモリ回路をテストするためのセルフテスト回路(MBIST回路、Memory Built−In Self−Test回路)が内蔵されることが多くなっている。 In many cases, a semiconductor device including a memory circuit incorporates a self test circuit (MBIST circuit, Memory Built-In Self-Test circuit) for testing the memory circuit.
特許文献1には、RAMおよびRAMの救済を行うBIST回路が搭載された半導体装置が記載されている。図17は、特許文献1に記載された半導体装置の構成を示す回路図である。図17を参照すると、BIST回路に含まれる比較回路140において、RAMの読出しデータと期待値データは、XOR(排他的論理和)ゲートG1、G2により比較され、故障が存在する場合には、XOR回路G1、G2の少なくとも一方の出力は「1」となる。XORゲートG1、G2の出力はOR(論理和)ゲートG20により、1ビットのエラー信号に変換される。エラー信号は、ORゲートG21とセレクタを介してフリップフロップFF20の入力データとなる。
フリップフロップFF20に「1」が取り込まれた場合には、半導体装置のテストの判定結果はFAIL(不良品)となる。特許文献1に記載された半導体装置(図17)では、一旦、フリップフロップFF20に「1」が取り込まれる(すなわち、FAILを示す状態になる)と、ORゲートG21により、「1」が保持される。 When “1” is taken into the flip-flop FF20, the determination result of the test of the semiconductor device is FAIL (defective product). In the semiconductor device described in Patent Document 1 (FIG. 17), once “1” is taken into the flip-flop FF20 (that is, a state indicating FAIL), “1” is held by the OR gate G21. The
なお、図17の回路図には明示されていないものの、比較/非比較を制御するための比較イネーブル信号が、パターン発生器120から比較回路140に供給される。比較イネーブル信号により、フリップフロップFF20へのデータの取り込みの有無が制御される。
Although not explicitly shown in the circuit diagram of FIG. 17, a comparison enable signal for controlling comparison / non-comparison is supplied from the
図18は、特許文献1に記載された半導体装置の構成を概略的に示すブロック図である。図18を参照すると、半導体装置は、RAM112と、RAM112のテストとするためのBIST(Built−In Self−Test)回路とを備える。BIST回路は、テストパターン発生回路(Pattern Generator)111、比較回路U0〜U3、ORゲートG20、ANDゲート20、ORゲートG21、および、フリップフロップFF20を備える。比較回路U0〜U3は、それぞれ、XORゲートG1を有する。
FIG. 18 is a block diagram schematically showing the configuration of the semiconductor device described in
テストパターン発生回路111は、RAMテストパターンおよび期待値EXPDATAを生成する。フェイルフラグ保持回路(図18のORゲートG21、フリップフロップF20)は、比較回路(図18のXORゲートG1、ORゲートG20およびANDゲートA20)によって検出されたエラー信号ERRを保持する。 The test pattern generation circuit 111 generates a RAM test pattern and an expected value EXPDATA. The fail flag holding circuit (OR gate G21, flip-flop F20 in FIG. 18) holds the error signal ERR detected by the comparison circuit (XOR gate G1, OR gate G20, and AND gate A20 in FIG. 18).
図19は、図18の半導体装置の動作を示す波形である。図19は、4つのアドレスa(0)〜a(3)に対する連続読み出しを行う場合を示す。エラー信号ERR(r(0)〜r(3))のうちの1つでも1となると、ORゲートG21によりファイルフラグ信号FAILFLAGは最終的に1となる(f(3)=1)。したがって、図18の半導体装置によると、RAM112の故障を検出することができる。
FIG. 19 is a waveform showing the operation of the semiconductor device of FIG. FIG. 19 shows a case where continuous reading is performed for four addresses a (0) to a (3). If any one of the error signals ERR (r (0) to r (3)) becomes 1, the file flag signal FAILFLAG is finally set to 1 by the OR gate G21 (f (3) = 1). Therefore, according to the semiconductor device of FIG. 18, a failure of the
このように、特許文献1に記載されたBIST回路は、RAM112から読み出されたデータと、テストパターン発生回路111により生成された期待値とを比較する比較回路(XORゲートG1、ORゲートG20、ANDゲートA20)を有し、比較回路はデータのビット列に含まれるビットと期待値のビット列に含まれるビットとを比較する。フェイルフラグ保持回路(ORゲートG21、フリップフロップF20)は、最初の不一致を検出すると、不一致を示すフラグを保持する。かかるBIST回路によると、データのビット列と期待値のビット列との間で、少なくともいずれか1つのビットが一致しないことを検出することが可能となる。
As described above, the BIST circuit described in
なお、関連技術として、特許文献2において、RAMの故障解析機能を備えた半導体装置が記載されている。
As a related technique,
以下の分析は、本発明者によってなされたものである。 The following analysis was made by the present inventors.
特許文献1に記載された半導体装置においては、セルフテスト回路(BIST回路)自身もメモリ回路(RAM)と同一の半導体装置上にあるため、電源電圧、温度条件等のテスト条件により誤判定が生じるおそれがある。この誤判定は、メモリ回路を備えた半導体装置の良品と不良品の区別を困難にするため、何らかの対策が必要とされる。
In the semiconductor device described in
例えば、BIST回路自身に想定以上の遅延(サイクル越え、サイクルずれ)が存在する場合には、特許文献1に記載された半導体装置(図17、図18)では、RAMのアクセスタイムの異常(サイクル越え、サイクルずれ)を検出できないおそれがある。 For example, if the BIST circuit itself has a delay (exceeding a cycle, cycle shift) more than expected, the semiconductor device described in Patent Document 1 (FIGS. 17 and 18) has an abnormal RAM access time (cycles). There is a risk that it may not be possible to detect a cycle deviation).
図20は、特許文献1に記載された半導体装置において、このような誤判定が生じる場合について説明するためのタイミング図である。
FIG. 20 is a timing chart for explaining a case where such an erroneous determination occurs in the semiconductor device described in
例えば、低電圧条件でのRAMテスト時に、BIST回路の期待値EXPDATAが、XORゲートG1にサイクル越えで到達し、比較イネーブル信号COMPENが、ANDゲートA20にサイクル越えで到達する場合、図20の太実線矢印で示すようになる。 For example, when the expected value EXPDATA of the BIST circuit reaches the XOR gate G1 over the cycle and the comparison enable signal COMPEN reaches the AND gate A20 over the cycle during the RAM test under the low voltage condition, the thick line in FIG. As shown by solid arrows.
この条件下で、RAM112のアクセスタイムがサイクルを超えると太破線矢印のようになる。このとき、フェイルフラグ信号FAILFLAGは、正常動作時と比較して1サイクル遅れで動作する。RAM112の機能が正常である場合には、アクセスタイムのサイクル越えの有無に関係なく、最終的にフェイルフラグ信号FAILFLAGとして残るのは、同じ値(f(3)=0)となる。したがって、図20のような条件では、RAM112のアクセスタイムの異常が検出できず、誤判定となる。
Under this condition, when the access time of the
このように、特許文献1に記載されたBIST回路によると、RAM112のテスト結果の信頼性が低く、製造テスト用の条件(電圧、温度等)の決定も困難となるおそれがある。
As described above, according to the BIST circuit described in
このように、特許文献1に記載された半導体装置では、電圧低下等による信号遅延による誤判定への対策が施されていない。すなわち、RAM112からの出力データ信号の遅延が判定ポイント(例えば、動作クロックの立ち上がり)を超えるような故障(サイクルずれの故障)があっても、セルフテスト回路が生成する比較イネーブル信号や期待値信号が1サイクル遅れる場合には、判定結果は良品(PASS)となり、誤判定される。
As described above, the semiconductor device described in
したがって、特許文献1に記載された半導体装置によると、RAMの読み出しデータ、期待値データ、比較イネーブル信号が同時に遅延するような状態を、不良品(FAIL)として判定することができない。
Therefore, according to the semiconductor device described in
一般に、半導体装置では製品仕様として、動作周波数が定義されている。一例として、電源電圧が2Vであり、動作周波数が100MHzである製品仕様を想定する。100MHzは、クロックサイクルタイムで10nsecに相当する。上記のRAMの読み出しデータの遅延が11nsecであれば、不良品である。しかし、特許文献1に記載された半導体装置の比較回路140によると、期待値データ、比較イネーブル信号の遅延が11nsecであれば(サイクル越え、サイクルずれ)、FF20が「1」を取り込むことがないので、良品(PASS)であると判定される。すなわち、RAMの出力データの遅延時間不良に関しては、誤判定するおそれがある。
Generally, in a semiconductor device, an operating frequency is defined as a product specification. As an example, assume a product specification in which the power supply voltage is 2 V and the operating frequency is 100 MHz. 100 MHz corresponds to 10 nsec in clock cycle time. If the delay of the read data of the RAM is 11 nsec, it is a defective product. However, according to the
そこで、メモリ回路からセルフテスト回路へ出力された出力データ信号、または、セルフテスト回路内における比較イネーブル信号もしくは期待値信号におけるクロックサイクルずれを検出できるようにすることが課題となる。 Therefore, it is an object to be able to detect a clock cycle shift in the output data signal output from the memory circuit to the self test circuit, or the comparison enable signal or the expected value signal in the self test circuit.
本発明の一視点に係る半導体装置は、
メモリ回路と該メモリ回路をテストするセルフテスト回路とを備えた半導体装置であって、
前記セルフテスト回路は、前記メモリ回路から出力される出力データ信号の各クロックサイクルにおけるビット値に対する期待値ビット列に含まれる一部のビット値を反転させたビット列に含まれるビット値を各クロックサイクルにおいてとる擬期待値信号を生成するとともに、各クロックサイクルにおける該出力データ信号と該擬期待値信号の比較を可能とする比較イネーブル信号を生成するテストパターン発生手段と、
前記メモリ回路から出力された前記出力データ信号、ならびに、前記テストパターン発生手段から出力された前記擬期待値信号および前記比較イネーブル信号を受信し、前記比較イネーブル信号が活性状態である期間内の各クロックサイクルにおいて前記出力データ信号と前記擬期待値信号とを比較し、比較結果を表す比較結果信号を生成する比較手段と、
前記比較手段から前記比較結果信号を受信し、受信した前記比較結果信号の各クロックサイクルにおけるビット値を保持するエラー保持手段と、を備える。
A semiconductor device according to one aspect of the present invention includes:
A semiconductor device comprising a memory circuit and a self-test circuit for testing the memory circuit,
The self-test circuit outputs a bit value included in a bit string obtained by inverting a part of bit values included in an expected value bit string in each clock cycle of an output data signal output from the memory circuit in each clock cycle. Test pattern generation means for generating a comparison enable signal that enables comparison of the output data signal and the pseudo expected value signal in each clock cycle,
The output data signal output from the memory circuit, and the pseudo expected value signal and the comparison enable signal output from the test pattern generation means are received, and each of the periods within a period in which the comparison enable signal is in an active state A comparison means for comparing the output data signal with the pseudo expectation value signal in a clock cycle and generating a comparison result signal representing a comparison result;
Error holding means for receiving the comparison result signal from the comparison means and holding a bit value in each clock cycle of the received comparison result signal.
本発明に係る半導体装置によると、メモリ回路からセルフテスト回路へ出力された出力データ信号、または、セルフテスト回路内における比較イネーブル信号もしくは期待値信号におけるクロックサイクルずれを検出することが可能となる。 According to the semiconductor device of the present invention, it is possible to detect a clock cycle shift in the output data signal output from the memory circuit to the self test circuit, or the comparison enable signal or the expected value signal in the self test circuit.
はじめに、本発明の概要について説明する。なお、この概要に付記する図面参照符号は、専ら理解を助けるための例示であり、本発明を図示の態様に限定することを意図するものではない。 First, the outline of the present invention will be described. Note that the reference numerals of the drawings attached to this summary are merely examples for facilitating understanding, and are not intended to limit the present invention to the illustrated embodiment.
図1は、本発明に係る半導体装置の構成を一例として示すブロック図である。図1を参照すると、半導体装置は、メモリ回路(20)と、セルフテスト回路とを備える。セルフテスト回路は、テストパターン発生手段(11)、比較手段(12)およびエラー保持手段(13)を備える。テストパターン発生手段(11)は、擬期待値信号および比較イネーブル信号を生成する。「擬期待値信号」は、メモリ回路(20)から出力される出力データ信号の各クロックサイクルにおけるビット値に対する期待値ビット列に含まれる一部のビット値を反転させたビット列に含まれるビット値を各クロックサイクルにおいてとる。比較イネーブル信号は、各クロックサイクルにおける出力データ信号と擬期待値信号の比較を可能とする。比較手段(12)は、メモリ回路(20)から出力された出力データ信号、ならびに、テストパターン発生手段(11)から出力された擬期待値信号および比較イネーブル信号を受信し、比較イネーブル信号が活性状態である期間内の各クロックサイクルにおいて出力データ信号と擬期待値信号とを比較し、比較結果を表す比較結果信号を生成する。エラー保持手段(13)は、比較手段(12)から比較結果信号を受信し、受信した比較結果信号の各クロックサイクルにおけるビット値を保持する(展開形態1)。半導体装置は、例えば単一又は複数の半導体チップが樹脂等で単一のパッケージに封止されるものであり、他の電子部品とともに配線基板に実装されるものである。メモリ回路とロジック回路は単一のパッケージ内において、同一の半導体チップ上に設けられてもよいし、異なるチップ上にそれぞれ設けられてもよい。 FIG. 1 is a block diagram showing an example of the configuration of a semiconductor device according to the present invention. Referring to FIG. 1, the semiconductor device includes a memory circuit (20) and a self-test circuit. The self-test circuit includes a test pattern generating means (11), a comparing means (12), and an error holding means (13). The test pattern generation means (11) generates a pseudo expected value signal and a comparison enable signal. The “pseudo-expected value signal” is a bit value included in a bit string obtained by inverting a part of bit values included in an expected value bit string with respect to a bit value in each clock cycle of the output data signal output from the memory circuit (20). Take at each clock cycle. The comparison enable signal enables comparison of the output data signal and the pseudo expected value signal in each clock cycle. The comparison means (12) receives the output data signal output from the memory circuit (20) and the pseudo expected value signal and the comparison enable signal output from the test pattern generation means (11), and the comparison enable signal is activated. The output data signal is compared with the pseudo-expected value signal in each clock cycle within the state period, and a comparison result signal representing the comparison result is generated. The error holding means (13) receives the comparison result signal from the comparison means (12) and holds the bit value in each clock cycle of the received comparison result signal (development mode 1). In the semiconductor device, for example, a single or a plurality of semiconductor chips are sealed in a single package with a resin or the like, and are mounted on a wiring board together with other electronic components. The memory circuit and the logic circuit may be provided on the same semiconductor chip in a single package, or may be provided on different chips.
比較手段(12)は、比較器(CMP1)およびANDゲート(AND1)を有していてもよい。比較器(CMP1)は、出力データ信号と擬期待値信号の間の排他的論理和を求める。ANDゲート(AND1)は、比較器(CMP1)から出力された排他的論理和と比較イネーブル信号の間の論理積を比較結果信号として生成する(展開形態2)。 The comparison means (12) may have a comparator (CMP1) and an AND gate (AND1). The comparator (CMP1) obtains an exclusive OR between the output data signal and the pseudo expected value signal. The AND gate (AND1) generates a logical product between the exclusive OR output from the comparator (CMP1) and the comparison enable signal as a comparison result signal (deployment mode 2).
また、エラー保持手段(13)は、比較結果信号の各クロックサイクルにおけるビット値を保持するシフトレジスタであってもよい(展開形態3)。 Further, the error holding means (13) may be a shift register that holds a bit value in each clock cycle of the comparison result signal (development mode 3).
図2は、図1に示した半導体装置の動作を一例として示すタイミング図である。なお、図2では、メモリ回路20をRAMとし、エラー保持手段(13)をシフトレジスタとした。テストパターン発生手段(11)は、図2に示すように、RAM出力データの期待値を故意に反転させた擬期待値信号を生成する。すなわち、テストパターン発生手段(11)は、比較手段(12)の出力が変化する(0から1、1から0の変化を含む一意のビット列となる)ような擬期待値信号をテストパターンとして生成する。図2の太破線で示した箇所において、擬期待値信号は、RAM出力データ信号の期待値を反転させた値をとる。また、シフトレジスタは、比較手段(12)の出力をクロックサイクル毎に取得する。
FIG. 2 is a timing chart showing an example of the operation of the semiconductor device shown in FIG. In FIG. 2, the
このとき、セルフテスト回路内における信号(比較イネーブル信号、擬期待値信号)と、セルフテスト回路がRAMから受信する信号(RAM出力データ信号)の双方が同時にサイクルずれを起こした場合、シフトレジスタに取得されるビット列が1ビットずれる。 At this time, if both the signal in the self-test circuit (comparison enable signal, pseudo-expected value signal) and the signal received from the RAM by the self-test circuit (RAM output data signal) cause a cycle shift at the same time, The acquired bit string is shifted by 1 bit.
具体的には、図2に示したテストパターンによると、サイクルずれがない場合にシフトレジスタが“01010010100000”を保持するタイミングにおいて、サイクルずれが生じた場合には、シフトレジスタは“00101001010000”を保持することになる。 Specifically, according to the test pattern shown in FIG. 2, when there is a cycle shift at the timing when the shift register holds “01010001010000000” when there is no cycle shift, the shift register holds “00101001010000”. Will do.
したがって、本発明の半導体装置によると、サイクルずれ(この場合には、同時サイクルずれ)が生じたことを検出することができる。なお、テストパターン発生手段(11)は、メモリ回路(20)からセルフテスト回路に出力される出力データ信号、ならびに、セルフテスト回路内における比較イネーブル信号および期待値信号の3つの信号のいかなる組み合わせのサイクルずれも検出できるようなテストパターンを生成することが好ましい。 Therefore, according to the semiconductor device of the present invention, it is possible to detect that a cycle shift (in this case, simultaneous cycle shift) has occurred. Note that the test pattern generation means (11) is an output data signal output from the memory circuit (20) to the self test circuit, and any combination of the three signals of the comparison enable signal and the expected value signal in the self test circuit. It is preferable to generate a test pattern that can detect a cycle shift.
本発明に係る半導体装置では、テストパターン発生手段(11)で、期待値を故意に反転させて、クロックサイクル毎の比較結果が0から1、1から0に変化するパターンを発生する。また、比較結果をサイクル毎に取得するシフトレジスタを設け、テストパターン発生回路(11)でシフト動作/保持動作を制御する。 In the semiconductor device according to the present invention, the test pattern generating means (11) intentionally reverses the expected value to generate a pattern in which the comparison result for each clock cycle changes from 0 to 1 and from 1 to 0. In addition, a shift register for acquiring the comparison result for each cycle is provided, and the shift operation / holding operation is controlled by the test pattern generation circuit (11).
本発明に係る半導体装置によると、特許文献1に記載された半導体装置とは異なり、サイクルずれが生じたことを検出することが可能となる。具体的には、比較手段(12)で発生するクロックサイクル毎の判定結果を、遅延故障が発生しにくいエラー保持手段(13)(例えば、シフトレジスタ)に取り込むことで、サイクルずれを検出する。
According to the semiconductor device of the present invention, unlike the semiconductor device described in
テストパターン発生手段(11)は、フェイル判定結果に0と1が混じるようなパターンを発生する。フェイル判定結果の「1」は、期待値を故意に反転させて実現する。このフェイル判定結果をシフトレジスタに取り込み、シフトレジスタに格納された情報を期待ビット列と照合することでセルフテスト回路自身のテストを含むRAMテストを行うことが可能となる。 The test pattern generation means (11) generates a pattern in which 0 and 1 are mixed in the fail determination result. The fail determination result “1” is realized by intentionally inverting the expected value. By fetching the fail determination result into the shift register and collating the information stored in the shift register with the expected bit string, the RAM test including the test of the self test circuit itself can be performed.
本発明に係る半導体装置によると、少なくともシフトレジスタ自身は正常動作する(すなわち、クロックサイクルずれがない)という条件下で、セルフテスト回路の他の部分のクロックサイクルずれやRAMのリードアクセスのクロックサイクルずれを検出でき、信頼性の高いRAMテストが可能となる。 According to the semiconductor device of the present invention, at least the shift register itself operates normally (that is, there is no clock cycle shift), the clock cycle shift of other parts of the self-test circuit and the clock cycle of the read access of the RAM. Deviation can be detected, and a highly reliable RAM test can be performed.
上述したように、SoC等の内蔵RAMのテスト用に、MBIST回路が同一チップに搭載された場合において、特許文献1に記載された半導体装置によると、電圧、温度条件等により誤判定が生じうる。すなわち、RAMのアクセスタイムが、システムのクロックサイクルを超えていても、PASSと判定されるおそれがある。このとき、半導体装置の良品と不良品の選別が困難となる。
As described above, when the MBIST circuit is mounted on the same chip for testing an internal RAM such as SoC, the semiconductor device described in
しかしながら、本発明に係る半導体装置によると、メモリ回路(20)(例えばRAM)から出力された出力データ信号、ならびに、テストパターン発生手段(11)から出力された比較イネーブル信号および期待値信号のうちの少なくともいずれかの信号においてサイクルずれが生じた場合に、これを検出することが可能となる。 However, according to the semiconductor device of the present invention, the output data signal output from the memory circuit (20) (for example, RAM), and the comparison enable signal and the expected value signal output from the test pattern generation means (11). When a cycle shift occurs in at least one of the signals, it is possible to detect this.
図3は、図1の半導体装置の変形例の構成を示すブロック図である。図3を参照すると、半導体装置は、故障情報を保持するためのフラグ保持手段(14)をさらに備えている。また、図3の半導体装置は、フラグ保持手段(14)のホールド機能を抑制し、パイプラインレジスタとして動作させる機能を有する。 FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a modification of the semiconductor device of FIG. Referring to FIG. 3, the semiconductor device further includes flag holding means (14) for holding failure information. 3 has a function of suppressing the hold function of the flag holding means (14) and operating as a pipeline register.
すなわち、図3の半導体装置は、サイクル毎の比較結果の中の不一致情報を検出してフラグ情報として保持するフラグ保持手段(14)を備え、フラグ保持機能を抑制しパイプラインレジスタとして動作する機能を有する。また、エラー保持手段(13)(例えばシフトレジスタ)は、フラグ保持手段(14)の出力をサイクル毎に取得する。 That is, the semiconductor device of FIG. 3 includes flag holding means (14) that detects mismatch information in the comparison result for each cycle and holds it as flag information, and functions as a pipeline register while suppressing the flag holding function. Have Further, the error holding means (13) (for example, shift register) acquires the output of the flag holding means (14) every cycle.
具体的には、図3を参照すると、フラグ保持手段(14)は、テストパターン発生手段(11)から出力されたホールドイネーブル信号、および、比較手段(12)から出力された比較結果信号を受信し、ホールドイネーブル信号が活性状態である場合には、比較結果信号の変化の有無を表すビット値を保持し、それ以外の場合には、比較結果信号を保持することなくエラー保持手段(13)に出力する(展開形態4)。 Specifically, referring to FIG. 3, the flag holding means (14) receives the hold enable signal output from the test pattern generating means (11) and the comparison result signal output from the comparing means (12). When the hold enable signal is in the active state, the bit value indicating whether or not the comparison result signal has changed is held. In other cases, the error holding means (13) without holding the comparison result signal. (Deployment form 4).
また、フラグ保持手段(14)は、フリップフロップ(FF2)、ANDゲート(AND2)およびORゲート(OR2)を有していてもよい。ANDゲート(AND2)は、ホールドイネーブル信号(HOLDEN)とフリップフロップ(FF2)の出力信号の論理積を生成する。ORゲート(OR2)は、比較結果信号とANDゲート(AND2)の出力信号の論理和を生成する。フリップフロップ(FF2)は、ORゲートの出力信号をラッチする(展開形態5)。 The flag holding means (14) may include a flip-flop (FF2), an AND gate (AND2), and an OR gate (OR2). The AND gate (AND2) generates a logical product of the hold enable signal (HOLDEN) and the output signal of the flip-flop (FF2). The OR gate (OR2) generates a logical sum of the comparison result signal and the output signal of the AND gate (AND2). The flip-flop (FF2) latches the output signal of the OR gate (deployment form 5).
このように、図3に示した半導体装置は、メモリ回路(例えばRAM)とメモリ回路をテストするセルフテスト回路を含む半導体集積装置であって、セルフテスト回路は、テストクロックサイクル毎のフェイル判定信号をフラグ情報(フェイルの有無情報)として蓄積するフラグ保持手段(14)を備えている。ここで、フラグ保持回路(14)はレジスタ回路(例えばフリップフロップFF2)を有している。また、フラグ保持回路(14)は、保持機能を抑制し、レジスタ回路(FF2)をフェイル判定信号用パイプラインレジスタとして動作する機能を有する。さらに、セルフテスト回路は、テストパターン発生手段(11)を備えている。テストパターン発生手段(11)は、フェイル判定信号が「0から1」および「1から0」に変化する状態を含むようにテストパターンを発生する。また、セルフテスト回路は、上記レジスタ(パイプラインレジスタ)から出力されるフェイル判定信号を格納するためのエラー保持手段(13)(例えば、直列シフトレジスタ)を備える。ここで、直列シフトレジスタのシフト動作と保持動作の切り替えは、テストパターン発生手段(11)によって制御される。 As described above, the semiconductor device shown in FIG. 3 is a semiconductor integrated device including a memory circuit (for example, RAM) and a self-test circuit for testing the memory circuit, and the self-test circuit receives a fail determination signal for each test clock cycle. Is stored as flag information (failure presence / absence information). Here, the flag holding circuit (14) has a register circuit (for example, flip-flop FF2). The flag holding circuit (14) has a function of suppressing the holding function and operating the register circuit (FF2) as a pipeline register for a fail determination signal. Further, the self-test circuit includes a test pattern generation means (11). The test pattern generation means (11) generates a test pattern so as to include a state in which the fail determination signal changes from “0 to 1” and “1 to 0”. The self-test circuit includes error holding means (13) (for example, a serial shift register) for storing a fail determination signal output from the register (pipeline register). Here, switching between the shift operation and the holding operation of the serial shift register is controlled by the test pattern generating means (11).
図3に示した半導体装置によると、ホールドイネーブル信号を活性状態とするとともに、擬期待値信号として、メモリ回路(20)の出力データの期待値を出力することで、メモリ回路の故障を検出することができる。一方、ホールドイネーブル信号を非活性状態とするとともに、擬期待値信号として、メモリ回路(20)の出力データの期待値の一部を反転した信号を出力することで、出力データ信号、擬期待値信号および比較イネーブル信号の少なくともいずれかにおいてサイクルずれが生じたことを検出することができる。すなわち、図3の半導体装置によると、メモリ回路(20)のテスト、および、サイクルずれの検出の双方を実現することが可能となる。 According to the semiconductor device shown in FIG. 3, the failure of the memory circuit is detected by activating the hold enable signal and outputting the expected value of the output data of the memory circuit (20) as the pseudo expected value signal. be able to. On the other hand, by deactivating the hold enable signal and outputting a signal obtained by inverting a part of the expected value of the output data of the memory circuit (20) as the pseudo expected value signal, the output data signal, the pseudo expected value It is possible to detect that a cycle shift has occurred in at least one of the signal and the comparison enable signal. That is, according to the semiconductor device of FIG. 3, it is possible to realize both the test of the memory circuit (20) and the detection of the cycle shift.
図4は、図3に示した半導体装置のさらなる変形例の構成を示すブロック図である。図4に示した半導体装置によると、エラー保持手段(13)(例えばシフトレジスタ)を複数のメモリ回路(20a、20b)(例えばRAM)で共有することができる。 FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a further modification of the semiconductor device shown in FIG. According to the semiconductor device shown in FIG. 4, the error holding means (13) (for example, shift register) can be shared by a plurality of memory circuits (20a, 20b) (for example, RAM).
複数のメモリ回路(20a、20b)でエラー保持手段(13)を共有するために、エラー保持手段(13)のシリアル入力にORゲート(OR3)が設けられている。 In order to share the error holding means (13) among the plurality of memory circuits (20a, 20b), an OR gate (OR3) is provided at the serial input of the error holding means (13).
図4を参照すると、半導体装置は、第1の比較手段(12a)、第2の比較手段(12b)、第1のフラグ保持手段(14a)、第2のフラグ保持手段(14b)、および、ORゲート(OR3)を備える。第1の比較手段(12a)は、第1のメモリ回路(20a)から出力された第1の出力データ信号、ならびに、テストパターン発生手段(11)から出力された擬期待値信号および比較イネーブル信号を受信し、比較イネーブル信号が活性状態である期間内の各クロックサイクルにおいて第1の出力データ信号と擬期待値信号とを比較し、比較結果を表す第1の比較結果信号を生成する。一方、第2の比較手段(12b)は、第2のメモリ回路(20b)から出力された第2の出力データ信号、ならびに、テストパターン発生手段(11)から出力された擬期待値信号および比較イネーブル信号を受信し、比較イネーブル信号が活性状態である期間内の各クロックサイクルにおいて第2の出力データ信号と擬期待値信号とを比較し、比較結果を表す第2の比較結果信号を生成する。第1のフラグ保持手段(14a)は、テストパターン発生手段(11)から出力されたホールドイネーブル信号(HOLDEN)、および、第1の比較手段(12a)から出力された第1の比較結果信号を受信し、ホールドイネーブル信号(HOLDEN)が活性状態である場合には、第1の比較結果信号の変化の有無を表すビット値を保持するとともに、保持したビット値を出力し、それ以外の場合には、第1の比較結果信号をそのまま出力する。一方、第2のフラグ保持手段(14b)は、ホールドイネーブル信号(HOLDEN)、および、第2の比較手段(12b)から出力された第2の比較結果信号を受信し、ホールドイネーブル信号(HOLDEN)が活性状態である場合には、第2の比較結果信号の変化の有無を表すビット値を保持するとともに、保持したビット値を出力し、それ以外の場合には、第2の比較結果信号をそのまま出力する。ORゲート(OR3)は、第1のフラグ保持手段(14a)の出力信号と第2のフラグ保持手段(14b)の出力信号との論理和を求めてエラー保持手段(13)に出力する(展開形態6)。 Referring to FIG. 4, the semiconductor device includes a first comparison unit (12a), a second comparison unit (12b), a first flag holding unit (14a), a second flag holding unit (14b), and An OR gate (OR3) is provided. The first comparison means (12a) includes a first output data signal output from the first memory circuit (20a), a pseudo expected value signal and a comparison enable signal output from the test pattern generation means (11). And the first output data signal and the pseudo expectation value signal are compared in each clock cycle within the period in which the comparison enable signal is active, and a first comparison result signal representing the comparison result is generated. On the other hand, the second comparing means (12b) includes the second output data signal output from the second memory circuit (20b), the pseudo expected value signal output from the test pattern generating means (11), and the comparison. The enable signal is received, the second output data signal is compared with the pseudo expectation value signal in each clock cycle within the period in which the comparison enable signal is active, and a second comparison result signal representing the comparison result is generated. . The first flag holding means (14a) receives the hold enable signal (HOLDEN) output from the test pattern generation means (11) and the first comparison result signal output from the first comparison means (12a). When the hold enable signal (HOLDEN) is in an active state, the bit value indicating whether or not the first comparison result signal has changed is held, the held bit value is output, and otherwise Outputs the first comparison result signal as it is. On the other hand, the second flag holding means (14b) receives the hold enable signal (HOLDEN) and the second comparison result signal output from the second comparison means (12b), and receives the hold enable signal (HOLDEN). Is in the active state, the bit value indicating whether or not the second comparison result signal has changed is held and the held bit value is output. In other cases, the second comparison result signal is Output as is. The OR gate (OR3) obtains a logical sum of the output signal of the first flag holding means (14a) and the output signal of the second flag holding means (14b) and outputs the logical sum to the error holding means (13). Form 6).
また、第1の比較手段(12a)は、第1の出力データ信号と擬期待値信号の間の排他的論理和を求める比較器(CMP1a)と、求めた排他的論理和と比較イネーブル信号の間の論理積を第1の比較結果信号として生成するANDゲート(AND1a)とを有していてもよい。同様に、第2の比較手段(12b)は、第2の出力データ信号と擬期待値信号の間の排他的論理和を求める比較器(CMP1b)と、求めた排他的論理和と比較イネーブル信号の間の論理積を第2の比較結果信号として生成するANDゲート(AND1b)とを有していてもよい(展開形態7)。 The first comparison means (12a) includes a comparator (CMP1a) that obtains an exclusive OR between the first output data signal and the pseudo expected value signal, and the obtained exclusive OR and the comparison enable signal. An AND gate (AND1a) that generates a logical product between them as a first comparison result signal may be included. Similarly, the second comparison means (12b) includes a comparator (CMP1b) that obtains an exclusive OR between the second output data signal and the pseudo expected value signal, and the obtained exclusive OR and comparison enable signal. And an AND gate (AND1b) that generates a logical product between the two as a second comparison result signal (expanded form 7).
さらに、第1のフラグ保持手段(14a)は、第1のフリップフロップ(F2a)、第1のANDゲート(AND2a)および第1のORゲート(OR2a)を有していてもよい。第1のANDゲート(AND2a)は、ホールドイネーブル信号(HOLDEN)と第1のフリップフロップ(FF2a)の出力信号の論理積を生成する。第1のORゲート(OR2a)は、第1の比較結果信号と第1のANDゲート(AND2a)の出力信号の論理和を生成する。第1のフリップフロップ(FF2a)は、第1のORゲート(OR2a)から出力された信号をラッチする。同様に、第2のフラグ保持手段(14b)は、第2のフリップフロップ(FF2b)、第2のANDゲート(AND2b)および第2のORゲート(OR2b)を有していてもよい。第2のANDゲート(AND2b)は、ホールドイネーブル信号(HOLDEN)と第2のフリップフロップ(FF2b)の出力信号の論理積を生成する。第2のORゲート(OR2b)は、第2の比較結果信号と第2のANDゲート(AND2b)の出力信号の論理和を生成する。第2のフリップフロップ(FF2b)は、第2のORゲート(OR2b)から出力された信号をラッチする(展開形態8)。 Further, the first flag holding means (14a) may include a first flip-flop (F2a), a first AND gate (AND2a), and a first OR gate (OR2a). The first AND gate (AND2a) generates a logical product of the hold enable signal (HOLDEN) and the output signal of the first flip-flop (FF2a). The first OR gate (OR2a) generates a logical sum of the first comparison result signal and the output signal of the first AND gate (AND2a). The first flip-flop (FF2a) latches the signal output from the first OR gate (OR2a). Similarly, the second flag holding means (14b) may include a second flip-flop (FF2b), a second AND gate (AND2b), and a second OR gate (OR2b). The second AND gate (AND2b) generates a logical product of the hold enable signal (HOLDEN) and the output signal of the second flip-flop (FF2b). The second OR gate (OR2b) generates a logical sum of the second comparison result signal and the output signal of the second AND gate (AND2b). The second flip-flop (FF2b) latches the signal output from the second OR gate (OR2b) (deployment mode 8).
図4に示した半導体装置では、フラグ保持手段(14a、14b)は、メモリ回路(例えばRAM)毎のフェイルフラグを保持する。かかる半導体装置によると、複数のメモリ回路(20a、20b)によって、エラー保持手段(13)を共有することで、セルフテスト回路の面積の増大を防ぐことが可能となる。 In the semiconductor device shown in FIG. 4, the flag holding means (14a, 14b) holds a fail flag for each memory circuit (for example, RAM). According to such a semiconductor device, it is possible to prevent an increase in the area of the self-test circuit by sharing the error holding means (13) by the plurality of memory circuits (20a, 20b).
図5を参照すると、図1の半導体装置における比較手段(12)は、メモリ回路(例えばRAM40)の各データ出力端子(Dout[0]〜Dout[3])から出力された出力データ信号と擬期待値信号(EXPDATA)との排他的論理和を求める複数のXORゲート(G1)と、複数のXORゲート(G1)の出力信号の論理和を求めるORゲート(G20)と、ORゲート(G20)の出力信号と比較イネーブル信号との論理積を求め、上記比較結果信号として出力するANDゲート(A20)と、を備えていてもよい(展開形態9)。 Referring to FIG. 5, the comparison means (12) in the semiconductor device of FIG. 1 is connected to the output data signal output from each data output terminal (Dout [0] to Dout [3]) of the memory circuit (for example, RAM 40). A plurality of XOR gates (G1) for obtaining an exclusive OR with the expected value signal (EXPDATA), an OR gate (G20) for obtaining a logical sum of output signals of the plurality of XOR gates (G1), and an OR gate (G20) And an AND gate (A20) for obtaining a logical product of the output signal and the comparison enable signal and outputting the result as the comparison result signal (development mode 9).
図9を参照すると、図1の半導体装置における比較手段(12)は、複数の比較・フラグ保持回路(V0〜V3)を備えていてもよい。比較・フラグ保持回路(V0〜V3)は、それぞれ、メモリ回路(例えばRAM40)の各データ出力端子(Dout[0]〜Dout[3])から出力された出力データ信号と擬期待値信号との排他的論理和を求めるXORゲート(G1)と、XORゲート(G1)の出力信号と比較イネーブル信号(COMPEN)との論理積を求めるANDゲート(A30)と、テストパターン発生回路(31)から出力されたホールドイネーブル信号(HOLDEN)、および、ANDゲート(A30)の出力信号を受信し、ホールドイネーブル信号(HOLDEN)が活性状態である場合には、当該出力信号の変化の有無を表すビット値を保持するとともに、保持したビット値を出力し、それ以外の場合には、当該出力信号を保持することなく出力するフラグ保持手段(ANDゲートA31、ORゲートG31、フリップフロップFF30)と、を有していてもよい。このとき、比較・フラグ保持回路(V0〜V3)のそれぞれのフラグ保持手段の出力信号の論理和を上記比較結果信号とする(展開形態10)。 Referring to FIG. 9, the comparison means (12) in the semiconductor device of FIG. 1 may include a plurality of comparison / flag holding circuits (V0 to V3). The comparison / flag holding circuits (V0 to V3) are respectively output data signals output from the data output terminals (Dout [0] to Dout [3]) of the memory circuit (for example, the RAM 40) and the pseudo expected value signal. An XOR gate (G1) for obtaining an exclusive OR, an AND gate (A30) for obtaining a logical product of the output signal of the XOR gate (G1) and the comparison enable signal (COMPEN), and an output from the test pattern generation circuit (31) When the hold enable signal (HOLDEN) and the output signal of the AND gate (A30) are received and the hold enable signal (HOLDEN) is in an active state, a bit value indicating whether or not the output signal has changed is Hold and output the held bit value, otherwise output without holding the output signal That flag holding means (AND gates A31, OR gate G31, the flip-flop FF30) and may have a. At this time, the logical sum of the output signals of the respective flag holding means of the comparison / flag holding circuit (V0 to V3) is used as the comparison result signal (development mode 10).
図12を参照すると、半導体装置は、比較・フラグ保持回路(V0〜V3)のそれぞれのフラグ保持手段から出力された信号の論理和を求めるORゲート(G20)と、テストパターン発生回路(32)から出力されたホールドイネーブル信号(HOLDEN2)、および、ORゲート(G20)の出力信号を受信し、ホールドイネーブル信号(HOLDEN2)が活性状態である場合には、当該出力信号の変化の有無を表すビット値を保持するとともに、保持したビット値を上記比較結果信号として出力し、それ以外の場合には、当該出力信号を保持することなく上記比較結果信号として出力するフラグ保持手段(ANDゲートA21、ORゲートG21、フリップフロップFF20)と、を有していてもよい(展開形態11)。 Referring to FIG. 12, the semiconductor device includes an OR gate (G20) for obtaining a logical sum of signals output from the respective flag holding means of the comparison / flag holding circuit (V0 to V3), and a test pattern generating circuit (32). When the hold enable signal (HOLDEN2) and the output signal of the OR gate (G20) received from the output signal are received and the hold enable signal (HOLDEN2) is in an active state, a bit indicating whether or not the output signal has changed Flag holding means for holding the value and outputting the held bit value as the comparison result signal, otherwise outputting the comparison result signal without holding the output signal (AND gate A21, OR A gate G21 and a flip-flop FF20) (deployment form 11).
以下、第1ないし第4の実施形態に係る半導体装置について、図面を参照して説明する。 Hereinafter, semiconductor devices according to first to fourth embodiments will be described with reference to the drawings.
<実施形態1>
第1の実施形態に係る半導体装置について、図面を参照して説明する。図5は、本実施形態の半導体装置の構成を一例として示すブロック図である。図5を参照すると、半導体装置は、RAM40と、RAM40をテストするためのセルフテスト回路とを備える。セルフテスト回路は、テストパターン発生回路31、比較回路U0〜U3、ORゲートG20、ANDゲートA20、A21、ORゲートG21、フリップフロップFF20、および、シフトレジスタ33を備える。
<
The semiconductor device according to the first embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 5 is a block diagram showing an example of the configuration of the semiconductor device of this embodiment. Referring to FIG. 5, the semiconductor device includes a
比較回路U0〜U3は、それぞれ、XORゲートG1を備える。XORゲートは、RAM40の各データ出力端子(Dout[0]〜Dout[3])から出力された出力データ信号DO[#]と擬期待値信号EXP[#]との排他的論理和を求める。ORゲートG20は、比較回路U0〜U3のそれぞれのXORゲートG1の出力信号の論理和を求める。ANDゲートA20は、ORゲートG20と比較イネーブル信号COMPENとの論理積を求める。
Each of the comparison circuits U0 to U3 includes an XOR gate G1. The XOR gate obtains an exclusive OR of the output data signal DO [#] output from each data output terminal (Dout [0] to Dout [3]) of the
ANDゲートA21は、ホールドイネーブル信号HOLDENとフリップフロップFF20の出力信号の論理積を生成する。ORゲートOR21は、ANDゲートA20の出力信号とANDゲートA21の出力信号の論理和を生成する。フリップフロップFF20は、ORゲートOR21の出力信号をラッチする。 The AND gate A21 generates a logical product of the hold enable signal HOLDEN and the output signal of the flip-flop FF20. The OR gate OR21 generates a logical sum of the output signal of the AND gate A20 and the output signal of the AND gate A21. The flip-flop FF20 latches the output signal of the OR gate OR21.
シフトレジスタ33は、フリップフロップFF20からの出力信号を保持する。
The
本実施形態の半導体装置では、ORゲートG21から出力されるフェイルフラグ信号FAILFLAGの保持機能を制御できるように、ANDゲートA21が設けられている。また、テストパターン発生回路31は、この保持機能を制御するためのホールドイネーブル信号を生成する。ANDゲートA21には、テストパターン発生回路31から出力されたホールドイネーブル信号HOLDENが接続されている。
In the semiconductor device of this embodiment, an AND gate A21 is provided so that the holding function of the fail flag signal FAILFLAG output from the OR gate G21 can be controlled. The test
また、本実施形態の半導体装置では、フェイルフラグ信号FAILFLAGをキャプチャするためのエラー情報取得回路としてシフトレジスタ33が設けられている。テストパターン発生回路31は、フェイルフラグ信号FAILFLAGのキャプチャを制御するシフトイネーブル信号CAPENを生成する。シフトレジスタ33には、テストパターン発生回路31から出力されたシフトイネーブル信号CAPENが接続されている。
In the semiconductor device of this embodiment, the
図6は、シフトレジスタ33の構成を一例として示すブロック図である。シフトレジスタ33は、一例として、図6に示すようなイネーブル制御付のシフトレジスタとしてもよい。図6を参照すると、シフトレジスタ33は、前段のレジスタの出力信号を後段のレジスタの入力信号とするように互いに接続されたレジスタSR[0]〜SR[13]を備える。なお、ここでは、一例として、シフトレジスタの段数を14段としたが、シフトレジスタの段数はこれに限定されない。
FIG. 6 is a block diagram illustrating the configuration of the
レジスタSR[0]〜SR[13]は、それぞれ、セレクタSEL80およびフリップフロップFF80を備える。セレクタSEL80は、シフトイネーブル信号ENが1である場合には、データ信号Dを選択してフリップフロップFF80へ出力し、シフトイネーブル信号ENが0である場合には、フリップフリップFF80の出力信号Qを選択してフリップフロップFF80へ出力する。フリップフロップFF80は、クロック信号CLKに応じてセレクタSEL80の出力信号をラッチする。 Each of the registers SR [0] to SR [13] includes a selector SEL80 and a flip-flop FF80. The selector SEL80 selects the data signal D and outputs it to the flip-flop FF80 when the shift enable signal EN is 1, and outputs the output signal Q of the flip-flop FF80 when the shift enable signal EN is 0. Select and output to flip-flop FF80. The flip-flop FF80 latches the output signal of the selector SEL80 according to the clock signal CLK.
サイクルずれテストの結果は、シフトイネーブル信号がEN=1の状態で、シフトデータ入力端子SIからサイクルごとにシフトレジスタ33にシフトインして格納される。また、テスト結果は、テスト終了にシフトデータ出力端子SOからシリアル出力される。このとき、クロック信号CLKを低速(サイクルタイム大)で動作させてもよい。
The result of the cycle shift test is shifted in and stored in the
本実施形態の半導体装置は、ホールドイネーブル信号がHOLDEN=1の状態において、特許文献1に記載された半導体装置(図18)と同一の動作を行う。したがって、ホールドイネーブル信号がHOLDEN=1の状態では、RAM40のテストを行うことができるものの、信号(RAM40からの出力データ信号、期待値信号、比較イネーブル信号)のサイクルずれを検出することはできない(図19、図20参照)。
The semiconductor device of this embodiment performs the same operation as the semiconductor device described in Patent Document 1 (FIG. 18) when the hold enable signal is HOLDEN = 1. Therefore, when the hold enable signal is HOLDEN = 1, the
一方、本実施形態の半導体装置は、ホールドイネーブル信号がHOLDEN=0の状態では、後述のように、サイクルずれを検出できるものの、RAM40のテストを行うことはできない。
On the other hand, in the semiconductor device of this embodiment, when the hold enable signal is HOLDEN = 0, the cycle shift can be detected as described later, but the
すなわち、本実施形態の半導体装置によると、ホールドイネーブル信号がHOLDEN=0の状態で行われるサイクルずれテストと、ホールドイネーブル信号がHOLDEN=1の状態で行われるRAMテストとを併用することで、RAM40のみならずセルフテスト回路を含む信頼性の高いテストを行なうことができる。
That is, according to the semiconductor device of the present embodiment, the
図7は、本実施形態の半導体装置の正常動作時(信号のクロックサイクルずれがない場合)のタイミング図である。図7において、「d」と「p」とは互いに反転データである。図7を参照すると、テストパターン発生回路31は、RAM40から出力される出力データ信号Doutの期待値の一部のビットを反転した擬期待値信号EXPDATAを生成する。
FIG. 7 is a timing chart at the time of normal operation of the semiconductor device of the present embodiment (when there is no signal clock cycle shift). In FIG. 7, “d” and “p” are mutually inverted data. Referring to FIG. 7, the test
第4サイクルの始まりにおけるクロック信号CLKの立ち上がりエッジの時点で、RAM40からの出力データ信号DOの状態は「d」であり、擬期待値信号EXPの状態は「p」であるから、両者は不一致となる。しかし、この時点において、ANDゲートA20は非活性状態の比較イネーブル信号COMPENを受信しているため、ロウレベルのエラー信号ERRを出力する。
Since the state of the output data signal DO from the
次に、第5サイクルの始まりにおけるクロック信号CLKの立ち上がりエッジの時点で、RAM40からの出力データ信号DOの状態は「d」であり、擬期待値信号EXPの状態は「p」であるから、両者は不一致となる。また、この時点において、ANDゲートA20は活性状態の比較イネーブル信号COMPENを受信しているため、ハイレベルのエラー信号ERRを出力する。
Next, at the time of the rising edge of the clock signal CLK at the start of the fifth cycle, the state of the output data signal DO from the
次に、第6サイクルの始まりにおけるクロック信号CLKの立ち上がりエッジの時点で、RAM40からの出力データ信号DOの状態は「d」であり、擬期待値信号EXPの状態は「p」であるから、両者は不一致となる。しかし、この時点において、ANDゲートA20は非活性状態の比較イネーブル信号COMPENを受信しているため、ロウレベルのエラー信号ERRを出力する。
Next, at the time of the rising edge of the clock signal CLK at the beginning of the sixth cycle, the state of the output data signal DO from the
次に、第7サイクルの始まりにおけるクロック信号CLKの立ち上がりエッジの時点で、RAM40からの出力データ信号DOの状態は「d」であり、擬期待値信号EXPの状態は「p」であるから、両者は不一致となる。また、この時点において、ANDゲートA20は活性状態の比較イネーブル信号COMPENを受信しているため、ハイレベルのエラー信号ERRを出力する。
Next, at the time of the rising edge of the clock signal CLK at the beginning of the seventh cycle, the state of the output data signal DO from the
次に、第8サイクルの始まりにおけるクロック信号CLKの立ち上がりエッジの時点で、RAM40からの出力データ信号DOの状態は「d」であり、擬期待値信号EXPの状態は「d」であるから、両者は一致する。このとき、ANDゲートA20はロウレベルのエラー信号ERRを出力する。以下、同様に、比較イネーブル信号COMPENが活性状態の期間において、RAM40からの出力データ信号DOとテストパターン発生回路31からの擬期待値信号EXPとの比較が行われる。
Next, at the time of the rising edge of the clock signal CLK at the beginning of the eighth cycle, the state of the output data signal DO from the
ホールドイネーブル信号はHOLDEN=0であることから、ANDゲートA21はつねに0を出力し、ORゲートG21は、ANDゲートA20から出力されたエラー信号ERRをそのままフリップフロップFF20へ出力する。また、フリップフロップFF20は、ORゲートG21から受信した信号を1サイクル遅延させてシフトレジスタ33へ出力する。
Since the hold enable signal is HOLDEN = 0, the AND gate A21 always outputs 0, and the OR gate G21 outputs the error signal ERR output from the AND gate A20 to the flip-flop FF20 as it is. The flip-flop FF20 delays the signal received from the OR gate G21 by one cycle and outputs it to the
最終的に、シフトレジスタ33は、クロックサイクル18の期間において、値s[0]〜s[13]として“01010010100000”を保持する。
Finally, the
一方、図8は、本実施形態の半導体装置の異常動作時(信号のクロックサイクルずれがある場合)のタイミング図である。図8は、一例として、RAM40からの出力データ信号DOがサイクルずれ(図8の太破線矢印)を起こすと同時に、擬期待値信号EXPDATAおよび比較イネーブル信号COMPENもサイクルずれ(図8の太実線矢印)を起こした場合のタイミング図を示す。
On the other hand, FIG. 8 is a timing chart at the time of an abnormal operation of the semiconductor device of the present embodiment (when there is a signal clock cycle shift). FIG. 8 shows an example in which the output data signal DO from the
この場合におけるANDゲートA20の出力信号は、クロックサイクルずれがない場合(図7)と比較して、1クロックサイクルだけ遅延した信号となる。最終的に、シフトレジスタ33は、クロックサイクル18の期間において、値s[0]〜s[13]として“00101001010000”を保持する。
The output signal of the AND gate A20 in this case is a signal delayed by one clock cycle as compared with the case where there is no clock cycle shift (FIG. 7). Finally, the
図7および図8に示すように、信号のクロックサイクルずれの有無によって、シフトレジスタ33に格納される値s[0]〜s[13]が変化する。すなわち、図8のようにシフトずれが生じた場合には、シフトレジスタ33には値s[0]〜s[13]として“00101001010000”が格納される。この値は、シフトずれが生じていない場合(図7)にシフトレジスタ33に格納される値s[0]〜s[13]である“01010010100000”と比較すると1ビットだけずれている。したがって、本実施形態の半導体装置によると、信号のクロックサイクルずれを検出することができ、半導体装置の良品および不良品を精度良く判別することが可能となる。
As shown in FIGS. 7 and 8, the values s [0] to s [13] stored in the
<実施形態2>
第2の実施形態に係る半導体装置について、図面を参照して説明する。本実施形態の半導体装置は、特許文献2の図24に記載された半導体装置に対して本発明を適用した場合に相当する。なお、特許文献2においてはフェイル信号を負論理で表現したが、本実施形態(図9)では正論理で表現する。
<
A semiconductor device according to a second embodiment will be described with reference to the drawings. The semiconductor device of this embodiment corresponds to a case where the present invention is applied to the semiconductor device described in FIG. In
図9は、本実施形態の半導体装置の構成を一例として示すブロック図である。図9を参照すると、半導体装置は、RAM40と、RAM40をテストするためのセルフテスト回路とを備える。セルフテスト回路は、テストパターン発生回路31、比較・フラグ保持回路V0〜V3、ORゲートG20、および、シフトレジスタ33を備える。
FIG. 9 is a block diagram showing an example of the configuration of the semiconductor device of this embodiment. Referring to FIG. 9, the semiconductor device includes a
比較・フラグ保持回路V0〜V3は、それぞれ、XORゲートG1、ANDゲートA30、A31、ORゲートG31、および、フリップフロップFF30を備える。 Each of the comparison / flag holding circuits V0 to V3 includes an XOR gate G1, AND gates A30 and A31, an OR gate G31, and a flip-flop FF30.
XORゲートG1は、RAM40の各データ出力端子(Dout[0]〜Dout[3])から出力された出力データ信号と擬期待値信号との排他的論理和を求める。ANDゲートA30は、XORゲートG1の出力信号と比較イネーブル信号COMPENとの論理積を求める。フラグ保持手段(ANDゲートA31、ORゲートG31、フリップフロップFF30)は、テストパターン発生回路31から出力されたホールドイネーブル信号HOLDEN、および、ANDゲートA30の出力信号を受信し、ホールドイネーブル信号HOLDENが活性状態である場合には、当該出力信号の変化の有無を表すビット値を保持するとともに、保持したビット値を出力し、それ以外の場合には、当該出力信号を保持することなく出力する。ORゲートG20は、比較・フラグ保持回路(V0〜V3)のそれぞれのフラグ保持手段の出力信号の論理和を求めて、シフトレジスタ33へ出力する。
The XOR gate G1 obtains an exclusive OR of the output data signal output from each data output terminal (Dout [0] to Dout [3]) of the
本実施形態の半導体装置は、データI/Oビット毎のフェイルフラグ情報が保持できるようにフリップフロップFF30、および、ORゲートG31が設けられている点で、第1の実施形態の半導体装置(図5)と相違する。また、本実施形態の半導体装置には、「サイクルずれテスト」を行なう目的で、ANDゲートA31が設けられている。 The semiconductor device according to the first embodiment is provided with a flip-flop FF30 and an OR gate G31 so that fail flag information for each data I / O bit can be held. It is different from 5). In addition, the semiconductor device of this embodiment is provided with an AND gate A31 for the purpose of performing a “cycle shift test”.
本実施形態の半導体装置においては、比較・フラグ保持回路V0〜V3は、それぞれ、RAM40のI/O毎のフェイルフラグを保持する。また、半導体装置は、I/O毎のフェイルフラグ情報の論理和演算を行ない、RAM単位のフェイルフラグ情報を作成するORゲートG20をさらに備えている。テスト結果格納用の直列シフトレジスタ33は、このRAM毎のフェイルフラグを保持する。
In the semiconductor device of this embodiment, the comparison / flag holding circuits V0 to V3 each hold a fail flag for each I / O of the
次に、本実施形態の半導体装置の動作について説明する。まず、通常のRAMテストでは、ホールドイネーブル信号をHOLDEN=1に設定し、データI/Oビット毎のフェイルフラグ情報をフリップフロップFF30に保持する。データI/Oビット毎のフェイルフラグ情報(DATAFLAG[0]〜[3])は、ORゲートG20でOR演算され、RAM40に対するフェイル情報信号ERRとなる。なお、ホールドイネーブル信号がHOLDEN=1の場合には、フェイル情報信号ERRはRAM40のフェイルフラグを表す。
Next, the operation of the semiconductor device of this embodiment will be described. First, in a normal RAM test, the hold enable signal is set to HOLDEN = 1, and fail flag information for each data I / O bit is held in the flip-flop FF30. The fail flag information (DATAFLAG [0] to [3]) for each data I / O bit is ORed by the OR gate G20 and becomes a fail information signal ERR for the
一方、サイクルずれテストでは、ホールドイネーブル信号をHOLDEN=0に設定する。データI/Oビット毎の判定結果DATAERRは、フリップフロップFF30を介して1サイクル遅れのDATAFLAG信号となる。このとき、ホールドイネーブル信号がHOLDEN=0であるため、フェイルフラグ情報はフリップフリップFF30に保持されない。データI/Oビット毎のフェイルフラグ情報(DATAFLAG[0]〜[3])は、ORゲートG20でOR演算され、RAM40に対するフェイル情報信号ERRとなる。フェイル情報信号ERRは、第1の実施形態の場合と同様に、シフトレジスタ33に取り込まれる。
On the other hand, in the cycle shift test, the hold enable signal is set to HOLDEN = 0. The determination result DATAERR for each data I / O bit becomes a DATAFLAG signal delayed by one cycle via the flip-flop FF30. At this time, since the hold enable signal is HOLDEN = 0, the fail flag information is not held in the
図10および図11は、本実施形態の半導体装置のサイクルずれテスト動作の波形を示す。図10は、正常動作時(信号のサイクルずれがない場合)の動作を示す。一方、図11は、異常動作時(信号のサイクルずれがある場合)の動作を示す。 10 and 11 show waveforms of the cycle shift test operation of the semiconductor device of this embodiment. FIG. 10 shows the operation during normal operation (when there is no signal cycle shift). On the other hand, FIG. 11 shows the operation at the time of abnormal operation (when there is a signal cycle shift).
図10および図11に示すように、信号のクロックサイクルずれの有無によって、シフトレジスタ33に格納される値s[0]〜s[13]が変化する。すなわち、図11のようにシフトずれが生じた場合には、シフトレジスタ33には値s[0]〜s[13]として“00101001010000”が格納される。この値は、シフトずれが生じていない場合(図10)にシフトレジスタ33に格納される値s[0]〜s[13]、すなわち、“01010010100000”と比較すると、1ビットだけずれている。したがって、本実施形態の半導体装置によると、第1の実施形態の半導体装置と同様に、信号のクロックサイクルずれを検出することができる。
As shown in FIGS. 10 and 11, the values s [0] to s [13] stored in the
また、本実施形態の半導体装置によると、各I/O毎のフェイルフラグ情報(DATAFLAG)は、特許文献1、2に示されているような直列シフト機能を付加することで、冗長救済用情報として利用することができる。
Further, according to the semiconductor device of the present embodiment, the fail flag information (DATAFLAG) for each I / O is added to the redundant relief information by adding a serial shift function as shown in
<実施形態3>
第3の実施形態に係る半導体装置について、図面を参照して説明する。図12は、本実施形態に係る半導体装置の構成を一例として示すブロック図である。本実施形態の半導体装置は、第2の実施形態の半導体装置(図9)に対して、さらに、第1の実施形態の半導体装置(図5)におけるRAM毎のフェイルフラグ・レジスタを追加した構成を有する。
<
A semiconductor device according to a third embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 12 is a block diagram illustrating a configuration of the semiconductor device according to the present embodiment as an example. The semiconductor device of this embodiment is configured by adding a fail flag register for each RAM in the semiconductor device of the first embodiment (FIG. 5) to the semiconductor device of the second embodiment (FIG. 9). Have
本実施形態の半導体装置においては、比較・フラグ保持回路V0〜V3は、それぞれ、RAM40のI/O毎のフェイルフラグを保持する。ORゲートG20は、I/Oフェイルフラグ情報の論理和演算を行なう。RAMフェイルフラグ保持回路(ANDゲートA21、ORゲートG21、フリップフロップFF20)は、ORゲートG20からの論理和演算出力を入力とし、RAM毎のフェイルフラグを保持する。テスト結果格納用直列シフトレジスタ33は、このRAMフェイルフラグ保持回路のレジスタの出力を格納する。
In the semiconductor device of this embodiment, the comparison / flag holding circuits V0 to V3 each hold a fail flag for each I / O of the
次に、本実施形態の半導体装置の動作について説明する。まず、通常のRAMテストでは、ホールドイネーブル信号をHOLDEN=1に設定し、データI/Oビット毎のフェイルフラグ情報をフリップフロップFF30に保持する。データI/Oビット毎のフェイルフラグ情報(DATAFLAG[0]〜[3])は、ORゲートG20でOR演算され、RAM40に対するフェイル情報信号ERRとなる。フェイル情報信号ERRは、フリップフロップFF20に取り込まれる。ホールドイネーブル信号がHOLDEN2=1である場合には、フェイル情報信号ERRは、ANDゲートA21およびORゲートG21を通るフィードバック回路により、RAM毎のフェイルフラグ情報として保持される。
Next, the operation of the semiconductor device of this embodiment will be described. First, in a normal RAM test, the hold enable signal is set to HOLDEN = 1, and fail flag information for each data I / O bit is held in the flip-flop FF30. The fail flag information (DATAFLAG [0] to [3]) for each data I / O bit is ORed by the OR gate G20 and becomes a fail information signal ERR for the
一方、サイクルずれテストでは、ホールドイネーブル信号をHOLDEN=0、HOLDEN2=0に設定する。データI/Oビット毎の判定結果DATAERRは、フリップフロップFF30を介して1サイクル遅れのDATAFLAG信号となる。このとき、ホールドイネーブル信号がHOLDEN=0であるため、フェイルフラグ情報はフリップフロップFF30に保持されない。データI/Oビット毎のフェイルフラグ情報(DATAFLAG[0]〜[3])は、ORゲートG20でOR演算され、RAM40に対するフェイル情報信号ERRとなる。フェイル情報信号ERRは、フリップフロップFF20を介して1サイクル遅れのフェイルフラグ信号FAILFLAGとなる。なお、ホールドイネーブル信号がHOLDEN2=0であるため、フェイル情報信号ERRはフェイルフラグとしてフリップフロップFF20に保持されない。
On the other hand, in the cycle shift test, the hold enable signal is set to HOLDEN = 0 and HOLDEN2 = 0. The determination result DATAERR for each data I / O bit becomes a DATAFLAG signal delayed by one cycle via the flip-flop FF30. At this time, since the hold enable signal is HOLDEN = 0, the fail flag information is not held in the flip-flop FF30. The fail flag information (DATAFLAG [0] to [3]) for each data I / O bit is ORed by the OR gate G20 and becomes a fail information signal ERR for the
なお、本実施形態の半導体装置では、FAILFLAG信号は、第2の実施形態の半導体装置(図9)と比較して1サイクル遅れとなる。そこで、本実施形態では、シフトイネーブル信号CAPENの1サイクル遅れのシフトイネーブル信号CAPEN2を用いて、シフトレジスタ33を制御している。フリップフロップFF70は、シフトイネーブル信号CAPENを1サイクルだけ遅延させて、シフトイネーブル信号CAPEN2として出力する。
In the semiconductor device of the present embodiment, the FAILFLAG signal is delayed by one cycle compared to the semiconductor device of the second embodiment (FIG. 9). Therefore, in this embodiment, the
図13および図14は、本実施形態の半導体装置のサイクルずれテスト動作の波形を示す。図13は、正常動作時(信号のサイクルずれがない場合)の動作を示す。一方、図14は、異常動作時(信号のサイクルずれがある場合)の動作を示す。 13 and 14 show waveforms of the cycle shift test operation of the semiconductor device of this embodiment. FIG. 13 shows the operation during normal operation (when there is no signal cycle shift). On the other hand, FIG. 14 shows the operation at the time of abnormal operation (when there is a signal cycle shift).
図13および図14に示すように、信号のクロックサイクルずれの有無によって、シフトレジスタ33に格納される値s[0]〜s[13]が変化する。すなわち、図14のようにシフトずれが生じた場合には、シフトレジスタ33には値s[0]〜s[13]として“00101001010000”が格納される。この値は、シフトずれが生じていない場合(図13)にシフトレジスタ33に格納される値s[0]〜s[13]、すなわち、“01010010100000”と比較すると、1ビットだけずれている。したがって、本実施形態の半導体装置によると、第1および第2の実施形態半導体装置と同様に、信号のクロックサイクルずれを検出することができる。
As shown in FIGS. 13 and 14, the values s [0] to s [13] stored in the
また、本実施形態の半導体装置によると、第2の実施形態の半導体装置と同様に、各I/O毎のフェイルフラグ情報(DATAFLAG)を冗長救済用情報として利用することができる。さらに、本実施形態の半導体装置によると、RAM単位のフェイルフラグ情報を冗長救済用情報として利用することもできる。 Further, according to the semiconductor device of this embodiment, the fail flag information (DATAFLAG) for each I / O can be used as redundant relief information, as in the semiconductor device of the second embodiment. Furthermore, according to the semiconductor device of this embodiment, fail flag information in units of RAM can be used as redundant relief information.
<実施形態4>
第4の実施形態に係る半導体装置について、図面を参照して説明する。本実施形態の半導体装置は、複数のRAMを備え、複数のFAILFLAG信号の間で、シフトレジスタ33を共有する。
<
A semiconductor device according to a fourth embodiment will be described with reference to the drawings. The semiconductor device of this embodiment includes a plurality of RAMs, and shares a
図15および図16は、本実施形態に係る半導体装置の構成を一例として示すブロック図である。 15 and 16 are block diagrams illustrating an example of the configuration of the semiconductor device according to the present embodiment.
図15(a)は、第1の実施形態の半導体装置において、複数のフェイルフラグ信号FAILFLAGの間で、シフトレジスタ33を共有する場合を示す。フリップフロップFF20[0]は第1のRAMに対するフェイルフラグ信号FAILFLAG[0]を保持ないし出力し、フリップフロップFF20[1]は第2のRAMに対するフェイルフラグ信号FAILFLAG[1]を保持ないし出力する。この場合には、複数のフェイルフラグ信号の論理和を求めるORゲートG70を挿入する。
FIG. 15A shows a case where the
また、図15(b)は、第2の実施形態の半導体装置において、複数のフェイル情報信号ERR(フェイルフラグ信号FAILFLAG)の間で、シフトレジスタ33を共有する場合を示す。図15(b)において、下段の比較・フラグ保持回路は第1のRAMに対するフェイル情報信号ERR[2]を生成するとともに保持ないし出力し、上段の比較・フラグ保持回路は第2のRAMに対するフェイル情報信号ERR[3]を生成するとともに保持ないし出力する。この場合には、複数のフェイル情報信号ERRの論理を求めるORゲートG70を挿入する。
FIG. 15B shows a case where the
さらに、図15(c)は、第3の実施形態の半導体装置において、複数のフェイルフラグ信号FAILFLAGの間で、シフトレジスタ33を共有する場合を示す。フリップフロップFF20[4]は第1のRAMに対するフェイルフラグ信号FAILFLAG[0]を保持ないし出力し、フリップフロップFF20[5]は第2のRAMに対するフェイルフラグ信号FAILFLAG[1]を保持ないし出力する。この場合には、複数のフェイルフラグ信号FAILFLAGの論理和を求めるORゲートG70を挿入する。
Further, FIG. 15C shows a case where the
図15(a)〜(c)に示すように、複数のRAMを備えた半導体では、ORゲートG70が各RAMに対応する複数のRAM毎のフェイルフラグ情報を論理和演算し、前記テスト結果格納用の直列シフトレジスタ33は、ORゲートG70の出力信号を格納する。
As shown in FIGS. 15A to 15C, in a semiconductor device having a plurality of RAMs, the OR gate G70 performs OR operation on fail flag information for each of the plurality of RAMs corresponding to each RAM, and stores the test results.
図16は、第1ないし第3の実施形態の半導体装置が混在する場合に、複数のFAILFLAG信号の間で、シフトレジスタ33を共有する場合を示す。図16に示す場合には、フリップフロップFF80[0]〜FF80[4]およびORゲートG70が追加される。
FIG. 16 shows a case where the
第1の実施形態の半導体装置におけるFAILFLAG[0]、[1]、および、第2の実施形態の半導体装置におけるFAILFLAG[2]、[3]は、第3の実施形態の半導体装置のFAILFLAG[4]、[5]と比較して1サイクルだけ進んでいる。そこで、フリップフロップFF80[0]〜FF80[3]を挿入し、サイクル調整した後、ORゲートG70でOR演算を行なうようにする。すなわち、図16の半導体装置では、複数のRAM毎のフェイルフラグ情報のサイクルを合わせるサイクル調整回路をさらに備えている。 FAILFLAG [0], [1] in the semiconductor device of the first embodiment and FAILFLAG [2], [3] in the semiconductor device of the second embodiment are FAILFLAG [0] of the semiconductor device of the third embodiment. 4), advanced by one cycle compared to [5]. Therefore, after flip-flops FF80 [0] to FF80 [3] are inserted and the cycle is adjusted, an OR operation is performed by the OR gate G70. That is, the semiconductor device of FIG. 16 further includes a cycle adjustment circuit that adjusts the cycle of fail flag information for each of a plurality of RAMs.
図15および図16においては、一例として、数個のフェイルフラグ信号FAILFLAGの間でOR演算を行う構成を示したが、数10から数100のフェイルフラグ信号FAILFLAGをOR演算するようにしてもよい。 15 and FIG. 16, as an example, a configuration in which an OR operation is performed between several fail flag signals FAILFLAG is shown, but an OR operation may be performed on the fail flag signals FAILFLAG of several tens to several hundreds. .
本実施形態の半導体装置(図15、図16)よると、シフトレジスタ33を共有することにより、回路規模を削減する効果がもたらされる。
According to the semiconductor device of the present embodiment (FIGS. 15 and 16), sharing the
上記第1ないし第4の実施形態に係る半導体装置について、種々の変形が可能である。 Various modifications can be made to the semiconductor devices according to the first to fourth embodiments.
第2の実施形態の半導体装置(図9)および第3の実施形態の半導体装置(図12)では、明示していないが、特許文献1の図2、または、特許文献2の図24、図29のように、データI/Oビット毎のフェイルフラグ用のフリップフロップを直列接続する機能を追加してもよい。これにより、故障I/O位置の判定が可能となる。また、この判定結果により、RAMの冗長救済を行なうことも可能となる。
Although not clearly shown in the semiconductor device of the second embodiment (FIG. 9) and the semiconductor device of the third embodiment (FIG. 12), FIG. 2 of
また、第3の実施形態の半導体装置(図12)において、ホールドイネーブル信号HOLDENおよびHOLDEN2を、共通接続としてもよい。 Further, in the semiconductor device of the third embodiment (FIG. 12), the hold enable signals HOLDEN and HOLDEN2 may be shared.
さらに、シフトレジスタを複数のRAMで共有する場合には、ORゲートG70はフリップフロップを含むパイプライン化されたOR演算回路でもよい。この場合には、パイプライン段数に応じて、シフトイネーブル信号CAPENまたはCAPEN2を遅延させる。 Further, when the shift register is shared by a plurality of RAMs, the OR gate G70 may be a pipelined OR operation circuit including a flip-flop. In this case, the shift enable signal CAPEN or CAPEN2 is delayed according to the number of pipeline stages.
なお、上記の特許文献等の先行技術文献の各開示を、本書に引用をもって繰り込むものとする。本発明の全開示(請求の範囲を含む)の枠内において、さらにその基本的技術思想に基づいて、実施形態の変更・調整が可能である。また、本発明の請求の範囲の枠内において種々の開示要素(各請求項の各要素、各実施形態の各要素、各図面の各要素等を含む)の多様な組み合わせ、ないし、選択が可能である。すなわち、本発明は、請求の範囲を含む全開示、技術的思想にしたがって当業者であればなし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。 It should be noted that the disclosures of prior art documents such as the above patent documents are incorporated herein by reference. Within the scope of the entire disclosure (including claims) of the present invention, the embodiment can be changed and adjusted based on the basic technical concept. Further, various combinations or selections of various disclosed elements (including each element of each claim, each element of each embodiment, each element of each drawing, etc.) are possible within the scope of the claims of the present invention. It is. That is, the present invention of course includes various variations and modifications that could be made by those skilled in the art according to the entire disclosure including the claims and the technical idea.
11 テストパターン発生手段
12、12a、12b 比較手段
13 エラー保持手段
14、14a、14b フラグ保持手段
20、20a、20b メモリ回路
31、32 テストパターン発生回路
33 シフトレジスタ
40 RAM
111 テストパターン発生回路
112 RAM
120 パターン発生器
140 比較回路
A20、A21、A30、A31 ANDゲート
AND1、AND1a、AND1b ANDゲート
AND2、AND2a、AND2b ANDゲート
CMP1、CMP1a、CMP1b 比較器
FF2、FF2a、FF2b フリップフロップ
FF20、FF30、FF70、FF80、FF89 フリップフロップ
G1、G2 XORゲート
G20、G21、G31、G70 ORゲート
OR1、OR2、OR2a、OR2b、OR3 ORゲート
SR[0]〜SR[13] レジスタ
SEL80 セレクタ
U0〜U3 比較回路
V0〜V3 比較・フラグ保持回路
11 Test pattern generation means 12, 12a, 12b Comparison means 13 Error holding means 14, 14a, 14b Flag holding means 20, 20a,
111 Test
120
Claims (11)
前記セルフテスト回路は、前記メモリ回路から出力される出力データ信号の各クロックサイクルにおけるビット値に対する期待値ビット列に含まれる一部のビット値を反転させたビット列に含まれるビット値を各クロックサイクルにおいてとる擬期待値信号を生成するとともに、各クロックサイクルにおける該出力データ信号と該擬期待値信号の比較を可能とする比較イネーブル信号を生成するテストパターン発生手段と、
前記メモリ回路から出力された前記出力データ信号、ならびに、前記テストパターン発生手段から出力された前記擬期待値信号および前記比較イネーブル信号を受信し、前記比較イネーブル信号が活性状態である期間内の各クロックサイクルにおいて前記出力データ信号と前記擬期待値信号とを比較し、比較結果を表す比較結果信号を生成する比較手段と、
前記比較手段から前記比較結果信号を受信し、受信した前記比較結果信号の各クロックサイクルにおけるビット値を保持するエラー保持手段と、を備えることを特徴とする半導体装置。 A semiconductor device comprising a memory circuit and a self-test circuit for testing the memory circuit,
The self-test circuit outputs a bit value included in a bit string obtained by inverting a part of bit values included in an expected value bit string in each clock cycle of an output data signal output from the memory circuit in each clock cycle. Test pattern generation means for generating a comparison enable signal that enables comparison of the output data signal and the pseudo expected value signal in each clock cycle,
The output data signal output from the memory circuit, and the pseudo expected value signal and the comparison enable signal output from the test pattern generation means are received, and each of the periods within a period in which the comparison enable signal is in an active state A comparison means for comparing the output data signal with the pseudo expectation value signal in a clock cycle and generating a comparison result signal representing a comparison result;
An error holding means for receiving the comparison result signal from the comparison means and holding a bit value in each clock cycle of the received comparison result signal.
前記ANDゲートは、前記ホールドイネーブル信号と前記フリップフロップの出力信号の論理積を生成し、
前記ORゲートは、前記比較結果信号と前記ANDゲートの出力信号の論理和を生成し、
前記フリップフロップは、前記ORゲートの出力信号をラッチすることを特徴とする、請求項4に記載の半導体装置。 The flag holding means includes a flip-flop, an AND gate, and an OR gate,
The AND gate generates a logical product of the hold enable signal and the output signal of the flip-flop;
The OR gate generates a logical sum of the comparison result signal and the output signal of the AND gate,
The semiconductor device according to claim 4, wherein the flip-flop latches an output signal of the OR gate.
第2のメモリ回路から出力された第2の出力データ信号、ならびに、前記テストパターン発生手段から出力された前記擬期待値信号および前記比較イネーブル信号を受信し、前記比較イネーブル信号が活性状態である期間内の各クロックサイクルにおいて該第2の出力データ信号と前記擬期待値信号とを比較し、比較結果を表す第2の比較結果信号を生成する第2の比較手段と、
前記テストパターン発生手段から出力されたホールドイネーブル信号、および、前記第1の比較手段から出力された前記第1の比較結果信号を受信し、該ホールドイネーブル信号が活性状態である場合には、前記第1の比較結果信号の変化の有無を表すビット値を保持するとともに、保持したビット値を出力し、それ以外の場合には、前記第1の比較結果信号をそのまま出力する第1のフラグ保持手段と、
前記ホールドイネーブル信号、および、前記第2の比較手段から出力された前記第2の比較結果信号を受信し、前記ホールドイネーブル信号が活性状態である場合には、前記第2の比較結果信号の変化の有無を表すビット値を保持するとともに、保持したビット値を出力し、それ以外の場合には、前記第2の比較結果信号をそのまま出力する第2のフラグ保持手段と、
前記第1のフラグ保持手段の出力信号と前記第2のフラグ保持手段の出力信号との論理和を求めて前記エラー保持手段に出力するORゲートと、を備えることを特徴とする、請求項1に記載の半導体装置。 The first output data signal output from the first memory circuit and the pseudo expectation value signal and the comparison enable signal output from the test pattern generation means are received, and the comparison enable signal is in an active state. First comparison means for comparing the first output data signal with the pseudo expectation value signal in each clock cycle within a period and generating a first comparison result signal representing a comparison result;
The second output data signal output from the second memory circuit and the pseudo expected value signal and the comparison enable signal output from the test pattern generation means are received, and the comparison enable signal is in an active state. Second comparing means for comparing the second output data signal with the pseudo-expected value signal in each clock cycle within a period and generating a second comparison result signal representing a comparison result;
When the hold enable signal output from the test pattern generation unit and the first comparison result signal output from the first comparison unit are received, and the hold enable signal is in an active state, Holds a bit value indicating whether or not the first comparison result signal has changed, outputs the held bit value, and otherwise outputs the first comparison result signal as it is. Means,
When the hold enable signal and the second comparison result signal output from the second comparison means are received and the hold enable signal is in an active state, a change in the second comparison result signal Second flag holding means for holding a bit value representing the presence or absence of the output and outputting the held bit value; otherwise, outputting the second comparison result signal as it is;
2. An OR gate that obtains a logical sum of an output signal of the first flag holding means and an output signal of the second flag holding means and outputs the logical sum to the error holding means. A semiconductor device according to 1.
前記第2の比較手段は、前記第2の出力データ信号と前記擬期待値信号の間の排他的論理和を求め、該排他的論理和と前記比較イネーブル信号の間の論理積を前記第2の比較結果信号として生成することを特徴とする、請求項6に記載の半導体装置。 The first comparing means obtains an exclusive OR between the first output data signal and the pseudo expectation value signal, and calculates a logical product between the exclusive OR and the comparison enable signal. As a comparison result signal
The second comparison means obtains an exclusive OR between the second output data signal and the pseudo expectation value signal, and calculates a logical product between the exclusive OR and the comparison enable signal. The semiconductor device according to claim 6, wherein the semiconductor device is generated as a comparison result signal.
前記第1のANDゲートは、前記ホールドイネーブル信号と前記第1のフリップフロップの出力信号の論理積を生成し、
前記第1のORゲートは、前記第1の比較結果信号と前記第1のANDゲートの出力信号の論理和を生成し、
前記第1のフリップフロップは、前記第1のORゲートから出力された信号をラッチし、
前記第2のフラグ保持手段は、第2のフリップフロップ、第2のANDゲートおよび第2のORゲートを備え、
前記第2のANDゲートは、前記ホールドイネーブル信号と前記第2のフリップフロップの出力信号の論理積を生成し、
前記第2のORゲートは、前記第2の比較結果信号と前記第2のANDゲートの出力信号の論理和を生成し、
前記第2のフリップフロップは、前記第2のORゲートから出力された信号をラッチすることを特徴とする、請求項6または7に記載の半導体装置。 The first flag holding means includes a first flip-flop, a first AND gate, and a first OR gate,
The first AND gate generates a logical product of the hold enable signal and the output signal of the first flip-flop,
The first OR gate generates a logical sum of the first comparison result signal and the output signal of the first AND gate,
The first flip-flop latches a signal output from the first OR gate,
The second flag holding means includes a second flip-flop, a second AND gate, and a second OR gate,
The second AND gate generates a logical product of the hold enable signal and the output signal of the second flip-flop;
The second OR gate generates a logical sum of the second comparison result signal and the output signal of the second AND gate,
The semiconductor device according to claim 6, wherein the second flip-flop latches a signal output from the second OR gate.
前記複数のXORゲートの出力信号の論理和を求めるORゲートと、
前記ORゲートの出力信号と前記比較イネーブル信号との論理積を求め、前記比較結果信号として出力するANDゲートと、を備えることを特徴とする、請求項1ないし5のいずれか1項に記載の半導体装置。 The comparing means includes a plurality of XOR gates for obtaining an exclusive OR of the output data signal output from each data output terminal of the memory circuit and the pseudo expected value signal;
An OR gate for obtaining a logical sum of output signals of the plurality of XOR gates;
The AND gate according to claim 1, further comprising: an AND gate that obtains a logical product of the output signal of the OR gate and the comparison enable signal and outputs the logical product as the comparison result signal. Semiconductor device.
前記複数の比較・フラグ保持回路は、それぞれ、前記メモリ回路の各データ出力端子から出力された出力データ信号と前記擬期待値信号との排他的論理和を求めるXORゲートと、
前記XORゲートの出力信号と前記比較イネーブル信号との論理積を求めるANDゲートと、
前記テストパターン発生手段から出力されたホールドイネーブル信号、および、前記ANDゲートの出力信号を受信し、該ホールドイネーブル信号が活性状態である場合には、該出力信号の変化の有無を表すビット値を保持するとともに、保持したビット値を出力し、それ以外の場合には、該出力信号を保持することなく出力する第1のフラグ保持手段と、を備え、
前記複数の比較・フラグ保持回路のそれぞれの第1のフラグ保持手段の出力信号の論理和を前記比較結果信号とすることを特徴とする、請求項1または3に記載の半導体装置。 The comparison means includes a plurality of comparison / flag holding circuits,
Each of the plurality of comparison / flag holding circuits includes an XOR gate that obtains an exclusive OR of an output data signal output from each data output terminal of the memory circuit and the pseudo expected value signal;
An AND gate for obtaining a logical product of the output signal of the XOR gate and the comparison enable signal;
When the hold enable signal output from the test pattern generation means and the output signal of the AND gate are received and the hold enable signal is in an active state, a bit value indicating whether or not the output signal has changed is Holding a first bit holding means for outputting the held bit value, and otherwise outputting the output signal without holding the output signal.
4. The semiconductor device according to claim 1, wherein a logical sum of output signals of the first flag holding means of each of the plurality of comparison / flag holding circuits is used as the comparison result signal.
前記テストパターン発生手段から出力されたホールドイネーブル信号、および、前記ORゲートの出力信号を受信し、該ホールドイネーブル信号が活性状態である場合には、該出力信号の変化の有無を表すビット値を保持するとともに、保持したビット値を前記比較結果信号として出力し、それ以外の場合には、該出力信号を保持することなく前記比較結果信号として出力する第2のフラグ保持手段と、を備えることを特徴とする、請求項10に記載の半導体装置。 An OR gate for obtaining a logical sum of signals output from the respective flag holding means of the plurality of comparison / flag holding circuits;
When the hold enable signal output from the test pattern generation means and the output signal of the OR gate are received, and the hold enable signal is in an active state, a bit value indicating whether or not the output signal has changed A second flag holding unit that holds and outputs the held bit value as the comparison result signal, and otherwise outputs the comparison result signal without holding the output signal. The semiconductor device according to claim 10, wherein:
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