JPH01298733A - 自走機能内蔵集積回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概　要〕 ＬＳＩ等の集積回路の内部論理回路群を、バーンイン試
験時にランダムに動作させて内部発熱を生じさせる自走
機能内蔵集積回路に関し、集積回路を本来の論理回路動
作に有効に使用可能にし、試験時の信号を簡単化して外
部回路の簡単化と高信頼度化を可能にし、試験時に集積
回路を確実に動作させて内部発熱を生じさせ、試験の信
頼性を向上させること等を目的とし、集積回路の内部論
理回路群を各ＦＦ回路に供給するクロックを利用してバ
ーンイン試験時にラングｌ、に動作させて内部発熱を生
じさせる自走機能内蔵集積回路であって、集積回路のシ
ステム動作モード及び試験モードに対応した選択制御信
号を発生する手段と、各ＦＦ回路毎に設けられ、前記選
択制御信号を受けて、システム動作時はＦＦ回路の出力
を選択し、試験モード時はクロック同期信号を選択して
対応する論理回路に供給する手段を設けるように構成す
る。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、ＬＳＩ等の集積回路の内部論理回路群を、そ
のフリップフロップ回路（以下ＦＦ回路という）に供給
するクロックを利用してバーンイン試験時にランダムに
動作させて内部発熱を生じさせる自走機能内蔵集積回路
に関する。

〔従来の技術〕

ＬＳＩ等の集積回路が製造されると、その実際の使用に
先立って特性の安定化を図り、初期不良を取り除くため
の試験が行われる。この場合、試験時間を短縮するため
に、高温環境及び通電状態下で試験をするバーンイン試
験（ｂｕｒｎ−ｉｎ　ｔｅｓｔ）が行われる。これは、
集積回路に熱ストレスを与えて試験する加速度試験であ
る。

熱ストレスとしては、恒温装置等により集積回路周辺の
温度を上げ、かつ、集積回路内部の温度を上げることが
有効である。この場合、集積回路内の論理回路群中、バ
イポーラ系デバイス（例えば、ＥＣＴ、ＴＴＬ回等）に
ついては、電源電圧を印加するだけの静的動作でその導
通電流により内部発熱が生じさせることができる。しか
しながら、ＣＭ　ＯＳ系デバイス（ＣＭＯ３回路、Ｂｉ
−ＣＭＯ３回路等）は、静的状態では導通電流が殆んど
存在しないというその回路特性からスイッチング動作を
行わない限り、内部発熱は生じない。

このた必、ＣＭＯ３系デバイスに対してバーンイン試験
を行う場合、集積回路に外部回路を付加し、集積回路に
所定のクロｌりやタイミング信号、試験用のデータ信号
等を供給して各デバイスをスイッチングさせるダイナミ
ック動作により内部発熱を生じさせる手法が採られてい
る。

一方、集積回路においては、集積規模が大きくなるほど
試験用のデータは膨大なものとなり、また人出力ピン数
も限ろれているために、試験用データの作成やその人出
力が困難となって（る。これを解決し高集積度集積回路
の機能試験を容易化し且つ自動化するために、ＬＳＩや
超ＬＳＩ等の高集積度の集積回路の試験においては、各
種のスキャンシステムが採用されている。

スキャンシステムでは、スキャンインバスを通して論理
回路群の各ＦＦ回路に外部より直接に試験用データをセ
ットし、必要なりロックで歩進して集積回路の論理回路
群を動作させ、その結果をスキャンアウトバスを経由し
て取り出し、その出力結果をチエツクすることにより試
験が行われる。

このスキャンシステムを用いたバーンイン試験方式にお
いては、更に試験用のクロックの供給を確実にし、かつ
、クロック供給用の外部回路を不要にするために、集積
回路内に内部発振器を設けて各ＦＦ回路に対するクロッ
クの供給を行い、内部発熱を実現する方式も行われてい
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

集積回路に熱ストレスを与えて加速度試験をするバーン
イン試験においては、集積回路に内部発熱を生じさせる
ためにその論理回路を作動させる方法として、従来は前
述のように、■集積回路に試験用の外部回路を付加し、
集積回路に試験用データ及びクロックを供給してその内
部論理回路群を作動させることにより内部発熱を生じさ
せる方法、■スキャンシステムにより集積回路を作動さ
せて内部発熱を生じさせる方法があった。

■の方法は、集積回路の内部に試験用の特別の構造を設
ける必要はないという利点があるが、反面、試験用の外
部回路を必要とすること、外部回路からの多種類の各入
力の中に障害があると正しい試験結果が得られず、また
外部回路の正常性のチエツクが困難のため、試験の信頼
性を高めることが容易でないという問題があった。

■の方式は、人力の種類は少ないので外部回路の信頼性
は特に問題とならない利点、特に発振器を内蔵するもの
は外部回路を必要としない利点があるが、反面、スキャ
ンを行うための余分の構成を必要とするため（例えばス
キャンＦＦと通常ＦＦのゲート比は約１．３：ｌ程度で
ある）、集積回路の本来の論理回路動作に使用する有効
部分が減少すること、このため集積度の低い集積回路に
は不適当であるという問題があった。

本発明は、集積回路をその本来の論理回路動作に有効に
使用可能にし、試験時の信号を簡単化して試験時に付加
される外部回路の構成の簡単化と高信頼度化を可能にし
、試験時に集積回路を確実に動作させて内部発熱を生じ
させることにより試験の信頼性を向上させ、小規模集積
回路にも適用可能な自走機能内蔵集積回路を提供するこ
とを目的とする。

〔課題を解決するだめの手段〕

前述の課題を解決するために本発明が採用した手段を、
第１図を参照して説明する。第１図は、本発明の基本構
成をブロック図で示′したものである。

第１図において、１０は集積回路で、内部にフリップフ
ロップ回路（ＦＦ回路、１１１．１１２等）及び組合せ
回路（１２，，１２□等）等の論理回路群を有している
。なお、第１図の論理回路群の構成は、その−例を示し
たものである。端子りは、各ＦＦ回路１１＋へのデータ
入力端子である。

１：Ｌ　　（！＝ｌ〜ｎ）は出力選択制御回路で、各Ｆ
Ｆ回路１２＋　　（ｉ＝ｌ−ｎ）毎に設けられ、対応す
るＦＦ回路１２１からの出力及びクロック（ＣＫで示す
）に同期したクロック同期信号を受け、選択制御信号発
生回路１４からの選択制御信号に従って、システム動作
モード時は対応するＦＦ回路１１１の出力を選択制御し
、試験モード時はクロック同期信号を選択制御して対応
する論理回路に供給する処理を行う。

選択制御信号発生回路１４は、集積回路１０の動作を設
定するモード設定信号を受け、通常のシステム動作モー
ド及び試験モードの各モード設定信号状態に対応した選
択制御信号を発生して、各出力選択制御回路１３ｉ　　
（ｉ＝ｌ−ｎ）に供給する処理を行う。

１５はクロック同期信号発生回路で、外部からクロック
を受け、クロックに同期した各種のクロック同期信号を
発生して、各ＦＦ回路１１＋　　（］＝１〜ｎ）及び出
力選択制御回路ＬＬ　　（ｉ＝１〜ｎ）に供給する処理
を行う。

〔作　用〕

まず、集積回路ｌＯに本来の論理回路動作を行わせる場
合は、通常のシステム動作を行うシステム動作モード時
のモード設定信号に設定されるとともに、タロツク及び
データが集積回路ＩＯに人力される。

このとき、選択制御信号発生回路１４は、ＦＦ回路１１
＋の出力を選択する選択制御信号を発生して各ＦＦ回路
１１．　（ｌ＝ｌ−ｎ）の出力選択制御回路１３＋　に
供給する。また、クロック同期信号発生回路１５は、ク
ロックＣＫを受け、クロックＣＫ−１ご同期した各種の
クロック同期信号を発生して、各ＦＦ回路１１＋及び出
力選択制御回路１３ムに供給する。

出力選択制御回路１３＋　は、この選択制御信号を受け
ると、対応するＦＦ回路１１＋　の出力を選択して所定
の論理回路に供給する。

これにより、集積回路１０内の各ＦＦ回路１１１　（ｌ
＝１〜ｎ）及び各論理回路１２ｊ　（Ｊ＝１〜ｍ）等の
論理回路群は、外部からのクロックＣＫ及びデータ人力
を受けて、その本来の論理回路動作を行う。

次に集積回路１０をバーンイン試験する場合は、モード
設定信号は試験モードに対応した状態に設定される。

このとき、選択制御信号発生回路１４は、クロック入力
を選択する選択制御信号を発生して各ＦＦ回路１１１　
い−１〜ｎ）の出力選択制御回路１３、に供給する。ま
た、クロック同期信号発生回路１５はクロックＣＫを受
け、クロックＣＫに同期した各種のクロック同期信号を
発生して、各ＦＦ回路１１＋及び出力選択制御回路１３
＋　に供給する。一方、集積回路のＤ端子にはデータは
人力されない。

出力選択制御回路１３、は、選択制御（８号発生回路１
４からの選択制御信号を受けると、クロック同期信号発
生回路１５からのクロック同期信号を選択制御して、対
応する所定の論理回路に供給する。

これにより、集積回路内の各論理回路１２Ｊ　（ｊ＝１
〜ｍ）は、対応する出力選択制御回路から入力されるク
ロック同期信号によりランダムな動作を行い、内部発熱
を生じる。

以上のようにして、スキャンシステムを用いることなく
簡単な選択制御信号発生回路及び出力選択制御部を付加
することにより集積回路のバーンイン試験が可能になる
ので、集積回路をその本来の論理回路動作のために有効
に使用することができる。

またバーンイン試験のために付加される外部回路はクロ
ック信号とモード設定信号の各発生回路で済み、従来の
試験時の外部回路のようにクロック以外の各種タイミン
グ信号や試験用のデータ入力を必要としないので、簡単
でかつ高信頼度のものとすることが可能となり、これに
より集積回路を確実に動作させて内部発熱を生じさせ、
試験の信頼性を向上させることができる。

更に、簡単な選択制御信号発生回路１４及び出力選択制
御部１３＋を付加するだけで、集積回路ｌＯを本来の論
理動作に有効に使用することが可能であるので、集積度
の比較的小さい小規模の集積回路にも使用することがで
きる。

〔実施例〕

本発明の実施例を、第２図及び第３図を参照して説明す
る。第２図は本発明の一実施例の構成の説明図、第３図
は同実施例に用いられるＦＦ回路、出力選択制御回路、
選択制御信号発生回路及びクロック同期信号発生回路の
各構成の説明図である。

（Ａ）実施例の構成 第２図及び第３図において、集積回路１０．ＦＦ回路１
１＋　　（＋＝１〜ｎ）、論理回路１２．（ｊ＝１〜ｍ
）、出力選択制御回路１３ｉ　　（ｉ＝１〜ｎ）、選択
制御信号発生回路１４及びクロック同期信号発生回路１
５．クロンクＣＫ、データ端子り等については、第１図
で説明したとおりである。

第３図のＦＦ回路１１　（各ＦＦ回路に共通する構成で
あるので、サフィックス“ｌ”の付加は省略し、特に区
別する必要がある場合にのみ付加するものとする、他の
構成についても同様である）は、公知のマスク・スレー
ブ型ＯＦＦである。すなわちマスク部分は、入力データ
を反転するインパーク１１１、反転入力データをタロツ
クＣＫ及び＊ＣＫでゲートするマスクトランスミッショ
ンゲート　（マスクＴＧで示す）１１２及び反転入力デ
ータをホールドするマスクラッチ１１３の直列回路で構
成される。マスクＴＧ１１２は、クロックＣＫでゲート
制御されるＰチャネルＭＯ３と反転クロック＊ＣＫでゲ
ート制御されるＮチャネルＭＯ３を並−Ｊｌ接続して構
成される。

スレーブ部分も、マスク部分と同様なスレーブ・トラン
スミッションゲート　（スレーブＴＧで示す）１１４、
スレーブラッチ１１５及びインバータ１１６の直列回路
で構成される。ただし、スレーブＴＧ１１４は、マスク
側のマスクＴＧ１１２とは逆に、そのＰチャネルＭ　Ｏ
Ｓは反転クロック＊ＣＫでゲート制御され、Ｎチャネル
ＭＯ５はクロックＣＫでゲート制御される。

次に、出力選択制御回路１３において、１３１はＦＦ回
路１１の出力をゲート制御する第１トランスミツシヨン
ゲート（第１ＴＧで示す）で、選択制御信号発生回路１
４から供給される反転バーイン制御信号＊ＴＢｉ　でゲ
ート制御されるＰチャネルＭＯ３と、同じく選択制御信
号発生回路１４から供給されるバーイン制御信号ＴＢ、
でゲート制御されるＮチャネルＭＯ８を並列接続して構
成される。

１３２はクロック同期信号発生回路１５からのクロック
同期信号ＣＫをゲート制御する第２トランスミツシヨン
ゲート　（第２ＴＧで示す）で、第１ＴＧ１３１と同様
に、ＰチャネルＭＯ３及びＮチャネルＭ　ＯＳを並列接
続して構成される。ただし、第２ＴＧ１３２は、第１Ｔ
Ｇ１３１とは逆に、そのＰチャネルＭＯ３はバーイン制
御信号ＴＢＩでゲート制御され、ＮチャネルＭＯ８は反
転バーイン制御（８号＊ＴＢｉ　でゲート制御される。

したがって、ＴＢム＝“１″で＊ＴＢ＋　＝“０″のと
きは、第１ＴＧ１３１がオン（開）、第２ＴＧ１３２が
オフ（閉）となってＦＦ回路１１からの信号が出力され
、ＴＢＩ　＝“０”で＊ＴＢｉ＝１のときは、第１ＴＧ
１３１がオフ（閉）、第２ＴＧ１３２がオン（開）とな
ってクロック同期信号ＣＫが出力される。

選択制御信号発生回路１４は、２個のインバータ１４１
及び１４２の直列回路で構成される。インバータ１４１
には、システム動作モード時は、モード設定信号として
バーンイン・オン信号（ＴＢＯＯＮ信号で示す）が入力
され、テストモード時は、モード設定信号としてＴＢｉ
ＯＮ信号を反転したバｉンイン・オフ信号（ＴＢｉＯＦ
Ｆ信号で示す）が人力される。インバータ１４１の出力
端からは、人力されたＴＢ、ＯＮ信号又はＴＢ。

ＯＦＦ信号を反転した反転バーンイン信号（＊ＴＢｌ　
）が選択制御信号として出力され、インバータ１４２の
出力端からは、人力されたＴＢＩ　ＯＮ信号又はＴＢＩ
　ＯＦＦ信号と同極性のバーンイン信号（ＴＢＩ）が選
択制御信号として出力される。

これらの各選択制御信号、すなわち反転バーンイン信号
＊ＴＢ、及びバーンイン信号ＴＢ、がＦ　Ｆ”回路１１
＋及び出力選択制御回路１３．に供給される。

クロック同期信号発生回路１５は、２個のインバータ１
５１及び１５２の直列回路で構成される。

インバータ１５１の出力端からは、人力されたり′ロッ
クＣＫを反転した反転クロック同期信号＊０Ｋが出力さ
れ、インバータ１５２の出力端からは入力クロックＣＫ
に同期したクロック同期信号（同じＣＫで示す）が出力
される。

（Ｂ）実施例の動作 実施例の動作を、集積回路１０に本来の論理動作を行わ
せる場合及びバーンイン試験を行う場合の各動作に分け
て説明する。

（１）本来の論理動作 集積回路１０に本来の論理動作を行わせる場合は、モー
ド設定はシステム動作モードに設定され、集積回路１０
の選択制御信号発生回路１４にＴＢ＋ＯＮ信号が人力さ
れる。また、り０７り同期信号発生回路１３にはクロッ
クＣＫが人力され、集積回路１０のデータ端子りにはデ
ータが入力される。

クロック同期信号発生回路１５は、クロ、り同期信号Ｃ
Ｋ及び反転クロック同期信号＊ＣＫを発生して、各ＦＦ
回路１１＋　　（ｉ＝１〜ｎ）及び出力選択制御部１３
ｔ　に供給する。

一方、選択制御信号発生回路１４は、ＴＢ＋ＯＮ信号が
人力されると、バーンイン信号ＴＢ、及び反転バーンイ
ン信号＊ＴＢ＋を発生し、ＴＢ。

を第１ＴＧ１３１のＮチャネルＭＯ３及び第２ＴＧ１３
２の、ＰチャネルＭＯ３に供給し、＊ＴＢ＋を第１ＴＧ
１３１のＰチャネルＭＯ３及び第２ＴＧ１３２のＮチャ
ネルＭＯ３に供給する。

システム動作時は、バーンイン信号ＴＢｉ　はオンであ
り、反転バーンイン信号＊　Ｔ　Ｂ　ｌ　はオフである
。したがって、各出力選択制御部１３１において、第１
ＴＧ１３１がオン（開）になり、第２ＴＧ　１３２がオ
フ（閉）になるので、各出力選択制御回路１３＋　は、
対応するＦＦ回路ｌｉｔの出力を選択して対応する所定
の論理回路に供給する。

これにより、集積回路１０内の各ＦＦ回路１１１　（ｌ
＝１〜ｎ）及び論理回路１２Ｊ　　（ｊ＝１〜ｍ）等の
論理回路群は、外部からのクロックＣＫ及びデータ人力
を受けて、その本来の論理回路動作を行う。

（２）バーンイン試験動作 集積回路１０をバーンイン試験する場合は、モード設定
は試験モードに設定され、選択制御信号発生回路１４に
ＴＢ、ＯＦＦ信号が人力される。

これに対し、クロック同期信号発生回路１５にはクロッ
クＣＫが入力されるが、集積回路１０のデータ端子りに
はデータは人力されない。

クロック同期信号発生回路１５は、システム動作モード
時と同様に、クロック同期信号ＣＫ及び反転クロック同
期信号＊ＣＫを発生して、各ＦＦ回路１１＋　　（ｉ＝
１〜ｎ）及び出力選択制御回路１３ｉ　に供給する。

一方、選択制御信号発生回路１４は、ＴＢｉ　ＯＦＦ信
号が入力されると、それに対応したバーンイン信号ＴＢ
、及び反転バーンイン信号＊ＴＢ。

を発生し、システム動作モード時と同様に、ＴＢ、を第
１ＴＧ１３１のＮチャネルＭＯ３及び第２ＴＧ１３２の
ＰチアネルＭＯ３に供給し、＊ＴＢ、を第１ＴＧ１３１
のＰチャネルＭＯ３及び第２ＴＧ　１３２のＮチャネル
ＭＯ３に供給する。

バーンイン試験時は、バーンイン信号Ｔ　Ｂ　ｔはオフ
であり、反転バーンイン信号＊ＴＢｌ　はオンである。

したがって、各出力選択制御回路１３゜において、第１
ＴＧ１３１がオフ（閉）になり、第２ＴＧ１３２がオン
（開）になるので、各出力選択制御回路１３　Ｉ　は、
クロック同期信号発生回路１５からのクロック同期信号
ＣＫを選択して対応する所定の論理回路に供給する。

これにより、各論理回路１２＞　　（ｊ＝１〜ｍ）は、
対応する出力選択制御回路から人力されるクロック同期
信号ＣＫによりランダムな動作を行い、内部発熱を生じ
てバーンインが行われる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば次の諸効果が得ら
れる。

（１）　　簡単な選択制御信号発生回路及び出力選択制
御部を付加することにより集積回路のバーンイン試験が
可能になるので、集積回路をその本来の論理回路動作の
ために有効に利用することができる。

（２）試験のために付加される外部回路はクロック信号
とモード設定信号の各発生回路でよいので、簡単でかつ
高信頼度のものとすることが可能となり、これにより集
積回路を確実に作動させて内部発熱を生じさせ、試験の
信頼性を向上させることができる。

（３）簡単な選択制御信号発生回路及び出力選択制御部
を付加するだけで集積回路を本来の論理回路動作に有効
に使用することが可能であるので、集積度の比較的小さ
い小規模集積回路にも適用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の基本構成の説明図、第２図は、本発
明の一実施例の構成の説明図、第３図は、同実施例に用
いられるフリップフロップ回路（ＦＦ回路）の構成の説
明図で ある。 第１図〜第３図において、 １０・・・集積回路、１１（１１，〜１１．．）・・・
フリップフロップ（ＦＦ）回路、１２（１２，〜１２１
）・・・論理回路、１３（１３，〜１３ｏ）・・・出力
選択制御回路、１４・・・選択制御信号発生回路、１５
・・・クロック同期信号発生回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、フリップフロップ回路（１１＿ｉ、ｉ＝１〜ｎ）の
   出力で動作する論理回路（１２＿ｊ、Ｊ＝１〜ｍ）を備
   えた集積回路の内部論理回路群を、各フリップフロップ
   回路（１１＿ｉ）に供給するクロックを利用してバーン
   イン試験時にランダムに動作させて内部発熱を生じさせ
   る自走機能を有する自走機能内蔵集積回路であって、 （Ａ）各フリップフロップ回路（１２＿ｉ）毎に設けら
   れ、対応するフリップフロップ回路（１２＿ｉ）からの
   出力及びクロックに同期したクロック同期信号を受け、
   選択制御信号発生回路（１４）からの選択制御信号に従
   って、システム動作モード時は対応するフリップフロッ
   プ回路（１１＿ｉ）の出力を選択制御し、試験モード時
   はクロック同期信号を選択制御して対応する論理回路に
   供給する出力選択制御回路（１３＿ｉ、ｉ＝１〜ｎ）と
   、 （Ｂ）集積回路（１０）の動作モードを設定するモード
   設定信号を受け、通常のシステム動作モード及び試験モ
   ードの各モード設定信号状態に対応した選択制御信号を
   発生して、各出力選択制御回路（１３＿ｉ、ｉ＝１〜ｎ
   ）に供給する選択制御信号発生回路（１４）、 を備えたことを特徴とする自走機能内蔵集積回路。