JP2003043114A - スキャン用フリップフロップおよびスキャンテスト回路 - Google Patents
スキャン用フリップフロップおよびスキャンテスト回路Info
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Abstract
る。 【解決手段】スキャン用フリップフロップ1を縦列接続
してスキャンテスト回路を構成する。スキャン用フリッ
プフロップ1では、スキャンデータの取り込みがクロッ
クCLKのローレベルからハイレベルへの変化(時刻t
12,t16)に同期して行われ、スキャンデータ出力
の変化がテスト制御信号SENのハイレベルからローレ
ベルへの変化(時刻t13,t17)に同期して行われ
る。このため、このスキャン用フリップフロップ1を縦
列接続したスキャンテスト回路では、次段のスキャン用
フリップフロップがスキャンデータを取り込んだのちも
スキャンデータ出力を維持するのでデータホールド時間
を確保できる
Description
プフロップおよびスキャンテスト回路に関し、特に、ス
キャン用フリップフロップが近接して配置されてスキャ
ン用フリップフロップ間のスキャンデータの信号遅延が
極めて小さいときにも誤動作を防止できるスキャン用フ
リップフロップと、これを縦列に接続して構成されたス
キャンテスト回路に関する。
よく検出するために、スキャンパス方式と呼ばれるテス
ト方式が広く用いられている。図5は、スキャンパス方
式の模式図である。スキャンテスト回路20は、スキャ
ン用フリップフロップ21−1〜21−nにより構成さ
れ、テスト制御信号SENがハイレベルであるスキャン
モードのときには1個のシフトレジスタとして動作し、
テスト制御信号SENがローレベルの通常動作モードの
ときには被テスト回路10の一部として動作する。スキ
ャンテストでは、先ず、スキャンテスト回路20にスキ
ャンデータを設定する。テスト制御信号SENをハイレ
ベルとしてスキャンモードとし、スキャンデータをクロ
ックCLKがローレベルからハイレベルへ変化する毎に
スキャンデータ入力SCINからシリアルに入力すると
ともに順次シフトしてスキャン用フリップフロップ21
−1〜21−nのすべてにスキャンデータを設定する。
これにより、各スキャン用フリップフロップの出力SC
1〜SCnに接続された被テスト回路10の内部節点の
初期値が決められる。次に、テスト制御信号SENをロ
ーレベルとして通常動作モードとし、被テスト回路10
に回路入力を与えて動作させ回路出力を観測したのち、
被テスト回路10の内部節点の動作応答結果をデータ信
号D1〜Dnとしてスキャン用フリップフロップ21−
1〜21−nに取り込んで保持する。次に、テスト制御
信号SENを再びハイレベルとしてスキャンモードと
し、クロックCLKを与えて順次シフトしてスキャン用
フリップフロップ21−nの出力SCnを観測すること
により被テスト回路10の内部節点の動作応答結果を知
ることができ、被テスト回路10の故障を効率よく検出
することができる。
報に記載された第1の従来例のスキャン用フリップフロ
ップの回路図である。スキャン用フリップフロップ21
は、テスト制御信号SENがハイレベル(論理値1に対
応)のときにスキャン入力信号SINを選択して出力
し、テスト制御信号SENがローレベル(論理値0に対
応)のときにデータ入力信号DINを選択して出力する
マルチプレクサ(MUX)22と、クロックCLKがロ
ーレベルのときにマルチプレクサ22の出力を入力して
そのまま出力し、クロックCLKがハイレベルのときに
はラッチしたデータを出力するラッチ回路23と、クロ
ックCLKがハイレベルのときにラッチ回路23のQ出
力を入力してそのままスキャン用フリップフロップ21
のデータ出力信号QOとして出力し、クロックCLKが
ローレベルのときにはラッチしたデータを出力するラッ
チ回路25とにより構成される。ラッチ回路23は、ラ
ッチ回路25と同様なラッチ回路26とそのトリガ入力
端GにクロックCLKの反転クロックCLKBを供給す
るインバータ回路27とを含んでいる。
プ21の動作タイミング図である。テスト制御信号SE
Nがハイレベルで、マルチプレクサ22はスキャン入力
信号SINを選択している場合を示している。ラッチ回
路23の出力は、クロックCLKのハイレベルからロー
レベルへの変化に同期してスキャンデータSD1,SD
2を順次出力し、ラッチ回路25の出力すなわちスキャ
ン用フリップフロップ21のデータ出力信号QOは、半
クロックサイクル遅れてクロックCLKのハイレベルか
らローレベルへの変化に同期してスキャンデータSD
0,SD1,SD2を順次出力する。
用フリップフロップ21を用いてスキャンテスト回路2
0を構成した場合に、スキャン用フリップフロップのデ
ータ出力信号QOを出力するデータ出力端から次段のス
キャン用フリップフロップのスキャンSINを入力する
スキャン入力端までの配線負荷容量が小さく、且つ、次
段のスキャン用フリップフロップのクロックCLKが遅
延しているときには誤動作することがある。これについ
て図7を用いて説明する。
す図であり、スキャン用フリップフロップ21−1とス
キャン用フリップフロップ21−2とは近接して配置さ
れているのでスキャン用フリップフロップ21−1のデ
ータ出力端からスキャン用フリップフロップ21−2の
スキャン入力端までの配線が短く、一方、クロックCL
Kはクロックツリー配線において互いに別系統のツリー
を経て供給されスキャン用フリップフロップ21−1に
供給されるクロックCLK−Xに対してスキャン用フリ
ップフロップ21−2に供給されるクロックCLK−Y
が遅延しているものとする。
イミング図に示すように、スキャン用フリップフロップ
(図ではFFと略す)21−1のデータ出力信号QOが
スキャンデータSD0から次のスキャンデータSD1に
変化してからクロックCLK−Yが立ち上がるので、時
刻t31ではスキャン用フリップフロップ21−2は本
来取り込むべきスキャンデータSD0ではなくスキャン
データSD1を取り込んでしまい誤動作することにな
る。時刻t33においても同様にスキャン用フリップフ
ロップ21−2は本来取り込むべきスキャンデータSD
1ではなくスキャンデータSD2を取り込んでしまう。
このため、正常な動作であればシフトレジスタとして動
作するので、図7(c)のように、時刻t32ではスキ
ャン用フリップフロップ21−1からスキャンデータS
D1が出力され、スキャン用フリップフロップ21−2
からスキャンデータSD0が出力されるべきところであ
るが、図7(b)に示すように、時刻t32ではスキャ
ン用フリップフロップ21−1とスキャン用フリップフ
ロップ21−2との両方からスキャンデータSD0が出
力され、シフトレジスタとして動作しない。
な配置状態に単純化して説明したが実際にこのような配
置となることは稀である。しかしながら、このような極
端な配置をとらない場合においても、実際の動作ではス
キャン用フリップフロップが正常にデータを取り込むた
めにはトリガ入力(すなわちクロック)が変化したのち
も入力データの状態を一定期間(データホールド時間)
維持する必要があるので、クロックとスキャンデータと
の時間関係の条件はさらに厳しくなる。レイアウト設計
に自動配置配線を用いる場合にはスキャン用フリップフ
ロップ同士が近隣して配置配線されないように制御する
ことが困難なため、データホールド時間違反による誤動
作が頻繁に発生する。図7(b)のようなデータホール
ド時間違反による誤動作が発生した場合にはスキャン用
フリップフロップ21−1のデータ出力端(QO)とス
キャン用フリップフロップ21−2のスキャン入力端
(SIN)との間に遅延回路を挿入すればよいが、配置
配線のやり直しを伴うために設計期間が増大する。前述
の特開平4−72583号公報にはデータの受け渡しタ
イミングを制御する信号を別に設けてスキャンパスに含
まれるスキャン用フリップフロップのすべてに供給する
ことによりデータホールド時間違反による誤動作の発生
を回避する技術(第2の従来例)が同時に開示されてい
るが、この技術を適用した場合には余分な配線を必要と
するので配線性が低下するという新たな問題点が生じ
る。
合にもデータホールド時間違反による誤動作の発生を回
避でき、且つ余分な制御信号配線を必要としないスキャ
ンテスト用のスキャン用フリップフロップを提供するこ
とであり、スキャンテスト回路を提供することである。
ップフロップは、スキャン入力信号を入力するスキャン
入力端子と、データ入力信号を入力するデータ入力端子
と、テスト制御信号を入力するテスト制御端子と、クロ
ック信号を入力するクロック端子と、データ出力信号を
出力するデータ出力端子とを有し、テストモードでは、
前記テスト制御信号が第1の信号レベルのときに前記ク
ロック信号が第1のクロックレベルから第2のクロック
レベルへ変化し、前記クロック信号が第2のクロックレ
ベルのときに前記テスト制御信号が第1の信号レベルか
ら第2の信号レベルに変化し、前記テスト制御信号が第
2の信号レベルのときに前記クロック信号が第2のクロ
ックレベルから第1のクロックレベルへ変化し、前記ク
ロック信号が第1のクロックレベルのときに前記テスト
制御信号が第2の信号レベルから第1の信号レベルに変
化するように設定された前記テスト制御信号および前記
クロック信号を入力し、前記テスト制御信号が第1の信
号レベルにあるときは前記データ出力信号の信号レベル
を維持し、前記クロック信号の第1のクロックレベルか
ら第2のクロックレベルへの変化に同期して前記スキャ
ン入力信号の論理値データを取り込み、該論理値データ
を次の前記テスト制御信号の第1の信号レベルから第2
の信号レベルへの変化に同期して前記データ出力信号と
して出力して、通常動作モードでは、テスト制御信号を
第2の信号レベルに固定し前記クロック信号を所定の時
間周期で第1のクロックレベルと第2のクロックレベル
との間で変化させ、前記クロック信号の第1のクロック
レベルから第2のクロックレベルへの変化に同期して前
記データ出力信号の論理値データを取り込むとともに該
論理値データを前記データ出力端子からデータ出力信号
として出力することを特徴とする。
プは、スキャン入力信号を入力するスキャン入力端子
と、データ入力信号を入力するデータ入力端子と、テス
ト制御信号を入力するテスト制御端子と、クロック信号
を入力するクロック端子と、データ出力信号を出力する
データ出力端子と、前記スキャン入力端子と接続された
第1の入力端と前記データ入力端子と接続された第2の
入力端と前記クロック端子と接続された選択入力端と出
力端とを備え選択入力端に入力する前記テスト制御信号
が第1の信号レベルのときに前記スキャン入力信号を選
択して出力端から出力し前記テスト制御信号が第2の信
号レベルのときに前記データ入力信号を選択して出力端
から出力する第1のマルチプレクサと、前記第1のマル
チプレクサの出力端に接続されたデータ入力端と前記ク
ロック端子に接続されたトリガ入力端と出力端とを備
え、前記クロック信号が第1のクロックレベルのときに
前記第1のマルチプレクサの出力データを入力して実質
的にそのまま出力端から出力し、前記クロック信号が第
1のクロックレベルから第2のクロックレベルに変化し
たときに入力中のデータをラッチして前記クロック信号
が第2のクロックレベルになるとラッチしたデータを出
力端から出力する第1のラッチ回路と、第1の入力端と
前記第1のラッチ回路の出力端と接続された第2の入力
端と前記テスト制御端子に接続された選択入力端と出力
端とを備え前記テスト制御信号が第1の信号レベルのと
きに第1の入力端の入力信号を選択して出力端から出力
し、前記テスト制御信号が第2の信号レベルのときに第
2の入力端に入力する信号を選択して出力端から出力す
る第2のマルチプレクサと、前記第2のマルチプレクサ
の出力端に接続されたデータ入力端と前記クロック端子
に接続されたトリガ入力端と出力端とを備え出力端が前
記データ出力端子に接続されるとともに前記第2のマル
チプレクサの第1の入力端に接続され、前記クロック信
号が第2のクロックレベルのときに前記第2のマルチプ
レクサの出力データを入力して実質的にそのまま出力端
から出力し、前記クロック信号が第2のクロックレベル
から第1のクロックレベルに変化したときに入力中のデ
ータをラッチして前記クロック信号が第1のクロックレ
ベルになるとラッチしたデータを出力端から出力する第
2のラッチ回路とを備え、通常動作モードでは、前記テ
スト制御信号が第2の信号レベルに固定され前記クロッ
ク信号が所定の時間周期で第1のクロックレベルと第2
のクロックレベルとの間で変化して入力され、テストモ
ードでは、前記テスト制御信号が第1の信号レベルのと
きに前記クロック信号が第1のクロックレベルから第2
のクロックレベルへ変化し、前記クロック信号が第2の
クロックレベルのときに前記テスト制御信号が第1の信
号レベルから第2の信号レベルに変化し、前記テスト制
御信号が第2の信号レベルのときに前記クロック信号が
第2のクロックレベルから第1のクロックレベルへ変化
し、前記クロック信号が第1のクロックレベルのときに
前記テスト制御信号が第2の信号レベルから第1の信号
レベルに変化して入力されるようにして構成してもよ
い。
入力信号を入力するスキャン入力端子と、データ入力信
号を入力するデータ入力端子と、テスト制御信号を入力
するテスト制御端子と、クロック信号を入力するクロッ
ク端子と、データ出力信号を出力するデータ出力端子と
を有し、テストモードでは、前記テスト制御信号が第1
の信号レベルのときに前記クロック信号が第1のクロッ
クレベルから第2のクロックレベルへ変化し、前記クロ
ック信号が第2のクロックレベルのときに前記テスト制
御信号が第1の信号レベルから第2の信号レベルに変化
し、前記テスト制御信号が第2の信号レベルのときに前
記クロック信号が第2のクロックレベルから第1のクロ
ックレベルへ変化し、前記クロック信号が第1のクロッ
クレベルのときに前記テスト制御信号が第2の信号レベ
ルから第1の信号レベルに変化するように設定された前
記テスト制御信号および前記クロック信号を入力し、前
記テスト制御信号が第1の信号レベルにあるときは前記
データ出力信号の信号レベルを維持し、前記クロック信
号の第1のクロックレベルから第2のクロックレベルへ
の変化に同期して前記スキャン入力信号の論理値データ
を取り込み、該論理値データを次の前記テスト制御信号
の第1の信号レベルから第2の信号レベルへの変化に同
期して前記データ出力信号として出力して、通常動作モ
ードでは、テスト制御信号を第2の信号レベルに固定し
前記クロック信号を所定の時間周期で第1のクロックレ
ベルと第2のクロックレベルとの間で変化させ、前記ク
ロック信号の第1のクロックレベルから第2のクロック
レベルへの変化に同期して前記データ出力信号の論理値
データを取り込むとともに該論理値データを前記データ
出力端子からデータ出力信号として出力するスキャン用
フリップフロップをn(n≧2の正整数)個含み、第1
のスキャン用フリップフロップのスキャン入力端子をL
SIの外部からスキャンデータの入力が可能な外部入力
用端子に接続し、第i(iは、1≦i≦(n−1)の正
整数)のスキャン用フリップフロップのデータ出力端子
を第(i+1)のスキャン用フリップフロップのスキャ
ン信号入力端子と接続してn個のスキャン用フリップフ
ロップを縦列に接続し、第nのスキャン用フリップフロ
ップのデータ出力端子をLSIの外部へ出力が可能な外
部出力用端子に接続して構成されている。
て説明する。図1(a)は本発明の一実施形態のスキャ
ン用フリップフロップの回路図である。スキャン用フリ
ップフロップ回路1は、スキャン入力信号SINを入力
するスキャン入力端子と、データ入力信号DINを入力
するデータ入力端子と、テスト制御信号SENを入力す
るテスト制御端子と、クロックCLKを入力するクロッ
ク端子と、データ出力信号QOを出力するデータ出力端
子とを有している。
号SENが第1の信号レベルであるハイレベルのときに
クロックCLKが第1のクロックレベルであるローレベ
ルから第2のクロックレベルであるハイレベルへ変化
し、クロックCLKがハイレベルのときにテスト制御信
号SENが第1の信号レベルであるハイレベルから第2
の信号レベルであるローレベルに変化し、テスト制御信
号SENがローレベルのときにクロックCLKがハイレ
ベルからローレベルへ変化し、クロックCLKがローレ
ベルのときにテスト制御信号SENがローレベルからハ
イレベルに変化するように設定されたテスト制御信号S
ENおよびクロックCLKを入力する。スキャンテスト
モードでは、クロックCLKが第1のクロックレベルで
あるローレベルから第2のクロックレベルであるハイレ
ベルへの変化に同期してスキャン入力信号SINの論理
値データを取り込み、この論理値データを次にテスト制
御信号SENが第1の信号レベルであるハイレベルから
第2の信号レベルであるローレベルへの変化に同期し
て、データ出力信号QOとして出力する。テスト制御信
号SENがハイレベルにあるときはデータ出力信号QO
の信号レベルを変化させずに維持する。
Nを第2の信号レベルであるローレベルに固定しクロッ
クCLKを所定の時間周期でローレベルとハイレベルと
の間で変化させ、クロックCLKのローレベルからハイ
レベルへの変化に同期してデータ入力信号DINの論理
値データを取り込むとともに、この論理値データをデー
タ出力端子からデータ出力信号QOとして出力する。
実施例について図1(a)の回路図を参照して詳細に説
明する。スキャン用フリップフロップ1は、第1の入力
端と第2の入力端と選択入力端と出力端とを備え、選択
入力端に入力するテスト制御信号SENが第1の信号レ
ベルであるハイレベル(論理値1に対応)のときに第1
の入力端から入力するスキャン入力信号SINを選択し
て信号S1として出力端から出力し、テスト制御信号S
ENが第2の信号レベルであるローレベル(論理値0に
対応)のときに第2の入力端から入力するデータ入力信
号DINを選択して信号S1として出力端から出力する
第1のマルチプレクサ(MUX)2と、データ入力端D
1とトリガ入力端G1と出力端Q1とを備え、データ入
力端D1が第1のマルチプレクサ2の出力端に接続され
トリガ入力端G1にクロックCLKが入力され、クロッ
クCLKが第1のクロックレベルであるローレベルのと
きに第1のマルチプレクサ2の出力である信号S1を入
力して信号S2として出力端Q1から出力し、クロック
CLKがローレベルから第2のクロックレベルであるハ
イレベルに変化したときに入力中のデータをラッチし、
クロックCLKがハイレベルの間はラッチしたデータを
信号S2として出力端Q1から出力する第1のラッチ回
路3と、第1の入力端と第2の入力端と選択入力端と出
力端とを備え、選択入力端に入力するテスト制御信号S
ENがハイレベルのときに第1の入力端の入力信号を選
択して信号S3として出力端から出力し、選択入力端に
入力するテスト制御信号SENがローレベルのときに第
2の入力端に入力する信号S2を選択して信号S3とし
て出力端から出力する第2のマルチプレクサ4と、デー
タ入力端Dとトリガ入力端Gと出力端Qとを備え、デー
タ入力端Dが第2のマルチプレクサ4の出力端に接続さ
れトリガ入力端GにクロックCLKが入力され出力端Q
は第2のマルチプレクサ4の第1の入力端に接続され、
クロックCLKがハイレベルのときに信号3を入力して
出力端Qからスキャン用フリップフロップ1のデータ出
力信号QOとして出力し、クロックCLKがハイレベル
からローレベルに変化したときに入力中のデータをラッ
チしてクロックCLKがローレベルになるとラッチした
データを出力端Qからスキャン用フリップフロップ1の
データ出力信号QOとして出力する第2のラッチ回路5
とにより構成される。第1のラッチ回路3は、例えば、
第2のラッチ回路5と同様なラッチ回路6と、そのトリ
ガ入力端GにクロックCLKの反転クロックCLKBを
供給するインバータ回路7とで構成される。
ャンデータを設定するスキャンモードではテスト制御信
号SENをハイレベルとローレベルに交互に変化させる
点が図6(a)のスキャン用フリップフロップ21と異
なる。テスト制御信号SENを第2の信号レベルである
ローレベルに固定した場合には通常操作モードとなり、
データ入力信号DINが信号S1として選択され、信号
S2が信号S3として選択されるので、図6(a)のス
キャン用フリップフロップ21と同様に、通常のスキャ
ン用フリップフロップとして動作する。
タ設定動作について説明する。時刻t11でテスト制御
信号SENがハイレベルに変化すると、第1のマルチプ
レクサ2はスキャン入力信号SINを選択して信号S1
として出力する。スキャン入力信号SINはスキャンデ
ータSD1を送信しているので、信号S1はスキャンデ
ータSD1となる。また、時刻t11ではクロックCL
Kはローレベルであるので第1のラッチ回路3は入力を
論理操作がなく実質的にそのまま出力する導通状態にあ
り、信号S2もスキャンデータSD1に変化する。第2
のマルチプレクサ4は、第2のラッチ回路5の出力すな
わちスキャン用フリップフロップ1のデータ出力信号Q
OであるスキャンデータSD0を信号S3として選択す
る。第2のラッチ回路5はクロックCLKがローレベル
であるので入力を受け付けないラッチ状態となってスキ
ャンデータSD0を保持している。
レベルからハイレベルに変化し、第1のラッチ回路3が
ラッチ状態になる。第2のラッチ回路5は導通状態にな
るが、第2のマルチプレクサ4がラッチ回路5の出力を
選択しているので、第2のラッチ回路5の出力は変化せ
ずスキャンデータSD0を維持する。
レベルからローレベルに変化すると、第1のマルチプレ
クサ2はデータ入力信号DINを信号S1として出力す
る。データ入力信号DINはスキャンデータとしては無
効のデータであるので、信号S1のデータは無効となる
が、第1のラッチ回路3はラッチ状態にあるため無効デ
ータを読み込むことはない。したがって、信号S2は変
化せずスキャンデータSD1のままである。時刻t12
のテスト制御信号SENのローレベルへの変化により第
2のマルチプレクサ4が信号S2を選択して信号S3と
して出力するので信号S3はスキャンデータSD1に変
わり、第2のラッチ回路5が導通状態にあるのでスキャ
ン用フリップフロップ1のデータ出力信号QOはスキャ
ンデータSD1を出力する。
レベルからローレベルに変化すると、第1のラッチ回路
3が導通状態になり、第2のラッチ回路5がラッチ状態
になる。このため、第1のラッチ回路3は、信号S1の
無効データを入力して信号S2として出力する。第2の
マルチプレクサ4が信号S2を選択しているので信号S
3も無効データに変化する。しかしながら、第2のラッ
チ回路5がラッチ状態にあるので信号S3を読み込ま
ず、スキャン用フリップフロップ1のデータ出力信号Q
OはスキャンデータSD1を維持する。
ハイレベルに変化すると、第1のマルチプレクサ2はス
キャン入力信号SINを選択して信号S1として出力す
る。スキャン入力信号SINはスキャンデータSD2を
送信しているので、信号S1はスキャンデータSD2と
なる。第1のラッチ回路3は導通状態にあるので信号S
2はスキャンデータSD2に変化する。第2のマルチプ
レクサ4は、第2のラッチ回路5の出力であるスキャン
データSD1を信号S3として選択する。第2のラッチ
回路5はラッチ状態でスキャン用フリップフロップ1の
データ出力信号QOとしてスキャンデータSD1を出力
として維持し続ける。
が変更されたことを除けば時刻t11から時刻t15ま
での動作を繰り返すだけであるので詳細な説明を省略す
る。図1(b)で、時刻t14でクロックCLKがロー
レベルに変化してから信号S3のデータがスキャンデー
タから無効データに変化するまでの時間Tdとして、第
2のラッチ回路5の動作特性により定まっているデータ
ホールド時間以上の時間を確保することが必要である。
例えばインバータ回路7による反転クロックCLKB生
成の遅延時間および第2のマルチプレクサ4の動作遅延
時間により時間Tdを確保できるように留意して設計す
る必要がある。
スキャンテスト回路11によるスキャンパス方式の模式
図である。スキャンテスト回路11では図5のスキャン
用フリップフロップ21−1〜21−nに換えて本発明
のスキャン用フリップフロップ1−1〜1−nを用いて
いる。スキャンテスト回路11は、第1番目のスキャン
用フリップフロップ1−1のスキャン入力端にLSIの
外部入力であるスキャンデータ入力SCINを接続し、
第i(iは、1≦i≦(n−1)の正整数)番目のスキ
ャン用フリップフロップ1−iの出力端を第(i+1)
番目のスキャン用フリップフロップのスキャン信号入力
端と接続し、第n番目のスキャン用フリップフロップ1
−nの出力端がスキャンテスト回路11のスキャン出力
SCnとなっている。テスト制御信号SENがハイレベ
ルとローレベルを交互に繰り返すスキャンモードのとき
にはスキャンテスト回路11が1個のシフトレジスタと
して動作し、テスト制御信号SENがローレベルに固定
の通常動作モードのときには被テスト回路10の一部の
複数の独立したスキャン用フリップフロップとして動作
する。テスト制御信号SENをハイレベルとローレベル
を交互に繰り返すスキャンモードとし、スキャンデータ
をクロックCLKのローレベルからハイレベルへの変化
毎にスキャンデータ入力SCINからシリアルに入力し
たデータを取り込んで保持し、テスト制御信号SENの
ハイレベルからローレベルへの変化毎に次段のスキャン
用フリップフロップへ出力してスキャンデータを順次シ
フトし、スキャン用フリップフロップ1−1〜1−nの
すべてにスキャンデータを設定する。これにより、各ス
キャン用フリップフロップの出力SC1〜SCnに接続
された被テスト回路10の内部節点の初期値が決められ
る。次に、テスト制御信号SENをローレベルに固定し
て通常動作モードとし、被テスト回路10に回路入力を
与えて動作させ回路出力を観測したのち、各節点の動作
応答結果をデータ信号D1〜Dnとしてスキャン用フリ
ップフロップ1−1〜1−nに取り込んで保持する。次
に、テスト制御信号SENを再びハイレベルとローレベ
ルを交互に繰り返すスキャンモードとし、前段のスキャ
ン用フリップフロップの出力を入力しクロックCLKの
ローレベルからハイレベルへの変化毎に入力データを取
り込んで保持し、テスト制御信号SENのハイレベルか
らローレベルへの変化毎に次段のスキャン用フリップフ
ロップへ出力して動作応答結果データを順次シフトして
スキャン用フリップフロップ21−nの出力SCnをL
SIの外部に出力して観測することにより、図5の従来
のスキャンテスト回路20と同様に被テスト回路10の
内部節点の動作応答結果を知ることができる。
リップフロップ1−1に供給されるクロックCLK−X
とスキャン用フリップフロップ1−2に供給されるクロ
ックCLK−Yとの間でクロック遅延による位相差が生
じた場合の動作タイミング図である。時刻t21でテス
ト制御信号SENのハイレベルからローレベルへの変化
により、スキャン用フリップフロップ1−1はスキャン
データSD1の出力を開始し、スキャン用フリップフロ
ップ1−2はスキャンデータSD0の出力を開始する。
時刻t22でテスト制御信号SENがハイレベルに復帰
したのち、時刻t23でスキャン用フリップフロップ1
−1に供給されるクロックCLK−Xがローレベルから
ハイレベルへ変化し、これより遅れて時刻t24でスキ
ャン用フリップフロップ1−2に供給されるクロックC
LK−Yがローレベルからハイレベルへ変化してスキャ
ン入力信号SCINのスキャンデータSD1を取り込ん
で保持する。こののち時刻t25でテスト制御信号SE
Nのハイレベルからローレベルへの変化により、スキャ
ン用フリップフロップ1−1はスキャンデータSD1の
出力を開始し、スキャン用フリップフロップ1−2はス
キャンデータSD0の出力を開始する。
クCLK−Yとの間でクロック遅延による位相差が生じ
ても、時刻t24でスキャン用フリップフロップ1−2
のクロックがハイレベルになりスキャンデータSD1を
取り込みんだのちも時刻t25までスキャン用フリップ
フロップ1−2のスキャン入力信号SINすなわちスキ
ャン用フリップフロップ1−1のデータ出力信号QOは
スキャンデータSD1を維持するため、スキャン用フリ
ップフロップ1−2のデータホールド時間を確保できる
ので誤動作が生じることがない。すなわち、クロックC
LK−Xのローレベルからハイレベルへの変化点とクロ
ックCLK−Yのローレベルからハイレベルへの変化点
とがいずれも制御信号SENのハイレベル期間内であれ
ば誤動作が生じることはない。また、スキャンテスト回
路11では、図5の従来のスキャンテスト回路20と比
較して余分な配線が付加されることがない。
用フリップフロップ1では、時刻t14でクロックCL
Kがローレベルに変化してから信号S3のデータがスキ
ャンデータから無効データに変化するまでの時間Tdと
して第2のラッチ回路5のデータホールド時間を確保す
ることが必要なことを述べた。図3(a)、図3(b)
および図4は、データホールド時間をより容易かつ確実
に確保できるようにした他の実施例の回路図である。
1aでは、第1のラッチ回路3の出力端Q1と第2のマ
ルチプレクサ4の第2の入力端との間に遅延回路12を
挿入設置することにより、ラッチ回路5のデータ入力端
に入力する信号のスキャンデータから無効データへの変
化タイミングを遅らせてデータホールド時間を確保す
る。
1bでは、第2のマルチプレクサ4の出力端と第2のラ
ッチ回路5のデータ入力端Dとの間に遅延回路13を挿
入設置することにより、ラッチ回路5のデータ入力端に
入力する信号のスキャンデータから無効データへの変化
タイミングを遅らせてデータホールド時間を確保する。
は、クロックCLKを遅延回路14を通して遅延させて
から第1のラッチ回路3のトリガ入力端G1に入力する
ことにより、ラッチ回路5のデータ入力端に入力する信
号のスキャンデータから無効データへの変化タイミング
を遅らせてデータホールド時間を確保する。なお、遅延
回路12,13,14は、例えば偶数個のインバータ回
路を縦列接続することより容易に実現できる。
ン用フリップフロップでは、スキャンデータの取り込み
がクロックのローレベルからハイレベルへの変化に同期
して行われ、データ出力の変化がテスト制御信号のハイ
レベルからローレベルへの変化に同期して行われる。こ
のため、このスキャン用フリップフロップを縦列接続し
た本発明のスキャンテスト回路では、次段のスキャン用
フリップフロップがスキャンデータを取り込んだのちも
スキャンデータの出力を維持するようにしてデータホー
ルド時間を確保できるので、スキャン用フリップフロッ
プ同士が近隣して配置配線されないように制御すること
が困難な自動配置配線を用いてレイアウト設計する場合
においてもデータホールド時間違反による誤動作の発生
を防止することが可能となる。また、余分な配線が付加
されることがないので、第2の従来例のように配線性の
低下が生じることはない。
プの回路図であり、(b)は、動作タイミング図であ
る。
スキャンパス方式の模式図であり、(b)は、動作タイ
ミング図である。
路図である。
路図である。
動作タイミング図である。
動作で、(c)が正常動作を示す。
フリップフロップ 2,4 マルチプレクサ 3,5 ラッチ回路 11 スキャンテスト回路 12,13,14 遅延回路 CLK クロック DIN データ入力信号 SEN テスト制御信号 SIN スキャン入力信号
Claims (6)
- 【請求項1】 スキャン入力信号を入力するスキャン入
力端子と、データ入力信号を入力するデータ入力端子
と、テスト制御信号を入力するテスト制御端子と、クロ
ック信号を入力するクロック端子と、データ出力信号を
出力するデータ出力端子とを有し、 テストモードでは、前記テスト制御信号が第1の信号レ
ベルのときに前記クロック信号が第1のクロックレベル
から第2のクロックレベルへ変化し、前記クロック信号
が第2のクロックレベルのときに前記テスト制御信号が
第1の信号レベルから第2の信号レベルに変化し、前記
テスト制御信号が第2の信号レベルのときに前記クロッ
ク信号が第2のクロックレベルから第1のクロックレベ
ルへ変化し、前記クロック信号が第1のクロックレベル
のときに前記テスト制御信号が第2の信号レベルから第
1の信号レベルに変化するように設定された前記テスト
制御信号および前記クロック信号を入力し、前記テスト
制御信号が第1の信号レベルにあるときは前記データ出
力信号の信号レベルを維持し、前記クロック信号の第1
のクロックレベルから第2のクロックレベルへの変化に
同期して前記スキャン入力信号の論理値データを取り込
み、該論理値データを次の前記テスト制御信号の第1の
信号レベルから第2の信号レベルへの変化に同期して前
記データ出力信号として出力して、 通常動作モードでは、テスト制御信号を第2の信号レベ
ルに固定し前記クロック信号を所定の時間周期で第1の
クロックレベルと第2のクロックレベルとの間で変化さ
せ、前記クロック信号の第1のクロックレベルから第2
のクロックレベルへの変化に同期して前記データ出力信
号の論理値データを取り込むとともに該論理値データを
前記データ出力端子からデータ出力信号として出力する
ことを特徴とするスキャン用フリップフロップ。 - 【請求項2】 スキャン入力信号を入力するスキャン入
力端子と、データ入力信号を入力するデータ入力端子
と、テスト制御信号を入力するテスト制御端子と、クロ
ック信号を入力するクロック端子と、データ出力信号を
出力するデータ出力端子と、 前記スキャン入力端子と接続された第1の入力端と前記
データ入力端子と接続された第2の入力端と前記クロッ
ク端子と接続された選択入力端と出力端とを備え選択入
力端に入力する前記テスト制御信号が第1の信号レベル
のときに前記スキャン入力信号を選択して出力端から出
力し前記テスト制御信号が第2の信号レベルのときに前
記データ入力信号を選択して出力端から出力する第1の
マルチプレクサと、 前記第1のマルチプレクサの出力端に接続されたデータ
入力端と前記クロック端子に接続されたトリガ入力端と
出力端とを備え、前記クロック信号が第1のクロックレ
ベルのときに前記第1のマルチプレクサの出力データを
入力して実質的にそのまま出力端から出力し、前記クロ
ック信号が第1のクロックレベルから第2のクロックレ
ベルに変化したときに入力中のデータをラッチして前記
クロック信号が第2のクロックレベルになるとラッチし
たデータを出力端から出力する第1のラッチ回路と、 第1の入力端と前記第1のラッチ回路の出力端と接続さ
れた第2の入力端と前記テスト制御端子に接続された選
択入力端と出力端とを備え前記テスト制御信号が第1の
信号レベルのときに第1の入力端の入力信号を選択して
出力端から出力し、前記テスト制御信号が第2の信号レ
ベルのときに第2の入力端に入力する信号を選択して出
力端から出力する第2のマルチプレクサと、 前記第2のマルチプレクサの出力端に接続されたデータ
入力端と前記クロック端子に接続されたトリガ入力端と
出力端とを備え出力端が前記データ出力端子に接続され
るとともに前記第2のマルチプレクサの第1の入力端に
接続され、前記クロック信号が第2のクロックレベルの
ときに前記第2のマルチプレクサの出力データを入力し
て実質的にそのまま出力端から出力し、前記クロック信
号が第2のクロックレベルから第1のクロックレベルに
変化したときに入力中のデータをラッチして前記クロッ
ク信号が第1のクロックレベルになるとラッチしたデー
タを出力端から出力する第2のラッチ回路とを備え、 通常動作モードでは、前記テスト制御信号が第2の信号
レベルに固定され前記クロック信号が所定の時間周期で
第1のクロックレベルと第2のクロックレベルとの間で
変化して入力され、テストモードでは、前記テスト制御
信号が第1の信号レベルのときに前記クロック信号が第
1のクロックレベルから第2のクロックレベルへ変化
し、前記クロック信号が第2のクロックレベルのときに
前記テスト制御信号が第1の信号レベルから第2の信号
レベルに変化し、前記テスト制御信号が第2の信号レベ
ルのときに前記クロック信号が第2のクロックレベルか
ら第1のクロックレベルへ変化し、前記クロック信号が
第1のクロックレベルのときに前記テスト制御信号が第
2の信号レベルから第1の信号レベルに変化して入力さ
れることを特徴とするスキャン用フリップフロップ。 - 【請求項3】 前記第1のラッチ回路の出力端と前記第
2のマルチプレクサの第2の入力端との間に遅延回路を
挿入して設けたことを特徴とする請求項2記載のスキャ
ン用フリップフロップ。 - 【請求項4】 前記第2のマルチプレクサの出力端と前
記第2のラッチ回路のデータ入力端との間に遅延回路を
挿入して設けたことを特徴とする請求項2記載のスキャ
ン用フリップフロップ。 - 【請求項5】 前記クロック信号を遅延回路を介して前
記第1のラッチ回路のトリガ入力端に入力することを特
徴とする請求項2記載のスキャン用フリップフロップ。 - 【請求項6】 スキャン入力信号を入力するスキャン入
力端子と、データ入力信号を入力するデータ入力端子
と、テスト制御信号を入力するテスト制御端子と、クロ
ック信号を入力するクロック端子と、データ出力信号を
出力するデータ出力端子とを有し、テストモードでは、
前記テスト制御信号が第1の信号レベルのときに前記ク
ロック信号が第1のクロックレベルから第2のクロック
レベルへ変化し、前記クロック信号が第2のクロックレ
ベルのときに前記テスト制御信号が第1の信号レベルか
ら第2の信号レベルに変化し、前記テスト制御信号が第
2の信号レベルのときに前記クロック信号が第2のクロ
ックレベルから第1のクロックレベルへ変化し、前記ク
ロック信号が第1のクロックレベルのときに前記テスト
制御信号が第2の信号レベルから第1の信号レベルに変
化するように設定された前記テスト制御信号および前記
クロック信号を入力し、前記テスト制御信号が第1の信
号レベルにあるときは前記データ出力信号の信号レベル
を維持し、前記クロック信号の第1のクロックレベルか
ら第2のクロックレベルへの変化に同期して前記スキャ
ン入力信号の論理値データを取り込み、該論理値データ
を次の前記テスト制御信号の第1の信号レベルから第2
の信号レベルへの変化に同期して前記データ出力信号と
して出力して、通常動作モードでは、テスト制御信号を
第2の信号レベルに固定し前記クロック信号を所定の時
間周期で第1のクロックレベルと第2のクロックレベル
との間で変化させ、前記クロック信号の第1のクロック
レベルから第2のクロックレベルへの変化に同期して前
記データ出力信号の論理値データを取り込むとともに該
論理値データを前記データ出力端子からデータ出力信号
として出力するスキャン用フリップフロップをn(n≧
2の正整数)個含み、 第1のスキャン用フリップフロップのスキャン入力端子
をLSIの外部からスキャンデータの入力が可能な外部
入力用端子に接続し、第i(iは、1≦i≦(n−1)
の正整数)のスキャン用フリップフロップのデータ出力
端子を第(i+1)のスキャン用フリップフロップのス
キャン信号入力端子と接続してn個のスキャン用フリッ
プフロップを縦列に接続し、第nのスキャン用フリップ
フロップのデータ出力端子をLSIの外部へ出力が可能
な外部出力用端子に接続したことを特徴とするスキャン
テスト回路。
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|---|---|---|---|
| JP2001233483A JP3699019B2 (ja) | 2001-08-01 | 2001-08-01 | スキャン用フリップフロップおよびスキャンテスト回路 |
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| JP2001233483A JP3699019B2 (ja) | 2001-08-01 | 2001-08-01 | スキャン用フリップフロップおよびスキャンテスト回路 |
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|---|---|
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|---|---|---|---|---|
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-
2001
- 2001-08-01 JP JP2001233483A patent/JP3699019B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| US7872513B2 (en) | 2008-01-28 | 2011-01-18 | Nec Corporation | Apparatus and circuit including latch circuit, and method of controlling latch circuit |
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