JP2000227456A - Scan flip-flop - Google Patents

Scan flip-flop

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JP2000227456A
JP2000227456A JP11028414A JP2841499A JP2000227456A JP 2000227456 A JP2000227456 A JP 2000227456A JP 11028414 A JP11028414 A JP 11028414A JP 2841499 A JP2841499 A JP 2841499A JP 2000227456 A JP2000227456 A JP 2000227456A
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JP
Japan
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signal
flop
scan
input
flip
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JP11028414A
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Japanese (ja)
Inventor
Masayuki Yoshiyama
正之 吉山
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JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To carry out a sure scan test by holding a signal outputted from a multiplexer in a data latch circuit before the signal held in the data latch circuit is held in FF synchronously with a clock signal. SOLUTION: Input signals D1, D2 are inputted to three-state inverters 12, 14 individually, and its output is short-circuited to be inputted to an inverter 16. By means of an FF 20, an output of the inverter 16 is inputted to a data input and a clock signal CK is inputted to a clock input, and an output signal Q is outputted from its output. A bus holder 18 is connected to an input of the inverter 16. A scan enable signal is varied before the clock signal CK in the FF 20 is actuated, and a reverse signal for the input signal D1 or D2 is previously held in the bus holder 18. Subsequently, the reverse signal held in the bus holder 18 is reversed by an inverter 16 to be held in the FF 20 when the clock signal CK is actuated. In this way, a shift operation can be secured without causing any shift erroneous operation.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の内部
回路の制御性や観測性を向上させるためのテスト回路と
して用いられるスキャンフリップフロップに関するもの
である。
The present invention relates to a scan flip-flop used as a test circuit for improving controllability and observability of an internal circuit of a semiconductor device.

【0002】[0002]

【従来の技術】図5は、従来のスキャンフリップフロッ
プの一例の構成概念図である。同図に示すスキャンフリ
ップフロップ34は、前述のテスト回路として通常のフ
リップフロップの代わりに使用されるもので、スキャン
イネーブル信号Sの状態に応じて、入力信号D1または
入力信号D0のいずれかを選択的に出力するマルチプレ
クサ36と、このマルチプレクサ36の出力信号をクロ
ック信号CKに同期して保持するフリップフロップ38
とを有する。
2. Description of the Related Art FIG. 5 is a conceptual diagram showing an example of a conventional scan flip-flop. The scan flip-flop 34 shown in the figure is used in place of a normal flip-flop as the above-mentioned test circuit, and selects either the input signal D1 or the input signal D0 according to the state of the scan enable signal S. And a flip-flop 38 for holding the output signal of the multiplexer 36 in synchronization with the clock signal CK.
And

【0003】ここで、マルチプレクサ36の入力1,0
には、各々入力信号D1,D0が入力され、その選択入
力にはスキャンイネーブル信号Sが入力され、その出力
信号は、フリップフロップ38のデータ入力に入力され
ている。また、フリップフロップ38のクロック入力に
はクロック信号CKが入力され、フリップフロップ38
からは出力信号Qが出力されている。
Here, the inputs 1, 0 of the multiplexer 36 are
, Input signals D1 and D0 are respectively inputted, a scan enable signal S is inputted to a selection input thereof, and an output signal thereof is inputted to a data input of the flip-flop 38. The clock signal CK is input to the clock input of the flip-flop 38,
Output an output signal Q.

【0004】このスキャンフリップフロップ34では、
スキャンイネーブル信号Sがハイレベルの時にマルチプ
レクサ36から入力信号D1が出力され、これに対し
て、スキャンイネーブル信号Sがローレベルの時には入
力信号D0が出力される。そして、マルチプレクサ36
からの出力信号は、クロック信号CKの立ち上がりのタ
イミングに同期してフリップフロップ38に保持される
とともに、出力信号Qとして出力される。
In the scan flip-flop 34,
When the scan enable signal S is at the high level, the input signal D1 is output from the multiplexer 36, whereas when the scan enable signal S is at the low level, the input signal D0 is output. And the multiplexer 36
Is held in the flip-flop 38 in synchronization with the rising timing of the clock signal CK, and is output as the output signal Q.

【0005】続いて、図6に、従来のスキャンフリップ
フロップを使用して構成されたスキャン回路の一例の構
成概念図を示す。図示例のスキャン回路40は、図5に
示すスキャンフリップフロップ34を使用して構成され
たテスト回路の一例を示すもので、複数のスキャンフリ
ップフロップ34を直列接続してスキャンチェーン(シ
フトレジスタ)が構成されている。なお、同図には、2
つのスキャンフリップフロップ34が示されている。
FIG. 6 shows a conceptual diagram of an example of a scan circuit configured using a conventional scan flip-flop. The scan circuit 40 in the illustrated example is an example of a test circuit configured by using the scan flip-flops 34 shown in FIG. 5, and a scan chain (shift register) is formed by connecting a plurality of scan flip-flops 34 in series. It is configured. Note that FIG.
Two scan flip-flops 34 are shown.

【0006】スキャンフリップフロップ34のマルチプ
レクサ36の入力0には内部回路42からの出力信号が
入力され、その入力1には、前段のスキャンフリップフ
ロップ34からの出力信号が入力されている。また、各
々のスキャンフリップフロップ34の出力は、内部回路
42にも入力されている。クロック信号は、バッファ4
4を介して各々のスキャンフリップフロップ34に供給
されている。なお、同図では、スキャンイネーブル信号
Sは省略してある。
The output signal from the internal circuit 42 is input to the input 0 of the multiplexer 36 of the scan flip-flop 34, and the output signal from the preceding scan flip-flop 34 is input to the input 1. The output of each scan flip-flop 34 is also input to the internal circuit 42. The clock signal is supplied to buffer 4
4 to each scan flip-flop 34. Note that the scan enable signal S is omitted in FIG.

【0007】このスキャン回路40において、まず、ス
キャンイネーブル信号をローレベルとすると、マルチプ
レクサ36からは内部回路42の出力信号が出力され、
クロック信号に同期してフリップフロップ38に保持さ
れる。その後、スキャンイネーブル信号をハイレベルに
すると、マルチプレクサ36からは、前段のスキャンフ
リップフロップ34の出力信号が出力され、クロック信
号に同期して次段のスキャンフリップフロップ34のフ
リップフロップ38に保持される。
In the scan circuit 40, first, when the scan enable signal is set to low level, the output signal of the internal circuit 42 is output from the multiplexer 36,
The data is held in the flip-flop 38 in synchronization with the clock signal. Thereafter, when the scan enable signal is set to a high level, the output signal of the preceding scan flip-flop 34 is output from the multiplexer 36 and is held in the flip-flop 38 of the next scan flip-flop 34 in synchronization with the clock signal. .

【0008】したがって、例えば初段のスキャンフリッ
プフロップ34のマルチプレクサ36の入力1をスキャ
ン入力のための入力端子に接続し、最終段のスキャンフ
リップフロップ34の出力信号をスキャン出力のための
出力端子に接続することにより、スキャン入力から入力
される信号をスキャンフリップフロップ34に設定して
内部回路42を制御したり、内部回路42の状態をスキ
ャンフリップフロップ34に取り込み、これをスキャン
出力から出力して確認することができる。
Therefore, for example, the input 1 of the multiplexer 36 of the first-stage scan flip-flop 34 is connected to the input terminal for scan input, and the output signal of the last-stage scan flip-flop 34 is connected to the output terminal for scan output. By doing so, a signal input from the scan input is set in the scan flip-flop 34 to control the internal circuit 42, or the state of the internal circuit 42 is taken in the scan flip-flop 34 and output from the scan output for confirmation. can do.

【0009】ところで、各々のスキャンフリップフロッ
プ34に保持されている信号は、クロック信号に同期し
て次段のスキャンフリップフロップ34に順次シフトさ
れる。この時、クロック信号の配線の引き回しによって
は、図6に概念的に示すように配線による遅延46が発
生し、前段のスキャンフリップフロップ34に入力され
るクロック信号よりも、次段のスキャンフリップフロッ
プ34に入力されるクロック信号のほうが遅くなる場合
がある。
The signal held in each scan flip-flop 34 is sequentially shifted to the next-stage scan flip-flop 34 in synchronization with the clock signal. At this time, depending on the routing of the clock signal wiring, a delay 46 due to the wiring occurs as conceptually shown in FIG. 6, and the clock signal inputted to the preceding scan flip-flop 34 is more than the clock signal inputted to the preceding scan flip-flop 34. In some cases, the clock signal input to the input terminal 34 is slower.

【0010】この場合、前段のスキャンフリップフロッ
プ34に入力されるクロック信号に同期して、前段のス
キャンフリップフロップ34の出力信号が変化してか
ら、後段のスキャンフリップフロップ34のクロック信
号が変化すると、後段のスキャンフリップフロップ34
は、前段のスキャンフリップフロップ34の変化後の出
力信号を取り込むことになり、1クロックで2クロック
分シフトされてしまうというシフト誤動作が発生する。
In this case, when the output signal of the preceding scan flip-flop changes in synchronization with the clock signal input to the preceding scan flip-flop, the clock signal of the subsequent scan flip-flop changes. , The subsequent scan flip-flop 34
In this case, the output signal after the change of the scan flip-flop 34 in the preceding stage is fetched, which causes a shift malfunction such that one clock is shifted by two clocks.

【0011】この問題を解決するために、従来より、例
えば前段のスキャンフリップフロップ34の出力信号に
バッファを挿入して遅延させたり、自動配置配線をやり
直して、前段と後段のスキャンフリップフロップ34に
入力されるクロック信号のスキューが許容範囲内に収ま
るようにすることにより、前段のスキャンフリップフロ
ップ34の出力信号が、1クロックで後段のスキャンフ
リップフロップ34に突き抜けるのを防止していた。
In order to solve this problem, conventionally, for example, a buffer is inserted into the output signal of the preceding scan flip-flop 34 to delay the signal, or the automatic placement and routing is performed again, so that the output signal of the preceding and subsequent scan flip-flop 34 is reduced. By making the skew of the input clock signal fall within the allowable range, the output signal of the preceding scan flip-flop 34 is prevented from penetrating into the subsequent scan flip-flop 34 by one clock.

【0012】しかし、前述のように、前段のスキャンフ
リップフロップ34の出力信号を遅延させたり、自動配
置配線をやり直したとしても、例えば製造プロセスや、
電圧、温度等の変動の影響によって、スキャンフリップ
フロップ34の出力信号やクロック信号の遅延時間が変
動してしまい、工数や手間がかかる割には、スキャン回
路のシフト誤動作を確実に防止することができるかどう
かは分からないという問題点があった。
However, as described above, even if the output signal of the preceding scan flip-flop 34 is delayed or the automatic placement and routing is performed again, for example, the manufacturing process,
The delay time of the output signal and the clock signal of the scan flip-flop 34 fluctuates due to the influence of fluctuations in voltage, temperature, and the like. There was a problem that it was not known whether it could be done.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、前記
従来技術に基づく問題点をかえりみて、クロック信号の
スキューによるシフト誤動作を防止し、確実にスキャン
テストを行うことができるスキャンフリップフロップを
提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a scan flip-flop capable of preventing a shift malfunction due to a skew of a clock signal and reliably performing a scan test, in view of the problems based on the prior art. To provide.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、同時にアクティブ状態とはならない第1
および第2の制御信号がアクティブ状態の間だけ、アク
ティブ状態の前記第1または第2の制御信号に各々対応
する第1または第2の入力信号を出力するマルチプレク
サと、前記第1または第2の制御信号がアクティブ状態
の間に前記マルチプレクサから出力される信号を保持す
るデータラッチ回路と、このデータラッチ回路に保持さ
れた信号をクロック信号に同期して保持するフリップフ
ロップとを有し、前記データラッチ回路に保持された信
号が、前記クロック信号に同期して前記フリップフロッ
プに保持される前に、前記マルチプレクサから出力され
る信号を前記データラッチ回路に保持しておくことを特
徴とするスキャンフリップフロップを提供するものであ
る。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to achieve the above object, the present invention relates to a first method which is not simultaneously active.
And a multiplexer for outputting a first or second input signal corresponding to the first or second control signal in an active state only while the second or third control signal is in an active state; A data latch circuit for holding a signal output from the multiplexer while a control signal is in an active state, and a flip-flop for holding a signal held in the data latch circuit in synchronization with a clock signal, A signal output from the multiplexer is held in the data latch circuit before the signal held in the latch circuit is held in the flip-flop in synchronization with the clock signal. Offer

【0015】ここで、前記データラッチ回路に保持され
た信号が、前記クロック信号に同期して前記フリップフ
ロップに保持される前に、前記マルチプレクサから出力
される信号を前記データラッチ回路に保持させる手段と
しては、スキャンイネーブル信号が変化するタイミング
に応じて、所定パルス幅の前記第1および第2の制御信
号を発生する制御信号発生回路を設け、その出力制御信
号を各々の当該スキャンフリップフロップのマルチプレ
クサに供給することによりなされる。
Here, before the signal held in the data latch circuit is held in the flip-flop in synchronization with the clock signal, means for holding the signal output from the multiplexer in the data latch circuit. A control signal generating circuit for generating the first and second control signals having a predetermined pulse width in accordance with the timing at which the scan enable signal changes, and providing the output control signal to the multiplexer of each of the scan flip-flops By supplying it to

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下に、添付の図面に示す好適実
施例に基づいて、本発明のスキャンフリップフロップを
詳細に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a scan flip-flop according to the present invention will be described in detail based on a preferred embodiment shown in the accompanying drawings.

【0017】図1は、本発明のスキャンフリップフロッ
プの一実施例の構成概念図である。図示例のスキャンフ
リップフロップ10は、スキャン回路を構成するために
通常のフリップフロップの代わりに使用されるもので、
本発明のマルチプレクサの一例となる3ステートインバ
ータ12,14、インバータ16、本発明のデータラッ
チ回路の一例となるバスホルダー(BH)18、およ
び、フリップフロップ20を有する。
FIG. 1 is a conceptual diagram showing the configuration of an embodiment of a scan flip-flop according to the present invention. The illustrated scan flip-flop 10 is used in place of a normal flip-flop to configure a scan circuit.
The inverter includes three-state inverters 12 and 14 as an example of the multiplexer of the present invention, an inverter 16, a bus holder (BH) 18 as an example of the data latch circuit of the present invention, and a flip-flop 20.

【0018】ここで、3ステートインバータ12,14
の入力には、それぞれ入力信号D1,D0が入力され、
その出力は互いに短絡されてインバータ16に入力され
ている。インバータ16の出力はフリップフロップ20
のデータ入力に入力され、フリップフロップ20のクロ
ック入力にはクロック信号CKが入力され、フリップフ
ロップ20からは出力信号Qが出力されている。また、
バスホルダー18は、インバータ16の入力に接続され
ている。
Here, the three-state inverters 12, 14
Are input signals D1 and D0, respectively.
The outputs are short-circuited and input to the inverter 16. The output of the inverter 16 is a flip-flop 20
, A clock signal CK is input to a clock input of the flip-flop 20, and an output signal Q is output from the flip-flop 20. Also,
The bus holder 18 is connected to an input of the inverter 16.

【0019】なお、3ステートインバータ12の制御入
力およびその反転入力には、それぞれ制御信号SBおよ
びその反転信号SB ̄が入力され、3ステートインバー
タ14の制御入力およびその反転入力には、それぞれ制
御信号SNおよびその反転信号SN ̄が入力されてい
る。これらの制御信号SB,SB ̄および制御信号S
N,SN ̄は、次に述べるように、どちらも所定のパル
ス幅を持つパルス信号であって、同時にはいずれか一方
のみがアクティブ状態とされる。
A control signal SB and its inverted signal SB # are input to the control input and its inverted input of the three-state inverter 12, respectively, and a control signal and an inverted signal thereof are respectively input to the control input and its inverted input of the three-state inverter 14. SN and its inverted signal SN # are input. These control signals SB, SB # and control signal S
N and SN are both pulse signals having a predetermined pulse width, as described below, and only one of them is active at the same time.

【0020】続いて、図2(a)に、制御信号発生回路
の一実施例の概念図、同図(b)に、その動作を表す一
実施例のタイミングチャートを示す。図2(a)に示す
制御信号発生回路22は、図1に示す3ステートインバ
ータ12,14の制御入力およびその反転入力に入力さ
れる制御信号SB,SB ̄および制御信号SN,SN ̄
を発生するもので、立ち上がり/立ち下り検出回路24
と、ORゲート26とを有する。
FIG. 2A is a conceptual diagram of one embodiment of a control signal generating circuit, and FIG. 2B is a timing chart of one embodiment showing the operation thereof. The control signal generation circuit 22 shown in FIG. 2A includes control signals SB, SB # and control signals SN, SN # input to the control inputs of the three-state inverters 12, 14 shown in FIG.
Rise / fall detection circuit 24
And an OR gate 26.

【0021】立ち上がり/立ち下り検出回路24にはス
キャンイネーブル信号Sが入力され、立ち上がり/立ち
下り検出回路24からは、制御信号SB,SN’が出力
されている。また、ORゲート26の一方の入力には制
御信号SN’が入力され、他方の反転入力にはスキャン
テスト信号SCAN_TESTが入力され、ORゲート
26からは制御信号SNが出力されている。なお、同図
では、制御信号SB,NBの反転信号である制御信号S
B ̄,NB ̄は省略してある。
The rising / falling detection circuit 24 receives a scan enable signal S, and the rising / falling detection circuit 24 outputs control signals SB and SN '. The control signal SN ′ is input to one input of the OR gate 26, the scan test signal SCAN_TEST is input to the other inverted input, and the control signal SN is output from the OR gate 26. Note that, in the figure, the control signal S which is an inverted signal of the control signals SB and NB is
B # and NB # are omitted.

【0022】立ち上がり/立ち下り検出回路24は、本
実施例の場合、図2(b)のタイミングチャートに示す
ように、スキャンイネーブル信号Sの立ち上がりのタイ
ミングを検出して、その立ち上がりのタイミングから所
定のパルス幅を持つ制御信号SBを発生するとともに、
スキャンイネーブル信号の立ち下りのタイミングを検出
して、その立ち下りのタイミングから所定のパルス幅を
持つ制御信号SN’すなわち制御信号SNを発生する。
In the case of the present embodiment, the rising / falling detecting circuit 24 detects the rising timing of the scan enable signal S and determines a predetermined timing from the rising timing, as shown in the timing chart of FIG. Generates a control signal SB having a pulse width of
A falling timing of the scan enable signal is detected, and a control signal SN ′ having a predetermined pulse width, that is, a control signal SN is generated from the falling timing.

【0023】スキャンテスト信号SCAN_TEST
は、通常動作モードとスキャンテストモードを切り替え
るテスト用の信号である。本実施例の場合、スキャンテ
スト信号SCAN_TESTがローレベルの時は通常動
作モードとなり、スキャンイネーブル信号Sもローレベ
ルであることから、制御信号SB,SNはそれぞれロー
レベルおよびハイレベルに固定される。したがって、3
ステートインバータ12,14はそれぞれオフ、オンと
なり、入力信号D0がクロック信号CKに同期してフリ
ップフロップ20に保持される。
Scan test signal SCAN_TEST
Is a test signal for switching between the normal operation mode and the scan test mode. In the case of the present embodiment, when the scan test signal SCAN_TEST is at the low level, the normal operation mode is set, and the scan enable signal S is also at the low level, so that the control signals SB and SN are fixed to the low level and the high level, respectively. Therefore, 3
The state inverters 12 and 14 are turned off and on, respectively, and the input signal D0 is held in the flip-flop 20 in synchronization with the clock signal CK.

【0024】これに対し、スキャンテスト信号SCAN
_TESTがハイレベルの時はスキャンテストモードと
なり、制御信号発生回路22から出力される制御信号S
B,SN’(SN)は図2に示すタイミングで動作す
る。すなわち、スキャンイネーブル信号Sを立ち上げる
ことにより制御信号SBが発生し、この制御信号SBが
ハイレベルの間だけ3ステートインバータ12がオンと
なり、入力信号D1の反転信号がバスホルダー18に保
持される。
On the other hand, scan test signal SCAN
When _TEST is at a high level, the scan test mode is set and the control signal S output from the control signal generation circuit 22 is set.
B and SN '(SN) operate at the timing shown in FIG. That is, when the scan enable signal S rises, the control signal SB is generated, and only when the control signal SB is at the high level, the three-state inverter 12 is turned on, and the inverted signal of the input signal D1 is held in the bus holder 18. .

【0025】同じく、スキャンイネーブル信号Sを立ち
下げることにより制御信号SNが発生し、この制御信号
SNがハイレベルの期間だけ3ステートインバータ14
がオンとなり、入力信号D0の反転信号がバスホルダー
18に保持される。そして、バスホルダー18に保持さ
れた反転信号は、インバータ16により反転され、クロ
ック信号CKの立ち上がりのタイミングでフリップフロ
ップ20に保持されるとともに、出力信号Qとして出力
される。
Similarly, when the scan enable signal S falls, a control signal SN is generated, and only when the control signal SN is at the high level is the three-state inverter 14 switched off.
Is turned on, and the inverted signal of the input signal D0 is held in the bus holder 18. The inverted signal held in the bus holder 18 is inverted by the inverter 16 and is held in the flip-flop 20 at the rising timing of the clock signal CK and is output as the output signal Q.

【0026】すなわち、本発明のスキャンフリップフロ
ップ10では、フリップフロップ20のクロック信号C
Kがハイレベルに立ち上がる前に、スキャンイネーブル
信号Sを変化させることにより、入力信号D1または入
力信号D0の反転信号をあらかじめバスホルダー18に
保持しておくことができる。その後、バスホルダー18
に保持された反転信号はインバータによりさらに反転さ
れ、クロック信号CKの立ち上がりでフリップフロップ
20に保持される。
That is, in the scan flip-flop 10 of the present invention, the clock signal C
By changing the scan enable signal S before K rises to a high level, an input signal D1 or an inverted signal of the input signal D0 can be held in the bus holder 18 in advance. Then, the bus holder 18
Is further inverted by the inverter, and is held in the flip-flop 20 at the rise of the clock signal CK.

【0027】なお、本発明のスキャンフリップフロップ
10は1つのマクロセルとして構成されるものである。
ここで、3ステートインバータ12,14の代わりに3
ステートバッファ等を用いてもよく、この場合、インバ
ータ16は不要である。本発明のデータラッチ回路とし
てバスホルダーを例示しているが、データを保持する従
来公知のデータラッチ回路はいずれも適用可能である。
また、立ち上がり/立ち下り検出回路24も従来公知の
全てのものが適用可能である。
The scan flip-flop 10 of the present invention is configured as one macro cell.
Here, instead of the three-state inverters 12 and 14, 3
A state buffer or the like may be used, and in this case, the inverter 16 is unnecessary. Although the bus latch is illustrated as the data latch circuit of the present invention, any conventionally known data latch circuit that holds data can be applied.
In addition, as the rise / fall detection circuit 24, all conventionally known circuits can be applied.

【0028】また、フリップフロップ20のクロック入
力は、図示例のポジティブエッジタイプでも、その反対
のネガティブエッジタイプでもよい。スキャンテスト信
号SCAN_TESTは、本発明のスキャンフリップフ
ロップを使用して構成したスキャン回路のテスト専用に
設けてもよいが、通常、半導体装置には、内部の機能ブ
ロックを個別にテストするためにテスト専用の入力端子
や内部レジスタが設けられるので、これを使用するのが
好ましい。
The clock input of the flip-flop 20 may be a positive edge type shown in the illustrated example or a negative edge type opposite thereto. The scan test signal SCAN_TEST may be provided exclusively for testing a scan circuit formed by using the scan flip-flop of the present invention. However, usually, a semiconductor device has a dedicated test for individually testing internal function blocks. It is preferable to use these input terminals and internal registers.

【0029】続いて、図3に、本発明のスキャンフリッ
プフロップを使用して構成されたスキャン回路の一実施
例の構成概念図を示す。図示例のスキャン回路28は、
図1に示す本発明のスキャンフリップフロップ10を複
数個直列接続してスキャンチェーン(シフトレジスタ)
を構成した場合の一例を示すものである。なお、同図に
は、従来技術との比較が容易となるように、2つのスキ
ャンフリップフロップ10を示してある。
FIG. 3 is a conceptual diagram showing the configuration of an embodiment of a scan circuit using the scan flip-flop of the present invention. The scan circuit 28 in the illustrated example includes:
A scan chain (shift register) by connecting a plurality of scan flip-flops 10 of the present invention shown in FIG. 1 in series.
This is an example of the case where is configured. In FIG. 1, two scan flip-flops 10 are shown for easy comparison with the prior art.

【0030】スキャンフリップフロップ10の入力D0
(3ステートインバータ14の入力)には内部回路30
からの出力信号が入力され、その入力D1(3ステート
インバータ12の入力)には、前段のスキャンフリップ
フロップ10からの出力信号が入力されている。各々の
スキャンフリップフロップ10には制御信号SBおよび
SNが入力され、その出力は内部回路30にも入力され
ている。また、クロック信号CKが、各々のスキャンフ
リップフロップ10に供給されている。
The input D0 of the scan flip-flop 10
The internal circuit 30 (input of the three-state inverter 14)
The output signal from the preceding scan flip-flop 10 is input to the input D1 (input of the three-state inverter 12). Control signals SB and SN are input to each scan flip-flop 10, and the output is also input to the internal circuit 30. Further, a clock signal CK is supplied to each scan flip-flop 10.

【0031】以下、図4に示すタイミングチャートを参
照しながら、図3に示すスキャン回路28の動作につい
て説明する。なお、図3に示すように、以下の説明で
は、前段(図中左側)および後段(図中右側)のスキャ
ンフリップフロップ10に入力されるクロック信号をそ
れぞれクロック信号CK1,CK2とし、その出力信号
をそれぞれ出力信号Q1,Q2とする。また、図4のタ
イミングチャートでも同じ符号を使用している。
The operation of the scan circuit 28 shown in FIG. 3 will be described below with reference to the timing chart shown in FIG. As shown in FIG. 3, in the following description, the clock signals input to the preceding (left side in the figure) and subsequent (right side in the figure) scan flip-flops 10 are clock signals CK1 and CK2, respectively. Are output signals Q1 and Q2, respectively. Also, the same reference numerals are used in the timing chart of FIG.

【0032】ここで、後段のスキャンフリップフロップ
10に入力されるクロック信号CK2は、図3のスキャ
ン回路28に概念的に示すように、クロック信号CKか
ら、後段のスキャンフリップフロップ10のクロック入
力まで引き回される配線による遅延32により、図4の
タイミングチャートに示すように、前段のスキャンフリ
ップフロップ10に入力されるクロック信号CK1より
も所定時間遅延しているものとする。
Here, the clock signal CK2 input to the subsequent scan flip-flop 10 is, as conceptually shown in the scan circuit 28 of FIG. 3, from the clock signal CK to the clock input of the subsequent scan flip-flop 10. As shown in the timing chart of FIG. 4, it is assumed that the clock signal CK1 input to the preceding-stage scan flip-flop 10 is delayed by a predetermined time due to the delay 32 caused by the routed wiring.

【0033】したがって、図6に示す従来のスキャン回
路40であれば、クロック信号CK1の立ち上がりタイ
ミングに同期して、前段(図中左側)のスキャンフリッ
プフロップ34の出力信号が変化した後でクロック信号
CK2が立ち上がるため、後段(図中右側)のスキャン
フリップフロップ34には、クロック信号CK2の立ち
上がりタイミングに同期して、前段のスキャンフリップ
フロップ34の変化後の出力信号が保持され、シフト誤
動作が生じる。
Therefore, in the case of the conventional scan circuit 40 shown in FIG. 6, after the output signal of the preceding scan flip-flop 34 (left side in the figure) changes in synchronization with the rising timing of the clock signal CK1, the clock signal is changed. Since CK2 rises, the output signal after the change of the preceding scan flip-flop 34 is held in the subsequent scan flip-flop 34 (right side in the figure) in synchronization with the rising timing of the clock signal CK2, and a shift malfunction occurs. .

【0034】これに対し、図3に示す本発明のスキャン
回路28では、まず、クロック信号CK1の立ち上がり
タイミングよりも前に、すなわち、前段のスキャンフリ
ップフロップ10の出力信号(data1,2,3,
…)が変化する前に、スキャンイネーブル信号Sを立ち
上げる。これにより、制御信号SBが所定の一定時間ア
クティブ状態であるハイレベルとなり、後段のスキャン
フリップフロップ10のバスホルダー18に、前段のス
キャンフリップフロップ10の変化前の出力信号が保持
される。
On the other hand, in the scan circuit 28 of the present invention shown in FIG. 3, first, before the rising timing of the clock signal CK1, that is, the output signal (data1, 2, 3, 3) of the preceding scan flip-flop 10
..) Change, the scan enable signal S rises. As a result, the control signal SB becomes the high level which is in the active state for a predetermined fixed time, and the output signal of the preceding scan flip-flop 10 before the change is held in the bus holder 18 of the subsequent scan flip-flop 10.

【0035】続いて、図4のタイミングチャートに示す
ように、前段のスキャンフリップフロップ10の変化前
の出力信号が、後段のスキャンフリップフロップ10の
バスホルダー18に保持された後、クロック信号CK1
が立ち上がり、前段のスキャンフリップフロップ10の
出力信号が変化する。その後、クロック信号CK2が立
ち上がり、後段のスキャンフリップフロップ10には、
そのバスホルダー18に保持されている信号が保持され
る。
Subsequently, as shown in the timing chart of FIG. 4, after the output signal of the preceding scan flip-flop 10 before the change is held in the bus holder 18 of the subsequent scan flip-flop 10, the clock signal CK1 is output.
Rises, and the output signal of the preceding scan flip-flop 10 changes. After that, the clock signal CK2 rises, and the subsequent scan flip-flop 10
The signal held in the bus holder 18 is held.

【0036】すなわち、後段のスキャンフリップフロッ
プ10には、前段のスキャンフリップフロップ10の変
化前の出力信号が正しく保持される。このように、本発
明のスキャンフリップフロップ10によれば、スキャン
回路28において、たとえ前段のスキャンフリップフロ
ップ10のクロック信号CK1よりも、後段のスキャン
フリップフロップ10のクロック信号CK2の方が遅れ
ていても、シフト誤動作を起こすことなく、確実かつ正
常にスキャンテストを行うことができる。
That is, the output signal of the preceding scan flip-flop 10 before the change is correctly held in the subsequent scan flip-flop 10. As described above, according to the scan flip-flop 10 of the present invention, in the scan circuit 28, the clock signal CK2 of the subsequent scan flip-flop 10 is delayed more than the clock signal CK1 of the preceding scan flip-flop 10. Also, a scan test can be performed reliably and normally without causing a shift malfunction.

【0037】続いて、次のクロックサイクルに備えてス
キャンイネーブル信号Sを立ち下げる。この時、同じよ
うに制御信号SNが所定の一定時間アクティブ状態であ
るハイレベルとなり、後段のスキャンフリップフロップ
10のバスホルダー18には、一時的に内部回路30の
出力信号が保持される。なお、バスホルダー18に保持
された内部回路30の出力信号は、クロック信号CK2
が立ち上がらないのでフリップフロップ20には保持さ
れない。
Subsequently, the scan enable signal S falls in preparation for the next clock cycle. At this time, similarly, the control signal SN becomes the high level which is in the active state for a predetermined fixed time, and the output signal of the internal circuit 30 is temporarily held in the bus holder 18 of the subsequent scan flip-flop 10. The output signal of the internal circuit 30 held by the bus holder 18 is the clock signal CK2
Does not rise and is not held in the flip-flop 20.

【0038】以後、前述の動作が繰り返し行われ、クロ
ック信号CKが立ち上がる毎に、前段のスキャンフリッ
プフロップ10の出力信号が、後段のスキャンフリップ
フロップ10にシフトされる。以上、本発明のスキャン
フリップフロップについて詳細に説明したが、本発明は
上記実施例に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範
囲において、種々の改良や変更をしてもよいのはもちろ
んである。
Thereafter, the above-described operation is repeatedly performed, and the output signal of the preceding-stage scan flip-flop 10 is shifted to the subsequent-stage scan flip-flop 10 every time the clock signal CK rises. Although the scan flip-flop of the present invention has been described in detail above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various improvements and changes may be made without departing from the gist of the present invention. is there.

【0039】[0039]

【発明の効果】以上詳細に説明した様に、本発明のスキ
ャンフリップフロップは、データラッチ回路に保持され
た信号が、クロック信号に同期してフリップフロップに
保持される前に、マルチプレクサから出力される信号を
データラッチ回路に保持しておくものである。これによ
り、本発明のスキャンフリップフロップによれば、スキ
ャン回路において、前段のスキャンフリップフロップの
出力信号がクロック信号に同期して変化し、その後で後
段のスキャンフリップフロップに入力されるクロック信
号が変化する場合であっても、シフト誤動作を発生する
ことなく、自動配置配線をやり直す工数や手間をかける
必要もなく、スキャン回路におけるシフト動作を完全に
保証することができる。
As described above in detail, in the scan flip-flop of the present invention, the signal held in the data latch circuit is output from the multiplexer before being held in the flip-flop in synchronization with the clock signal. Is held in the data latch circuit. Thus, according to the scan flip-flop of the present invention, in the scan circuit, the output signal of the preceding scan flip-flop changes in synchronization with the clock signal, and then the clock signal input to the subsequent scan flip-flop changes. Even in such a case, it is possible to completely guarantee the shift operation in the scan circuit without causing a shift malfunction and without the need for labor and time for redoing the automatic arrangement and wiring.

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

【図1】 本発明のスキャンフリップフロップの一実施
例の構成概念図である。
FIG. 1 is a conceptual diagram illustrating the configuration of an embodiment of a scan flip-flop according to the present invention.

【図2】 (a)は、制御信号発生回路の一実施例の概
念図、(b)は、その動作を表す一実施例のタイミング
チャートである。
FIG. 2A is a conceptual diagram of one embodiment of a control signal generation circuit, and FIG. 2B is a timing chart of one embodiment showing an operation thereof.

【図3】 本発明のスキャンフリップフロップを使用し
て構成されたスキャン回路の一実施例の構成概念図であ
る。
FIG. 3 is a conceptual diagram of a configuration of an embodiment of a scan circuit configured using the scan flip-flop of the present invention.

【図4】 図3に示すスキャン回路の動作を表す一実施
例のタイミングチャートである。
FIG. 4 is a timing chart illustrating an operation of the scan circuit illustrated in FIG. 3 according to an embodiment;

【図5】 従来のスキャンフリップフロップの一例の構
成概念図である。
FIG. 5 is a conceptual diagram illustrating an example of a conventional scan flip-flop.

【図6】 従来のスキャンフリップフロップを使用して
構成されたスキャン回路の一例の構成概念図である。
FIG. 6 is a configuration conceptual diagram of an example of a scan circuit configured using a conventional scan flip-flop.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10,34 スキャンフリップフロップ 12,14 3ステートインバータ 16 インバータ 18 バスホルダー 20,38 フリップフロップ 22 制御信号発生回路 24 立ち上がり/立ち下り検出回路 26 ORゲート 28,40 スキャン回路 30,42 内部回路 32,46 遅延 36 マルチプレクサ 44 バッファ D1,D0 入力信号 Q,Q1,Q2 出力信号 SB,SB ̄,SN’,SN,SN ̄ 制御信号 CK,CK1,CK2 クロック信号 S スキャンイネーブル信号 SCAN_TEST スキャンテスト信号 10, 34 scan flip-flop 12, 14 3-state inverter 16 inverter 18 bus holder 20, 38 flip-flop 22 control signal generation circuit 24 rise / fall detection circuit 26 OR gate 28, 40 scan circuit 30, 42 internal circuit 32, 46 Delay 36 Multiplexer 44 Buffer D1, D0 Input signal Q, Q1, Q2 Output signal SB, SB #, SN ', SN, SN # Control signal CK, CK1, CK2 Clock signal S Scan enable signal SCAN_TEST Scan test signal

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】同時にアクティブ状態とはならない第1お
よび第2の制御信号がアクティブ状態の間だけ、アクテ
ィブ状態の前記第1または第2の制御信号に各々対応す
る第1または第2の入力信号を出力するマルチプレクサ
と、前記第1または第2の制御信号がアクティブ状態の
間に前記マルチプレクサから出力される信号を保持する
データラッチ回路と、このデータラッチ回路に保持され
た信号をクロック信号に同期して保持するフリップフロ
ップとを有し、 前記データラッチ回路に保持された信号が、前記クロッ
ク信号に同期して前記フリップフロップに保持される前
に、前記マルチプレクサから出力される信号を前記デー
タラッチ回路に保持しておくことを特徴とするスキャン
フリップフロップ。
1. A first or second input signal corresponding to an active state of the first or second control signal, respectively, only while the first and second control signals which are not simultaneously active are in the active state. , A data latch circuit for holding a signal output from the multiplexer while the first or second control signal is in an active state, and synchronizing a signal held in the data latch circuit with a clock signal. Before the signal held in the data latch circuit is held in the flip-flop in synchronization with the clock signal, the signal output from the multiplexer is stored in the data latch. A scan flip-flop which is stored in a circuit.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100604904B1 (en) 2004-10-02 2006-07-28 삼성전자주식회사 Flip flop circuit with Scan input
US8957717B2 (en) 2012-12-26 2015-02-17 Samsung Electronics Co., Ltd. Scan flip-flop, method of operating the same, and device including the scan flip-flop
JP2017058795A (en) * 2015-09-14 2017-03-23 株式会社東芝 Diagnostic circuit and semiconductor system

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