JP3908192B2 - 論理回路の故障診断装置、故障診断方法およびそのプログラム - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、論理回路の故障診断装置、故障診断方法およびそのプログラムに係わり、特に論理回路のテスト結果から取得されたフェイル情報に基づき、論理回路の故障個所を推定する論理回路の故障診断装置、故障診断方法およびそのプログラムに関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、半導体素子の微細化技術の進展に伴い、その半導体素子で構成する半導体装置も大規模化しているので、設計時の論理検証や製造された半導体装置のテスト効率化とともに故障解析のさらなる効率化も要求されている。
【0003】
従来から、半導体装置における論理回路設計時には、その論理動作およびタイミング検証のツールとして論理シミュレーション装置が用いられているが、一方、製造された半導体装置の故障解析時に適用されるツールとしては例えば故障診断装置がある。
【0004】
この種の論理回路の故障診断は、論理回路の故障個所を推定するための手法として、一般的な構成のコンピュータに論理回路の故障診断プログラムをインストールして各コマンド入力に応じて実行させることにより行う。
【0005】
その一例が特願2001−383335の従来例に記載されている。この従来の論理回路の故障診断における概略処理のフローチャートを示した図14を参照すると、まずステップS31において、故障シミュレータを用いて、論理回路内部に故障を仮定して機能もしくは論理シミュレーションを行い、そのシミュレーション結果と期待値とを照合し、仮定した故障個所と、その故障を検出したテストベクタとを対応付けた故障辞書を作成し、ステップS32において、論理回路の実際のテスト結果からフェイル情報を取得する(特許文献1参照)。
【0006】
次にステップS33において、フェイル情報のフェイルピンおよびフェイルベクタに対応して、故障辞書をそれぞれ検索し、仮定の故障個所を求め、ステップS34において、複数得られた仮定の故障候補の中から、優先順位付けを行って故障個所の推定を行う。
【0007】
また、他の従来の論理回路の故障個所特定方法として、例えば、電子ビームテスタを用いて、論理回路の上位階層から故障個所を推定し、階層境界の内部信号を観察し、故障個所を論理回路の下位階層へ順に絞り込んでいく方法もある。
【0008】
さらに、別の従来の論理回路の故障診断方法として、特開平8−146093号公報に記載されているように、論理回路をラッチと組み合わせ回路とに分割しゲートレベルで故障個所を推定する方法もある(特許文献2参照)。
【0009】
この方法では、故障出力に故障を伝搬する可能性のある組み合わせ回路をダイナミックに抽出して、組み合わせ回路毎に論理状態および故障の伝搬する経路を推定し、入力方法に遡ることにより故障個所を推定している。
【0010】
ここで組み合わせ回路の論理状態とは、ひとつの信号線の論理値だけでなく、回路内部の全ノード、すなわち信号線、ゲート、ゲート端子、入出力端子が0/1/X(Don‘t Care)/Z(ハイインピーダンス)/U(不定)などの論理値を持っている状態のことである。
【0011】
一方、前述した特願2001−383335の「論理回路の故障箇所推定方法、および、論理回路の故障箇所推定プログラム」における手法は、論理回路を決定グラフに変換し、テストパターンに対応した各ノードの期待値と推定値を比較追跡しながら、機能レベルで故障箇所を推定している。
【0012】
【特許文献1】
特願2001−383335(段落「0003」、図1、図5。)。
【0013】
【特許文献2】
特開平8−146093号公報(段落「0013」、「0016」、「0017」、図1、図2。)。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように従来の故障シミュレータによる論理回路の故障診断方法では、故障辞書を予め作成しておく必要があるが、故障辞書の作成は多大な故障シミュレーション時間を要するため、論理回路が大規模化すればするほど計算時間も膨大となり、故障辞書のファイルも非常に大きくなるという問題があった。
【0015】
また、故障シミュレーションで用いる故障モデルは単一縮退故障が一般的であるため、ブリッジ故障などの多重故障では実際と一致しないこともあり、また、故障シミュレーションモデルを多重故障に拡張すると、故障シミュレーションの処理時間の点で実用的でないという問題が挙げられる。
【0016】
さらに、従来の、電子ビームテスタを用いた論理回路の故障個所推定方法では、論理回路の上位階層から下位階層へ故障個所を逐次観測しながら絞り込んでいくため有効な手段であるが、論理回路が大規模化し、多層配線構造になると、下層配線の電位が観測不可能になるという問題がある。
【0017】
さらにまた、従来のゲートレベルでの故障診断方法の場合は、組み合わせ回路毎に故障個所を推定できるため有効な手段であるが、ゲート単位での推定処理のため、大規模な論理回路に対する精度と処理時間が問題となる。
【0018】
本発明の目的は、上述した問題点に鑑みてなされたものであって、大規模化、多層配線化する論理回路に対して、機能レベルで、短時間に、期待値を算出し、また故障個所を推定することにある。
【0019】
【課題を解決するための手段】
そのため、本発明は、論理回路の構造あるいは動作を設計言語で回路ブロック単位に機能記述した記述情報から、フェイル抽出装置により抽出したフェイル推定出力ポートを有するフェイル推定回路ブロックごとに作成した状態遷移表に基づき、入力ノード、演算子で構成される操作ノード、複数の入力値の組から1つの出力値を選択する選択ノードおよび出力ノードとこれらの各ノードの結線を行い、表示手段にデータフロー表示して前記各ノードに対する動作を決定する決定グラフを作成し、データ系故障と制御系故障とを別々に想定しながら、前記決定グラフを用いたフェイル伝搬経路推定を行うことで、機能レベルでデータ系と制御系の故障個所を推定する機能を有することを特徴とする。
【0020】
本発明の他の特徴は、論理回路のテスト結果から取得されたフェイル情報に基づき前記論理回路の故障個所を推定する論理回路の故障診断装置において、入力装置と、前記論理回路を設計言語で回路ブロック単位に機能記述した記述情報、前記フェイル情報およびフェイル伝搬推定情報により、フェイル出力ポートおよびフェイル推定出力ポートを有するフェイル推定回路ブロックを抽出するフェイル抽出装置と、前記記述情報を基に前記フェイル推定回路ブロックの処理順序に従って複数の状態を持つ状態遷移表を作成し、前記状態遷移表を基に、入力ノード、演算子で構成される操作ノード、複数の入力値の組から1つの出力値を選択する選択ノードおよび出力ノードと前記各ノードの結線とを行うとともにデータフロー表示して全条件に対する動作を決定するための決定グラフを作成する変換装置と、前記論理回路の期待値を算出する期待値算出装置と、前記論理回路の故障個所を推定する故障個所推定装置と、前記装置それぞれの情報を記憶する記憶装置と、前記故障個所推定装置の出力データを表示する出力装置とを備えることにある。
【0021】
また、設計言語は、論理回路の構造あるいは動作を記述した言語である。
【0022】
さらに、前記変換装置は、前記論理回路の処理を複数の遷移状態に分割し、現状態、状態遷移条件、次状態および動作の各項目で構成される状態遷移表を作成する手段と、前記状態遷移表に記述された入力ポート、状態変数または数値を読み出す処理を入力ノードとして設定し、演算子の処理を操作ノードとして設定し、出力ポート、前記状態変数または前記数値を書き込む処理を出力ノードとして設定し、前記入力ノードおよび前記操作ノードをデータフローとして接続することで状態を計算する制御パートを作成し、作成した前記状態の結果をTRUE/FALSEの2値で与え、かつ、前記入力ノードおよび前記操作ノードを前記データフローとして接続することで出力値を計算するデータパートを作成し、前記状態の結果に応じて、与えられた組の中から前記TRUEの状態に対応した一つの前記出力値を出力ノードに選択出力するための選択ノードを設定する手段とを有する。
【0023】
さらにまた、前記期待値算出装置は、前記決定グラフに基づき、状態が遷移するごとに、前記入力ノード、前記操作ノード、前記選択ノードおよび前記出力ノードの出力値を算出して、ノード名および算出値の組で構成されるノードテーブルを作成するノード期待値取得手段と、前記ノードテーブルから前記論理回路の出力値を抽出する出力値抽出手段とを有する。
【0024】
また、前記期待値算出装置におけるノード期待値取得手段は、テストパターンもしくは一つ前の状態の出力パターンを読み込み、前記入力ノードを設定する入力パターン読み込み手段と、全入力値が設定され、かつ出力値が未設定の操作ノードを抽出する操作ノード抽出手段と、抽出された前記操作ノードに対して、入力値をもとに出力値を算出する操作ノード設定手段と、全操作ノードの設定が完了したか否かを判定し、完了していなければ操作ノード抽出手段へ戻り、完了していれば次の手段へ進む操作ノード判定手段と、選択ノードの出力値を算出する選択ノード設定手段と、前記出力ノードの出力値を算出する出力ノード設定手段と、次状態が有り、かつ次状態が最初の遷移状態でなければ次状態の前記入力パターン読み込み手段へ行き、次状態が無いか、もしくは次状態が最初の遷移状態であれば、処理を終了する状態判定手段とを有する。
【0025】
さらに、前記期待値算出装置における出力値抽出手段は、前記ノード期待値取得手段で作成したノードテーブルから、テストパターンごとの最終状態における出力ポートの出力値を抽出する手段により、前記論理回路の出力値を抽出する機能を有する。
【0026】
本発明の論理回路の故障診断方法の特徴は、論理回路のテスト結果から取得されたフェイル情報に基づき前記論理回路の故障個所を推定する論理回路の故障診断方法において、前記論理回路を設計言語で回路ブロック単位に機能記述した記述情報、前記フェイル情報およびフェイル伝搬推定情報により、フェイル出力ポートおよびフェイル推定出力ポートを有するフェイル推定回路ブロックを抽出するフェイル抽出工程と、前記記述情報により、前記フェイル推定回路ブロックの処理順序に従って複数の状態を持つ状態遷移表を作成し、前記状態遷移表を基に入力ノード、演算子で構成される操作ノード、複数の入力値の組から1つの出力値を選択する選択ノードおよび出力ノードと前記各ノードの結線とを行うとともに、データフロー表示して全条件に対する動作を決定する決定グラフを作成する変換工程と、前記論理回路の期待値を算出する期待値算出工程と、故障個所を推定する故障個所推定工程とを有することにある。
【0027】
また、前記設計言語は、論理回路の構造あるいは動作を記述した言語である。
【0028】
さらに、前記変換工程は、前記論理回路の処理を複数の遷移状態に分割し、現状態、状態遷移条件、次状態および動作の各項目で構成される状態遷移表を作成する工程と、前記状態遷移表に記述された入力ポート、状態変数または数値を読み出す処理を入力ノードとして設定し、演算子の処理を操作ノードとして設定し、出力ポート、前記状態変数または前記数値を書き込む処理を出力ノードとして設定し、前記入力ノードと前記操作ノードとをデータフローとして接続することで状態を計算する制御パートを作成し、作成した前記状態の結果をTRUE/FALSEの2値で与え、かつ、前記入力ノードおよび前記操作ノードをデータフローとして接続することで出力値を計算するデータパートを作成し、前記状態の結果において、与えられた組の中から前記TRUE状態に対応した一つの前記出力値を出力ノードに選択出力するための選択ノードを設定する工程とを有する。
【0029】
さらにまた、前記期待値算出工程は、前記決定グラフを用いて、状態が遷移するごとに、前記入力ノード、前記操作ノード、前記選択ノードおよび前記出力ノードの出力値を算出して、ノード名および算出値の組で構成されるノードテーブルを作成するノード期待値取得工程と、前記ノードテーブルから前記論理回路の出力値を抽出する出力値抽出工程とを有する。
【0030】
また、前記期待値算出工程におけるノード期待値取得工程は、テストパターンもしくは一つ前の状態の出力パターンを読み込み、前記入力ノードを設定する入力パターン読み込み工程と、全入力値が設定され、かつ出力値が未設定の操作ノードを抽出する操作ノード抽出工程と、抽出された前記操作ノードに対して、入力値をもとに出力値を算出する操作ノード設定工程と、全操作ノードの設定が完了したか否かを判定し、完了していなければ操作ノード抽出工程へ戻り、完了していれば次の工程へ行く操作ノード判定工程と、選択ノードの出力値を算出する選択ノード設定工程と、前記出力ノードの出力値を算出する出力ノード設定工程と、次状態が有り、かつ次状態が最初の遷移状態でなければ次状態の前記入力パターン読み込み工程へ行き、次状態が無いか、もしくは次状態が最初の遷移状態であれば、処理を終了する状態判定工程とを有する。
【0031】
また、前記期待値算出処理工程における出力値抽出工程は、前記ノード期待値取得工程で作成したノードテーブルから、テストパターンごとの最終状態における出力ポートの出力値を抽出する工程により、前記論理回路の出力値を抽出する。
【0032】
さらに、前記故障個所推定工程は、制御系故障とデータ系故障とを別々に想定しながら故障個所を推定する故障モード選択工程と、前記フェイル出力ポートおよび前記フェイル推定出力ポートに対応したノードを起点として、フェイルベクタに基づき各ノードの出力推定および期待値比較により各ノードのフェイル推定を入力方向に行い、フェイル伝搬経路を推定するノード推定工程と、このフェイル伝搬経路のノードの情報を故障個所推定情報として登録する推定情報登録工程と、出力ポートにフェイルを伝搬する可能性のある全ての組み合わせを算出するまで、これらの処理を繰り返す終了判定工程と、前記故障個所推定情報をリスト出力する故障候補出力工程とを有する。
【0033】
さらにまた、前記故障個所推定工程におけるノード推定工程は、各ノードの出力推定をする際に、前記ノードの値が多ビットの場合は、推定可能なビットの値のみを推定する。
【0034】
本発明の論理回路の故障診断方法のプログラムは、論理回路のテスト結果から取得されたフェイル情報に基づき前記論理回路の故障個所を推定する論理回路の故障診断方法において、前記論理回路を設計言語で回路ブロック単位に機能記述した記述情報、前記フェイル情報およびフェイル伝搬推定情報により、フェイル出力ポートおよびフェイル推定出力ポートを有するフェイル推定回路ブロックを抽出するフェイル抽出工程と、前記記述情報により、前記フェイル推定回路ブロックの処理順序に従って複数の状態を持つ状態遷移表を作成し、前記状態遷移表を基に入力ノード、演算子で構成される操作ノード、複数の入力値の組から1つの出力値を選択する選択ノードおよび出力ノードと前記各ノードの結線とを行うとともに、データフロー表示して全条件に対する動作を決定する決定グラフを作成する変換工程と、前記論理回路の期待値を算出する期待値算出工程と、故障個所を推定する故障個所推定工程とをコンピュータに実行させることにある。
【0035】
また、前記設計言語は、論理回路の構造あるいは動作を記述した言語である。
【0036】
さらに、前記変換工程は、前記論理回路の処理を複数の遷移状態に分割し、現状態、状態遷移条件、次状態および動作の各項目で構成される状態遷移表を作成する工程と、前記状態遷移表に記述された入力ポート、状態変数または数値を読み出す処理を入力ノードとして設定し、演算子の処理を操作ノードとして設定し、出力ポート、前記状態変数または前記数値を書き込む処理を出力ノードとして設定し、前記入力ノードと前記操作ノードとをデータフローとして接続することで状態を計算する制御パートを作成し、作成した前記状態の結果をTRUE/FALSEの2値で与え、かつ、前記入力ノードおよび前記操作ノードをデータフローとして接続することで出力値を計算するデータパートを作成し、前記状態の結果において、与えられた組の中から前記TRUE状態に対応した一つの前記出力値を出力ノードに選択出力するための選択ノードを設定する工程とをコンピュータに実行させるためのプログラムである。
【0037】
さらにまた、前記期待値算出工程は、前記決定グラフを用いて、状態が遷移するごとに、前記入力ノード、前記操作ノード、前記選択ノードおよび前記出力ノードの出力値を算出して、ノード名および算出値の組で構成されるノードテーブルを作成するノード期待値取得工程と、前記ノードテーブルから前記論理回路の出力値を抽出する出力値抽出工程とをコンピュータに実行させるためのプログラムである。
【0038】
また、前記期待値算出工程におけるノード期待値取得工程は、テストパターンもしくは一つ前の状態の出力パターンを読み込み、前記入力ノードを設定する入力パターン読み込み工程と、全入力値が設定され、かつ出力値が未設定の操作ノードを抽出する操作ノード抽出工程と、抽出された前記操作ノードに対して、入力値をもとに出力値を算出する操作ノード設定工程と、全操作ノードの設定が完了したか否かを判定し、完了していなければ操作ノード抽出工程へ戻り、完了していれば次の工程へ行く操作ノード判定工程と、選択ノードの出力値を算出する選択ノード設定工程と、前記出力ノードの出力値を算出する出力ノード設定工程と、次状態が有り、かつ次状態が最初の遷移状態でなければ次状態の前記入力パターン読み込み工程へ行き、次状態が無いか、もしくは次状態が最初の遷移状態であれば、処理を終了する状態判定工程とをコンピュータに実行させるためのプログラムである。
【0039】
さらに、前記期待値算出処理工程における出力値抽出工程は、前記ノード期待値取得工程で作成したノードテーブルから、テストパターンごとの最終状態における出力ポートの出力値を抽出する工程により、前記論理回路の出力値を抽出する工程をコンピュータに実行させるためのプログラムである。
【0040】
さらにまた、前記故障個所推定工程は、制御系故障とデータ系故障とを別々に想定しながら故障個所を推定する故障モード選択工程と、前記フェイル出力ポートおよび前記フェイル推定出力ポートに対応したノードを起点として、フェイルベクタに基づき各ノードの出力推定および期待値比較により各ノードのフェイル推定を入力方向に行い、フェイル伝搬経路を推定するノード推定工程と、このフェイル伝搬経路のノードの情報を故障個所推定情報として登録する推定情報登録工程と、出力ポートにフェイルを伝搬する可能性のある全ての組み合わせを算出するまで、これらの処理を繰り返す終了判定工程と、前記故障個所推定情報をリスト出力する故障候補出力工程とをコンピュータに実行させるためのプログラムである。
【0041】
また、前記故障個所推定工程におけるノード推定工程は、各ノードの出力推定をする際に、前記ノードの値が多ビットの場合は、推定可能なビットの値のみを推定する工程をコンピュータに実行させるためのプログラムである。
【0042】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
【0043】
図1は、本発明の一実施の形態として、論理回路のテスト結果から取得されたフェイル情報に基づき論理回路の故障個所を推定する論理回路の故障診断装置におけるシステム構成を示すブロック図である。図1を参照すると、キーボード等入力装置1と、フェイル推定回路ブロックを抽出するフェイル抽出装置2、論理回路を決定グラフに変換する変換装置3と、論理回路の期待値を算出する期待値算出装置4と、論理回路の故障個所を推定する故障個所推定装置5と、ハードディスクやメモリ等からなり、情報を記憶する記憶装置6と、ディスプレイ装置や印刷装置等の出力装置7とを備えた構成である。
【0044】
フェイル抽出装置2は、論理回路を設計言語で回路ブロック単位に機能記述した記述情報、フェイル情報およびフェイル伝搬推定情報により、フェイル出力ポートおよびフェイル推定出力ポートを有するフェイル推定回路ブロックを抽出する。
【0045】
変換装置3は、記述情報により、フェイル推定回路ブロックの処理順序に従って複数の状態を持つ状態遷移表を作成し、作成した状態遷移表をもとに入力ノード、演算子で構成される操作ノード、複数の入力値の組から1つの出力値を選択する選択ノードおよび出力ノードとこれらの各ノードの結線とにより、データフロー表示して全条件に対する動作を決定する決定グラフを作成する。
【0046】
期待値算出装置4は、決定グラフを用いて、状態が遷移するごとに、入力ノード、操作ノード、選択ノードおよび出力ノードの出力値を算出して、ノード名と算出値の組で構成されるノードテーブルを作成するノード期待値取得手段41と、ノードテーブルから論理回路の出力値を抽出する出力値抽出手段42とにより、論理回路の期待値を算出する。
【0047】
故障個所推定装置5は、制御系故障とデータ系故障とを別々に想定しながら故障個所を推定する故障モード選択手段51と、フェイル出力ポートおよびフェイル推定出力ポートに対応したノードを起点として、フェイルベクタに基づき各ノードの出力推定および期待値比較により各ノードのフェイル推定を入力方向に行い、フェイル伝搬経路を推定するノード推定手段52と、このフェイル伝搬経路のノードの情報を故障個所推定情報として登録する推定情報登録手段53と、出力ポートにフェイルを伝搬する可能性のある全ての組み合わせを算出するまで、これらの処理を繰り返す終了判定手段54と、故障個所推定情報をリスト出力する故障候補出力手段55とにより、故障個所を推定する。これにより、データ系と制御系の故障箇所を推定することができる。
【0048】
設計言語は、論理回路の構造あるいは動作を記述した言語である。Verilog−HDLやVHDLなどのハードウェア記述言語やC言語などで記述された論理回路に対して、故障個所を推定できる。
【0049】
また、図示しないが、変換装置3は、論理回路の処理を複数の遷移状態に分割し、現状態、状態遷移条件、次状態および動作で構成される状態遷移表を作成する手段と、状態遷移表に記述された入力ポート、状態の変数または値を読み出す処理を入力ノードとして設定し、演算子の処理を操作ノードとして設定し、出力ポート、状態変数または値を書き込む処理を出力ノードとして設定し、入力ノードと操作ノードとをデータフローとして接続することで状態を計算する制御パートを作成し、状態の結果をTRUE/FALSEの2値で与え、また、入力ノードと操作ノードとをデータフローとして接続することで出力値を計算するデータパートを作成し、前述した状態の結果において、与えられた組の中からTRUE状態に対応した一つの出力値を選択し、その値を出力ノードに選択出力するための選択ノードを設定する手段とを備えて決定グラフを作成する。これにより、故障箇所推定に必要な、決定グラフを作成することができる。
【0050】
期待値算出装置4におけるノード期待値取得手段41は、テストパターンもしくは一つ前の状態の出力パターンを読み込み、入力ノードを設定する入力パターン読み込み手段(不図示)と、全入力値が設定され、かつ出力値が未設定の操作ノードを抽出する操作ノード抽出手段(不図示)と、抽出された操作ノードに対して、入力値をもとに出力値を算出する操作ノード設定手段(不図示)と、全操作ノードの設定が完了したか否かを判定し、完了していなければ操作ノード抽出手段へ戻り、完了していれば次の手段へ行く操作ノード判定手段(不図示)と、選択ノードの出力値を算出する選択ノード設定手段(不図示)と、出力ノードの出力値を算出する出力ノード設定手段(不図示)と、次状態が有り、かつ次状態が最初の遷移状態でなければ次状態の入力パターン読み込み手段へ行き、次状態が無い、もしくは次状態が最初の遷移状態であれば、処理を終了する状態判定手段(不図示)とにより、各ノードの出力値を算出して、ノード名と算出値の組で構成されるノードテーブルを作成できる。
【0051】
また、期待値算出装置4における出力値抽出手段42は、ノード期待値取得手段41で作成したノードテーブルから、テストパターンごとの最終状態における出力ポートの出力値を抽出する手段(不図示)により、論理回路の出力値を抽出する。これにより、故障診断に必要な期待値を算出できる。
【0052】
故障個所推定装置5におけるノード推定手段52は、各ノードの出力推定をする際に、ノードの値が多ビットの場合は、推定可能なビットの値のみを推定する。これにより、全てのビットの値を推定しなくても、フェイル推定ができる。
【0053】
故障個所推定装置5の終了判定手段54において制御系故障とデータ系故障との故障個所推定が終了したと判定され、フェイル伝搬入力ポートが抽出された場合には、フェイル抽出装置2において、上述したフェイル伝搬入力ポートが出力ポートとなる回路ブロックを抽出し、その回路ブロックに対して、故障個所を推定する。
【0054】
フェイル伝搬入力ポートがない場合は、故障個所出力手段55によって、故障個所推定情報を出力装置7に出力する。
【0055】
次に、本実施の形態における変換装置3について、図2、図3および図4を参照しながら説明する。
【0056】
図2は、カウンター回路のVerilog−HDL記述であり、図3は、図2で示したカウンター回路の状態遷移表である。図4は、カウンター回路の決定グラフである。
【0057】
本実施の形態のカウンター回路は、クロック信号clkが変化を検出したらカウントアップし、信号outにカウントを出力する回路である。
【0058】
まず、Verilog−HDL記述の処理順序に従って状態遷移表を作成する。
【0059】
最初の遷移状態として、alwaysブロックのイベント発生の判断処理を状態ST0に割り当てる。ここで、信号clkの変化を@clkと表現するものとする。次に、alwaysブロック内に記述された処理を状態ST1に割り当てる。
【0060】
また、状態ST1では、ノンブロッキング代入式(out<=4’b0000、out<=out+1’b1)における右辺の式の評価を一時的なレジスタ:_regに代入する処理を割り当てる。
【0061】
次に、一時的なレジスタ:_regに保持した値をノンブロッキング代入式の左辺の信号:outへ代入する処理を状態ST2に割り当てる。
【0062】
状態ST0では、処理が終了したら次の状態として状態ST1へ行く。状態ST1では、処理が終了したら次の状態として状態ST2へ行く。状態ST2では、処理が終了したら次の状態として状態ST0へ行く。
【0063】
次に、状態遷移表を参照した決定グラフの作成について説明する。
【0064】
入力ポートであるclkを入力ノードとして設定する。状態変数STATE、状態番号ST0、ST1、ST2を入力ノードとして設定する。また、条件式における変数、定数であるclk、out、“1111”を入力ノードとして設定する。
【0065】
代入式の右辺において式の評価で使用されている変数と定数である“0000”、out、“1”、_regを入力ノードとして設定する。信号の変化を判断するイベントノード“_event”を入力ノードとして設定する。
【0066】
出力ポートであるoutおよび状態変数STATEを出力ノードとして設定する。代入式の左辺において代入される変数である_reg、outを出力ノードとして設定する。
【0067】
状態遷移表で使用されている演算子として等号(=)、加算(+)、否定(!)および論理演算子and(&)を操作ノードとして設定する。
【0068】
出力ノードout、stateおよび_regのそれぞれに対応したstate_a、_reg_a、out_aを選択ノードとして設定する。
【0069】
次に、各ノードのリンクについて説明する。
【0070】
状態変数である入力ノードSTATEと、状態番号である入力ノードST0、ST1およびST2とをそれぞれ操作ノード“=”でリンクする。
【0071】
出力ノードSTATEは選択ノードSTATE_aの出力先としてリンクする。選択ノードstate_aは、出力値として、状態番号である入力ノードST0、ST1およびST2とリンクする。
【0072】
状態ST0では、条件tempがtrueの場合の次状態が状態ST1であるため、選択ノードSTATE_aの出力値ST1に対応した状態結果として、「入力ノードST0とリンクした等号“=”」と「clkおよび_eventとリンクした等号“=”」とを、操作ノード“&”にリンクし、操作ノード“&”の出力先として選択ノードSTATE_aがリンクされる。
【0073】
状態ST1の次状態は状態ST2であるため、選択ノードSTATE_aの出力値ST2に対応した状態結果として、入力ノードST1とリンクした等号“=”が選択ノードSTATE_aとリンクされる。
【0074】
状態ST2の次状態は状態ST0であるため、選択ノードSTATE_aの出力値ST0に対応した状態結果として、入力ノードST2とリンクした等号“=”を選択ノードSTATE_aとリンクする。
【0075】
選択ノード_reg_aは出力先として、出力ノード_regとリンクする。ここで、出力値の一つである“0000”に対応した状態結果として、「入力ノードST1とリンクした操作ノード“=”」と、「入力ノードoutと“1111”をリンクした操作ノード“=”」とを操作ノード“&”でリンクし、操作ノード“&”が選択ノード_reg_aとリンクされる。
【0076】
また、入力ノードoutと“1”を操作ノード“+”でリンクし、操作ノード“+”をもう一方の出力値として、_reg_aにリンクする。
【0077】
出力out+“1”に対応した状態結果として、「入力ノードoutと“1111”をリンクした操作ノード“=”」を操作ノード“!”(否定)とリンクし、操作ノード“!”と「入力ノードST1とリンクした操作ノード“=”」とを操作ノード“&”でリンクし、操作ノード“&”を選択ノード_reg_aとリンクする。
【0078】
入力ノード_regは、出力値として選択ノードout_aとリンクする。選択ノードout_aは出力先として、出力ノードoutとリンクする。ここで、出力値である_regに対応した状態結果として、入力ノードST2とリンクした等号“=”が選択ノードout_aとリンクされる。
【0079】
以上により、図4に示した決定グラフが作成される。
【0080】
次に、本実施の形態におけるノード期待値取得手段41について、図4、図5および図6を参照しながら説明する。
【0081】
図5はノード期待値取得手段41における処理順序を示すフローチャートであり、図6は、図4で示した決定グラフのノードテーブルである。
【0082】
テストパターンによって、outに“0110”が設定され、また、clkに“p”(立ち上がり)が入力されたとする。
【0083】
まず入力パターン読み込み手段では、テストパターンから入力ノードI3を“0110”に設定し、入力ノードI1に“p”を設定する。また、本回路は状態ST0から処理が始まるため、入力ノードI2に“ST0”を設定する(処理ステップS11)。
【0084】
操作ノード抽出手段において、全入力値が設定され、かつ出力値が未設定の操作ノードとして、X1、X2、X3、X4、X5およびX7を抽出する(処理ステップS12)。
【0085】
操作ノード設定手段において、操作ノード抽出手段で抽出された各操作ノードの出力値を算出する(処理ステップS13)。X1の入力ノードは、clkと_eventであるから、clkの出力値が変化していればX1を“1”に、変化していなければ“0”に設定する。
【0086】
ここでは、clkの出力値は“p”(立ち上がり)であり、値が変化しているから、X1を“1”に設定する。STATE==”ST0”であるから、X2を“1”に、X3を“0”に、X4を“0”にそれぞれ設定する。out==“0110”であるから、X5を“0”に、X7を“0111”に設定する。
【0087】
操作ノード判定手段において、全操作ノードの設定が完了したか否かを判定する。操作ノードX6、X8、X9およびX10の設定が完了していないため、操作ノード抽出手段へ戻る(処理ステップS14)。
【0088】
操作ノード抽出手段において、全入力値が設定され、かつ出力値が未設定の操作ノードとして、X6、X8、X9を抽出する(処理ステップS12)。
【0089】
操作ノード設定手段において、X5==“0”であるからX6を“1”に設定する。X1==“1”、X2==“1”であるからX8を“1”に設定する。X3==“0”、X5==“0”であるからX9を“0”に設定する(処理ステップS13)。
【0090】
操作ノード判定手段において、全操作ノードの設定が完了したか否かを判定する。操作ノードX10の設定が完了していないため、操作ノード抽出手段へ戻る(処理ステップS14)。
【0091】
操作ノード抽出手段において、全入力値が設定され、かつ出力値が未設定の操作ノードとして、X10を抽出する(処理ステップS12)。
【0092】
操作ノード設定手段において、X6==“1”、X3==“0”であるからX10を“0”に設定する(処理ステップS13)。
【0093】
操作ノード判定手段において、全操作ノードの設定が完了したか否かを判定する。全操作ノードの設定が完了しているため次の処理手段へ行く(処理ステップS14)。
【0094】
選択ノード設定手段では、選択ノードA1、A2およびA3を設定する(処理ステップS15)。選択ノードA1では、0番目の条件X4==“0”、1番目の条件X8==“1”、2番目の条件X3==“0”であるため、値が“1”である1番目の条件X8に対応して、A1を“1”に設定する。
【0095】
選択ノードA2では、0番目の条件X10==“0”、1番目の条件X9==“0”であり、値が“1”である条件が無いため、O2に値を出力しないという意味で、A2を“−1”に設定する。
【0096】
選択ノードA3では、0番目の条件X4==“0”であり、値が“1”である条件が無いため、A3を“−1”に設定する。
【0097】
出力ノード設定手段では、出力ノードO1、O2およびO3を設定する(処理ステップS16)。出力ノードO1では、選択ノードA1==“1”であるため、選択ノードA1の1番目の入力値である“ST1”を設定する。出力ノードO2では、選択ノードA2=“−1”で値が出力されないため、値が設定されない。出力ノードO3では、選択ノードA3==“−1”で値が出力されないため、値が設定されない。
【0098】
以上の処理により、最初の状態no1のノードテーブルが作成される。
【0099】
次に状態判定手段では、次状態が有り、かつ次状態が最初の遷移状態ST0ではないため、入力パターン読み込み手段へ行く(処理ステップS17)。
【0100】
次に、次状態の入力パターン読み込み手段では、状態no1における出力ノードO1==“ST1”であるから、状態no2において、出力ノードO1に対応する入力ノードI2を“ST1”に設定する(処理ステップS11)。
【0101】
状態no1における出力ノードO2は設定されていないため、状態no2において、対応する入力ノードI4は設定しない。状態no1における出力ノードO3は設定されていないため、状態no2において、対応する入力ノードI3は新規に値を設定せず、状態no1における入力ノードI3の値“0110”を設定する。
【0102】
すなわち、状態no2において、入力ノードI3に“0110”を設定する。状態no2において、入力ノードI1は、対応する出力ノードが無いため、状態no1における値“p”を設定する。
【0103】
全操作ノードの設定が完了するまで、操作ノード抽出手段(処理ステップS12)、操作ノード設定手段(処理ステップS13)および操作ノード判定手段(処理ステップS14)を繰り返すことで、
X1==“1”
X2==“0”
X3==“1”
X4==“0”
x5==“0”
X6==“1”
X7==“0111”
X8==“0”
X9==“0”
X10==“1”
が設定される。
【0104】
選択ノード設定手段では、選択ノードA1、A2およびA3を設定する(処理ステップS15)。選択ノードA1では、
0番目の条件X4==“0”
1番目の条件X8==“0”
2番目の条件X3==“1”
であるため、値が“1”である2番目の条件X3に対応して、A1を“2”に設定する。
【0105】
選択ノードA2では、
0番目の条件X10==“1”
1番目の条件X9==“0”
であり、値が“1”である0番目の条件X10に対応して、A2を“0”に設定する。
【0106】
選択ノードA3では、
0番目の条件X4==“0”
であり、値が“1”である条件が無いため、A3を“−1”に設定する。
【0107】
出力ノード設定手段では、出力ノードO1、O2およびO3を設定する(処理ステップS16)。
【0108】
出力ノードO1では、選択ノードA1==“2”であるため、選択ノードA1の2番目の入力値である“ST2”を設定する。
【0109】
出力ノードO2では、選択ノードA2==“0”であるため、選択ノードA2の0番目の入力値であるX7の値“0111”を設定する。
【0110】
出力ノードO3では、選択ノードA3==“−1”で値が出力されないため、値が設定されない。
【0111】
以上の処理により、状態no2のノードテーブルが作成される。
【0112】
次に状態判定手段では、次状態が有り、かつ次状態が最初の遷移状態ST0ではないため、入力パターン読み込み手段へ行く(処理ステップS17)。
【0113】
次に、次状態の入力パターン読み込み手段では、状態no2における出力ノードO1==“ST2”であるから、状態no3において、出力ノードO1に対応する入力ノードI2を“ST2”に設定する。
【0114】
状態no2における出力ノードO2==“0111”であるから、状態no3において、対応する入力ノードI4を“0111”に設定する。状態no2における出力ノードO3は設定されていないため、状態no3において、対応する入力ノードI3は新規に値を設定せず、状態no2における入力ノードI3の値“0110”を設定する。
【0115】
すなわち、状態no3において、入力ノードI3に“0110”を設定する。状態no3において、入力ノードI1は、対応する出力ノードが無いため、一つ前の状態no2における値“p”を設定する。
【0116】
全操作ノードの設定が完了するまで、操作ノード抽出手段(処理ステップS12)、操作ノード設定手段(処理ステップS13)および操作ノード判定手段(処理ステップS14)を繰り返すことで、
X1==“1”
X2==“0”
X3==“0”
X4==“1”
x5==“0”
X6==“1”
X7==“0111”
X8==“0”
X9==“0”
X10==“0”
が設定される。
【0117】
選択ノード設定手段では、選択ノードA1、A2およびA3を設定する(処理ステップS15)。
【0118】
選択ノードA1では、
0番目の条件X4==“1”
1番目の条件X8==“0”
2番目の条件X3==“0”
であるため、値が“1”である0番目の条件X4に対応して、A1を“0”に設定する。
【0119】
選択ノードA2では、
0番目の条件X10==“0”
1番目の条件X9==“0”
であり、値が“1”である条件が無いため、A2を“−1”に設定する。
【0120】
選択ノードA3では、0番目の条件X4==“1”であり、値が“1”である0番目の条件X4に対応して、A2を“0”に設定する。
【0121】
出力ノード設定手段では、出力ノードO1、O2およびO3を設定する(処理ステップS16)。
【0122】
出力ノードO1では、選択ノードA1==“0”であるため、選択ノードA1の0番目の入力値である“ST0”を設定する。
【0123】
出力ノードO2では、選択ノードA2=“−1”で値が出力されないため、一つ前の状態no2における値“0111”を設定する。
【0124】
出力ノードO3では、選択ノードA3==“0”であるため、選択ノードA3の0番目の入力値であるI4の値“0111”を設定する。
【0125】
以上の処理により、状態no3のノードテーブルが作成される。
【0126】
次に、状態判定手段では、次状態が最初の遷移状態ST0であるため、処理を終了する(処理ステップS17)。
【0127】
以上の処理により、一つのテストパターンに対応したノードテーブルが作成される。ここで、複数のテストパターンを使用する場合には、上記の処理を繰り返すことで、テストパターンごとにノードテーブルを作成する。
【0128】
次に、本実施の形態における出力値抽出手段42について、図2、図4および図6を参照しながら説明する。
【0129】
カウンター回路の出力ポートoutに対応した決定グラフのノードは出力ノードO3であるから、本実施の形態での一例として記載したテストパターンにおいて、最終状態no3における出力ノードO3の値“0111”を、出力ポートoutの出力値として抽出する。
【0130】
ここで、複数のテストパターンを使用する場合は、テストパターンごとの最終状態における出力ポートの出力値を抽出することにより、論理回路の出力値を抽出することができる。
【0131】
次に、本実施の形態における故障診断装置について、図4と図7〜12とを参照しながら説明する。
【0132】
図7は、カウンター回路のテスト結果の一例であり、図8は、期待値算出装置で得た決定グラフのノードテーブルである。図9および図10は、データ系の故障に対して、ノード推定手段で得られるノード推定結果であり、図11および図12は、制御系の故障に対して、ノード推定手段で得られるノード推定結果である。
【0133】
図7に示すように、テストパターンV1では、outの出力値は“1000”であり、期待値が“1000”であるためテストをパスした。テストパターンV1と連続するテストパターンV2では、outの出力値は“0000”であり、期待値が“1001”であるためテストでフェイルした。
【0134】
テストパターンV1およびV2に対して期待値算出装置のノード期待値取得手段によって、図8に示すテストパターンV2におけるノードテーブルが作成される。
【0135】
まず、故障モード選択手段によって、データ系の故障探索を選択する。
【0136】
テストパターンからclkは“p”であり、読み出しノードにclkは存在しないので、各遷移状態では、ノードI1は“p”と設定する。
【0137】
ここでI2、“ST0”、“ST1”、“ST2”、X2、X3、X4、X6、X8、X9、X10、A1、A2、A3、O1の各ノードは、設計言語を決定グラフに変換する際に発生したノードであるため、故障候補として抽出しない。
【0138】
ノード推定手段52では、まず制御系には故障は存在しないと仮定して、制御系を推定する。正常出力ノードO1、O2から各ノードの出力値を決定する。
【0139】
テストパターンV2が終了する時に遷移状態は“0”であるから、O1を“ST0”に設定する。
【0140】
O1の出力値からA1の出力値が“0”となり、X4が“1”、I2が“ST2”、X3が“0”、X8が“0”が決まる。X8の値からX1もしくはX2が“0”と推定される。
【0141】
X1を“0”と仮定する。I1は“p”であり、信号が変化しているから、X1は“1”であるが矛盾が起こる。そのためX1==“1”、X2==“0”と仮定する。この場合は矛盾は起こらない。
【0142】
A2は、“−1”、“0”、“1”のいずれかの値を取る。A2==“1”と仮定すると、X9==“1”と推定されるが、X3==“0”であり矛盾する。
【0143】
A2==“0”と仮定すると、X10==“1”と推定されるが、X3==“0”であり矛盾する。
【0144】
A2==“−1”と仮定すると、X9==“0”、X10==“0”、X5==“x”(0でも1でもよい)、X6==“x”、I3==“xxxx”、X7==“xxxx”、O2==“xxxx”と推定され、矛盾は起こらない。
【0145】
次にフェイル出力ポートを起点に各ノードを推定する。テスト結果からフェイル出力ポートO3==“0000”である。X4==“1”であるから、A3==“0”と推定され、I4==“0000”が推定される。故障個所推定情報として、O3、I4を登録する。
【0146】
以上で、状態no1におけるノードテーブルが作成される。
【0147】
状態no1のI2==“ST2”であるから、O1を“ST2”に設定し、状態no2の推定を行う。O1==“ST2”であるから、A1==“2”、X3==“1”、I2==“ST1”、X4==“0”、X8==“0”が決まる。
【0148】
状態no1の時と同様にして、X1==“1”、X2==“0”が決まる。A3==“−1”、O3==“xxxx”、I4==“xxxx”が決まる。
【0149】
次にフェイル出力ポートを起点に各ノードを推定する。状態no1のI4の値から、フェイル推定出力ポートO2==“0000”である。A2は“−1”、“0”、“1”のいつれかの値を取る。
【0150】
A2==“−1”と仮定すると、X9==“0”であるからX5==“0”となる。X10==“0”であるから、X6==“0”、X5==“1”となる。X5が矛盾するのでA2は“−1”ではない。
【0151】
A2==“0”と仮定すると、X9==“0”、X5==“0”、X10==“1”、X6==“1”となる。従って、O2==“0000”、A2==“0”とから、X7==“0000”、I3==“1111”となる。I3==“1111”からX5==“0”が矛盾する。
【0152】
出力パターンを満たす入力パターンが存在しないため、故障個所推定情報として、O2、X7、I3を登録する。図9に示すノードテーブルを得る。
【0153】
一方、A2==“1”と仮定すると、X9==“1”、X5==“1”、I3==“1111”、X10==“0”、X6==“0”となる。故障個所推定情報として、O2を登録する。
【0154】
以上で状態no2におけるノードテーブルが作成される。
【0155】
状態no2のI2==“ST1”であるから、O1を“ST1”に設定し、状態no3の推定を行う。O1==“ST1”であるから、X8==“1”、X1==“1”、X2==“1”、X3==“0”、X4==“0”、I2==“ST0”が決まる。
【0156】
A3==“−1”、O3==“xxxx”、I4==“xxxx”が決まる。X9==“0”、X10==“0”、A2==“−1”、O2==“xxxx”が決まる。X5=“x”、X6==“x”が決まる。I3は、状態no2とno3で値が更新されないので、故障個所推定情報としてI3を登録する。
【0157】
以上で状態no3におけるノードテーブルが作成される。図10に示すノードテーブルを得る。
【0158】
終了判定手段でデータ系の故障個所推定が終了したので、故障候補出力手段にて、遷移状態ST2におけるO3、I4、遷移状態ST1におけるO2、X7、I3、遷移状態ST0におけるI3をリスト出力する。
【0159】
次に、故障モード選択手段で制御系の故障推定を選択し、ノード推定手段52で制御系の故障推定を行う。
【0160】
テストパターンからclkは“p”であり、読み出しノードにclkは存在しないので、各遷移状態では、ノードI1は“p”と設定する。
【0161】
ここでI2、“ST0”、“ST1”、“ST2”、X2、X3、X4、X6、X8、X9、X10、A1、A2、A3、O1の各ノードは、設計言語を決定グラフに変換する際に発生したノードであるため、故障候補として抽出しない。
【0162】
まず、データ系には故障は存在しないと仮定して、データ系を推定する。正常出力ノードO1、O2から各ノードの出力値を決定する。テストパターンV2が終了する時に遷移状態は“0”であるから、O1を“ST0”に設定する。
【0163】
O1の出力値からA1の出力値が“0”となり、X4が“1”、I2が“ST2”、X3が“0”、X8が“0”が決まる。X8の値からX1もしくはX2が“0”と推定される。X1を“0”と仮定する。
【0164】
I1は“p”であり、信号が変化しているから、X1は“1”であるが矛盾が起こる。そのためX1==“1”、X2==“0”と仮定する。この場合は矛盾は起こらない。
【0165】
A2は、“−1”、“0”、“1”のいずれかの値を取る。A2==“1”と仮定すると、X9==“1”と推定されるが、X3==“0”であり矛盾する。
【0166】
A2==“0”と仮定すると、X10==“1”と推定されるが、X3==“0”であり矛盾する。
【0167】
A2==“−1”と仮定すると、X9==“0”、X10==“0”、X5==“x”、X6==“x”、I3==“xxxx”、X7==“xxxx”、O2==“xxxx”と推定され、矛盾は起こらない。
【0168】
次にフェイル出力ポートを起点に各ノードを推定する。テスト結果からフェイル出力ポートO3==“0000”である。X4==“1”であり、X4およびA3は故障候補とではないため、A3==“0”であり、I4==“0000”が推定される。故障個所推定情報として、O3、I4を登録する。
【0169】
以上で、状態no1におけるノードテーブルが作成される。
【0170】
状態no1のI2==“ST2”であるから、O1を“ST2”に設定し、状態no2の推定を行う。O1==“ST2”であるから、A1==“2”、X3==“1”、I2==“ST1”、X4==“0”、X8==“0”が決まる。
【0171】
状態no1の時と同様にして、X1==“1”、X2==“0”が決まる。A3==“−1”、O3==“xxxx”、I4==“xxxx”が決まる。
【0172】
次にフェイル出力ポートを起点に各ノードを推定する。状態no1のI4の値から、フェイル推定出力ポートO2==“0000”である。A2は“−1”、“0”、“1”のいつれかの値を取る。
【0173】
A2==“−1”と仮定すると、制御系のノードは、X9==“0”、X10==“0”となる。X9==“0”から経路を遡ると、X5==“0”となる。
【0174】
X5から別の経路の出力方向に推定すると、X6==“1”、X10==“1”となり、X9==“0”、X10==“0”が同時に成立しない。
【0175】
一方、X10==“0”から経路を遡ると、X6==“0”、X5==“1”となる。X5から別の経路の出力方向に推定すると、X9==“1”となり、X9==“0”、X10==“0”が同時に成立しない。すなわち、A2==“−1”ではない。
【0176】
A2==“0”と仮定すると、データ系のノードはX7==“0000”、I3==“1111”となる。
【0177】
制御系のノードは、X9==“0”、X10==“1”、X6==“1”、X5==“0”となる。I3==“1111”からX5==“0”が矛盾し、出力パターンを満たす入力パターンが存在しないため、故障個所推定情報として、O2、X5を登録する。図11に示すノードテーブルを得る。
【0178】
一方、A2==“1”と仮定すると、O2の入力はノード“0000”であり、データ系のノードは矛盾なく成立する。
【0179】
制御系のノードは、X9==“1”、X10==“0”、X6==“0”、X5==“1”、I3==“1111”となる。故障個所推定情報として、O2、I3を登録する。
【0180】
以上で状態no2におけるノードテーブルが作成される。
【0181】
状態no2のI2==“ST1”であるから、O1を“ST1”に設定し、状態no3の推定を行う。
【0182】
O1==“ST1”であるから、X8==“1”、X1==“1”、X2==“1”、X3==“0”、X4==“0”、I2==“ST0”が決まる。A3==“−1”、O3==“xxxx”、I4==“xxxx”が決まる。
【0183】
X9==“0”、X10==“0”、A2==“−1”、O2==“xxxx”が決まる。X5=“x”、X6==“x”が決まる。
【0184】
I3は、状態no2とno3で値が更新されないので、故障個所推定情報としてI3を登録する。
【0185】
以上で状態no3におけるノードテーブルが作成される。図12に示すノードテーブルを得る。
【0186】
終了判定手段で制御系の故障個所推定が終了したので、故障候補出力手段にて、遷移状態ST2におけるO3、I4、遷移状態ST1における、O2、I3、X5、遷移状態ST0におけるI3をリスト出力する。
【0187】
上記処理をテストパターン毎に施し、テストパターン毎に故障個所推定を行い、カウンター回路の故障個所推定を終了する。
【0188】
次にフェイル抽出装置2で、カウンター回路のフェイル伝搬推定情報により、フェイル推定出力ポート“out”を有するフェイル推定回路ブロックを抽出し、故障個所を推定する。フェイル推定出力ポート“out”を有する推定回路ブロックがなければ、全ての処理を終了する。
【0189】
また、故障個所推定装置5におけるノード推定手段は、各ノードの出力推定をする際に、前記ノードの値が多ビットの場合は、推定可能なビットの値のみを推定しても良い。
【0190】
図13は、本発明の論理回路の故障診断方法の処理手順を示すフローチャートである。
【0191】
図13を参照すると、論理回路の故障診断方法は、処理ステップ1として、論理回路を設計言語で回路ブロック単位に機能記述した記述情報、フェイル情報およびフェイル伝搬推定情報により、フェイル出力ポートおよびフェイル推定出力ポートを有するフェイル推定回路ブロックを抽出するフェイル抽出工程S21を有する。
【0192】
また、処理ステップ2として、記述情報により、フェイル推定回路ブロックの処理順序に従って複数の状態を持つ状態遷移表を作成し、状態遷移表をもとに入力ノード、演算子で構成される操作ノード、複数の入力値の組から1つの出力値を選択する選択ノードおよび出力ノードと各ノードの結線とにより、データフロー表示して全条件に対する動作を決定する決定グラフを作成する変換工程S22を有する。
【0193】
さらに、処理ステップ3として、決定グラフを用いて、期待値を算出する期待値算出工程S23を有する。
【0194】
期待値算出工程S23は、図示しないが以下の2工程を含む。すなわち、状態が遷移するごとに、入力ノード、操作ノード、選択ノードおよび出力ノードの出力値を算出して、ノード名と算出値の組で構成されるノードテーブルを作成するノード期待値取得工程と、ノードテーブルから論理回路の出力値を抽出する出力値抽出工程とを有する。
【0195】
さらにまた、処理ステップ4として、故障箇所を推定する故障箇所推定工程S24を有する。故障箇所推定工程S24は、データ系故障と制御系故障とを別々に想定しながら故障個所を推定する故障モード選択工程(不図示)と、フェイル出力ポートおよび前記フェイル推定出力ポートに対応したノードを起点として、フェイルベクタに基づき各ノードの出力推定および期待値比較により各ノードのフェイル推定を入力方向に行い、フェイル伝搬経路を推定するノード推定工程(不図示)と、このフェイル伝搬経路のノードの情報を故障個所推定情報として登録する推定情報登録工程(不図示)とからなる工程S25と、出力ポートにフェイルを伝搬する可能性のある全ての組み合わせを算出するまで、これらの処理を繰り返す終了判定工程S26と、前述した故障個所推定情報をリスト出力する故障候補出力工程S27とを有する。
【0196】
変換工程S22は、図示しないが以下の諸工程を含む。すなわち、処理ステップ1として、論理回路の処理を複数の遷移状態に分割し、現状態、状態遷移条件、次状態および動作で構成される状態遷移表を作成する工程を有する。
【0197】
処理ステップ2として、状態遷移表に記述された入力ポート、状態の変数または値を読み出す処理を入力ノードとして設定し、演算子の処理を操作ノードとして設定し、出力ポート、状態変数または値を書き込む処理を出力ノードとして設定し、入力ノードと操作ノードとをデータフローとして接続することで状態を計算する制御パートを作成し、状態の結果をTRUE/FALSEの2値で与え、また、入力ノードと操作ノードとをデータフローとして接続することで出力値を計算するデータパートを作成し、前記状態の結果において、与えられた組の中からTRUE状態に対応した一つの前記出力値を選択し、その値を出力ノードに選択出力するための選択ノードを設定する工程を有する。
【0198】
変換工程S22は、これらの処理ステップ1および2により、決定グラフを作成する。
【0199】
また、期待値算出工程S23におけるノード期待値取得工程は、図示しないが以下の諸工程を含む。すなわち、処理ステップ1として、テストパターンもしくは一つ前の状態の出力パターンを読み込み、入力ノードを設定する入力パターン読み込み工程を有する。
【0200】
処理ステップ2として、全入力値が設定され、かつ出力値が未設定の操作ノードを抽出する操作ノード抽出工程を有する。
【0201】
処理ステップ3として、抽出された操作ノードに対して、入力値をもとに出力値を算出する操作ノード設定工程を有する。
【0202】
処理ステップ4として、全操作ノードの設定が完了したか否かを判定し、完了していなければ操作ノード抽出工程へ戻り、完了していれば次の工程へ行く操作ノード判定工程を有する。
【0203】
処理ステップ5として、選択ノードの出力値を算出する選択ノード設定工程と、処理ステップ6として、出力ノードの出力値を算出する出力ノード設定工程を有する。
【0204】
処理ステップ7として、次状態が有り、かつ次状態が最初の遷移状態でなければ次状態の入力パターン読み込み工程へ行き、次状態が無い、もしくは次状態が最初の遷移状態であれば、処理を終了する状態判定工程を有する。
【0205】
ノード期待値取得工程は上述した処理ステップ1〜7により、各ノードの出力値を算出して、ノード名と算出値の組で構成されるノードテーブルを作成する。
【0206】
また、期待値算出工程S23における出力値抽出工程は、ノード期待値取得工程で作成したノードテーブルから、テストパターンごとの最終状態における出力ポートの出力値を抽出する工程により、論理回路の出力値を抽出する。
【0207】
また、故障個所推定工程S24におけるノード推定工程は、各ノードの出力推定をする際に、ノードの値が多ビットの場合は、推定可能なビットの値のみを推定する。
【0208】
本発明において、処理手順S21〜S24の各処理は、論理回路の故障診断装置を構成するコンピュータでプログラムを実行することで、その処理が実現される。このプログラムを記録したコンピュータで機械読み取り可能な記録媒体(例えば、磁気ディスク、光ディスク、半導体メモリ、その他の任意の記録媒体)から、該プログラムを論理回路の故障診断装置に読み取り、主記憶にロードして実行することで、本発明を実施することができる。あるいはプログラムを記録した記録媒体を備えたサーバ等から通信回線を介してプログラムを論理回路の故障診断装置のコンピュータにダウンロードするようにしてもよい。このように記録媒体を用いることで、プログラムの管理が容易となる。
【0209】
本発明において、設計言語として、本実施例記載のVerilog−HDLのみならず、VHDL等のハードウェア記述言語、C言語などの、論理回路の構造あるいは動作を記述した言語を用いても良い。
【0210】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明による論理回路の故障診断装置、故障診断方法およびそのプログラムは、論理回路の構造あるいは動作を記述した設計言語から、フェイル推定回路ブロックを抽出し、抽出したフェイル推定回路ブロックごとに、決定グラフを作成し、データ系故障と制御系故障とを別々に想定しながら、決定グラフを用いたフェイル伝搬経路推定を行うことで、機能レベルでデータ系と制御系の故障個所を推定することができるので、大規模化、多層配線化する論理回路に対して、期待値の算出および故障個所の推定の効率向上に寄与するという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の論理回路の故障診断装置のシステム構成を示すブロック図である。
【図2】論理回路のVerilog−HDL記述例である。
【図3】本発明の一実施の形態における状態遷移表である。
【図4】本発明の一実施の形態における決定グラフである。
【図5】本発明のノード期待値取得手段における処理順序を示すフローチャートである。
【図6】本発明の一実施の形態におけるノードテーブルである。
【図7】本発明の一実施の形態におけるテスト結果である。
【図8】本発明の一実施の形態における他の例のノードテーブルである。
【図9】本発明の一実施の形態におけるデータ系故障を想定した場合のノード推定結果である。
【図10】本発明の一実施の形態における他の例のデータ系故障を想定した場合のノード推定結果である。
【図11】本発明の一実施の形態における制御系故障を想定した場合のノード推定結果である。
【図12】本発明の一実施の形態における他の例の制御系故障を想定した場合のノード推定結果である。
【図13】本発明の論理回路の故障診断方法の処理手順を示すフローチャートである。
【図14】従来の論理回路の故障箇所推定方法の概要処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
1 入力装置
2 フェイル抽出装置
3 変換装置
4 期待値算出装置
5 故障個所推定装置
6 記憶装置
7 出力装置
41 ノード期待値取得手段
42 出力値抽出手段
51 故障モード選択手段
52 ノード推定手段
53 推定情報登録手段
54 終了判定手段
55 故障候補出力手段
Claims (25)
- 論理回路の構造あるいは動作を設計言語で回路ブロック単位に機能記述した記述情報から、フェイル抽出装置により抽出したフェイル推定出力ポートを有するフェイル推定回路ブロックごとに作成した状態遷移表に基づき、入力ノード、演算子で構成される操作ノード、複数の入力値の組から1つの出力値を選択する選択ノードおよび出力ノードとこれらの各ノードの結線を行い、表示手段にデータフロー表示して前記各ノードに対する動作を決定する決定グラフを作成し、データ系故障と制御系故障とを別々に想定しながら、前記決定グラフを用いたフェイル伝搬経路推定を行うことで、機能レベルでデータ系と制御系の故障個所を推定する機能を有することを特徴とする論理回路の故障診断装置。
- 論理回路のテスト結果から取得されたフェイル情報に基づき前記論理回路の故障個所を推定する論理回路の故障診断装置において、入力装置と、前記論理回路を設計言語で回路ブロック単位に機能記述した記述情報、前記フェイル情報およびフェイル伝搬推定情報により、フェイル出力ポートおよびフェイル推定出力ポートを有するフェイル推定回路ブロックを抽出するフェイル抽出装置と、前記記述情報を基に前記フェイル推定回路ブロックの処理順序に従って複数の状態を持つ状態遷移表を作成し、前記状態遷移表を基に、入力ノード、演算子で構成される操作ノード、複数の入力値の組から1つの出力値を選択する選択ノードおよび出力ノードと前記各ノードの結線とを行うとともにデータフロー表示して全条件に対する動作を決定するための決定グラフを作成する変換装置と、前記論理回路の期待値を算出する期待値算出装置と、前記論理回路の故障個所を推定する故障個所推定装置と、前記装置それぞれの情報を記憶する記憶装置と、前記故障個所推定装置の出力データを表示する出力装置とを備えることを特徴とする論理回路の故障診断装置。
- 前記設計言語は、論理回路の構造あるいは動作を記述した言語である請求項2記載の論理回路の故障診断装置。
- 前記変換装置は、前記論理回路の処理を複数の遷移状態に分割し、現状態、状態遷移条件、次状態および動作の各項目で構成される状態遷移表を作成する手段と、前記状態遷移表に記述された入力ポート、状態変数または数値を読み出す処理を入力ノードとして設定し、演算子の処理を操作ノードとして設定し、出力ポート、前記状態変数または前記数値を書き込む処理を出力ノードとして設定し、前記入力ノードおよび前記操作ノードをデータフローとして接続することで状態を計算する制御パートを作成し、作成した前記状態の結果をTRUE/FALSEの2値で与え、かつ、前記入力ノードおよび前記操作ノードを前記データフローとして接続することで出力値を計算するデータパートを作成し、前記状態の結果に応じて、与えられた組の中から前記TRUEの状態に対応した一つの前記出力値を出力ノードに選択出力するための選択ノードを設定する手段とを有する請求項2記載の論理回路の故障診断装置。
- 前記期待値算出装置は、前記決定グラフに基づき、状態が遷移するごとに、前記入力ノード、前記操作ノード、前記選択ノードおよび前記出力ノードの出力値を算出して、ノード名および算出値の組で構成されるノードテーブルを作成するノード期待値取得手段と、前記ノードテーブルから前記論理回路の出力値を抽出する出力値抽出手段とを有する請求項2記載の論理回路の故障診断装置。
- 前記期待値算出装置におけるノード期待値取得手段は、テストパターンもしくは一つ前の状態の出力パターンを読み込み、前記入力ノードを設定する入力パターン読み込み手段と、全入力値が設定され、かつ出力値が未設定の操作ノードを抽出する操作ノード抽出手段と、抽出された前記操作ノードに対して、入力値をもとに出力値を算出する操作ノード設定手段と、全操作ノードの設定が完了したか否かを判定し、完了していなければ操作ノード抽出手段へ戻り、完了していれば次の手段へ進む操作ノード判定手段と、選択ノードの出力値を算出する選択ノード設定手段と、前記出力ノードの出力値を算出する出力ノード設定手段と、次状態が有り、かつ次状態が最初の遷移状態でなければ次状態の前記入力パターン読み込み手段へ行き、次状態が無いか、もしくは次状態が最初の遷移状態であれば、処理を終了する状態判定手段とを有する請求項5記載の論理回路の故障診断装置。
- 前記期待値算出装置における出力値抽出手段は、前記ノード期待値取得手段で作成したノードテーブルから、テストパターンごとの最終状態における出力ポートの出力値を抽出する手段により、前記論理回路の出力値を抽出する機能を有する請求項5記載の論理回路の故障診断装置。
- 前記故障個所推定装置は、制御系故障とデータ系故障とを別々に想定しながら故障個所を推定する故障モード選択手段と、前記フェイル出力ポートおよび前記フェイル推定出力ポートに対応したノードを起点として、フェイルベクタに基づき各ノードの出力推定および期待値比較により各ノードのフェイル推定を入力方向に行い、フェイル伝搬経路を推定するノード推定手段と、このフェイル伝搬経路のノードの情報を故障個所推定情報として登録する推定情報登録手段と、出力ポートにフェイルを伝搬する可能性のある全ての組み合わせを算出するまで、これらの処理を繰り返す終了判定手段と、前記故障個所推定情報をリスト出力する故障候補出力手段とを有する請求項2記載の論理回路の故障診断装置。
- 前記故障個所推装置における前記ノード推定手段は、各ノードの出力推定をする際に、前記ノードの値が多ビットの場合は、推定可能なビットの値のみを推定する機能を有する請求項2記載の論理回路の故障診断装置。
- 論理回路のテスト結果から取得されたフェイル情報に基づき前記論理回路の故障個所を推定する論理回路の故障診断方法において、前記論理回路を設計言語で回路ブロック単位に機能記述した記述情報、前記フェイル情報およびフェイル伝搬推定情報により、フェイル出力ポートおよびフェイル推定出力ポートを有するフェイル推定回路ブロックを抽出するフェイル抽出工程と、前記記述情報により、前記フェイル推定回路ブロックの処理順序に従って複数の状態を持つ状態遷移表を作成し、前記状態遷移表を基に入力ノード、演算子で構成される操作ノード、複数の入力値の組から1つの出力値を選択する選択ノードおよび出力ノードと前記各ノードの結線とを行うとともに、データフロー表示して全条件に対する動作を決定する決定グラフを作成する変換工程と、前記論理回路の期待値を算出する期待値算出工程と、故障個所を推定する故障個所推定工程とを有することを特徴とする論理回路の故障診断方法。
- 前記設計言語は、論理回路の構造あるいは動作を記述した言語である請求項10記載の論理回路の故障診断方法。
- 前記変換工程は、前記論理回路の処理を複数の遷移状態に分割し、現状態、状態遷移条件、次状態および動作の各項目で構成される状態遷移表を作成する工程と、
前記状態遷移表に記述された入力ポート、状態変数または数値を読み出す処理を入力ノードとして設定し、演算子の処理を操作ノードとして設定し、出力ポート、前記状態変数または前記数値を書き込む処理を出力ノードとして設定し、前記入力ノードと前記操作ノードとをデータフローとして接続することで状態を計算する制御パートを作成し、作成した前記状態の結果をTRUE/FALSEの2値で与え、かつ、前記入力ノードおよび前記操作ノードをデータフローとして接続することで出力値を計算するデータパートを作成し、前記状態の結果において、与えられた組の中から前記TRUE状態に対応した一つの前記出力値を出力ノードに選択出力するための選択ノードを設定する工程とを有する請求項10記載の論理回路の故障診断方法。 - 前記期待値算出工程は、前記決定グラフを用いて、状態が遷移するごとに、前記入力ノード、前記操作ノード、前記選択ノードおよび前記出力ノードの出力値を算出して、ノード名および算出値の組で構成されるノードテーブルを作成するノード期待値取得工程と、前記ノードテーブルから前記論理回路の出力値を抽出する出力値抽出工程とを有する請求項10記載の論理回路の故障診断方法。
- 前記期待値算出工程におけるノード期待値取得工程は、テストパターンもしくは一つ前の状態の出力パターンを読み込み、前記入力ノードを設定する入力パターン読み込み工程と、全入力値が設定され、かつ出力値が未設定の操作ノードを抽出する操作ノード抽出工程と、
抽出された前記操作ノードに対して、入力値をもとに出力値を算出する操作ノード設定工程と、
全操作ノードの設定が完了したか否かを判定し、完了していなければ操作ノード抽出工程へ戻り、完了していれば次の工程へ行く操作ノード判定工程と、
選択ノードの出力値を算出する選択ノード設定工程と、前記出力ノードの出力値を算出する出力ノード設定工程と、
次状態が有り、かつ次状態が最初の遷移状態でなければ次状態の前記入力パターン読み込み工程へ行き、次状態が無いか、もしくは次状態が最初の遷移状態であれば、処理を終了する状態判定工程とを有する請求項13記載の論理回路の故障診断方法。 - 前記期待値算出処理工程における出力値抽出工程は、前記ノード期待値取得工程で作成したノードテーブルから、テストパターンごとの最終状態における出力ポートの出力値を抽出する工程により、前記論理回路の出力値を抽出する請求項13記載の論理回路の故障診断方法。
- 前記故障個所推定工程は、制御系故障とデータ系故障とを別々に想定しながら故障個所を推定する故障モード選択工程と、
前記フェイル出力ポートおよび前記フェイル推定出力ポートに対応したノードを起点として、フェイルベクタに基づき各ノードの出力推定および期待値比較により各ノードのフェイル推定を入力方向に行い、フェイル伝搬経路を推定するノード推定工程と、
このフェイル伝搬経路のノードの情報を故障個所推定情報として登録する推定情報登録工程と、
出力ポートにフェイルを伝搬する可能性のある全ての組み合わせを算出するまで、これらの処理を繰り返す終了判定工程と、前記故障個所推定情報をリスト出力する故障候補出力工程とを有する請求項10記載の論理回路の故障診断方法。 - 前記故障個所推定工程におけるノード推定工程は、各ノードの出力推定をする際に、前記ノードの値が多ビットの場合は、推定可能なビットの値のみを推定する請求項16記載の論理回路の故障診断方法。
- 論理回路のテスト結果から取得されたフェイル情報に基づき前記論理回路の故障個所を推定する論理回路の故障診断方法において、前記論理回路を設計言語で回路ブロック単位に機能記述した記述情報、前記フェイル情報およびフェイル伝搬推定情報により、フェイル出力ポートおよびフェイル推定出力ポートを有するフェイル推定回路ブロックを抽出するフェイル抽出工程と、前記記述情報により、前記フェイル推定回路ブロックの処理順序に従って複数の状態を持つ状態遷移表を作成し、前記状態遷移表を基に入力ノード、演算子で構成される操作ノード、複数の入力値の組から1つの出力値を選択する選択ノードおよび出力ノードと前記各ノードの結線とを行うとともに、データフロー表示して全条件に対する動作を決定する決定グラフを作成する変換工程と、
前記論理回路の期待値を算出する期待値算出工程と、故障個所を推定する故障個所推定工程とをコンピュータに実行させるためのプログラム。 - 前記設計言語は、論理回路の構造あるいは動作を記述した言語である請求項18記載のプログラム。
- 前記変換工程は、前記論理回路の処理を複数の遷移状態に分割し、現状態、状態遷移条件、次状態および動作の各項目で構成される状態遷移表を作成する工程と、
前記状態遷移表に記述された入力ポート、状態変数または数値を読み出す処理を入力ノードとして設定し、演算子の処理を操作ノードとして設定し、出力ポート、前記状態変数または前記数値を書き込む処理を出力ノードとして設定し、前記入力ノードと前記操作ノードとをデータフローとして接続することで状態を計算する制御パートを作成し、作成した前記状態の結果をTRUE/FALSEの2値で与え、かつ、前記入力ノードおよび前記操作ノードをデータフローとして接続することで出力値を計算するデータパートを作成し、前記状態の結果において、与えられた組の中から前記TRUE状態に対応した一つの前記出力値を出力ノードに選択出力するための選択ノードを設定する工程とを有する請求項18記載のプログラム。 - 前記期待値算出工程は、前記決定グラフを用いて、状態が遷移するごとに、前記入力ノード、前記操作ノード、前記選択ノードおよび前記出力ノードの出力値を算出して、ノード名および算出値の組で構成されるノードテーブルを作成するノード期待値取得工程と、前記ノードテーブルから前記論理回路の出力値を抽出する出力値抽出工程とを有する請求項18記載のプログラム。
- 前記期待値算出工程におけるノード期待値取得工程は、テストパターンもしくは一つ前の状態の出力パターンを読み込み、前記入力ノードを設定する入力パターン読み込み工程と、全入力値が設定され、かつ出力値が未設定の操作ノードを抽出する操作ノード抽出工程と、抽出された前記操作ノードに対して、入力値をもとに出力値を算出する操作ノード設定工程と、全操作ノードの設定が完了したか否かを判定し、完了していなければ操作ノード抽出工程へ戻り、完了していれば次の工程へ行く操作ノード判定工程と、選択ノードの出力値を算出する選択ノード設定工程と、前記出力ノードの出力値を算出する出力ノード設定工程と、次状態が有り、かつ次状態が最初の遷移状態でなければ次状態の前記入力パターン読み込み工程へ行き、次状態が無いか、もしくは次状態が最初の遷移状態であれば、処理を終了する状態判定工程とを有する請求項21記載のプログラム。
- 前記期待値算出処理工程における出力値抽出工程は、前記ノード期待値取得工程で作成したノードテーブルから、テストパターンごとの最終状態における出力ポートの出力値を抽出する工程により、前記論理回路の出力値を抽出する請求項21記載のプログラム。
- 前記故障個所推定工程は、制御系故障とデータ系故障とを別々に想定しながら故障個所を推定する故障モード選択工程と、前記フェイル出力ポートおよび前記フェイル推定出力ポートに対応したノードを起点として、フェイルベクタに基づき各ノードの出力推定および期待値比較により各ノードのフェイル推定を入力方向に行い、フェイル伝搬経路を推定するノード推定工程と、このフェイル伝搬経路のノードの情報を故障個所推定情報として登録する推定情報登録工程と、出力ポートにフェイルを伝搬する可能性のある全ての組み合わせを算出するまで、これらの処理を繰り返す終了判定工程と、前記故障個所推定情報をリスト出力する故障候補出力工程とを有する請求項18記載のプログラム。
- 前記故障個所推定工程におけるノード推定工程は、各ノードの出力推定をする際に、前記ノードの値が多ビットの場合は、推定可能なビットの値のみを推定する請求項24記載のプログラム。
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