JP3737662B2 - システムlsiのテストデータ最適化生成方式 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明はシステムLSIのテストデータ最適化生成方式に関する。
【0002】
近年,LSIの高集積化に伴い,通常LSI内部にRAMを内蔵して内部制御用のマイクロプロセッサユニット(MPU)が動作するための命令コードで構成されているマイクロプログラムが格納され,内部回路を制御するシステムLSIが増えている。
【0003】
このような大規模集積回路のシステムLSIはMPUやメモリ及び各種周辺制御用の回路を1チップにまとめて高集積化したものであり,通常,集積度が増すにつれてそれを試験するためのテストデータ量も増えるため,必要最小限のデータパターンを用意して効率の良い試験を実施することが望まれている。
【0004】
【従来の技術】
図9は従来のLSI開発の流れを示す図である。
【0005】
最初にワークステーション上で設計者によりLSIの回路設計を行い(図9のa),設計された回路について論理的に正しい動作を行うかをチェックするための論理シミュレーションをワークステーション上で行い(同b),このチェックにより修正が施された後,多数の回路を物理的に配置するためのレイアウト設計をワークステーション上で行う(同c)。続いて,レイアウトした回路チップの物理的な配線容量を見積もって,それを含めたゲート動作のシミュレーションを行う(図9のd)。次に,LSIを製造した後にそのLSIを試験するLSIテスタ装置によりテストするのに使用するテストデータを,ワークステーション上で生成する(図9のe)。この場合のテストデータとしては,LSIテスタ装置にて実チップを試験するためのデータであり,LSIテスタ装置のタイミングでシミュレーションしたものであり,入力端子への入力データと,それに対応した期待値として各出力端子の出力データとで構成される。
【0006】
このような段階を経て,LSI設計が完了すると,設計データ等がLSIチップ製造工程(またはLSIチップ製造会社)へリリースされる(図9のf)。この時,製造工程にリリースされる,設計データとしては,▲1▼回路情報,▲2▼LSI物理情報(ピン/試験端子等),▲3▼LSIテスタ用試験データとが含まれる。
【0007】
回路情報やLSI物理情報はLSIチップの製造工程で利用されて,LSIチップが製造され(図9のg),製品はLSIテスタ(tester) 装置(市販されている装置)へセットされて,上記のLSI設計完了時に生成されたテスタデータ(Tester data:図9のh)を用いてテストされる(図9のi)。
【0008】
図10はLSIの回路構成例であり,図11は従来のテスタ用データ生成の流れである。この図10に示すLSIの回路構成例についてテスト用データ生成の流れを以下に説明する。
【0009】
図10に示すLSIの回路構成例の例では,マイクロプロセッサ(MPU)により実行されるマイクロプログラムが電源オン(パワーオンリセット)時に,LSIの外部のROMからLSI内部のRAM(SRAMを含む)にローディングを行う機能を備えるものである。
【0010】
図10において,80はLSI,81はマイクロプログラムを格納したROM,82はテスタへマイクロプログラムをローディングするのに使用するマイクロローディング用の端子,83はパワーオンリセット回路,84は2次キャッシュ,85は各種I/O装置である。また,LSI80内の80aはマイクロローディング回路,80bはその他各種周辺回路,80cはMPU(マイクロプロセッサユニット)とマイクロプログラムがローディングされるSRAMとで構成される処理回路,80dは1次キャッシュ,1次キャッシュコントロール,2次キャッシュコントロール,I/Oコントロールを含む各種回路である。
【0011】
このようなLSIについて回路が正常に動作するかの試験をするためのテスタデータ作成のため従来はワークステーション上で図10の回路構成をシミュレーションして図11に示すフローの処理により行う。テスタシミュレーションを開始すると,予めROM内には通常の動作に必要な転送用のマイクロプログラムが準備された状態において(図11のS1),LSIへパワーオンリセット信号が入る(同S2)。すると,ROM81から処理回路80cのSRAMへデータ転送が行われる(図11のS3)。この時,マイクロローディング回路80aを介して処理回路80cのSRAMの全エリアにマイクロプログラムがローディングされ,これはLSI内のMPUが動作するための命令セットである。続いて,MPUがSRAM内のマイクロプログラムにより命令動作を開始する(図11のS4)。これによりマイクロプログラムが最低限必要な命令で各種周辺回路の動作が検証されるのを確認し(図11のS5),マイクロプログラムのデバッグが完了したか判別し(同S6),バグが発生するとそれを修正して,再度データ転送(同S1)から動作確認(同S5)までの一連のシミュレーションを実行する。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
上記したように,従来のシステムLSIのテストデータの生成の技術によれば次の▲1▼,▲2▼のような問題が生じていた。これを図12に示す従来の問題点説明図を参照しながら説明する。
【0013】
▲1▼マイクロプログラムのデバッグをするたびに(バグ発見のたびに),ROMからRAMへの転送動作を行う必要がある。すなわち,図12の▲1▼に示すように,シミュレーションではマイクロプログラムに不具合があると,ワークステーションでのシミュレーション時間=(ROMからRAMへの転送時間+RAM上の命令セットによる周辺回路の動作確認を行う時間)×(シミュレーションまたはデバッグ件数)の関係がある。
【0014】
この場合,LSIの外部ROMから内部RAM(SRAM)への転送動作が全体のテストデータのシミュレーションパターンの数十%を占めており,作成したマイクロプログラムにバグが発生した場合は,転送から動作確認までの一連のシミュレーションを再度実行する必要があり,シミュレーション時間が膨大になる。
【0015】
▲2▼マイクロプログラムは,テスタ装置で使用する最低限の番地にだけデータが格納されていれば良いが,現在の転送方法は,シーケンシャルに全てのエリアを転送するので,実際には使用しない余分なデータを転送してしまうだけでなく,そのデータパターンが増大してしまう。図12の▲2▼に外部ROMに格納されたデータをRAMエリア(マイクロプログラム格納用)に転送して格納される様子を示す。この例では,ROMの4つの番地のデータ(各番地に8ビット)がRAMの1つの番地(32ビット)に格納される。このRAMに格納されたデータは,テストデータとして全てが使用されないことが多く,この例では00001,00003の番地等のデータが未使用である。
【0016】
本発明は余分なデータを転送せずにテスタのシミュレーションデータを効率よく生成してシミュレーション時間の短縮化とデバッグ効率を向上することができるシステムLSIのテストデータ最適化生成方式を提供することを目的とする。
【0017】
【課題を解決するための手段】
図1は本発明の原理構成を示す。図中,1はテストデータを最適化して生成するための各手段1a〜1cを備える処理部,1aは論理シミュレーションにおいて検証済マイクロプログラムをROMモデル化するROMモデル化手段,1bはROMのプログラムトレースにより必要なアドレス(番地)を抽出してファイルに格納するアドレストレース手段,1cはトレースにより得られたアドレスからテスタ用の入出力データのファイルを生成する制御ファイル生成手段,2はプログラム,アドレス等のデータを格納する記憶部,2aは論理シミュレーションにおいて検証(デバッグ)された検証済マイクロプログラム,2bはROMモデル,2cはトレースにより得られたアドレスを格納したアドレスファイル,2dはテスタの入出力端子への制御データを含むシミュレーション用の制御ファイルである。
【0018】
本発明は図1に示す各手段及びファイル等をワークステーション等の情報処理装置上で実現するものである。
【0019】
システムLSIの設計開発の段階において,従来技術(図9参照)により設計された回路について論理的に正しい動作を行うかをチェックするための論理シミュレーションが行われ(図9のb),設計した回路について論理的なエラーがないか検証され,誤りが検出されるとこの段階で修正が行われる。検証済マイクロプログラムのROMモデル化手段1aは,この論理的に正しいことが分かっている(デバッグされた)論理シミュレーション済のマイクロプログラムをROMモデル2bに変換する。なお,論理シミュレーション済のマイクロプログラムは,全てのデータを使用せずに論理機能をチェックするのに必要且つ十分なデータを使用している。次にアドレストレース手段1bは,そのROMモデル2bのマイクロプログラムを実行した時に使用するアドレスをトレースして,抽出したアドレスをアドレスファイル2cに格納する。制御ファイル生成手段1cはこのアドレスファイル2cに格納されたアドレスを番号順に編集を行った上で,LSIのテスタ用に使用するアドレスだけを転送してテストに使用する制御ファイル2dを作成する。
【0020】
このようにして,論理的に実証済のマイクロプログラムについてそこで使用されたアドレスのデータだけを使用するように制御データを生成することで,テストデータを最適化して生成することにより,ワークステーションでのシミュレーション時間を短縮化でき,パターンが最適化されるため,LSIテスタでの実際の試験時間を短縮化することができる。
【0021】
【発明の実施の形態】
図2,図3は実施例の構成(その1),(その2)である。図2において,符号の10〜14はワークステーション上でシミュレーションするためのシステムLSIのモデルであり,10はシステムLSI,11はMPU,12はその他各種周辺回路,13は実際(本来)のLSI内ではRAMを使用するが,シミュレーションのモデルにおいて設けられるデュアルポートのROM(RAM/ROMと表示),14はマイクロプログラムのローディングのシーケンス制御を行うマイクルローディング部である。15は外部のマイクロプログラムが格納されたROM,16は本発明により外部のモデル回路として設けられたマイクロアドレストレース回路である。図3において,17はトレースされたアドレスデータを格納するアドレスファイル,18はアドレスをソートするアドレスソート処理部,19はテスト用にLSI外部端子へ供給するための入出力データ生成用スクリプト作成部であり,17aはアドレスファイル17のデータ形式,18aはアドレスを昇降順にソートしたソート済アドレスファイル,19aはシステムシミュレーションの制御ファイル(ロードデータ)として構成されるスクリプト1,19bはROMデータとして構成されるスクリプト2である。
【0022】
システムLSI10には外部とやりとりされる各種外部信号aが設けられ,外部からのパワーオンリセット信号bが入力可能となっている。また,マイクロローディング部14と外部のROM2との間には,ROM2から出力されるデータ信号cと,ROM2へ供給される制御信号OE(アウトプット・イネーブル)d及びアドレス信号eが設けられている。
【0023】
図2,図3に示す実施例の動作を説明すると,図2のROM15には全てのマイクロプログラムが格納されており,最初にマイクロローディング部14が駆動されると,その制御信号OE(d)とアドレス(e)の信号に応じてデータが読み出され,読み出されたデータはマイクロローディング部14の制御信号(アドレス,OE,WE(ライト・イネーブル)等の信号)によりRAM/ROM13に対してデータの書き込みが行われ,ROM化が行われる。RAM/ROM13に書き込まれたマイクロプログラムを用いてMPU11がプログラムを実行する。この時,MPU11はシステムLSIの設計段階において実行された論理シミュレーションにおいて検証済(デバッグ済)のシミュレーションプログラム(MPU11内の図示省略されたメインメモリに格納されている)を実行する。MPU11はそのプログラムを実行する時にRAM/ROM13に対し制御信号(アドレス,OE)を出力して対応するデータを読み出す。この時,マイクロアドレストレース回路16は,この論理シミュレーションを実行中に発生するアドレスデータを時間情報と共にトレースしてテキストデータを生成し,図3のアドレスファイル17に格納する。
【0024】
アドレスファイル17の内容はデータ形式17aに示すように,時間(ns:ナノセコンド)とその時間に発生したアドレスとで構成される。次にこのアドレスファイル17に格納されたデータについてアドレスソート処理部18においてテキスト編集が行われ,アドレスを昇降順にソートし,ソート済アドレスファイル18aが作成される。この時,並べ替えだけでは同じ番地(アドレス)が複数存在してしまうため,重複する番地は削除される。
【0025】
次に入出力データ生成用スクリプト作成部19の動作によりソート済アドレスファイル18aを変換して入出力データ生成用のテキストデータを生成する。具体的には,システムLSIテスト時にLSI外部端子へ供給する入出力データを生成するためのスクリプト1(19a),スクリプト2(19b)を作成する。なおスクリプト1はシステムシミュレーションのロードデータとして使用され,スクリプト2はROMデータとして使用される。このテキストデータは,システムLSIの全体のシステムシミュレーションがこれを解読して,LSI端子へのL(Low)/H(High) のデータを与えることができる。
【0026】
本発明ではソートされたアドレス情報をLSIの外部端子へ与えるシミュレーションのロードファイル情報へ変換して,システムLSI内部RAMへ書き込みする必要がある。この時,アドレス情報は必ずしもシーケンシャルに発生するとは限らないため,LSIの外部端子へ与えるタイミングは,アドレス情報に合わせてランダムなアドレス(メモリ上とびとびのアドレスへデータを格納)となるタイミングチャートを生成する必要がある。
【0027】
図4はLSI外部端子への入出力データ生成用スクリプト1の例を示す。このスクリプト1(図3の19a)はパワーオンリセット信号のオン,オフの状態を生成すると共に,データの転送動作(ROMからRAMへの転送動作)において,転送されるデータのワード数(書込みRAMアドレスの数)に対応したウエイト時間によりタイミングを規定する。図3の例は,上記図2に示すソート済アドレスファイル18aに設定されたアドレスのデータの例に対応している。
【0028】
図4には動作が定義されたスクリプトが示され,最初のaの「SPOWRN 0」はパワーオンリセット信号をオフにすることを意味し,次のbの「WAITFOR NS 400ns」は400nsの時間だけウエイトすることを意味し,cの「%」はコメント(開始を表すStartや,最初の転送を意味するFirst trnasmission等) を表し,「SPOWRN 1」はパワーオンリセット信号をオンにすることを意味する。この後のd〜jはパワーオンリセット信号がオンになって100nsの後にオフとなった後,hの400nsのウエイト時間が設けられており,この時間はRAMへ書込みを行うスタート番地と転送数(RAMへ書込むワード数,1ワードは4バイト)を指定するために設けられ,hとiの400nsのウエイト時間は,RAMアドレス100番地と101番地への書込みを行うための時間である。この後の,j〜oは1ワードのみをRAMへ転送して書込む場合のスクリプトであり,p以降も同様に1ワードのみの転送を行う場合のスクリプトである。
【0029】
図5はLSI外部端子への入出力データ生成用スクリプト2とRAMの説明図である。
【0030】
図5の符号19b(図3参照)で示すスクリプト2の例は,ROM(図2の15に対応)の各番地に番地データと格納データとが格納されており,ROMは8ビット単位で転送を行う。この先頭のaで表す番地01FFEのデータに対応した格納データとして転送ワード数(1ワードは4バイト)が格納され,この場合は「000・・01」(1ワード)が設定されている。次のbの01FFFの番地データに対応した開始番地(図2のRAM/ROM13の書き込み開始番地)が格納データとして格納され,この場合は「000・・100」が設定されている。次のcの番地「00100」とdの番地「00101」には,転送すべきデータが格納されており,このROMの内容(スクリプト2)により,図5の右側に示すRAM(32ビット書き込み)の各番地「000100」と「000101」にROMの上記の各データが書き込まれる。これに続いてROMのスクリプト2のe〜gでは,eの番地データ「01FFE」に転送ワード数として1ワードが設定され,番地データ「01FFF」に開始番地が設定され,続いて番地データ「0010A」に対応して格納データが設定されている。この図5のRAMの書き込みが行われる番地の分布を見れば分かるように,論理シミュレーションで使用したデータだけが選択的に転送され,使用されない番地のデータは転送されない。
【0031】
図6はデータ生成用スクリプト1,2によるテストデータ生成の流れを示す図である。図6において,60はシステムLSIのシミュレーションモデル(LSI本体),61はシステムLSIのテスタ装置における試験をシミュレーションするためのテストベンチ(ワークステーション上の試験インタフェース),62はスクリプト1(システムシミュレーションのロードデータ),63はスクリプト2(ROMデータ),64は生成されたテスタデータである。
【0032】
システムLSIのシミュレーションモデル60のLSI各端子をテストベンチ61と接続すると共に,シミュレーションモデル60のLSIROMインタフェース端子を介してテストベンチ61と接続する。このテストベンチ61に対しスクリプト1(62)とスクリプト2(63)が接続され,システムLSIのシミュレーションモデル60とはテストベンチ61を介して接続されており,この接続を通してスクリプト1とスクリプト2を通して図6の64に示すテスタデータ64を生成することができる。
【0033】
図7にLSIスクリプトによるマイクロローディング部のタイミングチャートであり,図3の実施例の入出力データ生成用スクリプト作成部19で生成されたタイミングチャート例である。
【0034】
図7のaはパワーオンリセット(Power on R) 信号の状態を表し,bはROMリードであり,ROMからRAMへ転送されるデータをLSIのピン部分にて図示したものである。時間t1に100nsの期間だけパワーオンリセットがオンとなり,この信号状態は上記図4のe,f,gに対応する。図7のdの説明にあるように,時間t2とt3のタイミングで転送開始番地がbのROMリードの信号により指定される(この指定は上記のスクリプト2により指定される)。この後,時間t4とt5のタイミングでRAMへの転送ワード数(この例では2ワードで4バイト×2)が指定され,これもスクリプト2により指定される。その後,この値に従い,所望のRAMアドレスへ4バイト(1ワード)のデータが時間t6〜t9に転送され,この時転送されるデータもスクリプト2により指定される。時間t9に図7のcの「Data」で示すように1ワードがRAMに書き込まれる。次の4バイトが時間t10〜t13に転送され,t13にRAMアドレスにその4バイト(1ワード)が書き込まれる。この後,連続するアドレスのデータを転送する場合は次のパワーオンリセットが入力されず,不連続の場合は最終データ転送後に入るようにスクリプトに従って動作する。時間t14に最初の転送ブロック数に従って,前記のt1以下を繰り返す。
【0035】
このように,シミュレーションモデルにより抽出したファイルを元に,システムLSIへのパワーオンリセット信号生成用にシミュレーションの制御ファイルが作成され,最終的にRAMへローディングされるマイクロプログラムはテスト装置で使用する番地だけを転送することができる。
【0036】
図8は本発明によるシミュレーション時間の短縮化の説明図である。図8の▲1▼は本発明によるテスタデータ生成までの時間,▲2▼はマイクロプログラムのエリアを示す。Aに示すように時間帯BはRAM上の命令セットによる周辺回路の動作確認(ROM化)の時間であり,この時間Bはバグ発生分だけ繰り返す。時間帯Aは,ROMからRAMへの転送時間であり,本発明では余分なマイクロプログラムをロードしなくて済む(検証済のマイクロプログラムだけに絞る)ので転送時間が削減できる。この結果,ワークステーションでのテストデータ生成のシミュレーション時間=B×(シミュレーションまたはバグ件数)+Aとなり,従来例(図11の▲1▼参照)に比べて時間を短縮できることが分かる。図8の▲2▼はROMの中のデータの中で,テストデータとして使用するデータだけがRAMへ転送される様子を示し,これによりシミュレーション時間を削減することができる。
【0037】
【発明の効果】
本発明によればシミュレーションの総計の時間が短縮できる。また,LSIテスタでの実チップ試験もマイクロプログラムを転送しない分,30〜70%の試験時間短縮が期待できる。
【0038】
本発明を使用した場合と従来方式の場合のワークステーションでのシミュレーション時間は,トータルのシミュレーション時間をy,周辺回路確認時間をa,バグ/修正数(回数)をx,RAM転送の固定時間をbとすると,
従来方式のy=(a+b)×x
本発明のy=a×x+b
となり,明らかに本発明によれば従来方式に比べてシミュレーション時間を大幅に短縮できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の原理構成を示す図である。
【図2】実施例の構成(その1)を示す図である。
【図3】実施例の構成(その2)を示す図である。
【図4】LSI外部端子への入出力データ生成用スクリプト1の例を示す図である。
【図5】LSI外部端子への入出力データ生成用スクリプト2とRAMの説明図である。
【図6】データ生成用スクリプト1,2によるテストデータ生成の流れを示す図である。
【図7】LSIスクリプトによるマイクロローディング部のタイミングチャートを示す図である。
【図8】本発明によるシミュレーション時間の短縮化の説明図である。
【図9】従来のLSI開発の流れを示す図である。
【図10】LSIの回路構成例を示す図である。
【図11】従来のテスタ用データ生成の流れを示す図である。
【図12】従来の問題点説明図である。
【符号の説明】
1 処理部
1a ROMモデル化手段
1b アドレストレース手段
1c 制御ファイル生成手段
2 記憶部
2a 検証済マイクロプログラム
2b ROMモデル
2c アドレスファイル
2d 制御ファイル
Claims (4)
- 設計段階の論理シミュレーションで検証が行われたシステムLSIのテストに使用するデータを生成するためのデータ最適化生成方式において,
前記論理シミュレーションで検証済のマイクロプログラムをROMモデル化するROMモデル化手段と,
前記ROMモデル化されたマイクロプログラムの実行において使用するデータのアドレスをトレースするアドレストレース手段と,
前記トレースされたアドレスからテストのシミュレーションのための制御ファイルを生成する制御ファイル生成手段と,
を備えることを特徴とするシステムLSIのテストデータ最適化生成方式。 - 請求項1において,
前記制御ファイル生成手段により生成されたテストデータをテストのシミュレーション及び製造されたLSIのテスト装置で使用することを特徴とするシステムLSIのテストデータ最適化生成方式。 - 請求項1において,
前記アドレストレース手段は,システムLSIのシミュレーションモデルの外部のモデルとして設けられ,該外部のモデルはマイクロプログラムのアドレス情報をアドレスファイルへ出力することを特徴とするシステムLSIのテストデータ最適化生成方式。 - 請求項3において,
前記制御ファイル生成手段は,前記アドレスファイルのトレースアドレスの重複番地の削除とソートを行って,LSI外部端子へ与えるデータの元となるシミュレーション用の制御ファイルを生成することを特徴とするシステムLSIのテストデータ最適化生成方式。
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