JPH04162749A - 半導体集積回路 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は同一機能を有する複数個の機能回路が環状に接
続され入力信号をパイプライン処理する半導体集積回路
に関する。

［従来の技術］ 第２図は演算を行うシステムを構成する従来の半導体集
積回路の一例を示すブロック図である。

この第２図に示すように、同一の演算機能を有する機能
回路３ａ乃至３Ｃは、入力端子１と出力端子２との間に
縦列接続されている。

このように構成される半導体集積回路においては、機能
回路３ａは入力端子１から供給される入力信号を入力し
、この信号に応じて所定の演算を行い、その演算結果を
次段の機能回路３ｂに供給する。機能回路３ｂは機能回
路３ａの出力信号を入力し、この信号に応じて所定の演
算を行い、その演算結果を次段の機能回路３Ｃに供給す
る。機能回路３ｃは機能回路３ｂの出力信号を入力し１
この信号に応じて所定の演算を行い、その演算結果を出
力端子２を介して出力する。即ち、このようなシステム
構成においては、各機能回路の演算結果を順次転送する
ことにより、入力信号のパイプライン処理を行うことが
できる。

赫前、１枚の半導体チップ上に１個の機能回路が形成さ
れ、複数枚の半導体チップを相互に接続することにより
各種のシステムを構成していた。

しかしながら、近年、半導体集積回路の高集積化及び最
大チップ面積の大型化に伴って、１枚の半導体チップ上
に複数個の機能回路を形成し、所望のシステムを構成で
きるようになっている。その結果、半導体集積回路（Ｌ
ＳＩ）のリードのインピーダンス及びＬＳＩを実装する
基板の配線のインピーダンスを低減できるので、ＬＳＩ
を更に高速化し、その消費電力を低減することができる
。

また、１チツプ化によりチップ数を削減できるため、Ｌ
ＳＩの実装面積を低減することができる。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上述した従来の半導体集積回路において
は、複数個の機能回路が縦列接続されているため、傷又
はゴミ等の欠陥により例えば１個の機能回路が不良にな
ると、この不良の機能回路に接続される全ての機能回路
が使用不能になり、半導体チップ全体が不良になるとい
う問題点がある。

更に、前述の如く、半導体集積回路の高集積化及び最大
チップ面積の大型化により、１枚の半導体チップに欠陥
が発生する確率が高くなるため、−半導体集積回路の製
造歩留りが低下するという問題点がある。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、
いくつかの機能回路に欠陥が生じてもその他の正常な機
能回路を有効に使用することができ、製造歩留りを向上
させることができる半導体集積回路を提供することを目
的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明に係る半導体集積回路は、環状に接続された複数
個の機能回路と、各機能回路について設けられ入力端子
から供給される入力信号及び前段の機能回路の出力信号
のいずれか一方を前記機能回路に供給する入力切換回路
と、前記機能回路の出力信号を出力端子及び次段の機能
回路の入力切換回路のいずれか一方に供給する出力切換
回路と、前記機能回路の動作状態を個別的に確認するテ
スト回路と、このテスト回路の確認結果に応じて前記入
力切換回路及び前記出力切換回路の切換を制御する診断
回路とを宵することを特徴とする。

［作用コ 本発明においては、全ての機能回路が正常である場合、
テスト回路は全ての機能回路についてその動作状態が正
常であると確認し、診断回路がこの確認結果に基づいて
入力切換回路及び出力切換回路を制御することにより、
入力端子から供給される入力信号を特定の機能回路に入
力し、複数個の機能回路において演算処理した後に出力
端子に出力する。

また、複数個の機能回路のいずれかが不良である場合は
、テスト回路が不良の機能回路を検出した後、診断回路
はこのテスト回路の確認結果に応じて、以下の如く入力
切換回路及び出力切換回路を制御する。即ち、不良が検
出された機能回路の次段の機能回路の入力切換回路が入
力端子から供給された入力信号をその機能回路に入力さ
せ、その他の入力切換回路はその前段の機能回路の出力
切換回路から出力された信号を機能回路に入力させる。

また、不良が検出された機能回路の前段の機能回路の出
力切換回路はこの前段の機能回路の出力信号を不良機能
回路ではなく、出力端子に供給し、その他の出力切換回
路はその前段の機能回路の出力信号を次段の機能回路の
入力切換回路に供給する。これにより、入力端子から供
給される入力信号は不良の機能回路をバイパスし、その
他の正常な機能回路において演算処理された後に出力端
子に出力される。

このように本発明においては、環状に接続された複数個
の機能回路の動作状態をテスト回路により確認し、この
テスト回路の確認結果に応じて不良の機能回路をバイパ
スすることができる。このため、いくつかの機能回路に
不良が発生しても、その他の正常な機能回路を有効に使
用することができ、半導体集積回路の全体が不良になる
ことはない。これにより、半導体集積回路の製造歩留り
を向上させることができる。

また、本発明においては、前記複数個の機能回路は冗長
機能回路を含んでいることが好ましい。

この場合、通常、冗長機能回路はバイパスして使用せず
、機能回路に不良が発生した場合に前述の入力切換回路
及び出力切換回路により前記冗長機能回路を不良の機能
回路と入れ替えて使用する。

従って、いくつかの機能回路に不良が発生しても、冗長
機能回路を使用することにより、必要とする所定数の機
能回路を存する半導体集積回路を構成することができる
。

口実施例コ 次に、本発明の実施例について添付の図面を参照して説
明する。

第１図（ａ）は本発明の実施例に係る半導体集積回路装
置を示すブロック図、第１図（ｂ）は第１図（ａ）にお
ける入力切換回路を示すブロック図、第１図（ｃ）は第
１図（ａ）における出力切換回路を示すブロック図であ
る。本実施例は特定の機能を満足するように設計された
４個の機能回路並びにその入力切換回路及び出力切換回
路を環状に接続したものである。

入力切換回路７ａ乃至７ｄは夫々入力端子１から供給さ
れる入力信号Ｓ１とその前段の出力切換回路８の出力信
号とを入力し、診断回路９から供給される制御信号Ｓ２
に応じて双方のいずれが一方を選択して出力する。入力
切換回路７（７ａ乃至７ｄ）は、第１図（ｂ）に示すよ
うに、内蔵するマルチプレクサ４ａにおいて出力を切り
換えるようになっている。

機能回路３ａ乃至３ｄは夫々入力切換回路７ａ乃至７ｄ
の出力信号を入力し、この信号に応じて所定の演算を行
い、その演算結果を出力する。

出力切換回路８ａ乃至８ｄは夫々機能回路３ａ乃至３ｄ
の出力信号を入力し、診断回路９がら供給される制御信
号Ｓ４に応じて機能回路３ａ乃至３ｄの出力信号を出力
端子２又は次段の入力切換回路７に供給する。出力切換
回路８（８ａ乃至８ｄ）は、第１図（ｂ）に示すように
、内蔵するマルチプレクサ４ｂにおいて出力を切り換え
るようになっている。

テスト回路６ａ乃至６ｄは夫々機能回路３ａ乃至３ｄに
接続されており、機能回路３ａ乃至３ｄの動作状態を確
認し、故障の有無に応じて検出信号Ｓ３を出力する。

診断回路９は全てのテスト回路６ａ乃至６ｄの検出信号
Ｓ３を入力し、この検出信号Ｓ３に応じて制御信号ＳＱ
、Ｓ４を出力する。

次に、上述の半導体集積回路装置の動作について説明す
る。

先ず、テスト回路６ａ乃至６ｄにより機能回路３ａ乃至
３ｄの動作状態を確認し、全ての機能回路３ａ乃至３ｄ
が正常である場合、診断回路９はテスト回路６ａ乃至６
ｄから供給される検出信号Ｓ３に応じて入力切換回路７
ａ乃至７ｄ及び出力切換回路８ａ乃至８ｄに適切な制御
信号５２１８４を供給する。この場合、制御信号ｓ２に
応じて、例えば初段となる機能回路３ａに接続される入
力切換回路７ａは入力信号Ｓ□を出力し、その他の入力
切換回路７ｂ、７ｃ、７ｄは夫々出力切換回路８　ａｌ
　８　ｂｌ　８　Ｃの出力信号を出力する。

また、制御信号Ｓ４に応じて、例えば最終段となる機能
回路３ｄに接続される出力切換回路８ｄは機能回路３ｄ
の出力信号を出力端子２に供給し、その他の出力切換回
路８　ａ　＋　８　ｂ　＋　８　ｃは夫々機能回路３ａ
、３ｂ、３ｃの出力信号を次段の入力切換回路７ｂ＋　
　７ｃ、７ｄに供給する。これにより、入力信号Ｓ１を
機能回路３ａ乃至３ｄにおいて演算処理した結果が出力
端子２から出力信号Ｓ５として出力される。

次に、機能回路３ａ乃至３ｄのいずれかに傷又はゴミ等
の欠陥による故障が発見された場合、診断回路９はテス
ト回路６ａ乃至６ｄから供給される検出信号Ｓ３に応じ
て入力切換回路７ａ乃至７ｄ及び出力切換回路８ａ乃至
８ｄに適切な制御信号Ｓ２．Ｓ４を供給する。例えば、
機能回路３ｄが故障である場合には、制御信号Ｓ２に応
じて、故障が発見された機能回路３ｄの次段の入力切換
回路７ａは入力信号Ｓ１を機能回路３ａに入力させ、そ
の他の入力切換回路７　ｂ、７　Ｃ１７ｄは夫々前段の
出力切換回路８ａ、ｓｂ、８ｃの出力信号を機能回路３
ｂ、３ｃ＋　　３ｄに入力させる。また、制御信号Ｓ４
に応じて、故障が発見された機能回路３ｄの前段の出力
切換回路８ｃは機能回路３ｃの出力信号を出力端子２に
供給し、その他の出力切換回路８ａ、８ｂ＋　　８ｄは
夫々機能回路３ａ、３ｂ、３ｄの出力信号を次段の入力
切換回路７ｂ、７ｃ、７ａに供給する。これにより、故
障した機能回路３ｄをバイパスし、正常な機能回路３　
ａ、　３　ｂ＋　３　ｃを縦列的に接続することができ
る。

本実施例によれば、４個の機能回路３ａ乃至３ｄが環状
に接続されており、診断回路９の制御信号Ｓ２，８４に
応じて故障した機能回路をバイパスし、正常な機能回路
を選択的に接続することができるので、いずれの機能回
路が故障しても、その他の正常な機能回路を有効に使用
することができる。従って、いくつかの機能回路が故障
しても、半導体チップ全体が不良になることはなく、こ
れにより半導体集積回路の製造歩留りを向上させること
ができる。

なお、従来の半導体集積回路においては、１つの機能回
路が不良なっても、半導体チップ全体が使用不能になる
ため、機能回路の動作状態を個別的に確認するテスト回
路を設けても無駄である。

しかしながら、本実施例においては、半導体チップ全体
が不良になることがないので、テスト回路６ａ乃至６ｄ
により機能回路３ａ乃至３ｄを動作状態を個別的に確認
することができる。

また、本実施例においては、ｎ個の機能回路を必要とす
る半導体集積回路においてｎ＋１個以上の機能回路を環
状に接続し、余分の機能回路を冗長機能回路として使用
することができる。この場合、通常は、診断回路の制御
信号により冗長機能回路をバイパスし、ｎ個の機能回路
を縦列的に接続する。そして、ｎ個の機能回路のいくつ
かに不良が発生した場合には、診断回路の制御信号によ
り冗長機能回路と不良の機能回路とを入れ替えることが
できる。従って、いくつかの機能回路に不良が発生して
も、その不良の機能回路の数が冗長機能回路の数よりも
少なければ、ｎ個の正常な機能回路を有する半導体集積
回路を構成することができる。

［発明の効果コ 以上説明したように本発明によれば、複数個の機能回路
を環状に接続し、テスト回路により各機能回路の動作状
態を確認し、このテスト回路の確認結果に応じて不良の
機能回路をバイパスするから、いくつかの機能回路に不
良が発生しても、その他の正常な機能回路を有効に使用
することができ、半導体集積回路の全体が不良になるこ
とはない。従って、半導体集積回路の製造歩留りを向上
させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明の実施例に係る半導体集積回路装
置を示すブロック図、第１図（ｂ）は第１図（ａ）にお
ける入力切換回路を示すブロック図、第１図（Ｃ）は第
１図（ａ）における出力切換回路を示すブロック図、第
２図は従来の半導体集積回路の一例を示すブロック図で
ある。 １：入力端子、２；出力端子、３ａ乃至３ｄ：　２機能
回路、４ａ、４ｂ；マルチプレクサ、６ａ乃至６ｄ；テ
スト回路、７，７ａ乃至７ｄ；入力切換回路、８，８ａ
乃至８ｄ；出力切換回路、９；診断回路 出願人　日本電気アイジ−マイコン システム株式会社

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）環状に接続された複数個の機能回路と、各機能回
   路について設けられ入力端子から供給される入力信号及
   び前段の機能回路の出力信号のいずれか一方を前記機能
   回路に供給する入力切換回路と、前記機能回路の出力信
   号を出力端子及び次段の機能回路の入力切換回路のいず
   れか一方に供給する出力切換回路と、前記機能回路の動
   作状態を個別的に確認するテスト回路と、このテスト回
   路の確認結果に応じて前記入力切換回路及び前記出力切
   換回路の切換を制御する診断回路とを有することを特徴
   とする半導体集積回路。
2. （２）前記複数個の機能回路は冗長機能回路を含んでい
   ることを特徴とする請求項１に記載の半導体集積回路。