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Die vorliegende Erfindung betrifft
einen Halbleiterbaustein mit mehreren Kontaktanschlüssen, die in
einem Normalbetrieb des Halbleiterbausteins zum externen Datenaustausch,
Adreßaustausch
und/oder Kommandoaustausch verwendet werden, und mit wenigstens
einem weiteren Kontaktanschluß,
der im Normalbetrieb des Halbleiterbausteins nicht zum externen
Datenaustausch, Adreßaustausch
und/oder Kommandoaustausch verwendet wird. Die vorliegende Erfindung
betrifft weiterhin Verfahren zum Funktionstest und zur Konfiguration
eines derartigen Halbleiterbausteins.
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Halbleiterbausteine wie beispielsweise
Halbleiterspeicherchips kommen in unterschiedlichen Bausteinkonfigurationen
zum Einsatz. Die Bausteinkonfigurationen unterscheiden sich insbesondere
in der Anzahl der verwendeten Datenleitungen, die an Datenanschlußpads, sogenannten
I/O-Pads, angeschlossen sind, um je nach Applikation eine Systembusbreite
mit unterschiedlicher Bitbreite zu erreichen. Die Datenanschlußpads dienen
beispielsweise zum Austausch von Daten zwischen dem Baustein und
einem Systemcontroller. Insbesondere auf dem Gebiet von Halbleiterspeicherchips
gibt es sogenannte x4, x8 und x16 Bausteinkonfigurationen, die 4,
8 oder 16 Datenleitungen pro Baustein für den Datenaustausch benutzen.
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Zur Integration in einem Datenverarbeitungssystem
werden Halbleiterbausteine wie beispielsweise Halbleiterspeicherchips
nach dem Einbau in ein Gehäuse
(sogenanntes Package) beispielsweise auf eine Speicherplatine (zum
Beispiel sogenannte DIMM-Platine) platziert. Ist ein Halbleiterbaustein
von seiner Grundkonzeption her in allen x4, x8 und x16 Bausteinkonfigurationen
einsetzbar und demnach in der Datenbreite konfigurierbar, ergeben
sich etwa im Falle einer vorgesehenen x4 oder x8 Bausteinkonfiguration
neben Kontaktanschlüs sen,
die in einem Normalbetrieb des Halbleiterbausteins zum externen Datenaustausch,
Adreßaustausch
und/oder Kommandoaustausch verwendet werden, entsprechend nicht
benutzte Kontaktanschlüsse
bzw. Anschlußpins,
sogenannte No Connects, die bausteinintern elektrisch nicht mit
dem Chip (sogenanntes Die) über einen
Bonddraht verbunden sind. Vorteilhaft an dieser Verdrahtungsweise
ist, daß keine
ungewollten Quer- oder Leckströme
fließen
können.
Solchen Kontaktanschlüssen
ist für
die spezifizierte Funktion des Halbleiterbausteins im Normalbetrieb
keine Funktion zugewiesen.
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Halbleiterbausteine wie integrierte
Speicher, beispielsweise in Form von DRAMs (Dynamic Random Access
Memories) werden im Herstellungsprozeß im allgemeinen umfangreichen
Funktionstests unterzogen. Unter anderem dienen diese Funktionstests
dazu, fehlerhafte Speicherzellen, fehlerhafte Spaltenleitungen oder
Reihenleitungen, oder allgemein fehlerhafte Schaltungsteile zu identifizieren. Üblicherweise
sind auf dem Halbleiterbaustein zu Prüf-, Test- oder Konfigurationszwecken
zusätzliche über die
Funktionsweise des Normalbetriebs hinausgehende Betriebsmodi schaltungstechnisch
realisiert. Solche Schaltungen können
beispielsweise Selbsttesteinheiten, Meßschaltungen oder Konfigurationsschaltungen
sein, die es ermöglichen,
elektrische oder andere physikalische Zustandsparameter des Halbleiterbausteins
zu generieren und an den Benutzer zu übermitteln bzw. den Baustein
zu konfigurieren.
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Die Schaltungen zur Aktivierung dieser
Modi werden im Falle von Halbleiterspeicherbauelementen beispielsweise
durch eine entsprechende Signalcode-Sequenz im sogenannten Mode-Register-Set-Modus,
die über
die Adreß-Kontaktanschlüsse übertragen
wird, angesprochen. Anschließend werden
Funktionsparameter mit etwaigen zusätzlichen Argumenten der Signalsequenz
angehängt.
Die Test- bzw. Konfigurationsmode-Aktivierung und die entsprechenden Funktionscodes
sind im allgemeinen nur dem Hersteller der Bauelemente bekannt. Natürlich könnte man
durch Offenlegung eines zweiten Zu gangscodes eine breitere Funktionalität und Konfigurierbarkeit
dem Kunden bereitstellen, als bisher mit einem sogenannten Mode-Register-Set
oder Extended Mode-Register-Set möglich ist.
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Nachteilig bei dieser Art der Durchführung von
Funktionstests bzw. von Konfigurationen ist, daß die Funktionsweise des Bausteins
in der Applikation beeinträchtigt
werden würde,
wenn für
die Funktionsweise des Bausteins im Normalbetrieb wesentliche Kontaktanschlüsse zu Test-
oder Konfigurationszwecken anderweitig benutzt werden. Andererseits
wäre es
vorteilhaft, im Betrieb des Bausteins in der Applikation einen applikationsnahen
Funktionstest bzw. eine applikationsnahe Konfiguration durchzuführen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu
Grunde, einen Halbleiterbaustein bereitzustellen, durch den es ermöglicht ist,
daß ein
Funktionstest bzw. eine Konfiguration des Bausteins auch während des
Normalbetriebs des Bausteins in der Applikation durchführbar ist,
ohne daß die
Funktion des Bausteins hierdurch beeinträchtigt wird.
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Weiterhin ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
ein entsprechendes Verfahren zum Funktionstest bzw. zur Konfiguration
eines Halbleiterbausteins zur Verfügung zu stellen.
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Diese Aufgabe wird durch einen Halbleiterbaustein
gemäß Patentanspruch
1 bzw. 2 und durch ein Verfahren zum Funktionstest eines Halbleiterbausteins
gemäß Patentanspruch
14 bzw. durch ein Verfahren zur Konfiguration eines Halbleiterbausteins gemäß Patentanspruch
15 gelöst.
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Der Halbleiterbaustein gemäß der Erfindung weist
neben mehreren Kontaktanschlüssen,
die in einem Normalbetrieb des Bausteins zum externen Datenaustausch,
Adreßaustausch
und/oder Kommandoaustausch verwendet werden, wenigstens einen weiteren
Kontaktanschluß auf,
der im Normalbetrieb des Halbleiterbausteins nicht zum externen
Datenaustausch, Adreßaustausch und/oder
Kommandoaustausch verwendet wird. Erfindungsgemäß ist eine Schaltung zum Test
bzw. zur Konfiguration des Halbleiterbausteins vorgesehen, die mit
dem weiteren Kontaktanschluß verbunden
ist, wobei die Test- bzw. Konfigurationsschaltung derart ausgebildet
ist, daß über den
weiteren Kontaktanschluß eine
Betriebsart zur Ermittlung und Ausgabe von Testinformation bzw. zur
Konfiguration während
des Normalbetriebs des Halbleiterbausteins initialisierbar und einstellbar
ist. Die Test- bzw. Konfigurationsschaltung ist hierbei derart ausgelegt,
daß beim
Betrieb der Schaltung gleichzeitig über die Kontaktanschlüsse ein
Datenaustausch, Adreßaustausch
und/oder Kommandoaustausch während
des Normalbetriebs des Halbleiterbausteins durchführbar ist.
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Erfindungsgemäß wird hierdurch ein Halbleiterbaustein
bereitgestellt, durch den es ermöglicht ist,
daß ein
Funktionstest bzw. eine Konfiguration auch während des Normalbetriebs des
Bausteins in der Applikation applikationsnah durchgeführt werden kann.
Durch geeignete Auslegung der Test- bzw. Konfigurationsschaltung
und durch Kommunikation der Schaltung über den weiteren Kontaktanschluß, der im
Normalbetrieb des Halbleiterbausteins nicht zum externen Datenaustausch,
Adreßaustausch und/oder
Kommandoaustausch verwendet wird, kann erreicht werden, daß die Funktion
des Bausteins in der Applikation hierdurch nicht beeinträchtigt wird.
Hierbei hat die Erfindung den zusätzlichen Vorteil, daß der Halbleiterbaustein
nicht nur auf Waferebene getestet bzw. konfiguriert werden kann, sondern
auch im Gehäuse
verpackt und auf der Applikation aufgebracht parallel betrieben
und gleichzeitig applikationsnah einem Funktionstest bzw. einer Konfiguration
unterzogen werden kann. Der parallele Konfigurationsbetrieb hat
dabei den Vorteil, daß auf eine Übertragung
von Konfigurationsdaten über
die "normalen" Kontaktanschlüsse und
damit auf eine Unterbrechung einer Daten-, Adreß- oder Befehlssequenz verzichtet
werden kann.
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In einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens
wird zunächst
eine Eingangscode-Auswertung durch Abfrage des Zustands des weiteren
Kontaktanschlusses vorgenommen, die solange ausgeführt wird,
bis ein abgefragter Eingangscode zur Initialisierung einer Testsequenz
bzw. einer Konfigurationssequenz mit einem vorbestimmten Eingangscode übereinstimmt.
Beispielsweise werden an den weiteren Kontaktanschluß angelegte Spannungswerte
permanent synchron zu einem Systemtakt bewertet. Der weitere Kontaktanschluß ist hierbei
beispielsweise standardmäßig als "active high" ausgelegt und sollte
stets an einem konstanten Niedrigpegel angeschlossen sein. Die Übertragung einer
Eingangscode-Signalsequenz dient zur Authentifizierung eines nachfolgenden
Testbetriebs.
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Bei positiver Eingangscode-Auswertung
wird nachfolgend eine Funktionscode-Auswertung durch Abfrage des
Zustands des weiteren Kontaktanschlusses vorgenommen. Die Funktionscode-Auswertung wird solange
ausgeführt,
bis ein abgefragter Funktionscode zur Einstellung einer Testsequenz
mit einem vorbestimmten Funktionscode übereinstimmt. Mit Hilfe des
Funktionscodes können
Betriebszustände
des Halbleiterbausteins im Testbetrieb bzw. Konfigurationsbetrieb
beeinflußt
und eingestellt werden. Hierdurch können spezifizierte Meß- und Regelungsvorgänge im Funktionstest
gesteuert bzw. Konfigurationen im Konfigurationsbetrieb eingestellt
werden. Nachfolgend wird im Testbetrieb Testinformation während des
Normalbetriebs des Halbleiterbausteins ausgegeben.
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In einer diesbezüglich vorteilhaften Ausführungsform
wird zwischen Funktionscode-Auswertung und Ausgabe der Testinformation
bei positiver Funktionscode-Auswertung nachfolgend eine Parameter-Auswertung
zur Ausführung
einer Testsequenz durch Abfrage des Zustandes des weiteren Kontaktanschlusses
vorgenommen. Hierdurch können
Betriebszustände
des Halbleiterbausteins während
des Funktionstests bzw. die Ausführung
der Testsquenz weiter beeinflußt
werden. Dies ist analog auch für
einen Konfigurationsbetrieb des Bausteins anwendbar.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform
der Erfindung wird zur Ausgabe von Testinformation ein Ausgabe-Startbefehl
am weite ren Kontaktanschluß decodiert
und nachfolgend Testinformation über
einen anderen der Kontaktanschlüsse
ausgegeben, bis ein Ausgabe-Stopbefehl am weiteren Kontaktanschluß decodiert
wird. Dieser andere Kontaktanschluß kann beispielsweise als zweiter,
weiterer Kontaktanschluß ausgeführt sein,
dem für
die spezifizierte Funktion des Halbleiterbausteins im Normalbetrieb ebenfalls
keine Funktion zugewiesen ist.
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In einer anderen Ausführungsform
kann dieser andere Kontaktanschluß als "normaler" Kontaktanschluß ausgeführt sein, der im Normalbetrieb
des Halbleiterbausteins beispielsweise zum Adreßaustausch verwendet wird.
Hierbei wird Testinformation insbesondere dann nach extern ausgegeben,
wenn dieser Adreßanschluß für den Normalbetrieb
zwischenzeitlich nicht benötigt
wird. Durch Verwendung mehrerer solcher Kontaktanschlüsse kann
kurzzeitig eine gezielte Erweiterung der Datenbusbreite zum Austreiben
von Testinformation erreicht werden.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Halbleiterbausteins
umfaßt
die Test- bzw. Konfigurationsschaltung eine erste Empfangsschaltung,
die mit dem weiteren Kontaktanschluß verbindbar ist und durch
die eine Eingangscode-Sequenz zur Initialisierung einer Testsequenz bzw.
einer Konfigurationssequenz empfangbar und decodierbar ist. Ebenfalls
mit dem weiteren Kontaktanschluß verbindbar
ist eine zweite Empfangsschaltung, durch die eine Funktionscode-Sequenz zur Einstellung
einer Testsequenz bzw. einer Konfigurationssequenz empfangbar und
decodierbar ist. Hierbei wird die zweite Empfangsschaltung durch
die erste Empfangsschaltung nach Empfang und Decodieren der Eingangscode-Sequenz
zum Empfang der Funktionscode-Sequenz freigeschaltet. Durch die
zweite Empfangsschaltung wird nach Empfang und Decodieren der Funktionscode-Sequenz
eine Betriebsart zur Ermittlung und Ausgabe von Testinformation
bzw. zur Konfiguration während
des Normalbetriebs des Halbleiterbausteins eingestellt. Durch diese
kaskadenartige Auslegung von Empfangsschaltungen kann die sequentielle
Auswertung von Eingangscode und Funkti onscode schaltungstechnisch
vergleichsweise einfach realisiert werden.
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Gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung ist der weitere Kontaktanschluß, über den die Eingangscode-Sequenz übertragen
wird, nicht nur als sogenannter Input-Pin ausgelegt, sondern auch als
sogenannter Output-Pin. Dementsprechend ist eine Ausgabeschaltung
zur Ausgabe von ermittelter Testinformation ebenfalls mit dem weiteren
Kontaktanschluß verbunden.
Diese Ausgabeschaltung ist weiterhin mit einer Meßschaltung
verbunden, die zur Ermittlung von Testdaten bezüglich der Funktionsweise des
Halbleiterbausteins dient. Damit werden über den weiteren Kontaktanschluß sowohl
die Code-Sequenzen in den Halbleiterbaustein als auch die ermittelten
Testdaten nach extern übertragen.
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In einer hierzu alternativen Ausführungsform ist
die Ausgabeschaltung mit einem zweiten weiteren Kontaktanschluß verbunden,
dem für
die spezifizierte Funktion des Halbleiterbausteins im Normalbetrieb ebenfalls
keine Funktion zugewiesen ist. Hierbei gibt die Ausgabeschaltung
die von der Meßschaltung
ermittelten Testdaten über
den zweiten weiteren Kontaktanschluß nach extern aus. Damit können einer oder
mehrere zusätzliche,
reine Output-Pins freigeschalten werden, um auszugebende Testdaten
permanent zu treiben, bis der als Input-Pin fungierende weitere Kontaktanschluß einen
Stopbefehl empfängt oder
inaktiv wird, so daß die
Funktion des Testbetriebs und das Treiben der Testdaten beendet
wird. Einer oder mehrere solcher Output-Pins können, wie oben beschrieben,
auch als „normale" Kontaktanschlüsse ausgeführt sein,
beispielsweise zur Übertragung
von Adressen. Hierbei kann vorteilhaft die Datenbusbreite zum Austreiben
von Testinformationen kurzfristig erweitert werden.
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Weitere vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen
der Erfindung sind in Unteransprüchen
angegeben.
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Die Erfindung wird im folgenden anhand
der in der Zeichnung dargestellten Figuren, die Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung darstellen, näher erläutert. Es zeigen
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1 eine
schematische Darstellung eines Halbleiterbausteins mit unterschiedlichen
Kontaktanschlüssen,
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2 ein
Signaldiagramm zum Betreiben eines erfindungsgemäßen Halbleiterbausteins,
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3 eine
Darstellung einer zeitlichen Abfolge von unterschiedlichen Betriebsarten
während
eines Funktionstests eines erfindungsgemäßen Halbleiterbausteins,
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4 eine
weitere Darstellung einer zeitlichen Abfolge von unterschiedlichen
Betriebsarten während
eines Funktionstests eines erfindungsgemäßen Halbleiterbausteins,
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5 ein
Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Funktionstest
bzw. zur Konfiguration eines Halbleiterbausteins gemäß der Erfindung,
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6 eine
Schaltungsanordnung eines erfindungsgemäßen Halbleiterbausteins.
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In 1 ist
ein Halbleiterbaustein 1 schematisch dargestellt, der unterschiedliche
Arten von Kontaktanschlüssen
aufweist. Die Datenanschlüsse
DQ dienen zum externen Datenaustausch, beispielsweise zwischen einem
nicht dargestellten Controller und dem Halbleiterbaustein 1.
Die Adreßanschlüsse ADR und
Kommandoanschlüsse
CMD dienen zum Adreßaustausch
bzw. zum Kommandoaustausch zwischen dem Halbleiterbaustein 1 und
beispielsweise dem genannten Controller. Der Halbleiterbaustein 1 weist weitere
Kontaktanschlüsse
NC auf, die im Normalbetrieb des Halbleiterbausteins nicht zum externen
Datenaustausch, Adreßaustausch
und/oder Kommandoaustausch verwendet werden. Diese Kontaktanschlüsse NC stellen
Anschluß-Pins dar,
die für
den eigentlichen Normalbetrieb des Halbleiterbausteins nicht benutzt
werden. Derartige Anschlüsse
sind bei herkömmlichen
Halbleiterbausteinen oftmals als sogenannte No-Connects bezeichnet, die bausteinintern
elektrisch nicht mit dem sogenannten Die über einen Bonddraht verbunden
sind. Weiterhin ist beim Halbleiterbaustein 1 gemäß 1 ein Kontaktanschluß CK zum
Empfang eines Taktsignals vorgesehen.
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In 2 sind
Signaldiagramme zum Betrieb eines erfindungsgemäßen Halbleiterbausteins gezeigt.
Im oberen Teil des Signaldiagramms der 2a ist das Taktsignal CLK dargestellt,
das am Kontaktanschluß CK
gemäß 1 empfangen wird. Im unteren
Teil des Signaldiagramms nach 2a ist ein
Signalverlauf eines Signals an einem der Kontaktanschlüsse NC gemäß 1 gezeigt. Dargestellt sind
jeweils Signale, deren Spannung V über die Zeit t variiert.
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Über
den Kontaktanschluß NC
der 2 wird in diesem
Anwendungsbeispiel eine Betriebsart zur Ermittlung und Ausgabe von
Testinformation während
des Normalbetriebs des Halbleiterbausteins initialisiert und eingestellt.
Dieses Beispiel und die folgenden Figuren und Ausführungsformen
sind analog auch auf einen Konfigurations- bzw. Initialisierungsbetrieb übertragbar,
bei dem entspechende Signalsequenzen zur Initialisierung und Übertragung
von Konfigurationssequenzen bzw. -parametern angelegt werden, etwa
zum Einstellen einer Betriebsspannung des Bausteins.
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Der Kontaktanschluß NC ist
zunächst
in Empfangsbereitschaft. Mit dem Anlegen einer Signalsequenz am
Anschluß NC
wird zunächst
eine Eingangscode-Auswertung durch Abfrage des Zustands des Kontaktanschlusses
NC vorgenommen. Die Auswertung wird solange ausgeführt, bis
ein abgefragter Eingangscode zur Initialisierung einer Testsequenz mit
einem vorbestimmten Eingangscode übereinstimmt. Im einfachsten
Falle nimmt die Eingangscode-Signalsequenz hierbei die Zustände "1" und "0" an.
Die Eingangspegel können
aber auch durch n-fach Multilevel-Multiplexing codiert sein. Bei
positiver Ein gangscode-Auswertung wird nachfolgend eine Funktionscode-Auswertung durch
Abfrage des Zustandes des Kontaktanschlusses NC vorgenommen. Diese
Funktionscode-Auswertung wird solange ausgeführt, bis ein abgefragter Funktionscode
zur Einstellung einer Testsequenz mit einem vorbestimmten Funktionscode übereinstimmt.
Auch die Funktionscode-Sequenz nimmt im einfachsten Falle die Zustände "1" und "0" an.
Nachfolgend wird Testinformation, beispielsweise über einen
anderen der Anschlüsse
NC, ausgegeben, wobei der Anschluß NC zum Empfang der Code-Sequenzen
gemäß 2 wieder in Empfangsbereitschaft
geht. Dies geschieht analog auch nach Beendigung eines Konfigurationsbetriebs.
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In 2b ist
ein weiteres Signaldiagramm ähnlich
zu dem Signaldiagramm gemäß 2a gezeigt. Im Unterschied
zu 2a wird beim Ausführungsbeispiel
gemäß 2b nach positiver Funktionscode-Auswertung
nachfolgend eine Parameter-Auswertung
vorgenommen, wobei durch übertragene
Funktionsparameter (im einfachsten Falle ebenfalls mit Zuständen "1" und "0")
die Ausführung einer
Testsequenz weiter gezielt beeinflußt werden kann. Die Parameter-Auswertung
wird ebenfalls durch Abfrage des Zustands des Kontaktanschlusses
NC vorgenommen. Nach der Funktionsparameter-Auswertung wird nachfolgend
Testinformation während
des Normalbetriebs des Halbleiterbausteins ausgegeben, beispielsweise über einen
weiteren der Kontaktanschlüsse
NC, wobei der Kontaktanschluß NC
gemäß 2b in Empfangsbereitschaft
geht.
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In 3 ist
eine Darstellung einer zeitlichen Abfolge von unterschiedlichen
Betriebsarten während
des Funktionstests gezeigt, die den anhand von 2 beschriebenen Funktionstest-Ablauf
nochmals verdeutlichen soll. Die bereits beschriebene Eingangscode-,
Funktionscode- und Parameter-Auswertung
erfolgt in einem Eingabetrieb über
einen der Anschlüsse
NC des Halbleiterbausteins 1 gemäß 1. Nachfolgend werden in einem Ausgabebetrieb
Ausgangsdaten zur Übertragung
von Testinformationen nach außerhalb
des Halbleiterbausteins 1 übertragen. Hierbei kann derselbe
Kontaktanschluß NC
benutzt werden, der auch für
den Eingabebetrieb benutzt wurde, oder aber ein weiterer der Kontaktanschlüsse NC,
der in diesem Fall als ausschließlicher Output-Pin fungiert.
Weiterhin ist es denkbar, den Ausgabebetrieb über einen der Kontaktanschlüsse ADA,
CMD oder DQ durchzuführen,
der zwischenzeitlich für
den Normalbetrieb des Halbleiterbausteins 1 nicht benutzt
wird.
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In 4 ist
eine weitere Darstellung einer zeitlichen Abfolge von unterschiedlichen
Betriebsarten während
eines Funktionstests des Halbleiterbausteins gemäß der Erfindung gezeigt, die
einen getrennten Eingabebetrieb über
Kontaktanschluß NC1 und
einen Ausgabebetrieb über
Kontaktanschluß NC2
verdeutlicht. Nach der Parameter-Auswertung wird zur Ausgabe von
Testinformation ein Ausgabe-Startbefehl übertragen, der am Kontaktanschluß NC1 decodiert
wird. Nachfolgend werden Ausgangsdaten zur Übertragung von Testinformation über den Kontaktanschluß NC2 übertragen,
bis ein Ausgabe-Stopbefehl am Kontaktanschluß NC1 decodiert wird. Somit
werden über
den Kontaktanschluß NC1 einer
oder mehrere weitere Kontaktanschlüsse, im vorliegenden Ausführungsbeispiel
Kontaktanschluß NC2,
freigeschaltet, die im Prinzip über
einen beliebigen Zeitraum hinweg analoge oder digitale Daten aus dem
Halbleiterbaustein heraustreiben können, solange die Ausgabe nicht über den
Anschluß NC1
beendet wird.
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In 5 ist
ein Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Funktionstest
bzw. zur Konfiguration eines Halbleiterbausteins gemäß der Erfindung
gezeigt, das die vorbeschriebenen Abläufe und Code-Auswertungen nochmals
verdeutlicht. Im Ausgangszustand ist der Kontaktanschluß NC1 zum
Empfang einer Eingangscode-Sequenz in Empfangsbereitschaft. Sobald
eine Signalsequenz empfangen wird, wird eine Eingangscode-Auswertung
(Zustand 101) vorgenommen. Bei positiver Eingangscode-Auswertung
wird nachfolgend eine Funktionscode-Auswertung (Zustand 102) vorgenommen. Bei
falscher Auswertung erfolgt eine Zurückversetzung in den Ausgangszustand.
Bei po sitiver Funktionscode-Auswertung wird nachfolgend eine Parameter-Auswertung
(Zustand 103) vorgenommen.
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Nachfolgend stehen zwei alternative
Konzepte zur Ausgabe von Testinformation zur Auswahl. In einer ersten
Ausführungsform
wird derselbe Kontaktanschluß NC1, über den
die Code-Sequenzen übertragen
wurden, für
eine gewisse Zeit in einen Output-Pin versetzt (Zustand 105)
zur Ausgabe von Testinformation. In einer anderen Ausführungsform wird
an dem Kontaktanschluß NC1
ein Ausgabe-Startbefehl abgesetzt (Zustand 104), woraufhin entsprechende
Ausgabedaten am Kontaktanschluß NC2
kontinuierlich ausgegeben werden, bis ein Stopbefehl am Anschluß NC1 detektiert
wird (Zustände 106, 107).
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Im Konfigurationsbetrieb wird dagegen
keine Information nach außen
getrieben, sondern nach der Funktionscodeauswertung bzw. Parameterauswertung
eine Konfiguration des Bausteins (Zustand 108) ohne bzw.
mit entsprechenden Parametern vorgenommen. Hierbei wird beispielsweise
ein entspechendes Konfigurationsregister mit Konfigurationswerten
beschrieben.
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In 6 ist
eine Ausführungsform
einer Schaltungsanordnung eines erfindungsgemäßen Halbleiterbausteins gezeigt,
mit der ein Funktionstest und eine Konfiguration des Halbleiterbausteins
parallel zu einem Normalbetrieb desselben durchführbar ist. Die Schaltungsanordnung
gemäß 6 ist mit den Kontaktanschlüssen NC1,
NC2 und NC3 verbunden, die im Normalbetrieb des Halbleiterbausteins nicht
zum externen Datenaustausch, Adreßaustausch und/oder Kommandoaustausch
verwendet werden. Der Kontaktanschluß NC1 ist mit einem Eingangsempfänger 11 und
mit einem Ausgangstreiber 12 verbunden. Die Kontaktanschlüsse NC2
und NC3 sind mit Ausgangstreibern 13 bzw. 14 verbunden.
Die Test- bzw. Konfigurationsschaltung, die mit dem Kontaktanschluß NC1 verbunden
ist, weist eine erste Empfangsschaltung 2, eine zweite
Empfangsschaltung 3, eine Schaltung 4, 6 zur
Messung, eine Schaltung 4, 7 zur Konfiguration
sowie eine Ausgabeschaltung 5 auf.
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Die Empfangsschaltung 2 umfaßt ein erstes Register
in Form eines Schieberegisters 21, das mit dem Kontaktanschluß NC1 über den
entsprechenden Eingangsempfänger 11 verbunden
ist. Vom Schieberegister 21 werden Eingangscode-Signalsequenzen
seriell empfangen. In einer ersten Registerschaltung 22 ist
ein digital codierter Eingangscode gespeichert. Das erste Schieberegister 21 und
die erste Registerschaltung 22 sind mit einer ersten Vergleichsschaltung 23 verbunden,
die zum Vergleich eines Inhaltes des Schieberegisters 21 und
der Registerschaltung 22 dient. Weiterhin ist eine erste
Freigabeschaltung 24 in Form eines UND-Gatters vorgesehen,
das mit dem Kontaktanschluß NC1
und mit der zweiten Empfangsschaltung 3 verbunden ist.
Das Gatter 24 wird hierbei durch die Vergleichsschaltung 23 angesteuert
bzw. freigeschaltet. Das Schieberegister 21 wird über die
Vergleichsschaltung 23 nach Freischaltung des Gatters 24 angehalten,
bei fehlerhafter Codeübertragung
rückgesetzt.
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In der Empfangsschaltung 2 wird
also eine Eingangscode-Auswertung
durch Abfrage des Zustandes des Kontaktanschlusses NC1 vorgenommen,
wobei eine Freischaltung durch das Gatter 24 erfolgt, wenn
ein abgefragter Eingangscode mit einem vorbestimmten Eingangscode,
der in der Registerschaltung 22 gespeichert ist, übereinstimmt.
Dadurch wird eine nachfolgend durchzuführende Testsequenz bzw. Konfigurationssequenz
initialisiert.
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Die zweite Empfangsschaltung 3 umfaßt ein zweites
Register in Form eines Schieberegisters 31, das mit der
ersten Empfangsschaltung 2 über ein UND-Gatter 35 verbunden
ist. Hierbei werden vom Schieberegister 31 seriell Funktionscode-Signalsequenzen empfangen,
die am Anschluß NC1
anliegen und über
das Gatter 24 durchgeschaltet werden. Eine zweite Registerschaltung 32 dient
zum Speichern von digital codierten Funktionscodes. Beispielsweise ist
an Bitposition 321 ein Optionscode gespeichert, über den
eine definierte Art von Testsequenz bzw. Konfigurationssequenz auswählbar ist.
An Bitposition 322 sind die Anzahl zu erwartender Parameterwerte ge speichert,
an Bitposition 323 ist ein Bit-Zähler-Parameterwert gespeichert.
Eine zweite Vergleichsschaltung 33 dient zum Vergleich
des Inhalts des Schieberegisters 31 und der Registerschaltung 32. Ähnlich wie
bei Empfangsschaltung 2 ist eine zweite Freigabeschaltung 34 in
Form eines UND-Gatters vorgesehen, die über das Gatter 24 mit
dem Kontaktanschluß NC1
verbindbar ist und andererseits mit der Schaltung 4. Die
Freigabeschaltung 34 wird von der Vergleichsschaltung 33 angesteuert
und freigeschaltet.
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In der Empfangsschaltung 3 wird
demnach, bei positiver Eingangscode-Auswertung in der Empfangsschaltung 2,
eine Funktionscode-Auswertung durch Abfrage des Zustandes des Kontaktanschlusses
NC1 vorgenommen. Diese wird solange durchgeführt, bis ein abgefragter Funktionscode
zur Einstellung einer Testsequenz bzw. Konfigurationssequenz mit
einem im Register 32 gespeicherten Funktionscode übereinstimmt,
das heißt
das Gatter 34 wird freigeschaltet.
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Die Meßschaltung 4, 6 dient
zur Ermittlung von Testdaten bezüglich
der Funktionsweise des Halbleiterbausteins. Sie umfaßt ein drittes
Register in Form eines Schieberegisters 41, das mit dem
Kontaktanschluß NC1 über die
Gatter 24 und 34 verbindbar ist und das zum seriellen
Empfang von Parameter-Signalsequenzen
dient, die zur Ausführung
einer Testsequenz herangezogen werden. Weiterhin ist eine Steuereinheit 42 vorgesehen,
die mit dem Schieberegister 41 und mit der zweiten Empfangsschaltung 3 bzw.
dessen Registerschaltung 32 verbunden ist. Mit der Steuereinheit 42 wird
in dieser Anwendung eine Meßeinheit 6 gesteuert,
mit der in diesem Fall elektrische Parameter zur Ermittlung von Testdaten
bezüglich
der Funktionsweise des Halbleiterbausteins gemessen und ermittelt
werden.
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Die Konfigurationsschaltung 4, 7 dient
zur Konfiguration des Halbleiterbausteins. Auch sie umfaßt das dritte
Register in Form des Schieberegisters 41, das mit dem Kontaktanschluß NC1 über die
Gatter 24 und 34 verbindbar ist und das zum seriel len Empfang
von Parameter-Signalsequenzen dient, die in dieser Anwendung zur
Ausführung
einer Konfigurationssequenz herangezogen werden. Von der Steuereinheit 42 wird
in dieser Anwendung ein Konfigurationsregister 7 zur Speicherung
von Konfigurationseinstellungen angesteuert, insbesondere ein Mode-Register oder Extended
Mode-Register des Halbleiterbausteins (MRS bzw. Extended MRS Register).
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Die Meßeinheit 6 ist mit
der Ausgabeschaltung 5 verbunden, die ein Ergebnisregister 51,
ein Zählerregister 52,
einen Analog-/Digital-Wandler 53, sowie einen Schalter 54 aufweist. Über die
Ausgabeschaltung 5 werden die von der Meßeinheit 6 ermittelten
Testdaten über
einen der Kontaktanschlüsse nach
extern ausgegeben. Für
den Fall, daß der
Kontaktanschluß NC1
sowohl als Input-Pin als auch als Output-Pin fungiert, ist die Ausgabeschaltung 5 mit diesem
Anschluß verbunden
(gestrichelte Darstellung in 6).
In einer alternativen Ausführung
ist die Ausgabeschaltung 5 mit den Kontaktanschlüssen NC2
und NC3 verbunden. Hierbei wäre
auch denkbar, die Ausgabeschaltung 5 stattdessen mit einem "normalen" Kontaktanschluß, beispielsweise
einem Adreßanschluß ADR1,
zu verbinden, um in Zeiträumen,
in denen keine Adresse in den Halbleiterbaustein eingelesen wird,
zwischenzeitlich Testdaten nach extern austreiben zu können.
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Über
den Schalter 54 ist es hierbei ermöglicht, den Analog-/Digital-Wandler 53 zuzuschalten, so
daß durch
die Ausgabeschaltung 5 sowohl analoge als auch digitale
Testdaten über
den Kontaktanschluß NC3
nach extern ausgegeben werden können.
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Von der Registerschaltung 32 der
Empfangsschaltung 3 werden sowohl die Steuereinheit 42 als auch
das Zählerregister 52 der
Ausgabeschaltung 5 angesteuert. Dabei wird über die
Parametergröße an Bitposition 322 der
Steuereinheit 42 angezeigt, wie lange eine Parameter-Sequenz
am Anschluß NC1 über das
Register 41 eingelesen wird. Der Ausgabeschaltung 5 bzw.
dem Zählerregister 52 wird über den an
Bitposition 323 gespeicherten Parameterwert angezeigt,
wie lange das von der Meßeinheit 6 ausgelesene
Testergebnis ist. Davon abhängig
wird das Ergebnisregister 51 vom Zählerregister 52 angesteuert. Somit
ist eine Funktionalität
implementiert, wonach die Empfangsschaltung 3 nach Detektion
des Funktionscodes bzw. die Testschaltung insgesamt die Ausgabeschaltung
zur Ausgabe der ermittelten Testdaten freigibt.
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- 1
- Halbleiterbaustein
- 2
- Empfangsschaltung
- 3
- Empfangsschaltung
- 4
- Schaltung
- 5
- Ausgabeschaltung
- 6
- Meßeinheit
- 7
- Konfigurationsregister
- 11
- Eingangsempfänger
- 12,
13, 14
- Ausgangstreiber
- 21
- Schieberegister
- 22
- Registerschaltung
- 23
- Vergleichsschaltung
- 24
- Freigabeschaltung
- 31
- Schieberegister
- 32
- Registerschaltung
- 33
- Vergleichsschaltung
- 34
- Freigabeschaltung
- 35
- Gatter
- 41
- Schieberegister
- 42
- Steuereinheit
- 51
- Ergebnisregister
- 52
- Zählerregister
- 53
- Analog-/Digital-Wandler
- 54
- Schalter
- 321,
322, 323
- Bitposition
- 101
bis 108
- Zustand
- ADR
- Adreßanschlüsse
- DQ
- Datenanschlüsse
- CMD
- Kommandoanschlüsse
- NC
- Kontaktanschlüsse
- NC1
bis NC3
- Kontaktanschluß
- CK
- Anschluß für Taktsignal
- CLK
- Taktsignal
- V
- Spannung
- ADR1
- Adreßanschluß
- t
- Zeit