説明

半導体集積回路

【課題】回路規模を増大させることなく、高速テストを実施することが可能な半導体集積回路を提供する。
【解決手段】本発明にかかる半導体集積回路は、複数のメモリセルによって構成されるメモリセル部22と、メモリセルへのデータの書き込み及び読み出しを制御する制御部と、クロックCLKに応じて制御部へ入力されるパルス信号を生成するパルス信号生成部と、を備える。そして、パルス信号生成部は、ワンショットパルス生成回路20を有する。ワンショットパルス生成回路20は、通常動作モード時には、クロックCLKに同期したワンショットパルス信号をパルス信号として生成し、高速動作モード時には、クロックCLK及びパルス信号に同期した連続したワンショットパルス信号をパルス信号として生成する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、高速クロックを生成することが可能な半導体集積回路に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、SRAM(Static Random Access Memory)等のメモリの故障を検出するためのメモリテストの必要性が増加している。特に、より高品質なメモリテストとして、メモリを高速動作させた場合におけるメモリテスト(以下、単に高速メモリテストと称す)の必要性が増加している。また、コスト削減のため、高速テスターを用いずに、低速テスターを用いてメモリテストを実施することが要求されている。
【0003】
このような要求に対する解決策として、高速メモリテストを実施可能な半導体装置(半導体集積回路)及びそのテスト方法が特許文献1に開示されている。この半導体装置は、ワード線を選択する行デコーダと、ビット線対を選択する列セレクタと、のうちいずれか一方を外部入力クロックよりも高速に動作させる。そして、従来の半導体装置は、指定されたメモリセルを連続アクセスすることによりメモリテストを実施する。ここで、従来の半導体装置は、当該メモリセルにデータ保持不良(故障)が発生しているか否かを、外部入力クロック信号のクロックに対応させたパターン数を用いて判定する。このとき、外部入力クロック信号のクロックに対応させたパターン数は、実際にメモリテストしたテストパターン数よりも少ない。このように、従来の半導体装置は、当該半導体装置の内部にて高速クロックを生成する。そのため、従来の半導体装置は、低速テスターを用いて高速メモリテストを実施することができる。そのほか、特許文献2〜4にも、高速メモリテストを実施可能な半導体集積回路が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2004−22014号公報
【特許文献2】特開2002−196046号公報
【特許文献3】特許第3061988号公報
【特許文献4】特許第4115676号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ここで特許文献1に記載の半導体集積回路は、列セレクタ及び行デコーダのうちいずれか一方に対して高速クロックを出力する逓倍回路を備える。また、特許文献2〜4に記載の半導体集積回路においても、特許文献1の場合と同様に、高速クロックを生成するために、VCOを有するクロック生成回路及びPLL(Phase Locked Loop)のいずれかを備える。
【0006】
したがって、従来技術の半導体集積回路では、回路規模が増大するという問題があった。また、1チップ上に複数のメモリが搭載されている場合、従来技術の半導体集積回路では、各メモリに対してそれぞれ逓倍回路の設定が必要となる。そのため、メモリテストの複雑化に応じてテストコストが増加するという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明にかかる半導体集積回路は、複数のメモリセルによって構成されるメモリセル部と、メモリセルへのデータの書き込み及び読み出しを制御する制御部と、外部クロックに応じて前記制御部へ入力されるパルス信号を生成するパルス信号生成部と、を備え、前記パルス信号生成部は、ワンショットパルス生成回路を有し、当該ワンショットパルス生成回路は、通常動作モード時には、前記外部クロックに同期したワンショットパルス信号をパルス信号として生成し、高速動作モード時には、前記外部クロック及び前記パルス信号に同期した連続したワンショットパルス信号をパルス信号として生成する。
【0008】
上述のような回路構成により、回路規模を増大させることなく、高速クロックを生成することが可能である。
【発明の効果】
【0009】
本発明により、回路規模を増大させることなく、高速クロックを生成することが可能な半導体集積回路を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】本発明の実施の形態1にかかる半導体集積回路及びその周辺回路を示す図である。
【図2】本発明の実施の形態1にかかる半導体集積回路及びその周辺回路の動作を示すタイミングチャートである。
【図3】本発明の実施の形態1にかかる半導体集積回路を示す図である。
【図4】本発明の実施の形態1にかかる半導体集積回路を示す図である。
【図5】本発明の実施の形態1にかかる半導体集積回路の通常動作モード時におけるタイミングチャートである。
【図6】本発明の実施の形態1にかかる半導体集積回路の高速動作モード時におけるタイミングチャートである。
【図7】本発明の実施の形態2にかかる半導体集積回路及びその周辺回路を示す図である。
【図8】本発明の実施の形態2にかかる半導体集積回路及びその周辺回路の動作を示すタイミングチャートである。
【図9】本発明の実施の形態2にかかる半導体集積回路及びその周辺回路の動作を示すタイミングチャートである。
【図10】従来技術の半導体集積回路である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下では、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。説明の明確化のため、必要に応じて重複説明は省略される。
【0012】
実施の形態1
図1に本発明の実施の形態1にかかるメモリ(半導体集積回路)10及びその周辺回路を示す。図1に示す回路は、メモリ10と、パターン生成回路11と、比較回路12と、遅延制御回路13と、を備える。
【0013】
パターン生成回路11において、外部クロックEXCLKと、モード切替信号CKGENと、テスト切替信号BISTMと、が入力される。外部クロックEXCLKは、外部から供給されるクロック信号である。モード切替信号CKGENは、メモリ10を高速動作させるモード(以下、単に高速動作モードと称す)と、メモリ10を通常動作させるモード(以下、単に通常動作モードと称す)と、のうちいずれかのモードに切り替えるための信号である。テスト切替BISTMは、例えば、メモリ10のテスト内容を切り替えるための信号である。なお、モード切替信号CKGENは、メモリ10及び比較回路12にも入力される。
【0014】
パターン生成回路11は、START信号と、MODE信号と、ADDRESS信号と、DATA信号と、をメモリ10に対して出力する。なお、START信号は、メモリ10のクロック信号として用いられる。MODE信号は、メモリ10において、データの読み出し動作をするモード(以下、単にリードモードと称す)と、データの書き込み動作をするモード(以下、単にライトモードと称す)と、のうちいずれかモードに切り替えるための信号である。ADDRESS信号は、メモリ10に含まれるメモリセル群(後述)のうち、データの読み出し又は書き込み対象となるメモリセルを選択するための信号である。DATA信号は、ADDRESS信号によって選択されたメモリセルに書き込むためのデータである。なお、パターン生成回路11は、さらに期待値データを比較回路12に対して出力する。
【0015】
メモリ10は、内部クロックCLKSを、遅延制御回路13を介してパターン生成回路11と比較回路12と後段の外部回路(不図示)とに対して出力する。遅延制御回路13は、制御信号CCNTに基づいて内部クロックCLKSに付加する遅延値を調整する。パターン生成回路11及び比較回路12は、遅延調整された内部クロックCLKSに同期して動作する。それにより、メモリ10、パターン生成回路11及び比較回路12は、それぞれ同一タイミングで変化する内部クロックCLKSに同期して正常に動作することが可能となる。
【0016】
なお、通常動作モードでは、内部クロックCLKSは、外部クロックEXCLKと同一周期のパルスを形成する。一方、高速動作モードでは、内部クロックCLKSは、外部クロックEXCLKの一周期内に複数のパルスを形成する。
【0017】
また、メモリ10は、リードモードにおいて、読み出しデータを比較回路12に対して出力する。メモリテストを実施する場合には、比較回路12は、メモリ10からの読み出しデータと、パターン生成回路11からの期待値データと、を比較する。そして、比較回路12は、両データが一致する場合には正常動作であると判定し、判定結果を出力する。一方、比較回路12は、両データが一致しない場合には異常動作であると判定し、判定結果を出力する。通常動作の場合には、比較回路12は、例えば、メモリ10からの読み出しデータをそのまま出力する。
【0018】
メモリ10に対して高速メモリテストを実施した場合の例を図2のタイミングチャートを用いて説明する。なお、本実施の形態では、モード切替信号CKGENがロウレベルの場合、通常動作モードを示す。一方、モード切替信号CKGENがハイレベルの場合、高速動作モードを示す。図1に示す回路は、図2に示すように、まず通常動作モードにて初期設定を行う。その後、高速動作モードにてメモリ10に対してデータの書き込み又は読み出し動作を行う。その後、通常動作モードにてメモリ10から読み出されたデータと期待値データとを比較する。
【0019】
図2に示すように、パターン生成回路11は、モード切替信号CKGENがロウレベルの場合には、外部クロックEXCLKに同期したSTART信号を生成する。一方、パターン生成回路11は、モード切替信号CKGENがハイレベルの場合には、一度外部クロックEXCLKに同期してSTART信号を立ち上げた後は、モード切替信号CKGENがロウレベルに切り替わるまで、START信号をハイレベルに維持する。この期間中、メモリ10は、複数のパルスによって形成される内部クロックCLKSを生成する。
【0020】
このように、本実施の形態にかかるメモリ10は、メモリ10の内部にて生成されるクロックによって高速動作が可能である。そのため、本実施の形態にかかるメモリ10では、低速テスターを用いて高速メモリテストを実施することが可能である。
【0021】
次に、本実施の形態にかかるメモリ10の詳細について、図3を用いて説明する。メモリ10は、パルス信号生成回路36と、メモリセル部22と、行デコーダ23と、列セレクタ24と、入出力回路25と、セレクタ26と、AND論理ゲート(以下、単にANDと称す)27と、を備える。また、パルス信号生成回路36は、ワンショットパルス生成回路20と、タイミング調整回路21と、を有する。なお、行デコーダ23と、列セレクタ24と、入出力回路25と、によりメモリセルへのデータの書き込み及び読み出しを制御する制御部を構成する。また、制御部とメモリセル部22とにより内部回路を構成する。また、パルス信号生成回路36と、セレクタ26と、AND27とによりパルス信号生成部を構成する。
【0022】
まず、メモリ10の回路構成について説明する。クロック入力端子CLKは、セレクタ26の一方の入力端子と、AND27の一方の入力端子と、に接続される。AND27の他方の入力端子は、タイミング調整回路21の出力端子に接続される。AND27の出力端子は、セレクタ26の他方の入力端子に接続される。セレクタ26の出力端子は、クロック出力端子CLKS及びワンショットパルス生成回路20の一方の入力端子に接続される。モード切替端子CKGENは、セレクタ26の切替制御端子に接続される。
【0023】
なお、クロック入力端子CLKには、パターン生成回路11からのSTART信号が供給される。モード切替端子CKGENには、パターン生成回路11からのモード切替信号CKGENが供給される。ADDRESS端子には、パターン生成回路11からのADDRESS信号が供給される。MODE端子には、パターン生成回路11からのMODE信号が供給される。クロック出力端子CLKSは、内部クロックCLKSを出力する端子であって、遅延制御回路13に接続される。
【0024】
ワンショットパルス生成回路20の出力端子は、タイミング調整回路21と、行デコーダ23と、列セレクタ24と、入出力回路25と、のそれぞれのクロック入力端子に接続される。タイミング調整回路21の出力端子は、AND27の他方の入力端子に加え、さらにワンショットパルス生成回路20の他方の入力端子に接続される。
【0025】
メモリセル部22は、記憶素子であるメモリセルが行列状に複数配置して構成される。メモリセル部22と行デコーダ23との間には、行方向(図3の紙面の横方向)に並列に複数のワード線が配線される。メモリセル部22と列セレクタ24との間には、列方向(図3の紙面の縦方向)に並列に複数のビット線対が配線される。また、列セレクタ24と、データ出力端子Q及びデータ入力端子DATAとは、入出力回路25を介して互いに接続されている。
【0026】
なお、図示していないが、ADDRESS端子は、行デコーダ23及び列セレクタ24に接続される。MODE端子は、例えば、入出力回路25に接続される。また、データ入力端子DATAには、パターン生成回路11(図1)からのDATA信号が供給される。データ出力端子Qは、読み出しデータを出力する端子であって、比較回路12(図1)に接続される。
【0027】
次に、図3に示す回路の動作について説明する。
【0028】
セレクタ26は、モード切替信号CKGENに基づいて、START信号(CLK端子に供給される信号)と、START信号及びフィードバック信号(パルス信号に遅延を与えた信号)FBの論理積と、のうちいずれか一方を選択し、ワンショットパルス生成回路20及びクロック出力端子CLKSに対して出力する。より具体的には、セレクタ26は、通常動作モードの場合にSTART信号を出力する。また、セレクタ26は、高速動作モードの場合にSTART信号及びフィードバック信号FBの論理積を出力する。なお、以下の説明では、セレクタ26が出力する信号を、内部クロックCLKSと称す。
【0029】
ワンショットパルス生成回路20は、内部クロックCLKSに同期したワンショットパルス信号(パルス信号)ICLKを生成する。より具体的には、ワンショットパルス生成回路20は、通常動作モードの場合には、START信号に同期したワンショットパルス信号ICLKを生成する。また、ワンショットパルス生成回路20は、高速動作モードの場合には、START信号及びフィードバック信号FBに同期した連続したワンショットパルス信号ICLKを生成する。そして、ワンショットパルス生成回路20は、ワンショットパルス信号ICLKを、タイミング調整回路21と、行デコーダ23と、列セレクタ24と、入出力回路25と、に対して出力する。
【0030】
タイミング調整回路21は、ワンショットパルス信号ICLKに基づいてフィードバック信号FBを生成する。
【0031】
制御部とメモリセル部22からなる内部回路は、ワンショットパルス信号ICLKに同期して動作する。より具体的には、内部回路は、通常動作モードの場合には、START信号と同じ周波数のワンショットパルス信号ICLKに同期して動作する。また、内部回路は、高速動作モードの場合には、高速周波数のワンショットパルス信号ICLKに同期して動作する。
【0032】
なお、メモリ10では、MODE信号よってリードモード及びライトモードのうちいずれか一方のモードに切り替えられる。また、メモリ10では、メモリセル部22を構成するメモリセルのうち、データの読み出し又は書き込み対象となるメモリセルがADDRESS信号によって選択される。
【0033】
より具体的には、行デコーダ23は、ADDRESS信号に基づいて複数のワード線のうちいずれかのワード線を選択する。列セレクタ24は、ADDRESS信号に基づいて複数のビット線対のうちいずれかのビット線対を選択する。それにより、メモリセル部22に配置された複数のメモリセルのうち、データの読み出し又は書き込み対象となるメモリセルが選択される。
【0034】
メモリセル部22は、リードモードにおいて、選択されたメモリセルから読み出されたデータを、列セレクタ24及び入出力回路25を介して、データ出力端子Qに向けて出力する。一方、メモリセル部22は、ライトモードにおいて、データ入力端子DATAからの書き込みデータを入出力回路25及び列セレクタ24を介して、選択されたメモリセルに対して入力する。
【0035】
それにより、リードモードでは、選択されたメモリセルに記憶されているデータがデータ出力端子Qから読み出される。一方、ライトモードでは、選択されたメモリセルに対してデータ入力端子DATAからの書き込みデータが書き込まれる。なお、行デコーダ23、列セレクタ24及び入出力回路25は、ワンショットパルス信号ICLKに同期して動作する。
【0036】
図4は、図3に示すメモリ10の回路構成をさらに詳細に示した図である。タイミング調整回路21は、パルス幅調整回路30と、動作完了信号生成回路31と、NAND論理ゲート(以下、単にNANDと称す)32と、を有する。ワンショットパルス生成回路20は、ラッチ回路33と、AND34と、インバータ(以下、単にINVと称す)35と、を有する。ラッチ回路33は、例えばRSラッチ回路(セットリセットフリップフロップ)である。
【0037】
セレクタ26の出力端子は、ワンショットパルス生成回路20の一方の入力端子を介して、INV35の入力端子及びAND34の一方の入力端子に接続される。INV35の出力端子は、AND34の他方の入力端子に接続される。AND34の出力端子は、ラッチ回路33のS端子(セット端子)に接続される。ラッチ回路33の端子Q(出力端子)は、ワンショットパルス生成回路20の出力端子を介して、タイミング調整回路21と、行デコーダ23と、列セレクタ24と、入出力回路25と、のそれぞれのクロック入力端子に接続される。また、ラッチ回路33の端子Qは、ワンショットパルス生成回路20の出力端子及びタイミング調整回路21の入力端子を介して、パルス幅調整回路30の入力端子と、動作完了信号生成回路31の入力端子と、に接続される。パルス幅調整回路30の出力端子は、NAND32の一方の入力端子に接続される。動作完了信号生成回路31の出力端子は、NAND32の他方の入力端子に接続される。NAND32の出力端子は、タイミング調整回路21の出力端子を介して、AND27の他方の入力端子に接続されるとともに、さらにワンショットパルス生成回路20の他方の入力端子を介して、ラッチ回路33のR端子(リセット端子)に接続される。
【0038】
ラッチ回路33のR端子には、フィードバック信号FBの反転信号が入力される。ラッチ回路33のS端子(セット端子)には、内部クロックCLKSの立ち上がりエッジに同期したパルス信号が入力される。そして、ラッチ回路33は、ワンショットパルス信号ICLKをQ端子から出力する。パルス幅調整回路30は、ワンショットパルス信号ICLKに基づいてパルス幅調整信号を生成する。動作完了信号生成回路31は、ワンショットパルス信号ICLKに基づいて動作完了信号を生成する。NAND32は、パルス幅調整信号と動作完了信号とを入力して、フィードバック信号FBを出力する。その他の回路構成は、図3に示す回路と同様であるため、説明を省略する。
【0039】
ここで、ワンショットパルス信号ICLKの検出エッジと、それに基づいて生成されるパルス幅調整信号の検出エッジと、の間の経過時間は、ワンショットパルス信号ICLKが内部回路にアクセスするために必要な時間(アクセス時間)に相当する。
【0040】
つまり、パルス幅調整回路30は、例えば、内部回路のレプリカを備えることによりアクセス時間を検出し、パルス幅調整信号を生成する。あるいはパルス幅調整回路30は、内部回路から検出されるアクセス時間を受けてパルス幅調整信号を生成する。あるいはパルス幅調整回路30は、予め設定された所定のアクセス時間経過後、パルス幅調整信号を生成する。このパルス幅調整信号により、ワンショットパルス信号ICLKのパルス幅が調整される。
【0041】
また、高速動作モードにおいて、ワンショットパルス信号ICLKの検出エッジから、次のサイクルの検出エッジまでの時間は、内部回路の動作開始から動作完了までの時間に相当する。言い換えると、高速動作モードにおいて、ワンショットパルス信号ICLKの検出エッジと、それに基づいて生成される動作完了信号の検出エッジと、の間の経過時間は、内部回路の動作開始から動作完了までの時間に相当する。
【0042】
なお、内部回路の動作開始とは、例えば、ワンショットパルス信号ICLKが立ち上がった時刻をいう。また、内部回路の動作完了とは、例えば、当該ワンショットパルス信号ICLKに基づいて、選択されたメモリセルからデータが読み出された時刻をいう。換言すると、当該ワンショットパルス信号ICLKに基づいて動作した制御部によるメモリセルへのデータの書き込み及び読み出しが完了した時刻をいう。
【0043】
つまり、動作完了信号生成回路31は、例えば、内部回路のレプリカを備えることにより内部回路の動作完了時刻を検出し、動作完了信号を生成する。あるいは動作完了信号生成回路31は、内部回路から検出される動作完了時刻を受けて動作完了信号を生成する。あるいは動作完了信号生成回路31は、予め設定された所定の時間経過後、動作完了信号を生成する。この動作完了信号により、高速動作モードにおけるワンショットパルス信号ICLKの周波数が決定される。なお、タイミング調整回路21では、NAND32がパルス幅調整信号と動作完了信号と基づいたフィードバック信号FBを生成する。
【0044】
通常動作モードの場合、ラッチ回路33のR端子には、フィードバック信号FBの反転信号が入力される。また、ラッチ回路33のS端子には、START信号が内部クロックCLKSとして入力される。一方、高速動作モードの場合、ラッチ回路33のR端子には、フィードバック信号FBの反転信号が入力される。また、ラッチ回路33のS端子には、フィードバック信号FB及びSTART信号の論理積が内部クロックCLKSとして入力される。
【0045】
ワンショットパルス生成回路20及びタイミング調整回路21の動作について図5及び図6を用いてさらに詳細に説明する。図5は、ワンショットパルス生成回路20及びタイミング調整回路21の通常動作モード時におけるタイミングチャートである。図6は、ワンショットパルス生成回路20及びタイミング調整回路21の高速動作モード時におけるタイミングチャートである。
【0046】
まず、ワンショットパルス生成回路20及びタイミング調整回路21の通常動作モード時における動作について図5を用いて説明する。なお、以下の説明では、START信号(CLK端子に供給される信号)をクロックCLKと称す。また、ワンショットパルス信号ICLKの初期状態はロウレベルであって、フィードバック信号FBの初期状態はハイレベルである場合を例に説明する。
【0047】
セレクタ26は、クロックCLKを選択して内部クロックCLKSとして出力する。そのため、クロックCLKが立ち上がると、内部クロックCLKSも立ち上がる。ワンショットパルス生成回路20は、内部クロックCLKSの立ち上がりに同期してワンショットパルス信号ICLKを立ち上げる(時刻T0)。
【0048】
タイミング調整回路21は、時刻T0において、ワンショットパルス信号ICLKの立ち上がりエッジを検出した後、内部回路のアクセス時間に相当する時間の経過後、フィードバック信号FBを立ち下げる(時刻Ta)。ワンショットパルス生成回路20は、時刻Taにおけるフィードバック信号FBの立ち下がりに同期して、ワンショットパルス信号ICLKを立ち下げる(時刻Tb)。その後、タイミング調整回路21は、時刻Tbにおけるワンショットパルス信号ICLKの立ち下がりを受けて、フィードバック信号FBを立ち上げる(時刻Tc)。なお、タイミング調整回路21は、時刻T0にてワンショットパルス信号ICLKが立ち上がってから、内部回路の動作開始から動作完了までに相当する時間の経過後、時刻Tcにてフィードバック信号FBを立ち上げている。
【0049】
つまり、時刻Tcから次のクロックCLKの立ち上がり(時刻T2)までの間、フィードバック信号FB及びワンショットパルス信号ICLKは、いずれも初期状態を示す。このように、ワンショットパルス生成回路20は、クロックCLKの立ち上がりに同期したワンショットパルス信号ICLKを生成する。つまり、ワンショットパルス生成回路20は、クロックCLKと同じ周波数のワンショットパルス信号ICLKを生成する。
【0050】
なお、時刻T0〜T1の期間が、内部回路の動作開始から動作完了までに要する時間である。つまり、時刻T0〜T1の時間が、内部回路の最高動作周期を示す。したがって、ワンショットパルス信号ICLKの1周期当たりの時間が時刻T0〜T1の時間となるように調整することにより、メモリテストに要する時間を短縮することができる。同時に、より高品質なメモリテストとしての、高速メモリテストの実施が可能となる。
【0051】
なお、図10に示す従来技術の回路の場合も、図5に示す動作と同様の動作を示す。図10に示す回路は、図3に示す回路と比較して、セレクタ26及びAND27を有しない。つまり、図10に示す回路は、クロックCLKの立ち上がりエッジに同期したパルス信号のみがワンショットパルス生成回路20に入力される。その他の回路構成については、図4に示す回路と同様であるため説明を省略する。
【0052】
次に、ワンショットパルス生成回路20及びタイミング調整回路21の高速動作モード時における動作について図6を用いて説明する。なお、以下の説明では、START信号(CLK端子に供給される信号)をクロックCLKと称す。また、ワンショットパルス信号ICLKの初期状態はロウレベルであって、フィードバック信号FBの初期状態はハイレベルである場合を例に説明する。
【0053】
セレクタ26は、クロックCLK及びフィードバック信号FBの論理積を選択して内部クロックCLKSとして出力する。なお、クロックCLKは、高速のモードの場合、一度立ち上がった後はモードが切り替わるまでハイレベルの状態を維持する。したがって、セレクタ26は、クロックCLKの立ち上がりエッジと、フィードバック信号FBの立ち上がりエッジ(動作完了信号の検出エッジに相当)と、を検出エッジ(立ち上がりエッジ)とする内部クロックCLKSを出力する。
【0054】
ワンショットパルス生成回路20は、時刻T0において、内部クロックCLKSの立ち上がりに同期してワンショットパルス信号ICLKを立ち上げる。なお、時刻T0における内部クロックCLKSの立ち上がりは、クロックCLKの立ち上がりによるものである。
【0055】
タイミング調整回路21は、時刻T0において、ワンショットパルス信号ICLKの立ち上がりエッジを検出した後、内部回路のアクセス時間に相当する時間の経過後、フィードバック信号FBを立ち下げる(時刻Ta)。それにより、内部クロックCLKSは立ち下がる(時刻Tb)。さらに、ワンショットパルス生成回路20は、時刻Taにおけるフィードバック信号FBの立ち下がりに同期して、ワンショットパルス信号ICLKを立ち下げる(時刻Tb)。その後、タイミング調整回路21は、時刻Tbにおけるワンショットパルス信号ICLKの立ち下がりを受けて、フィードバック信号FBを立ち上げる(時刻Tc)。なお、タイミング調整回路21は、時刻T0にてワンショットパルス信号ICLKが立ち上がってから、内部回路の動作開始から動作完了までに相当する時間の経過後、時刻Tcにてフィードバック信号FBを立ち上げている。
【0056】
なお、高速動作モードでは、前述のようにクロックCLKはハイレベルの状態を維持する。そのため、ワンショットパルス生成回路20は、時刻Tcにおいて、フィードバック信号FBが立ち上がると、それに同期してワンショットパルス信号ICLKを立ち上げる(時刻T1)。
【0057】
タイミング調整回路21は、時刻T1において、ワンショットパルス信号ICLKの立ち上がりエッジを検出した後、内部回路のアクセス時間に相当する時間の経過後、フィードバック信号FBを立ち下げる(時刻Td)。それにより、内部クロックCLKSは立ち下がる(時刻Te)。さらに、ワンショットパルス生成回路20は、時刻Tdにおけるフィードバック信号FBの立ち下がりに同期して、ワンショットパルス信号ICLKを立ち下げる(時刻Te)。その後、タイミング調整回路21は、時刻Teにおけるワンショットパルス信号ICLKの立ち下がりを受けて、フィードバック信号FBを立ち上げる(時刻Tf)。なお、タイミング調整回路21は、時刻T1にてワンショットパルス信号ICLKが立ち上がってから、内部回路の動作開始から動作完了までに相当する時間の経過後、時刻Tfにてフィードバック信号FBを立ち上げている。クロックCLKがハイレベルの間、このような動作が繰り返される。
【0058】
このように、ワンショットパルス生成回路20は、高速動作モードにおいて、クロックCLKの立ち上がりエッジと、フィードバック信号FBの立ち上がりエッジ(動作完了信号の検出エッジに相当)と、に同期したワンショットパルス信号ICLKを生成する。
【0059】
なお、時刻T0〜T1の期間が、内部回路の動作開始から動作完了までに要する時間である。つまり、時刻T0〜T1の時間が、内部回路の最高動作周期を示す。ここで、ワンショットパルス生成回路20は、上述のようにタイミング調整回路21からの動作完了信号に同期したワンショットパルス信号ICLKを生成する。したがって、ワンショットパルス生成回路20は、内部回路の最高動作周期に相当する周期のワンショットパルス信号ICLKを生成することができる。
【0060】
このような回路構成により、本実施の形態にかかる半導体集積回路(メモリ10)は、高速動作モードの場合において、内部回路の高速動作周期に相当する周期のワンショットパルス信号ICLKを自動的に生成することができる。それにより、本実施の形態にかかる半導体集積回路は、ワンショットパルス信号ICLKの検出エッジ(例えば、立ち上がりエッジ)毎に、データの読み出し又は書き込み対象となるメモリセルを選択し、当該メモリセルに対してデータの読み出し又は書き込みを行うことができる。したがって、本実施の形態にかかる半導体集積回路は、メモリテストに要する時間を短縮することができる。同時に、本実施の形態にかかる半導体集積回路は、より高品質なメモリテストとしての高速メモリテストを実施することができる。
【0061】
なお、図3に示すようなパルス信号生成回路36は、半導体記憶装置に一般的に設けられている。つまり、本実施の形態にかかる半導体集積回路は、従来から備わっている回路を用いて、高速なワンショットパルス信号ICLKを生成することができる。そのため、本実施の形態にかかる半導体集積回路は、PLL等の大規模回路を用いる必要がなく、回路規模の増大を抑制することができる。
【0062】
実施の形態2
図7に本発明の実施の形態2にかかるメモリ(半導体集積回路)10及びその周辺回路を示す。図7に示す回路は、図1に示す回路と比較して、遅延制御回路13の代わりに遅延制御回路14を備える。また、図7に示す回路ではパターン生成回路11がメモリ10に対してさらにNOP信号を出力する。なお、NOP信号は、メモリ10をNOPモードにするか否かを切り替えるための信号である。遅延制御回路13は、入力された信号に遅延値を付加して出力する機能に加え、分周機能も有する。
【0063】
NOPモードでは、メモリ10はデータの読み出し又は書き込み動作を行わず、ワンショットパルス生成回路20においてワンショットパルス信号ICLKの生成のみを行う。同時に、メモリ10はワンショットパルス信号ICLKと同一周波数の内部クロックCLKSを生成する。メモリ10は、内部クロックCLKSを、遅延制御回路14を介してパターン生成回路11及び比較回路12に対して出力する。
【0064】
これにより、図7に示す回路は、メモリ10内部に設けられた周辺回路(不図示)、パターン生成回路11及び比較回路12に対して、高速動作の確認を行うことができる。つまり、本実施の形態にかかるメモリ10は、メモリ10内部に設けられた周辺回路、パターン生成回路11及び比較回路12に対して、高速動作の確認を行うためのワンショットパルス信号ICLKを生成することができる。本実施の形態にかかるワンショットパルス生成回路20は、実施の形態1の場合と同様に、NOPモードにおいて、通常動作モード及び高速動作モードのそれぞれに応じたワンショットパルス信号ICLKを生成する。その他の回路構成については、実施の形態1の場合と同様であるため、説明を省略する。
【0065】
図8は、遅延制御回路14の動作を示すタイミングチャートである。なお、図8では、遅延制御回路14の遅延値制御機能について説明する。上述のように、遅延制御回路14は、内部クロックCLKSに遅延値を付加して、パターン生成回路11及び比較回路12に対して出力する。
【0066】
仮に、遅延制御回路14が内部クロックCLKSに遅延値を付加しない場合、図8に示すように、パターン生成回路11及び比較回路12に入力される内部クロックCLKS(S1)の検出エッジと、メモリ10における内部クロックCLKS(S0)の検出エッジと、の間にずれが生じる。一方、遅延制御回路14が内部クロックCLKSに遅延値を付加した場合、図8に示すように、パターン生成回路11及び比較回路12に入力される内部クロックCLKS(S2)の検出エッジと、メモリ10における内部クロックCLKS(S0)の検出エッジと、が一致する。それにより、メモリ10、パターン生成回路11及び比較回路12は、それぞれ同一タイミングで変化する内部クロックCLKSに同期して正常に動作することが可能となる。これは、図1に示す遅延制御回路13の場合でも同様である。
【0067】
図9は、図7における遅延制御回路14の動作を示すタイミングチャートである。なお、図9では、遅延制御回路14の分周機能について説明する。また、図9では、メモリ10に設けられた周辺回路、パターン生成回路11及び比較回路12に対して高速動作の確認を行う場合について説明する。ここで、内部クロックCLKSの動作周波数が、要求されている動作周波数よりも大きい場合がある。この場合、遅延制御回路14は、要求されている動作周波数まで内部クロックCLKSを分周する。
【0068】
図9に示すように、メモリ10における内部クロックCLKS(S0)の動作周波数が200MHz、要求された内部クロックCLKS(S1)の動作周波数が50MHzである場合について説明する。この場合、遅延制御回路14は、メモリ10における内部クロックCLKS(S0)を4分周する(S2)。
【0069】
パターン生成回路11及び比較回路12に入力される内部クロックCLKSに要求される動作周波数は、例えば、at−speed時の動作周波数に相当する。それにより、パターン生成回路11は、at−speed時の動作周波数に応じて変化するテストパターンを生成することができる。
【0070】
以上のように、上記実施の形態にかかる半導体集積回路は、PLLのような逓倍回路を用いることなく、従来から備わっている回路(パルス信号生成回路36)を用いて高速なワンショットパルス信号ICLKを生成することができる。そのため、上記実施の形態にかかる半導体集積回路は、回路規模を増大させることなく高速メモリテストを実施することが可能である。さらに、上記実施の形態にかかる半導体集積回路は、内部回路の動作周波数に基づいてワンショットパルス信号ICLKの周波数を制御するため、当該ワンショットパルス信号ICLKを内部回路の最高動作周波数に自動的に調整することが可能である。
【0071】
これにより、上記実施の形態にかかる半導体集積回路は、低速テスターを用いて高品質のメモリテストを実施することが可能となる。つまり、上記実施の形態にかかる半導体集積回路では、高速テスター装置や高速インターフェースを準備する必要がないため、コストを削減することができる。
【0072】
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。上記実施の形態では、ワンショットパルス生成回路20がRSラッチ回路である場合を例に説明したが、これに限られない。内部クロックCLKSに基づいてワンショットパルス信号ICLKを生成可能な回路構成であれば、適宜変更可能である。
【符号の説明】
【0073】
10 メモリ
11 パターン生成回路
12 比較回路
13 遅延制御回路
14 遅延制御回路
20 ワンショットパルス生成回路
21 タイミング調整回路
22 メモリセル部
23 行デコーダ
24 列セレクタ
25 入出力回路
26 セレクタ
27 AND
30 パルス幅調整回路
31 動作完了信号生成回路
32 NAND
33 ラッチ回路
34 AND
35 インバータ(INV)
36 パルス信号生成回路
CLK クロック
CLKS 内部クロック
FB フィードバック信号
ICLK ワンショットパルス信号

【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数のメモリセルによって構成されるメモリセル部と、
メモリセルへのデータの書き込み及び読み出しを制御する制御部と、
外部クロックに応じて前記制御部へ入力されるパルス信号を生成するパルス信号生成部と、を備え、
前記パルス信号生成部は、ワンショットパルス生成回路を有し、
当該ワンショットパルス生成回路は、
通常動作モード時には、前記外部クロックに基づいてワンショットパルス信号をパルス信号として生成し、高速動作モード時には、前記外部クロック及び前記パルス信号に基づいて連続したワンショットパルス信号をパルス信号として生成する半導体集積回路。
【請求項2】
前記ワンショットパルス生成回路は、
セットリセットフリップフロップ回路を有し、
前記通常動作モード時には、当該セットリセットフリップフロップ回路において、セット入力端子に前記外部クロックに応じた信号が入力され、リセット入力端子に当該セットリセットフリップフロップ回路の出力信号に遅延を与えた信号が入力されることにより、前記ワンショットパルス信号を生成し、
前記高速動作モード時には、当該セットリセットフリップフロップ回路のセット入力端子に、前記セットリセットフリップフロップ回路の出力信号に遅延を与えた信号がさらに入力されることにより、前記連続したワンショットパルス信号を生成することを特徴とする請求項1に記載の半導体集積回路。
【請求項3】
前記パルス信号生成部は、
前記パルス信号に遅延を与えて前記ワンショットパルス生成回路に対して出力するタイミング調整回路をさらに備えた請求項1又は2に記載の半導体集積回路。
【請求項4】
前記タイミング調整回路は、
前記パルス信号に基づいて動作した前記制御部による前記メモリセルへのデータの書き込み及び読み出しのいずれかが完了したことを検出し、当該パルス信号に遅延を与えた信号として前記ワンショットパルス生成回路に対して出力することを特徴とする請求項3に記載の半導体集積回路。
【請求項5】
パルス信号生成部は、
前記外部クロックと、前記外部クロック及び前記パルス信号との論理積と、のうち、いずれか一方を外部からのモード選択信号に基づいて選択し、前記ワンショットパルス生成回路に対して出力するセレクタ回路をさらに備えた請求項1〜4のいずれか一項に記載の半導体集積回路。

【図1】
image rotate

【図2】
image rotate

【図3】
image rotate

【図4】
image rotate

【図5】
image rotate

【図6】
image rotate

【図7】
image rotate

【図8】
image rotate

【図9】
image rotate

【図10】
image rotate


【公開番号】特開2011−229085(P2011−229085A)
【公開日】平成23年11月10日(2011.11.10)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−99108(P2010−99108)
【出願日】平成22年4月22日(2010.4.22)
【出願人】(302062931)ルネサスエレクトロニクス株式会社 (8,021)
【Fターム(参考)】