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JP2002323540A - スキャンテスト用回路 - Google Patents

スキャンテスト用回路

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JP2002323540A
JP2002323540A JP2001129360A JP2001129360A JP2002323540A JP 2002323540 A JP2002323540 A JP 2002323540A JP 2001129360 A JP2001129360 A JP 2001129360A JP 2001129360 A JP2001129360 A JP 2001129360A JP 2002323540 A JP2002323540 A JP 2002323540A
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scan
gate
signal
output
circuit
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Shinji Kashiwagi
伸次 柏木
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NEC Corp
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NEC Corp
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Publication date
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    • G01MEASURING; TESTING
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    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/28Testing of electronic circuits, e.g. by signal tracer
    • G01R31/317Testing of digital circuits
    • G01R31/3181Functional testing
    • G01R31/3185Reconfiguring for testing, e.g. LSSD, partitioning
    • G01R31/318533Reconfiguring for testing, e.g. LSSD, partitioning using scanning techniques, e.g. LSSD, Boundary Scan, JTAG
    • G01R31/318594Timing aspects
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/28Testing of electronic circuits, e.g. by signal tracer
    • G01R31/317Testing of digital circuits
    • G01R31/3181Functional testing
    • G01R31/3185Reconfiguring for testing, e.g. LSSD, partitioning
    • G01R31/318533Reconfiguring for testing, e.g. LSSD, partitioning using scanning techniques, e.g. LSSD, Boundary Scan, JTAG
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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Logic Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ゲーテッド・クロックのためのEnable信号の
故障を検出する。 【解決手段】 スキャンフリップフロップ1はScanEnab
le信号によりSCANIN信号とD端子の信号とを切り替えて
入力する。ANDゲート4は通常動作とスキャンテスト
とのモードを切り替えるSCANTEST信号の否定とCLK信号
との論理積をとる。レベルラッチ2はANDゲート4の
否定でゲートされたEnable信号をラッチするホールドタ
イム保証用トランスペアレント・ラッチである。ORゲ
ート3はSCANTEST信号とレベルラッチの出力との論理和
をとる。ANDゲート5はCLK信号をORゲートの出力
でゲートしてスキャンフリップフロップに供給する。A
NDゲート6はスSCANTEST信号とレベルラッチの出力と
の論理積をとり、排他的論理和回路7はANDゲート6
の出力と組合せ回路から出力されるDATAIN信号との排他
的論理和をとってスキャンフリップフロップに供給す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、スキャンテスト用
回路、特に、ゲーテッド・クロック方式が採用されたス
キャンテスト用回路に関する。
【0002】
【従来の技術】同期回路を形成するフリップフロップ回
路やラッチ回路(以下、レジスタと総称する)にはクロ
ック信号を供給する必要があるが、レジスタの数が多く
なるほど、そのクロック信号の負荷容量は大きくなる。
そこで、クロック信号の負荷を分散させるために、クロ
ック信号の供給源とレジスタとの間に、比較的低駆動な
バッファセルをツリー状に形成して介在させることがあ
る。このような場合、半導体集積回路の機能仕様上クロ
ック信号を必要としないクロック期間にはクロック信号
をマスクするゲート機能をクロックツリーに付加したゲ
ーテッド・クロック方式が採用されることが多い。
【0003】ところで、半導体集積回路のレジスタをシ
リアルに接続してシフトレジスタとして動作させ、レジ
スタが保持するデータを外部端子から制御し・観測する
ことによって、半導体集積回路のテストを容易化したス
キャンテスト方法が知られている。このスキャンテスト
用回路にゲーテッド・クロック方式を採用した従来例を
図5に示す。
【0004】図5を参照すると、このスキャンテスト用
回路は、スキャン用レジスタとしてのマルチプレクサ型
フリップフロップ(以下、「スキャンFF」と記す)1
と、SCANTEST信号の否定とCLK信号の論理積をとるAN
Dゲート4と、ANDゲート4の否定でゲートされたEn
able信号をラッチするホールドタイム保証用トランスペ
アレント・ラッチ手段としてのレベルラッチ2と、SCAN
TEST信号とレベルラッチ2との論理和をとるORゲート
3と、CLK信号をORゲート3の出力でゲートするAN
Dゲート5とを有する。
【0005】レベルラッチ2は、CLK信号に対して位相
が前後にづれ得るEnable信号を、通常動作時にCLK信号
の立下りでラッチすることにより、CLK信号のハイレベ
ル期間では決してレベル遷移しない出力Q1をANDゲ
ート5に供給する。この結果、スキャンFF1のCLK端
子にグリッジののらないゲーテッド・クロック信号を与
えることができるようになる。ORゲート3とANDゲ
ート5は、通常動作時にはレベルラッチ2の出力Q1で
マスクして、また、スキャンテスト時にはそのままの状
態で、それぞれCLK信号をスキャンFF1のCLK端子に供
給する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のスキャ
ンテスト用回路では、スキャンテスト時には、CLK信号
は常時スキャンFF1に供給されるので、ScanEnable信
号を切り替えることによって、組合せ回路から出力され
るDATAIN信号を受け取るキャプチャー動作と、スキャン
チェーンの1つ前段のレジスタから出力されたSCANIN信
号を受け取るシフト動作を行うことができる。
【0007】しかし、組合せ回路から出力されるEnable
信号はクロック信号と組み合わされて使用されキャプチ
ャーされるルートがないため、スキャンFF1にてデー
タとしてラッチされず、スキャンパスを介して外部出力
端子に伝搬されない。したがって、Enable信号を生成す
る論理回路の故障は検出されないので、その分だけ組合
せ回路の検出率が低下しているという問題点がある。
【0008】この問題を通常動作時にEnable信号を回路
の出力端子にまで導き出すことにより解決しようとすれ
ば、回路の構成は複雑化し、テストパターンは長大化
し、LSIテスタの搭載メモリの容量は増るが、その割
には故障検出率が向上せず、設計期間とコストも嵩むこ
とになる。
【0009】したがって、本発明の目的は、Enable信号
の故障検出ができるスキャンテスト用回路を提供するこ
とにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、ゲーテッド・
クロック方式が採用されたスキャンテスト用回路におい
て、組合せ回路からのデータまたはスキャンチェーン上
のスキャンデータを切り替えて入力するスキャンFF
(図1の1)と、機能上必要な期間のみスキャンフFF
にクロック信号を供給するように制御するために組合せ
回路から入力するイネーブル信号を、組合せ回路から入
力するデータと切り替えてスキャンFFに入力するイネ
ーブル信号供給回路(図1の6および7)とを有するこ
とを特徴とする。
【0011】具体的には、本発明のスキャンテスト用回
路は、機能上必要な期間のみレジスタへクロック信号を
供給するように制御するために組合せ回路から入力する
イネーブル信号に基づくゲーテッド・クロック方式が採
用されたスキャンテスト用回路において、組合せ回路か
らのデータまたはスキャンチェーン上のスキャンデータ
を切り替えて入力するスキャンFF(図1の1)と、通
常動作とスキャンテストとのモードを切り替えるために
テスタから入力するスキャンテスト信号の否定とクロッ
ク信号との論理積をとる第1のANDゲート(図1の
4)と、該第1のANDゲートの否定でゲートされたイ
ネーブル信号をラッチするホールドタイム保証用トラン
スペアレント・ラッチ手段としてのレベルラッチ(図1
の2)と、スキャンテスト信号とレベルラッチの出力と
の論理和をとるORゲート(図1の3)と、クロック信
号をORゲートの出力でゲートしてスキャンFFに供給
する第2のANDゲート(図1の5)と、スキャンテス
ト信号とレベルラッチの出力との論理積をとるを第3の
ANDゲート(図1の6)と、該第3のANDゲートの
出力と組合せ回路から出力されるデータとの排他的論理
和をとってスキャンFFに供給する排他的論理和回路
(図1の7)とで構成されたことを特徴とする。
【0012】
【発明の実施の形態】本発明のスキャンテスト用回路
は、機能上必要な期間のみレジスタへクロック信号を供
給するように制御するために組合せ回路から入力するイ
ネーブル信号を前記レジスタが受け取るための手段を設
けたことを特徴とするものである。
【0013】より詳しくは、ゲーテッド・クロック方式
が採用されたスキャンテスト用回路において、組合せ回
路からのデータまたはスキャンチェーン上のスキャンデ
ータを切り替えて入力するスキャンFFと、機能上必要
な期間のみスキャンFFにクロック信号を供給するよう
に制御するために組合せ回路から入力するイネーブル信
号を、組合せ回路から入力するデータと切り替えてマル
チスキャンフリップフロップに入力するイネーブル信号
供給回路とを有することを特徴とする。
【0014】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
ながら説明する。
【0015】図1は、本発明の第1の実施例を示す回路
図である。図1を参照すると、このスキャンテスト用回
路は、スキャン用レジスタとしてのスキャンFF1と、
SCANTEST信号の否定とCLK信号の論理積をとるANDゲ
ート4と、ANDゲート4の否定でゲートされたEnable
信号をラッチするホールドタイム保証用トランスペアレ
ント・ラッチ手段としてのレベルラッチ2と、SCANTEST
信号とレベルラッチ2との論理和をとるORゲート3
と、CLK信号をORゲート3の出力でゲートするAND
ゲート5と、スキャンテスト時にEnable信号をキャプチ
ャーするためのルートを形成するANDゲート6および
排他的論理和回路7とで構成されている。
【0016】図1において、DATAIN信号は通常動作時ま
たはスキャンテスト時におけるキャプチャー対象となる
データであり、Enable信号はゲーテッド・クロックのた
めの制御信号であって、いずれも1つ前段の組合せ回路
から出力される。Enable信号がアクティブになると、ス
キャンFF1にクロック信号CLKが供給されるようにな
る。通常動作時にはInValidであるSCANIN信号はスキャ
ンチェーンの1つ前段のレジスタから出力されるデータ
である。ScanEnable信号は“0”ならDATAIN信号、
“1”ならSCANIN信号をスキャンFF1に読み取らせる
ための信号、SCANTEST信号はスキャンテスト時にアクテ
ィブ(“1”)となる信号であって、いずれもクロック
信号CLKと共に1つ前段の組合せ回路から出力される。
【0017】ANDゲート4は、SCANTEST信号の否定と
クロック信号CLKとの論理積を出力する。つまり、通常
動作時にCLK信号をレベルラッチ2へ供給する。レベル
ラッチ2は、ANDゲート4の出力を反転してG端子に
入力することにより、D端子に入力するEnable信号をCLK
信号の立下りでラッチする。これにより、Enable信号は
CLK信号に対して位相が前後にづれ得るが、CLK信号のハ
イレベル期間では決してレベル遷移しないように保証さ
れたEnable信号を出力Q1としてORゲート3に供給で
きる。
【0018】しかしながら、スキャンテスト時において
は、ANDゲート4とレベルラッチ2の使命はEnable信
号のANDゲート6への供給となる。この場合には、SC
ANTEST信号が“1”となるため、ANDゲート4は常に
“0”を出力する。レベルラッチ2ではその反転信号、
すなわち“1”をG端子に入力するため、Enable信号を
そのままの位相でラッチして出力Q1としてANDゲー
ト6へ供給する。
【0019】ORゲート3は、SCANTEST信号が“0”と
なる通常動作時には、レベルラッチ2の出力Q1をAN
Dゲート5へ出力する。ANDゲート5は、ORゲート
3の出力とCLK信号との論理積をマルチスキャンFF1
のCLK端子へ供給する。この結果、マルチスキャンFF
1のCLK端子にはグリッジののらないゲーテッド・クロ
ックされたCLK信号を与えることができるようになる。
なお、スキャンテスト時には“1”となるSCANTEST信号
がレベルラッチ2の出力Q1をマスクするため、ゲーテ
ッド・クロック機能はスポイルされ、CLK信号は常時ス
キャンFF1のCLK端子に供給される。
【0020】また、レベルラッチ2の出力Q1はAND
ゲート6にも導かれ、SCANTEST信号との論理積結果が排
他的論理和回路7を経てマルチスキャンFF1のD端子
に入力している。このルートによって、スキャンFF1
のD端子には、通常動作時はDATAIN信号、スキャンテス
ト時にはDATAIN信号に加えてEnable信号をも供給できる
ようになる。
【0021】スキャンFF1は、SCANIN端子に供給され
るSCANIN信号と、排他的論理和回路7からD端子に供給
されるデータとを、SMC端子に入力するScanEnable信号
によって切り替え、ANDゲート5からCKL端子に供給
されるクロック信号に応答して受け入れる。すなわち、
マルチプレクサタイプのスキャン用レジスタである。ス
キャンFF1の出力Q2は、スキャンチェーンの次段の
レジスタへ供給される。
【0022】次に、図2および図3に示すタイムチャー
トを参照しながら本実施例の動作について説明する。
【0023】図2は、図1に示した実施例の通常動作時
におけるタイムチャートである。この場合は、SCANTEST
信号およびScanEnable信号は“0”、SCANIN信号はInVa
lidである。ScanEnable信号が“0”であるため、スキ
ャンFF1はD端子に入力するデータを受け入れること
になる。このとき、SCANTEST信号も“0”であるためA
NDゲート6の出力は“0”であり、排他的論理和回路
7はDATAIN信号を受け入れ、結局、スキャンFF1のD
端子にはDATAIN信号が供給される。
【0024】この場合は図2に図示すようにゲーテッド
・クロックが行われる。SCANTEST信号が“0”であるた
めANDゲート4はCLK信号をレベルラッチ2に出力す
る。レベルラッチ2は、D端子に入力するEnable信号が
アクティブになると、CLK信号の立下りでラッチした出
力Q1を生成する。出力Q1は、SCANTEST信号も“0”
であるためORゲート3をスルー状態で通過し、AND
ゲート5においてCLK信号の通過を制御する。つまり、
出力Q1がアクティブな期間のみCLK信号をスキャンF
F1のCLK端子に供給する。
【0025】スキャンFF1は、CLK端子上のCLK信号の
立上りに応答してD端子上のDATAIN信号をキャプチャー
し、出力Q2をスキャンチェーンの次段のスキャンFF
1に供給する。CLK信号は、このキャプチャーに必要な
期間のみスキャンFF1のCLK端子に供給されたことに
なる。
【0026】次に、図3は、図1に示した実施例のスキ
ャンテスト時におけるタイムチャートである。この場合
は、SCANTEST信号は“1”固定であるが、ScanEnable信
号は“0”のフェーズと“1”のフェーズとがある。Sc
anEnable信号が“0”のフェーズではSCANIN信号はInVa
lidである。
【0027】SCANTEST信号が“1”固定の状態の下で
は、ANDゲート4は“0”を出力し、レベルラッチ2
の端子には“1”固定が入力する。したがって、レベル
ラッチ2はEnable信号をラッチして出力Q1をANDゲ
ート6に供給する。排他的論理回路7は、ANDゲート
6の出力である出力Q1(Enable信号)とDATAIN信号と
を受け入れてスキャンFF1のD端子に供給する。そし
て、ScanEnable信号が“0”であるため、スキャンFF
1はD端子に入力するデータを受け入れることになる。
このようにして、スキャンテスト時に、DATAIN信号と共
にEnable信号もキャプチャーされるのである。
【0028】ScanEnable信号が“1”のフェーズになる
と、上述のキャプチャーデータがマルチスキャンFF1
のQ2出力となる。また、SCANIN信号はValidとなり、
スキャンチェーンの前段レジスタからのSCANIN信号がス
キャンFF1のSCANIN端子にシフトデータとして供給さ
れ、スキャンFF1のQ2出力となる。
【0029】次に、本発明の第2の実施例について説明
する。
【0030】図5は、本発明の第2の実施例を示す回路
図である。図5を参照すると、このスキャンテスト用回
路は、スキャン用レジスタとしてのスキャンFF1と、
スキャンFF1のクロック端子CLKに供給されるCLK信号
を通常動作時にマスクするORゲート3およびANDゲ
ート5と、通常動作時におけるホールドタイム保証用ト
ランスペアレント・ラッチ手段としてのレベルラッチ2
およびANDゲート4と、スキャンテスト時にEnable信
号をキャプチャーするためのルートを形成する2つのA
NDゲート8,9およびORゲート10とで構成されて
いる。
【0031】この実施例では、テスタから供給されるEn
ableCaptureという信号を第1の実施例に追加してい
る。ANDゲート8ではEnableCapture信号の反転入力
とDATAIN信号との論理積をとり、またANDゲート9で
はEnableCapture信号とEnable信号との論理積をとり、
ANDゲート8の出力とANDゲート9の出力の論理和
をスキャンFF1のD端子に供給している。
【0032】通常動作時にはEnableCapture信号は
“0”に固定される。SCANTEST信号が“1”、ScanEnabl
e信号が“0”になると、スキャンテストのキャプチャ
ー動作が行われ、EnableCapture信号は“0”と“1”
に切り替わる。“0”の場合はDATAIN信号がスキャンF
F1のD端子に入力し、“1”の場合にはEnable信号が
スキャンFF1のD端子に入力する。SCANTEST信号が
“1”、ScanEnable信号が“1”になると、スキャンテ
ストのシフト動作が行われ、SCANIN信号がスキャンFF
1のSCANIN端子に入力する。
【0033】なお、以上に説明した実施例は、レベルラ
ッチ2,ORゲート3および2つのANDゲート4,5
から成るゲーテッド・クロック回路を伴っているが、こ
れはゲーテッド・クロック方式の採用とEnable信号のマ
ルチスキャンFF1への供給ルートとを明示するためで
もある。したがって、このゲーテッド・クロック回路
は、クロックツリー上の他の部分へ移し、スキャンテス
ト用回路には含めないようにしてもよい。
【0034】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、ゲーテッド・クロック方式が採用されたスキャンテ
スト用回路において、組合せ回路から出力されるEnable
信号をキャプチャーするためのルートを設けたためEnab
le信号の故障検出ができるという効果を得ることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例を示す回路図
【図2】図1に示した実施例の通常動作を示すタイムチ
ャート
【図3】図1に示した実施例のスキャンテスト動作を示
すタイムチャート
【図4】本発明の第2の実施例を示す回路図
【図5】従来例を示す回路図
【符号の説明】
1 スキャンFF 2 レベルラッチ 3,10 ORゲート 4,5,6,8,9 ANDゲート 7 排他的論理和回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2G132 AA00 AB03 AG08 AH04 AH07 AK08 AK23 AK26 AK27 AL00 AL11 5F038 CD06 DT02 DT03 DT06 DT15 EZ20 5J056 AA03 BB60 CC00 CC14 FF01 FF07 FF08 KK01

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 機能上必要な期間のみレジスタへクロッ
    ク信号を供給するように制御するために組合せ回路から
    入力するイネーブル信号を前記レジスタが受け取るため
    の手段を設けたことを特徴とするスキャンテスト用回
    路。
  2. 【請求項2】 ゲーテッド・クロック方式が採用された
    スキャンテスト用回路において、 組合せ回路からのデータまたはスキャンチェーン上のス
    キャンデータを切り替えて入力するスキャンフリップフ
    ロップと、 機能上必要な期間のみ前記スキャンフリップフロップに
    クロック信号を供給するように制御するために組合せ回
    路から入力するイネーブル信号を、前記組合せ回路から
    入力するデータと切り替えて前記スキャンフリップフロ
    ップに入力するイネーブル信号供給回路とを有すること
    を特徴とするスキャンテスト用回路。
  3. 【請求項3】 機能上必要な期間のみレジスタへクロッ
    ク信号を供給するように制御するために組合せ回路から
    入力するイネーブル信号に基づくゲーテッド・クロック
    方式が採用されたスキャンテスト用回路において、 前記組合せ回路からのデータまたはスキャンチェーン上
    のスキャンデータを切り替えて入力するスキャンフリッ
    プフロップと、 通常動作とスキャンテストとのモードを切り替えるため
    にテスタから入力するスキャンテスト信号の否定とクロ
    ック信号との論理積をとる第1のANDゲートと、 該第1のANDゲートの否定でゲートされた前記イネー
    ブル信号をラッチするホールドタイム保証用トランスペ
    アレント・ラッチ手段としてのレベルラッチと、 前記スキャンテスト信号と前記レベルラッチの出力との
    論理和をとるORゲートと、 前記クロック信号を前記ORゲートの出力でゲートして
    前記スキャンフリップフロップに供給する第2のAND
    ゲートと、 前記スキャンテスト信号と前記レベルラッチの出力との
    論理積をとるを第3のANDゲートと、 該第3のANDゲートの出力と前記組合せ回路から出力
    されるデータとの排他的論理和をとって前記スキャンフ
    リップフロップに供給する排他的論理和回路とで構成さ
    れたことを特徴とするスキャンテスト用回路。
  4. 【請求項4】 機能上必要な期間のみレジスタへクロッ
    ク信号を供給するように制御するために組合せ回路から
    入力するイネーブル信号に基づくゲーテッド・クロック
    方式が採用されたスキャンテスト用回路において、 前記組合せ回路からのデータまたはスキャンチェーン上
    のスキャンデータを切り替えて入力するスキャンフリッ
    プフロップと、 通常動作とスキャンテストとのモードを切り替えるため
    にテスタから入力するスキャンテスト信号の否定とクロ
    ック信号との論理積をとる第1のANDゲートと、 該第1のANDゲートの否定でゲートされた前記イネー
    ブル信号をラッチするホールドタイム保証用トランスペ
    アレント・ラッチ手段としてのレベルラッチと、 前記スキャンテスト信号と前記レベルラッチの出力との
    論理和をとる第1のORゲートと、 前記クロック信号を前記ORゲートの出力でゲートして
    前記スキャンフリップフロップに供給する第2のAND
    ゲートと、 前記テスタから入力するイネーブルキャプチャー信号の
    否定と前記組合せ回路から出力されるデータとの論理積
    をとる第3のANDゲートと、 前記イネーブルキャプチャー信号と前記イネーブル信号
    との論理積をとる第4のANDゲートと、 前記第3のANDゲートの出力と前記第4のANDゲー
    トの出力との論理和をとる第2のORゲートとで構成さ
    れたことを特徴とするスキャンテスト用回路。
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