JP2000193724A - 入出力回路 - Google Patents

入出力回路

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JP2000193724A
JP2000193724A JP10368192A JP36819298A JP2000193724A JP 2000193724 A JP2000193724 A JP 2000193724A JP 10368192 A JP10368192 A JP 10368192A JP 36819298 A JP36819298 A JP 36819298A JP 2000193724 A JP2000193724 A JP 2000193724A
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circuit
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flip
selector
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Omihiro Mano
臣弘 眞野
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 テスト信号と通常信号とが一つの端子を共用
することができ、かつ、高速なLSI間転送を実現でき
る集積回路の入出力回路を提供する。 【解決手段】 集積回路の入力端子に接続された入力バ
ッファ11と、この入力バッファの後段に接続された、
スルー状態にすることが可能なフリップフロップ31と
を有する入力回路と、通常信号とテスト信号とを入力
し、これらの信号の一方を選択して出力するセレクタ1
と、このセレクタと、集積回路の出力端子との間に設け
られた、スルー状態にすることが可能なフリップフロッ
プ30とを有する出力回路とから構成される集積回路の
入出力回路において、集積回路のテストを行うときに
は、前記セレクタはテスト信号を選択し、前記入力回路
および出力回路のフリップフロップはスルー状態とされ
るように構成した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体集積回路で
高速LSI間転送を行うための入出力回路に関するもの
であり、特にLSIに内蔵されたマクロ回路をテストす
るために入出力するテスト信号と、通常の入出力信号と
を同じ端子で切り換えて使う回路に関するものである。
また、本発明に係わる入出力回路は、特に多ピン(端
子)の高集積・高性能LSIの入力部および出力部で使
用されるものである。
【0002】
【従来の技術】近年のLSIは、高集積化に伴い、論理
回路を構成するゲート回路の他に、RAM、ROM、メ
ガマクロといった、まとまった機能を持つマクロ回路を
内蔵するようになってきている。LSIの生産工程にお
いて、これらのマクロ回路を検査する場合、セレクタ回
路等を使ってマクロ回路の前段および後段にある論理回
路をバイパスし、マクロ回路の入力にLSIのピンから
直接テストパターンを与え、マクロ回路の出力信号をL
SIの出力ピンへ出して観測することが一般的に行われ
ている。近年、マクロ回路の高集積化、多ビット化に伴
い、テストに必要なピンの数が増加しているが、LSI
のピン数にも限りがあるため、これらのテスト用のピン
を通常の信号用として使われているピンと共用すること
が要求されている。
【0003】この要求に応えるために、例えば、特開平
2−22866号公報に開示されているように、入出力
回路にセレクタを内蔵することが提案されている。この
先行技術の入出力回路を図2に示す。図2(a)に示さ
れた出力回路は、レジスタ32と出力バッファ26との
間にセレクタ21が挿入されるという構成をしており、
レジスタ32の出力を出力バッファ26に直結するよう
な構成を有していない。このため、LSIが通常の動作
を行う場合は、レジスタ32の出力信号がセレクタ21
を介して出力バッファ26に到達し、LSIの出力端子
DOから出力されるという動作となる。また、テスト時
には、テスト信号Tがセレクタ21を介して出力バッフ
ァ26に到達し、出力端子DOから出力される。
【0004】図2(b)に入力回路を示す。通常動作に
おいては、入力端子RIから入力される信号は、入力バ
ッファ27を介してレジスタ33に送られる。テスト時
には、入力端子RIから入力されるテスト信号が、入力
バッファ27を介してテスト対象のマクロ回路へ送られ
る。
【0005】また、図4は、上記回路の動作を示すタイ
ミングチャートである。クロックC1の立ち上がりに応
じて、マスタラッチ22の状態M1およびスレブラッチ
23の状態S1が変わり、この変化がセレクタ21の出
力SLとなり、出力バッファ26を介して出力端子DO
から出力される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、この従来技術
には、次のような問題がある。すなわち、LSI間デー
タ転送において、セレクタ回路の遅延時間の分、遅延時
間が増加する。これは、超高速動作が必要な装置を構成
するLSIに必要な、高速のLSI間転送を阻害する要
因となる。
【0007】本発明の主な目的は、テスト信号と通常信
号とが、一つの端子を共用することができ、かつ、高速
なLSI間転送を実現できるような入出力回路を提供す
ることにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、集積回路の入力端子に接続された入力バッファと、
この入力バッファの後段に接続された、スルー状態にす
ることが可能なフリップフロップとを有する入力回路
と、通常信号とテスト信号とを入力し、これらの信号の
一方を選択して出力するセレクタと、このセレクタと、
集積回路の出力端子との間に設けられた、スルー状態に
することが可能なフリップフロップとを有する出力回路
とから構成される集積回路の入出力回路において、集積
回路のテストを行うときには、前記セレクタはテスト信
号を選択し、前記入力回路および出力回路のフリップフ
ロップはスルー状態とされることを特徴とする入出力回
路である。
【0009】請求項2に記載の発明は、前記入力回路お
よび出力回路のフリップフロップは、マスタラッチとス
レブラッチとで構成されていて、それぞれのラッチのク
ロックラインに、クロックを供給するか、前記ラッチを
スルー状態にするためのクランプ信号を供給するかを切
り換える切換手段を有することを特徴とする請求項1に
記載の入出力回路である。
【0010】請求項3に記載の発明は、前記入力回路お
よび出力回路に供給されるクロックは、同一のクロック
であることを特徴とする請求項2に記載の入出力回路で
ある。
【0011】請求項4に記載の発明は、前記入力回路お
よび出力回路に設けられた切換手段は、同一の遅延特性
を有することを特徴とする請求項2または3に記載の入
出力回路である。
【0012】本発明は、LSI間データ転送における送
り手側LSIで、出力最終段のフリップフロップの直前
にテスト信号と通常信号を切り換えるセレクタを配し、
さらにフリップフロップのクロック信号を制御して、こ
のフリップフロップをスルー状態にすることができるよ
うにしたものである。さらに、データ転送における受け
側LSIで、入力されたデータを受けるフリップフロッ
プのクロック信号を制御して、このフリップフロップを
スルー状態にすることができるようにした。
【0013】すなわち、本発明は、入力バッファおよび
出力バッファに、スル−状態にすることができるフリッ
プフロップを接続し、出力用フリップフロップの前段に
セレクタを設けている。このセレクタは、内蔵マクロ回
路のテスト出力信号と、LSI本来の論理動作を行うと
きの通常出力信号とのいずれかを選択する動作を行う。
この入出力回路によると、通常使用時には、本来のLS
I間データ転送動作を行い、また、LSI検査工程など
でマクロ回路を検査する時には、フリップフロップをス
ルー状態にすることで、マクロ回路へ直接テスト入力信
号を送り、またマクロ回路から直接テスト出力信号を得
る。
【0014】
【発明の実施の形態】本発明の一実施形態のブロック図
を図1に示す。図1(a)は出力回路、図1(b)は入
力回路である。出力回路(a)では、フリップフロップ
30の前段に第1のセレクタ1を有し、通常の信号Aと
テスト時の信号Tのうち、いずれの信号をフリップフロ
ップ30に入力するかを切り換えている。
【0015】そして、第1のセレクタ1の出力は、フリ
ップフロップ30が内蔵するマスタラッチ6に入力さ
れ、マスタラッチ6の出力は、スレブラッチ7に入力さ
れる。スレブラッチ7の出力は、出力バッファ10に入
力され、出力バッファ10の出力は、LSIの出力端子
DOから出力される。
【0016】フリップフロップ30を構成するマスタラ
ッチ6とスレブラッチ7の各々のクロックラインに、ク
ロック信号C1か、クランプ信号P1、P2の、いずれ
をラッチに入力するかを切り換える第2、第3のセレク
タ2、3が設けられている。第1、第2、第3のセレク
タには制御信号Mが供給され、これにより連動した選択
動作を行う。
【0017】一方、入力回路(b)では、入力端子RI
からの入力が、入力バッファ11に入力され、入力バッ
ファ11の出力が、フリップフロップ31が内蔵するマ
スタラッチ8に入力され、マスタラッチ8の出力が、ス
レブラッチ9に入力され、スレブラッチ9の出力が、後
段の回路に送られる。
【0018】フリップフロップ31を構成するマスタラ
ッチ8とスレブラッチ9の各々のクロックラインに、ク
ロック信号C2か、クランプ信号P1、P2の、いずれ
を入力するかを切り換える第4、第5のセレクタ4、5
を有している。第4、第5のセレクタ4、5には制御信
号Mが供給され、これにより、第4、第5のセレクタ
4、5は、連動した選択動作を行う。
【0019】このように構成された入力回路と出力回路
を使って、LSI間の接続を行う。まず、通常の動作を
行う場合、出力回路(a)では、第1のセレクタ1は通
常の信号Aを選択し、第2、第3のセレクタ2、3はク
ロック信号C1を選択する。これにより、LSI内部の
信号Aは、セレクタ1、フリップフロップ30、出力バ
ッファ10を経て出力端子DOからLSIの外部へ出力
される。また、入力回路(b)では、LSIの入力端子
RIから入力された信号を、入力バッファ11、フリッ
プフロップ31を経て、LSI内部へ伝搬させる。
【0020】LSI生産工程などにおいて、LSIに内
蔵されているマクロ回路のテストを行う時には、出力回
路(a)では、第1のセレクタ1はテスト時の信号Tを
選択し、第2、第3のセレクタ2、3はクランプ信号P
1、P2を選択する。第1のセレクタ1のテスト時の信
号Tには、マクロ回路のテスト出力信号が接続されてい
る。また、第2、第3のセレクタ2、3のクランプ信号
P1、P2には、マスタラッチ6、スレブラッチ7とも
にスルー状態になるような論理値が設定されている。こ
れにより、LSI内部のマクロ回路のテスト出力信号T
が、セレクタ1、フリップフロップ30、出力バッファ
10を経てLSI外部へ送られるが、フリップフロップ
30を構成するマスタラッチ6とスレブラッチ7の両者
がスルー状態となっているため、フリップフロップ30
にクロックC1を印加することなく、マクロ回路の検査
を行うことができる。
【0021】またこのとき、入力回路(b)において
は、第4、第5のセレクタ4、5もクランプ信号P1、
P2を選択する。第4、第5のセレクタ4、5のクラン
プ信号P1、P2には、マスタラッチ8、スレブラッチ
9ともにスルー状態になるような論理値が設定されてい
る。これにより、LSIの入力端子RIに供給された信
号は、入力バッファ11、フリップフロップ31を経て
LSI内部へ伝搬されるが、フリップフロップ31を構
成するマスタラッチ8とスレブラッチ9の両者がスルー
状態となっているため、フリップフロップ31にクロッ
クC2を印加することなく、内部へ信号を伝えることが
できる。従って、このフリップフロップ31の出力信号
RDを、内蔵マクロ回路のテスト用信号入力(図示せ
ず)へ接続することによって、マクロ回路にテスト用信
号を印加することができる。
【0022】このように、マクロ回路のテスト時には、
入力回路(a)、出力回路(b)に内蔵されたフリップ
フロップ30、31をスルー状態にすることで、LSI
外部から直接マクロ回路に対してテスト信号を与えて、
マクロ回路の出力信号をLSI外部に直接出して確認す
ることができる。
【0023】以下、本実施形態の動作を図3のタイミン
グチャートを参照して詳細に説明する。図3は、通常動
作時のタイミングを示すものである。クロックC1の立
ち上がりエッジによりマスタラッチ6とスレブラッチ7
が動作し、出力信号を出力バッファ10を介して出力端
子DOから出力させる。
【0024】図2に示す従来例では、スレブラッチ23
と出力バッファ26との間にセレクタ21が入っている
ため、図4のタイミングチャートに示すように、クロッ
クC1の立ち上がりから出力端子DOの切り替わりまで
の遅延が大きい。これに対し、本発明による図1の回路
では、スレブラッチ7と出力バッファ10の間には何も
入っていないので、従来例に比べて出力遅延が小さくな
る。
【0025】一方、マクロ回路をテストする時の動作
は、図5のタイミングチャートに示すように、第1のセ
レクタ1にはマクロ回路のテスト出力T1が入力され、
マスタラッチ6、スレブラッチ7共にスルー状態(M
1、S1)になっているため、テスト出力信号T1は、
そのままマスタラッチ6、スレブラッチ7を通り抜け
て、出力バッファ10を介して出力端子DOから出力さ
れる。また、入力回路においても、入力端子RIに入力
されたテスト信号が、スルー状態となったマスタラッチ
8およびスレブラッチ9を通過し(M2、S2)、内部
信号RDとなる。
【0026】上記実施形態では、図1(a)に示すよう
に、マスタラッチ6とスレブラッチ7でフリップフロッ
プ30を構成するようになっているが、第2、第3のセ
レクタ2、3も含めて、フリップフロップ回路を構成し
ても良い。また、図1(b)に示すように、マスタラッ
チ8とスレブラッチ9でフリップフロップ31を構成す
るようになっているが、第3、第4のセレクタ4、5を
含めて、フリップフロップ回路を構成しても良い。
【0027】このようにクロックラインに挿入するセレ
クタまで含めてフリップフロップ回路とすることによ
り、第2のセレクタ2からマスタラッチ6までの遅延時
間と、第3のセレクタ3からスレブラッチ7までの遅延
時間の関係を保証して、より安定したフリップフロップ
動作を得ることができる効果がある。これについては、
入力回路(b)における第4のセレクタ4からマスタラ
ッチ8までの遅延時間と、第5のセレクタ5からスレブ
ラッチ9までの遅延時間の関係を保証することにおいて
も同一の効果を得ることになる。
【0028】上記に示したものの他に、出力回路におい
ては、さらに、第1のセレクタ1も含めて、フリップフ
ロップ回路を構成しても良い。このような構成とするこ
とで、第1のセレクタからマスタラッチ6までの配線が
短くなり、LSI内の配線収容性が向上し、レイアウト
設計上有利となる効果がある。
【0029】
【発明の効果】本発明によれば、LSIの端子をテスト
時と平常時とで共用することができるため、端子数を削
減できるという効果が得られると共に、従来の端子共用
化によって設けられたセレクタによる遅延特性の悪化を
引き起こすことがない。すなわち、出力回路について見
ると、セレクタがフリップフロップの前段に設けられ、
フリップフロップと出力バッファとが直結されているの
で、通常の使用時に、セレクタが遅延時間を増加させる
ことはない。
【0030】出力回路のスレブラッチ7のクロックライ
ンに入れた第3のセレクタ3により、クロックC1の立
ち上がりエッジから、フリップフロップ30の出力の切
り替わりまでの遅延が増加するが、入力回路のマスタラ
ッチ8のクロックラインにも、同様のセレクタ(第4の
セレクタ4)を入れているため、送り側のフリップフロ
ップ30と受け側のフリップフロップ31とにおいて、
クロックが同位相だけずれることになり、実質的に転送
遅延時間に影響を及ぼすことはない。従って、LSIに
内蔵されたマクロ回路のテスト用端子と一般信号用端子
とを兼用することができながら、LSI間転送遅延特性
の悪化を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施形態のブロック図。
【図2】 従来技術を示すブロック図。
【図3】 本発明の、通常動作時の動作を説明するため
のタイミングチャート。
【図4】 従来技術の、通常動作時の動作を説明するた
めのタイミングチャート。
【図5】 本発明の、マクロ回路をテストする時の動作
を説明するためのタイミングチャート。
【符号の説明】
1 第1のセレクタ 2 第2のセレクタ 3 第3のセレクタ 4 第4のセレクタ 5 第5のセレクタ 6 マスタラッチ 7 スレブラッチ 8 マスタラッチ 9 スレブラッチ 10 出力バッファ 11 入力バッファ 21 セレクタ 22 マスタラッチ 23 スレブラッチ 24 マスタラッチ 25 スレブラッチ 26 出力バッファ 27 入力バッファ 30 フリップフロップ 31 フリップフロッ
プ 32 レジスタ 33 レジスタ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 集積回路の入力端子に接続された入力バ
    ッファと、 この入力バッファの後段に接続された、スルー状態にす
    ることが可能なフリップフロップとを有する入力回路
    と、 通常信号とテスト信号とを入力し、これらの信号の一方
    を選択して出力するセレクタと、 このセレクタと、集積回路の出力端子との間に設けられ
    た、スルー状態にすることが可能なフリップフロップと
    を有する出力回路とから構成される集積回路の入出力回
    路において、 集積回路のテストを行うときには、前記セレクタはテス
    ト信号を選択し、前記入力回路および出力回路のフリッ
    プフロップはスルー状態とされることを特徴とする入出
    力回路。
  2. 【請求項2】 前記入力回路および出力回路のフリップ
    フロップは、マスタラッチとスレブラッチとで構成され
    ていて、 それぞれのラッチのクロックラインに、クロックを供給
    するか、前記ラッチをスルー状態にするためのクランプ
    信号を供給するかを切り換える切換手段を有することを
    特徴とする請求項1に記載の入出力回路。
  3. 【請求項3】 前記入力回路および出力回路に供給され
    るクロックは、同一のクロックであることを特徴とする
    請求項2に記載の入出力回路。
  4. 【請求項4】 前記入力回路および出力回路に設けられ
    た切換手段は、同一の遅延特性を有することを特徴とす
    る請求項2または3に記載の入出力回路。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004088749A1 (ja) * 2003-03-31 2004-10-14 Fujitsu Limited 半導体集積回路装置、および半導体集積回路装置の制御方法

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