半導體裝置和設計裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明的各個實施例涉及半導體裝置和設計裝置。在壓縮掃描中，在不降低檢測效率的情況下，減少了測試步驟的數(shù)量。半導體裝置包括：一個或者多個掃描鏈，其中每個掃描鏈包括串聯(lián)連接的一個或者多個MMSFF；以及組合電路；并且半導體裝置可以在掃描移位操作與捕獲操作之間切換。MMSFF包括：MUX，該MUX選擇外部輸入的外部輸入測試信號和經由在相同掃描鏈中的前面級中的MMSFF輸入的移位測試信號中的一個；以及FF，該FF輸出外部輸入測試信號和移位測試信號中的已經被MUX選擇了的一個信號。
【專利說明】半導體裝置和設計裝置
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]本申請基于并且要求于2015年3月18日提交的日本專利申請2015-054607號的優(yōu)先權的權益，該專利申請的公開通過引用的方式全部并入本文。
技術領域
[0003]本發(fā)明涉及一種半導體裝置和設計裝置，并且涉及，例如，一種能夠執(zhí)行可變壓縮掃描測試的半導體裝置和一種用于該半導體裝置的設計裝置。
【背景技術】
[0004]測試LSI(大規(guī)模集成)的常見方法是掃描測試。在掃描測試中，由具有多路復用器(MUX)的、稱為掃描觸發(fā)器(FF)的FF，來替代在電路中的FF JUX通過掃描使能信號，在測試輸入與正常操作輸入之間切換。
[0005]在掃描測試時，將掃描FF彼此串聯(lián)連接，從而使得掃描FF作為可以由LSI的外部輸入/輸出端子控制的移位寄存器(這稱為“掃描鏈”)而操作。通過響應于掃描使能信號來對掃描鏈進行移位(該操作應該稱為“掃描移位操作”)，而在每個掃描FF中設置任意的測試圖案。
[0006]然后，當切換掃描使能信號時，將來自正常操作輸入的值捕獲在掃描FF中(該操作應該稱為“捕獲操作”)。通過掃描FF再次移位在捕獲操作中捕獲的值，并且觀測到響應(卸載)。在該卸載的同時，應用下一個測試圖案(加載)。按照該方式來執(zhí)行掃描測試。
[0007]在掃描測試中，由于必要的移位周期的數(shù)量與連接至掃描鏈的掃描FF的數(shù)量相對應，所以要求極大數(shù)量的測試步驟。具有許多級的掃描鏈的電路需要長的時間來進行掃描測試，由此極大地影響了測試的成本。
[0008]日本特開2004_77356(Sannomiya)號公報公開了一種建立如下這樣的掃描鏈的方法，該掃描鏈減少了用于使掃描鏈執(zhí)行移位操作的測試圖案的數(shù)量。在Sannomiya所公開的掃描鏈中，將用于旁通的選擇器插入在多個掃描FF之間。在這種建立掃描鏈的方法中，計算了對于測試分別連接至多個掃描FF的組合電路所需的測試圖案的數(shù)量，并且將多個掃描FF分組以便與測試圖案的數(shù)量相對應。當連接至在其中測試已經結束的組合電路的掃描FF以組為單元地被旁通時，跳過移位操作并且減少測試圖案的數(shù)量。

【發(fā)明內容】

[0009]另一種減少用于進行掃描測試的時間的方法是壓縮掃描。在壓縮掃描中，在內部建立比外部端子的數(shù)量更多的掃描鏈，以便減少在一個掃描鏈中的掃描FF的級的數(shù)量。然后，將由外部端子提供的值經由擴展器部署至每個內部掃描鏈，并且將測試圖案加載至每個掃描FF。進一步地，來自掃描鏈的輸出通過壓縮電路被壓縮，并且通過外部輸出通道被觀測。
[0010]與未使用擴展器和壓縮電路的情況相比，在壓縮掃描中，用于對檢測故障所需的掃描FF的設置值(關注位)進行設置的移位周期的數(shù)量可以更小。而且，可以通過小數(shù)量的移位周期來觀測所有的掃描FF，并且由此可以增加在外部輸入/輸出端子的I位(I個周期)中的故障檢測的次數(shù)，并且可以減少測試步驟的數(shù)量。在壓縮掃描中，外部輸入/輸出端子的數(shù)量與掃描鏈的數(shù)量之比應該稱為壓縮比。
[0011]由于在常規(guī)的壓縮掃描中壓縮比不能改變，所以用戶有必要考慮合適的壓縮比，通過該合適的壓縮比，測試圖案的數(shù)量將變小。當使壓縮比過高時，不能設置檢測故障所需的關注位，從而降低在每個測試圖案下的故障檢測率和檢測效率。
[0012]在特定掃描FF中檢測故障所需的關注位，通過該特定掃描FF的值和另一掃描FF的值的組合來確定。在Sannomiya所公開的技術中，掃描鏈的配置根據測試多個組合電路所需的測試圖案的數(shù)量而改變。為了有效地減少掃描鏈的級的數(shù)量，掃描鏈的配置需要根據關注位針對每個圖案來改變。其結果是，由于實際面積開銷的問題，將存在太多不能實現(xiàn)的配置。
[0013]另外，在壓縮掃描中可以設置的關注位，根據掃描鏈的配置而改變。本發(fā)明人已經發(fā)現(xiàn)了如下問題:Sannomiya所公開的技術未考慮到壓縮掃描，并且在壓縮掃描的情況下不能減少掃描鏈的級的數(shù)量。
[0014]相關領域的其它問題和本發(fā)明的新特征將通過下面對說明書和所附附圖的說明變得顯而易見。
[0015]本發(fā)明的一個方面是掃描觸發(fā)器，該掃描觸發(fā)器包括:邏輯結構，該邏輯結構能夠選擇并且輸出從外部輸入的外部輸入測試信號和在掃描移位操作中經由在相同掃描鏈中的前面級中的掃描觸發(fā)器輸入的移位測試信號中的一個。
[0016]應注意，作為本發(fā)明的各個方面，用于根據上述方面的半導體裝置的設計裝置和設計方法、和用于使計算機執(zhí)行該設計方法的處理中的一些處理的程序也是有效的。
[0017]根據上述方面，通過改變每個測試圖案的壓縮比，可以減少測試步驟的數(shù)量而不降低檢測效率。
【附圖說明】
[0018]上述和其它方面、優(yōu)點以及特征將通過下面結合對應附圖對特定實施例的說明而變得更加顯而易見，其中:
[0019]圖1是示出了根據第一實施例的半導體裝置的配置的示意圖；
[0020]圖2是示出了根據第一實施例的半導體裝置的控制的示例的示意圖；
[0021]圖3是示出了根據第一實施例的半導體裝置的控制的另一示例的示意圖；
[0022]圖4是用于說明根據第一實施例的半導體裝置的操作的示意圖；
[0023]圖5是示出了根據第二實施例的半導體裝置的配置的示意圖；
[0024]圖6是示出了根據第三實施例的半導體裝置的配置的示意圖；
[0025]圖7是用于說明根據第三實施例的半導體裝置的操作的示意圖；
[0026]圖8是示出了根據第四實施例的半導體裝置的配置的示意圖；
[0027]圖9是示出了根據第五實施例的半導體裝置的配置的示意圖；
[0028]圖10是示出了根據第六實施例的半導體裝置的配置的示意圖；
[0029]圖11是示出了在根據第六實施例的半導體裝置中在不同壓縮比下在測試步驟的數(shù)量與故障檢測率之間的關系的圖表；
[0030]圖12是示出了用于根據第七實施例的半導體裝置的設計裝置的示意圖；
[0031]圖13是示出了根據第七實施例的半導體裝置的設計流程的示例的示意圖；
[0032]圖14是示出了根據第七實施例的半導體裝置的設計流程的另一示例的示意圖；
[0033]圖15是示出了根據對比示例的半導體裝置的配置的示意圖；
[0034]圖16是示出了在根據對比示例的半導體裝置中在不同壓縮比下在測試步驟的數(shù)量與故障檢測率之間的關系的圖表;以及
[0035]圖17是示出了根據對比示例的半導體裝置的設計流程的示意圖。
【具體實施方式】
[0036]在下文中，將參照附圖對實施例進行說明。為了使說明變得清楚，已經適當?shù)厥÷曰蛘吆喕藢嵤├囊恍┎糠只蛘吒綀D中的一些附圖。進一步地，在附圖中被圖示為用于執(zhí)行各個處理的功能塊的元件，可以通過CPU、存儲器、和其它電路以硬件方式實施，以及可以通過加載到存儲器等的程序以軟件方式實施。因此，本領域中的技術人員要理解，這些功能塊可以按照各種形式實施，包括，但不限于，通過單獨的硬件、單獨的軟件或者硬件和軟件的組合來實施。在以下實施例中示出的特定值等僅僅是圖示性的，以方便更簡單地理解本發(fā)明，并且不限于特定值等，除非另有明確指出。應注意，在圖中，相同的元件用相同的附圖標記表示，并且若需要，省略重復說明。
[0037]各個實施例涉及一種能夠執(zhí)行壓縮掃描測試的半導體裝置和一種用于該半導體裝置的設計裝置。根據各個實施例的半導體裝置具有如下這樣的邏輯結構，該邏輯結構能夠在針對每個測試圖案切換作為在外部輸入/輸出端子的數(shù)量與掃描鏈的數(shù)量之比的壓縮比的同時、執(zhí)行掃描測試。能夠切換掃描鏈的數(shù)量的邏輯電路，包括構成每個掃描鏈的掃描觸發(fā)器(SFF) AFF具有如下這樣的配置，該配置能夠選擇從外部輸入的外部輸入測試信號和在掃描鏈中被移位的移位測試信號中的一個，并且輸出所選信號。通過根據控制信號來改變掃描鏈的路徑，可以切換掃描鏈的數(shù)量。
[0038]在下文中，能夠改變壓縮比的掃描測試，應該稱為可變壓縮掃描測試。各個實施例可以應用于半導體裝置，諸如MCU(微控制器單元)、SoC(片上系統(tǒng))等的減少掃描測試時間所需的裝置。進一步地，將根據各個實施例的設計裝置用作EDA(電子設計自動化)工具，用于設計使得能夠進行可變壓縮掃描測試的半導體裝置。
[0039]第一實施例
[0040]下面應該參照圖1說明根據第一實施例的半導體裝置。圖1是示出了根據第一實施例的半導體裝置I的配置的示意圖。如圖1所示，半導體裝置I包括多個MMSFF(多模支持掃描觸發(fā)器)10、多?？刂齐娐?0、和壓縮器30。在本示例中，具有不同數(shù)量的掃描鏈的掃描鏈配置，應該各自地稱為模式，并且多個模式應該稱為多模。多模支持掃描觸發(fā)器，是可以具有多個掃描鏈配置的觸發(fā)器，該多個掃描鏈配置通過選擇并且輸出外部輸入測試信號或者移位測試信號、而具有不同的壓縮比。
[0041]在半導體裝置I中，一個或者多個MMSFF10串聯(lián)連接，以由此建立一個或者多個掃描鏈。擴展器連接至多個掃描鏈的輸入側。擴展器根據掃描鏈的數(shù)量，擴展和轉換外部輸入測試信號。應注意，圖1示出了使用了具有扇出配置的擴展器的示例，擴展器自身未示出?？梢允褂美昧司€性反饋移位寄存器(LFSR)或者移相器的擴展器。
[0042]在圖1中示出的示例中，8個MMSFF 10串聯(lián)連接。麗SFF 10的輸出連接至壓縮器30。壓縮器30壓縮并且轉換來自多個掃描鏈的輸出。壓縮器30由XOR(異或)樹組成。壓縮器30將來自MMSFF10的輸出壓縮到一個輸出中。掃描鏈的最小數(shù)量與外部輸入/輸出端子對的數(shù)量相對應。在圖1的示例中，掃描鏈的最小數(shù)量是I，而掃描鏈的最大數(shù)量是8。
[0043]MMSFF 10可以在用于使在掃描鏈內的MMSFF 10作為移位寄存器而操作的掃描移位操作與用于捕獲來自組合電路的輸出的捕獲操作之間切換。在掃描移位操作中，在每個MMSFF 10中都設置了值。在捕獲操作中，將在每個MMSFF 10中設置的值提供至組合電路，并且捕獲在組合電路中的邏輯計算的結果。在掃描移位操作和捕獲操作中傳輸?shù)闹?，應該稱為測試圖案。
[0044]MMSFF 10包括MUX(多路復用器)11、FF(觸發(fā)器)12、數(shù)據端子DATA、第一掃描輸入端子SINl、第二掃描輸入端子SIN2、第一控制輸入端子SMCl、第二控制輸入端子SMC2、和時鐘端子CLK13MUX 11根據從第一控制輸入端子SMCl輸入的掃描使能信號(scan-en)，來在掃描移位操作與捕獲操作之間切換。即，掃描使能信號(scan-en)是用于在掃描移位操作與捕獲操作之間切換的切換信號。
[0045]進一步地，在掃描移位操作中，MUX11選擇從擴展器輸入的外部輸入測試信號、或者在相同掃描鏈中的前面級中從掃描觸發(fā)器輸入的移位測試信號。外部輸入測試信號是供MMSFF 10執(zhí)行壓縮掃描測試的外部輸入設置值。移位測試信號是在MMSFF 10之間移位的外部輸入測試信號。MMSFF 10包括兩個系統(tǒng)的掃描輸入端子，該掃描輸入端子是第一掃描輸入端子SINl和第二掃描輸入端子SIN2。外部輸入測試信號從第一掃描輸入端子SINl輸入至MUX 11，并且移位測試信號從第二掃描輸入端子SIN2輸入至MUX 11。
[0046]MMSFF 10包括兩個系統(tǒng)的控制輸入端子，該控制輸入端子是第一控制輸入端子SMCl、以及用于控制對外部輸入測試信號或者移位測試信號的選擇第二控制輸入端子SMC2。用于切換來自MMSFF 1的輸出的壓縮比控制信號，從第二控制輸入端子SMC2輸入。MUX 11根據壓縮比控制信號，來選擇外部輸入測試信號或者移位測試信號。即，壓縮比控制信號是用于選擇外部輸入測試信號和移位測試信號中的一個的選擇信號。FF 12保存已經被MUX 11選擇了的外部輸入測試信號或者移位測試信號，并且根據從時鐘端子CLK輸入的測試時鐘信號、來輸出保存信號。
[0047]換言之，MMSFF10可以選擇性地連接至擴展器或者在掃描鏈中的前面級中的麗SFF 10。更加具體地，MMSFF 10可以在其中MMSFF 10連接至擴展器的第一狀態(tài)與其中MMSFF 10連接至在相同掃描鏈中的前面級中的MMSFF 10的第二狀態(tài)之間切換。針對每個測試圖案，將壓縮比控制信號從多?？刂齐娐?0提供至MMSFF 10。麗SFF 10根據測試圖案，在擴展器與在前面級中的MMSFF 10之間切換連接目的地。
[0048]例如，當從第一控制輸入端子SMCl輸入的掃描使能信號為低(O)時，使能數(shù)據端子DATA，而當掃描使能信號為高(I)時，使能第一掃描輸入端子SINl/第二掃描輸入端子SIN2。進一步地，當從第二控制輸入端子SMC2輸入的壓縮比控制信號為低(O)時，使能第一掃描輸入端子SINl的路徑，而當壓縮比控制信號為高(I)時，使能第二掃描輸入端子SIN2的路徑。每個MMSFF 10的第一掃描輸入端子SINl連接至擴展器，并且在相同掃描鏈中的前面級中的MMSFF 10的輸出連接至第二掃描輸入端子SIN2。
[0049]多?？刂齐娐?0控制MUX11，以根據設置在MMSFF 10中的測試圖案、來選擇外部輸入測試信號或者移位測試信號。多模控制電路20包括移位寄存器21、保存寄存器22、和解碼器23。包括外部輸入測試信號和壓縮比控制信號的掃描輸入信號(scan_in)，從外部輸入至移位寄存器21。
[0050]在圖1中示出的示例中，移位寄存器21串聯(lián)連接至多個MMSFF10。在掃描測試操作時段中，外部輸入測試信號在移位寄存器21內部傳輸并且經由未示出的擴展器輸入至MMSFF 10。應注意，多?？刂齐娐?0不必串聯(lián)連接至每個MMSFF 10，并且可以為多?？刂齐娐?0提供專用的輸入端子以便獨立地控制每個掃描鏈。
[0051]壓縮比控制信號在掃描移位操作中設置在移位寄存器21中，并且通過更新信號在保存寄存器22中捕獲。保存寄存器22在掃描移位操作時段期間保持不改變。響應于更新信號，捕獲在保存寄存器22中的壓縮比控制信號通過解碼器23解碼、并且提供至每個MMSFF10的第二控制輸入端子SMC2。
[0052]下面應該參照圖2和圖3說明根據第一實施例的半導體裝置的控制的示例。圖2示出了存在兩個掃描鏈的模式，并且圖3示出了存在四個掃描鏈的模式。在圖2中示出的示例中，七位值“1110111”從第二麗SFF 10按順序設置，作為壓縮比控制信號。在這種情況下，建立兩個掃描鏈，其中一個從第一 MMSFF 10開始并且另一個從第五MMSFF 10開始。每個掃描鏈由MMSFF 10的四個級組成。外部輸入測試信號，被輸入至第一麗SFF 10和第五MMSFF10，并且，來自前面級中的MMSFF 10的移位測試信號，被輸入至其它MMSFF 10。
[0053]在如圖3中示出的示例中，七位值“1010101”從第二 MMSFF 10按順序設置，作為壓縮比控制信號。在這種情況下，建立四個掃描鏈，其中一個從第一MMSFF 10開始，另一個從第三MMSFF 1開始，又一個從第五MMSFF 10開始，并且再一個從第七MMSFF 10開始。每個掃描鏈由MMSFF 10的兩個級組成。外部輸入測試信號被輸入至第一、第三、第五、和第七MMSFF10，并且，來自前面級中的麗SFF 10的移位測試信號，被輸入至其它麗SFF 10。按照與上述情況相似的方法，為了設置其中存在由八個級組成的一個掃描鏈的模式，輸入具有“111111”的值的壓縮比控制信號，并且為了設置其中八個掃描鏈中的每一個由一個級組成模式，輸入具有“0000000”的值的壓縮比控制信號。
[0054]可以配置的多模的數(shù)量，取決于可以從多模控制電路20輸出的控制信號的組合的數(shù)量。當保存寄存器22是例如兩位時，存在可以供選擇的多模的四種方式。
[0055]下面應該參照圖4說明半導體裝置I的操作。圖4是用于說明根據第一實施例的半導體裝置的操作的示意圖。在圖4中，“test_Cl0Ck”指示測試時鐘信號，“Scan_en”指示掃描使能信號，“update”指示更新信號，并且“scan_in”指示掃描輸入信號。如上面所描述的，掃描輸入信號包括外部輸入測試信號和壓縮比控制信號。來自保存寄存器22的輸出信號稱為“多模控制保存寄存器”，并且來自移位寄存器21的輸出信號稱為“多?？刂埔莆患拇嫫鳌?。進一步地，移位I至移位4指示用于執(zhí)行掃描移位操作的掃描移位時段，捕獲I至捕獲3指示用于執(zhí)行捕獲操作的捕獲時段。而且，設置指示用于最初建立掃描鏈的設置時段。
[0056]在圖1中示出的電路配置中，由于多模控制電路20的移位寄存器21與掃描鏈串聯(lián)連接，所以，在輸入作為掃描輸入信號的外部輸入測試信號之后，輸入用于下一個測試圖案的壓縮比控制信號。在掃描移位操作中，將外部輸入測試信號加載至每個MMSFF 10
[0057]首先，在設置時段中，輸入將在設置時段之后的掃描移位時段移位I中輸入的用于測試圖案的壓縮比控制信號。該壓縮比控制信號設置在移位寄存器21中，并且響應于更新信號而捕獲在保存寄存器22中。將已經捕獲在保存寄存器22中的壓縮比控制信號，輸出至第二控制輸入端子SMCSt3MMSFF 10根據已經從第二控制輸入端子SMC2輸入的壓縮比控制信號，來改變掃描鏈的路徑。
[0058]如上面已經說明的，當壓縮比控制信號的值是I時，選擇來自在相同掃描鏈中的前面級中的MMSFF 1的輸出，而當壓縮比控制信號的值是O時，選擇來自擴展器的輸出。即，輸入有具有O值的壓縮比控制信號的MMSFF 10，是掃描鏈的起點。在圖4中示出的示例中，用于在掃描移位時段移位I中的測試圖案的多模設置是兩倍設置。在設置時段中，將用于建立兩個掃描鏈的壓縮比控制信號設置在移位寄存器21中。
[0059]然后，響應于更新信號，將已經設置在移位寄存器21中的壓縮比控制信號捕獲在保存寄存器22中。在掃描移位時段移位I期間，保存該壓縮比控制信號。在掃描移位時段移位I中，如圖2所示，設置其中建立了兩個掃描鏈并且其中每個掃描鏈具有四個級的模式。
[0060]在這之后，在掃描使能信號的上升沿處，在其中建立了兩個掃描鏈的模式下執(zhí)行掃描移位操作。在掃描移位時段移位I中輸入的掃描輸入信號包括:外部輸入測試信號，該外部輸入測試信號與在掃描移位時段移位I中設置在每個MMSFF 10中的測試圖案相對應；以及，壓縮比控制信號，該壓縮比控制信號用于將在下一個掃描移位時段移位2中設置在MMSFF 10中的測試圖案。在掃描移位時段移位I中，首先輸入外部輸入測試信號，并且然后輸入用于下一個測試圖案的壓縮比控制信號。
[0061]外部輸入測試信號通過擴展器擴展，并且部署至每個掃描鏈。然后，對于與掃描鏈的數(shù)量相對應的數(shù)量，執(zhí)行掃描移位操作，并且將測試圖案設置在每個MMSFF 10中。在輸入外部輸入測試信號之后，輸入用于下一個測試圖案的壓縮比控制信號。在圖4中示出的示例中，用于在下一個掃描移位時段移位2中的測試圖案的多模設置是四倍設置。在掃描移位時段移位I中，在移位寄存器21中設置其中建立四個掃描鏈的壓縮比控制信號。
[0062]然后，在掃描使能信號的下降沿處，執(zhí)行捕獲操作。在捕獲時段中，從數(shù)據端子DATA輸入正常操作信號，并且將已經設置在MMSFF10中的測試圖案提供至未示出的組合電路。將通過組合電路進行的邏輯計算的結果捕獲在MMSFF 10中。通過掃描FF再次移位在捕獲操作中捕獲的值，并且觀測到響應。
[0063]在這之后，響應于更新信號，將已經設置在移位寄存器21中的壓縮比控制信號捕獲在保存寄存器22中。在掃描移位時段移位2期間，保存該壓縮比控制信號。在掃描移位時段移位2中，如圖3所示，設置其中建立四個掃描鏈并且其中每個掃描鏈具有兩個級的模式。按照這種方式，在前面掃描移位時段移位I中，將設置在下一個掃描移位時段移位2中的測試圖案的壓縮比控制信號輸入至移位寄存器21。然后，在掃描移位時段移位2中，在掃描使能信號的上升沿處，在其中建立四個掃描鏈的模式下執(zhí)行掃描移位操作。
[0064]相似地，在掃描移位時段移位2中，輸入將在下一個掃描移位時段移位3中設置的用于測試圖案的壓縮比控制信號。在圖4中示出的示例中，用于在下一個掃描移位時段移位3中的測試圖案的多模設置是一倍設置。在掃描移位時段移位2中，輸入用于建立一個掃描鏈的壓縮比控制信號。由此，在掃描移位時段移位3中，設置其中建立一個掃描鏈的模式。
[0065]如上面所描述的，在第一實施例的半導體裝置I中，可以通過在掃描測試時從多?？刂齐娐?0提供的壓縮比控制信號，來任意地改變在壓縮掃描測試中的掃描鏈的數(shù)量和級。即，多?？刂齐娐?0為每個測試圖案更新掃描鏈的路徑，并且執(zhí)行掃描測試。如此，可以改變掃描移位的數(shù)量。
[0066]下面應該說明根據對比示例的半導體裝置。圖15是示出了根據對比示例的半導體裝置的配置的示意圖。如圖15所示，根據對比示例的半導體裝置包括掃描FF 101，該掃描FF101僅僅能夠在掃描移位操作與捕獲操作之間切換。在使用這種掃描FF 101的壓縮掃描設計中，建立了比外部端子的數(shù)量更多的掃描鏈，從而減少了在一個掃描鏈中的掃描FF 101的級的數(shù)量。擴展器102連接至掃描鏈的輸入側，并且壓縮器103連接至掃描鏈的輸出側。
[0067]在對比示例的壓縮掃描測試中，由于壓縮比不能改變，所以用戶需要考慮最佳壓縮比，該最佳壓縮比將使得測試步驟的數(shù)量成為小的。當使壓縮比過高時，不能設置檢測到故障所需的關注位，從而降低了在每個測試圖案下的故障檢測率和檢測效率。認為可以通過增加針對每個周期的每個輸入/輸出端子的每位(每周期)的可以同時被檢測的故障的數(shù)量，來實現(xiàn)具有高故障檢測率并且具有小數(shù)量的測試步驟的測試圖案的集合。
[0068]在對比示例的常規(guī)壓縮掃描中，壓縮比總是固定的，由此移位周期的數(shù)量是恒定的。在掃描移位周期中，可能會存在不利于檢測故障的周期。圖16示出了在根據對比示例的半導體裝置中的、根據不同壓縮比的、測試步驟的數(shù)量與故障檢測率之間的關系。圖16示出了關于特定測試電路的、在高壓縮掃描設計(壓縮率是309倍)和低壓縮掃描設計(壓縮率是32倍)中的結果。應注意，測試時間與測試步驟的數(shù)量成比例。
[0069]如圖16所示，高壓縮掃描設計的故障檢測率的斜率大于低壓縮掃描設計的斜率，直到故障檢測率變?yōu)榇蠹s94%為止。當故障檢測率變?yōu)榇蠹s94%并且繼續(xù)變大時，低壓縮掃描設計的故障檢測率的斜率大于高壓縮掃描設計的斜率。通過該圖表，可以看出，當按照這樣的方式根據測試圖案來切換高壓縮掃描設計與低壓縮掃描設計、從而使得故障檢測率的增加率將變大時，可以減少測試步驟的數(shù)量。在圖16的示例中，當將高壓縮掃描設計簡單地切換至低壓縮掃描設計時，例如，當故障檢測率變?yōu)榻咏?4%時，可以期望測試步驟的數(shù)量減少大約10%。
[0070]如上面所描述的，根據第一實施例的半導體裝置針對每個測試圖案可以按照任意壓縮率來執(zhí)行壓縮掃描測試。這使得能夠在高壓縮掃描設計與低壓縮掃描設計之間靈活地切換配置，并且可以設置用于檢測故障的最佳壓縮比。因此，可以進一步減少測試步驟的數(shù)量，并且可以比在相關領域中更加有效地執(zhí)行壓縮掃描測試。例如，當采用高壓縮掃描設計來檢測可以容易地檢測到的故障時，可以極大地減少測試步驟的數(shù)量。
[0071]應注意，麗SFF 10的面積比掃描FF 101的面積大了大約10%。當在掃描FF 101的芯片中的邏輯部分的面積與整個芯片的面積之比是大約10%、并且用MMSFF 10替代了所有掃描FF 101時，芯片的邏輯部分的面積增加了大約I %。因此，使用麗SFF 10對芯片面積的影響小。如上面已經說明的，第一實施例可以在小面積中實現(xiàn)邏輯結構，該邏輯結構能夠通過MMSFF 10和多?？刂齐娐?0的組合來切換多個掃描鏈配置。
[0072]第二實施例
[0073]下面應該參照圖5說明根據第二實施例的半導體裝置。圖5是示出了根據第二實施例的半導體裝置IA的配置的示意圖。如圖5所示，半導體裝置IA包括多個MMSFF 1、多?？刂齐娐?0、和壓縮比可變壓縮器30A。第一實施例與第二實施例之間的不同之處在于，在第二實施例中，替代在第一實施例中包括的壓縮器30地，包括有可變壓縮器30A。
[0074]可變壓縮器30A可以根據掃描鏈的數(shù)量來改變壓縮比?？勺儔嚎s器30A包括XOR(異或)樹和MUX (多路復用器)31 (3 Ia至31 c)。來自每個MMSFF 1的輸出，被輸入至構成XOR樹的XOR門。例如，如圖5所示，來自第一和第五MMSFF 10的輸出，被輸入至第一XOR門，來自第三和第七MMSFF 10的輸出，被輸入至第二XOR門，來自第二和第六MMSFF 10的輸出，被輸入至第三XOR門，并且來自第四和第八MMSFF 10的輸出，被輸入至第四XOR門。來自第八MMSFF 10的輸出和來自第四XOR門的輸出，被輸入至MUX 31a。
[0075]來自第一XOR門和第二XOR的輸出，被輸入至在第二級中的一個XOR門，并且來自第三XOR門和第四XOR門的輸出，被輸入至在第二級中的其它XOR門。來自在第二級中的其它XOR門的輸出和來自MUX 31a的輸出，被輸入至MUX 31b。來自在第二級中的兩個XOR門的輸出，被輸入至在第三級中的XOR門。來自在第三級中的其它XOR門的輸出和來自MUX 31b的輸出，被輸入至MUX 31c。
[0076]來自多?？刂齐娐?0的壓縮比控制信號，被輸入至每個MUX31oMUX 31按照這樣的方式由壓縮比控制信號控制，從而使得掃描鏈的壓縮比將與可變壓縮器30A的壓縮比相同。因此，同時觀測到的MMSFF 10的數(shù)量受限于掃描鏈的數(shù)量。來自在已經通過壓縮控制信號設置的掃描鏈的最后一個級中的MMSFF 10的輸出，通過可變壓縮器30A壓縮。
[0077]在第一實施例中，當將不確定值(X)被捕獲在MMSFF10中的一個中時，該不確定值通過壓縮器30的輸出而傳播，從而使得不能夠同時觀測所有MMSFF 10?？赡軙嬖诓淮_定值的該傳播減少了故障檢測率或者增加了測試圖案的數(shù)量、并且從而增加了測試時間的問題。
[0078]另一方面，在第二實施例中，可以根據掃描鏈的配置的切換而與掃描鏈的數(shù)量相對應地改變可變壓縮器30A的壓縮率。通過由壓縮比控制信號、來改變從已經設置的掃描鏈的最后一個級中的MMSFF 10到可變壓縮器30A中的外部掃出端子的路徑，可以防止由于不確定值的影響而引起的故障檢測率的降低以及測試圖案數(shù)量的增加。
[0079]第三實施例
[0080]下面應該參照圖6說明根據第三實施例的半導體裝置。圖6是示出了根據第三實施例的半導體裝置IB的配置的示意圖。如圖6所示，半導體裝置IB包括多個MMSFF 1、多?？刂齐娐?0、壓縮比可變壓縮器30B、和掩蔽(mask)控制電路40。第二實施例與第三實施例的不同之處在于，在第三實施例中，替代在第二實施例中包括的可變壓縮器30A地包括可變壓縮器30B，并且包括用于控制可變壓縮器30B的掩蔽控制電路40。
[0081]按照與可變壓縮器30A相似的方式，可變壓縮器30B包括MUX31(31a至31c)。進一步地，在第一級中，將掩蔽電路32分別設置至四個XOR門的輸入側。更加具體地，將掩蔽電路32設置在多個掃描鏈與壓縮器之間。掩蔽電路32阻擋:來自多個掃描鏈的輸出的特定邏輯計算的結果的一部分至壓縮器的輸入。
[0082]掩蔽控制電路40控制掩蔽電路32，從而根據被阻擋的邏輯計算的結果來使能或者禁用掩蔽電路32。掩蔽控制電路40包括移位寄存器41、保存寄存器42、和解碼器43。移位寄存器41串聯(lián)連接至多?？刂齐娐?0的移位寄存器21。在第三實施例中，移位寄存器21、移位寄存器41和MMSFF 10串聯(lián)連接。因此，在第三實施例中，掃描輸入信號包括外部輸入測試信號、壓縮比控制信號、和掩蔽控制信號。應注意，不必將多?？刂齐娐?0、掩蔽控制電路40和掃描鏈并聯(lián)連接，并且可以通過分開的輸入端子而從外部地且單獨地執(zhí)行控制。
[0083]當掩蔽控制信號在移位寄存器41內傳輸時，將掩蔽控制信號的值設置在每個移位寄存器中。在掃描移位時段期間，將掩蔽控制信號設置在移位寄存器41中。通過更新信號，將已經設置在移位寄存器41中的掩蔽控制信號捕獲在保存寄存器42中。保存寄存器42的設置值通過解碼器43解碼，并且提供至掩蔽電路32。掩蔽電路32根據掩蔽控制信號，阻擋從掃描鏈輸入的邏輯計算的結果的一部分的輸入。
[0084]掩蔽電路32可以，例如，防止從掃描鏈輸入的不確定值進行傳播。掩蔽電路32掩蔽包括有在預定測試圖案下的捕獲操作中已經捕獲到不確定值的MMSFF 10的掃描鏈。這防止由于不確定值的影響而引起的故障檢測率的降低以及測試圖案數(shù)量的增加。
[0085]進一步地，為了觀測到在預定測試圖案下被掩蔽的掃描鏈中的故障，可以執(zhí)行控制以在另外的測試圖案下不掩蔽對應的掃描鏈。這使得能夠觀測到在除了在對應的掃描鏈中捕獲到不確定值的MMSFF 10之外的麗SFF 10中的故障。
[0086]下面應該參照圖7說明半導體裝置IB的操作。圖7是用于說明根據第三實施例的半導體裝置IB的操作的示意圖。來自保存寄存器42的輸出信號稱為“掩蔽控制保存寄存器”，并且來自移位寄存器21的輸出信號稱為“掩蔽控制移位寄存器”。如上面所描述的，在第三實施例中，掃描輸入信號包括外部輸入測試信號、壓縮比控制信號、和掩蔽控制信號。應注意，其它信號與在圖4中的信號相同。
[0087]在第三實施例中，在輸入作為掃描輸入信號的外部輸入測試信號之后，輸入用于下一個測試圖案的掩蔽控制信號。在這之后，輸入用于下一個測試圖案的壓縮比控制信號。首先，在設置時段中，輸入將在設置時段之后的掃描移位時段移位I中輸入的用于測試圖案的壓縮比控制信號。在掃描移位時段移位I中，設置其中建立兩個掃描鏈的模式。
[0088]接下來，在掃描使能信號的上升沿處，在其中建立兩個掃描鏈的模式下執(zhí)行掃描移位操作。在掃描移位時段移位I中輸入的掃描輸入信號包括:外部輸入測試信號，該外部輸入測試信號與在掃描移位時段移位I中設置在每個MMSFF 10中的測試圖案相對應;掩蔽控制信號，該掩蔽控制信號用于將在下一個掃描移位時段移位2中設置在MMSFF 10中的測試圖案；以及壓縮比控制信號。
[0089]外部輸入測試信號由擴展器擴展，并且部署至每個掃描鏈，并且通過掃描移位操作將值設置在每個MMSFF 10中。在輸入外部輸入測試信號之后，輸入用于下一個測試圖案的掩蔽控制信號。掩蔽控制信號在移位寄存器41內部傳輸，并且將掩蔽控制信號的值設置在每個移位寄存器中。在這之后，輸入用于下一個測試圖案的壓縮比控制信號。
[0090]在圖7中示出的示例中，用于在下一個掃描移位時段移位2中的測試圖案的多模設置是四倍設置。在掃描移位時段移位I中，將用于建立四個掃描鏈的壓縮比控制信號設置在移位寄存器21中。然后，在掃描使能信號的下降沿，執(zhí)行捕獲操作。進一步地，將壓縮比控制信號提供至MUX 31a至31c。將可變壓縮器30B的壓縮比控制為與掃描鏈的壓縮比相同。
[0091 ]然后，響應于更新信號，將已經設置在保存寄存器42中的掩蔽控制信號捕獲在保存寄存器42中。進一步地，響應于更新信號，將已經設置在移位寄存器21中的壓縮比控制信號捕獲在保存寄存器22中。在掃描移位時段移位2中，保存這些掩蔽控制信號和壓縮比控制信號。
[0092]在掃描移位時段移位2中，設置其中建立四個掃描鏈的模式。而且，根據掩蔽控制信號來控制掩蔽電路32，并且阻擋邏輯計算的任意結果進入壓縮器。在這之后，按照與上述情況的方式相似的方式，設置用于將在下一個掃描移位時段中設置的測試圖案的掩蔽控制信號和壓縮比控制信號。
[0093]在第二實施例中，在已經捕獲到不確定值的MMSFF10的觀測周期中，不能觀測到與其中存在已經捕獲到在另外的掃描鏈中的不確定值的MMSFF 10的級相同的級中的所有MMSFF 10。另一方面，在第三實施例中，可以阻擋不確定值在每個掃描鏈中進行傳播。這使得能夠觀測到由于不確定值的影響而不能對其執(zhí)行觀測的MMSFF 10，從而防止故障檢測率的降低。
[0094]應注意，在第三實施例中，雖然可變壓縮器30B包括MUX 31和用于改變壓縮比的掩蔽電路32，但是可變壓縮器30B可以具有其中不包括MUX 31并且僅僅包括掩蔽電路32的配置。
[0095]第四實施例
[0096]下面應該參照圖8說明根據第四實施例的半導體裝置。圖8是示出了根據第四實施例的半導體裝置IC的配置的示意圖。如圖8所示，半導體裝置IC包括多個MMSFF 1、多?？刂齐娐?0、壓縮比可變壓縮器30B、和掩蔽控制電路40A。根據第四實施例的半導體裝置具有使得能夠獨立控制擴展器的壓縮比和可變壓縮器的壓縮比的結構。
[0097]在第三實施例中，可變壓縮器30B由從多?？刂齐娐?0輸出的壓縮比控制信號控制，而在第四實施例中，可變壓縮器30B由從掩蔽控制電路40A提供的壓縮器控制信號控制。除了用于控制掩蔽電路32的功能之外，掩蔽控制電路40A還包括用于控制可變壓縮器30B的壓縮比的變化的功能。
[0098]掩蔽控制電路40A包括移位寄存器41A、保存寄存器42A、和解碼器43A。移位寄存器41A串聯(lián)連接至多模控制電路20的移位寄存器21。在第三實施例中，移位寄存器21、移位寄存器41和MMSFF 10串聯(lián)連接。
[0099]將用于控制可變壓縮器30B的壓縮比的壓縮器控制信號的值連同掩蔽控制信號，與將輸入至MMSFF 10的壓縮比控制信號分開地，設置在移位寄存器41A中。因此，在第四實施例中，掃描輸入信號包括外部輸入信號、壓縮比控制信號、掩蔽控制信號、和壓縮器控制信號?？勺儔嚎s器30B可以被配置為具有與掃描鏈的壓縮比(擴展器的壓縮比)不同的壓縮比。
[0100]在第二實施例和第三實施例中，擴展器和壓縮器具有相同的壓縮比，并且由此用于前面的測試圖案的壓縮比和用于下一個測試圖案的壓縮比彼此依賴。由于在前面的壓縮比和下一個壓縮比中創(chuàng)建了依賴性，所以，當在每個MMSFF 10中設置測試圖案的值時，存在限制。
[0101]另一方面，在第四實施例中，擴展器和可變壓縮器30B的壓縮比可以獨立地控制。因此，可以將下一個測試圖案設置在每個MMSFF 10中，而不受用于前面測試圖案的壓縮比的影響。
[0102]通過考慮到例如被掩蔽電路32掩蔽的掃描鏈來改變可變壓縮器30B的壓縮比，可以防止壓縮器30的壓縮效率的降低。更加具體地，可以改變可變壓縮器30B的壓縮比并且可以組合地控制掩蔽電路32，以便防止壓縮器30的壓縮效率的降低。
[0103]另外，當掩蔽其中存在不確定值的掃描鏈時，可以按照這樣的方式來選擇可變壓縮器30B的壓縮比和對掩模電路32的控制，從而防止掩蔽電路32降低壓縮效率。當例如掩蔽僅僅一個掃描鏈時，在高壓縮掃描配置中，將被掩蔽的MMSFF 10的數(shù)量將是小的。通過在擴展器和壓縮器中設置不同的壓縮比，可以防止由掩蔽電路32進行的掩蔽處理降低壓縮效率，并且由此可以減少測試圖案的數(shù)量。
[0104]第五實施例
[0105]下面應該參照圖9說明根據第五實施例的半導體裝置。圖9是示出了根據第五實施例的半導體裝置ID的配置的示意圖。如圖9所示，半導體裝置ID包括多個MMSFF 1、多個SFF(掃描觸發(fā)器)50、多?？刂齐娐?0、壓縮比可變壓縮器30C、和掩蔽控制電路40B。就減少測試步驟的數(shù)量而言，太詳細的多?？刂瓶赡茏兊貌槐匾Ｔ诘谖鍖嵤├?，掃描鏈包括麗SFF 10以及SFF 50，并且降低了比在第四實施例中所降低的更多的最大壓縮比。
[0106]SFF 50是能夠在掃描移位操作與捕獲操作之間切換的用于移位的掃描移位器，并且在掃描移位操作中未加改變地輸出所輸入的外部輸入測試信號或者移位測試信號。如圖9所示，在半導體裝置ID中，SFF 50布置為第一、第二、第四、第六、和第八觸發(fā)器，并且MMSFF1布置為第三、第五、和第七觸發(fā)器。
[0107]第一SFF50在隨后級中未加改變地輸出從外部輸入至SFF 50的外部輸入測試信號。第二SFF 50輸出從第一SFF 50輸入至第三MMSFF 10的移位測試信號。第三MMSFF 10根據壓縮比控制信號，輸出外部輸入測試信號和移位測試信號中的一個。
[0108]與如在第四實施例的半導體裝置IC中一樣、所有觸發(fā)器是MMSFF10的情況相比，在第五實施例的半導體裝置ID中，最大壓縮比將變?yōu)槠?/2。更加具體地，在圖8中示出的電路配置中，最大壓縮比是8倍，而在圖9中示出的電路配置中，最大壓縮比是4倍。MMSFF 10中的一些可以用SFF 50替代，以與任意最大壓縮比相對應。為了在所有觸發(fā)器是MMSFF 10時具有1/N倍的最大壓縮比，在具有最小壓縮比的掃描鏈配置中每N個觸發(fā)器布置一個MMSFF10。
[0109]根據第五實施例，可以減少面積以成為比在所有觸發(fā)器是MMSFF10時的面積更小。當最大壓縮比是例如1/10時，在掃描鏈中將用MMSFF 10替代的觸發(fā)器將成為1/10。當在MMSFF 10和SFF 50的芯片中的邏輯部分的面積與芯片的整個面積之比是大約10%、并且最大壓縮比是1/10時，對在芯片中的邏輯部分的面積的影響是大約0.1 %。應注意，由于僅僅將外部輸入測試信號輸入至第一SFF 50，所以第一觸發(fā)器可以固定至SFF 50。該SFF 50連接至擴展器。這進一步防止了半導體裝置的面積的增加。
[0110]第六實施例
[0111]下面應該參照圖10說明根據第六實施例的半導體裝置。圖10是示出了根據第六實施例的半導體裝置IE的配置的示意圖。如圖10所示，半導體裝置IE包括多個MMSFF 10、多?？刂齐娐?0、壓縮比可變壓縮器30B、和掩蔽控制電路40A。替代具有扇出配置的擴展器地，根據第六實施例的半導體裝置IE包括環(huán)生成器(ring generator)60作為擴展器。
[0112]環(huán)生成器60串聯(lián)連接至多?？刂齐娐?0和掩蔽控制電路40A。外部輸入的掃描輸入信號包括外部輸入測試信號、壓縮器控制信號、掩蔽控制信號、和壓縮比控制信號。外部輸入控制信號經過多?？刂齐娐?0的移位寄存器21和掩蔽控制電路40A的移位寄存器41A，并且提供至環(huán)生成器60。外部輸入測試信號根據掃描鏈的數(shù)量由環(huán)生成器60擴展和部署，并且提供至每個掃描鏈的第一 MMSFF 10。
[0113]圖11示出了當使用具有扇出配置的控制器時的和當使用環(huán)生成器時的、測試步驟數(shù)量與故障檢測率之間的關系。如圖11所示，當使用環(huán)生成器時，通過小數(shù)量的測試步驟，故障檢測率為高。當使用環(huán)生成器作為擴展器時，可以減少測試步驟的數(shù)量并且比當使用具有扇出配置的控制器時更能改進故障檢測率。然而，當使用環(huán)生成器時，芯片的面積將比當使用具有扇出配置的控制器時的面積更大。
[0114]第七實施例
[0115]下面應該參照圖12說明根據第七實施例的設計裝置100。設計裝置100設計一種能夠在切換掃描鏈的數(shù)量的同時執(zhí)行壓縮掃描測試的半導體裝置，并且，通過使用該半導體裝置，在對每個測試圖案切換掃描鏈的數(shù)量的同時生成用于執(zhí)行壓縮掃描測試的測試圖案。
[0116]設計裝置100包括運算處理裝置110、存儲裝置120、控制輸入裝置130、和顯示輸出裝置131。運算處理裝置110可以加載設計半導體裝置所需的程序，并且執(zhí)行該設計所需的功能處理，并且包括CPU、存儲器等。運算處理裝置110包括掃描執(zhí)行程序111、壓縮/控制電路添加程序112、和ATPG(自動測試圖案生成)程序113。
[0117]存儲裝置120包括網表121、功能庫122、測試限制DB 123、掃描網表124、壓縮電路添加網表125、和測試圖案DB 126。存儲裝置120指示用于存儲關于庫和網表的信息的存儲介質，諸如HDD磁盤和存儲器。設計裝置100使用運算處理裝置110的程序，參照在存儲裝置120中的網表和庫，生成能夠執(zhí)行已經在上述實施例中說明了的可變壓縮掃描測試的半導體裝置，并且生成用于執(zhí)行可變壓縮掃描測試的測試圖案。
[0118]控制輸入裝置130是供用戶操作運算處理裝置110和存儲裝置120的裝置的統(tǒng)稱，并且是例如鍵盤、鼠標等。顯示輸出裝置131是供用戶檢查運算處理裝置110和存儲裝置120的操作，并且是例如顯示器等。
[0119]網表121存儲有關AND門、OR門、EOR門等的單元信息、有關在端子之間的連接的信息等。功能庫存儲單元的功能、替代表等。替代表包括，例如，用于由MMSFF來替代構成了掃描鏈的SFF的信息。運算處理裝置110執(zhí)行掃描程序111，從而參照網表121和功能庫122并且生成能夠執(zhí)行可變掃描測試的半導體裝置的掃描網表。
[0120]掃描程序111生成如下這樣的半導體裝置，其具有建立一般的掃描鏈的功能、并且還能夠通過壓縮比控制信號來切換多個掃描鏈配置。在切換掃描鏈配置所需的邏輯中，用麗SFFlO插入SFF 50或者替代SFF。進一步地，如圖9所示，掃描程序111可以包括SFF 50和MMSFF 10。在這種情況下，掃描程序111可以執(zhí)行將SFF 50連接至擴展器的處理。
[0121]而且，運算處理裝置110執(zhí)行壓縮/控制電路添加程序112，從而參照掃描網表124和功能庫122并且生成壓縮電路添加網表125。壓縮/控制電路添加程序112插入多?？刂齐娐?0，插入其壓縮比可以改變的控制器，插入其壓縮比可以改變的壓縮器，將多模控制電路20連接至掃描鏈切換邏輯，將擴展器連接至掃描鏈，并且將壓縮器連接至掃描鏈。而且，按照與第二實施例相似的方式，壓縮/控制電路添加程序112可以根據掃描鏈的數(shù)量來改變可變壓縮器30A的壓縮比。
[0122]另外，運算處理裝置110執(zhí)行ATPG程序113，從而參照壓縮電路添加網表125、功能庫122和測試限制DB 123并且生成測試圖案。測試限制DB 123存儲在測試之時操作電路所需的信息。存儲在測試限制DB 123中的信息包括，例如，用于將外部輸出端子固定為零的信息。
[0123]ATPG程序113具有如下這樣的功能:按照這樣的方式生成測試圖案，從而使得，考慮到可切換掃描鏈配置，通過切換用于每個測試圖案的掃描鏈配置而使得測試步驟的數(shù)量將成為最小。所生成的測試圖案存儲在測試圖案DB 126中。在半導體裝置中，通過使用存儲在測試圖案DB 126中的測試圖案，來執(zhí)行可變壓縮掃描測試。
[0124]下面應該參照圖13說明半導體裝置的設計流程。圖13是示出了根據第七實施例的半導體裝置的設計流程的示例。如圖13所示，首先輸入網表121和功能庫122(步驟S11)。在這之后，分析電路，并且識別關于已經保存在電路中的可切換掃描鏈配置(壓縮比配置等)的電路信息(步驟S12)。
[0125]然后，在識別出來的電路中假設故障(步驟S13)。接下來，從已經提前輸入的故障列表，選擇待檢測的故障候選(步驟S14)，并且執(zhí)行關注位計算處理，該關注位計算處理用于計算與待檢測的故障候選相對應的關注位(步驟S15)。當關注位的生成失敗時，將故障識別為未檢測到故障，并且從故障列表排除。然后，選擇待檢測的另一故障候選，并且重復上述處理，直到成功生成關注位為止。
[0126]當可以檢測到待檢測的候選故障的關注位已經成功生成時，計算并且假設可以證明關注位的最大壓縮比配置(步驟S16)。執(zhí)行切換處理，該切換處理用于執(zhí)行對外部輸入測試信號或者移位測試信號的選擇的控制、從而切換掃描鏈的配置。接下來，在壓縮比限制條件下添加關注位，從而使得可以同時檢測到的故障的數(shù)量增加(動態(tài)壓縮)(步驟S17)。
[0127]在這之后，對生成的測試圖案執(zhí)行故障模擬(步驟S18)，識別可檢測范圍，并且將故障從故障列表排除。然后，將生成的測試圖案存儲在存儲器中或者輸出至磁盤。當待檢測的故障候選余留在故障列表中時，重復從關注位的生成到測試圖案的存儲的處理(步驟S19)。將被包括在故障列表中的所有故障識別為檢測到或者未檢測到，并且，當在故障列表中不存在尚未成為待檢測的故障候選的未檢測故障時，結束ATPG程序113 (步驟S20)。
[0128]圖17是在根據對比示例的壓縮掃描中的設計流程。如圖17所示，在壓縮比不能改變的壓縮掃描測試設計中，首先針對輸入網表和功能庫分析電路(步驟SlOl和102)，并且假設故障(步驟S103)。接下來，從假設的故障選擇待檢測的一個關注位候選故障，并且嘗試生成可以在電路限制或者壓縮比限制下檢測到故障的關注位(步驟S104)。當由于電路限制或者壓縮比限制的影響而造成關注位的生成失敗時，將故障從故障列表排除。然后，選擇待檢測的另一故障候選，并且重復上述處理，直到成功生成關注位為止(步驟S105)。
[0129]當可以檢測到目標故障的關注位已經成功生成時，添加該關注位，并且與此同時，使得可檢測故障的數(shù)量增加(步驟S106)。當完成了動態(tài)壓縮時，執(zhí)行故障模擬，并且通過所生成的測試圖案，來識別可檢測范圍(S107)。然后，將所生成的測試圖案存儲在存儲器中或者輸出至磁盤(S108)。當在故障列表中還余留有尚未成為候選故障的未檢測故障時，再次重復從關注位的生成到測試圖案的存儲的處理(步驟S109)。將被包括在故障列表中的所有故障識別為檢測到或者未檢測到，并且，當不存在未檢測到的故障時，結束ATPG程序113。如至此所描述的，在對比示例中，由于壓縮比不能改變，所以難以通過小數(shù)量的測試步驟來生成具有高故障檢測率的測試圖案。
[0130]另一方面，當使用根據第七實施例的設計裝置時，可以設計出能夠切換掃描鏈的數(shù)量的半導體裝置。進一步地，可以在控制該半導體裝置對每個測試圖案切換掃描鏈的數(shù)量的同時、生成能夠執(zhí)行壓縮掃描測試的測試圖案。這使得能夠進行壓縮掃描測試，該壓縮掃描測試通過小數(shù)量的測試步驟實現(xiàn)了高的故障檢測率。
[0131]應注意，壓縮/控制電路添加程序112可以執(zhí)行用于進一步將掩蔽電路插入在多個掃描鏈與壓縮器之間的處理，其中掩蔽電路阻擋在來自多個掃描鏈的輸出中的特定測試結果的一部分的至壓縮器的輸入。圖14示出了當使用具有掩蔽電路32的壓縮器時、半導體裝置的設計流程。在這種電路配置中，在生成了關注位之后，計算并且應用可以應用于所生成的關注位的擴展器的最大壓縮配置(步驟S30)，添加關注位(動態(tài)壓縮)，并且然后可以確定必要的掩蔽控制(步驟S31)。應注意，可以結合掩蔽控制來計算和應用可變壓縮器的壓縮比。
[0132]進一步地，在上述實施例中，由于僅僅將外部輸入測試信號輸入在第一SFF50中，所以第一觸發(fā)器可以固定至SFF 50。
[0133]可以通過使用任何類型的非易失性計算機可讀介質，將程序儲存并且用于計算機。非易失性計算機可讀介質包括任何類型的有形存儲介質。非易失性計算機可讀介質的示例包括，磁存儲介質(諸如，軟盤、磁帶、硬盤驅動等)、光磁存儲介質(例如，磁光盤)、CD-ROM(壓縮光盤只讀存儲器)、CD-R(可錄壓縮光盤)、CD-R/W(可重寫壓縮光盤)、和半導體存儲器(諸如，掩膜型R0M、PR0M(可編程R0M)、EPR0M(可擦除PR0M)、閃速R0M、RAM(隨機存取存儲器)等)。程序可以通過使用任何類型的易失性計算機可讀介質，用于計算機。易失性計算機可讀介質的示例包括，電信號、光信號、和電磁波。易失性計算機可讀介質可以經由有線的通信線(例如，電線、和光纖)或者無線的通信線，向計算機提供程序。
[0134]雖然已經根據多個實施例描述了本發(fā)明，但是本領域的技術人員要認識到，在所附權利要求書的精神和范圍內，可以用各種修改例來實踐本發(fā)明，并且本發(fā)明不限于上文所描述的示例。
[0135]上述實施例可以按照本領域的普通技術人員的需要進行組合。
[0136]進一步地，權利要求書的范圍不受限于上文所描述的實施例。
[0137]而且，應注意，
【申請人】的目的是囊括所有申請要素的等效物，即使稍后在審查期間被修改也如此。
【主權項】
1.一種半導體裝置，包括: 一個或者多個掃描鏈，所述一個或者多個掃描鏈包括串聯(lián)連接的一個或者多個掃描觸發(fā)器；以及 組合電路，其中 所述掃描觸發(fā)器可以在掃描移位操作與捕獲操作之間切換，所述掃描移位操作用于使得在所述掃描鏈中的所述掃描觸發(fā)器作為移位寄存器操作，而所述捕獲操作用于捕獲來自所述組合電路的輸出， 所述掃描觸發(fā)器包括: 選擇單元，所述選擇單元被配置為在所述掃描移位操作中選擇外部輸入測試信號或者移位測試信號，所述外部輸入測試信號是外部輸入的，而所述移位測試信號是經由在所述相同掃描鏈的前面級中的所述掃描觸發(fā)器輸入的；以及 觸發(fā)器，所述觸發(fā)器被配置為輸出已經被所述選擇單元選擇的所述外部輸入測試信號或者所述移位測試信號。2.根據權利要求1所述的半導體裝置，進一步包括控制電路，所述控制電路被配置為根據設置在所述掃描觸發(fā)器中的測試圖案，來控制所述選擇單元選擇所述外部輸入測試信號或者所述移位測試信號。3.根據權利要求1所述的半導體裝置，進一步包括壓縮器，所述壓縮器被配置為連接至多個所述掃描鏈的輸出側、并且壓縮并且轉換來自多個所述掃描鏈的輸出。4.根據權利要求3所述的半導體裝置，其中 所述壓縮器根據所述掃描鏈的數(shù)量來改變壓縮比。5.根據權利要求3所述的半導體裝置，進一步包括掩蔽電路，所述掩蔽電路被配置為被設置在所述壓縮器與多個所述掃描鏈之間、并且阻擋在來自多個所述掃描鏈的輸出中的特定測試結果中的一部分至所述壓縮器的輸入。6.根據權利要求1所述的半導體裝置，其中 所述掃描鏈包括用于移位的掃描觸發(fā)器，所述用于移位的掃描觸發(fā)器被配置為能夠在所述掃描移位操作與所述捕獲操作之間切換，并且 在所述掃描移位操作中，所述用于移位的掃描觸發(fā)器未加改變地輸出已經被輸入的所述外部輸入測試信號或者所述移位測試信號。7.根據權利要求6所述的半導體裝置，進一步包括擴展器，所述擴展器被配置為連接至多個所述掃描鏈的輸入側、并且根據掃描鏈的數(shù)量來擴展和轉換所述外部輸入測試信號，其中 所述用于移位的掃描觸發(fā)器連接至所述擴展器。8.根據權利要求1所述的半導體裝置，進一步包括擴展器，所述擴展器被配置為連接至多個所述掃描鏈的輸入側、并且根據掃描鏈的數(shù)量來擴展和轉換所述外部輸入測試信號。9.一種用于半導體裝置的設計裝置，所述半導體裝置包括掃描觸發(fā)器，所述掃描觸發(fā)器被配置為能夠在掃描移位操作與捕獲操作之間切換，所述掃描移位操作用于使得在包括有串聯(lián)連接的一個或多個掃描觸發(fā)器的一個或者多個掃描鏈中的所述一個或者多個掃描觸發(fā)器作為移位寄存器操作，而所述捕獲操作用于捕獲來自組合電路的輸出，所述設計裝置包括: 運算處理裝置，所述運算處理裝置被配置為能夠根據預先設置的程序來執(zhí)行預定的處理，其中 所述運算處理裝置執(zhí)行電路生成處理，所述電路生成處理參照網表、并且生成包括有所述掃描觸發(fā)器的半導體裝置，所述掃描觸發(fā)器在所述掃描移位操作中能夠選擇外部輸入測試信號或者移位測試信號，其中所述外部輸入測試信號是外部輸入的，而所述移位測試信號是經由在所述相同掃描鏈的前面級中的所述掃描觸發(fā)器輸入的。10.根據權利要求9所述的設計裝置，其中 所述運算處理裝置執(zhí)行: 關注位計算處理，所述關注位計算處理從提前輸入的故障列表中選擇待檢測的故障候選、并且計算出與待檢測的所述故障候選相對應的關注位;以及 切換處理，所述切換處理根據所述關注位來控制對所述外部輸入測試信號或者所述移位測試信號的選擇、并且切換所述掃描鏈的配置。11.根據權利要求10所述的設計裝置，其中 所述運算處理裝置進一步執(zhí)行測試圖案生成處理，所述測試圖案生成處理按照這樣的方式生成測試圖案，從而使得根據所切換的所述掃描鏈的所述配置、測試步驟的數(shù)量將成為最小。12.根據權利要求11所述的設計裝置，其中 所述運算處理裝置進一步執(zhí)行添加的關注位生成處理，所述添加的關注位生成處理生成添加的關注位，以便在所切換的所述掃描鏈的所述配置中的限制條件下檢測另外的故障。13.根據權利要求9所述的設計裝置，其中 所述運算處理裝置執(zhí)行壓縮器插入處理，所述壓縮器插入處理將用于壓縮并且轉換來自多個所述掃描鏈的輸出的壓縮器插入至多個所述掃描鏈的輸出側。14.根據權利要求13所述的設計裝置，其中 所述壓縮器根據掃描鏈的數(shù)量來改變壓縮比。15.根據權利要求13所述的設計裝置，其中 所述運算處理裝置執(zhí)行進一步將掩蔽電路插入在多個所述掃描鏈與所述壓縮器之間的處理，所述掩蔽電路用于阻擋來自多個所述掃描鏈的所述輸出中的特定測試結果的一部分至所述壓縮器的輸入。16.根據權利要求9所述的設計裝置，其中 在所述電路生成處理中，所述運算處理裝置生成半導體裝置，所述半導體裝置被配置為能夠在所述掃描移位操作與所述捕獲操作之間切換，并且所述半導體裝置進一步包括用于移位的掃描觸發(fā)器，所述用于移位的掃描觸發(fā)器被配置為在所述掃描移位操作中未加改變地輸出已經被輸入的所述外部輸入測試信號或者所述移位測試信號。17.根據權利要求16所述的設計裝置，其中 所述運算處理裝置進一步將擴展器插入至多個所述掃描鏈的輸入側，所述擴展器被配置為根據掃描鏈的數(shù)量來擴展和轉換所述外部輸入測試信號，并且 所述運算處理裝置執(zhí)行將所述用于移位的掃描觸發(fā)器連接至所述擴展器的處理。18.根據權利要求9所述的設計裝置，其中 所述運算處理裝置執(zhí)行進一步將擴展器插入至多個所述掃描鏈的輸入側的處理，所述擴展器用于根據掃描鏈的數(shù)量來擴展和轉換所述外部輸入測試信號。19.一種掃描觸發(fā)器，所述掃描觸發(fā)器被配置為能夠在掃描移位操作與捕獲操作之間切換，所述掃描移位操作用于使得在包括有串聯(lián)連接的一個或者多個掃描觸發(fā)器的一個或者多個掃描鏈中的所述一個或者多個掃描觸發(fā)器作為移位寄存器操作，而所述捕獲操作用于捕獲來自組合電路的輸出，所述掃描觸發(fā)器包括: 選擇單元，所述選擇單元被配置為在所述掃描移位操作中選擇外部輸入測試信號或者移位測試信號，所述外部輸入測試信號是外部輸入的，而所述移位測試信號是經由在所述相同掃描鏈的前面級中的所述掃描觸發(fā)器輸入的；以及 觸發(fā)器，所述觸發(fā)器被配置為輸出已經被所述選擇單元選擇了的所述外部輸入測試信號或者所述移位測試信號。20.根據權利要求19所述的掃描觸發(fā)器，其中所述選擇單元包括: 第一掃描輸入端子，所述外部輸入測試信號被輸入至所述第一掃描輸入端子； 第二掃描輸入端子，所述移位測試信號被輸入至所述第二掃描輸入端子； 第一控制輸入端子，切換信號被輸入至所述第一控制輸入端子，所述切換信號在所述掃描移位操作與所述捕獲操作之間切換；以及 第二控制輸入端子，控制信號被輸入至所述第二控制輸入端子，所述控制信號選擇所述外部輸入測試信號或者所述移位測試信號。
【文檔編號】G01R31/28GK105988076SQ201610045085
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2016年1月22日
【發(fā)明人】巖田浩幸
【申請人】瑞薩電子株式會社