特許 7554686 プログラマブルロジックデバイス診断方法および診断装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-09-11

(45)【発行日】2024-09-20

(54)【発明の名称】プログラマブルロジックデバイス診断方法および診断装置

(51)【国際特許分類】

   G01R 31/28 20060101AFI20240912BHJP

   H03K 19/17764 20200101ALI20240912BHJP

   H01L 21/82 20060101ALI20240912BHJP

   H01L 21/822 20060101ALI20240912BHJP

   H01L 27/04 20060101ALI20240912BHJP

【ＦＩ】

G01R31/28 V

G01R31/28 G

H03K19/17764

H01L21/82 A

H01L27/04 T

H01L21/82 T

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2021023212

(22)【出願日】2021-02-17

(65)【公開番号】P2022125561

(43)【公開日】2022-08-29

【審査請求日】2023-11-20

(73)【特許権者】

【識別番号】000233295

【氏名又は名称】株式会社日立情報通信エンジニアリング

(74)【代理人】

【識別番号】110002066

【氏名又は名称】弁理士法人筒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】神 龍太

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 秀和

【審査官】永井 皓喜

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１６／２０７９３３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００２－１４０９００（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平９－１３９６６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－２３３６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１５／０３３４２２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開平９－２８１１９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－６０５３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１６５９４６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｒ ３１／２８

Ｇ０１Ｒ ３１／２６

Ｈ０３Ｋ １９／００

Ｈ０１Ｌ ２１／８２

Ｈ０１Ｌ ２７／０４

Ｈ０１Ｌ ２１／６４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

プログラマブルロジックデバイスの故障・不具合を診断するプログラマブルロジックデバイス診断方法であって、
前記プログラマブルロジックデバイスは、プログラマブル領域に、複数の論理ブロックを備え、
前記複数の論理ブロックにおける各々の論理ブロックは、複数の入力信号線と１つの出力信号線とを有するルックアップテーブルと、前記ルックアップテーブルの後段に接続されているフリップフロップと、を有し、
前記プログラマブルロジックデバイス診断方法は、
診断時に、診断回路を構成するための診断用データを、前記プログラマブルロジックデバイスのコンフィグレーションメモリにロードすることで、前記プログラマブル領域に前記診断回路をコンフィグレーションして診断を実行する診断ステップを有し、
前記診断回路は、
診断信号として０と１を繰り返す信号を生成する診断信号生成回路と、
前記複数の論理ブロックが直列に接続され、各々の論理ブロックの１つの出力信号線が次の段の論理ブロックの複数の入力信号線に接続される論理ブロックチェーンと、
を有し、
前記診断信号生成回路から出力される前記診断信号は、前記論理ブロックチェーンの最初の論理ブロックの入力信号線に入力され、前記論理ブロックチェーンの最後の論理ブロックの出力信号線は、前記プログラマブルロジックデバイスの出力端子に接続され、
前記診断ステップは、
前記論理ブロックチェーンの各々の論理ブロックの前記ルックアップテーブルに、等価回路としてＮＡＮＤまたはＮＯＲがコンフィグレーションされる第１ステップと、
前記論理ブロックチェーンの最初の論理ブロックに対し、前記診断信号を入力する第２ステップと、
前記プログラマブルロジックデバイスの出力端子からの出力信号を観測する第３ステップと、
前記観測した信号値が、０と１を繰り返す信号値である場合には、前記論理ブロックチェーンに故障・不具合が無いと判定し、０と１を繰り返す信号値ではない場合には、前記論理ブロックチェーンに故障・不具合が有ると判定する第４ステップと、
を有する、プログラマブルロジックデバイス診断方法。

【請求項2】

請求項１記載のプログラマブルロジックデバイス診断方法において、
前記診断ステップは、
前記ルックアップテーブルに等価回路としてＮＡＮＤをコンフィグレーションして診断を行うステップと、
前記ルックアップテーブルに等価回路としてＮＯＲをコンフィグレーションして診断を行うステップと、を有し、
前記ＮＡＮＤでの診断の際には、前記第４ステップで、前記観測した信号値が、１に固定された信号値になった場合には、前記論理ブロックチェーンのいずれかの論理ブロックにおいて信号値が０に縮退する０縮退故障が発生したと判定し、
前記ＮＯＲでの診断の際には、前記第４ステップで、前記観測した信号値が、０に固定された信号値になった場合には、前記論理ブロックチェーンのいずれかの論理ブロックにおいて信号値が１に縮退する１縮退故障が発生したと判定する、
プログラマブルロジックデバイス診断方法。

【請求項3】

請求項１記載のプログラマブルロジックデバイス診断方法において、
前記診断信号生成回路は、
１つの論理ブロックにおいてフリップフロップの出力端子がルックアップテーブルの複数の入力端子の全てに戻るようにループとして接続され、
前記プログラマブルロジックデバイスの外部からのクロック信号を入力して前記診断信号を生成する、
プログラマブルロジックデバイス診断方法。

【請求項4】

請求項１記載のプログラマブルロジックデバイス診断方法において、
前記診断信号生成回路は、
奇数の複数の論理ブロックにおいて最後の論理ブロックの出力端子が最初の論理ブロックのルックアップテーブルの複数の入力端子の全てに戻るようにループとして接続され、途中の各々の論理ブロックの出力信号線は次の段の論理ブロックの複数の入力信号線に接続され、
クロック信号および前記診断信号を生成する、
プログラマブルロジックデバイス診断方法。

【請求項5】

請求項１記載のプログラマブルロジックデバイス診断方法において、
前記プログラマブルロジックデバイスの外部にある回路データ選択スイッチでの選択の設定に基づいて、前記プログラマブルロジックデバイスの外部にあるコンフィグレーションメモリから、前記プログラマブルロジックデバイスのコンフィグレーションメモリに、通常動作回路を構成するための通常動作回路データをロードすることで前記プログラマブル領域に前記通常動作回路をコンフィグレーションするか、前記診断用データをロードすることで前記診断回路をコンフィグレーションするかを切り替えるステップを有する、
プログラマブルロジックデバイス診断方法。

【請求項6】

プログラマブルロジックデバイスの故障・不具合を診断するプログラマブルロジックデバイス診断装置であって、
前記プログラマブルロジックデバイスが搭載された基板と、
前記基板に設けられたコンフィグレーションＲＯＭと、
を備え、
前記プログラマブルロジックデバイスは、プログラマブル領域に、複数の論理ブロックを備え、
前記複数の論理ブロックにおける各々の論理ブロックは、複数の入力信号線と１つの出力信号線とを有するルックアップテーブルと、前記ルックアップテーブルの後段に接続されているフリップフロップと、を有し、
診断時に、診断回路を構成するための診断用データを、前記コンフィグレーションＲＯＭから、前記プログラマブルロジックデバイスのコンフィグレーションメモリにロードすることで、前記プログラマブル領域に前記診断回路をコンフィグレーションして診断を実行し、
前記診断回路は、
診断信号として０と１を繰り返す信号を生成する診断信号生成回路と、
前記複数の論理ブロックが直列に接続され、各々の論理ブロックの１つの出力信号線が次の段の論理ブロックの複数の入力信号線に接続される論理ブロックチェーンと、
を有し、
前記診断信号生成回路から出力される前記診断信号は、前記論理ブロックチェーンの最初の論理ブロックの入力信号線に入力され、前記論理ブロックチェーンの最後の論理ブロックの出力信号線は、前記プログラマブルロジックデバイスの出力端子に接続され、
前記診断の際には、
前記論理ブロックチェーンの各々の論理ブロックの前記ルックアップテーブルに、等価回路としてＮＡＮＤまたはＮＯＲがコンフィグレーションされ、
前記論理ブロックチェーンの最初の論理ブロックに対し、前記診断信号を入力し、
前記プログラマブルロジックデバイスの出力端子からの出力信号を観測し、
前記観測した信号値が、０と１を繰り返す信号値である場合には、前記論理ブロックチェーンに故障・不具合が無いと判定し、０と１を繰り返す信号値ではない場合には、前記論理ブロックチェーンに故障・不具合が有ると判定する、
プログラマブルロジックデバイス診断装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、プログラマブルロジックデバイスの技術に関する。

【背景技術】

【0002】

広義のプログラマブルロジックデバイス（ＰＬＤと記載する場合がある）は、ユーザロジックが設定（コンフィグレーション、言い換えるとプログラム）できる回路デバイスである。ＰＬＤは、例えば、ユーザロジックが設定できるロジック回路（言い換えるとプログラマブル領域）として、複数の論理ブロック（ＬＢと記載する場合がある）を含むアレイを有する。また、論理ブロックは、例えば、ルックアップテーブル（ＬＵＴと記載する場合がある）と、フリップフロップ（ＦＦと記載する場合がある）とを有して構成されている。フラッシュメモリ等のメモリ（言い換えると記憶デバイス）には、ＰＬＤにユーザロジックを設定するためのデータが記憶される。そのメモリからそのデータがＰＬＤ内のロジック回路にロードされ、これにより、ＰＬＤのロジック回路にユーザロジックが設定される。

【0003】

上記ＰＬＤについて、製造業者は、診断（スキャンテスト等と呼ばれる場合もある）を行うことで、故障・不具合等があれば検出し、製品の品質を保証する。

【0004】

上記ＰＬＤの診断に係わる先行技術例として、特開平９－１３９６６７号公報（特許文献１）が挙げられる。特許文献１には、プログラマブルロジック回路の自己点検回路として、論理情報を書き込む直前の自己点検および装置実装後の点検を実行できるようにし、プログラマブルロジック集積回路の故障分離を容易にする旨が記載されている。特許文献１では、通常の論理情報とチェック用の論理情報とから選択してプログラマブルロジック集積回路にプログラムできる旨が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開平９－１３９６６７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ＬＳＩやＦＰＧＡ等のＩＣデバイスの製造業者は、ＰＬＤに対するスキャンテスト（診断）によって、不具合等を検出し、製品の品質を保証する。ＰＬＤの製造時に問題が無い場合でも、ＰＬＤに対する物理的なストレスや経年劣化等によって、ＰＬＤに故障・不具合が発生する場合がある。ＰＬＤが搭載された製品を製造する現場においても、ＰＬＤ搭載製品に対し、出荷前に、スキャンテストを実施して、品質を検査する。また、ユーザの環境への製品出荷後においても、ＰＬＤに不具合が発生した場合には、ＰＬＤの物理故障であるか、単なる設計不良であるか等を切り分ける必要がある。その際にも、ＰＬＤにスキャンテストが実施される場合がある。

【0007】

上記ＰＬＤの診断においては、ＰＬＤのプログラマブル領域（ロジック回路）をより網羅的に診断できることが望ましい。従来のある方式のＰＬＤは、デバイス内の大多数の面積が論理ブロックによって占められている。この論理ブロックは、主に、ルックアップテーブルと、フリップフロップとを有して構成されている。従来技術例のＰＬＤ診断方法は、論理ブロック内のルックアップテーブルおよびフリップフロップの入出力端子のレベルまでの診断の網羅性は実現されていない。

【0008】

特に、ルックアップテーブルは、構成回路であるユーザロジックに応じて、使用する入出力端子の位置が都度に変わる。そのため、従来技術例のＰＬＤ診断方法では、本来診断すべきである通常動作回路であるユーザロジックの構成時に使用している入出力端子のすべてについては検査・診断ができていないという状況が起こり得る。すなわち、例えば通常動作回路で使用しているルックアップテーブルの入力端子の１つが縮退故障（値が０あるいは１に固定されてしまう故障）していた場合に、診断回路の構成によっては、その入力端子の縮退故障を検出できない。

【0009】

例えば特許文献１のようなＰＬＤ診断技術では、診断回路の構成（例えばシフトレジスタ等による構成）によって、論理ブロック内のフリップフロップの部分しか診断できていない。従来のＰＬＤ診断技術は、ユーザロジックがコンフィグレーションされたロジック回路の部分（言い換えるとプログラマブル領域）に対する網羅的な故障診断はできていない。従来技術例では、ロジック回路である各論理ブロック内において、ルックアップテーブルの複数の入力信号線のうち、ユーザロジックで使用される特定の入力信号線のみしか診断されておらず、それ以外の入力信号線の診断はされていない。

【0010】

また、特許文献１を含め、従来のＰＬＤ診断技術では、ＰＬＤに、診断用に専用の回路（診断回路と記載する場合がある）の実装が必要である。例えば、ＰＬＤ内において、通常動作回路であるユーザロジックの診断のために、診断用信号（言い換えるとパターン）を生成するための回路部と、診断結果を判定・出力するための回路部との実装が必要である。この場合、その診断回路について、効率的な診断用信号の設計や回路設計等も必要である。また、この場合、その診断回路の実装の分、プログラマブル領域における本来のユーザロジック用に使用できる面積も低減してしまう。

【0011】

本発明の目的は、上記ＰＬＤの診断の技術に関して、ＰＬＤの故障・不具合をより網羅的に診断できる技術を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0012】

本発明のうち代表的な実施の形態は以下に示す構成を有する。実施の形態は、プログラマブルロジックデバイスの故障・不具合を診断するプログラマブルロジックデバイス診断方法であって、前記プログラマブルロジックデバイスは、プログラマブル領域に、複数の論理ブロックを備え、前記複数の論理ブロックにおける各々の論理ブロックは、複数の入力信号線と１つの出力信号線とを有するルックアップテーブルと、前記ルックアップテーブルの後段に接続されているフリップフロップと、を有し、前記プログラマブルロジックデバイス診断方法は、診断時に、診断回路を構成するための診断用データを、前記プログラマブルロジックデバイスのコンフィグレーションメモリにロードすることで、前記プログラマブル領域に前記診断回路をコンフィグレーションして診断を実行する診断ステップを有し、前記診断回路は、診断信号として０と１を繰り返す信号を生成する診断信号生成回路と、前記複数の論理ブロックが直列に接続され、各々の論理ブロックの１つの出力信号線が次の段の論理ブロックの複数の入力信号線に接続される論理ブロックチェーンと、を有し、前記診断信号生成回路から出力される前記診断信号は、前記論理ブロックチェーンの最初の論理ブロックの入力信号線に入力され、前記論理ブロックチェーンの最後の論理ブロックの出力信号線は、前記プログラマブルロジックデバイスの出力端子に接続され、前記診断ステップは、前記論理ブロックチェーンの各々の論理ブロックの前記ルックアップテーブルに、等価回路としてＮＡＮＤまたはＮＯＲがコンフィグレーションされる第１ステップと、前記論理ブロックチェーンの最初の論理ブロックに対し、前記診断信号を入力する第２ステップと、前記プログラマブルロジックデバイスの出力端子からの出力信号を観測する第３ステップと、前記観測した信号値が、０と１を繰り返す信号値である場合には、前記論理ブロックチェーンに故障・不具合が無いと判定し、０と１を繰り返す信号値ではない場合には、前記論理ブロックチェーンに故障・不具合が有ると判定する第４ステップと、を有する。

【発明の効果】

【0013】

本発明のうち代表的な実施の形態によれば、上記ＰＬＤの診断の技術に関して、ＰＬＤの故障・不具合をより網羅的に診断できる。上記以外の課題、構成および効果等については、［発明を実施するための形態］において説明される。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の実施の形態１のＰＬＤ診断方法に対応したＰＬＤ診断システム（ＰＬＤ搭載基板を含む）の構成例を示す。

【図2】実施の形態１で、ＰＬＤの構成を示す。

【図3】実施の形態１で、論理ブロック（ＬＢ）の構成を示す。

【図4】実施の形態１のＰＬＤ診断方法のフローを示す。

【図5】実施の形態１で、第１方式での診断信号生成部の構成例を示す。

【図6】実施の形態１の変形例で、第２方式での診断信号生成部の構成例を示す。

【図7】実施の形態１で、ＰＬＤのより詳細な構成例を示す。

【図8】実施の形態１で、論理ブロック（ＬＢ）のより詳細な構成例を示す。

【図9】実施の形態１で、ＮＡＮＤまたはＮＯＲの構成を実現するためのコンフィグレーションメモリの設定例を示す。

【図10】実施の形態１で、ＮＡＮＤまたはＮＯＲの構成を実現するための論理ブロック（ＬＢ）の構成例を示す。

【図11】実施の形態１の変形例で、他の配線も診断する場合の論理ブロック（ＬＢ）の構成例を示す。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態を詳細に説明する。図面において、同一部には原則として同一符号を付し、繰り返しの説明を省略する。図面において、各構成要素の表現は、発明の理解を容易にするために、実際の位置、大きさ、形状、および範囲等を表していない場合があり、本発明は、図面に開示された位置、大きさ、形状、および範囲等には必ずしも限定されない。

【0016】

＜実施の形態１＞
図１～図１０を用いて、本発明の実施の形態１のＰＬＤ診断方法等について説明する。図１等に示す実施の形態１のＰＬＤ診断方法は、ＰＬＤ搭載基板１０を含む診断システムにおいて、診断対象物であるＰＬＤ１に対し、診断時に診断用のコンフィグレーション（診断用回路の設定）を行って、診断を実行し、出力信号から診断結果を得るものである。実施の形態１のＰＬＤ診断装置は、図１のＰＬＤ搭載基板１０を含むシステムが相当し、実施の形態１のＰＬＤ診断方法に従った動作や処理を行うものである。

【0017】

［ＰＬＤ診断システム］
図１は、実施の形態１のＰＬＤ診断方法に対応したＰＬＤ診断システムの構成を示す。このＰＬＤ診断システムは、言い換えると、ＰＬＤ診断装置である。このＰＬＤ診断システムは、ＰＬＤ１が搭載された基板であるＰＬＤ搭載基板１０と、ＰＬＤ搭載基板１０に接続された波形観測装置１６とを有し、それらをユーザＵが操作・利用する。ユーザＵは、ＰＬＤ１の製造や診断を行う業者等における診断者であり、言い換えるとオペレータである。このＰＬＤ診断システムは、診断実行物（主体）である基板としてのＰＬＤ搭載基板１０によって、診断対象物であるＰＬＤ１の診断を行う機能を有する。ＰＬＤ搭載基板１０は、ユーザＵによる操作に基づいて、実施の形態１のＰＬＤ診断方法に従った処理を実行する。ユーザＵは、このＰＬＤ診断システムを操作・利用して、ＰＬＤ１の診断作業を行う。このＰＬＤ診断システムは、入出力インタフェース（入出力デバイスやユーザインタフェースなど）を介して、ユーザＵからの操作の入力（例えば指示や設定等）を受け付け、ユーザＵに対し、診断状態・診断結果等を出力する。

【0018】

ＰＬＤ１は、診断対象物であり、ある方式（すなわちＬＵＴやＦＦを備える方式）のＰＬＤである。ＰＬＤ１は、詳細には各ベンダが製造している各種のＰＬＤがあり、実装詳細や性能等、種類が異なる。ベンダ毎のＰＬＤの種類の例は、ロジック回路の配列、サイズ、ＬＵＴの入力信号線の本数、等の違いが挙げられる。実施の形態１のＰＬＤ診断方法は、これらの各種のＰＬＤに同様に適用できる。ＰＬＤ１は、コンフィグレーションメモリ１Ｍと、後述の論理ブロック等とを備える。

【0019】

ＰＬＤ搭載基板１０は、診断対象物であるＰＬＤ１が搭載された集積回路基板、言い換えると、ＰＬＤ１が接続された集積回路基板であり、ＬＳＩ等で構成される。ＰＬＤ搭載基板１０は、ＰＬＤ１と、コンフィグレーションＲＯＭ１１と、回路データ選択スイッチ１２と、クロック供給器１３と、ＬＥＤ等の表示器１４と、観測用端子（言い換えると出力端子）１５と、それらを接続する信号線等とを備える。

【0020】

コンフィグレーションＲＯＭ１１には、ＰＬＤ１のコンフィグレーション用のデータが格納される。そのデータとしては、通常動作回路データ１１Ａと、診断用データ１１Ｂとを有する。通常動作回路データ１１Ａは、通常動作回路（言い換えるとユーザロジック）をコンフィグレーションするためのデータである。診断用データ１１Ｂは、診断回路をコンフィグレーションするためのデータである。診断用データ１１Ｂは、ＮＡＮＤ版診断回路データ１１Ｃと、ＮＯＲ版診断回路データ１１Ｄとを有する。ＮＡＮＤ版診断回路データ１１Ｃは、後述のＮＡＮＤ版での診断（図４のステップＳ１～Ｓ５）を行う際に使用するデータであり、ＮＯＲ版診断回路データ１１Ｄは、後述のＮＯＲ版での診断（図４のステップＳ７～Ｓ１１）を行う際に使用するデータであり、これらは１セットである。診断を行う業者は、予め、ＰＬＤ搭載基板１０のコンフィグレーションＲＯＭ１１に、診断用データ１１Ｂを格納しておく。

【0021】

コンフィグレーションＲＯＭ１１には、回路データ選択スイッチ１２が接続されている。回路データ選択スイッチ１２は、ユーザＵの操作入力に従って、コンフィグレーションＲＯＭ１１内の各データのうちいずれのデータをＰＬＤ１へのコンフィグレーションに使用するかを切り替える。具体的には、回路データ選択スイッチ１２は、通常（非診断）の時には、通常動作回路データ１１Ａが選択され、診断の時には、診断用データ１１Ｂが選択されるように、切り替えられる。コンフィグレーションＲＯＭ１１からは、回路データ選択スイッチ１２によって選択されたデータが、信号線を通じて、回路データ（言い換えるとコンフィグレーションデータ）ｃ１として、ＰＬＤ１内のコンフィグレーションメモリ１Ｍにロード（言い換えると、展開、書き込み、格納）される。

【0022】

回路データ選択スイッチ１２で通常動作回路データ１１Ａが選択されている場合には、コンフィグレーションメモリ１Ｍに通常動作回路データ１１Ａがロードされる。これにより、ＰＬＤ１のプログラマブル領域内に通常動作回路がコンフィグレーションされる。回路データ選択スイッチ１２で診断用データ１１Ｂ（例えばＮＡＮＤ版診断回路データ１１Ｃ）が選択されている場合には、コンフィグレーションメモリ１Ｍに診断用データ１１Ｂ（例えばＮＡＮＤ版診断回路データ１１Ｃ）がロードされる。これにより、ＰＬＤ１のプログラマブル領域内に診断回路がコンフィグレーションされる。

【0023】

なお、ユーザＵが直接的に回路データ選択スイッチ１２を操作してもよいし、ユーザＵが、ＰＬＤ搭載基板１０に対し通信接続されるＰＣ等の機器・コンピュータシステムからの操作を介して、間接的に回路データ選択スイッチ１２を操作・設定してもよい。

【0024】

また、ＰＬＤ１には、ＰＬＤ搭載基板１０に備えるクロック供給器１３からクロックｃ２が供給されてもよい。実施の形態１のＰＬＤ診断方法における一方式（後述の図５）では、そのクロックｃ２を用いてＰＬＤ１の診断のための診断信号を生成する。ＰＬＤ搭載基板１０は、クロック信号の供給源であるクロック供給器１３として、例えば水晶振動子を備える。このクロック信号ｃ１は、ＰＬＤ搭載基板１０の各部およびＰＬＤ１の各部に供給される。

【0025】

診断時には、ＰＬＤ１からの出力信号としてスキャンアウト信号ｃ３を有する。このスキャンアウト信号ｃ３は、信号線を通じて、表示器１４および観測用端子１５に出力される。この出力信号であるスキャンアウト信号ｃ３の観測には、表示器１４を用いてもよいし、観測用端子１５を用いてもよい。表示器１４は、例えばＬＥＤランプで構成され、スキャンアウト信号ｃ３の信号値に応じた表示を行う。例えば、表示器１４は、スキャンアウト信号ｃ３の信号値が０である場合には非点灯とされ、１である場合には点灯とされる。このＬＥＤランプの表示状態が、出力信号値を表している。ユーザＵ１がこの表示器１４の表示状態を目で見ることで、スキャンアウト信号ｃ３の信号値の状態を認識でき、後述の０１繰り返し信号と０縮退信号などとを識別可能である。

【0026】

観測用端子１５には、プローブ（信号線や通信線）を通じて、ＰＬＤ搭載基板１０の外部に、波形観測装置１６が接続されている。波形観測装置１６は、オシロスコープ等で構成されており、観測用端子１５からのスキャンアウト信号ｃ３を、画面で波形として表示する。ユーザＵ１は、波形観測装置１６の画面に表示された波形を目で見ることで、スキャンアウト信号ｃ３の信号値の状態を認識できる。

【0027】

上記出力信号の観測は、波形観測装置１６に限らず、例えばＰＬＤ搭載基板１０に通信接続されるＰＣ等のコンピュータシステムの液晶ディスプレイ等の画面を用いて行うようにしてもよい。また、波形観測装置１６やＰＣの液晶ディスプレイ等の画面では、診断用のグラフィカルユーザインタフェース（ＧＵＩ）を提供してもよい。例えば、画面のＧＵＩにおいて、スキャンアウト信号ｃ３の信号値や波形のみならず、診断対象物のＩＤ、日時、診断種別（例えば出荷前／出荷後など）、診断者（ユーザＵ）、診断状態メッセージ（例えば「診断開始」／「診断中」／「診断終了」など）、診断時間、診断結果（故障・不具合の有無や詳細）等の情報を表示するようにしてもよい。

【0028】

表示器１４や波形観測装置１６では、出力信号値の０または１に応じて、表示状態が変化する。例えば、ＰＬＤ１の正常時に、出力信号値が０と１の繰り返し信号である場合には、表示器１４のＬＥＤランプが一定周期で明滅する。ＰＬＤ１に故障・不具合が有りの場合には、出力信号値が例えば０縮退信号となり、表示器１４のＬＥＤランプが非点灯状態に固定となる。よって、それらの表示状態の違いから、ユーザＵは、ＰＬＤ１の故障・不具合の有無などを判別可能である。

【0029】

なお、出力信号での高速な０と１の繰り返しの場合に対応させて、表示器１４等での表示出力は、ユーザＵ１が目視確認しやすいように、出力信号の周波数を低速になるように調整してもよい。上記のように、このＰＬＤ診断方法では、診断時の出力信号の観測・監視に関しては、ユーザＵ１が目で見ても判別可能である。特に、ＬＥＤ等の表示器１４を用いる場合には、ＰＬＤ搭載基板１０に外部装置を設けることが不要であり、低コストで診断を実現できる。

【0030】

なお、実施の形態１では、図１のように、ＰＬＤ搭載基板１０上で、ＰＬＤ１の外に、フラッシュメモリ等によるコンフィグレーション用のデータを格納するメモリとして、コンフィグレーションＲＯＭ１１を備えている。変形例としては、ＰＬＤ１内に、そのようなコンフィグレーション用のデータを格納するメモリを備える形態としてもよい。

【0031】

［診断実施タイミング］
実施の形態１のＰＬＤ診断方法における、ＰＬＤ１の診断を実施するタイミングとしては、例えば以下が挙げられる。この診断（言い換えるとスキャンテスト等）は、基本的には、任意のタイミングで実行可能である。ＰＬＤ搭載装置１０の状態は、大別して以下のフェーズがある。

【0032】

（１）システム運用フェーズ： システム運用フェーズは、ＰＬＤ１に通常動作回路（ユーザロジック）をコンフィグレーションした状態で運用するフェーズである。予め、ユーザＵが、図１のコンフィグレーションデータｃ１として通常動作回路データ１１Ａが選択されるように、回路データ選択スイッチ１２を設定しておく。ＰＬＤ搭載基板１０の電源オンによって、回路データ選択スイッチ１２の設定に従って、コンフィグレーションＲＯＭ１１から通常動作回路データ１１Ａがコンフィグレーションデータｃ１としてＰＬＤ１のコンフィグレーションメモリ１Ｍに展開される。これにより、ＰＬＤ１のプログラマブル領域に通常動作回路がコンフィグレーションされる。また、クロック供給器１３からはＰＬＤ１にクロックｃ２が供給される。そのクロックｃ２に基づいて、ＰＬＤ１の通常動作回路が動作開始する。動作開始以降、もし運用中にＰＬＤ１の不具合が発生してしまった場合、下記の診断フェーズに移行する。

【0033】

（２）診断フェーズ： 診断フェーズは、ＰＬＤ１に診断回路をコンフィグレーションした状態で診断を行うフェーズである。ユーザＵは、ＰＬＤ搭載基板１０を電源オフにした後、図１のコンフィグレーションデータｃ１として診断回路データ１１Ｂ（例えば最初にＮＡＮＤ版診断回路データ１１Ｃ、次にＮＯＲ版診断回路データ１１Ｄの順序）が選択されるように、回路データ選択スイッチ１２を設定しておく。またここで、波形観測装置１６を用いて観測・診断を行う場合、ユーザＵは、ＰＬＤ搭載基板１０の観測用端子１５に波形観測装置１６を接続し、ＰＬＤ１から出力されるスキャンアウト信号ｃ３を監視・観測できる状態にしておく。ユーザＵが表示器１４の明滅の目視確認によって観測・診断を行う場合には、波形観測装置１６は不要である。

【0034】

その後、ユーザＵは、ＰＬＤ搭載基板１０を電源オンにする。これにより、コンフィグレーションＲＯＭ１１からＰＬＤ１のコンフィグレーションメモリ１Ｍに診断回路データ１１Ｂ（例えばＮＡＮＤ版診断回路データ１１Ｃ）がコンフィグレーションデータｃ１として展開され、プログラマブル領域に診断回路（例えばＮＡＮＤ版診断回路）がコンフィグレーションされる。これにより、ＰＬＤ搭載基板１０でのＰＬＤ１の診断が自動で開始される。ユーザＵは、例えば波形観測装置１６の画面でスキャンアウト信号ｃ３に対応した診断波形を観測する。そして、ユーザＵは、その診断波形の状態から、ＰＬＤ１（特にプログラマブル領域）の不具合、または通常動作回路の論理不良等を判定し、不具合を切り分ける。ＮＡＮＤ版の診断の次に、ＮＯＲ版の診断が同様に実施される。ＮＡＮＤ版の診断とＮＯＲ版の診断とがセットで終了すると、そのＰＬＤ１の診断の完了となる。

【0035】

［ＰＬＤ］
図２は、ＰＬＤ１の内部の構成概要を示す。ＰＬＤ１は、論理ブロックチェーン（ＬＢＣと記載する場合がある）１１０と、診断信号生成部１０１と、出力端子１０２とを有する。論理ブロックチェーン（ＬＢＣ）１１０は、複数の論理ブロック（ＬＢ）１００の直列接続によって構成されている。ＬＢＣ１１０は、診断対象であるすべてのＬＢ１００を接続したチェーンである。図２の例では、ＬＢＣ１１０は、ＬＢＣ＃１～ＬＢＣ＃ＬといったＬ個のＬＢＣの直列接続で構成されている。

【0036】

診断信号生成部１０１は、既存のＰＬＤ１内の構成要素を用いて診断用に構成される部分であり、診断回路の一部である。診断信号生成部１０１をコンフィグレーションするためのデータは、診断用データ１１Ｂの一部として有する。このＰＬＤ診断方法における例では、後述するが、診断信号生成部１０１は、既存のＰＬＤ１内の一部のＬＢを用いて、診断信号生成回路としてコンフィグレーションされる。このＰＬＤ診断方法では、診断時にＰＬＤ１内にコンフィグレーションされた診断信号生成部１０１によって、診断用の信号である診断信号ｄ１を生成して、ＬＢＣ１１０に入力する。診断信号ｄ１は、信号値（論理値）として０と１を交互に反転しながら繰り返す信号（“０１０１０１……”）であり、説明上、０１繰り返し信号、反転信号等と記載する場合がある。診断時、診断信号生成部１０１は、生成した診断信号ｄ１を診断対象のＬＢＣ１１０へと出力する。診断信号ｄ１は、ＬＢＣ１１０の最初のＬＢ１００に入力される。

【0037】

ＬＢＣ１１０の各ＬＢ１００は、図示のように、複数の入力信号線１１１と、１つの出力信号線１１２とを有する。あるＬＢ１００の１つの出力信号線１１２は、そのまま、次の段のＬＢ１００の複数の入力信号線１１１に接続されている。なお、入力信号線は入力端子や入力信号と対応しており、出力信号線は出力端子や出力信号と対応している。

【0038】

ＬＢＣ１００の最後のＬＢ１００は、ＰＬＤ１００の出力端子１０２と接続されている。ＬＢＣ１００からの出力信号ｄ２は、出力端子１０２を通じて、図１のスキャンアウト信号ｃ３として出力される。出力信号ｄ２およびスキャンアウト信号ｃ３は、言い換えると、診断用出力信号、観測信号、等である。この出力信号ｄ２は、ＬＢＣ１１０が正常、すなわち故障・不具合が無い状態である場合には、入力時の診断信号ｄ１の内容と同様に、０１繰り返し信号となる。

【0039】

一方、この出力信号ｄ２は、ＬＢＣ１１０に故障・不具合が有る状態である場合には、０１繰り返し信号ではなくなる。すなわち、その場合、この出力信号ｄ２は、ある時点から０または１のいずれかの信号値（論理値）に固定された信号、言い換えると、０縮退信号または１縮退信号となる。よって、診断者であるユーザＵは、その出力信号ｄ２であるスキャンアウト信号ｃ３を、波形観測装置１６等で監視・観測して、信号内容がいずれの状態であるかを判別することで、対象のＬＢＣ１１０（対応するＰＬＤ１）の故障・不具合の有無等を判定できる。

【0040】

なお、診断結果として、ＬＢＣ１１０（対応するＰＬＤ１）に故障・不具合が有ると判定された場合には、業者は、その故障・不具合に対する対応を行う。対処の一例としては、ＰＬＤ１の交換、あるいは、故障があるＬＢ１００の特定、および故障があるＬＢ１００を使用しないようなプログラマブル領域の設定を行うこと、が挙げられる。

【0041】

図２のように、診断時に構成されるＬＢＣ１１０は、ある段のＬＢ１００の１つの出力は、分岐するようにされて、次の段のＬＢ１００の複数の入力（後述のＬＵＴの複数の入力）のすべてに接続される。このようなＬＢＣ１１０の接続と、後述のＮＡＮＤまたはＮＯＲが等価回路として構成されるＬＵＴにより、各ＬＢ１００のＬＵＴは、ＮＯＴゲート（反転論理）として機能する。ＬＢＣ１１０のすべてのＬＢ１００における各ＬＢ１００は、１クロックサイクル毎に、前段のＬＢ１００から受けた信号（例えば０）を反転した信号（例えば１）として出力する。ＬＢＣ１１０は、複数のＬＢ１００において、流れる信号（診断信号ｄ１）の値を、ＬＵＴ毎に０と１とで繰り返し反転させる。

【0042】

ＮＡＮＤが設定されたＬＵＴでは、ＬＵＴの複数の入力端子の入力信号が１つでも０に縮退した場合には、前段のＬＢ１００から信号値１を受けたとしても、信号値０に変化しない。また、ＮＯＲが設定されたＬＵＴでは、ＬＵＴの複数の入力端子の入力信号が１つでも１に縮退した場合には、前段のＬＢ１００から信号値０を受けたとしても、信号値１に変化しない。

【0043】

ＬＵＴの複数の入力のいずれかに縮退故障がある場合、各ＬＢ１００のＬＵＴはＮＯＴゲートとして機能しなくなる。そのため、診断信号ｄ１に基づいた出力信号ｄ２は、縮退した出力データ（０縮退信号または１縮退信号）となる。よって、その出力信号ｄ２を観測すれば、ＰＬＤ１のＬＢＣ１１０の故障・不具合の有無の判別が可能である。

【0044】

［ＬＢ］
図３は、ＬＢＣ１１０の各ＬＢ１００の構成概要を示す。ＬＢ１００は、複数の入力信号線１１１に対して入力側が接続されるルックアップテーブル（ＬＵＴ）２と、ＬＵＴ２の１つの出力信号線に対して入力側が接続されるフリップフロップ（ＦＦ）５と、それらを接続する信号線等とを含む。言い換えると、ＬＵＴ２は、複数の入力信号線１１１と１つの出力信号線とを有する。ＦＦ５の１つの出力信号線は、ＬＢ１００の１つの出力信号線１１２に相当する。

【0045】

ＬＵＴ２は、診断時には、等価回路として、ＮＡＮＤ２１またはＮＯＲ２２のいずれかがコンフィグレーションされる。これらは、前述のＮＡＮＤ版診断回路データ１１ＣまたはＮＯＲ版診断回路データ１１Ｄによって構成される。

【0046】

［ＰＬＤ診断方法のフロー］
図４は、実施の形態１のＰＬＤ診断方法のフローを示す。このフローは、図１のＰＬＤ診断システムによる自動的な処理・動作と、診断者であるユーザＵによる操作・動作とを含む。このフローは、前述の診断実行タイミングおよび診断フェーズで実施される。このフローは、ステップＳ１～Ｓ１５を有する。

【0047】

まずステップＳ１では、回路データ選択スイッチ１２において、ＮＡＮＤ版診断回路１１Ｃを使用するように、ユーザＵによる選択入力・設定がされる。例えば、ユーザＵは、回路データ選択スイッチ１２を操作してその設定を行う。回路データ選択スイッチ１２の操作および実装の一例としては、ボタンやレバーを用いて、通常モードと診断モードとを手動で切り替えられる構成としてもよい。

【0048】

ステップＳ２では、ＰＬＤ１を含むＰＬＤ搭載基板１０の電源がオンにされる。例えば、ユーザＵは、ＰＬＤ搭載基板１０の電源ボタンをオンにする。これにより、ＰＬＤ搭載基板１０が起動する。このＰＬＤ診断方法では、ＰＬＤ搭載基板１０は、電源オン後にフリーラン動作して、自動的に診断を実行する。

【0049】

ステップＳ３では、ＰＬＤ搭載基板１０は、ステップＳ１の設定に基づいて、コンフィグレーションＲＯＭ１１内のＮＡＮＤ版診断回路データ１１Ｃを、回路データｃ１として、ＰＬＤ１のコンフィグレーションメモリ１Ｍにロードする。これにより、ＰＬＤ１内のプログラマブル領域にＮＡＮＤ版診断回路がコンフィグレーションされる。すなわち、この際には、図２の診断信号生成部１０１が構成されるとともに、ＬＢＣ１１０内の各ＬＢ１００で、図３のＬＵＴ２においてＮＡＮＤ２１が構成される。この構成に基づいて、自動的にＮＡＮＤ版の診断処理が開始・実行される。

【0050】

診断時間中では、図２の診断信号生成回路１０１で生成された診断信号ｄ１がＬＢＣ１１０に入力され、各ＬＢ１００を経由した後、最後段から、ＮＡＮＤ版での診断の状態を表す出力信号ｄ２が出力され、スキャンアウト信号ｃ３となる。

【0051】

ステップＳ４では、診断開始から所定時間以上の時間で、観測用端子１５からのスキャンアウト信号ｃ３が監視・観測される。例えば波形観測装置１６の画面で、スキャンアウト信号ｃ３の診断波形が観測される。ステップＳ５では、出力信号であるスキャンアウト信号ｃ３の信号値について、０，１の繰り返しが正常であるかが判断される。正常である場合（Ｙ）、すなわち、０，１の繰り返しの信号値である場合には、ステップＳ６に進む。正常ではない場合（Ｎ）、すなわち、０，１の繰り返しの信号値ではない場合には、ステップＳ１４に進む。上記正常ではない場合（Ｎ）とは、例えば０が続く信号値（０縮退信号）や、１が続く信号値（１縮退信号）になった場合である。上記のように正常ではない場合（Ｎ）は、概略的には故障・不具合有りを示唆しているわけであるが、詳細な判定結果は後述のステップＳ１２～Ｓ１４で出される。

【0052】

ステップＳ６では、一旦、ＰＬＤ搭載基板１０の電源がオフにされる。次に、ステップＳ７では、回路データ選択スイッチ１２において、ＮＯＲ版診断回路１１Ｄを使用するように、選択入力・設定がされる。例えば、ユーザＵ１は、回路データ選択スイッチ１２を操作してその設定を行う。ステップＳ８では、再び、ＰＬＤ搭載基板１０の電源がオンにされる。

【0053】

ステップＳ９では、ステップＳ７の設定に基づいて、コンフィグレーションＲＯＭ１１のＮＯＲ版診断回路データ１１Ｄが、回路データｃ１として、ＰＬＤ１のコンフィグレーションメモリ１Ｍにロードされる。これにより、ＰＬＤ１内のプログラマブル領域に、ＮＯＲ版診断回路がコンフィグレーションされる。すなわち、図２の診断信号生成部１０１が構成されるとともに、ＬＢＣ１１０内の各ＬＢ１００では、図３のＬＵＴ２においてＮＯＲ２２が構成される。この構成に基づいて、自動的にＮＯＲ版の診断処理が開始・実行される。

【0054】

診断時間中では、図２の診断信号生成回路１０１で生成された診断信号ｄ１がＬＢＣ１１０に入力され、最後段から、ＮＯＲ版での診断の状態を表す出力信号ｄ２が出力され、スキャンアウト信号ｃ３となる。

【0055】

ステップＳ１０では、診断開始から所定時間以上の時間で、観測用端子１５からのスキャンアウト信号ｃ３が監視・観測される。ステップＳ１１では、出力信号であるスキャンアウト信号の信号値について、０，１の繰り返しが正常であるかが判断される。正常である場合（Ｙ）、すなわち０，１の繰り返しの信号値である場合には、ステップＳ１２に進む。正常ではない場合（Ｎ）、すなわち０，１の繰り返しの信号値ではない場合には、ステップＳ１３に進む。

【0056】

ステップＳ１２は、診断判定であり、診断結果の詳細の１つとして、ＬＢ１００の縮退故障に起因するデバイス不具合は無い、となる。これは、言い換えれば、このＰＬＤ１のＬＢＣ１１０のいずれのＬＢ１００にも、「１縮退故障」や「０縮退故障」が発生していない、ということを意味する。「１縮退故障」は、信号値が１に固定（縮退）されてしまう故障である。「０縮退故障」は、信号値が０に固定（縮退）されてしまう故障である。

【0057】

ステップＳ１３は、診断判定であり、診断結果の詳細の１つとして、いずれかのＬＢ１００に「１縮退故障」が発生している、となる。また、ステップＳ１４は、診断判定であり、診断結果の詳細の１つとして、いずれかのＬＢ１００に「０縮退故障」が発生している、となる。

【0058】

ステップＳ１２，Ｓ１３，Ｓ１４の後、ステップＳ１５につながる。ステップＳ１５は、診断完了であり、ＰＬＤ１の不具合の切り分けが完了したことを意味する。上記のように、実施の形態１のＰＬＤ診断方法では、対象のＰＬＤ１の正常／不具合に関して、ステップＳ１２，Ｓ１３，Ｓ１４のような診断結果（対応する故障・不具合の状態）への切り分けができる。

【0059】

上記ＰＬＤ１の診断に要する最低限の時間（ステップＳ４およびステップＳ１０での所定時間）は、上記診断回路を含むＰＬＤ搭載基板１０における［クロック周期］×［ＬＢ数］で見積もることができる。なお、上記処理フローは、最初にＮＡＮＤ版の診断のステップ、次にＮＯＲ版の診断のステップを設ける例であるが、これに限らず、逆の順序の処理フローとしてもよい。

【0060】

［診断信号生成部（１）］
図５は、実施の形態１での診断信号生成部１０１の構成例としての診断信号生成回路１０１Ａを示す。この構成例を第１方式とも記載する。この第１方式の構成例は、外部クロック供給を用いる。診断信号生成回路１０１Ａは、前述の図１のクロック供給器１３からのクロック信号ｃ２を入力して使用し、診断信号生成回路１０１Ａ内ではクロック信号を生成しない。

【0061】

この診断信号生成回路１０１Ａは、ＬＢＣ１１０の先頭のＬＢ１００に対し前段に接続される。この診断信号生成回路１０１Ａは、主に１つのＬＢ５０１を用いて構成されている。この診断信号生成回路１０１ＡのＬＢ５０１は、ＬＵＴ５０２とＦＦ５０５とを備える。ＬＵＴ５０２は、複数の入力信号線５０４を有し、１つの出力信号線５０３はＦＦ５０５の入力信号線として接続されている。ＦＦ５０５の出力信号線５０６は、診断信号ｄ１の出力となる。この診断信号生成回路１０１ＡのＬＢ５０１は、ＬＢＣ１１０の各ＬＢ１００との違いとしては、ＦＦ５０５の出力信号線５０６が、ＬＵＴ５０２の複数の入力信号線５０４に戻ってループとなるように、信号線５０７を通じて図示のように接続されている。ＦＦ５０５は、ＬＵＴ５０２の出力信号線５０３からの出力信号と、外部から入力端子５０８で入力されたクロック信号ｃ３に対応したクロック信号ＣＬＫとを入力し、信号値を保持する。

【0062】

［診断信号生成部（２）］
図６は、実施の形態１の変形例での、診断信号生成部１０１の構成例として、診断信号生成回路１０１Ｂを示す。この構成例を第２方式とも記載する。この第２方式の構成例は、外部クロック供給が不要であり、この診断信号生成回路１０１Ａ内でクロック信号を生成する。この第２方式の適用の場合、ＰＬＤ搭載基板１０にクロック供給器１３が無くてもよい。

【0063】

この診断信号生成回路１０１Ｂは、ＬＢＣ１１０の先頭のＬＢ１００に対し前段に接続される。この診断信号生成回路１０１Ｂは、奇数の複数（ｍ）のＬＵＴを用いて、リングオシレータ回路として構成される。この診断信号生成回路１０１Ｂは、主に複数（ｍ）のＬＢ６０１｛６０１－１～６０１－ｍ｝を用いて構成されている。この診断信号生成回路１０１Ｂの各ＬＢ６０１は、ＬＵＴ６０２を備える。ＬＵＴ６０２は、複数の入力信号線６０４と１つの出力信号線６０６とを有し、１つの出力信号線６０６は、次の段のＬＢ６０１のＬＵＴ６０２の入力信号線６０４として接続されている。

【0064】

最後の段のＬＢ６０１－ｍのＬＵＴ６０２の出力信号線６０６は、診断信号ｄ１およびクロック信号ＣＬＫの出力となる。最後の段のＬＢ６０１－ｍのＬＵＴ６０２の出力信号線６０６は、最初の段のＬＢ６０１－１の複数の入力信号線６０４に戻ってループとなるように、信号線６０７を通じて図示のように接続されている。

【0065】

この診断信号生成回路１０１Ｂは、連結するＬＢ１００（対応するＬＵＴ６０２）の数に応じて、診断信号ｄ１の周波数を調整可能である。

【0066】

［ＰＬＤ構成例］
図７は、一般的なＰＬＤのより詳細な構成例を示し、実施の形態１で診断対象とする方式のＰＬＤ１もこのような構成を基本として有する。このＰＬＤは、図示のように、複数のＬＢ７０１（対応するＬＢ１００）が、２次元の配列のアレイとして配置されている。ＬＢ７０１の周囲には、配線７０５（本例では１本線で示す）および配線接続ボックス（ＣＢ）７０４を通じて配線７０６（本例では３本線で示す縦横の列）が接続されている。配線接続ボックス（ＣＢ）７０４を通じた配線７０６（縦横の列）同士は、配線スイッチボックス（ＳＢ）７０３を介して接続されている。また、ＰＬＤの基板７００の配線の外周部には、配線接続ボックス（ＣＢ）７０４に対し、入出力ブロック（ＩＯＢ）７０２も接続されて設けられている。

【0067】

このＰＬＤでは、配線接続ボックス（ＣＢ）７０４および配線スイッチボックス（ＳＢ）７０３での配線制御に基づいて、ＬＢ７０１同志をチェーンのように接続して、ＬＢＣを構成することができる。本例では、矢印で示すようなＬＢＣ７１０が構成されている。図２のＬＢＣ１１０は、上記のような機構に基づいて構成される。

【0068】

［ＬＢ構成例］
図８は、一般的なＬＢのより詳しい構成例を示し、実施の形態１でもこのような構成のＬＢ１００を使用する。図８は、図３のより詳細な構成例に相当する。図８のＬＢ１００は、ＬＵＴ２と、ＦＦ５と、セレクタ４と、それらを接続する信号線（言い換えると配線）とを有する。ＬＵＴ２は、ＬＢ１００の複数の入力信号線１１１（例：ａ１，ａ２，……，ａｍ）に対応して、複数の入力端子８０１（例：ａ，ｂ，……，ｃ）を有する。ＬＵＴ２の出力端子８０２からの信号線（例：信号ｙ）は、ＬＢ１００の出力信号線１１２となっているとともに、分岐によって、セレクタ４の一方の入力となっている。セレクタ４は、ＬＢ１００の１つの入力信号（例：信号ｄ）をもう一方の入力とする。セレクタ４は、出力データ選択器であり、一方の入力（信号ｙ）と、他方の入力（信号ｄ）とから選択した方の信号を出力する。セレクタ４の出力信号８０３（すなわち信号ｙまたは信号ｄ）は、ＦＦ５の１つの入力信号となっている。また、ＦＦ５には、ＬＢ１００の入力のクロック信号ＣＬＫが入力される。ＦＦ５の出力信号（例：信号ｑ）は、ＬＢ１００の出力信号線１１２のうちのもう１つの出力信号となる。

【0069】

［ＬＢに対するＮＡＮＤまたはＮＯＲの設定］
図９および図１０は、ＰＬＤ１の診断時に、上記ＬＢ１００内にＮＡＮＤ（否定論理積回路）２１またはＮＯＲ（否定論理和回路）２２の等価回路をコンフィグレーションする場合の、より具体的な構成例を示す。まず、図９の（ａ）は、ＮＡＮＤ２１の構成を実現する場合のメモリの設定値を示す。このメモリは、図１でのコンフィグレーションメモリ１Ｍに相当し、図１０でのコンフィグレーションメモリ３（３Ａ）に相当する。本例では、このコンフィグレーションメモリ３（３Ａ）の設定値は、８ビットの場合を示し、“１１１１１１１０”（最後のビットのみ０）である。

【0070】

同様に、図９の（ｂ）は、ＮＯＲ２２の構成を実現する場合のコンフィグレーションメモリ３（３Ａ）の設定値を示す。本例では、このコンフィグレーションメモリ３（３Ａ）の設定値は、“１０００００００”（最初のビットのみ１）である。これらのコンフィグレーションメモリ３（３Ａ）の設定値は、前述のＮＡＮＤ版診断回路データ１１Ｃ等に基づいて設定される。

【0071】

図１０は、図９の（ａ）のメモリ設定値に基づいてＮＡＮＤ２１が構成された場合のＬＢ１００の構成例を示す。このＬＢ１００は、ＬＵＴ２、ＦＦ５、セレクタ４（４Ａ，４Ｂ）、コンフィグレーションメモリ３（３Ａ，３Ｂ）、およびそれらを接続する信号線（配線）を備える。コンフィグレーションメモリ３は、メモリ３Ａとメモリ３Ｂとを有する。セレクタ４は、セレクタ４Ａとセレクタ４Ｂとを有する。メモリ３Ａは、ＬＵＴ２のセレクタ４Ａに接続されている。メモリ３Ｂは、ＦＦ５の前のセレクタ４Ｂに接続されている。

【0072】

コンフィグレーションメモリ３Ａは、ＬＵＴコンフィグレーションテーブルに相当する。例えばＰＬＤ１の起動時、外部のコンフィグレーションＲＯＭ１１（ＮＡＮＤ版診断回路データ１１Ｃ）からこのコンフィグレーションメモリ３Ａに、図９の（ａ）のような設定値がロードされ格納される。これにより、自動的に、ＬＵＴ２にＮＡＮＤ２１がコンフィグレーションされる。この設定値は、ＬＵＴ２の構成、すなわち、入力値と出力値との対応関係を規定する情報であり、言い換えると、複数の入力によるビットをインデックスとして出力する真理値を決める情報である。

【0073】

ＬＵＴ２は、本例では、３入力ＬＵＴ（３つの入力信号線・入力端子を有するＬＵＴ）であり、３つの入力値の組み合わせに応じた１つの出力値を出力する回路である。ＬＵＴ２は、メモリ３Ａとセレクタ４Ａとを備える。メモリ３Ａの複数の出力信号線９０１は、セレクタ４Ａの複数の入力信号線として接続されている。セレクタ４Ａの制御入力端子には、ＬＵＴ２の複数の入力信号線８０１（本例ではａ，ｂ，ｃで示す３本）が接続されている。セレクタ４ＡおよびＬＵＴ２の１つの出力信号線８０２は、信号ｙで示すようにＬＢ１００の出力信号線の１つとなるとともに、分岐によって、セレクタ４Ｂの２つの入力信号線のうちの一方の入力信号線として接続されている。セレクタ４Ｂのもう一方の入力信号線としては、信号ｄで示す入力信号線９０３が接続されている。

【0074】

セレクタ４Ｂの制御入力端子には、メモリ３Ｂから設定値が供給される。図９でのメモリ３Ｂには例えば０が設定されている。セレクタ４Ｂは、制御入力端子に接続されるメモリ３Ｂの設定値に応じて、２つの入力信号（ｙ，ｄ）から出力値を選択して出力する。セレクタ４Ｂで選択された出力データは、１つの出力信号線８０３で、ＦＦ５の１つの入力信号線として接続されている。ＦＦ５は、その出力データを一時保持する。また、ＦＦ５には、クロック信号ＣＬＫ（前述の診断信号生成部１０１から供給される）が、１つの入力信号線９０４で入力される。ＦＦ５は、１つの出力信号線９０６から信号ｑを出力し、出力信号線１１２のうちのもう一方の出力信号となる。

【0075】

このＬＵＴ２は、コンフィグレーションメモリ３Ａの設定値のデータを、入力信号線８０１（例ではａ，ｂ，ｃ）からの入力値に応じて選択するブロックである。図中では、説明をわかりやすくするために、セレクタ４Ａ内においてＬＵＴ２の設定例を模式で行列として図示している。このセレクタ４Ａでは、列（入力信号線８０１側の入力）の値の組合せに応じて、行（信号線９０１での入力）に対応するコンフィグレーションメモリ３Ａの設定値から、出力データ値が選択・決定されて、出力信号線８０２から出力される。この行列は、ＬＵＴ２入力（ａ，ｂ，ｃ）の値のすべての組合せ（本例では８通り）に応じて、メモリ３Ａの設定値のうちどの値が選択出力されるかを表している。例えば、ＮＡＮＤ２１構成で、ある時のＬＵＴ２入力（ａ，ｂ，ｃ）の組の値が（０，０，０）である場合には、それに対応する図示する１行目の行に対応したメモリ３Ａの設定値“１”が選択され出力される。ある時のＬＵＴ２入力（ａ，ｂ，ｃ）の組の値が（１，１，１）である場合には、それに対応する図示する８行目の行に対応したメモリ３Ａの設定値“０”が選択され出力される。

【0076】

このＰＬＤ診断方法における診断の仕組みの概要としては以下である。診断時、ＬＵＴ２の入力信号線８０１の各入力（ａ，ｂ，ｃ）には、同じ値（０または１）が入力される。そのため、例えば上記図９の（ａ）のようにＮＡＮＤ２１の構成になる値がメモリ３Ａに設定された場合、正常でのＬＵＴ２の出力信号値は、必ず、時系列上で０と１を交互に繰り返す信号（０１繰り返し信号）となる。

【0077】

例えば図１０のようにＮＡＮＤ２１の構成の場合において、ＬＵＴ２の複数の入力（入力信号線８０１）のうち少なくともいずれか（１つ以上）の入力値が０に固着した場合（「０縮退」と記載する）を考える。この場合、図示のようにＬＵＴ２設定の組み合わせでは上から７種類の組み合わせのいずれかに対応しており、いずれであっても、メモリ３Ａから出力値として０（（１，１，１）の組に対応する値）が選択されることは無くなる。すなわち、ＬＵＴ２の出力として、メモリ３Ａから選択された１だけが出力されるようになる。そのため、ＬＢ１００の出力信号は、このような１に固定された、１が継続する信号値・出力データ（“１１１１……”、「１縮退信号」）となる。診断時に、このような出力信号値を観測すれば、このＬＵＴ２の故障・不具合、特に「０縮退故障」を検出できる。上記のように、図１０のＬＵＴ２の構成は、例えばすべての入力が１の場合にのみ０が出力される機能を持つ構成であるから、等価回路としてのＮＡＮＤの構成である。

【0078】

ＮＯＲ２２の構成での診断時でも、基本的には上記と同様の仕組みである。図示しないが、図１０の構成で、メモリ３Ａの設定値が、図９の（ｂ）の設定値“００００……１”に置換された場合を考えればよい。このＮＯＲ２１の構成の場合には、ＬＵＴ２のいずれかの入力値が１に固着した場合（「１縮退」と記載）、ＬＵＴ２設定の組み合わせでは下から７種類の組み合わせのいずれかに対応しており、いずれであっても、メモリ３Ａから出力値として1が選択されることは無くなる。すなわち、ＬＵＴ２の出力として、０だけが出力されるようになる。そのため、ＬＢ１００の出力信号は、このような０に固定された、０が継続する信号値・出力データ（“００００……”、「０縮退信号」）となる。このような出力信号値を観測すれば、このＬＵＴ２の故障・不具合、特に「１縮退故障」を検出できる。

【0079】

実施の形態１のＰＬＤ診断方法は、上記ＮＡＮＤ２１構成での「１縮退故障」についての診断と、上記ＮＯＲ２２構成での「０縮退故障」についての診断との両方をセットで実施する（図４）。これにより、対象のＬＵＴ２を含むＬＢ１００に関する故障診断を確実に行うことができる。

【0080】

なお、図１０の構成で、診断時には、セレクタ４Ｂがメモリ３Ｂの設定値“０”によってＬＵＴ２の出力（出力信号線８０２、信号ｙ）を選択するようにされる。この場合には、セレクタ４Ｂでは信号ｄの入力は選択されず、診断には使用されない。

【0081】

［効果等］
上記のように、実施の形態１のＰＬＤ診断方法によれば、ＰＬＤ１の故障・不具合をより網羅的に診断できる。実施の形態１によれば、ＰＬＤ１内において診断回路の実装が不要であり、設計工数を低減できる。実施の形態１によれば、ＰＬＤ１の論理ブロック１００によるプログラマブル領域において、ユーザロジックがプログラムされた領域のみならず、プログラマブル領域全体をなるべく網羅的に診断できる。実施の形態１によれば、ＬＵＴ２（図８）の複数の入力信号線８０１の入力がいずれの値であっても網羅的に診断が可能である。言い換えると、ＬＵＴ２の複数の入力信号線のすべてについての網羅的な診断が可能である。実施の形態１のＰＬＤ診断方法は、ある方式のＰＬＤ（すなわちＬＵＴおよびＦＦを備える方式）を診断対象物として診断する方法であるが、ある方式のＰＬＤに関して、ベンダや種類（例えばアレイ、サイズ、ＬＵＴ入力端子本数などの違い）に依存せずに適用でき、ベンダや種類に依存した設計等が不要である。実施の形態１によれば、製品出荷後に不具合が発生した場合でも、診断によって、ＰＬＤのデバイスの物理故障であるか、単なる設計不良であるか等の原因を切り分けることが容易にでき、低コスト化を実現できる。

【0082】

また、実施の形態１のＰＬＤ診断方法によれば、以下のような観点での効果もある。実施の形態１によれば、従来技術例のような、診断用信号（言い換えるとパターン）の生成回路等の設計や実装が不要となる。実施の形態１によれば、プログラマブル領域における診断可能な面積（対応するＬＢ数）が増える。従来技術例でのＰＬＤと、それに対比される実施の形態１でのＰＬＤとで、プログラマブル領域のサイズが同じ一定の面積であると仮定する。従来技術例では、ＰＬＤ内のプログラマブル領域内の一部の領域に、故障診断機能のために診断用回路（対応するハードウェア）を実装する必要がある。すなわち、全プログラマブル領域のうち、ユーザロジックを設定できる領域は、その診断用回路を除いた部分となる。一方、実施の形態１でのＰＬＤでは、故障診断機能の実装について、プログラマブル領域内に専用の診断用回路（対応するハードウェア）を実装する必要は無い。そのため、実施の形態１では、全プログラマブル領域のうち、ユーザロジックを設定できる領域は、全領域である。診断時には、ＰＬＤのプログラマブル領域内に一時的に前述のような診断用回路がコンフィグレーションされるが、診断後にはユーザロジック（通常動作回路）をコンフィグレーションできる。

【0083】

［変形例］
実施の形態１の変形例として以下も可能である。実施の形態１では、ＬＢ１００の複数の入力信号線を含むＬＵＴ２およびＦＦ５を経由する配線に関して、確実に診断する方法を示した。さらに、変形例では、ＬＢ内の他の配線部分についても診断を可能とし、より網羅性を高める。この変形例では、図７のＰＬＤにおいて、診断用に配線やスイッチの状態が設定される。一般に、ＬＢ１００は、図８のような構成を有し、ＬＢＣ１１０の組み方に応じて、同じＬＢ１００内のＬＵＴ２－ＦＦ５間配線のみならず、異なるＬＢ１００間でのＬＵＴ２－ＦＦ５間配線も診断が可能となる。

【0084】

図１１は、実施の形態１の変形例のＰＬＤ診断方法に関する説明図として、診断時のＬＢ１００の構成例を示す。ＬＢ１００内のセレクタ４Ｂに接続されたメモリ３Ｂの設定値として“１”が設定される。これにより、セレクタ４Ｂは、２つの入力信号（ｙ，ｄ）のうち、入力信号線９０３の方の信号ｄを選択して出力する。

【0085】

ＬＢ１００の信号ｄの入力は、ＬＵＴ２の入力（ａ，ｂ，ｃ）とは異なる入力である。これは、図７の構成で説明すると、以下のような入力である。図７で、ある１つのＬＢ１００に着目すると、そのＬＢ１００の周囲、隣には、配線７０５および配線接続ボックス（ＣＢ）７０４を介して、例えば上下左右の４個の別のＬＢ１００が配置されている。この中央のＬＢ１００において、隣の４個のＬＢ１００からの４本の入力があるとする。４本の入力を例えば信号ａ，ｂ，ｃ，ｄとする。すると、そのうちの３本の入力が、前述のＬＵＴ２の入力（ａ，ｂ，ｃ）として使用される。残りの１本の入力が、信号ｄの入力となる。このような接続関係となるように、図７のＰＬＤにおいて配線が接続される。図７中のＬＢＣ７１０に限らずに、様々にＬＢＣ１１０を接続可能である。

【0086】

変形例で、診断時の診断信号ｄ１は、ＬＢＣ１１０において例えば以下のように流れる。例えば、ＬＢ間接続として、第１のＬＢと第２のＬＢとを考える。診断信号ｄ１（ある時点では０または１の信号値）は、まず、ＬＢＣ１１０のうちの図１１のような第１のＬＢのＬＵＴ２の入力信号線８０１（ａ，ｂ，ｃ）に入力され、ＬＵＴ２の出力値が出力信号線８０２で信号ｙとして出力される。その信号ｙの出力は、ＬＢ１００間配線接続に基づいて、次の第２のＬＢの信号ｄの入力信号線９０３に入力される。その信号ｄの入力は、セレクタ４Ｂで選択出力されて、ＦＦ５に入力され、ＦＦ５からの出力信号線９０６での信号ｑの出力となる。その信号ｑの出力は、次のＬＢ１００のＬＵＴ２の入力信号線８０１（ａ，ｂ，ｃ）に入力され、以降同様となる。

【0087】

この変形例でのＰＬＤ診断方法では、上記のように、複数のＬＢ１００において、信号ｙの信号線および信号ｄの信号線の両方に同様に診断用信号が流れるので、それらの出力信号を観測することで、前述と同様の仕組み（０１繰り返し信号であるか否か）で故障・不具合を判定可能である。すなわち、この変形例によれば、ＬＢ１００内の他の配線（信号線９０３等）も対象として診断でき、診断の網羅性を向上できる。

【0088】

以上、本発明を実施の形態に基づいて具体的に説明したが、本発明は前述の実施の形態に限定されず、要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。

【符号の説明】

【0089】

１…ＰＬＤ、１Ｍ…コンフィグレーション、１０…ＰＬＤ搭載基板、１１…コンフィグレーションＲＯＭ、１１Ａ…通常動作回路データ、１１Ｂ…診断用データ、１１Ｃ…ＮＡＮＤ版診断回路データ、１１Ｄ…ＮＯＲ版診断回路データ、１２…回路データ選択スイッチ、１３…クロック供給器、１４…表示器、１５…観測用端子、１６…波形観測装置、１００…ＬＢ、１０１…診断信号生成部、１０２…出力端子、１１０…ＬＢＣ、１１１…入力信号線、１１２…出力信号線、ｄ１…診断信号、ｄ２…出力信号。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】