(57)【要約】【課題】ユーザ側でテストモードを用意し、電源投入後は自動的にＬＳＩが実動作レベルの負荷で動作して自己診断を行い、その結果を出力することができる半導体自己診断装置を提供する。【解決手段】データパターン発生手段１と、ＤＭＡ転送手段３，４と、ＤＭＡ転送データのサム値計算手段１４と、ＤＭＡ転送データのサム値と期待サム値を比較する比較手段１５とを備え、ＤＭＡ転送手段４はサム値と期待サム値に不一致があったときは不一致信号を出力するようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
データパターン発生手段と、ＤＭＡ転送手段と、ＤＭＡ転送データのサム値を計算するサム値計算手段と、前記ＤＭＡ転送データのサム値と期待サム値を比較する比較手段とを備え、前記ＤＭＡ転送手段は、前記サム値と前記期待サム値に不一致があったときは、不一致信号を出力することを特徴とする半導体自己診断装置。
【請求項２】
データパターン発生手段と、ＤＭＡ転送手段と、ＤＭＡ転送データのサム値と期待サム値を比較する比較手段と、ＤＭＡ転送回数をカウントするカウント手段と、比較結果を保持する保持手段とを備え、前記ＤＭＡ転送手段は、前記比較手段の比較結果を保持するパラメータを不一致時のアドレスとデータとＤＭＡ転送回数とし、前記サム値と前記期待サム値に不一致があったときは、不一致信号を出力することを特徴とする半導体自己診断装置。
【請求項３】
クロック周波数を可変に発生させるクロック周波数可変手段と、データパターン発生手段と、ＤＭＡ転送手段と、ＤＭＡ転送データのサム値を計算するサム値計算手段と、ＤＭＡ転送データのサム値と期待サム値を比較する比較手段とを備え、前記ＤＭＡ転送手段は、段階的にクロック周波数を可変して、前記サム値と前記期待サム値に不一致があったときは、不一致信号を外に出力することを特徴とする半導体自己診断装置。
【請求項４】
クロック周波数を可変に発生させるクロック周波数可変手段と、データパターン発生手段と、ＤＭＡ転送手段と、ＤＭＡ転送データのサム値と期待サム値を比較する比較手段と、ＤＭＡ転送回数をカウントするカウント手段と、比較結果を保持する保持手段とを備え、前記ＤＭＡ転送手段は前記比較手段の比較結果を保持するパラメータを、不一致時のアドレスとデータとＤＭＡ転送回数とし、段階的にクロック周波数を可変して、前記サム値と前記期待サム値に不一致があったときは不一致信号を外に出力することを特徴とする半導体自己診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体自己診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＬＳＩの品質評価方法についてはさまざまな提案、実施がなされてきている。特にＬＳＩベンダでの代表的な出荷検査として、以下のものがある。
スキャンパス手法：論理回路中の順序回路を、テストモード用のパス（スキャンパス）を通して制御し、一つのシフト・レジスタとして動作させる方法である。具体的には、内部（コア・ロジック）のすべてのフリップフロップ（レジスタ）のデータ線にマルチプレクサを追加する（フルスキャンの場合）。
これをスキャン・フリップフロップと呼ぶ。スキャン・フリップフロップを数珠つなぎに接続して，巨大なシフト・レジスタを構成する．このシフト・レジスタ（スキャンパス）を利用して、コア・ロジックのフリップフロップに対して、直接，値を書き込んだり、値を読み出したりする。
【０００３】
ユーザテストパターン手法：ユーザがＬＳＩへ入力する信号パターンを予め作成し、ＬＳＩの出荷検査時にこれをＬＳＩへ与えて、出力結果を確認する。
このほかにもあるが、これらは基本的に製品の故障検出のために行われている。ところで、ユーザの実使用、もしくはそれに近い状態で動作するかどうかの検査は、ＬＳＩベンダの出荷検査よりは、その設計時点で行われることが多い。ここではタイミングマージンを持たせた設計・シミュレーションで未然にトラブルを防ぐ手法がとられている。高い周波数、複雑なテストパターンをＬＳＩへ入力し、テスタ上で確認するのが困難だからである。
【０００４】
なお、先行文献としては、特許文献１に、複数のアドレス入力信号、複数のデータ入力信号、リードコマンド入力信号、ライトコマンド入力信号、複数のレジスタを有する半導体集積回路のテストに必要な入力信号を自ら生成し、自己テストを行う自己診断機能付き半導体集積回路が開示されている。
【特許文献１】特開平１１−１６１５１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、近年、製造プロセスがより微細化してくると、ＬＳＩベンダの出荷テストは合格したにもかかわらず、ユーザがボードへ実装して動作させてみると、不具合が発生するケースが増えてきている。従来通り、設計時点でタイミングマージンを持たせた設計・シミュレーションで未然にトラブルを防ぐ手法が限界にきている。
トラブルの原因は、例えばシリコン上での不均一性や熱、電圧降下などによるタイミング違反や、電源雑音、クロストークなどである。結局のところ、全ての要因を予め数値化して設計・シミュレーションに盛り込むのが難しくなってきているので、これに期待しつつもやはりＬＳＩができ上がってから実動作、またはそれに近い状態でテストを行う必要があり、最後はこのテストで合否判定する必要がある。
【０００６】
本発明は、ユーザ側でテストモードを用意し、電源投入後は自動的にＬＳＩが実動作レベルの負荷で動作して自己診断を行い、その結果を出力することができる半導体自己診断装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、データパターン発生手段と、ＤＭＡ転送手段と、ＤＭＡ転送データのサム値を計算するサム値計算手段と、前記ＤＭＡ転送データのサム値と期待サム値を比較する比較手段とを備え、前記ＤＭＡ転送手段は、前記サム値と前記期待サム値に不一致があったときは、不一致信号を出力する半導体自己診断装置を特徴とする。
請求項２記載の発明は、データパターン発生手段と、ＤＭＡ転送手段と、ＤＭＡ転送データのサム値と期待サム値を比較する比較手段と、ＤＭＡ転送回数をカウントするカウント手段と、比較結果を保持する保持手段とを備え、前記ＤＭＡ転送手段は、前記比較手段の比較結果を保持するパラメータを不一致時のアドレスとデータとＤＭＡ転送回数とし、前記サム値と前記期待サム値に不一致があったときは、不一致信号を出力する半導体自己診断装置を特徴とする。
【０００８】
請求項３記載の発明は、クロック周波数を可変に発生させるクロック周波数可変手段と、データパターン発生手段と、ＤＭＡ転送手段と、ＤＭＡ転送データのサム値を計算するサム値計算手段と、ＤＭＡ転送データのサム値と期待サム値を比較する比較手段とを備え、前記ＤＭＡ転送手段は、段階的にクロック周波数を可変して、前記サム値と前記期待サム値に不一致があったときは、不一致信号を外に出力する半導体自己診断装置を特徴とする。
請求項４記載の発明は、クロック周波数を可変に発生させるクロック周波数可変手段と、データパターン発生手段と、ＤＭＡ転送手段と、ＤＭＡ転送データのサム値と期待サム値を比較する比較手段と、ＤＭＡ転送回数をカウントするカウント手段と、比較結果を保持する保持手段とを備え、前記ＤＭＡ転送手段は前記比較手段の比較結果を保持するパラメータを、不一致時のアドレスとデータとＤＭＡ転送回数とし、段階的にクロック周波数を可変して、前記サム値と前記期待サム値に不一致があったときは不一致信号を外に出力する半導体自己診断装置を特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の半導体自己診断装置によれば、ＤＭＡ転送手段は、サム値と期待サム値に不一致があったときに不一致信号を出力するので、ユーザ側でテストモードを用意し、電源投入後は自動的にＬＳＩが実動作レベルの負荷で動作して自己診断を行い、その結果を出力することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態を図面に従って説明する。
図１は本発明の第１の実施形態に係る半導体自己診断装置の構成図である。データ発生パターンであるＲＯＭ１はＤＭＡ転送元データを格納する。機能処理ブロック２はＬＳＩの各機能処理を行う。ＤＭＡ転送手段であるＤＭＡコントローラ（入力）３はアービタ５からのデータを機能処理ブロック２へ流す。
同じくＤＭＡ転送手段であるＤＭＡコントローラ（出力）４は機能処理ブロック２からのデータをアービタ５へ流す。アービタ５はＤＭＡコントローラ３、４のリクエストを調停して、メモリ６とアクセスを可能にする。メモリ（ＲＡＭ）６はＤＭＡ処理のデータを扱う。
【００１１】
次に動作の流れを説明する。まず、例えば端子等で本テストモードであることを設定する。１本入力端子を用意して‘Ｈ’ならテストモードとしておけばよい。
次に電源を投入する。回路はテストモードであることを認識して、自動的に下記のフローで動作する。
（１）ＤＭＡコントローラ（出力）４を設定してＲＯＭ１からデータをメモリ６へ転送する。
（２）ＤＭＡコントローラ３、４を設定してメモリ６からＤＭＡ転送を開始する。
基本的には（２）のＤＭＡ転送が終了したら、再度ＤＭＡコントローラ３、４を設定してＤＭＡを再起動させる。これをループさせればよい。このＤＭＡ転送中にＤＭＡコントローラ（出力）４で流れるデータを監視する。
【００１２】
図２は図１に示すＤＭＡコントローラの構成図である。
インターフェース回路部１１は機能処理ブロック２とのインターフェースを司る。バッファ１２は機能処理ブロック２から来るデータを一時的に格納する。
インターフェース回路部１３はアービタ５とのとのインターフェースを司る。
サム値計算手段である加算器１４はバッファ１２内のデータの各ビットを加算するサム値計算用のものである。
比較手段である比較器１５は加算器４で加算されたサム値と予め用意してあるサム値との比較を行うものである。
【００１３】
次に動作の流れを説明する。バッファ１２にデータが溜まると、加算器１４がそのデータから各ビットを加算する。ＤＭＡ転送が所定量終了すると加算器１４で加算されたサム値を比較器１５へ送り、予め用意してあるサム値との比較を行う。ここでもしサム値比較の結果不一致であれば、比較器１５から不一致信号を出力すればよい。以上、電源がオフされるまで、本動作を続ければよい。
【００１４】
図３は本発明の第２の実施形態に係る半導体自己診断装置の構成図である。ＲＯＭ１はＤＭＡ転送元データを格納する。機能処理ブロック２はＬＳＩの各機能処理を行う。ＤＭＡコントローラ（入力）３はアービタ５からのデータを機能処理ブロック２へ流す。
ＤＭＡコントローラ（出力）４は機能処理ブロック２からのデータをアービタ５へ流す。アービタ５はＤＭＡコントローラ３、４のリクエストを調停して、メモリ６とアクセスを可能にする。メモリ（ＲＡＭ）６はＤＭＡ処理のデータを扱う。
比較器７はＤＭＡ転送データと期待値の比較を行う。ＤＭＡコントローラ（入力）８はＤＭＡコントローラ（入力）３の機能の他にＤＭＡ転送回数をカウントする機能を持つ。
【００１５】
次に動作の流れを説明する。まず、例えば端子等で本テストモードであることを設定する。１本入力端子を用意して‘Ｈ’ならテストモードとしておけばよい。次に電源を投入する。回路はテストモードであることを認識して、自動的に下記のフローで動作する。
（１）ＤＭＡコントローラ（出力）４を設定してＲＯＭ１からデータをメモリ６へ転送する。
（２）ＤＭＡコントローラ３、４を設定してメモリ６からＤＭＡ転送を開始する。
（３）ＤＭＡコントローラ（入力）８を設定してメモリ６から期待値データとＤＭＡデータの比較を行うためにＤＭＡ転送を開始する。
基本的には（３）のＤＭＡ転送が終了したら、再度ＤＭＡコントローラ３、４、８を設定してＤＭＡを再起動させる。これをループさせればよい。
【００１６】
ところで、この動作中に比較器７はメモリ６から期待値データとＤＭＡデータの比較を行う。ここで不一致を検出すると、不一致時のアドレス（期待値とＤＭＡ結果）とデータ（期待値とＤＭＡ結果）、並びにＤＭＡコントローラ（入力）８からＤＭＡ回数を取得して、これらをメモリ６へ書き込む。あるいは比較器７に保持する。以上、電源がオフされるまで、本動作を続ければよい。
【００１７】
図４は本発明の第３の実施形態に係る半導体自己診断装置の構成図である。ＲＯＭ１はＤＭＡ転送元データを格納する。機能処理ブロック２はＬＳＩの各機能処理を行う。ＤＭＡコントローラ（入力）３はアービタ５からのデータを機能処理ブロック２へ流す。
ＤＭＡコントローラ（出力）４は機能処理ブロック２からのデータをアービタ５へ流す。アービタ５はＤＭＡコントローラ３、４のリクエストを調停して、メモリ６とアクセスを可能にする。メモリ（ＲＡＭ）６はＤＭＡ処理のデータを扱う。クロック周波数可変ブロック９はクロック周波数を可変に発生させる。
【００１８】
次に動作の流れを説明する。まず、例えば端子等で本テストモードであることを設定する。１本入力端子を用意して‘Ｈ’ならテストモードとしておけばよい。
次に電源を投入する。回路はテストモードであることを認識して、自動的に下記のフローで動作する。
（１）ＤＭＡコントローラ（出力）４を設定してＲＯＭ１からデータをメモリ６へ転送する。
（２）ＤＭＡコントローラ３、４を設定してメモリ６からＤＭＡ転送を開始する。
基本的にはＤＭＡ転送が終了したら、再度ＤＭＡコントローラ３、４を設定してＤＭＡを再起動させる。これをループさせればよい。図２と同様に、このＤＭＡ転送中にＤＭＡコントローラ（出力）４で流れるデータを監視する。
【００１９】
クロック周波数可変ブロック９について説明する。まず実動作予定の周波数で（１）（２）の動作をある程度ループさせる。その後、速度を落として（１）（２）の動作をある程度ループさせる。このように段階的にクロックを落としていき、ＤＭＡデータと期待値の比較を行い、その傾向を見る。ある程度まで落とした時点で動作を停止してもよいし、実動作予定の周波数まで上げて繰り返してもよい。以上、電源がオフされるまで、本動作を続ければよい。
【００２０】
図５は本発明の第４の実施形態に係る半導体自己診断装置の構成図である。ＲＯＭ１はＤＭＡ転送元データを格納する。機能処理ブロック２はＬＳＩの各機能処理を行う。ＤＭＡコントローラ（入力）３はアービタ５からのデータを機能処理ブロック２へ流す。
ＤＭＡコントローラ（出力）４は機能処理ブロック２からのデータをアービタ５へ流す。アービタ５はＤＭＡコントローラ３、４のリクエストを調停して、メモリ６とアクセスを可能にする。メモリ（ＲＡＭ）６はＤＭＡ処理のデータを扱う。
比較器７はＤＭＡ転送データと期待値の比較を行う。ＤＭＡコントローラ（入力）８はＤＭＡコントローラ（入力）３の機能の他にＤＭＡ転送回数をカウントする機能を持つ。クロック周波数可変ブロック９はクロック周波数を可変に発生させる。
【００２１】
次に動作の流れを説明する。まず、例えば端子等で本テストモードであることを設定する。１本入力端子を用意して‘Ｈ’ならテストモードとしておけばよい。
次に電源を投入する。回路はテストモードであることを認識して、自動的に下記のフローで動作する。
（１）ＤＭＡコントローラ（出力）４を設定してＲＯＭ１からデータをメモリ６へ転送する。
（２）ＤＭＡコントローラ３、４を設定してメモリ６からＤＭＡ転送を開始する。
（３）ＤＭＡコントローラ（入力）８を設定してメモリから期待値データとＤＭＡデータの比較を行うためにＤＭＡ転送を開始する。
基本的には（３）のＤＭＡ転送が終了したら、再度ＤＭＡコントローラ３、４、８を設定してＤＭＡを再起動させる。これをループさせればよい。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る半導体自己診断装置の構成図。
【図２】図１に示すＤＭＡコントローラの構成図。
【図３】本発明の第２の実施形態に係る半導体自己診断装置の構成図。
【図４】本発明の第３の実施形態に係る半導体自己診断装置の構成図。
【図５】本発明の第４の実施形態に係る半導体自己診断装置の構成図。
【符号の説明】
【００２３】
１  ＲＯＭ、２  機能処理ブロック、３  ＤＭＡコントローラ（入力）、４  ＤＭＡコントローラ（出力）、５  アービタ、１４  加算器、１５  比較器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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