JPH04358273A - 論理回路の故障シミュレーション装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は，集積回路のテストパタ
ーン生成における論理回路の故障シミュレーション方式
に関する。集積回路の試験は複数のテストパターンを集
積回路に入力し，出力パターンを正しい出力パターンと
比較することにより行われるが，テストパターンの生成
のため，もしくは生成したテストパターンにより集積回
路中の故障をどの程度の割合で検出できるかを調べるた
め，予め計算機上で故障シミュレーションを行う必要が
ある。

【０００２】そのような故障シミュレーションは，集積
回路の回路規模の増大とともに，故障シミュレーション
の対象となる論理回路のゲート数が増加し，処理に要す
る時間が長大化している。そのため，高速に論理回路の
故障シミュレーションを行う装置が求められている。

【０００３】本発明は，論理回路の故障シミュレーショ
ンを高速に行う故障シミュレーション装置を提供するこ
とを目的とする。

【０００４】

【従来の技術】従来の論理回路の故障シミュレーション
は大きく分けて，汎用計算機上でソフトウェアにより行
う方法とハードウェアによる論理回路の故障シミュレー
ション専用装置において行う方法とがあった。

【０００５】ソフトウェアによる方法は，計算機上のソ
フトウェアにより論理回路の故障シミュレーションアル
ゴリズムを実現するもので，対象回路において，内部に
信号線の分岐を持たない樹枝状回路部分に着目し，その
樹枝状回路の根となるゲートに故障が検出されたときの
み樹枝状回路内部の故障を処理するようにして処理の高
速化を計っている。

【０００６】一方，ハードウェアによる論理回路の故障
シミュレーション専用装置は，論理シミュレーション専
用装置上に，対象テスト回路を構成し，回路上に故障ア
ルゴリズムを挿入し，故障シミュレーションを行うもの
で，高速に処理を行うことができるものである。

【０００７】図６は，従来のハードウェアによる故障シ
ミュレーション装置の構成を示す。図において，２００
は論理回路故障シミュレーション部であって，論理回路
データに基づいて，テスト対象回路を構成し，故障デー
タに基づいて，故障を挿入し，入力テストパターンに対
する論理を表すパターンを出力するものである。２０１
はテストパターン生成部であって，テストパターン順次
生成し，論理回路故障シミュレーション部２００に順次
入力するものである。２０２は故障データ入力部であっ
て，テスト対象回路のゲートに挿入する故障データを生
成し，論理回路故障シミュレーション部２００に入力す
るものである。２０３は論理回路データ入力部であって
，論理回路故障シミュレーション部２００にテスト対象
回路を構成するためのデータを入力するものである。 ２０４は出力パターン検査部であって，論理回路故障シ
ミュレーション部２００からの出力パターンに挿入した
故障を表す情報が現れたかどうかを判定するものである
。

【０００８】２１０，２１１は樹枝状回路であって，論
理回路を内部に信号線の分岐を持たない回路に分割した
ものである。２２０は樹枝状回路の根となるゲートに故
障を挿入する故障挿入モジュールであって，故障挿入信
号であるキャリーを取り込み，樹枝状回路の根となるゲ
ートに故障回路を挿入するものである。２２１〜２２３
は樹枝状回路２１０の内部のゲートに対する故障挿入モ
ジュール，２２４，２２５は樹枝状回路２１１の故障挿
入モジュールである。２２６は樹枝状回路２１１の根と
なるゲートに対する故障挿入モジュールである。２２８
はキャリーであって，故障を故障回路２２０〜２２６に
順次故障を挿入するものである。２３０は樹枝状回路２
１０の根となるゲートである。２３１は樹樹枝状回路２
１１の根となるゲートである。

【０００９】２３５は，樹枝状回路の例，２３６は樹枝
状回路２３５の根となるゲートである。図の構成の動作
を説明する。テストパターン生成部２０１はテストパタ
ーンを生成し、順次テストパターンをテスト対象回路に
入力する。

【００１０】故障データ入力部２０２は故障挿入キャリ
ーを生成し，テスト対象回路に入力する。故障挿入モジ
ュールは回路中に埋め込まれていて，キャリー（例えば
，１ビットの「１」）を取り込んで順次ゲートに故障を
挿入し，出力パターンの検査終了後に，次の故障挿入モ
ジュールにキャリーを伝播させるように各故障モジュー
ルはチェーンを構成している。

【００１１】キャリーに取り込んだ故障挿入モジュール
は，出力パターンの検査が終了したら次のゲートの故障
挿入モジュールにキャリーを伝播させる。例えば，キャ
リー根がとなる故障挿入モジュールＦ１（２２０）に入
力された場合を考える。

【００１２】根となる故障挿入モジュールＦ１はゲート
Ｇ１（２３０）に故障挿入する。その結果，出力パター
ン検査部２０４は出力パターンにゲートＧ１の故障影響
が出力されたかどうかを判定する。そして，出力検査が
終了したら，次の故障モジュールＦ２にキャリーを伝播
させる。

【００１３】キャリーを受け取った故障挿入モジュール
Ｆ２は，ゲートに故障を挿入し，出力パターンの検査が
終了すると，次の故障モジュールＦ３にキャリーを伝播
させる。同様に順次，キャリーを各故障モジュールＦ３
−Ｆ４−Ｆ７−Ｆ６−Ｆ５以下に伝播させ，故障シミュ
レーションを行う。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】従来の汎用計算機上で
ソフトウェアのアルゴリズムにより行う方法は，処理が
遅く，集積回路の大規模化に対応できないものであった
。次に，従来のハードウェアによる論理回路の故障シミ
ュレーション装置の問題点について図７により説明する
。

【００１５】図７において，２４０は出力パターン検査
部，２４１は樹枝状回路，２４２はテストパターン生成
部，２４３〜２４５は故障挿入モジュール，２４６は樹
枝状回路の根となるゲート，２４７，２４８はゲートで
ある。ゲートＧ１（２４６）の出力は１が正しく，出力
パターン検査部２４０には，１が伝播して出力されてい
るものとする。

【００１６】この状態で故障挿入モジュールＦ１（２４
３）によりゲートＧ１に故障挿入し，ゲート２４６（Ｇ
１）の出力を０にする。このとき，出力パターン検査部
２４０の出力が１から０に変われば，故障が検出できた
ことになる。しかし，出力が１のままであれば，故障が
検出できないので，その時のテストパターンはＧ１の故
障を検出できないパターンと判定される。

【００１７】今，Ｇ１に故障を挿入した結果の出力パタ
ーンに故障情報が出力されない場合（上記の例で，Ｇ１
に故障を挿入しても，出力検査部２４０の出力が１のま
まで変化しない場合）を考える。Ｇ１の故障検査後に故
障挿入モジュールＦ２によりゲートＧ２に故障が挿入さ
れる。

【００１８】このとき，Ｇ２に故障を挿入した結果の故
障情報はＧ１を通過するので，Ｇ１の出力を０に変化さ
せる。しかし，現テストパターンにおいては，Ｇ１の出
力の１から０への変化は出力パターン検査部２４０に伝
播しないので，Ｇ２の故障情報は出力パターン検査部２
４０には伝播しない。

【００１９】以上のように，Ｇ１の故障が伝播しないテ
ストパターンにおいては，Ｇ１より入力側のゲートに故
障を挿入しても出力パターン検査部２４０において，故
障を判定することはできない。従って，樹枝状回路の根
となるゲートＧ１における故障を検出できないパターン
においては，樹枝状回路の内部のゲートに対して故障シ
ミュレーションを行うことは無意味なことである。

【００２０】従来のハードウェア化した論理回路の故障
シミュレーションは，樹枝状回路の根のゲートＧ１の故
障が検出できないパターンに対しても，樹枝状回路内部
の各ゲートに故障を挿入して故障シミュレーションを行
うという無駄な処理をしていた。

【００２１】本発明は，ハードウェア化した論理回路の
故障シミュレーションにおいて，故障シミュレーション
における無駄をなくし，処理を高速化することを目的と
する。

【００２２】

【課題を解決するための手段】本発明は，樹枝状回路の
根のゲートにおいて故障を検出できない場合には，樹枝
状回路の内部の故障挿入モジュールに対してシミュレー
ションを行わないで，他の樹枝状回路の根のゲートの故
障挿入モジュールにキャリーを伝播させるようにするこ
とにより高速に故障シミュレーションが行なえるように
した。

【００２３】図１は本発明の基本構成を示す。図におい
て，１，２は樹枝状回路，３〜９は故障挿入部であって
，そのうち，故障挿入部Ｆ１（３）と故障挿入部Ｆ５（
７）はそれぞれ樹枝状回路の根となるゲートＧ１，Ｇ５
の故障挿入部，４〜６は樹枝状回路１の内部の故障挿入
部，８〜９は樹枝状回路２の内部の故障挿入部である。 １０〜１６はゲートであって，１０は樹枝状回路１０の
根となるゲートＧ１，１１〜１３は樹枝状回路内部のゲ
ート，１４は樹枝状回路２の根となるゲートＧ５，８，
９は樹枝状回路２のゲートである。２０は故障挿入部３
の故障挿入回路，２２はキャリー制御部であって，Ｆ１
の検出情報が故障を検出しない情報の場合には，キャリ
ーを故障検出部Ｆ５に流すように切り替え，Ｆ１の検出
情報が故障を検出する情報の場合には，キャリーを故障
挿入部Ｆ２に流すように切り替えるものである。

【００２４】

【作用】図の構成の動作を説明する。キャリーを受け取
った故障挿入部Ｆ１（３）は，故障挿入回路２０に故障
挿入をする。その結果が，更にその先の回路を伝播して
出力される結果を出力パターン検査部（図示せず）が受
取り，故障が伝播されたかどうかを判定する。

【００２５】その判定結果はＦ１の検出情報として，キ
ャリー制御部２２に入力される。キャリー制御部２２は
Ｆ１の故障検出情報が故障検出であれば，キャリーを樹
枝状回路１の内部に伝播するようにし，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ
４に順次故障を挿入するようにする。

【００２６】また，キャリー制御部２２はＦ１の故障検
出情報が，故障検出せずであれば，キャリーを樹枝状回
路１には伝播させず，次の樹枝状回路２の根となるゲー
トへの故障挿入部Ｆ５に伝播させる。その結果，Ｆ５に
おいて，同様に故障シミュレーションを行い，故障を検
出すれば，キャリーを樹枝状回路２の内部に伝播させ，
故障を検出しなければ，キャリーを次の樹枝状回路の根
のゲートの故障挿入部に伝播する。本発明によれば，樹
枝状回路の根のゲートＧ１の故障検出をできないような
テストパターンにおいて，Ｆ２以降の故障シミュレーシ
ョンを行うという無駄な処理がなくなるので，故障シミ
ュレーションを高速化できる。

【００２７】図２は，本発明の実施例（１）　を示す。 図（ａ）　は，キャリー制御部の構成である。図におい
て，３０は故障挿入モジュールＦ１（図１の故障挿入部
Ｆ１に対応する），３１は故障挿入モジュールＦ１の故
障挿入回路，３２はキャリー制御部，３３は故障挿入モ
ジュールＦ５（図１の故障挿入部Ｆ５に対応する），３
４は故障挿入回路，３５はキャリー制御部である。

【００２８】（ｘ）はデマルチプレクサであって，キャ
リーを分岐する方向を選択するもの，（ｙ）はマルチプ
レクサであって，キャリーを受け取る方向を選択するも
のである。キャリー（１）　は，故障挿入モジュールＦ
１に入力されるキャリー，キャリー（２）　は，樹枝状
回路内部に流れるキャリー，キャリー（３）　は，デマ
ルチプレクサ（ｘ）より直接マルチプレクサ（ｙ）に伝
播するキャリーである。

【００２９】図（ｂ）　は，キャリー制御回路における
デマルチプレクサ（ｘ）の動作説明図である。図におい
て，ａはキャリー（１）　の入力端子，ｂはキャリー（
３）　の出力端子，ｃはキャリ（２）　の出力端子，ｄ
はＦ１の検出情報入力端子である。

【００３０】Ｆ１の検出情報ｄが，故障検出信号のとき
は，デマルチプレクサ（ｘ）はキャリーを出力端子ｃに
出力する。Ｆ１の検出情報が，故障検出をしないことを
表わす信号であれば，デマルチプレクサ（ｘ）はキャリ
ー出力端子ｂに出力する。図（ｙ）はマルチプレクサ（
ｙ）の動作説明図である。

【００３１】図において，ａはキャリー（４）　の出力
端子，ｂはキャリー（３）　の入力端子，ｃはキャリー
（２）　の入力端子，ｄはＦ１の検出情報の入力端子で
ある。Ｆ１の検出情報が故障検出信号のとき，マルチプ
レクサ（ｙ）は，入力端子ｃの入力信号を選択して，出
力端子ａよりキャリー（４）　を出力する。Ｆ１の検出
情報が故障を検出せずのときは，マクチプレクサ（ｙ）
は入力端子ｂを選択する。

【００３２】図３は本発明の実施例（２）を示す。例え
ば，故障挿入モジュールＦ１に故障挿入した結果が，出
力パターン検査部に故障を表わす情報が出力された場合
には，故障挿入モジュールＦ１から出力パターン検査部
までのパスは活性化されているので，樹枝状回路内部の
Ｆ２〜Ｆ４に故障挿入した結果の出力の検査は，出力パ
ターン検査部において行う必要がなく，故障挿入モジュ
ールＦ１内部に検査器を設け，故障挿入モジュールＦ１
において検査することが可能である。

【００３３】図はその場合の構成をを示す。図において
，４０，４５は故障挿入モジュール，４１，４６は故障
挿入回路，４２，４７はラッチであって，それぞれ樹枝
状回路内部で故障を挿入した際の信号値の変化が故障挿
入モジュールＦ１（４０），故障挿入モジュールＦ５（
４５）から，出力に伝播しないように正常動作時の論理
信号値を保持するものである。４３，４８は，それぞれ
故障挿入モジュールＦ１，故障挿入モジュールＦ５の検
出情報をあらわし，検出情報を格納する格納部は必ずし
も必要としない。４４，４９は，それぞれ故障挿入モジ
ュールＦ１，Ｆ５における検査器であって，故障挿入モ
ジュールＦ２，Ｆ３，Ｆ４もしくは，Ｆ６，Ｆ７に故障
挿入した結果の故障情報の伝播を検査するものである。 （ｘ）はデマルチプレクサ，（ｙ）はマルチプレクサで
ある。

【００３４】図の構成の動作を説明する。故障挿入モジ
ュールＦ１（４０）と故障挿入モジュールＦ５（４５）
とで動作は同じであるので故障挿入モジュールＦ１（４
０）について説明する。故障挿入モジュールＦ１に故障
挿入した結果，出力パターン検査器において，故障を検
出したとする。

【００３５】ラッチ４２は故障挿入モジュールＦ２〜Ｆ
４が挿入した故障の影響が故障挿入モジュールＦ１（４
０）から先に伝播しないように正常動作時の論理出力値
を保持する。次に，Ｆ１の検出情報（故障検出）に従っ
て，デマルチプレクサ（ｘ）はキャリーを故障挿入モジ
ュールＦ２，Ｆ３，Ｆ４に伝播し，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４に
順次故障が挿入される。検査器４４はＦ２，Ｆ３，Ｆ４
からの故障情報が故障モジュールＦ１まで伝播するか検
査する。

【００３６】Ｆ４の故障挿入まで，検査が終了すると，
キャリーはＦ５に転送され，ラッチ４２はスルーになる
。図４は，本発明の実施例（３）　を示す。本実施例は
，各樹枝状回路の根となるゲートに対する故障挿入モジ
ュールについて，先ず故障を挿入して故障検査（故障情
報が伝播したかどうかの判定）を行い，次に故障が検出
された樹枝状回路について，内部のゲートに故障を挿入
して，各樹枝状回路について並行して故障検査をするも
のである。

【００３７】図において，５０は故障挿入モジュールＦ
１，５１は故障挿入回路，５２はラッチ，５３はＦ１の
検出情報を保持するラッチ（検出情報格納部），５４は
キャリー生成部であって，故障挿入モジュールＦ２〜Ｆ
４に流すキャリーを生成するものである。５５は検査器
，６０は故障挿入モジュールＦ５，６１は故障挿入回路
，６２はラッチ，６３はＦ５の検出情報を保持するラッ
チ（検出情報格納部），６４はキャリー生成部であって
，故障挿入モジュールＦ６，Ｆ７に流すキャリーを生成
するものである。

【００３８】図の構成の動作を説明する。Ｆ１はキャリ
ー（１）　は取り込んで，故障検査を行い，検査の結果
をラッチ５３に保持する。次にキャリー（１）　はＦ５
に伝播して，Ｆ５で故障検査を行い，検査結果をラッチ
６３に保持する。そして，次の樹枝状回路の根のゲート
に故障挿入をする故障挿入モジュールにキャリーを伝播
させる。

【００３９】以下，各樹枝状回路における根のゲートに
対する故障検査が終了したら，故障を検出した各故障挿
入モジュールにおいて，樹枝状回路内部のゲートに故障
挿入して，故障検査を行う。その場合の各樹枝状回路に
おける動作は同じであるので，故障挿入モジュールＦ１
について説明する。

【００４０】故障挿入モジュールＦ１に　　おける故障
が，出力パターン検査部（図示せず）において，検出さ
れたとする。故障を検出したという情報がＦ１に保持さ
れる。例えば，故障を検出した場合を１，検出しない場
合を０とすると，１がラッチ５３に保持される。

【００４１】キャリー生成部５４は，ラッチ５３の保持
データが１のときキャリーを発生し，０のときキャリー
を発生しないようにモード選択して，キャリーを発生す
るものである。あるいは，ラッチに保持したデータ１を
キャリーとしてＦ２〜Ｆ４に伝播させる構成としてもよ
い。

【００４２】今，ラッチ５３の保持データが１であるの
で，キャリー生成部５４はキャリーを発生し，故障挿入
モジュールＦ２〜Ｆ４に故障を挿入する。ラッチ５２は
Ｆ２〜Ｆ４からの故障を挿入した論理信号が故障挿入モ
ジュールＦ１より外には出力されないように正常動作時
の論理信号値を保持する。

【００４３】検査器５５は，Ｆ２〜Ｆ４の故障が検出さ
れるかどうかを検査する。図５は本発明の実施例（４）
　を示す。上記の説明においては，樹枝状回路の内部に
は，分岐が全くないことを前提として説明したが，ある
樹枝状回路の根となるゲートから分岐した信号線が全て
他の一つの樹枝状回路に入力している場合には，その二
つの樹枝状回路を一つの樹枝状回路とみなすことができ
る。

【００４４】図において，７０は樹枝状回路Ｔ２であっ
て，Ｇ２は根となるゲートである。７１は樹枝状回路Ｔ
２の内部のゲートＧ１を根とする樹枝状回路Ｔ１，７３
は樹枝状回路７０と樹枝状回路７１により構成される樹
枝状回路である。図において，Ｔ１内部の故障の影響は
，Ｔ２の根となるゲートＧ２を通過するので，Ｔ２のＧ
２における故障が検出されなければ，Ｔ１内部における
故障は検出されない。

【００４５】従って，Ｔ１，Ｔ２を一つの樹枝状回路７
３とみなし，上記の故障検査を行うことができる。本発
明においては，オープン故障，短絡故障等の複数種類の
故障のうち，検出済の故障については，その後の検査対
象から削除する機能をもたせることもできる。樹枝状回
路の故障検査において，任意の故障が検出できたときは
，モジュール内部に検出フラグをセットし，その検査に
ついては次回からキャリーを受け取らない（次のモジュ
ールにスルーにする）ことで，その後の検査対象から除
くことができる。

【００４６】但し，根となるゲートの故障挿入モジュー
ルについては，対応する樹枝状回路の内部の故障が全て
検出されるまでは検出フラグはセットしないようにする
。

【００４７】

【発明の効果】本発明によれば，論理回路の故障シミュ
レーション装置において，シミュレーションを行う意味
のない無駄な動作を省略し，有効なシミュレーションの
みを行うようにしたので，処理を高速化できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の基本構成を示す図である。

【図２】本発明の実施例（１）　を示す図である。

【図３】本発明の実施例（２）　を示す図である。

【図４】本発明の実施例（３）　を示す図である。

【図５】本発明の実施例（４）　を示す図である。

【図６】従来の論理回路の故障シミュレーション装置の
構成を示す図である。

【図７】発明が解決しようとする課題の説明図である。

【符号の説明】

１，２：樹枝状回路 ３　　　　：樹枝状回路の根のゲートに対する故障挿入
部４〜６：樹枝状回路の内部のゲートに対する故障挿入
部７　　　　：樹枝状回路の根のゲートに対する故障挿
入部８，９：樹枝状回路の内部のゲートに対する故障挿
入部１０，１４：樹枝状回路の根のゲート １１〜１３：樹枝状回路の内部のゲート１５〜１６：樹
枝状回路の内部のゲート２０　　：故障挿入回路 ２２　　：キャリー制御部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　論理回路データに基づいて論理回路を
   構成し，ゲートに順次故障を挿入し，挿入した故障の影
   響が出力パターンに出力されるかどうかを判定する故障
   シミュレーション装置において，故障挿入信号であるキ
   ャリーを受け取りゲートに故障を挿入する故障挿入部（
   ３）　を各ゲートに備え，信号が流れる方向において信
   号が分岐しない樹枝状回路（１）　，（２）　に論理回
   路を分割し，樹枝状回路（１）　，（２）　における論
   理の結果を表す信号が必ず通過する樹枝状回路の根とな
   るゲート（１０）に故障を挿入する故障挿入部（３）　
   は，キャリーを自身の樹枝状回路内部の故障挿入部（４
   ）　〜（６）　と他の樹枝状回路の根となるゲートに対
   する故障挿入部（７）　に接続され，樹枝状回路の内部
   の故障挿入回路（４）　〜（６）　は内部のゲートに故
   障を順次挿入するようにそれぞれ接続され，樹枝状回路
   （１）　の根のゲート（１０）に故障を挿入する故障挿
   入部（３）　は，該ゲートの故障の影響が出力パターン
   に出力されたときキャリーを該樹枝状回路（１）　の内
   部に分岐し，出力パターンに故障の影響が出力されない
   ときは他の樹枝状回路の根となるゲートに対する故障挿
   入部（７）　にキャリーを分岐するキャリー制御部（２
   ２）を備えることを特徴とする論理回路の故障シミュレ
   ーション装置。
2. 【請求項２】　　請求項１の論理回路の故障シミュレー
   ション装置において，樹枝状回路（１）の根となるゲー
   ト（１０）に故障を挿入する故障挿入部（３）　は，該
   故障挿入部（３）　の樹枝状回路内のゲートに対して故
   障挿入した結果の故障情報が，該故障挿入部（３）　に
   伝播したかを検査する検査器を備え，該故障挿入部（３
   ）　に対するゲート（１０）に故障を挿入した結果の故
   障情報が出力されると判定される場合には，該故障挿入
   部（３）　の樹枝状回路（１）　の内部のゲートに対す
   る故障の伝播の判定は，状記検査部において行うことを
   特徴とする請求項１に記載の論理回路の故障シミュレー
   ション装置。
3. 【請求項３】　　請求項１の論理回路の故障シミュレー
   ション装置において，故障挿入部（３）　は，出力パタ
   ーンに故障情報が出力されたかどうかの判定結果を格納
   する，検出情報格納部を備え，各樹枝状回路の根となる
   ゲートに故障挿入して，出力パターンの検査を行い，各
   樹枝状回路の故障検出情報を，それぞれの検出情報格納
   部に格納し，各樹枝状回路の根となるゲートに対する故
   障シミュレーションの終了後に，故障検出を表す検出情
   報を格納した樹枝状回路については，各樹枝状回路につ
   いて並行して，内部のゲートに故障挿入して，故障シミ
   ュレーションを行うことを特徴とする論理回路の故障シ
   ミュレーション装置。
4. 【請求項４】　　請求項１の論理回路の故障シミュレー
   ション装置において，テスト対象回路を，樹枝状回路に
   分割した結果，二つの樹枝状回路に対して，一方の樹枝
   状回路の論理結果を表す信号がかならず他方の樹枝状回
   路の根となるゲートを通過する場合には，その二つの樹
   枝状回路を一つの樹枝状回路とみなして構成することを
   特徴とする論理回路の故障シミュレーション装置。