JP2000088924A - Logic integrated circuit with diagnosing function and method for designing it - Google Patents

Logic integrated circuit with diagnosing function and method for designing it

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JP2000088924A
JP2000088924A JP10259741A JP25974198A JP2000088924A JP 2000088924 A JP2000088924 A JP 2000088924A JP 10259741 A JP10259741 A JP 10259741A JP 25974198 A JP25974198 A JP 25974198A JP 2000088924 A JP2000088924 A JP 2000088924A
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flop
circuit
scan
logic
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Akio Abe
明夫 阿部
Tetsuya Maruyama
徹也 丸山
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Hitachi Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve productivity without lowering a defective detection ratio by shortening a diagnosing necessary time of a logic integrated circuit containing a shift scanning type diagnosing circuit. SOLUTION: If flip-flops separated at a predetermined distance or more are existed in the case of constituting a scanning shift register by connecting flip-flops FF1 to FFi+1 for constituting a logic circuit, a transit flip-flop FFd is disposed between the flip-flops, and the flip-flops are connected therebetween via the transit flip-flop.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、半導体論理集積回路に
おける診断技術に関し、特にシフトスキャン方式の診断
回路を内蔵した論理集積回路におけるテスト時間の短縮
化に適用して有効な技術に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a diagnostic technique for a semiconductor logic integrated circuit, and more particularly to a technique which is effective when applied to shorten a test time in a logic integrated circuit incorporating a shift scan type diagnostic circuit.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、論理集積回路にはシフトスキャン
方式の診断機能を設けたものがある。シフトスキャン方
式の診断回路は、論理回路を構成する複数のフリップフ
ロップを直列形態に接続してシフトレジスタを構成可能
にし、診断時にこのシフトレジスタに入力ピンからテス
トデータをスキャンインして論理回路の内部に直接デー
タを入れて動作させるとともに、ある時点でフリップフ
ロップに保持されているデータを、シフトレジスタを利
用して出力ピンにスキャンアウトさせることで、効率の
良い診断を行なえるようにした技術である。
2. Description of the Related Art Conventionally, there is a logic integrated circuit provided with a diagnostic function of a shift scan system. The shift scan type diagnostic circuit connects a plurality of flip-flops constituting a logic circuit in a serial form to enable a shift register to be configured, and at the time of diagnosis, scans test data from an input pin into the shift register and scans the shift register for test data. A technology that allows efficient diagnosis by operating by directly putting data inside and scanning out data held in a flip-flop at a certain point to an output pin using a shift register. It is.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】従来のシフトスキャン
方式の診断回路を内蔵した論理集積回路においては、論
理回路を構成するフリップフロップのみを直列形態に接
続してシフトレジスタを構成する方式であったため、例
えば図7に示すように、接続しようとする2つのフリッ
プフロップ同士の距離が離れているような場合には、こ
の2つのフリップフロップ間の信号伝達遅延時間tpdが
大きいため、この遅延時間がネックになってトータルの
テスト時間が長くなってしまうという問題点があった。
In a conventional logic integrated circuit incorporating a shift scan type diagnostic circuit, a shift register is formed by connecting only flip-flops constituting a logic circuit in a serial form. For example, as shown in FIG. 7, when the distance between two flip-flops to be connected is large, the signal transmission delay time tpd between the two flip-flops is large, so that the delay time is large. There was a problem that it became a bottleneck and the total test time became longer.

【0004】すなわち、シフトスキャン方式の診断回路
では、スキャンクロックと呼ばれるクロック信号によっ
てシフトレジスタを構成するフリップフロップ間のデー
タ転送を行なうが、この際に各フリップフロップ間のう
ち最も遅延時間が長いものによってスキャンクロックの
周期が規定される。そのため、極端に遅延時間が長いパ
スがあるとシフトスキャンクロックの周期がかなり大き
くなってトータルのテスト時間が著しく長くなってしま
う。その結果、生産性が低下したり、限られた時間内に
テストを終了させようとすると不良検出率を犠牲にせざ
るを得ないという不具合が生じる。
That is, in the diagnostic circuit of the shift scan system, data transfer between flip-flops constituting a shift register is performed by a clock signal called a scan clock. Defines the cycle of the scan clock. Therefore, if there is a path having an extremely long delay time, the cycle of the shift scan clock becomes considerably large, and the total test time becomes extremely long. As a result, there is a problem that the productivity is reduced or that a failure detection rate has to be sacrificed when the test is completed within a limited time.

【0005】この発明の目的は、シフトスキャン方式の
診断回路を内蔵した論理集積回路の診断所要期間を短縮
し、不良検出率を低下させることなく生産性を向上させ
るようにすることにある。
An object of the present invention is to shorten the period required for diagnosis of a logic integrated circuit having a built-in shift scan type diagnosis circuit, and to improve the productivity without lowering the defect detection rate.

【0006】この発明の前記ならびにそのほかの目的と
新規な特徴については、本明細書の記述および添付図面
から明らかになるであろう。
The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち代表的なものの概要を説明すれば、下記のと
おりである。
The outline of a typical invention among the inventions disclosed in the present application is as follows.

【0008】すなわち、論理回路を構成するフリップフ
ロップ回路を接続してスキャン用シフトレジスタを構成
する際に、所定の距離以上離れているフリップフロップ
回路が存在した場合には、そのフリップフロップ回路間
に中継用のフリップフロップ回路を配置して、この中継
用フリップフロップ回路を介してフリップフロップ回路
間を接続させるようにしたものである。
That is, when a flip-flop circuit constituting a logic circuit is connected to form a scan shift register, if a flip-flop circuit that is separated by a predetermined distance or more exists, the flip-flop circuit is interposed between the flip-flop circuits. A relay flip-flop circuit is arranged, and the flip-flop circuits are connected via the relay flip-flop circuit.

【0009】具体的には、通常論理およびスキャン用シ
フトレジスタを構成可能なフリップフロップ回路と、ス
キャン用シフトレジスタを構成可能な中継用フリップフ
ロップ回路とを備え、上記通常論理およびスキャン用シ
フトレジスタを構成可能なフリップフロップ回路間の距
離が長い部分には上記中継用フリップフロップ回路が挿
入されていること特徴とする診断機能付き論理集積回路
として実現される。
More specifically, the flip-flop circuit includes a flip-flop circuit that can form a shift register for normal logic and scan, and a flip-flop circuit for relay that can form a shift register for scan. The relay integrated flip-flop circuit is inserted in a portion where the distance between the configurable flip-flop circuits is long, thereby realizing a logic integrated circuit with a diagnostic function.

【0010】上記した手段によれば、極端に遅延時間が
長いパスがなくなるため、シフトスキャンクロックの周
期を小さくすることができ、これによってトータルのテ
スト時間を短縮し、不良検出率を低下させることなく生
産性を向上させることができるようになる。
According to the above-described means, since there is no path with an extremely long delay time, the cycle of the shift scan clock can be reduced, thereby shortening the total test time and reducing the defect detection rate. And the productivity can be improved.

【0011】また、上記の場合、中継用のフリップフロ
ップ回路は、論理集積回路の本来の論理を構成するのに
寄与しないので、シフトレジスタを構成するのに必要な
機能を有する範囲内でできるだけ設計容易でかつ素子数
の少ない回路形式を選択するのが望ましい。具体的に
は、上記通常論理およびスキャン用シフトレジスタを構
成可能なフリップフロップ回路は、通常論理用フリップ
フロップ回路とスキャン用フリップフロップ回路とから
なり、該スキャン用フリップフロップ回路と上記中継用
フリップフロップ回路とは類似した回路構成を有するよ
うにする。これによって、中継用フリップフロップの設
計が容易となる。
In the above case, the relay flip-flop circuit does not contribute to forming the original logic of the logic integrated circuit. Therefore, the relay flip-flop circuit is designed as much as possible within a range having the functions necessary for forming the shift register. It is desirable to select a circuit type that is easy and has a small number of elements. Specifically, the flip-flop circuit capable of configuring the normal logic and scan shift register includes a normal logic flip-flop circuit and a scan flip-flop circuit, and the scan flip-flop circuit and the relay flip-flop circuit The circuit has a similar circuit configuration. This facilitates the design of the relay flip-flop.

【0012】また、上記中継用フリップフロップ回路
は、2個のレベルトリガ型フリップフロップが縦続接続
されたマスタ・スレーブ構成のフリップフロップ回路と
する。これによって、半導体チップのサイズの増大を最
小限に抑えつつテスト時間の短縮を図ることができる。
The relay flip-flop circuit is a master-slave flip-flop circuit in which two level trigger flip-flops are cascaded. This makes it possible to reduce the test time while minimizing the increase in the size of the semiconductor chip.

【0013】さらに、論理集積回路に、上記スキャン用
シフトレジスタによりシフトされるテストデータをラン
ダムに発生する疑似乱数発生回路を設ける。このように
した場合には、中継用フリップフロップ回路を有するこ
とでセルフテストの高速化が可能となる。
Further, the logic integrated circuit is provided with a pseudo random number generation circuit for randomly generating test data shifted by the scan shift register. In such a case, the speed of the self-test can be increased by including the relay flip-flop circuit.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を、図面
を用いて説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0015】図1は本発明に係る診断機能を備えた論理
LSIとしてのゲートアレイにおけるランダムロジック
や組合わせ論理などからなる一般論理部とフリップフロ
ップとの関係を示したものである。この実施例において
は、図面の表示の都合から、内部論理を2つの一般論理
部LG1,LG2で表わしている。また、理解を容易に
するため、信号は図面の左側から入力されて右側へ伝達
されて出力されるものとする。
FIG. 1 shows the relationship between a flip-flop and a general logic section such as a random logic or a combinational logic in a gate array as a logic LSI having a diagnostic function according to the present invention. In this embodiment, the internal logic is represented by two general logic units LG1 and LG2 for the sake of convenience in the drawing. Also, for ease of understanding, it is assumed that signals are input from the left side of the drawing, transmitted to the right side, and output.

【0016】図1では、一般論理部LG1の入力側に2
つのフリップフロップFF11,FF12が配置され、
一般論理部LG2の出力側にも同様に2つのフリップフ
ロップFF31,FF32が配置されているとともに、
一般論理部LG1とLG2との間に3つのフリップフロ
ップFF21,FF22,FF23が配置されている。
これらのフリップフロップFF11〜FF32は、通常
動作時にはデータ端子Dに入力されている信号をクロッ
ク信号CKに同期して取り込んでデータ出力端子Qから
次段の一般論理部LG1,LG2または外部出力端子に
出力するように動作する。
In FIG. 1, 2 is provided on the input side of the general logic section LG1.
Two flip-flops FF11 and FF12 are arranged,
Similarly, two flip-flops FF31 and FF32 are arranged on the output side of the general logic unit LG2.
Three flip-flops FF21, FF22, FF23 are arranged between the general logic units LG1 and LG2.
During normal operation, these flip-flops FF11 to FF32 take in the signal input to the data terminal D in synchronization with the clock signal CK, and from the data output terminal Q to the next-stage general logic units LG1, LG2 or external output terminals. Operate to output.

【0017】診断機能を有するように構成された本実施
例のLSIにおいては、一般論理部LG1とLG2の前
後および中間に配置された上記フリップフロップFF1
1〜FF32が直列形態に接続されてシフトレジスタを
構成可能にされている。すなわち、各フリップフロップ
FF11〜FF32はそれぞれ通常のデータ端子Dおよ
び出力端子Qの他にシフトレジスタ動作の際のスキャン
インデータ端子SIDとスキャンアウトデータ端子SO
Dとを備え、フリップフロップlFFiのスキャンイン
データ端子SIDは前段のフリップフロップFF−1の
スキャンアウトデータ端子SODに接続され、FFiの
スキャンアウトデータ端子SODは次段のフリップフロ
ップFFi+1のスキャンインデータ端子SIDとそれ
ぞれ接続されている。
In the LSI of this embodiment configured to have a diagnosis function, the flip-flops FF1 arranged before, after and between the general logic units LG1 and LG2 are provided.
1 to FF32 are connected in series to form a shift register. That is, each of the flip-flops FF11 to FF32 has a scan-in data terminal SID and a scan-out data terminal SO in the shift register operation in addition to the normal data terminal D and the output terminal Q.
D, the scan-in data terminal SID of the flip-flop IFFF is connected to the scan-out data terminal SOD of the preceding flip-flop FF-1, and the scan-out data terminal SOD of the FFi is connected to the scan-in data of the next flip-flop FFi + 1. Each is connected to the terminal SID.

【0018】そして、スキャンインデータ端子SIDに
入力された信号は、スキャン用クロック信号C1または
C2に同期して取り込まれ、スキャンアウトデータ端子
SODより出力される。
The signal input to the scan-in data terminal SID is taken in synchronization with the scan clock signal C1 or C2 and output from the scan-out data terminal SOD.

【0019】この実施例においては、上記通常クロック
信号CKおよびスキャン用クロック信号C1,C2を発
生するクロック発生回路CPGと、診断時にシフトレジ
スタにスキャンインされるテストデータを発生する疑似
乱数発生回路PRGと、シフトレジスタを転送されてき
たデータを回収して外部端 子SDOUTより出力する
テスト結果回収回路TSCとが設けられている。疑似乱
数発生回路PRGを設けた場合には、中継用フリップフ
ロップ回路を有することでセルフテストの高速化が可能
となる。
In this embodiment, a clock generating circuit CPG for generating the normal clock signal CK and the scanning clock signals C1 and C2, and a pseudo random number generating circuit PRG for generating test data scanned in a shift register at the time of diagnosis. And a test result recovery circuit TSC for recovering data transferred from the shift register and outputting the data from an external terminal SDOUT. When the pseudo-random number generation circuit PRG is provided, the self-test can be sped up by having the relay flip-flop circuit.

【0020】次に、本実施例の要旨を図2を用いて説明
する。
Next, the gist of this embodiment will be described with reference to FIG.

【0021】本実施例においては、図1を用いて説明し
たような方法で論理回路を構成するフリップフロップ回
路FF11〜FF32を接続してスキャン用シフトレジ
スタを構成する際に、所定の距離以上離れているフリッ
プフロップ回路FFi,FFi+1が存在した場合には、
図2に示すように、それらのフリップフロップ回路FF
i,FFi+1間に中継用のフリップフロップ回路FFd
を配置して、前段のフリップフロップ回路FFiと中継
用フリップフロップ回路FFdとの間および中継用フリ
ップフロップFFdとを後段のフリップフロップ回路F
Fi+1との間をそれぞれ接続させるようにしたものであ
る。
In this embodiment, when the flip-flop circuits FF11 to FF32 forming the logic circuit are connected by the method described with reference to FIG. If the flip-flop circuits FFi and FFi + 1 exist,
As shown in FIG. 2, those flip-flop circuits FF
flip-flop circuit FFd for relay between i and FFi + 1
Are arranged between the preceding flip-flop circuit FFi and the relay flip-flop circuit FFd and between the relay flip-flop circuit FFd and the subsequent flip-flop circuit FFi.
And Fi + 1.

【0022】しかもこの実施例においては、中継用のフ
リップフロップ回路FFdは、論理集積回路の本来の論
理を構成するのに寄与しないので、シフトレジスタを構
成するのに必要な機能を有する範囲内でできるだけ設計
容易でかつ素子数の少ない回路形式を選択している。す
なわち、論理を構成する通常のフリップフロップは、論
理用F/F部とスキャン用F/F部とから構成されてい
るのに対し、中継用のフリップフロップFFdはスキャ
ン用F/F部のみからなる回路としている。
Further, in this embodiment, the relay flip-flop circuit FFd does not contribute to the construction of the original logic of the logic integrated circuit, so that the flip-flop circuit FFd has a function necessary for constituting the shift register. A circuit form that is as simple as possible and has as few elements as possible is selected. That is, a normal flip-flop that constitutes a logic is composed of a logic F / F section and a scan F / F section, whereas a relay flip-flop FFd is composed of only a scan F / F section. Circuit.

【0023】これによって、中継用のフリップフロップ
を付加したことによる半導体チップのサイズの増大を最
小限に抑えることができるとともに、本来のフリップフ
ロップのスキャン用F/F部とほぼ同じ構成でよいの
で、新たに設計する手間は少ない。しかも、この中継用
フリップフロップは、これを1つのセルとしてセルライ
ブラリに登録しておくことにより、CAD(コンピュー
タ・エイデッド・デザイン)を用いた自動設計が容易と
なる。しかも、ゲートアレイのようなLSIでは、上記
中継用フリップフロップの追加は比較的容易である。
Thus, the increase in the size of the semiconductor chip due to the addition of the relay flip-flop can be minimized, and the scan F / F section of the original flip-flop can have almost the same configuration. There is little effort to newly design. Moreover, by registering this relay flip-flop as one cell in the cell library, automatic design using CAD (computer aided design) is facilitated. Moreover, in an LSI such as a gate array, the addition of the relay flip-flop is relatively easy.

【0024】図3には、本発明を適用した論理集積回路
の設計手順のうち特に診断回路に設計に関連した部分が
示されている。この設計手順を順に説明すると、先ず、
所望の機能を有する集積回路の論理設計を行う(ステッ
プS1)。次に、論理設計書に基づいて使用する論理ゲ
ートなどの回路セルをセルライブラリの中から選択し
て、CADを用いて論理設計に従って自動配置および各
セル間の自動配線を行う(ステップS2)。このとき、
診断回路を構成するスキャン用シフトレジスタのための
配線の設計も行う。
FIG. 3 shows a part of the procedure for designing a logic integrated circuit to which the present invention is applied, particularly a part related to the design of a diagnostic circuit. To explain this design procedure in order, first,
A logic design of an integrated circuit having a desired function is performed (step S1). Next, a circuit cell such as a logic gate to be used is selected from a cell library based on a logic design document, and automatic placement and automatic wiring between cells are performed according to the logic design using CAD (step S2). At this time,
It also designs the wiring for the scan shift register that constitutes the diagnostic circuit.

【0025】次に、上記配線設計データに基づいて信号
線の長さからスキャン用シフトレジスタを構成するフリ
ップフロップ間の信号伝達遅延時間を順番に計算する
(ステップS3)。そして、得られた遅延時間tpdが予
め設定された規定時間(使用したいスキャン用クロック
の周期)tmaxよりも小さいか否か判定する(ステップ
S4)。その結果、規定時間tmaxよりも大きいと判定
されたフリップフロップ対があれば、それらのフリップ
フロップ間に中継用フリップフロップを挿入するように
設計変更を行い(ステップS5)、ステップS2へ戻っ
てCADを利用してその配置を行う。
Next, based on the wiring design data, the signal transmission delay time between flip-flops constituting the scan shift register is sequentially calculated from the length of the signal line (step S3). Then, it is determined whether or not the obtained delay time tpd is smaller than a predetermined time tmax (the cycle of the scanning clock to be used) tmax (step S4). As a result, if there is a flip-flop pair determined to be longer than the specified time tmax, the design is changed so that a relay flip-flop is inserted between the flip-flops (step S5), and the process returns to step S2 to perform CAD. The arrangement is performed using.

【0026】それから、挿入された中継用フリップフロ
ップに関してその前段のフリップフロップからの遅延時
間tpd1および後段のフリップフロップまでの遅延時間
tpd2を計算によって求め、これらの遅延時間tpd1およ
びtpd2が予め設定された規定時間tmaxよりも小さいか
否か判定し、規定時間tmaxよりも大きいと判定された
場合には、それらのフリップフロップ間にさらに別の中
継用フリップフロップを挿入する。以上の作業をスキャ
ン用シフトレジスタのすべてのフリップフロップについ
て行なうことにより設計が完了する(ステップS6)。
Then, the delay time tpd1 from the preceding flip-flop and the delay time tpd2 to the subsequent flip-flop of the inserted relay flip-flop are calculated, and these delay times tpd1 and tpd2 are set in advance. It is determined whether or not the time is shorter than the specified time tmax. If it is determined that the time is longer than the specified time tmax, another relay flip-flop is inserted between the flip-flops. The design is completed by performing the above operation for all flip-flops of the scan shift register (step S6).

【0027】図4(A)には上記通常論理およびスキャ
ン用シフトレジスタを構成可能なフリップフロップ回路
FF11〜FF32の構成例が、また(B)にはスキャ
ン用シフトレジスタを構成可能な中継用フリップフロッ
プFFdの構成例が示されている。
FIG. 4A shows an example of the configuration of the flip-flop circuits FF11 to FF32 which can constitute the above-mentioned normal logic and scan shift registers, and FIG. 4B shows the relay flip-flop which can constitute the scan shift registers. The configuration example of the flip-flop FFd is shown.

【0028】図4(A)に示されているように、フリッ
プフロップ回路FF11〜FF32は、通常論理を構成
可能な論理用F/F部がセット端子Sおよびリセット端
子Rを有するセット・リセット機能付きスレーブマスタ
・フリップフロップRS・FFにより構成されている。
また、スキャン用シフトレジスタを構成可能なスキャン
用F/F部は、スキャンインデータ端子SIDとスキャ
ン用クロック信号C1とを入力とする2個のANDゲー
トG1,G2からなるセット・リセット信号形成回路S
RGとレベルトリガ型フリップフロップD−FF2とに
より構成され、スキャン用F/F部の前段のセット・リ
セット信号形成回路SRGの出力が、論理用F/F部を
構成するセット・リセット機能付きスレーブマスタ・フ
リップフロップのセット端子Sおよびリセット端子Rに
セット信号およびリセット信号として入力されていると
ともに、論理用F/F部の出力Qがスキャン用F/F部
の後段のレベルトリガ型フリップフロップD−FF2の
データ入力端子Dに入力されている。
As shown in FIG. 4A, the flip-flop circuits FF11 to FF32 have a set / reset function in which a logic F / F section capable of forming normal logic has a set terminal S and a reset terminal R. And a slave master flip-flop RS / FF.
The scan F / F section, which can constitute a scan shift register, is a set / reset signal forming circuit including two AND gates G1 and G2 to which a scan-in data terminal SID and a scan clock signal C1 are input. S
An output of the set / reset signal forming circuit SRG in the preceding stage of the scanning F / F unit is constituted by an RG and a level trigger flip-flop D-FF2, and a slave having a set / reset function constituting the logic F / F unit The set signal and the reset signal are input to the set terminal S and the reset terminal R of the master flip-flop, and the output Q of the logic F / F unit is connected to the level trigger type flip-flop D at the subsequent stage of the scan F / F unit. -Input to the data input terminal D of FF2.

【0029】また、スキャン用F/F部の前段のレベル
トリガ型フリップフロップD−FF1のデータ入力端子
がテスト時のスキャンインデータSIDの入力端子とさ
れ、後段のレベルトリガ型フリップフロップD−FF2
の出力端子がスキャンアウトデータSODの出力端子と
されている。
The data input terminal of the level trigger flip-flop D-FF1 at the preceding stage of the scanning F / F section is used as the input terminal of the scan-in data SID at the time of the test, and the level trigger flip-flop D-FF2 at the subsequent stage.
Are output terminals of the scan-out data SOD.

【0030】一方、中継用フリップフロップFFdは、
図4(B)に示されているように、2個のレベルトリガ
型フリップフロップD−FF1,D−FF2を縦続接続
したマスタ・スレーブ構成のフリップフロップとして構
成されており、前段のレベルトリガ型フリップフロップ
D−FF1のクロック端子に第1のスキャン用クロック
C1が供給され、後段のレベルトリガ型フリップフロッ
プD−FF2のクロック端子にスキャン用クロックC1
と位相が異なる第2のスキャン用クロックC2が供給さ
れるとともに、前段のレベルトリガ型フリップフロップ
D−FF1の出力Qが後段のレベルトリガ型フリップフ
ロップD−FF2の入力端子に入力されている。
On the other hand, the relay flip-flop FFd is
As shown in FIG. 4 (B), it is configured as a master-slave type flip-flop in which two level-triggered flip-flops D-FF1 and D-FF2 are connected in cascade, and a level-triggered flip-flop of a preceding stage is provided. The first scan clock C1 is supplied to the clock terminal of the flip-flop D-FF1, and the scan clock C1 is supplied to the clock terminal of the subsequent level-triggered flip-flop D-FF2.
And a second scanning clock C2 having a phase different from that of the first stage, the output Q of the preceding level trigger flip-flop D-FF1 is input to the input terminal of the subsequent level trigger flip-flop D-FF2.

【0031】図5(A)にはスキャン用シフトレジスタ
を構成可能なフリップフロップ回路FF11〜FF32
のスキャン用F/F部のセット・リセット信号形成回路
SRGの回路図が、また図5(B)には中継用フリップ
フロップFFdの第1のレベルトリガ型フリップフロッ
プD−FF1の回路図が示されている。
FIG. 5A shows flip-flop circuits FF11 to FF32 which can constitute a scan shift register.
5B is a circuit diagram of the set / reset signal forming circuit SRG of the scanning F / F section, and FIG. 5B is a circuit diagram of the first level trigger flip-flop D-FF1 of the relay flip-flop FFd. Have been.

【0032】図5(A)に示されているように、スキャ
ン用F/F部のセット・リセット信号形成回路SRG
は、CMOS―NANDゲートG11と、その出力端子
に接続されたCMOSインバータINV1と、クロック
C1を反転するCMOSインバータINV2と、INV
2の出力とスキャンインデータSIDを入力とするCM
OS―NORゲートG12とにより構成されている。
As shown in FIG. 5A, the set / reset signal forming circuit SRG of the scanning F / F section
Is a CMOS-NAND gate G11, a CMOS inverter INV1 connected to its output terminal, a CMOS inverter INV2 for inverting the clock C1, and INV.
2 with the output of 2 and scan-in data SID as input
It comprises an OS-NOR gate G12.

【0033】また、図5(B)に示されているように、
中継用フリップフロップFFdの第1のレベルトリガ型
フリップフロップD−FF1は、クロックC1を反転す
るCMOSインバータINV2’と、スキャンインデー
タSIDを入力としINV2’の出力とクロックC1に
よりクロック制御されるクロックド・インバータCIN
V1と、その出力端子に接続されたCMOSインバータ
INV1’と、INV1’の出力を入力としINV2’
の出力とクロックC1によりクロック制御されるクロッ
クド・インバータCINV2とにより構成されている。
As shown in FIG. 5B,
The first level-triggered flip-flop D-FF1 of the relay flip-flop FFd is a CMOS inverter INV2 'for inverting the clock C1, and a clock which receives scan-in data SID as input and is clock-controlled by the output of INV2' and the clock C1. De inverter CIN
V1, a CMOS inverter INV1 'connected to its output terminal, and INV2'
And a clocked inverter CINV2 clocked by the clock C1.

【0034】図5(A)のCMOS―NANDゲートG
11と(B)のクロックド・インバータCINV1と対
応させ、(A)のCMOS―NORゲートG12と
(B)のクロックド・インバータCINV2と対応さ
せ、(A)のインバータINV1,INV2と(B)の
インバータINV1’,INV2’と対応させて図5
(A)と(B)を比較すると明らかなように、両者はP
-MOSとN-MOSの数が同一であり、配線パターンを
変更することで、いずれの回路も構成することができる
ことが分かる。
The CMOS-NAND gate G shown in FIG.
11 and the clocked inverter CINV1 of (B), the CMOS-NOR gate G12 of (A) and the clocked inverter CINV2 of (B), and the inverters INV1, INV2 and (B) of (A). 5 corresponding to the inverters INV1 'and INV2' of FIG.
As is clear from comparison between (A) and (B), both are P
It can be seen that the numbers of -MOS and N-MOS are the same, and any circuit can be configured by changing the wiring pattern.

【0035】上記のように、この実施例では、中継用フ
リップフロップFFdが、通常論理およびスキャン用シ
フトレジスタを構成可能なフリップフロップ回路FF1
1〜FF32のスキャン用F/F部のセット・リセット
信号形成回路SRGに類似した構成を有するレベルトリ
ガ型フリップフロップD−FF1と、これに縦続接続さ
れたレベルトリガ型フリップフロップD−FF2とから
なるマスタ・スレーブ構成のフリップフロップにより構
成されている。そのため、フリップフロップ回路FF1
1〜FF32のスキャン用F/F部を基本としこれに若
干の変更を加えるだけで中継用フリップフロップFFd
を得ることができるので、設計が極めて容易である。し
かも、レベルトリガ型フリップフロップを使用している
ため回路がシンプルで素子数の少なくて済み、これによ
って、半導体チップのサイズの増大を最小限に抑えるこ
とができる。
As described above, in this embodiment, the relay flip-flop FFd is a flip-flop circuit FF1 that can constitute a normal logic and scan shift register.
1 to FF32, a level trigger flip-flop D-FF1 having a configuration similar to the set / reset signal forming circuit SRG of the scanning F / F unit, and a level trigger flip-flop D-FF2 cascade-connected to this. And a flip-flop having a master-slave configuration. Therefore, the flip-flop circuit FF1
1 to FF32 for the scanning F / F section, and a relay flip-flop FFd with only a slight change.
Is very easy to design. In addition, since the level trigger type flip-flop is used, the circuit is simple and the number of elements is small, so that an increase in the size of the semiconductor chip can be minimized.

【0036】ここで、図4(A)の上記通常論理および
スキャン用シフトレジスタを構成可能なフリップフロッ
プ回路FF11〜FF32の動作を簡単に説明すると、
通常動作時はスキャン用クロックC1,C2が停止され
た状態でクロックCKが入力されることにより、そのと
きデータ端子Dに入力されている前段の論理ゲートから
の入力データDinがRSフリップフロップRS・FF
に取り込まれて、それに応じて出力データDoutが出
力される。
Here, the operation of the flip-flop circuits FF11 to FF32 which can configure the shift register for normal logic and scan shown in FIG.
During normal operation, the clock CK is input in a state where the scanning clocks C1 and C2 are stopped, so that the input data Din from the preceding logic gate input to the data terminal D at that time is output from the RS flip-flop RS. FF
And the output data Dout is output accordingly.

【0037】一方、テスト時に各フリップフロップ回路
FF11〜FF32にテストデータをスキャンインさせ
る場合には、図6(A)のように疑似乱数発生器RPG
から出力されるスキャンインデータSIDに同期してス
キャン用クロックC1,C2を、C1,C2の順序でフ
リップフロップ回路FF11〜FF32のうちデータを
設定したい数と位置に対応した数だけ入れてやる。する
と、スキャン用クロックC1によってスキャンインデー
タSIDがスキャン用F/F部の前段のフリップフロッ
プD−FF1に取り込まれ、そのラッチデータに応じて
RSフリップフロップRS・FFがセットまたはリセッ
トされる。
On the other hand, when the test data is to be scanned into each of the flip-flop circuits FF11 to FF32 during the test, as shown in FIG.
In synchronization with the scan-in data SID output from, the scan clocks C1 and C2 are input in the order of C1 and C2 by the number corresponding to the number and position of the flip-flop circuits FF11 to FF32 for which data is desired to be set. Then, the scan-in data SID is taken into the flip-flop D-FF1 at the preceding stage of the scan F / F section by the scan clock C1, and the RS flip-flop RS · FF is set or reset according to the latch data.

【0038】続いて、スキャン用クロックC2によって
RSフリップフロップRS・FFの出力がスキャン用F
/F部の後段のフリップフロップD−FF2に取り込ま
れ、スキャンアウト端子へ出力される。そのため、あた
かもスキャン用F/F部の前段のフリップフロップD−
FF1と後段のフリップフロップD−FF2とが、マス
タ・スレーブ構成のフリップフロップと同様な動作をし
て、次々とスキャンインデータが次段のフリップフロッ
プに伝達される。
Subsequently, the output of the RS flip-flop RS / FF is changed to the scan F by the scan clock C2.
The data is taken into the flip-flop D-FF2 at the subsequent stage of the / F section and output to the scan-out terminal. Therefore, it is as if the flip-flop D-
The FF1 and the subsequent flip-flop D-FF2 perform the same operation as the master-slave configuration flip-flop, and the scan-in data is successively transmitted to the next-stage flip-flop.

【0039】また、テスト時に上記のようにしてスキャ
ンインさせたデータを、クロックCKを使って一般論理
部(LG1,LG2)に入力させて動作させ、ある時点で
フリップフロップFF11〜FF32の論理用F/F部
(RSフリップフロップ)に保持されているデータをス
キャンパスを利用してスキャンデータ出力端子SDOU
Tより出力させる場合には、論理用F/F部(RSフリ
ップフロップ)のデータが確定した時点から、図6
(B)のように、スキャン用クロックC1,C2を、C
2,C1の順序でフリップフロップ回路FF11〜FF
32のうちデータを出力させたい位置と数に対応した数
だけ入れてやる。
Further, the data scanned in as described above at the time of the test is input to the general logic units (LG1, LG2) using the clock CK to operate, and at a certain time, the logic signals of the flip-flops FF11 to FF32 are used. The data held in the F / F unit (RS flip-flop) is transferred to the scan data output terminal SDOU using the scan path.
When the data is output from T, the data of the logic F / F unit (RS flip-flop) is determined from the time when the data is determined.
As shown in (B), the scan clocks C1 and C2 are
2, flip-flop circuits FF11-FF in the order of C1
Out of 32, the number corresponding to the position and the number of data to be output is entered.

【0040】すると、スキャン用クロックC2によって
RSフリップフロップRS・FFの保持データがスキャ
ン用F/F部の後段のフリップフロップD−FF2に取
り込まれ、スキャンアウト端子へ出力される。スキャン
アウトデータSODが、スキャン用クロックC1によっ
て次段のフリップフロップのスキャン用F/F部の前段
のフリップフロップD−FF1に取り込まれ、そのラッ
チデータに応じてRSフリップフロップRS・FFがセ
ットまたはリセットされる。上記動作を繰り返すこと
で、スキャン用F/F部の前段のフリップフロップD−
FF1と後段のフリップフロップD−FF2とが、マス
タ・スレーブ構成のフリップフロップと同様な動作をし
て、次々とスキャンアウトデータが次段のフリップフロ
ップに伝達され、テスト結果回収器TSCにより回収さ
れる。なお、中継用フリップフロップFFdの動作は、
通常のマスタ・スレーブ構成のフリップフロップと同様
であるので説明は省略する。
Then, the data held in the RS flip-flop RS / FF is taken into the flip-flop D-FF2 at the subsequent stage of the scan F / F section by the scan clock C2 and output to the scan-out terminal. The scan-out data SOD is taken into the flip-flop D-FF1 at the preceding stage of the scan F / F unit of the next-stage flip-flop by the scan clock C1, and the RS flip-flop RS / FF is set or set according to the latch data. Reset. By repeating the above operation, the flip-flop D-
The FF1 and the subsequent flip-flop D-FF2 perform the same operation as the master-slave configuration flip-flop, and the scan-out data is successively transmitted to the next-stage flip-flop and recovered by the test result recovery unit TSC. You. The operation of the relay flip-flop FFd is as follows.
The description is omitted because it is the same as that of a normal master-slave configuration flip-flop.

【0041】以上本発明者によってなされた発明を実施
例に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施例に
限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で
種々変更可能であることはいうまでもない。例えば上記
実施例では通常論理およびスキャン用シフトレジスタを
構成可能なフリップフロップ回路(FF11〜FF3
2)として、RSフリップフロップと、2個のレベルト
リガ型フリップフロップとにより構成されたものについ
て説明したが、同様の機能および端子を有するものであ
れば、実施例のように明確に3つのフリップフロップに
分割できるものでなく実施例の3つのフリップフロップ
の機能が渾然一体に構成されたような回路を用いること
も可能である。また、テストデータは外部のテスタから
与えることも可能である。
Although the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made without departing from the gist of the invention. Needless to say. For example, in the above-described embodiment, flip-flop circuits (FF11 to FF3) capable of configuring a shift register for normal logic and scan are used.
As 2), a description has been given of an RS flip-flop and two level-triggered flip-flops. However, as long as the flip-flop has the same function and terminal, three flip-flops are clearly used as in the embodiment. It is also possible to use a circuit in which the functions of the three flip-flops according to the embodiment are not completely divided but are integrally formed. Further, the test data can be given from an external tester.

【0042】以上の説明では主として本発明者によって
なされた発明をその背景となった利用分野であるゲート
アレイに適用したものについて説明したが、本発明はそ
れに限定されるものでなく、論理LSIはもちろんディ
ジタル回路とアナログ回路が混在したLSIにも利用す
ることが出来る。
In the above description, the invention made by the present inventor is mainly applied to a gate array which is a field of application as a background, but the present invention is not limited to this. Of course, the present invention can be used for an LSI in which a digital circuit and an analog circuit are mixed.

【0043】[0043]

【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば下記
のとおりである。
The effects obtained by typical ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows.

【0044】すなわち、シフトスキャン方式の診断回路
を内蔵した論理集積回路の診断所要期間を短縮し、不良
検出率を低下させることなく生産性を向上させることが
できる。
That is, the time required for diagnosis of a logic integrated circuit having a built-in shift scan type diagnosis circuit can be shortened, and the productivity can be improved without lowering the defect detection rate.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る診断機能を備えた論理LSIの内
部論理部とその周辺の診断機能部分の一実施例を示すチ
ップ全体の構成例を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing an example of the configuration of an entire chip showing one embodiment of an internal logic unit of a logic LSI having a diagnostic function according to the present invention and a diagnostic function part therearound.

【図2】本発明の要旨を示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory view showing the gist of the present invention.

【図3】本発明を適用した論理集積回路の設計手順のう
ち特に診断回路に設計に関連した部分を示すフローチャ
ートである。
FIG. 3 is a flowchart showing a part related to the design of a diagnostic circuit in a design procedure of a logic integrated circuit to which the present invention is applied;

【図4】本発明の診断回路に用いられる通常論理および
スキャン用シフトレジスタを構成可能なフリップフロッ
プ回路と、スキャン用シフトレジスタを構成可能な中継
用フリップフロップ回路の構成例を示す論理構成図であ
る。
FIG. 4 is a logical configuration diagram showing a configuration example of a flip-flop circuit capable of configuring a normal logic and scan shift register used in the diagnostic circuit of the present invention, and a relay flip-flop circuit capable of configuring a scan shift register; is there.

【図5】(A)はスキャン用シフトレジスタを構成可能
なフリップフロップ回路FF11〜FF32のスキャン
用F/F部のセット・リセット信号形成回路SRGの回
路図、(B)は中継用フリップフロップFFdの第1の
レベルトリガ型フリップフロップD−FF1の回路図で
ある。
FIG. 5A is a circuit diagram of a set / reset signal forming circuit SRG of a scan F / F section of flip-flop circuits FF11 to FF32 which can configure a scan shift register, and FIG. 5B is a relay flip-flop FFd; 1 is a circuit diagram of a first level trigger flip-flop D-FF1.

【図6】(A)は本発明の診断回路に用いられる通常論
理およびスキャン用シフトレジスタを構成可能なフリッ
プフロップ回路のテストデータのスキャンイン時のデー
タとクロックのタイミングを示すタイミングチャート、
(B)は本発明の診断回路に用いられる通常論理および
スキャン用シフトレジスタを構成可能なフリップフロッ
プ回路のデータのスキャンアウト時のデータとクロック
のタイミングを示すタイミングチャートである。
FIG. 6A is a timing chart showing data and clock timings at the time of scan-in of test data of a flip-flop circuit capable of forming a normal logic and scan shift register used in the diagnostic circuit of the present invention;
(B) is a timing chart showing the timing of data and clock at the time of scan-out of data of a flip-flop circuit which can constitute a normal logic and scan shift register used in the diagnostic circuit of the present invention.

【図7】従来のスキャンシフト方式の診断回路における
問題点を示す説明図である。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a problem in a conventional scan shift type diagnostic circuit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

FF11〜FF32 通常論理およびスキャン用シフト
レジスタを構成可能なフリップフロップ回路 FFd 中継用フリップフロップ回路 LG1,LG2 一般論理部 SDOUT スキャンデータ出力端子 PGR 疑似乱数発生回路
FF11 to FF32 Flip-flop circuit capable of forming a shift register for normal logic and scan FFd Relay flip-flop circuit LG1, LG2 General logic section SDOUT Scan data output terminal PGR Pseudo random number generation circuit

フロントページの続き Fターム(参考) 2G032 AA01 AA09 AB01 AC10 AD05 AD06 AG02 AG03 AK01 AK16 5F038 CA17 CD09 DF16 DT02 DT04 DT05 DT06 DT07 DT14 DT18 EZ09 EZ20 Continued on the front page F term (reference) 2G032 AA01 AA09 AB01 AC10 AD05 AD06 AG02 AG03 AK01 AK16 5F038 CA17 CD09 DF16 DT02 DT04 DT05 DT06 DT07 DT14 DT18 EZ09 EZ20

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 通常論理およびスキャン用シフトレジス
タを構成可能なフリップフロップ回路と、スキャン用シ
フトレジスタを構成可能な中継用フリップフロップ回路
とを備え、上記通常論理およびスキャン用シフトレジス
タを構成可能なフリップフロップ回路間の距離が長い部
分には上記中継用フリップフロップ回路が挿入されてい
ることを特徴とする診断機能付き論理集積回路。
1. A flip-flop circuit capable of forming a shift register for normal logic and scan, and a flip-flop circuit for relay capable of forming a shift register for scan, wherein the shift register for normal logic and scan can be formed. A logic integrated circuit with a diagnostic function, wherein the relay flip-flop circuit is inserted in a portion where the distance between the flip-flop circuits is long.
【請求項2】 上記通常論理およびスキャン用シフトレ
ジスタを構成可能なフリップフロップ回路は、通常論理
用フリップフロップ回路とスキャン用フリップフロップ
回路とからなり、該スキャン用フリップフロップ回路と
上記中継用フリップフロップ回路とは類似した回路構成
を有することを特徴とする請求項1に記載の診断機能付
き論理集積回路。
2. The flip-flop circuit capable of forming the normal logic and scan shift register comprises a normal logic flip-flop circuit and a scan flip-flop circuit, wherein the scan flip-flop circuit and the relay flip-flop circuit are provided. 2. The logic integrated circuit with a diagnosis function according to claim 1, wherein the logic integrated circuit has a circuit configuration similar to that of the circuit.
【請求項3】 上記中継用フリップフロップ回路は、2
個のレベルトリガ型フリップフロップが縦続接続された
マスタ・スレーブ構成のフリップフロップ回路であるこ
とを特徴とする請求項2に記載の診断機能付き論理集積
回路。
3. The relay flip-flop circuit according to claim 1, wherein
3. The logic integrated circuit with a diagnosis function according to claim 2, wherein the level-triggered flip-flops are cascade-connected flip-flop circuits having a master / slave configuration.
【請求項4】 上記スキャン用シフトレジスタによりシ
フトされるテストデータをランダムに発生する疑似乱数
発生回路を備えていることを特徴とする請求項1,2ま
たは3に記載の診断機能付き論理集積回路。
4. A logic integrated circuit with a diagnostic function according to claim 1, further comprising a pseudo-random number generating circuit for randomly generating test data shifted by said scan shift register. .
【請求項5】 シフトスキャン方式の診断回路を内蔵し
た論理集積回路を設計するにあたり、論理回路を構成す
るフリップフロップ回路を接続してスキャン用シフトレ
ジスタを構成する際に、所定の距離以上離れているフリ
ップフロップ回路が存在した場合には、そのフリップフ
ロップ回路間に中継用のフリップフロップ回路を配置し
て、この中継用フリップフロップ回路を介してフリップ
フロップ回路間を接続させるようにしたことを特徴とす
る診断機能付き論理集積回路の設計方法。
5. When designing a logic integrated circuit incorporating a shift scan type diagnostic circuit, when a flip-flop circuit constituting a logic circuit is connected to form a scan shift register, the logic circuit is separated by a predetermined distance or more. If a flip-flop circuit exists, a relay flip-flop circuit is arranged between the flip-flop circuits, and the flip-flop circuits are connected via the relay flip-flop circuit. Design method of logic integrated circuit with diagnostic function.
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