JP3233270B2 - 半導体集積回路 - Google Patents

半導体集積回路

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JP3233270B2 JP19901397A JP19901397A JP3233270B2 JP 3233270 B2 JP3233270 B2 JP 3233270B2 JP 19901397 A JP19901397 A JP 19901397A JP 19901397 A JP19901397 A JP 19901397A JP 3233270 B2 JP3233270 B2 JP 3233270B2
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弘靖 川原
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体記憶回路及
びこの半導体記憶回路の動作試験を行うテスト回路を内
蔵した半導体集積回路に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、RAM等の半導体記憶回路を
内蔵したASICやマイコン等の半導体集積回路には、
試験用の外部端子を削減する目的で半導体記憶回路の動
作試験を行うテスト回路が設けられたものがある。図1
0はテスト回路を内蔵した従来の半導体集積回路の一例
を示すブロック図である。この図において、テスト回路
1は、RAM6の試験に用いるアドレスを発生するアド
レス信号発生部2、RAM6に書き込むためのデータを
発生するデータ信号発生部3と、RAM6に書き込まれ
たデータを読み出し、その読み出したデータが書き込み
時のデータと同じであるか否かを判定する期待値照合部
5と、期待値照合部5に入力する期待値データを発生す
る期待値データ発生部4とを備えている。
【0003】図11はこのテスト回路1の動作を示すタ
イムチャートである。まず、外部よりテスト信号が入力
されると、クロックに同期してアドレス信号発生部2に
設けられたカウンタ(図示略)が動作し、インクリメン
ト又はデクリメントのアドレス信号が生成される。この
生成されたアドレス信号はRAM6のデコーダ部7(図
7参照)に入力され、ビットの選択が行われる。そし
て、選択されたビットにデータ信号発生部3により生成
されたデータ信号を書き込む動作が順次行われ、RAM
6のメモリセルの全ビットへの書き込みが行われる。
【0004】メモリセルの全ビットへの書き込みが行わ
れた後、ライトイネーブル信号が”0”から”1”に切
り替えられ、読み出し動作へと切り替えられる。そし
て、再びアドレス信号発生部2のカウンタが動作し、順
次ビットの選択が行われ、データの読み出しが行われ
る。そして、読み出されたデータと期待値データ発生部
4より生成された期待値データとの比較照合が期待値照
合部5にて行われ、不一致の場合は照合結果としてパル
スが照合結果出力端子(図示略)を介して外部へ出力さ
れる。このような機能のテスト回路1を搭載することに
より、わざわざ複数のアドレス信号及びデータ入出力の
外部端子を用いることなく、1本の照合結果出力端子で
済ますことができる。
【0005】ところで、近年、半導体集積回路の集積度
の向上により複数のRAMを搭載するケースが増大して
きており、上述したセフルテスト回路1を複数のRAM
の各々に対して搭載することも考えられる。しかしなが
ら、集積度の向上に相反してチップ面積の低減の要求が
強く、特に試験時のみに用いられるセフルテスト回路は
如何に小さくするかが重要な課題になっている。
【0006】この課題を解決する方法として、セレクタ
を用いて切り替えることでテスト回路を1個にすること
が可能である。図12はそのような例の構成を示すブロ
ック図である。この例の半導体集積回路は、同一記憶容
量を有する3つのRAM10〜12と、1個のテスト回
路1と、セレクタ13A〜13Cとを備えている。セレ
クタ13A〜13Cはテスト回路1内のアドレス信号発
生部2の出力端側、データ信号発生部3の出力端側、及
び各RAM10〜12からの出力信号を受ける期待値照
合部5の入力端側に設けられる。
【0007】動作は、まず、セレクタ13AによりRA
M10への信号経路を選択し、RAM10にテスト回路
1が発生するアドレス信号及びデータ信号を記憶させ
る。続いて読み出し時に期待値照合を行う。この動作の
詳細は上述した場合と同様である。その後、テスト信号
あるいは図示せぬ制御回路からの信号によりセレクタを
切り替えて、残りのRAM11、12に対して順次テス
トを行う。この例では、アドレス信号及びデータ信号は
全てのRAM10〜12に共通して用いることができる
ため、期待値照合のみを個別に行う構成とすることで1
個のテスト回路1で全てのRAM10〜12をパラレル
で測定することができる。
【0008】一方、図13はセレクタを用いない他の従
来例を示すブロック図である。この例では、同一記憶容
量を有するRAM10〜12とテスト回路15とが搭載
され、テスト回路15内の期待値照合部5はRAM10
〜12と同じ数だけ設けられた構成となっている。今、
テスト回路15のアドレス信号発生部2から生成される
インクリメント及びデクリメントのアドレス信号と、デ
ータ信号発生部3から生成される信号がRAM10〜1
2に共通に供給され、データの書き込みが行われる。続
いて共通に供給されたアドレス信号により各RAM10
〜12からの出力信号を各期待値照合部5で期待値照合
し、不一致の場合は個別に設けられた外部端子より出力
することでパラレルにテストを行う。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来の半導体集積回路にあっては、次のような問題点があ
った。第1の問題点は、搭載された複数の半導体記憶回
路の記憶容量が異なる場合は期待値照合が正常に行われ
ないことがある。すなわち、半導体記憶回路のメモリセ
ルに書き込んだデータの干渉の影響を見るためにチェッ
カーパターンを書き込むことがあり、記憶容量が一番大
きいRAMについては問題無くテストを行うことができ
るが、他の記憶容量の小さいRAMについては正常に行
われないことがある。
【0010】この理由は、テスト回路1のアドレス信号
発生部2により生成されるアドレスに対し、一連のビッ
トに0、1の信号を交互に書き込み、その後読み出す動
作を行うが、半導体記憶回路の最大アドレスを超えるア
ドレスが選択された場合、最終にアクセスされたビット
のデータがそのまま出力され続けるのに対し、テスト回
路1の期待値発生部5は”0”、”1”の期待値信号を
交互に生成するために不一致が起こってしまうからであ
る。
【0011】第2の問題点は、第1の問題点の不一致を
起こさない様にするためには回路が複雑になり、コスト
高になってしまう。すなわち、各半導体記憶回路に対し
てシリアルあるいはパラレルにテストする場合、各半導
体記憶回路に対するテスト回路1が発生するアドレス信
号の最大値の設定を行うためのレジスタ及びレジスタに
設定された最大アドレスに到達したか否かの判定回路、
さらにレジスタに設定された最大アドレスに到達した際
にデータ信号、ライト制御信号、期待値信号を制御する
制御回路等が必要となるからである。
【0012】そこで本発明は、内蔵された複数の半導体
記憶回路の記憶容量がそれぞれ異なる場合でも簡単な回
路で確実にテストを行うことができる半導体集積回路を
提供することを目的としている。
【0013】
【課題を解決するための手段】この目的達成のため、本
発明による半導体集積回路は、記憶容量の異なる複数の
半導体記憶回路と、複数の半導体記憶回路の動作テスト
を行うテスト回路とを半導体集積回路であって、前記テ
スト回路は、前記半導体記憶回路に書き込むためのデー
タを発生するデータ信号発生手段と、期待値データを発
生する期待値データ発生手段と、データが書き込まれた
半導体記憶回路からデータを読み出し、その読み出した
データが前記期待値データ発生手段から出力されたデー
タと同じであるか否かを判定する期待値照合手段と、各
半導体記憶回路の特定のワードラインの選択状態を検出
する検出手段と、この検出手段の検出信号に基づいて各
半導体記憶回路に応じたアドレス信号を発生するアドレ
ス信号発生部とを備えるものである。
【0014】この構成によれば、テスト回路のアドレス
信号を半導体記憶回路の最大アドレスワードの動作と同
時に出力される制御信号で制御するため、テストする半
導体記憶回路のアドレス範囲を越えた場合に発生する期
待値照合の不一致が発生せずに済む。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面例と共に説明する。 (I)第1の実施の形態 図1は本発明に係る半導体集積回路の第1の実施の形態
の構成を示すブロック図である。なお、この図におい
て、前述した図10と共通する部分には同一の符号を付
してその説明を省略する。この第1の実施の形態では、
テスト回路15のアドレス信号発生部2及びデータ信号
発生部3がそれぞれ動作し、RAM(半導体記憶回路)
に所定のデータパターンの書き込みを行い、このときR
AM内の最後に選択されるワードラインをバッファ20
を介して(またはそのまま)BIST制御信号とし、こ
のBIST制御信号にてアドレス信号発生部2内のカウ
ンタをリセットすると共に、データの書き込みからデー
タの読み出しへ切り替える。
【0016】そして、引き続きカウンタの動作を開始し
てデータの読み出しを行い、順次期待値との比較を行
い、もし不一致が発生すれば外部へパルスを出力する。
そして、再び最後のワードラインが選択され、BIST
制御信号が出力されると、次のRAMのテストへ移行す
る。以上の動作をRAMの数分、この実施の形態では3
回繰り返すことでRAM27〜29の各々のテストが完
了する。なお、この実施の形態では最後に選択されるワ
ードラインでアドレス信号発生部2内のカウンタをリセ
ットすると共にデータの書き込みからデータの読み出し
へ切り替えるようにしたが、特定のワードラインの選択
動作を遅延して制御信号とすることでも実現可能であ
る。
【0017】アドレス信号発生部2は、図2のブロック
図に示すような構成になっている。上述したカウンタは
トグルフリップフロツプ30から成り、カウンタ動作中
に被測定RAM27〜29からのBIST制御信号を入
力すると、カウンタ値が”0”にリセットされて再びカ
ウンタ動作を開始する。このとき図1に示すセレクト回
路22、24にて従来と同様に一つのRAMに対してテ
ストが行われた後、次のRAMを選択してテストを行
う。以上の回路を用いて順次、各RAM27〜29の記
憶容量に見合ったアドレス信号の生成だけで済むため、
期待値照合が問題なく実行される。
【0018】セレクト回路22、24は、図3及び図4
に示すように、それぞれ三つのNOT回路とNAND回
路から構成される。また、図1に示すように、各RAM
27〜29より得られるBIST制御信号はNOR回路
23を介してアドレス信号発生部2に入力される。以上
説明したように、極めて簡単な回路(バッファ20、セ
レクタ回路22、24、NOR回路23)の追加だけで
期待値照合の不具合を回避できるだけでなく、不要なア
ドレスの生成を避けることができ、テスト時間の短縮化
に貢献できる。なお、バッファ20は必ずしも必要とし
ない。
【0019】(II)第2の実施の形態 図5は本発明に係る半導体集積回路の第2の実施の形態
の構成を示すブロック図である。この第2の実施の形態
では、基本動作は上述した第1の実施の形態と同じであ
るが、BIST制御信号により期待値照合部5の入力信
号を制御し、不一致とならないようにしている点が異な
っている。アドレス信号発生部2のカウンタは動作し続
けるが、被測定RAMの最大アドレスを超えた場合に期
待値照合が不一致とならないように期待値照合部5の入
力信号を保持する。
【0020】図6はこの第2の実施の形態の特徴部分を
示すブロック図である。BIST制御信号を受けると、
期待値データ発生部4の出力側のラッチ回路35によ
り、最後のビットの期待値照合に用いたデータを保持す
る。被測定RAMも最後にアクセスされたビットのデー
タを出力し続けるため不一致とはならない。ラッチ回路
35の出力により期待値照合部5のカウンタが”0”に
リセットされ、次のRAMの選択信号への切り替わりと
同時にラッチの保持が解除され、通常の期待値照合が開
始される。この動作を繰り返すことで全てのRAM27
〜29のテストが終了する。
【0021】(III)第2の実施の形態の応用例 図7は第2の実施の形態の応用例の構成を示すブロック
図である。この応用例では、基本的には第2の実施の形
態と同じであるが、期待値データを保持する代わりにR
AMの出カデータおよび期待値データ発生部4の出力信
号を共に同電位へプルダウンする点が異なる。BIST
制御信号を受けると、プルダウンし、期待値データとR
AMの出カデータが同電位になり期待値照合で不一致は
おこらない。この図ではトランジスタ素子36をスイッ
チ動作させてプルダウンするようにしている。なお、プ
リダウンに限定されるのではなくプルアップでも良い。
【0022】(IV)第3の実施の形態 図8は本発明に係る半導体集積回路の第3の実施の形態
の構成を示すブロック図である。この実施の形態は、ア
ドレス信号発生部2とデータ信号発生部3が各RAM2
7〜29に同じ信号を供給し、また期待値照合部5を各
RAM27〜29毎に設けることでパラレルにテストを
行うようにしたものである。RAM27〜29の各々か
ら出力されるBIST制御信号により各期待値照合部5
の入力信号を制御し、不一致とならないようにする。基
本的な動作は第2の実施の形態と同じであり、各RAM
27〜29への入力信号を選択するセレクタ回路は用い
ていない。また、この第3の実施の形態における詳細な
回路は第2の実施の形態と同じもので実現できるため省
略する。
【0023】(V)第4の実施の形態 図9は本発明に係る半導体集積回路の第4の実施の形態
の特徴部分の構成を示すブロック図である。この実施の
形態では、基本動作は第2の実施の形態と同じであり、
期待値照合部5の入力を制御する代わりに期待値照合部
5の出力を強制的に一致状態とするところが異なってい
る。
【0024】
【発明の効果】本発明によれば、複数の半導体記憶回路
の各々の最大ワード信号を制御信号(BIST制御信
号)とし、その制御信号がテスト回路内のアドレス信号
発生手段のカウンタをリセットしたり、期待値データ発
生手段からの期待値データを保持したりすることで、複
数の記憶容量の異なる半導体記憶回路に対して期待値照
合で不一致を発生させることなくテストを行うことがで
きる。
【0025】また、各半導体記憶回路のBIST制御信
号の論理をとるためのNOR回路や、期待値データ発生
手段から発生される期待値データを保持するためのラッ
チ回路、期待値照手段の入力に当たる半導体記憶回路の
出カデータ及び期待値データ発生手段で発生される期待
値信号を同電位にするブルアップ又はプルダウンさせる
ための素子を追加するだけで済み、従来用いていた大規
模な制御回路を簡素化でき、大幅なコストダウンが可能
になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る半導体集積回路の第1の実施の
形態の構成を示すブロック図である。
【図2】 第1の実施の形態の半導体集積回路のアドレ
ス信号発生部の構成を示すブロック図である。
【図3】 第1の実施の形態の半導体集積回路のセレク
ト回路の構成を示すブロック図である。
【図4】 第1の実施の形態の半導体集積回路のセレク
ト回路の構成を示すブロック図である。
【図5】 本発明に係る半導体集積回路の第2の実施の
形態の構成を示すブロック図である。
【図6】 第2の実施の形態の半導体集積回路の特徴部
分の構成を示すブロック図である。
【図7】 第2の実施の形態の半導体集積回路の応用例
の特徴部分の構成を示すブロック図である。
【図8】 本発明に係る半導体集積回路の第3の実施の
形態の構成を示すブロック図である。
【図9】 本発明に係る半導体集積回路の第4の実施の
形態の特徴部分の構成を示すブロック図である。
【図10】 従来の半導体集積回路の構成を示すブロッ
ク図である。
【図11】 従来の半導体集積回路の動作を示すタイム
チャートである。
【図12】 従来の他の半導体集積回路の構成を示すブ
ロック図である。
【図13】 従来の他の半導体集積回路の構成を示すブ
ロック図である。
【符号の説明】
2 アドレス信号発生部 3 データ信号発生部 4 期待値データ発生部 5 期待値照合部 20 バッファ 22、24 セレクタ 23 NOR回路 27〜29 RAM 30 トグルフリップフロップ 35 ラッチ 36 プルダウン用トランジスタ素子 37 NOT回路 38 OR回路
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G11C 29/00 G06F 12/16

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 記憶容量の異なる複数の半導体記憶回路
    と、 複数の半導体記憶回路の動作テストを行うテスト回路
    と、 を有する半導体集積回路であって、 前記テスト回路は、 前記半導体集積回路に書き込むためのデータを発生する
    データ信号発生手段と、 期待値データを発生する期待値データ発生手段と、 データが書き込まれた半導体記憶回路からデータを読み
    出し、その読み出したデータが前記期待値データ発生手
    段から出力されたデータと同じであるか否かを判定する
    期待値照合手段と、 各半導体記憶回路の特定のワードラインの選択状態を検
    出する検出手段と、 この検出手段の検出信号に基づいて各半導体記憶回路に
    応じたアドレス信号を発生するアドレス信号発生部と、 を備えたことを特徴とする半導体集積回路。
  2. 【請求項2】 前記アドレス信号発生手段は、前記検出
    手段からの検出信号により動作がリセット状態になるこ
    とを特徴とする請求項1記載の半導体集積回路。
  3. 【請求項3】 前記アドレス信号発生手段は、アドレス
    信号を発生するためのカウンタ手段を備え、前記検出部
    からの検出信号により前記カウンタ手段をリセットする
    ことを特徴とする請求項1記載の半導体集積回路。
  4. 【請求項4】 前記検出手段からの検出信号により前記
    期待値照合手段に入力される期待値データを保持するラ
    ッチ手段を更に備えたことを特徴とする請求項1記載の
    半導体集積回路。
  5. 【請求項5】 前記検出手段からの検出信号により前記
    期待値照合手段に入力される期待値データと前記半導体
    集積回路の出力信号とを同電位にするプルダウン又はプ
    ルアップ手段を更に備えたことを特徴とする請求項
    載の半導体集積回路。
  6. 【請求項6】 前記検出手段からの検出信号により前記
    期待値照合手段の照合結果を一致状態に保持する保持手
    段を更に備えたことを特徴とする請求項1記載の半導体
    集積回路。
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