(57)【要約】  集積回路（１）は、その集積回路（１）の測定パラメータに応じてモニタデータを生成するよう動作可能なモニタ（Ｍ１、Ｍ３、Ｍ３）と、モニタ（Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３）からモニタデータを受信するように接続したセルフテストコントローラ（２８）と、を具えている。セルフテストコントローラ（２８）はまた、集積回路からセルフテストデータを出力するように動作可能である。モニタ（Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３）は、出力シフトレジスタ（ＳＲ１、ＳＲ２、ＳＲ３）を具え、これらシフトレジスタ（ＳＲ１、ＳＲ２、ＳＲ３）を経てモニタデータを出力するように動作可能である。このようなシステムにより、集積回路のシステムセルフテストの結果を簡単に通信することが可能になる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
−  集積回路の測定パラメータに応じて、モニタデータを生成すべく動作可能なモニタと、
−  前記モニタからモニタデータを受信すべく接続され、かつ前記集積回路からセルフテストデータを出力すべく動作可能なセルフテストコントローラと、を具えている集積回路において、
前記モニタは、出力シフトレジスタを具え、かつ前記シフトレジスタを経てモニタデータを出力すべく動作可能であることを特徴とする集積回路。
【請求項２】
出力シフトレジスタを含む少なくとも１つの更なるモニタを具え、前記それぞれのモニタの出力シフトレジスタは、一方のシフトレジスタから他方のシフトレジスタへデータを転送するように直列に接続した、請求項１に記載の集積回路。
【請求項３】
対応する出力シフトレジスタを有する少なくとも１つの追加のモニタを具え、前記それぞれのモニタのシフトレジスタと前記セルフテストコントローラは互いに直列に接続してシフトレジスタのループを形成し、各シフトレジスタは、ループの最後のもの以外は前記ループ内の次のシフトレジスタに接続し、前記セルフテストコントローラは、ループの最初と最後のシフトレジスタの間に直列に接続した、請求項１に記載の集積回路。
【請求項４】
少なくとも１つのモニタは、前記集積回路の測定パラメータを表す測定値を、前記出力シフトレジスタを経て前記セルフテストコントローラまで転送するために、アナログ信号からデジタル信号に変換すべく動作可能な逐次比較型アナログ−デジタル変換器を具えている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の集積回路。
【請求項５】
−  第１のモニタを用いて集積回路のパラメータをモニタしてモニタ出力データを生成するステップと、
−  前記モニタ出力データをセルフテストコントローラに供給するステップと、
−  前記モニタ出力データに応じてセルフテスト出力データを供給するステップと、
を含む、集積回路の信号品位セルフテストを行う方法において、
前記モニタ出力データを供給するステップは、
−  前記第１のモニタに関連する第１のシフトレジスタに前記モニタ出力データをロードするステップと、
−  このようなモニタ出力データを前記第１のシフトレジスタを経てクロックするステップと、
−  前記モニタ出力データを前記第１のシフトレジスタから出力するステップと、を含むことを特徴とする、
集積回路の信号品位セルフテスト方法。
【請求項６】
前記モニタ出力データを供給するステップは、
−  前記第１のシフトレジスタからのモニタ出力データを、第２のモニタに関連する第２のシフトレジスタに転送するステップと、
−  前記モニタ出力データを前記第２のシフトレジスタを経てクロックするステップと、
−  前記モニタ出力データを前記第２のシフトレジスタから出力するステップと、
をさらに含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記モニタ出力データを供給するステップは、
−  前記モニタ出力データを、直列の連続したシフトレジスタ間でデータを転送するために、前記第１のシフトレジスタから、直列に接続した複数の更なるシフトレジスタのうち第１の更なるシフトレジスタに転送するステップと、
−  前記モニタ出力データを前記複数の更なるシフトレジスタを経てクロックするステップと、
−  前記モニタ出力データを、連続するシフトレジスタの最後のシフトレジスタから出力するステップと、
をさらに含む、請求項５に記載の方法。
【請求項８】
前記モニタ出力が、アナログ−デジタル逐次比較型変換技法を用いて生成されるようにする、請求項５〜７のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、集積回路（ＩＣ）のアーキテクチャ、特に、信号品位のセルフテスト（ＳＩＳＴ）アーキテクチャに関する。
【背景技術】
【０００２】
製造技術の進歩により、単一の半導体集積回路上に、大型かつ高密度の回路を位置付けることが可能になった。これは、特に、回路を、例えばランダムアクセスメモリのように、規則的なまたはセル構造として実現する場合に当てはまる。高密度デバイスに関連する主要な課題は、そのテスト法にある。高い信頼性を維持するために、デバイスのテスト処置は、集積回路に生じ得る欠陥部に良好に対処することが求められる。
【０００３】
集積回路をテストする１つの技術に、いわゆるＳＩＳＴアーキテクチャ（信号品位セルフテストアーキテクチャ：signal integrity self-test architecture）がある。ＳＩＳＴアーキテクチャの目的は、集積回路の電気的な動作を特徴付ける重要なパラメータを、リアルタイムにモニタできるようにすることにある。例えば、複数のモニタを設けて、クロストーク、電源ノイズ、基板ノイズ、温度、スイッチング動作、クロックのデューティサイクルなどを検出することができる。ＳＩＳＴアーキテクチャは、使用前のテスト兼デバッグ処理の期間中に、および（オンラインでの）使用中にもテストを行うことができるという利点を有している。
【０００４】
図１は、前述の信号品位セルフテスト（ＳＩＳＴ）アーキテクチャを含む集積回路を説明するブロック図である。集積回路１は、多数の機能コアまたはモジュール２を具えている。これらのモジュールは、アナログ、デジタルまたはメモリの機能を実行することができる。簡略化のため、全てのコアを同じサイズにしてある。このような技術は、同じサイズのコアを有する集積回路に限定されないことに留意すべきである。さらに、異なる機能コア間で通信制御を行う通常の相互接続およびバスは、明瞭化のため、図から省略してある。
【０００５】
集積回路１は、モニタ選択バス６を使用する多くのモニタ（図１には図示せず）と通信するモニタ制御ブロック４を有している。参照兼比較回路８は、モニタからの受信信号に応じて、セルフテスト信号を出力端１０から出力する。モニタは、バスストラクチャ（バス構造体）１２を経てモニタ出力信号を供給する。モニタは、標準的なセルとして設計するようにして、これらを各標準的なセルのブロック内の任意の場所に位置付けることができるようにする。
【０００６】
図２は、図１の集積回路における、機能コア２を示している。コア２は、デコーダ１４およびバスストラクチャ１２に接続している複数のモニタ１６を有している。図２において、コアの機能に関連する機能ブロックは、明瞭化のため省略してある。図２は、４つのモニタ１６を有する模範的なコアを示している。コアは、測定すべきパラメータに応じて、任意数のモニタを具えることができることに留意すべきである。上述したように、クロストーク、電源ノイズ、基板ノイズ、温度、スイッチング動作、クロックのデューティサイクルなどの種々の現象をモニタするには、異なるセンサを用いる。
【０００７】
ＳＩＳＴアーキテクチャ（図１）は、モニタ制御ブロック４によって制御されるモニタ選択バス６を用いて、コア内の各個別のモニタにアクセスすることができる。モニタ制御ブロック４は、特定のコアにおける所定のモニタを選択することができる特定のコードを含むメモリを有している。選択されたモニタの出力は、通常は、ＤＣ値または差分信号に変換され、それからバスストラクチャ１２へ供給される。このバスストラクチャ１２は、集積回路のボンドパッド１０に直接接続することも、または、図示のように、参照兼比較回路８に接続することもできる。ある特定な例では、参照兼比較回路８は、モニタからの出力信号が所定の許容範囲内にあるか否かを判定するように動作する。参照兼比較回路８は、各種のモニタに対する参照値を含むことができる。
【０００８】
モニタ制御ブロック４は、集積回路に位置付けることができるが、例えばソフトウェアプログラムまたは解析ツールのような、外部コントローラとすることもできる。いずれの場合も、全てのモニタ１６とモニタ制御ブロック４との間で通信する手段を設ける必要がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
このような前述のＳＩＳＴアーキテクチャは、ＳＩＳＴモニタとコントローラとの間のインタフェースが複雑になるという欠点を有する。したがって、ＳＩＳＴアーキテクチャのための単純化したインタフェース技術を提供することが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一態様では、集積回路の測定パラメータに応じてモニタデータを生成するように動作可能なモニタと、モニタからモニタデータを受信するように接続し、集積回路からセルフテストデータを出力するように動作可能なセルフテストコントローラと、を具え、前記モニタは、出力シフトレジスタを有し、かつ該シフトレジスタを経てモニタデータを出力するように動作可能であることを特徴とする集積回路を提供する。
【００１１】
本発明の他の態様では、第１のモニタを用いてモニタ出力データを生成することで集積回路のパラメータをモニタするステップと、前記モニタ出力データをセルフテストコントローラに供給するステップと、前記モニタ出力データに応じてセルフテスト出力データを供給するステップと、を有し、集積回路の信号品位をセルフテストする方法において、前記モニタ出力データを供給するステップは、前記第１のモニタに関連する第１のシフトレジスタに前記モニタ出力データをロードするステップと、第１のシフトレジスタを経てこのようなモニタデータをクロックするステップと、第１のシフトレジスタから前記モニタデータを出力するステップと、を有することを特徴とする、信号品位セルフテスト実施方法を提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の実施例は、集積回路上のモニタとの通信を単純化して、集積回路上のモニタが占める領域を節約することに関する。
【００１３】
本発明の実施例においては、モニタとの通信を行う手段は、図３に示すように、シフトレジスタとして実装する。図３において、集積回路１は、３つの機能ブロック２２、２４および２６を有している。これらのブロックの各々は、集積回路の動作に適した機能を実行する。なお、集積回路には、任意のサイズで、集積回路１の任意の機能を実行する任意の数の機能ブロックを設けることができる。
【００１４】
集積回路１には、インタフェース３０を自ら有しているＳＩＳＴコントローラ２８を設ける。ＳＩＳＴコントローラ２８は、集積回路１の信号品位セルフテストの機能を制御し、かつＳＩＳＴの結果を、インタフェース３０を用いて集積回路から出力するように動作する。
【００１５】
機能ブロック２２、２４、２６の各々には、少なくとも１つのモニタＭ１、Ｍ２、Ｍ３を設ける。なお、本発明では、モニタの数は制限されず、その（それらの）モニタは、任意の適切な出力測定値を供給することができる。
【００１６】
モニタＭ１、Ｍ２、Ｍ３の各々には、ＳＩＳＴコントローラ２８に出力を供給するモニタインタフェース（ＳＲ１、ＳＲ２、ＳＲ３）を設ける。本発明の実施例では、これらのモニタインタフェースを、シフトレジスタＳＲ１、ＳＲ２、ＳＲ３として用立てる。シフトレジスタＳＲ１、ＳＲ２、ＳＲ３およびＳＩＳＴコントローラ２８は、互いに直列に結合して、シフトレジスタループ３２を形成している。各シフトレジスタＳＲ１、ＳＲ２、ＳＲ３は、慣例の方法で動作し、どちらの端部からでもデータ入力を受信することができる。すなわち、データはシフトレジスタの一端に供給され、その後、データは、クロックサイクルにより、関連するシフトレジスタから出力されるまで、そのシフトレジスタを経て移動する。データは、ＳＩＳＴコントローラ２８の制御のもとで、シフトレジスタループ３２の周りをいずれかの方向に転送することができる。
【００１７】
モニタＭ１、Ｍ２、Ｍ３によって出力される測定値は、シフトレジスタループ３２を経てＳＩＳＴコントローラ２８に転送するために、それぞれのシフトレジスタＳＲ１、ＳＲ２、ＳＲ３に供給する。シフトレジスタＳＲ１、ＳＲ２、ＳＲ３のこのようなループ３２を用いることで、通信回線の数を従来の技術に比べて低減することができる。実際上、本発明の実施例で使用するシフトレジスタのループによって、モニタ出力用に単一の通信回線を使用することができる。ＳＩＳＴコントローラ２８は、シフトレジスタを経るデータの転送を制御し、最終的にはインタフェース３０からの出力を制御する。ＳＩＳＴコントローラ２８は、関連するシフトレジスタにおけるある位置からの測定データを次の位置に、または次のシフトレジスタに、またはコントローラ２８へとクロックする。ループ３２を巡るデータのクロッキングを同期させることで、データの衝突を回避することによって、シフトレジスタの位置を最大限に利用することができる。
【００１８】
このような技術では、モニタから出力されるデータを、ループ３２を巡って、１つ以上のシフトレジスタを経て、処理のためＳＩＳＴコントローラ２８に達するまで転送する。
【００１９】
図４は、本発明の１つの態様を具体化する方法のステップを説明するフローチャートである。ステップＡでは、モニタは、集積回路の関連するパラメータをモニタして、モニタデータを生成するように動作する。ステップＢでは、モニタデータを、関連するモニタのシフトレジスタにロードし、ステップＣでは、そのデータを、第１のシフトレジスタを経てクロックする。ステップＤは、その後必要に応じてクロックデータを別のシフトレジスタを経てクロックして、ステップＥでデータをコントローラに転送することができるようにすることを説明している。なお、集積回路の各モニタは、パラメータをモニタし、空きのシフトレジスタのスロットが利用できる時はいつでも、それ自身のシフトレジスタにロードすることができる。さらに、モニタは複数のモニタ出力を生成することができ、これらのモニタ出力を、シフトレジスタループ３２を巡って直列にクロックすることができる。また、ループの最後のシフトレジスタに対するデータは、そのシフトレジスタを経てクロックして、コントローラに直接転送するようにして、更なるシフトレジスタを経てクロックする必要はない。実際上、ループの最後のモニタに対しては、ステップＤを省略する。
【００２０】
この通信技術の主要な効果は、この通信技術がフレキシブルであるということにある（モニタの実装および制御にも種々の形態が可能である）。双方向かつ単一の回線を使用することにより小領域かつ低コストが実現でき、集積回路の走査テスト入力／出力パッドを使用するのに僅かな変更しか必要としないため、これらのモニタの制御に既存の知識を再利用することができる。
【００２１】
本発明の模範的な実施例では、モニタ１６は、以下のフォーマットの１つにて値を出力するようにする。
【００２２】
モニタは、例えば８ビットワードのようなデジタルフォーマットで必要な値を決め、それをモニタ制御ブロック４に送信する。このようなモニタは、測定値を必要な出力フォーマットに変換するのに、アナログ−デジタル変換を使用する。
【００２３】
モニタは判定要素として機能し、すなわち、特性を示す値を、モニタ制御ブロックにより供給される設定値と比較する。その比較の結果はデジタル形式で出力する。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】集積回路のＳＩＳＴアーキテクチャを示すブロック図である。
【図２】図１のアーキテクチャの機能コアを示すブロック図である。
【図３】本発明の態様の一実施例を示すブロック図である。
【図４】本発明の他の態様を実施する方法を示すフローチャートである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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