(57)【要約】【課題】集積回路の故障箇所における故障前後の特性データなどを記憶し、故障箇所の特定および軌跡が可能な集積回路を提供する。【解決手段】集積回路１００に不揮発性メモリ部１１０を備え、前記集積回路１００の機能ブロック１２０の電流値の特性データ、または集積回路１００の温度変化を示す電流値データ、または機能ブロック１２０内の振幅値の特性データ、または機能ブロック１２０内の回路動作を制御するデータなどを、それらが変化する毎に、前記不揮発性メモリ部１１０に書き換え可能にする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
あらかじめ設定されている機能を実行する機能ブロックと、前記機能ブロック内のデータを記憶するメモリ部とを備えた集積回路であって、前記メモリ部に前記機能ブロック内の特性データを記憶し、前記メモリ部から前記特性データの読み出しを可能にし、かつ前記機能ブロック内の回路動作を制御する特定データが変化する毎に、前記メモリ部における該特定データの書き換えを可能にしたことを特徴とする集積回路。
【請求項２】
前記メモリ部として、強誘電体ランダムアクセスメモリからなる不揮発性メモリを用いたことを特徴とする請求項１記載の集積回路。
【請求項３】
前記特性データを、前記機能ブロック内の電流値のデータとしたことを特徴とする請求項１記載の集積回路。
【請求項４】
前記特性データを、当該集積回路の温度変化に対応した電流値のデータとしたことを特徴とする請求項１記載の集積回路。
【請求項５】
前記特性データを、前記機能ブロック内の電圧振幅値のデータとしたことを特徴とする請求項１記載の集積回路。
【請求項６】
前記特性データを、前記機能ブロック内の回路動作を制御するデータとしたことを特徴とする請求項１記載の集積回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、集積回路に係り、特に集積回路内における故障原因などの識別，特定に係る技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
集積回路の出荷後に集積回路に故障が検出された際、いち早くその故障の原因を識別し、その場所を特定する必要がある。故障の原因を識別し、その場所を特定するために、まず故障が検出された集積回路に対して、パッケージング後に行われる品質管理試験を再度実施することが行われる。その試験結果のデータは、故障の原因を識別し、故障場所の特定する手がかりとして有用であり、通常、この試験データで集積回路の故障原因の識別、故障場所の特定を行っている。
【０００３】
また、特許文献１に記載されているように、ＦｅＲＡＭ（強誘電体ランダムアクセスメモリ）アレイなどの小型の不揮発性の「ＩＤ」メモリが集積回路内に内蔵されている場合は、そのメモリの中に出荷前に行われたパッケージングの前後の品質管理試験の試験データを書き込んでおく。そして出荷後に故障が検出された際、出荷前の品質管理試験結果を読み出して、故障が検出された集積回路に対して、再度実施した品質管理試験結果と比較して、故障原因の識別、および故障場所の特定を行うこともある。
【特許文献１】特開２００４−４０１０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、出荷後に故障が検出された集積回路に対して、再度、パッケージング後に行われる品質管理試験を実施し、その試験データから故障原因の識別、および場所の特定を行う方法、あるいは故障検出後に行われた試験結果と、不揮発性の「ＩＤ」メモリに書き込まれている出荷前の試験結果のデータとを比較し、故障原因の識別と故障場所の特定を行う方法では、故障が検出された集積回路に対して、再度品質管理試験を行わない限り、データを比較することができず、故障に関する情報を得ることができない。
【０００５】
そこで、再度、品質管理試験を行う前に、故障の原因の識別、および故障の場所の特定の手がかりとなる情報があれば、より早く故障解析を行うことができる。
【０００６】
本発明は、前記従来技術の課題を解消し、集積回路の故障検出時に品質管理試験を行う前に、故障箇所の特定のデータを得ることができる構成の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】
【０００７】
前記目的を達成するために、本発明は、あらかじめ設定されている機能を実行する機能ブロックと、前記機能ブロック内のデータを記憶するメモリ部とを備えた集積回路であって、前記メモリ部に前記機能ブロック内の特性データを記憶し、前記メモリ部から前記特性データの読み出しを可能にし、かつ前記機能ブロック内の回路動作を制御する特定データが変化する毎に、前記メモリ部における該特定データの書き換えを可能にしたことを特徴とし、この構成によって、メモリ部に、集積回路の機能ブロック内の電流値の特性データ，集積回路の温度変化を示す機能ブロック内の電流値の特性データ，機能ブロック内の電圧振幅レベルの特性データなどを書き込むことと、必要に応じてそれらの特定データを読み出すことができる。この読み出された各データは経時変化を示し、故障が検出された際に、故障が検出される前後のデータを書き込み、該前後のデータを記憶することにより、故障箇所を特定することが可能になる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、機能ブロック内の回路動作を制御するデータが変化する毎に、メモリ部に特性データを書き込むことにより、集積回路の故障が検出されたときに、故障の前後のメモリ部のデータを読み出すことによって、故障箇所の特定が可能となり、さらに故障箇所のデータの経時変化を観察することもでき、故障軌跡が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
【００１０】
（第１の実施形態）
図１は本発明の第１の実施形態に係る集積回路の概略構成を示すブロック図であり、図１は不揮発性メモリ部１１０を含む集積回路１００を示しており、集積回路１００としては、アナログ集積回路、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やマイクロプロセッサなどの任意の種類の集積回路を採用することができる。集積回路１００の機能ブロック１２０は、集積回路１００の通常機能を実施するためのものであり、それら機能を実現するための任意の回路構成を採用することができる。
【００１１】
不揮発性メモリ部１１０は、データの書き込み，記憶と、必要に応じて読み出す機能、および書き換えが可能な不揮発性のメモリ素子を備えている。本実施形態では、不揮発性メモリ部１１０は、集積回路１００の機能ブロック１２０の回路動作を制御するデータが変化する毎にデータを書き込むためのものであって、集積回路１００の機能ブロック１２０の回路動作を制御するデータに同期させて、不揮発性メモリ部１１０に後述する特性データを書き込ませる。
【００１２】
これにより、不揮発性メモリ部１１０内に記憶された特定データの経時変化を観測することが可能である。さらに、集積回路１００に故障が検出された際には、故障箇所の故障発生前と発生後の特定データを書き込み、記憶することにより、故障部の特定と故障軌跡とが可能になる。
【００１３】
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態には、不揮発性メモリ部１１０として、ＦｅＲＡＭ（Ferroelectric Random Access Memory：強誘電体ランダムアクセスメモリ）を使用している。すなわち、本実施形態のように集積回路１００内のデータを記憶する不揮発性メモリ部１１０には、高速での書き込みが可能で、かつデータの書き換え回数が他の不揮発性のメモリよりも多く、さらに他の不揮発性のメモリよりも低い消費電力で動作する利点を有しているＦｅＲＡＭが最適である。
【００１４】
（第３の実施形態）
図２は本発明の第３の実施形態に係る集積回路における機能ブロック内の任意の回路ブロックのある電流値のデータを不揮発性メモリ部に書き込むための回路構成を示す回路図である。
【００１５】
図２に示す回路は、カレントミラー回路１６０，電流電圧変換回路１６１，基準電圧生成回路１６２，比較回路（１）１６３，バッファ回路１６４により構成される。
【００１６】
カレントミラー回路１６０は、ＮＰＮトランジスタ１３０，１３１，１３４，１４０と抵抗１３２，１３３，１３５，１３８，１３９により構成され、機能ブロック１２０内の任意の回路ブロック内において，モニタリングしたい電流値と等しい電流Ｉｍｏｎｉを生成している。
【００１７】
電圧変換回路１６１は、抵抗１４１により構成され、電流Ｉｍｏｎｉは抵抗１４１により電圧Ｖｍｏｎｉに変換している。
【００１８】
基準電圧生成回路１６２は、ＢＧＲ（バンドギャップレギュレータ）回路１４６およびＰＮＰトランジスタ１４５および抵抗１４７により構成される。ＢＧＲ回路１４６およびＰＮＰトランジスタ１４５により基準電流Ｉｒｅｆを生成し、基準電流Ｉｒｅｆを抵抗１４７により電圧Ｖｒｅｆに変換して基準電圧を生成している。
【００１９】
なお、ＢＧＲ回路１４６は、様々な形式の回路が考えられるが、その回路構成については限定しない。
【００２０】
比較回路（１）１６３は、ＮＰＮトランジスタ１４２，１４３、Ｐｃｈ−ＭＯＳおよびＮｃｈ−ＭＯＳトランジスタ１４８〜１５３により構成される。基準電圧Ｖｒｅｆと電圧Ｖｍｏｎｉの電圧値を比較し、基準電圧Ｖｒｅｆよりも電圧Ｖｍｏｎｉが高ければ，比較回路（１）１６３の出力電圧Ｖａに少なくともＶｃｃ／２よりも高い電圧を出力し、低ければ出力電圧Ｖａに少なくともＶｃｃ／２よりも低い電圧を出力している。
【００２１】
バッファ回路（１）１６４は、インバータ回路１５４と１５５の縦続接続により構成され、比較回路（１）１６３の出力電圧に応じて出力電圧を電源電圧と０Ｖの２値にデジタル化して出力している。
【００２２】
第３の実施形態において、任意の回路ブロック上のある電流値（電圧値）は、ある基準電圧Ｖｒｅｆよりも高いか低いかで、不揮発性メモリ部１１０に１ビットのデータを書き込むが、書き込むデータのビット数は、基準電圧Ｖｒｅｆを複数用意し、参照電圧Ｖｍｏｎｉを各々の基準電圧Ｖｒｅｆと比較することで増やすことができる。
【００２３】
具体的には、図３に示すように、基準電圧生成回路（２）１６５および比較回路（２）１６６およびバッファ回路（２）１６７の回路セットを１つ増やすことにより、不揮発性メモリ部１１０に書き込むデータを１ビット増やすことができる。基準電圧Ｖｒｅｆは、抵抗１４７の抵抗値は一定で、ＢＧＲ回路１４６で生成される電流をカレントミラー回路１６０によりミラーする電流を変えるか、もしくはＢＧＲ回路１４６で生成される電流をカレントミラー回路１６０によりミラーする電流はそのままで、抵抗１４７の抵抗値を可変させる方法により、任意にその電圧値を変えることが可能であり、複数の異なる基準電圧Ｖｒｅｆを用意することが可能である。
【００２４】
通常、不揮発性メモリ部１１０に書き込むデータのビット数は２〜３ビット程度が適しているが用途に応じてビット数を増やすことも減らすことも可能である。
【００２５】
なお、図２に示す回路は、機能ブロック１２０内のある電流値のデータを不揮発性メモリ部１１０に書き込むための回路の一例であり、機能ブロック１２０内のあるデータを不揮発性メモリに書き込むという機能を満たす回路であれば、どのような構成の回路でもよい。
【００２６】
このように第３の実施形態において、機能ブロック１２０内の複数の回路ブロックの任意の電流値は、電流電圧変換回路を用いて電圧値に変換し、任意に設定できる基準電圧Ｖｒｅｆと比較することでデジタル値に変換され、不揮発性のメモリ部１１０に特定データとして書き込むことができる。
【００２７】
さらに、機能ブロック１２０の回路動作を制御するデータが変化する毎に、特定データである電流値データを不揮発性メモリ部１１０に書き込ませることにより、故障発生時には、故障発生の前後の特定データを記憶することにより、故障箇所の特定と故障箇所の軌跡を追うことができる。
【００２８】
ここで電流のモニタは、故障箇所を特定するという目的を満たすため、機能ブロック１２０内の全回路ブロックについて、図２に示すような回路を用いて実施するのが最良である。
【００２９】
（第４の実施形態）
第３の実施形態における応用例として、本発明の第４の実施形態について図２に示す回路を参照して説明する。
【００３０】
図２の回路において、機能ブロック１２０内の複数の回路ブロック内のある電流に、熱電圧Ｖｔ（ｋＴ／ｑ，ｋ：ボルツマン定数，Ｔ：絶対温度，ｑ：電子の電荷量）に依存する電流Ｉｍｏｎｉを選択する。熱電圧Ｖｔは絶対温度Ｔに依存するので、電流Ｉｍｏｎｉは温度に依存する電流となる。Ｉｍｏｎｉは電流電圧変換回路１６１により熱電圧Ｖｔ、すなわち温度に依存電圧Ｖｍｏｎｉに変換される。
【００３１】
それに対して、基準電圧Ｖｒｅｆを、熱電圧Ｖｔすなわち温度に依存しない電圧値に設定すると、集積回路内の温度の変化で、Ｖｍｏｎｉが変化する。Ｖｍｏｎｉが変化すると第３の実施形態にて説明したように、不揮発性メモリ部１１０に書き込まれるデータも変化し、集積回路内の温度変化に対応した電流データを不揮発性メモリ部１１０に書き込むことが可能になる。
【００３２】
このように第４の実施形態では、集積回路１００の温度変化に対する機能ブロック１２０内の任意の回路ブロックの電流の変化を、特定データとして不揮発性メモリ部１１０に書き込むことができる。
【００３３】
さらに、集積回路内の機能ブロック１２０の回路動作を制御するデータが変化する毎に、前記電流値のデータをメモリに書き換えることにより、温度変化に対して経時的に特定データを記憶することが可能である。
【００３４】
（第５の実施形態）
本発明の第５の実施形態について図４に示す回路を参照して説明する。機能ブロック１２０内の任意の回路ブロックについて、モニタしたい箇所の振幅値を検出するために、振幅レベル検出回路１６８を同じ回路ブロック内に別途設けて振幅レベルを電圧値として検出する。振幅レベル検出回路１６８としては様々な構成が考えられるが、本実施形態では構成を特に限定しない。
【００３５】
図２のＮＰＮトランジスタ１４２，１４３、Ｐｃｈ−ＭＯＳおよびＮｃｈ−ＭＯＳトランジスタ１４８〜１５３より構成される比較回路（１）１６３で振幅レベル検出回路１６８の出力電圧値を基準電圧Ｖｒｅｆと比較し、バッファ回路１６４でデジタルデータに変換することにより、集積回路内の任意の回路ブロックについて、モニタしたい箇所の振幅値のデジタルデータを不揮発性メモリ部１１０に書き込むことが可能である。
【００３６】
また、第３の実施形態と同様に、基準電圧Ｖｒｅｆは複数用意することが可能であり、振幅値を複数ビットのデジタルデータとして不揮発性メモリ部に書き込むことが可能である。
【００３７】
このように、第５の実施形態として、集積回路１００内の任意の回路ブロックにおいて、モニタしたい振幅値に対して、振幅レベル検出回路１６８を同一回路ブロックに設け、振幅レベルを電圧値として検出して比較し、デジタルデータにすることで不揮発性のメモリに特定データとして書き込むことが可能である。
【００３８】
さらに、集積回路１００内の機能ブロック１２０の回路動作を制御するデータが変化する毎に、その振幅値のデータをメモリに書き換えることで、故障発生時には、故障発生の前後のデータを記憶することにより、故障箇所の特定と故障箇所の軌跡を追うことができる。
【００３９】
ここで電圧振幅のモニタは、故障箇所を特定するという目的を満たすため、機能ブロック１２０内の全回路ブロックについて、図４に示すような回路を用いて実施するのが最良である。
【００４０】
（第６の実施形態）
第３，４，５の実施形態にて説明した特性データは、第１の実施形態にて説明したように、機能ブロック１２０の回路動作を制御するデータに同期させて不揮発性メモリ部１１０に書き込んでいるが、本発明の第６の実施形態としては、集積回路１００の機能ブロック１２０の回路動作を制御するデータも、特定データとして不揮発性メモリ部１１０に書き込むことが可能であり、これにより集積回路１００の回路動作を制御するデータの経時変化を観察することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明は、所定の機能を実行するための機能ブロック部を備えた集積回路に適用され、特に集積回路の故障箇所を特定し、故障箇所の軌跡を追跡するために有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施形態に係る集積回路の概略構成を示すブロック図
【図２】本発明の実施形態に係る集積回路における機能ブロック内の任意の回路ブロックのある電流値のデータを不揮発性メモリ部に書き込むための回路構成を示す回路図
【図３】本発明の実施形態に係る集積回路における不揮発性メモリにデータを２ビット書き込むための回路構成を示すブロック図
【図４】本発明の実施形態に係る集積回路における機能ブロック内の電圧振幅値の特性データを１ビットのデータとして不揮発性メモリに書き込むための回路構成を示すブロック図
【符号の説明】
【００４３】
１００  集積回路
１１０  不揮発性メモリ部
１２０  機能ブロック
１３０，１３１，１３４，１４０  ＮＰＮトランジスタ
１３２，１３３，１３５，１３８，１３９  抵抗素子
１３６，１３７  ＰＮＰトランジスタ
１４１  抵抗素子
１４５  ＰＮＰトランジスタ
１４６  ＢＧＲ（バンドギャップレギュレータ回路）
１４７  抵抗素子
１４８，１４９，１５０，１５１  Ｐｃｈ−ＭＯＳトランジスタ
１５２，１５３  Ｎｃｈ−ＭＯＳトランジスタ
１５４，１５５  インバータ回路
１６０  カレントミラー回路
１６１  電流電圧変換回路
１６２  基準電圧生成回路（１）
１６３  比較回路（１）
１６４  バッファ回路（１）
１６５  基準電圧生成回路（２）
１６６  比較回路（１）
１６７  バッファ回路（２）
１６８  振幅レベル検出回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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