JPH02105437A - Logic integrated circuit failure diagnosis method and device - Google Patents

Logic integrated circuit failure diagnosis method and device

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JPH02105437A
JPH02105437A JP63256954A JP25695488A JPH02105437A JP H02105437 A JPH02105437 A JP H02105437A JP 63256954 A JP63256954 A JP 63256954A JP 25695488 A JP25695488 A JP 25695488A JP H02105437 A JPH02105437 A JP H02105437A
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JP
Japan
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flip
flop
logic
integrated circuit
waveform
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Pending
Application number
JP63256954A
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Japanese (ja)
Inventor
Noboru Yamaguchi
昇 山口
Tsukasa Sato
司 佐藤
Yoshimune Hagiwara
萩原 吉宗
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
(57) [Abstract] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は非接触テスタを用いた論理集積回路の故障診断
方法および装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a method and apparatus for diagnosing faults in logic integrated circuits using a non-contact tester.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

論理回路の故障診断方法としては1例えば、“フォール
トダイアグノーシスオブディジタル・システムズ” (
Fault Diagnosis of Digita
lS ystems” 、 H、Y 、 Chang他
著1970年J ohnWiley 8  S ons
、 I nc、 )に記載されているように、故障辞書
を用いる方法がある。
One example of a fault diagnosis method for logic circuits is "Fault Diagnosis of Digital Systems" (
Fault Diagnosis of Digital
1970 John Wiley 8 Sons
There is a method using a fault dictionary, as described in , I nc, ).

故障辞書とは、誤動作出カバターンとそれを生ずる可能
性のある故障の対応表であり、一般にはシミュレーショ
ンにより前もって作成される。しかしながら故障辞書を
コンピュータで作成する所要時間は被診断回路に含まれ
る素子数の2乗ないし3乗に比例して増加するので、大
規模集積回路等においてはこの故障辞書が実用的な時間
では作成不可能な程大きくなってきている。そのため論
理集積回路の故障診断は、集積素子数の増加とともに困
難性が急激に大きくなってしまう。
A fault dictionary is a correspondence table between malfunction output patterns and faults that may cause them, and is generally created in advance by simulation. However, the time required to create a fault dictionary on a computer increases in proportion to the square or cube of the number of elements included in the circuit to be diagnosed, so in large-scale integrated circuits, this fault dictionary cannot be created in a practical amount of time. It's becoming impossibly large. Therefore, the difficulty in diagnosing failures in logic integrated circuits increases rapidly as the number of integrated elements increases.

上記の問題を解決する1つの有力な方法は論理集積回路
にテスト容易化設計を施すことである。
One effective way to solve the above problems is to provide testability design to logic integrated circuits.

例えば、第14回デザインオートメーションコンファレ
ンスの予稿集(The proceedings of
 the14  th  Design  Autom
ation  Conference、  1977)
第462頁〜第468頁に示されている LSSD(L
evel 5ensitive 5can Desig
n)法を用いると、この方法では内部フリップフロップ
にテストデータを直接に設定できるようになるので、フ
リップフロップ以外の回路動作を決める条件を設定でき
ることになる。したがって回路分割が容易になることな
どによりLSSD法を施した論理集積回路の故障診断は
、しない場合に比べ相当に容易になる。
For example, the proceedings of the 14th Design Automation Conference
the14th Design Autom
ation Conference, 1977)
LSSD (L
evel 5intensive 5can Desig
If method n) is used, test data can be directly set in the internal flip-flops, so conditions that determine the operation of circuits other than the flip-flops can be set. Therefore, since circuit division becomes easier, fault diagnosis of logic integrated circuits subjected to the LSSD method becomes considerably easier than when the LSSD method is not applied.

しかしながら、テスト容易化設計を施すとそのための回
路増加が伴う。そのため集積回路のチップサイズ増加つ
まりコストアップが避けられない。
However, implementing testability design involves an increase in circuitry. Therefore, an increase in the chip size of integrated circuits, that is, an increase in cost, is unavoidable.

それゆえ、現状のすべての論理集積回路に十分なテスト
容易化設計が施されているとは限らない。
Therefore, not all current logic integrated circuits are designed to facilitate testability.

テスト容易化設計が施されていなくても、上記の問題を
解決する有力な方法は非接触テスタを用いる方法である
。例えば電子ビームを被診断集積回路チップの表面に照
射することにより放出される2次電子のエネルギーを分
析すれば、配線材料の電位を知ることができる。
Even without testability design, a promising method for solving the above problems is to use a non-contact tester. For example, by irradiating the surface of an integrated circuit chip to be diagnosed with an electron beam and analyzing the energy of secondary electrons released, the potential of the wiring material can be determined.

これを利用した集積回路の故障診断方法として例えばア
イ イーイーイー ″デザインアンドテストオブコンピ
ュータズ″の第2巻、第5号(I E E E ” D
esign & Te5t of Computers
Vol、2 、 No、 5 、1985.10)の第
74頁〜第82頁に示されている方法がある。
An example of a fault diagnosis method for integrated circuits using this method is described in IEE "Design and Test of Computers," Volume 2, No. 5 (IEE "D"
esign & Te5t of Computers
There is a method shown on pages 74 to 82 of Vol. 2, No. 5, October 1985).

この方法によれば、まず、診断される集積回路の動作を
あるテストパターンを印加した状態で固定させる。そし
て、そのときの集積回路チップ表面を電子ビームテスタ
でw4察すると、表面電位すなわち、最上層配線の論理
状態(″0″または111 I+ )を反映したような
配線像を得ることができる。一方、論理シミュレーショ
ンとマスクデータにより、正しい動作状態での期待配線
像を求めておく。以上のvA測測線線像期待配線像を比
較することにより故障診断が可能となる。
According to this method, first, the operation of the integrated circuit to be diagnosed is fixed in a state where a certain test pattern is applied. Then, when the surface of the integrated circuit chip at that time is inspected w4 with an electron beam tester, a wiring image reflecting the surface potential, that is, the logical state ("0" or 111 I+) of the top layer wiring can be obtained. On the other hand, an expected wiring image in the correct operating state is obtained using logic simulation and mask data. Fault diagnosis becomes possible by comparing the above vA survey line images and expected wiring images.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

上記のように、電子ビームテスタを利用して集積回路の
故障診断を行う方法は、回路増加を伴わずしかも故障辞
書作成も特に必要としない集積回路の故障診断方法であ
る。しかしながら、上記の電子ビームテスタによる集積
回路の故障診断方法は、短絡、断線、縮退というような
固定故障しか検出できないという欠点をもっている。
As described above, the method of diagnosing the failure of an integrated circuit using an electron beam tester is a method of diagnosing the failure of an integrated circuit that does not involve the addition of circuits and does not particularly require the creation of a failure dictionary. However, the above method of diagnosing faults in integrated circuits using an electron beam tester has the drawback that only fixed faults such as short circuits, disconnections, and degeneracy can be detected.

本発明は、上記のような従来技術の欠点を解決するため
になされたものであり、特にディレーや、ハザード等の
過渡故障の検出も可能な非接触テスタによる集積回路の
故障診断方法を提供することを目的とする。
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned drawbacks of the prior art, and provides a method for diagnosing failures of integrated circuits using a non-contact tester, which is particularly capable of detecting transient failures such as delays and hazards. The purpose is to

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

上記の目的は次のようにして達成される。 The above objective is achieved as follows.

1、論理集積回路の故障診断方法として被診断集積回路
の入力端子にテストパターンを入力し、その出力端子の
観測波形と論理シミュレーションによる期待波形とを比
較照合し、両者が不一致のときはこれを誤動作出力端子
として検出する。
1. As a fault diagnosis method for logic integrated circuits, a test pattern is input to the input terminal of the integrated circuit to be diagnosed, and the observed waveform of the output terminal is compared with the expected waveform from logic simulation. If the two do not match, this is Detected as a malfunction output terminal.

誤動作している出力端子の検出に伴い、該誤動作出力端
子の信号が結合されているフリップフロップを論理接続
ファイルから求め、該フリップフロップの出力信号を非
接触テスタで観測し、該観測波形と論理シミュレーショ
ンによる期待波形とを比較照合して、両者の不一致のフ
リップフロップを誤動作フリップフロップとして検出す
る。
Upon detection of a malfunctioning output terminal, the flip-flop to which the signal of the malfunctioning output terminal is coupled is determined from the logic connection file, the output signal of the flip-flop is observed with a non-contact tester, and the observed waveform and logic are The expected waveform from the simulation is compared and verified, and a flip-flop with a mismatch between the two is detected as a malfunctioning flip-flop.

誤動作フリップフロップが検出されれば、上記と同様な
操作で誤動作フリップフロップの入力信号の源となるフ
リップフロップを論理接続ファイルから求め、該フリッ
プフロップの出力信号波形を非接触テスタで[J!測し
、観測波形と期待波形とを比較照合し、両者がすべての
フリップフロップについて一致しているときは上記誤動
作フリップフロップを誤動作源フリップフロップとし、
また上記両者が不一致のフリップフロップがあれば該フ
リップフロップを新しい誤動作フリップフロップとする
操作を行う。
If a malfunctioning flip-flop is detected, the flip-flop that is the source of the input signal of the malfunctioning flip-flop is found from the logic connection file using the same operation as above, and the output signal waveform of the flip-flop is measured using a non-contact tester [J! The observed waveform and the expected waveform are compared, and if they match for all flip-flops, the malfunctioning flip-flop is determined to be the malfunction source flip-flop,
Furthermore, if there is a flip-flop in which the above two do not match, an operation is performed to make that flip-flop a new malfunctioning flip-flop.

さらに誤動作フリップフロップについて上記の操作を繰
り返して誤動作源フリップフロップを求める。
Furthermore, the above operation is repeated for the malfunctioning flip-flop to find the malfunction source flip-flop.

誤動作源フリップフロップが検出されれば上記の操作で
、その入力信号に直接接続されたゲート回路の入力信号
を求め、これについてさらに操作を進め、その入力信号
について誤動作のものがあれば、その入力信号に直接接
続されたゲート回路を求め、同様にこれについて上記の
操作を繰り返して故障箇所を検出する。
If a malfunction source flip-flop is detected, perform the above operation to find the input signal of the gate circuit directly connected to that input signal, proceed with the operation further, and if any of the input signals malfunctions, check that input signal. A gate circuit directly connected to the signal is found, and the above operation is repeated for this gate circuit to detect the fault location.

2、第1項において誤動作源フリップフロップが検出さ
れれば、その出力信号波形を、被診断集積回路に印加す
るテストパターンの印加速度を遅くして再度非接触テス
タでl113I11シ、これを論理シミュレータで求め
た期待波形と比較照合し、比較照合の結果が一致すれば
誤動作源フリップフロップの誤動作の原因はディレー故
障であるとする。
2. If a malfunction source flip-flop is detected in item 1, the output signal waveform is applied to the integrated circuit to be diagnosed using a non-contact tester again by slowing down the application rate of the test pattern, and then this is applied to a logic simulator. If the result of comparison and verification agrees, it is determined that the cause of the malfunction of the malfunction source flip-flop is a delay fault.

3、さらにディレー故障と診断された故障については、
誤動作源フリップフロップと診断されたフリップフロッ
プの入力信号に直接に接続されたゲート回路の入力信号
を、論理接続ファイルにより求め、その信号波形を非接
触テスタにより観測し。
3. Furthermore, regarding failures diagnosed as delay failures,
The input signal of the gate circuit directly connected to the input signal of the flip-flop diagnosed as the malfunction source flip-flop was determined using a logic connection file, and the signal waveform was observed using a non-contact tester.

誤動作クロックサイクルでの各入力信号の信号遅延時間
を求める。そしてその入力信号の中で最大遅延時間の入
力信号を選択する。
Determine the signal delay time of each input signal in the malfunctioning clock cycle. Then, the input signal with the maximum delay time is selected from among the input signals.

さらにその入力信号に直接に接続されたゲート回路の入
力信号を求め、これについて同様な処理゛を行い、そし
てこの処理をゲート回路がブリップフロップになるまで
行う。
Furthermore, the input signal of the gate circuit directly connected to that input signal is obtained, and the same processing is performed on this, and this processing is repeated until the gate circuit becomes a flip-flop.

そして、このようにして求められたゲート回路をつなぐ
経路をディレー故障経路と診断する。
Then, the route connecting the gate circuits determined in this manner is diagnosed as a delay failure route.

4、以上の故障診断方法において上記論理シミュレータ
はレジスタレベルでの機能シミュレータとする。あるい
は、論理接続ファイルはレジスタレベルでの論理関係式
で記述することとする。
4. In the above fault diagnosis method, the logic simulator is a function simulator at the register level. Alternatively, the logical connection file may be described using logical relational expressions at the register level.

5、論理集積回路の故障診断装置として上記第1項乃至
第4項の論理集積回路の故障診断方法における故障診断
手順の一部または全部を、コンピュータのプログラムと
してそのメモリ内に格納させる。
5. As a fault diagnosing device for a logic integrated circuit, part or all of the fault diagnosing procedure in the fault diagnosing method for a logic integrated circuit described in items 1 to 4 above is stored as a computer program in its memory.

故障診断手順の一部として、例えば上記第1項のみのと
きは故障箇所が診断できるし、さらに第2項、第3項を
含めればディレー故障をも診断できるし、さらに第4項
を含めれば故障診断を効率的に行える利点がある。
As part of the fault diagnosis procedure, for example, if only the first term is included, the fault location can be diagnosed, if the second and third terms are included, delay failures can also be diagnosed, and if the fourth term is included, the fault location can be diagnosed. This has the advantage that failure diagnosis can be performed efficiently.

〔作用〕[Effect]

前記手段の第1項記載の本発明においては、電子ビーム
やレーザビームを特定のポイントに焦点を合わせて照射
するので、その部分の信号の電位波形を容易に求めるこ
とができるだけではなく、観測のために集積回路の動作
を固定させる必要がない。したがって本発明の方法は、
短絡、断線、縮退というような固定故障だけでなく、回
路のディレーやハザード等の過渡故障をも故障として検
出することを可能にする。
In the present invention described in item 1 of the means, since the electron beam or laser beam is focused on a specific point and irradiated, it is possible not only to easily obtain the potential waveform of the signal at that part, but also to easily obtain the potential waveform of the signal at that part. Therefore, there is no need to fix the operation of the integrated circuit. Therefore, the method of the invention comprises:
This makes it possible to detect not only fixed faults such as short circuits, disconnections, and degeneracy, but also transient faults such as circuit delays and hazards.

また、故障箇所を診断する方法として、まず、フリップ
フロップレベルで誤動作源フリップフロップを探索し、
誤動作源フリップフロップがきまれば、故障、つまり誤
動作を引き起こす原因は誤動作源フリップフロップとそ
の入力信号の源となるフリップフロップとの間に存在す
ることになるので、その後は、ゲートレベルで故障箇所
を探索するというような階層的な方法を採る。このとき
、フリップフロップやゲートが正しく動作しているか否
かは、観測された波形とシミュレーションで求められた
期待波形を比較照合することによって判断される。した
がって、本発明の故障診断方法゛は故障辞書がなくても
短時間に効率のよい集積回路の故障診断を可能にするも
のである。
In addition, as a method for diagnosing the failure location, first, we search for the malfunction source flip-flop at the flip-flop level.
Once the malfunction source flip-flop has been determined, the cause of the malfunction, that is, the cause of the malfunction, exists between the malfunction source flip-flop and the flip-flop that is the source of its input signal. Adopt a hierarchical method of searching. At this time, whether or not the flip-flops and gates are operating correctly is determined by comparing the observed waveform with the expected waveform obtained through simulation. Therefore, the fault diagnosis method of the present invention enables efficient fault diagnosis of integrated circuits in a short time even without a fault dictionary.

ディレー故障とは回路遅延が大きいために生ずる故障で
ある。したがって前記手段の第2項記載のようにテスト
パターンの速度を遅くして誤動作がなくなれば、回路遅
延のために誤動作していたことがわかる。本発明の方法
では回路動作を固定する必要がないからこのような故障
を固定故障と区別して検出することが可能になる。
A delay fault is a fault that occurs due to a large circuit delay. Therefore, if the malfunction disappears by slowing down the speed of the test pattern as described in item 2 of the means above, it can be seen that the malfunction was due to circuit delay. Since the method of the present invention does not require fixing the circuit operation, it is possible to detect such faults separately from fixed faults.

ディレー故障では遅延時間が異常に大きいゲートや、遅
延時間の積算が異常に大きくなるような経路を検出する
ことが必要である。前記手段の第3項記載の方法はこの
ような故障の箇所や経路を有効に検出するものである。
For delay failures, it is necessary to detect gates with an abnormally large delay time or routes where the cumulative delay time is abnormally large. The method described in item 3 of the means effectively detects the location and route of such a failure.

前記手段の第4項記載の、論理シミュレータをレジスタ
レベルでのシミュレータとすることは、すべての回路要
素に対して精密にシミュレーションする必要がないこと
から、シミュレーションに要する時間を少なくして診断
を効率的にするものである。また論理接続ファイルをレ
ジスタレベルでの論理関係式で記述するようにすれば、
例えばフリップフロップの入力信号がどのフリップフロ
ップの出力信号につながっているか即座にわかるように
なり、故障診断処理が速くなり効率的になる。
Using the logic simulator as a register-level simulator as described in item 4 of the means does not require precise simulation of all circuit elements, reducing the time required for simulation and making diagnosis more efficient. It is intended to be a target. Also, if you write the logical connection file using logical relational expressions at the register level,
For example, it is now possible to immediately know which flip-flop's input signal is connected to which flip-flop's output signal, making fault diagnosis processing faster and more efficient.

前記手段の第5項は本発明の方法を有効に装置に適用す
る手段を示すものである。
Item 5 of the above means indicates means for effectively applying the method of the present invention to an apparatus.

〔実施例〕 第1図は、本発明の故障診断方法に用いる装置の全体構
成の例を示す図である。
[Example] FIG. 1 is a diagram showing an example of the overall configuration of an apparatus used in the failure diagnosis method of the present invention.

第1図に於いて、1は被診断集積回路チップ、2は被診
断集積回路1内に含まれているフリップフロップまたは
記憶素子、3は同じく被診断集積回路1内に含まれ、か
つ、あるフリップフロップの入力信号を生成する組合せ
回路部分である。
In FIG. 1, 1 is an integrated circuit chip to be diagnosed, 2 is a flip-flop or memory element included in the integrated circuit 1 to be diagnosed, and 3 is also included in the integrated circuit 1 to be diagnosed, and This is a combinational circuit section that generates input signals for flip-flops.

次に、電子ビームテスタ4は、llilll点に電子ビ
ームを照射し、そこで発生する2次電子のエネルギーを
検出することによって、その観測点の信号電位を観測す
るものである。
Next, the electron beam tester 4 irradiates an electron beam onto llilll points and detects the energy of secondary electrons generated there, thereby observing the signal potential at that observation point.

次に、観測信号処理装置5は電子ビームテスタで得られ
るwi測点の電位により、波形データを作成する装置で
あり、必要に応じてコンピュータ8からの指示によりこ
れをOと1の論理情報波形へ変換する機能をもつ。
Next, the observation signal processing device 5 is a device that creates waveform data based on the potential of the wi measurement point obtained by the electron beam tester, and if necessary, it converts this data into logical information waveforms of O and 1 according to instructions from the computer 8. It has the function of converting to .

次に位置制御装置6は、電子ビームテスタ4による観測
点を決定する装置であり、電子ビームを照射する位置を
決定するために、試料台の移動量やビームの偏向角を求
めてこれを電子ビームテスタ4へ送る。
Next, the position control device 6 is a device that determines the observation point for the electron beam tester 4. In order to determine the position to be irradiated with the electron beam, the position control device 6 determines the amount of movement of the sample stage and the deflection angle of the beam, and uses the electron Send to beam tester 4.

次にLSIテスタ7は、被診断集積回路チップ1を動作
させるためにその入力端子へテストパターンを供給し、
また、その出力端子の出力信号を検出する装置である。
Next, the LSI tester 7 supplies a test pattern to its input terminal in order to operate the integrated circuit chip 1 to be diagnosed.
It is also a device for detecting the output signal of the output terminal.

ここで用いるテストパターンはコンピュータ8で生成さ
れ、磁気テープや通信回線を用いてLSIテスタ7へ送
られる。
The test pattern used here is generated by the computer 8 and sent to the LSI tester 7 using a magnetic tape or a communication line.

次に、大形コンピュータ8の中のメモリには。Next, in the memory inside the large computer 8.

第2図に示すような被診断集積回路チップ1の診断を行
うための情報と処理手順が格納されている。
Information and processing procedures for diagnosing the integrated circuit chip 1 to be diagnosed as shown in FIG. 2 are stored.

なお、ここでいうメモリとは主メモリまたはディスク等
の2次メモリのことで以下同様である。
Note that the memory here refers to a main memory or a secondary memory such as a disk, and the same applies hereinafter.

第2図に於いて11は被診断集積回路チップ1のマスク
作成のためのレイアウトファイルで、チップ上に塔載さ
れている素子や配線の図形情報、位置情報が格納されて
いる。
In FIG. 2, numeral 11 is a layout file for creating a mask for the integrated circuit chip 1 to be diagnosed, which stores graphic information and position information of elements and wiring mounted on the chip.

次に、12は被診断集積回路チップ1の論理回路素子の
接続情報を格納したファイル、13は被診断集積回路チ
ップ1の入力端子から印加して、それを動作させるため
のテストパターンを格納したファイルである。
Next, 12 is a file that stores connection information of the logic circuit elements of the integrated circuit chip 1 to be diagnosed, and 13 is a file that stores a test pattern to be applied from the input terminal of the integrated circuit chip 1 to be diagnosed to operate it. It is a file.

次に、14は被診断集積回路チップ1の論理接続情報1
2とテストパターン13を入力データとして被診断集積
回路チップ1の動作を論理シミュレータ17でシミュレ
ーションした結果得られる出力端子または内部信号の期
待波形データである。また、15は電子ビームテスタ4
で観測され、観測信号処理装置5で情報化された観測波
形データである。
Next, 14 is logical connection information 1 of the integrated circuit chip 1 to be diagnosed.
This is expected waveform data of an output terminal or an internal signal obtained as a result of simulating the operation of the integrated circuit chip 1 to be diagnosed using the logic simulator 17 using the test pattern 13 and the test pattern 13 as input data. In addition, 15 is an electron beam tester 4
This is observed waveform data that was observed by the observed signal processing device 5 and converted into information by the observed signal processing device 5.

被診断集積回路チップ1上の信号の観測波形データ15
は期待波形データ14とは比較照合処理16がなされ、
それにより観測波形データが正しいかどうか、つまり、
被診断集積回路チップ1上のa開信号が正しく動作して
いるかどうかが判定される。
Observed waveform data 15 of signals on the integrated circuit chip 1 to be diagnosed
is subjected to comparison processing 16 with expected waveform data 14,
This will determine whether the observed waveform data is correct, that is,
It is determined whether the a-open signal on the integrated circuit chip 1 to be diagnosed is operating correctly.

次に、前記比較照合処理16の結果は故障箇所診断処理
18へ報告される。そして、この処理で故障箇所を判定
できない場合は、比較照合処理16で誤動作と判定され
た信号の源信号を論理接続ファイル12により求める。
Next, the results of the comparison and verification process 16 are reported to the fault location diagnosis process 18. If the location of the failure cannot be determined in this process, the source signal of the signal determined to be malfunctioning in the comparison and verification process 16 is determined using the logical connection file 12.

次に故障箇所診断処理18で求められた信号の被診断集
積回路チップ1上の配線位置座標を論理接続12とレイ
アウトファイル11により求め、これを位置制御装置6
へ送る。
Next, the wiring position coordinates on the integrated circuit chip 1 to be diagnosed of the signal determined in the fault location diagnosis processing 18 are determined using the logical connections 12 and the layout file 11, and the coordinates are calculated by the position control device 6.
send to

第3図は、本発明に従って故障診断を行う手順を示した
図である。
FIG. 3 is a diagram showing a procedure for performing fault diagnosis according to the present invention.

この手順を行うとき被診断集積回路チップ1に対するテ
ストパターン13、期待波形データ14はすでに作成さ
れているものとし、これらはLSIテスタ7へ転送され
、被診断集積回路チップ1はこのテストパターン13に
より動作している状態もしくはすぐに動作できる状態に
あるものとする。
When performing this procedure, it is assumed that the test pattern 13 and expected waveform data 14 for the integrated circuit chip 1 to be diagnosed have already been created, and these are transferred to the LSI tester 7, and the integrated circuit chip 1 to be diagnosed is It shall be in working condition or ready to operate immediately.

第3図でp1〜p3の手順は一般にはLSIテスタ7を
用いて行われる。LSIテスタ7ではテストパターンを
被診断集積回路チップ1へ印加し、これを動作させ、そ
の応答信号を出力端子から取り出す(手順pi)。次に
、LSIテスタ内では出力端子より得られる応答信号の
波形を期待波形データ14と比較照合する(手J@p2
)。その結果として端子の出力信号が正しいかどうかを
判定する(手順p3)。
In FIG. 3, the steps p1 to p3 are generally performed using the LSI tester 7. The LSI tester 7 applies a test pattern to the integrated circuit chip 1 to be diagnosed, operates it, and takes out the response signal from the output terminal (procedure pi). Next, in the LSI tester, the waveform of the response signal obtained from the output terminal is compared with the expected waveform data 14 (hand J@p2
). As a result, it is determined whether the output signal of the terminal is correct (step p3).

以上の手順を繰り返すことによって誤動作している出力
信号を検出する。
By repeating the above steps, malfunctioning output signals are detected.

次に、検出された端子出力信号の誤動作の源がどこにあ
るかを調べる。そのためには、まず、論理接続ファイル
12を用いて、端子出力信号がいろいろなゲート回路を
介してどの内部フリップフロップに結合されているかを
求める(手順p4)。
Next, the source of the detected terminal output signal malfunction is investigated. To do this, first, using the logical connection file 12, it is determined to which internal flip-flop the terminal output signal is coupled via various gate circuits (step p4).

例えば、第4図に示すような回路があった場合、ここの
手順p4ではFFI、FF2.FF3.FF4を求める
For example, if there is a circuit as shown in FIG. 4, in step p4 here, FFI, FF2 . FF3. Find FF4.

なお、第4図で、PADIは誤動作が発見された出力端
子、IVI、IV2はインバータ回路、NAI〜NA3
はNAND回路、NRIはNOR回路、FFI〜FF4
はフリップフロップである。
In Fig. 4, PADI is the output terminal where malfunction was discovered, IVI and IV2 are the inverter circuits, and NAI to NA3.
is a NAND circuit, NRI is a NOR circuit, FFI to FF4
is a flip-flop.

第4図の回路に対する論理接続の記述例を第5図(イ)
に示す。また、このときの記述形式を第5図(ロ)に示
す。すなわち、接続記述の第1111は素子名つまりゲ
ートやフリップフロップの名称である。また、これはそ
の素子の出力信号名としても使用される。次に第2欄で
は素子の機能を、また、第3欄は入力信号名列を記述す
る。ここで、入力信号名として利用できるのは、素子名
すなわち第1mに出てくる名称である。また、入力信号
が複数あるときはコンマ(1)で区切って記述する。さ
らにまた、第1〜第3の各欄は1つ以上の空白によって
区切られる。
Figure 5 (a) shows an example of describing the logical connections for the circuit in Figure 4.
Shown below. Moreover, the description format at this time is shown in FIG. 5 (b). That is, the 1111th part of the connection description is the element name, that is, the name of the gate or flip-flop. This is also used as the output signal name of that element. Next, the function of the element is described in the second column, and the input signal name string is described in the third column. Here, what can be used as the input signal name is the element name, that is, the name that appears in the 1mth position. Also, if there are multiple input signals, separate them with a comma (1) and write them. Furthermore, each of the first to third columns is separated by one or more blank spaces.

上記のような接続情報があったとき、誤動作信号の源と
なるフリップフロップを検索する方法を第6図にフロー
チャートで示す。
FIG. 6 shows a flowchart of a method for searching for a flip-flop that is the source of a malfunction signal when there is connection information as described above.

まず、誤動作信号名を検索信号名とする(p21)。First, the name of the malfunction signal is set as the search signal name (p21).

次に、この検索信号名と同じ名称を接続記述の素子各欄
の中から検索する(p22. p23)。
Next, the same name as this search signal name is searched from each element column of the connection description (p22, p23).

次に一致した素子名の行に記述されている入力信号をい
ったん検索特信号テーブルへ記入する(p24)。ここ
では信号名が2つ以上同時に記入されてもかまわないが
、同一信号名がすでに記入されていないか、あるいは記
入されたことがあるかチエツクし、もしそうであれば記
入しないようにする。
Next, the input signal written in the row of the matched element name is temporarily entered into the search special signal table (p24). It is okay for two or more signal names to be entered at the same time, but check whether the same signal name has already been written or has been written, and if so, do not write it.

次に、検索時信号テーブルの中から信号名を1つ取り出
す。このとき、テーブルがすでに空であれば処理を終了
する。また、空でないときはその信号名を検索信号名と
する(p25. p26)。
Next, one signal name is extracted from the search signal table. At this time, if the table is already empty, the process ends. Also, if it is not empty, the signal name is used as the search signal name (p25, p26).

次にこの検索信号名と同じ名称を接続記述の素子各欄の
中で検索する(P27. p28)。
Next, the same name as this search signal name is searched in each element column of the connection description (P27, P28).

次に一致した行の記述がフリップフロップであるかどう
かチエツクする( p 29)。その結果、フリップフ
ロップであれば、フリップフロップテーブルへその名称
(素子名)を記入し、p25へ戻り処理を続行する。ま
た、そうでなければ、p24へ戻り処理を続行する。
Next, check whether the description of the matching row is a flip-flop (p. 29). As a result, if it is a flip-flop, its name (element name) is entered in the flip-flop table, and the process returns to p25 to continue the process. If not, return to p24 and continue the process.

以上の処理が終了した時点でフリップフロップテーブル
に記入されているフリップフロップが。
When the above processing is completed, the flip-flops written in the flip-flop table are as follows.

誤動作信号の源フリップフロップとなる。This is the source of the malfunction signal.

誤動作信号の源フリップフロップが検出されると、これ
らの信号波形を電子ビームテスタで観測する(p5)、
次に、fIA測波形波形理シミュレータ17で求めた期
待波形データ14と比較照合する(p6)、なお、この
比較照合は観測波形1期待波形ともに基本クロックに同
期した特定のディスクリートなタイミングで、0と1の
レベルへ変換されたデータについて行われる。
When the source flip-flop of the malfunction signal is detected, these signal waveforms are observed with an electron beam tester (p5).
Next, it is compared and verified with the expected waveform data 14 obtained by the fIA waveform waveform physics simulator 17 (p6).This comparison and verification is performed at a specific discrete timing in which both the observed waveform 1 and the expected waveform are synchronized with the basic clock. This is performed on the data converted to level 1.

この比較照合で不一致の場合は、そのフリップフロップ
が誤動作していることを意味し、この誤動作の源を検索
するために手順p4へ戻る。また。
If there is no match in this comparison, it means that the flip-flop is malfunctioning, and the process returns to step p4 to search for the source of this malfunction. Also.

フリップフロップテーブルに記入されていたフリップフ
ロップすべてについて比較照合が一致すれば、誤動作源
はそれらのフリップフロップと第5図の検索処理の最初
の信号となったフリップフロップまたは出力端子とに囲
まれる組合せ部分にあることになる。
If all the flip-flops entered in the flip-flop table match, the source of the malfunction is a combination surrounded by those flip-flops and the flip-flop or output terminal that was the first signal in the search process in Figure 5. It will be in the part.

そこで、上記検索処理の最初の信号となったフリップフ
ロップまたは出力端子を誤動作源フリップフロップとい
うことにする(p9)。
Therefore, the flip-flop or output terminal that is the first signal in the search process is referred to as the malfunction source flip-flop (p9).

第4図を例にとれば、出力端子PAD1で誤動作があり
、フリップフロップFFI〜FF4で誤動作がなければ
、出力端子PAD1が誤動作源フリップフロップで、誤
動作源つまり故障箇所はFFI〜FF4の出力からPA
Dlの間に存在する。
Taking Fig. 4 as an example, if there is a malfunction at the output terminal PAD1, but there is no malfunction at the flip-flops FFI to FF4, the output terminal PAD1 is the malfunction source flip-flop, and the source of the malfunction, that is, the failure location, is from the output of FFI to FF4. P.A.
It exists between Dl.

誤動作源フリップフロップが判明すれば、その入力信号
を観測する(plo)。そして、このit測波形を論理
シミュレーションで得られる期待波形と比較照合する(
 p 11)、この比較照合はディスクリートなタイミ
ングでの0と1のレベル比較ではなく、第7図に示すよ
うな比較を行う。
If the malfunction source flip-flop is found, its input signal is observed (plo). This IT measurement waveform is then compared and verified with the expected waveform obtained by logic simulation (
p 11), this comparison and verification is not a level comparison of 0 and 1 at discrete timing, but a comparison as shown in FIG. 7.

第7図(イ)はDタイプフリップフロップの論理シンボ
ル図である。ここでDはデータ入力、φはクロック入力
、Qはフリップフロップの出力信号である。
FIG. 7(a) is a logical symbol diagram of a D type flip-flop. Here, D is a data input, φ is a clock input, and Q is a flip-flop output signal.

比較照合はクロック入力とデータ入力に分けて行う。Comparison and verification are performed separately for clock input and data input.

第7図(ロ)はクロック入力信号の比較照合で・不一致
が生ずる例を示したものである。まず、クロック期待波
形にクロック(O→1→0と変化する信号)が存在する
のに、vA測濾波形はそれが存在しない(a)、あるい
は、存在してもそのクロック幅、または、レベルが異常
に小さい(b)場合は不一致とする。また、タロツク入
力期待波形にクロックが存在しないのに、[111波形
にノイズやグリッジが存在する場合(c)やクロックが
存在する場合(d)も不一致とする。
FIG. 7(b) shows an example where a mismatch occurs in the comparison and verification of clock input signals. First, although a clock (signal that changes from O → 1 → 0) exists in the clock expected waveform, it does not exist in the vA measurement waveform (a), or even if it exists, its clock width or level If (b) is abnormally small, it is determined that there is no match. Furthermore, cases (c) where noise or glitches are present in the [111 waveform] and cases (d) where a clock is present even though there is no clock in the expected Tarock input waveform are also considered to be inconsistent.

第7図(ハ)はデータ入力信号の比較照合で不一致とな
る例を示したものである。まず、データ入力のiR測波
形に於ける0→1または1→0の変化タイミングが、期
待波形に比べ著しく遅れ、しかも、そのクロックサイク
ルにII!潤クロック入力波形に正しいクロックが存在
し、かつ期待波形の遅れが観測クロック入力波形の立ち
下がりのタイミング以降になる場合である(e)、また
、正しく存在するクロックのアクティブ領域全期間にわ
たって期待波形と観測波形が異なる場合である(f)。
FIG. 7(c) shows an example where data input signals are compared and verified to be inconsistent. First, the timing of the change from 0 to 1 or 1 to 0 in the iR measured waveform of the data input is significantly delayed compared to the expected waveform, and moreover, the timing of the change from 0 to 1 or 1 to 0 in the iR measured waveform of the data input is significantly delayed, and moreover, the clock cycle is II! This is the case (e) when a correct clock exists in the clock input waveform and the delay of the expected waveform is after the falling edge of the observed clock input waveform, and the expected waveform is This is a case where the observed waveforms are different from each other (f).

上記の比較照合においてフリップフロップの入力信号の
観測波形が期待波形と一致していたならば、故障はフリ
ップフロップ自体にあることになる。
If the observed waveform of the input signal of the flip-flop matches the expected waveform in the above comparison, then the fault lies in the flip-flop itself.

また、上記の比較照合に於いて不一致になる信号がある
ならば、その信号を生成する1ゲート前の信号(ゲート
出力信号)を論理接続ファイル12によって探索する(
 p 13)。
Also, if there is a signal that does not match in the above comparison, the signal (gate output signal) one gate before generating that signal is searched for using the logic connection file 12 (
p 13).

次に、上記により探索されたゲート出力信号の波形を電
子ビームテスタで観測し、それを期待波形と比較照合す
る(p14. p15)。なお、ここにおける比較照合
の方法は、クロック入力信号側の比較照合については第
7図(ロ)で示した方法による。また、データ入力側の
比較照合については当該クロックサイクルにわたって信
号が一致しているか、もしくは、信号の変化が一致して
いるかだけによって行う。
Next, the waveform of the gate output signal searched above is observed with an electron beam tester, and compared with the expected waveform (p14, p15). The method of comparison and verification here is based on the method shown in FIG. 7(b) for comparison and verification on the clock input signal side. Comparison and verification on the data input side is performed only based on whether the signals match over the relevant clock cycle or whether the changes in the signals match.

次に、以上の比較照合に於いて不一致が生じたならば、
p13へ戻ってさらに誤動作の源を探る( p 16)
。また、不一致が生じなければ、故障はそのとき比較照
合した信号が入力されているゲートが故障していること
になる(p17)。
Next, if a discrepancy occurs in the above comparison,
Return to page 13 and further explore the source of the malfunction (p 16)
. Furthermore, if no mismatch occurs, the failure is due to a failure in the gate to which the compared and verified signals are input (p17).

以上のようにして、診断されることのできる故障は断線
、短絡、縮退といったいわゆる固定故障である。また、
クロック入力についてはハザードやグリッジの検出が可
能である。
Faults that can be diagnosed in the manner described above are so-called fixed faults such as disconnection, short circuit, and degeneracy. Also,
Hazards and glitches can be detected for clock inputs.

第8図はハザード、グリッジの検出可能なことを例示し
たものである。第8図(イ)はその回路例で、FFl0
はDタイプフリップフロップで、Dはデータ入力、φは
クロック入力、Qは出力である。また、IVIOはイン
バータ回路、NAl0はNANDA路である。
FIG. 8 shows an example of how hazards and glitches can be detected. Figure 8 (a) is an example of the circuit, FFl0
is a D-type flip-flop, where D is the data input, φ is the clock input, and Q is the output. Further, IVIO is an inverter circuit, and NA10 is a NANDA path.

第8図(ロ)はその動作のタイミングチャート例である
。あるクロックサイクルで信号Aは1→Oへ変化、信号
BはO→1へ変化するものとする。
FIG. 8(b) is an example of a timing chart of the operation. It is assumed that signal A changes from 1 to O, and signal B changes from O to 1 in a certain clock cycle.

ただし、信号Aの回路遅延が信号Bの回路遅延より大き
く、シかもそれがクロックφのアクティブ(レベル1)
領域にかかっているものとする。すると、NAl0の出
力にはグリッジを生ずる。これは、IVIOの出力にも
伝達され、FFl0は誤動作する。
However, if the circuit delay of signal A is larger than the circuit delay of signal B, it is possible that the clock φ is active (level 1).
Assume that it depends on the area. Then, a glitch occurs in the output of NA10. This is also transmitted to the output of IVIO, causing FF10 to malfunction.

これを、前記の方法により診断すると、まず、誤動作源
フリップフロップとしてFFl0が探し出される0次に
その入力を調べると、クロック入力すなわちIVIOに
グリッジがあり、これは期待波形と不一致となる。また
、その1つ前のゲートNAl0の出力にもグリッジがあ
り、これも期待波形と不一致となる。しかるに、NAl
0の入力は、信号A、B、φいずれも期待波形と一致す
る。その結果NAl0が故障と判定される。
Diagnosing this using the method described above, first, FF10 is found as the malfunction source flip-flop. When its input is examined next, there is a glitch in the clock input, ie, IVIO, which does not match the expected waveform. Furthermore, there is a glitch in the output of the gate NA10 just before that, and this also does not match the expected waveform. However, NAl
When the input is 0, all of the signals A, B, and φ match the expected waveforms. As a result, NA10 is determined to be faulty.

次に、以上述べた故障診断の方法でディレー故障を検出
する方法を示す。
Next, a method for detecting a delay fault using the fault diagnosis method described above will be described.

ディレー故障とは回路遅延が大きいために生ずる故障で
、第7図(ハ)(e)がそれに相当する。
A delay failure is a failure that occurs due to a large circuit delay, and FIGS. 7(c) and 7(e) correspond to it.

また、第8図(ロ)のようなグリッジもディレー故障と
言ってもよい。
Furthermore, a glitch as shown in FIG. 8(b) can also be called a delay failure.

固定故障と上記のようなディレー故障を区別するには、
誤動作源フリップフロップが検出されたところで(つま
り、第3図p9のあとで)、被診断集積回路チップ1の
動作スピードを遅くする。
To distinguish between fixed faults and delayed faults like the one above,
When the malfunction source flip-flop is detected (that is, after p9 in FIG. 3), the operating speed of the integrated circuit chip 1 to be diagnosed is slowed down.

すなわち、チップに入力する基本クロックの周波数を遅
くする。このようにして、誤動作源フリップフロップの
動作が正しくなれば、すなわち、fit測波形波形待波
形が一致すれば、誤動作の原因はディレー故障と判定す
る。
That is, the frequency of the basic clock input to the chip is slowed down. In this way, if the operation of the malfunction source flip-flop becomes correct, that is, if the fit measurement waveform and the wait waveform match, the cause of the malfunction is determined to be a delay failure.

第9図はディレー故障の波形例を示したものである。第
9図(イ)はDタイプフリップフロップの論理シンボル
図で、Qはフリップフロップの出力、Dはデータ入力、
φはクロック入力を示す。
FIG. 9 shows an example of a waveform of a delay failure. Figure 9 (a) is a logic symbol diagram of a D type flip-flop, where Q is the output of the flip-flop, D is the data input,
φ indicates a clock input.

また、第9図(ロ)はディレー故障が存在するときの波
形例で、D入力の遅延時間を−が大きすぎて、そのサイ
クルのクロックでフリップフロップに取り込まれていな
い。第9図(ハ)は(ロ)と同じ動作に対するクロック
周波数を遅くしたときの波形例である。この場合は、ク
ロックのサイクル時間が長くなるのに反し、D入力の遅
延時間は一定なので、D入力の変化はクロックφによる
変化と同じサイクルでフリップフロップへ取り込まれる
Moreover, FIG. 9(b) is an example of a waveform when a delay fault exists, and the delay time of the D input is so large that it is not taken into the flip-flop by the clock of that cycle. FIG. 9(C) is a waveform example for the same operation as in FIG. 9(B) when the clock frequency is slowed down. In this case, although the clock cycle time becomes longer, the delay time of the D input is constant, so changes in the D input are taken into the flip-flop in the same cycle as changes caused by the clock φ.

ディレー故障の場合、故障とは、特定のゲートの遅延時
間が異常に大きいような故障と、各ゲートの遅延時間の
積算値が大きくなり過ぎた場合とがある。後者の場合は
故障箇所は特定のゲートではなく、特定の経路にある。
In the case of a delay failure, the failure includes a failure in which the delay time of a specific gate is abnormally large, and a failure in which the integrated value of the delay time of each gate becomes too large. In the latter case, the failure location is not at a specific gate but on a specific route.

ディレー故障では上記のような遅延時間の異常に大きい
ゲートや経路を知ることが不可欠である。
For delay failures, it is essential to know which gates and routes have abnormally large delay times as described above.

第1O図はディレー故障のゲートまたは経路を検出する
手順を示したものである。その手順を第11図を参照し
ながら説明する。なお、ここで第11図(イ)は説明用
の回路例で、FFII〜FF15はフリップフロップ、
NA15.NAl6はNAND回路、NR15,NR1
6はNOR回路である。
FIG. 1O shows the procedure for detecting gates or paths of delay faults. The procedure will be explained with reference to FIG. Note that FIG. 11(a) is an example of a circuit for explanation, and FFII to FF15 are flip-flops,
NA15. NAl6 is a NAND circuit, NR15, NR1
6 is a NOR circuit.

第11図(イ)でFF15が誤動作源フリップフロップ
であるとし、その誤動作がデータ入力側のディレー故障
と判定されたとする。このとき、まず、このFF15の
入力信号((01)で示した箇所)を電子ビームテスタ
で観測し、第11図(ロ) (01)の波形を得る(p
lot)。
In FIG. 11(a), it is assumed that the FF 15 is a malfunction source flip-flop, and the malfunction is determined to be a delay failure on the data input side. At this time, first, the input signal of this FF15 (the part indicated by (01)) is observed with an electron beam tester, and the waveform shown in FIG. 11 (b) (01) is obtained (p
lot).

次に、信号(01)を出力しているゲートNA15およ
びその入力信号(02)、 (03)を論理接続ファイ
ル12により探索する( p 102)。
Next, the gate NA15 outputting the signal (01) and its input signals (02) and (03) are searched for using the logical connection file 12 (p 102).

次に、入力信号(02)、 (03)の波形を電子ビー
ムテスタで観測する( p 103)、その波形例を第
11図(ロ) (02)、 (03)に示す。
Next, the waveforms of the input signals (02) and (03) are observed using an electron beam tester (p. 103). Examples of the waveforms are shown in FIG. 11 (b) (02) and (03).

次に、これら2つの入力信号の遅延時間を比較し、その
大きい方を選択する( P 104) 、この例では入
力信号(03)の方が遅延時間が大きい。
Next, the delay times of these two input signals are compared and the larger one is selected (P104). In this example, the input signal (03) has a larger delay time.

次に、手順p 105に進んで、(03)の信号はフリ
ップフロップ出力かどうか判定する。ここではまだそれ
がフリップフロップでないので、手11plO2へ戻り
、(03)を生成しているゲートNR15の入力信号(
04)、 (05)を探索する。
Next, proceeding to step p105, it is determined whether the signal (03) is a flip-flop output. Here, since it is not yet a flip-flop, we return to hand 11plO2 and input the input signal of gate NR15 which is generating (03) (
04) and (05).

次に信号(04) (05)の波形を電子ビームテスタ
で観測し、それらの遅延時間を測定する(第11図(ロ
))。ここでは、(04)側の信号はこのクロックサイ
クルでは1′0”に固定されているので、ディレー故障
とは関わりがない。したがって、このような場合は(0
5)を選ぶ。
Next, the waveforms of the signals (04) and (05) are observed using an electron beam tester, and their delay times are measured (FIG. 11(b)). Here, the signal on the (04) side is fixed at 1'0'' in this clock cycle, so it has nothing to do with the delay failure. Therefore, in this case, the signal on the (04) side
Select 5).

次に、信号(05)につながるゲートNR16の入力信
号(06) (07)を選択し、これらを電子ビームテ
スタで観測し、最大遅延信号(06)を選び出す。
Next, the input signals (06) (07) of the gate NR16 connected to the signal (05) are selected, these are observed with an electron beam tester, and the maximum delay signal (06) is selected.

以上により、第11図(イ)の回路ではFF14→NR
16→NR15→NA15→FF15の経路が最大遅延
になっていることがわかる6つまり、この経路がディレ
ー故障箇所ということができる。
As a result of the above, in the circuit of Fig. 11 (a), FF14→NR
It can be seen that the path 16→NR15→NA15→FF15 has the maximum delay6. In other words, this route can be said to be the location of the delay failure.

また、特定のゲート遅延時間が異常に大きいようなディ
レー故障は上記のディレー故障の経路を求める過程で遅
延時間差を求めることによって検出することが可能であ
る。
Further, a delay fault in which a specific gate delay time is abnormally large can be detected by finding the delay time difference in the process of finding the path of the delay fault.

次に、レジスタレベルでの機能シミュレータおよびレジ
スタ間の論理関係(プール人的表現)があれば1以上に
示した故障診断方式がより効率よく行えることを示す。
Next, it will be shown that the fault diagnosis method described above can be performed more efficiently if there is a function simulator at the register level and a logical relationship between registers (pool-like expression).

第3図P1〜P9までの手順においては、フリップフロ
ップの誤動作だけが問題になっており、ゲートレベルで
の接続関係は全く不問にされている。したがって、ここ
ではフリップフロップの出力期待値を作成するのにゲー
トレベルでの論理シミュレータを用いずに、レジスタレ
ベルでの機能シミュレータを用いる。そのほうが、シミ
ュレーションに要する時間が短くてすむ。
In the procedure from P1 to P9 in FIG. 3, only the malfunction of the flip-flop is a problem, and the connection relationship at the gate level is completely ignored. Therefore, here, to create the expected output value of the flip-flop, a functional simulator at the register level is used instead of a logic simulator at the gate level. That way, the time required for simulation is shorter.

また、レジスタ間の結合関係がプール式で記述しである
ならば、第6図に示すような処理は不要になる。例えば
第11図(イ)のFF15のD入力とFFII〜FF1
4の関係がプール式で記述すれば、FF15(D)=F
F11・FFT?(・F7T?十FF12−1’7T’
J−F1’TTとなる。この式を見れば、FF15のD
入力信号がどのFFの出力信号につながっているか即座
にわかるので、第6図の処理は特に必要ない。その分だ
け故障診断処理は速くなる。
Further, if the connection relationship between registers is described using a pool type, the processing shown in FIG. 6 becomes unnecessary. For example, the D input of FF15 and FFII to FF1 in Figure 11 (a)
If the relationship of 4 is written as a pool formula, FF15(D)=F
F11・FFT? (・F7T? 10FF12-1'7T'
It becomes J-F1'TT. If you look at this formula, FF15's D
Since it is immediately known which FF's output signal the input signal is connected to, the processing shown in FIG. 6 is not particularly necessary. The fault diagnosis process becomes faster accordingly.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明は以上説明したように、集積回路を動作させなが
ら、その動作波形を電子ビームテスタでwA測して、そ
れをシミュレーションで求めた期待波形と比較する方法
であるので、故障辞書や特別なテスト回路を必要とせず
、短絡、断線、縮退という固定故障のみならず、ディレ
ー、ハザードのような過渡故障の診断も可能である。
As explained above, the present invention is a method of measuring the operating waveform wA using an electron beam tester while operating an integrated circuit, and comparing it with the expected waveform obtained by simulation. Without the need for a test circuit, it is possible to diagnose not only fixed faults such as short circuits, disconnections, and degeneracy, but also transient faults such as delays and hazards.

また、フリップフロップレベルとゲートレベルに分けて
診断を行うので、故障を絞り込んでゆく効率はゲートレ
ベルだけで診断を行うより向上する。しかも、レジスタ
レベルでの論理記述と機能シミュレータによれば、診断
の効率はさらに向上する。
Furthermore, since the diagnosis is performed separately at the flip-flop level and the gate level, the efficiency of narrowing down the failure is improved compared to diagnosing only at the gate level. Moreover, the efficiency of diagnosis is further improved by register-level logic description and a functional simulator.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の故障診断方法に用いる装置の全体構成
例を示す図、第2図はコンピュータのメモリに格納され
ている診断の処理手順とそれに必要な情報ファイル構成
図、第3図は故障診断の具体的処理手順を示した図、第
4図は被診断回路の部分回路の具体例、第5図は第4図
の回路に対する論理接続記述の具体例、第6図は誤動作
源フリップフロップを検出する診断処理手順を示す図、
第7図は波形比較で不一致となる例を示した図、第8図
はグリッジを検出可能であることを説明する図、第9図
はディレー故障の波形例、第10図はディレー故障を診
断する手順を示す図、第11図はディレー故障診断を説
明するための回路例とその波形例である。 1・・・被診断集積回路チップ 2・・・フリップフロップ 3・・・組合せ回路 4・・・電子ビームテスタ 5・・・観測信号処理装置 6・・・位置制御装置 7・・・LSIテスタ 8・・・コンピュータ 11・・・レイアウトファイル 12・・・論理接続ファイル 13・・・テストパターンファイル 14・・・期待波形データファイル 15・・・観測波形データファイル 16・・・比較照合処理プログラム 17・・・論理シミュレータ 18・・・故障箇所診断プログラム 19・・・次It測信号座標計算プログラム代理人弁理
士  中 村 純之助 第 図 PADloUT  IVi IVi  INV  NA1 AI A2 NRI V2 A3 NAND  NA2.NRI NAND  FFI、I2 NORFF2.IV2 INV   NA3 NAND  FF3  FF4 (イ) 圭子名 李子枳゛能 (ロ) 入77信号名 第 図 (イ) (ロ) 第 7図 第6 第 8図 (イ) (ロ) 第9図 第10図
Fig. 1 is a diagram showing an example of the overall configuration of a device used in the failure diagnosis method of the present invention, Fig. 2 is a diagram showing the diagnosis processing procedure stored in the memory of the computer and the configuration of the information files necessary therefor, and Fig. 3 is Figure 4 is a diagram showing a specific processing procedure for fault diagnosis. Figure 4 is a specific example of a partial circuit of the circuit to be diagnosed. Figure 5 is a specific example of a logical connection description for the circuit in Figure 4. Figure 6 is a diagram showing a malfunction source flip-flop. A diagram showing the diagnostic processing procedure for detecting
Figure 7 is a diagram showing an example of a mismatch in waveform comparison, Figure 8 is a diagram explaining that glitches can be detected, Figure 9 is a waveform example of a delay fault, and Figure 10 is a diagram diagnosing a delay fault. FIG. 11 is a diagram illustrating the procedure for diagnosing a delayed fault, and shows an example of a circuit and an example of its waveform to explain the delay fault diagnosis. 1... Integrated circuit chip to be diagnosed 2... Flip-flop 3... Combinational circuit 4... Electron beam tester 5... Observation signal processing device 6... Position control device 7... LSI tester 8 ... Computer 11 ... Layout file 12 ... Logical connection file 13 ... Test pattern file 14 ... Expected waveform data file 15 ... Observed waveform data file 16 ... Comparison and verification processing program 17.・Logic simulator 18... Fault location diagnosis program 19...Next It measurement signal coordinate calculation program Attorney Junnosuke Nakamura Diagram PADloUT IVi IVi INV NA1 AI A2 NRI V2 A3 NAND NA2. NRI NAND FFI, I2 NORFF2. IV2 INV NA3 NAND FF3 FF4 (a) Keiko name Riko (b) Input 77 signal name Figure (a) (b) Figure 7 Figure 6 Figure 8 (a) (b) Figure 9 Figure 10

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、論理集積回路の入力端子にテストパターンを入力し
、該論理集積回路の出力端子または内部の所要箇所の信
号波形を観測して故障箇所を判定する論理集積回路の故
障診断方法において、上記出力端子の観測波形と論理シ
ミュレーションによる期待波形とを比較照合し、両者が
不一致のときはこれを誤動作出力端子として検出するこ
と、誤動作している出力端子の検出に伴い、該誤動作出
力端子の信号が結合されているフリップフロップを論理
接続ファイルから求め、該フリップフロップの出力信号
を非接触テスタで観測し、該観測波形と論理シミュレー
ションによる期待波形とを比較照合して、両者の不一致
のフリップフロップを誤動作フリップフロップとして検
出すること、誤動作フリップフロップが検出されれば、
上記と同様な操作で誤動作フリップフロップの入力信号
の源となるフリップフロップを論理接続ファイルから求
め、該フリップフロップの出力信号波形を非接触テスタ
で観測し、観測波形と期待波形とを比較照合し、両者が
すべてのフリップフロップについて一致しているときは
上記誤動作フリップフロップを誤動作源フリップフロッ
プとし、また上記両者が不一致のフリップフロップがあ
れば該フリップフロップを新しい誤動作フリップフロッ
プとする操作を行い、さらに誤動作フリップフロップに
ついて上記の操作を繰り返して誤動作源フリップフロッ
プを求めること、誤動作源フリップフロップが検出され
れば上記の操作で、その入力信号に直接接続されたゲー
ト回路の入力信号を求め、これについてさらに操作を進
め、その入力信号について誤動作のものがあれば、同様
にその入力信号に直接接続されたゲート回路を求め、こ
れについて上記の操作を繰り返して故障箇所を検出する
ことを特徴とする論理集積回路の故障診断方法。 2、誤動作源フリップフロップが検出されれば、その出
力信号波形を、被診断集積回路に印加するテストパター
ンの印加速度を遅くして再度非接触テスタで観測し、こ
れを論理シミュレータで求めた期待波形と比較照合する
こと、そして比較照合の結果が一致すれば誤動作源フリ
ップフロップの誤動作の原因はディレー故障であると診
断することを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の論
理集積回路の故障診断方法。 3、ディレー故障と診断された故障については、誤動作
源フリップフロップと診断されたフリップフロップの入
力信号に直接に接続されたゲート回路の入力信号を、論
理接続ファイルにより求め、その信号波形を非接触テス
タにより観測し、誤動作クロックサイクルでの各入力信
号の信号遅延時間を求めること、そしてその入力信号の
中で最大遅延時間の入力信号を選択すること、さらにそ
の入力信号に直接に接続されたゲート回路の入力信号を
求め、これについて同様な処理を行うこと、そしてこの
処理をゲート回路がフリップフロップになるまで行うこ
と、そして、このようにして求められたゲート回路をつ
なぐ経路をディレー故障経路と診断することを特徴とす
る特許請求の範囲第2項記載の論理集積回路の故障診断
方法。 4、上記論理シミュレータがレジスタレベルでの機能シ
ミュレータであること、あるいは、論理接続ファイルが
レジスタレベルでの論理関係式であることを特徴とする
特許請求の範囲第1項乃至第3項記載の論理集積回路の
故障診断方法。 5、被診断集積回路にテストパターンを印加する手段と
、被診断集積回路内の所要観測点の波形を観測する非接
触テスタと、その出力により観測波形データを作成する
観測信号処理手段と、上記非接触テスタによる観測位置
を決める位置制御手段と、これらの手段からの情報によ
り、またはこれらの手段のための演算処理や制御等を行
うコンピュータとを有して被診断集積回路の故障診断を
行う論理集積回路の故障診断装置において、上記コンピ
ュータのプログラムとして上記特許請求の範囲第1項乃
至第4項の論理集積回路の故障診断方法における故障診
断手順の一部または全部を、そのメモリ内に格納してい
ることを特徴とする論理集積回路の故障診断装置。
[Claims] 1. A failure of a logic integrated circuit in which a test pattern is input to the input terminal of the logic integrated circuit, and the signal waveform at the output terminal of the logic integrated circuit or a required location within the logic integrated circuit is observed to determine the location of the failure. In the diagnosis method, the observed waveform of the above output terminal is compared with the expected waveform obtained by logic simulation, and if the two do not match, it is detected as a malfunctioning output terminal. Find the flip-flop to which the signal of the malfunction output terminal is coupled from the logic connection file, observe the output signal of the flip-flop with a non-contact tester, and compare and match the observed waveform with the expected waveform from the logic simulation. detecting mismatched flip-flops as malfunctioning flip-flops; if a malfunctioning flip-flop is detected;
Find the flip-flop that is the source of the input signal of the malfunctioning flip-flop from the logic connection file using the same operation as above, observe the output signal waveform of the flip-flop with a non-contact tester, and compare and match the observed waveform with the expected waveform. , when the two match for all flip-flops, the malfunctioning flip-flop is set as the malfunction source flip-flop, and if there is a flip-flop for which the two do not match, the flip-flop is set as a new malfunctioning flip-flop; Furthermore, repeat the above operation for the malfunctioning flip-flop to find the malfunction source flip-flop, and if the malfunction source flip-flop is detected, use the above procedure to find the input signal of the gate circuit directly connected to that input signal. Further operations are performed on the input signal, and if there is a malfunction with respect to the input signal, a gate circuit directly connected to the input signal is found in the same manner, and the above operation is repeated for this to detect the failure location. Fault diagnosis method for logic integrated circuits. 2. If a malfunction source flip-flop is detected, its output signal waveform is observed again using a non-contact tester by slowing down the application rate of the test pattern applied to the integrated circuit under diagnosis, and this is compared to the expected value determined using a logic simulator. The logic integrated circuit according to claim 1, characterized in that the waveform is compared and verified, and if the results of the comparison and verification match, the cause of the malfunction of the malfunction source flip-flop is diagnosed as being a delay fault. Fault diagnosis method. 3. For failures diagnosed as delay failures, the input signal of the gate circuit directly connected to the input signal of the flip-flop diagnosed as the malfunction source flip-flop is determined using a logic connection file, and the signal waveform is measured in a non-contact manner. Observe with a tester, determine the signal delay time of each input signal in the malfunctioning clock cycle, select the input signal with the maximum delay time among the input signals, and select the gate directly connected to the input signal. Find the input signal of the circuit, perform similar processing on it, repeat this processing until the gate circuit becomes a flip-flop, and define the path connecting the gate circuits found in this way as the delay failure path. 3. A method for diagnosing a fault in a logic integrated circuit according to claim 2, further comprising diagnosing a fault in a logic integrated circuit. 4. The logic according to claims 1 to 3, wherein the logic simulator is a function simulator at a register level, or the logic connection file is a logic relational expression at a register level. Fault diagnosis method for integrated circuits. 5. means for applying a test pattern to the integrated circuit to be diagnosed; a non-contact tester for observing waveforms at required observation points in the integrated circuit to be diagnosed; and observation signal processing means for creating observed waveform data from the output thereof; Diagnosing the failure of an integrated circuit to be diagnosed by having a position control means for determining the observation position by a non-contact tester, and a computer that performs arithmetic processing, control, etc. for these means or based on information from these means. In the logic integrated circuit fault diagnosis device, part or all of the fault diagnosis procedure in the logic integrated circuit fault diagnosis method according to claims 1 to 4 is stored in its memory as the computer program. A failure diagnosis device for logic integrated circuits, which is characterized by:
JP63256954A 1988-10-14 1988-10-14 Logic integrated circuit failure diagnosis method and device Pending JPH02105437A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6308293B1 (en) 1997-09-30 2001-10-23 Nec Corporation Fault diagnosis apparatus and recording medium with a fault diagnosis program recorded thereon

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6308293B1 (en) 1997-09-30 2001-10-23 Nec Corporation Fault diagnosis apparatus and recording medium with a fault diagnosis program recorded thereon

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