JP2956580B2 - Lsiチップのテストパターン生成方式 - Google Patents

Lsiチップのテストパターン生成方式

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、LSIのテストパ
ターンの作成方式に関し、特にスキャンパス回路を用い
てフリップフロップのセット信号及びリセット信号の故
障を検出するテストパターンの作成技術に関する。
【0002】
【従来の技術】フリップフロップのセット及びリセット
機能を抑制する故障(これをセット、リセットの抑制故
障と呼ぶ)の検出において、LSIテストパターンにお
いて検出可能なパターンを用意する場合、例えば特開平
5−122022号公報に提案されるように、故障検出
用の専用回路を付加して予め故障検出を容易にしておこ
うとする手法や、専用回路を付加するなくLSIの機能
動作を考慮しながら検出可能なパターンを作成するとい
った手法が従来用いられている。
【0003】この場合、機能動作を考慮するというの
は、LSIをある状態から別の状態に遷移させる際に、
セット、リセット機能を利用して一旦初期状態としてか
ら、セット、リセットを抑制して目的の状態遷移を行う
ことで、抑制故障が発生していれば、内部状態値が異る
ため、その後、内部状態値を読み出すパターンにおいて
当該抑制故障を検出できるというものである。
【0004】また、専用回路を付加してセット、リセッ
トの抑制故障を検出する際にも、原理的には同様な手法
で行うが、専用回路を付加する手法の方が故障を検出す
るために必要なテストパターンの作成が容易になるとい
った利点がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た、セット、リセットの抑制故障を検出するために専用
回路を付加するという従来の方式では、回路面積のオー
バヘッドが大きくなり、現実的でないという問題点を有
している。
【0006】特に、近時、論理回路規模の増加に伴いフ
リップフロップ数も増加しており、フリップフロップの
周辺に付随する制御信号ピンや附属ゲートの増加は回路
面積オーバヘッドの増加を招いている。
【0007】さらに、スキャンパス機能を備えたフリッ
プフロップにおいて、ノーマルデータ信号と、スキャン
データ信号と、セット、リセットの制御信号と、をマル
チプレクサで選択する場合において、マルチプレクサの
選択信号が多くなれば、サイズ増加に伴う信号遅延の増
大も無視できなくなってきている。なお、スキャンパス
方式とは、周知の通り、テスト時にLSI中のフリップ
フロップをシフトレジスタのように連結して(スキャン
パス)、外部端子からテスト信号(スキャンイン・デー
タ信号)を入力して組み合わせ回路の動作結果を読み出
すことによりテスト容易化を図るものである。
【0008】このため、面積オーバヘッドばかりか遅延
オーバヘッド増加といった問題も出て来るため、故障検
出専用回路を付加した効果は見込めない。
【0009】次に、機能動作を考慮して当該故障を検出
する従来の方法においては、前記したように、回路の内
部状態遷移を行うことで検出するできるが、本手法にお
いても大規模化するLSIのテストパターン作成におい
ては、当該故障の検出のみならず、LSI内の故障を検
出するテストパターンを準備するために多大な工数と期
間が必要になる。
【0010】大規模化するLSIのテストパターンの作
成を容易にするため機能動作(状態遷移)を考慮せず、
回路の接続関係に着目してテストパターンをツールで自
動作成する(ATG)といった方法もあるが、このAT
G(自動テスト生成)においては、本発明で対象として
いる、セット、リセットの抑制故障の検出を積極的に検
出することは行われていないというのが現状である。
【0011】というのは、フリップフロップのセット、
リセット抑制故障を検出するには、前記したように、一
旦セット、リセット機能を利用して初期化状態にしなけ
ればならないが、ATGにおいては、セット、リセット
信号は、もともとフリップフロップの内部状態値を破壊
しないように、予め抑制するように制御しているからで
ある。具体的には、フリップフロップのセット、リセッ
ト入力端子に対応する外部入力端子に対して、セットお
よびリセット機能が作用しないように、クランプしてい
る。
【0012】このため、ATGで作成したテストパター
ンにおいては、セット、リセットを抑制する故障を検出
するテストパターンを作成することは困難である。
【0013】従って、本発明は、上記事情に鑑みて為さ
れたものであって、その目的は、スキャンパステスト時
に、セット/リセット信号の故障検出を可能にして、被
試験チップの信頼性を向上させるLSIテストパターン
作成方式を提供することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明に係るLSIパターン作成システムは、デー
タ端子と、セット端子と、を有したフリップフロップ回
路において、チップテストモードにおいて、前記セット
端子から、回路の内部状態に拘らず、外部入力ピンから
直接内部状態値を“1”にセットし、且つセットを抑制
できる制御回路を備え、該回路を動作させて内部状態値
を“1”にセットするデータ作成手段と、スキャンパス
テスト時にセット機能が作用しないようにクランプして
フリップフロップの内部状態値を回路の内部状態に拘ら
ず任意の値にセットするスキャンセットパターン作成手
段と、スキャンパステスト時にクランプをしたまま前記
フリップフロップの内部状態値をスキャンパス回路を動
作させて取り出すスキャンアウトパターン作成手段と、
を備えている。
【0015】本発明は、データ端子と、リセット端子
と、を有したフリップフロップ回路において、チップテ
ストモードにおいて、前記リセット端子から、回路の内
部状態に拘らず、外部入力ピンから直接内部状態値を
“0”にセットし、且つセットを抑制できる制御回路を
備え、該回路を動作させて内部状態値を“0”にセット
するデータ作成手段と、スキャンパステスト時にリセッ
ト機能が作用しないようにクランプしてフリップフロッ
プの内部状態値を回路の内部状態に拘らず任意の値にセ
ットするスキャンセットパターン作成手段と、スキャン
パステスト時にクランプをしたまま前記フリップフロッ
プの内部状態値をスキャンパス回路を動作させて取り出
すスキャンアウトパターン作成手段と、を備えている。
【0016】
【発明の実施の形態】本発明は、その実施の形態におい
て、データ端子と、セット端子と、を有したフリップフ
ロップ回路のセット端子の縮退故障の検出のためのパタ
ーン生成方式において、このフリップフロップ回路の内
部状態値をスキャンテストモードを用いてスキャン入力
により論理“0”に設定し、その次にセット機能を作用
させてフリップフロップ回路の内部状態値を論理“1”
とし、次にスキャンテストモードにて、フリップフロッ
プ回路の状態値をスキャン出力することにより、セット
端子の“0”縮退故障を検出する。
【0017】また、データ端子と、リセット端子と、を
有したフリップフロップ回路のリセット端子の縮退故障
の検出のためのパターン生成方式において、このフリッ
プフロップ回路の内部状態値をスキャンテストモードを
用いてスキャン入力により論理“1”に設定し、その次
にリセット機能を作用させてフリップフロップ回路の内
部状態値を論理“0”とし、次にスキャンテストモード
にて、フリップフロップ回路の状態値をスキャン出力す
ることにより、リセット端子の“0”縮退故障を検出す
る。
【0018】このように、本発明によれば、セット、リ
セット機能とスキャンパステストモードのフリップフロ
ップの動作を利用したことにより、LSIチップ内部回
路の状態遷移に依存せずに、セット、リセットを抑制す
るテストデータを作成することで、当該抑制故障を検出
することができる。
【0019】本発明の実施の形態をより詳細に説明すべ
く、本発明の実施例について図面を参照して以下に説明
する。図1は本発明の一実施例を説明するための図であ
り、スキャンパス回路を備えた論理回路の構成例を示し
たものである。
【0020】図1において、破線で囲んだ回路F11,
F21は、スキャンパスを構成するフリップフロップ回
路を示し、ノーマルデータ信号端子I11,I21と、
スキャンデータ信号端子I12,I22と、セット信号
端子I16,I26と、リセット端子I15,I25
と、フリップフロップ出力端子I17,I27と、をそ
れぞれ有し、ノーマルデータ信号とスキャンデータ信号
は、マルチプレクサ回路M11,M21によりマルチプ
レクスされ、プリミティブフリップフロップ回路PF1
1,PF21のデータ端子D11、D21に入力する。
【0021】マルチプレクサ回路M11,M21はマル
チプレクサ制御信号端子I13,I23の信号値に応答
してマルチプレクス動作する。このときのフリップフロ
ップF11回路の真理値表を表1に示す。
【0022】
【表1】
【0023】マルチプレクサ制御信号端子I13,I2
3を“1”にすると、ノーマルデータ信号端子I11,
I21のノーマルデータ信号を選択してプリミティブフ
リップフロップ回路PF11,PF21のデータ端子D
11、D21に供給し、スキャンクロック信号端子I1
4,I24にクロックアクティブ信号が入力すると、プ
リミティブフリップフロップ回路PF11,PF21
は、データ端子D11、D21の信号を取り込む。この
動作が、ノーマル動作時のモードのフリップフロップの
動作となる。
【0024】マルチプレクサ制御信号端子I13,I2
3を“0”にするとスキャンパステストモードになり、
スキャンデータ入力端子I12,I22のスキャンデー
タ信号を選択してプリミティブフリップフロップ回路P
F11,PF21のデータ端子D11、D21に供給
し、スキャンクロック信号端子I14,I24にクロッ
クアクティブ信号を入力すると、プリミティブフリップ
フロップ回路PF11,PF21は、スキャンデータ信
号を取り込む。
【0025】また、セット信号端子I16,I26を
“1”にすると、上記モードに拘らず、またクロックア
クティブ信号に拘らずプリミティブフリップフロップ回
路PF11,PF21の内部状態値を強制的に“1”に
設定する。
【0026】さらに、リセット信号端子I15,I25
を“1”にすると、上記モードに拘らず、またクロック
アクティブ信号に拘らずプリミティブフリップフロップ
回路PF11,PF21の内部状態値を強制的に“0”
に設定する。ただし、セット信号端子とリセット信号端
子の両信号を共に“1”にすることは使用禁止とする。
【0027】かかる構成のフリップフロップにおいて、
セットの抑制故障の検出パターン作成方式について説明
する。
【0028】図1に示したセット信号端子I16,I2
6の“0”縮退故障を検出するためには、図2に示すよ
うなテストパターンが生成される。その手順について説
明する。なお、図2はテストパターンの一例を示したも
のであり、横方向に端子名H11〜H15、およびプリ
ミティブフリップフロップPF11、PF21の状態、
出力端子N11、縦軸は各時刻におけるパターン(端子
名H11〜H15は印加パターン)、PF11、PF2
1、N11については期待値パターンを示している。
【0029】フリップフロップ回路F11,F21の内
部状態値を“0”とするには、スキャンテストモードを
使って行う。
【0030】すなわち、セット信号端子I16,I26
を“0”にしてセット機能を抑制しかつ、リセット信号
端子I15,I25を“0”にしてリセット機能を抑制
し、スキャンテストモードにてスキャンデータ入力外部
端子H12を“0”としてスキャンインする。
【0031】スキャンイン終了後は、プリミティブフリ
ップフロップ回路PF11,PF21には、データ
“0”がセットされている(図2の時刻1参照)。
【0032】次に、セット機能を作用させて内部状態値
を“1”にするテストパターンを作成する(図2の時刻
2参照)。具体的には、端子H11を“1”として、セ
ット信号端子I16,I26を“1”とする。
【0033】セット機能を抑制する故障、すなわちセッ
ト信号端子I16,I26の“0”縮退故障があれば、
スキャンインしたデータ“0”が破壊されずに、プリミ
ティブフリップフロップPF1、PF2の状態値は
“0”のままである。
【0034】そこで、次にスキャンテストモードにし
て、プリミティブフリップフロップ回路PF11,PF
21の状態値をスキャンアウトすることにより当該故障
を検出することができる(図2の時刻3参照)。
【0035】次に、本発明の第2の実施例に係るリセッ
ト抑制故障の検出パターン生成方式について説明する。
【0036】本実施例では、図1において、リセット信
号端子I15,I25の“0”縮退故障を検出するため
には、図3に示すようなテストパターンが生成される。
その手順について説明する。
【0037】プリミティブフリップフロップ回路PF1
1,PF21の内部状態値を“1”とするため、セット
信号端子I15,I25(端子H11)を“0”にして
セット機能を抑制し、且つリセット信号端子I15,I
25(端子H15)を“0”にしてリセット機能を抑制
し、スキャンテストモードにてスキャンデータ入力外部
端子H12を“1”にしてスキャンインする。
【0038】スキャンイン終了時はプリミティブフリッ
プフロップF12,F21の内部状態値は“1”になる
(図3の時刻1参照)。
【0039】次に、セット信号端子I15,I25はそ
のままにしておき、リセット信号端子I15,I25
(端子H15)を“1”としてリセット機能を作用させ
ると、プリミティブフリップフロップ回路PF11,P
F21の内部状態値は“0”に遷移する(図3の時刻2
参照)。
【0040】この際、リセット機能を抑制する故障、す
なわち、リセット信号端子I15,I25に“0”縮退
故障があれば、プリミティブフリップフロップ回路PF
11,PF21の内部状態値は“0”に遷移することが
できないため、当該プリミティブフリップフロップ回路
PF11,PF21の内部状態値をスキャンアウトする
ことによりリセット抑制故障の検出が可能になる(図3
の時刻3参照)。
【0041】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
スキャンパスを構成するフリップフロップが有している
セット、リセット機能の故障に対して、当該故障抑制す
る検出するためのハードウェアの追加なしに故障を検出
するパターンの生成が容易にできるため、回路オーバヘ
ッドや遅延オーバヘッドを抑え、且つ被試験組合せ回路
の故障検出率を容易に向上することができるという効果
を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を説明するための論理回路図で
ある。
【図2】本発明の実施例を説明するための図であり、テ
ストパターンを模式的に示す図である。
【図3】本発明の実施例を説明するための図であり、テ
ストパターンを模式的に示す図である。
【符号の説明】
L1 組合せ回路 F11,F12 スキャンパス構成用フリップフロップ
回路 H11 セット信号入力外部端子 H12 スキャンデータ入力外部端子 H13 スキャンパステストモード制御信号外部端子 H14 スキャンクロック信号外部端子 H15 リセット信号外部端子 N11 スキャンアウト外部端子 I11,I21 ノーマルデータ信号端子 I12,I22 スキャンデータ信号端子 I13,I23 マルチプレクサ制御信号端子 I14,I24 スキャンクロック信号端子 I15,I25 リセット信号端子 I16,I26 セット信号端子 I17,I27 フリップフロップ出力信号端子 PF11,PF21 プリミティブフリップフロップ回
路 M11,M21 マルチプレクサ回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G01R 31/28 G01R 31/3183 G06F 11/22

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】データ端子と、セット端子と、を有したフ
    リップフロップ回路において、 チップテストモードにおいて、前記セット端子から、回
    路の内部状態に拘らず、外部入力ピンから直接内部状態
    値を“1”にセットし、且つセットを抑制できる制御回
    路を備え、 該回路を動作させて内部状態値を“1”にセットするデ
    ータ作成手段と、 スキャンパステスト時にセット機能が作用しないように
    クランプしてフリップフロップの内部状態値を回路の内
    部状態に拘らず任意の値にセットするスキャンセットパ
    ターン作成手段と、 スキャンパステスト時にクランプをしたまま前記フリッ
    プフロップの内部状態値をスキャンパス回路を動作させ
    て取り出すスキャンアウトパターン作成手段と、 を備えたことを特徴とするLSIテストパターン作成方
    式。
  2. 【請求項2】データ端子と、リセット端子と、を有した
    フリップフロップ回路において、 チップテストモードにおいて、前記リセット端子から、
    回路の内部状態に拘らず、外部入力ピンから直接内部状
    態値を“0”にセットし、且つセットを抑制できる制御
    回路を備え、 該回路を動作させて内部状態値を“0”にセットするデ
    ータ作成手段と、 スキャンパステスト時にリセット機能が作用しないよう
    にクランプしてフリップフロップの内部状態値を回路の
    内部状態に拘らず任意の値にセットするスキャンセット
    パターン作成手段と、 スキャンパステスト時にクランプをしたまま前記フリッ
    プフロップの内部状態値をスキャンパス回路を動作させ
    て取り出すスキャンアウトパターン作成手段と、を備え
    たことを特徴とするLSIテストパターン作成方式。
  3. 【請求項3】内部状態値を論理“1”にセットするため
    のセット端子を有し、且つスキャンパス機能を有するフ
    リップフロップ回路の該セット端子の縮退故障の検出の
    ためのパターン作成方式において、セット機能が作用しないようにして 前記フリップフロッ
    プ回路の内部状態値をスキャンテストモードを用いてス
    キャン入力により論理“0”に設定し、 次にセット機能を活性化させて前記フリップフロップ回
    路の内部状態値を論理“1”とし、 次にスキャンテストモードにて前記フリップフロップ回
    路の状態値をスキャン出力することにより前記セット端
    子の故障を検出する、 ことを特徴とするLSIテストパターン作成方式。
  4. 【請求項4】内部状態値を論理“0”にリセットするた
    めのリセット端子を有し、且つスキャンパス機能を有す
    るフリップフロップ回路のリセット端子の縮退故障の検
    出のためのパターン作成方式において、リセット機能が作用しないようにして 前記フリップフロ
    ップ回路の内部状態値をスキャンテストモードを用いて
    スキャン入力により論理“1”に設定し、 次にリセット機能を活性化させて前記フリップフロップ
    回路の内部状態値を論理“0”とし、 次にスキャンテストモードにて前記フリップフロップ回
    路の状態値をスキャン出力することにより前記リセット
    端子の故障を検出する、 ことを特徴とするLSIテストパターン作成方式。
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