(57)【要約】【課題】任意の機能を有する回路を搭載した半導体集積回路装置に対して、不必要な動作停止期間をなくすことを目的とする。【解決手段】テストパタン発生部と、テスト結果比較部と、テスト対象に故障するまでの期間を予知する故障予知検査部とを備え、故障予知検査部は、テスト結果比較部からテスト結果の判定情報を入力しカウント動作を制御するカウンタ回路と、カウンタ回路の結果値を格納するカウンタ回路結果格納部と、テストパタン生成部から入力されるカウンタ期待値を格納するカウンタ期待値格納部と、カウンタ回路結果格納部に格納された結果値とカウンタ期待値格納部に格納されたカウンタ期待値とを比較する比較回路と、比較回路での比較結果を判定する比較結果判定部と、を備え、比較結果判定部は、テストで計測したカウント値がカウンタ下限期待値よりも大きいこと、または、テストで計測したカウント値とカウンタ上限期待値よりも小さいことを確認する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
テストパタン発生部と、テスト結果比較部と、テスト対象に故障するまでの期間を予知する故障予知検査部とを備え、
前記故障予知検査部は、前記テスト結果比較部からテスト結果の判定情報を入力しカウント動作を制御するカウンタ回路と、前記カウンタ回路の結果値を格納するカウンタ回路結果格納部と、前記テストパタン生成部から入力されるカウンタ期待値を格納するカウンタ期待値格納部と、前記カウンタ回路結果格納部に格納された結果値と前記カウンタ期待値格納部に格納されたカウンタ期待値とを比較する比較回路と、前記比較回路での比較結果を判定する比較結果判定部と、を備え、
前記比較結果判定部は、テストで計測したカウント値がカウンタ下限期待値よりも大きいこと、または、テストで計測したカウント値とカウンタ上限期待値よりも小さいことを確認する、信頼性確認用回路。
【請求項２】
請求項１に記載の信頼性確認用回路において、カウンタ下限期待値、カウンタ上限期待値との差異から故障時期を予測する信頼性確認用回路。
【請求項３】
請求項１または２に記載の信頼性確認用回路において、
前記カウンタ下限期待値、または、カウンタ上限期待値が任意に設定可能である信頼性確認用回路。
【請求項４】
請求項１に記載の信頼性確認用回路において、
前記比較結果判定部の判定結果からテスト対象が正常動作期間を有しているか否かを判定する、信頼性確認用回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内部回路に任意の機能を有する回路の良否を自己検査するBIST回路に故障予知機能を追加した故障予知BIST(Failure Prediction BIST)を備える半導体集積回路装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車載用途など高信頼性が要求される半導体集積回路装置には、フェールセーフ機能やフォルトトレランス機能を備えているが、これらは半導体集積回路装置が故障してから安全性を確保するための処置を行なう。半導体集積回路装置が故障してから安全性の確保を行なうと、半導体集積回路装置を搭載している制御装置を停止するなどの動作停止期間が必要となり、その期間はシステムとして機能しなくなる。
【０００３】
そこで半導体集積回路装置を定期的にテストと故障予知を実施し、半導体集積回路装置の故障前の段階で半導体集積回路装置を交換するなどの処置を実施することで、故障による制御装置の動作停止期間をなくす。
【０００４】
本発明は半導体集積回路装置の内部に任意の機能を有する回路の良否を自己検査するBIST回路に故障予知検査機能を追加する事で故障予知を実現させる。
【０００５】
図２に従来の任意の機能を有する回路の良否を自己検査するBIST回路の構成の例を示す。図２に示す任意の機能を有する回路の良否を自己検査するBIST回路１は任意の機能を有する回路をテストするためのテストパタン発生部２、テスト結果を格納し任意の機能を有する回路が正常動作しているか故障しているかの判定を行なうテスト結果比較回路３を具備する。
【０００６】
テストパタン発生部２は実際に任意の機能を有する回路をテストするためのテストパタンを発生させるテストパタン発生回路４、システム入力を遮断してテストパタン発生回路４で生成させたテストパタンを任意の機能を有する回路の伝達させるためのセレクタ回路５を具備する。
【０００７】
任意の機能を有する回路の良否を自己検査するBIST回路を用いたテスト方法は、テストパタン発生回路４で生成したテストパタンをセレクタ回路５を経由して任意の機能を有する回路に送り、任意の機能を有する回路をテストする。
【０００８】
テスト結果は、任意の機能を有する回路からテスト結果比較回路３に送られ、テストパタン発生回路４で生成した期待値と比較する。その比較結果を用いて任意の機能を有する回路が正常動作しているか故障しているかを判断する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、図２の従来の任意の機能を有する回路の良否を自己検査するBIST回路は、任意の機能を有する回路が正常動作しているか故障しているかしか判断できないため、任意の機能を有する回路を搭載している半導体集積回路装置が故障してから、その半導体集積回路装置を搭載している制御装置を停止し半導体集積回路装置を交換することになる。このため、半導体集積回路装置を搭載している制御装置を停止するなどの動作停止期間が必要となり、その期間は半導体集積回路装置を搭載している制御装置がシステムとして機能しなくなるという課題がある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前述の課題を解決するため、本発明では任意の機能を有する回路の良否を自己検査するBIST回路に故障予知検査機能を追加する
故障予知検査機能は、カウンタ回路を用いた回路で構成し、BIST回路で実施した任意の機能を有する回路のテストに要した時間を計測し、その計測結果とカウンタの期待値と比較し、カウンタ期待値との差異を調査する事で、任意の機能を有する回路の正常動作期間を把握する事が可能になる。
【発明の効果】
【００１１】
任意の機能を有する回路を搭載している半導体集積回路装置が自分自身で近い将来に故障する可能性がある事を発信する事により、この半導体集積回路装置を搭載した制御装置は運用計画の上で、故障する前に半導体集積回路装置の交換を実施する事が可能になる。
【００１２】
これは任意の機能を有する回路を搭載している半導体集積回路装置を搭載した制御装置の信頼性を向上させるとともに、制御装置の誤動作や暴走を防止する事につながり機能安全性の向上を図ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１の実施形態を示したテスト結果比較回路の構成図である。
【図２】従来の基本構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、実施例について図面を用いて説明する。
【実施例１】
【００１５】
上記課題を解決するための手段として、本発明の一例を以下に示す。
【００１６】
図１は本発明における任意の機能を有する回路の良否を自己検査するBIST回路に故障予知検査機能を追加した回路の基本構成である。図２に示したテストパタン発生部２は本発明においても同じ回路を使用するので省略する。
【００１７】
図１のテスト結果比較回路１は従来のBIST回路にも搭載されているテスト結果を格納し任意の機能を有する回路が正常動作しているか故障しているかの判定を行なうテスト結果比較部２、任意の機能を有する回路の正常動作期間を算出し故障するまでの期間を予知する故障予知検査部３を具備する。
【００１８】
故障予知検査部３はテスト結果比較部２からテスト結果の判定情報を入力しカウント動作を制御するカウンタ回路４、カウンタ回路４の結果を格納するＦＦ群５、テストパタン生成部から入力されるカウンタ下限期待値とカウンタ上限期待値を格納するＦＦ群６、ＦＦ群５とＦＦ群６に格納された値を比較する比較回路７、任意の機能を有する回路の下限期待値と上限期待値との比較結果を判定するＦＦ８と具備する。
【００１９】
従来のBIST回路の動作から、任意の機能を有する回路が出力する信号からその回路が正常動作しているか故障しているかの判断を行なう。同時に故障予知検査部３に搭載されているカウンタ回路４はカウント動作を行なっており、テスト結果比較部２からの判定結果が異状なしと判断した時にカウンタ回路４はカウント動作を停止する。このときのカウンタ回路４のカウント値をＦＦ群５に格納する。
【００２０】
テストパタン生成部から入力されるカウンタ下限期待値とカウンタ上限期待値は任意の機能を有する回路をテストしている間にＦＦ群６に格納される。
【００２１】
ＦＦ群５に格納されているカウント値とＦＦ群６に格納されているカウンタ下限期待値とカウンタ上限期待値を比較回路７に転送し比較処理を行なう。まずＦＦ群５からのカウント値とＦＦ群６からのカウンタ下限期待値を比較し、ＦＦ群５からのカウント値がＦＦ群６からのカウンタ下限期待値よりも大きい事を確認する。比較結果が大きいならば異常なしと判断し、比較結果が小さいならば半導体集積回路装置は故障していると判断する。次にＦＦ群５からのカウント値がＦＦ群６からのカウンタ上限期待値よりも小さい事を確認する。比較結果が小さいならば異常なしと判断し、比較結果が大きいならば半導体集積回路装置は故障していると判断する。これらの判断結果から任意の機能を有する回路が正常動作期間を有しているか有していないかを判定しその結果をＦＦ８に格納する。
【００２２】
最後にＦＦ群５、ＦＦ群６、およびＦＦ８を半導体集積回路装置から読み出し、ＦＦ８の読み出し結果から正常動作期間が存在する事を確認し、ＦＦ群５の読み出し結果とＦＦ群６の読み出し結果の差異度合を算出し、任意の機能を有する回路の正常動作期間を算出する。ＦＦ群５から読みだしたカウント値がＦＦ群６から読みだしたカウンタ下限期待値に近いならば、任意の機能を有する回路は十分な正常動作期間を有しているので半導体集積回路装置の交換は必要ない。逆にＦＦ群５から読みだしたカウント値がＦＦ群６から読みだしたカウンタ上限期待値に近いならば、正常動作期間は短いので半導体集積回路装置の交換時期が近いと判断する。本テストと故障予知はシステムの定期点検時でも起動時でも実施可能である。
【００２３】
なお本発明は、上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換える事が可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について他の構成の追加・削除・置換をする事が可能である。
【００２４】
また、制御線や信号線は説明上必要と考えられるものを示しており、必ずしも全ての制御線や信号線を示しているとは限らない。
【符号の説明】
【００２５】
１    テスト結果比較回路
２    テスト結果比較部
３    故障予知検査部３
４    カウント制御付カウンタ回路４
５    カウンタ回路４の結果を格納するＦＦ群
６    カウンタ下限期待値とカウンタ上限期待値を格納するＦＦ群
７    ＦＦ群５とＦＦ群６に格納された値を比較する比較回路
８    回路の正常動作期間が存在するか存在しないかを判定するＦＦ
【図１】
2018013434.tif 000003
【図２】
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