JP2003098223A - スキャンテスト回路および方法 - Google Patents

スキャンテスト回路および方法

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JP2003098223A JP2001291451A JP2001291451A JP2003098223A JP 2003098223 A JP2003098223 A JP 2003098223A JP 2001291451 A JP2001291451 A JP 2001291451A JP 2001291451 A JP2001291451 A JP 2001291451A JP 2003098223 A JP2003098223 A JP 2003098223A
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Hideki Harayama
英己 原山
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】電源遮断対象の機能ブロックの入出力部に存在
する回路のテスタビリティを確保し、電源遮断時の制御
状態の検証を容易にする。 【解決手段】電源遮断対象の機能ブロックBの入力信号
の前段および出力信号の後段に観測用フリップフロップ
9、10を挿入し、電源遮断移行信号16により電源遮
断対象回路ブロックBの入力信号の前段に位置する観測
用フリップフロップ9をリセットし、これを用いて電源
遮断時の機能ブロックの入力信号レベルを固定し、かつ
電源遮断時の機能ブロックの出力信号レベルを固定し、
観測用フリップフロップ9、10を連ねて1本のスキャ
ンチェーンを構成し、電源遮断移行信号を解除後、スキ
ャンシフト動作をさせて電源遮断時の制御が正常である
か否かの確認を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、機能回路ブロック
の電源遮断機能を有する半導体集積回路におけるスキャ
ンテストに関し、特に、電源遮断対象回路ブロックにお
いて、通常はスキャンテストの対象外となるテスト回路
等を含む入出力部の検査を行うためのスキャンテスト回
路および方法に関する。
【0002】
【従来の技術】図3は、機能回路ブロックの電源遮断機
能を有する半導体集積回路における従来のスキャンテス
ト回路の構成を示すブロック図である。図3において、
システムLSI(1)は、常時電源が供給される機能ブ
ロックA(2)および機能ブロックC(4)と、回路の
使用状況に応じて電源が遮断される機能ブロックB
(3)から構成されている。また、電源遮断制御を行う
電源VDD1(5)と常時電源が供給される電源VDD
2(6)とを有する。
【0003】機能ブロックB(3)は、目的とする機能
を構成する機能モジュール(11)と、テスト回路等の
通常はスキャンテストの対象外となるモジュール(1
2、13)を含む。この機能ブロックのスキャンテスト
による故障検出は、機能ブロック単位で張られたスキャ
ンチェーン、すなわち、スキャンイン(7)から機能モ
ジュール(11)の内部のスキャンチェーンを経てスキ
ャンアウト(8)に至るスキャンチェーンを用いて行わ
れる。
【0004】このシステムLSI(1)において、電源
遮断移行信号(16)がアクティブになると、常時電源
供給回路ブロックである機能ブロックA(2)から電源
遮断対象回路ブロックである機能ブロックB(3)に伝
達される信号(22)は、信頼性劣化を防止するためノ
ア素子群(24)により信号レベル”L”に固定され
る。また、電源遮断対象回路ブロックである機能ブロッ
クB(3)から常時電源供給回路ブロックである機能ブ
ロックC(4)に伝達される信号(23)は、機能ブロ
ックB(3)の電源遮断時にも機能ブロックC(4)を
正常動作させるために、オア素子(20)やアンド素子
(21)により回路特性に応じた信号レベル(”H”ま
たは”L”)に固定される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】近年、半導体プロセス
の微細化の進展により、システムLSIはより多くの機
能を搭載するようになっている。それに伴い、すべての
機能を漏れなく検査するためのテスト回路は一層複雑化
し、機能回路以外の回路がLSI全体に占める割合が増
大してきている。
【0006】また0.18μmプロセス以降の微細プロ
セスにおいては、プロセス自身のリーク電流の値も無視
できないものとなってきており、複数の電源系を用いた
電源遮断制御は必須の技術となってきている。電源遮断
機能を実行するためには、LSIの信頼性劣化を防止
し、回路全体を正常動作させる制御回路が必要となる。
【0007】しかしながら、従来の装置構成においては
2つの問題点がある。第一に、機能ブロックの入出力部
に配置されるテスト回路や電源遮断制御回路の故障につ
いては、従来のスキャンテストによる検出が困難になっ
ている。またこれらの回路は、プロセス微細化に伴い回
路規模が増してきている。
【0008】第二に、電源遮断対象回路ブロックの電源
遮断時に、電源遮断対象回路ブロックから常時電源供給
回路ブロックへ伝達される信号は、常時電源供給回路ブ
ロックの内部信号となるため、検証が困難である。
【0009】本発明はかかる点に鑑みてなされたもので
あり、電源遮断対象回路ブロックの入出力部に存在する
回路のテスタビリティを確保し、電源遮断時の制御状態
の検証を容易にするスキャンテスト回路および方法を提
供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項1に係る
スキャンテスト回路は、スキャンテスト機能を備え、個
別に電源遮断が可能な電源遮断対象回路ブロック(機能
ブロックB)と常時電源供給回路ブロック(機能ブロッ
クA、C)を有するスキャンテスト回路において、前記
電源遮断対象回路ブロックの入出力部の故障検出を行う
入出力部故障検出手段(観測用フリップフロップ群9、
10)と、前記電源遮断対象回路ブロックの電源遮断時
に前記常時電源供給回路ブロックから前記電源遮断対象
回路ブロックへ入力する信号レベルを固定するONブロ
ック信号固定手段(観測用フリップフロップ群9のフリ
ップフロップ)と、前記電源遮断対象回路ブロックの電
源遮断時に前記電源遮断対象回路ブロックから前記常時
電源供給回路ブロックへ出力する信号レベルを固定する
OFFブロック信号固定手段(オア素子20、アンド素
子21)と、前記ONブロック信号固定手段および前記
OFFブロック信号固定手段の機能確認を行う状態固定
信号確認手段(スキャンアウト2)と、を具備するもの
である。
【0011】請求項1記載のスキャンテスト回路によれ
ば、電源遮断対象回路ブロックの入出力部の故障検出を
行う手段を備え、電源遮断対象回路ブロックの電源遮断
時に電源遮断対象回路ブロックの入出力信号レベルを固
定し、その状態固定信号を確認することにより、電源遮
断時に電源遮断対象回路ブロックの入出力信号の半導体
特性の劣化を防ぐことができ、通常のスキャンテストの
対象となる機能モジュール以外の、スキャンテストにお
いて故障検出が困難な回路の故障検出を確実に行うこと
ができる。
【0012】本発明の請求項2に係るスキャンテスト回
路は、請求項1記載のスキャンテスト回路において、前
記入出力部故障検出手段が、電源遮断対象回路ブロック
のすべての入力信号の前段およびすべての出力信号の後
段のそれぞれの信号に対して、常時電源が供給される観
測用フリップフロップを配置するものである。
【0013】請求項2記載のスキャンテスト回路によれ
ば、電源遮断対象回路ブロックである機能ブロックの入
出力部の外側に観測用フリップフロップを挿入するた
め、入出力部に含まれるテスト回路、電源遮断制御回路
等の故障検出をスキャンテストにより確実に行うことが
できる。
【0014】本発明の請求項3に係るスキャンテスト回
路は、請求項2記載のスキャンテスト回路において、前
記ONブロック信号固定手段が、電源遮断対象回路ブロ
ックの電源遮断移行信号を用いて、前記電源遮断対象回
路ブロックの入力信号の前段に位置する観測用フリップ
フロップをリセットし、前記観測用フリップフロップの
出力を用いて常時電源供給回路ブロックから電源遮断対
象回路ブロックへ入力する信号レベルを固定するもので
ある。
【0015】請求項3記載のスキャンテスト回路によれ
ば、電源遮断移行信号によりリセットされる観測用フリ
ップフロップを用いて電源遮断対象回路ブロックへ入力
する信号レベルを固定するため、電源遮断時に電源遮断
対象回路ブロックの入力信号の半導体特性の劣化を防ぐ
ことができると同時に、電源遮断時に常時電源供給回路
ブロックから受け取る信号の検証を容易に行うことがで
きる。
【0016】本発明の請求項4に係るスキャンテスト回
路は、請求項3記載のスキャンテスト回路において、前
記状態固定信号確認手段が、前記観測用フリップフロッ
プをスキャンチェーンに構成して、前記ONブロック信
号固定手段および前記OFFブロック信号固定手段のス
キャンテストを行うものである。
【0017】請求項4記載のスキャンテスト回路によれ
ば、電源遮断移行信号をアクティブにすることにより観
測用フリップフロップに状態固定信号が保持されるた
め、電源遮断移行信号を解除後、スキャンシフト動作を
させることで電源遮断時の制御が正常であるかの確認を
容易に行うことができる。
【0018】本発明の請求項5に係るスキャンテスト方
法は、前記電源遮断移行信号をアクティブにする工程
と、前記観測用フリップフロップを用いて常時電源供給
回路ブロックから電源遮断対象回路ブロックへの信号を
固定する工程と、電源遮断対象回路ブロックから常時電
源供給回路ブロックへの信号を固定する工程と、前記電
源遮断移行信号を解除する工程と、スキャンシフト動作
により電源遮断時の状態固定信号をモニタする工程と、
を含むものである。
【0019】請求項5記載のスキャンテスト方法によれ
ば、電源遮断移行信号をアクティブにし、観測用フリッ
プフロップを用いて電源遮断対象回路ブロックの入出力
信号を固定して観測用フリップフロップに状態固定信号
を保持し、電源遮断移行信号を解除後、観測用フリップ
フロップをスキャンシフト動作をさせることにより、電
源遮断時の制御が正常であるかの確認が容易に行うこと
ができる。
【0020】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。図1は本発明の一実施の形
態に係るスキャンテスト回路の構成を示すブロック図で
ある。
【0021】図1において、図3と同一の機能回路ブロ
ックあるいはモジュールについては、図3と同一の符号
で示す。すなわち、システムLSI(1)は、常時電源
が供給される機能ブロックA(2)および機能ブロック
C(4)、回路の使用状況に応じて電源が遮断される機
能ブロックB(3)、さらに、機能ブロックB(3)の
入力側のモジュール(12)の故障検出を行うための常
時電源が供給される観測用フリップフロップ群(9)、
機能ブロックB(3)の出力側のモジュール(13)の
故障検出を行うための常時電源が供給される観測用フリ
ップフロップ群(10)から構成されている。また、電
源遮断制御を行う電源VDD1(5)と常時電源が供給
される電源VDD2(6)とを有する。
【0022】機能ブロックB(3)は、目的とする機能
を構成する機能モジュール(11)と、テスト回路等の
通常はスキャンテストの対象外となるモジュール(1
2、13)を含む。この機能ブロックのスキャンテスト
による故障検出は、機能ブロック単位で張られたスキャ
ンチェーン、すなわち、スキャンイン1(7)から機能
モジュール(11)の内部のスキャンチェーンを経てス
キャンアウト1(8)に至るスキャンチェーンを用いて
行われる。
【0023】通常はスキャンテストの対象外となるモジ
ュール(12、13)の故障検出を行うための観測用フ
リップフロップ群(9)および観測用フリップフロップ
群(10)は、上記スキャンチェーンとは独立に、これ
らの観測用フリップフロップ群を連ねる1本のスキャン
チェーン、すなわち、スキャンイン2(14)から観測
用フリップフロップ群(9)と観測用フリップフロップ
群(10)を連ね、スキャンアウト2(15)に至るス
キャンチェーンで接続されている。
【0024】機能ブロックB(3)の入力側のモジュー
ル(12)の故障検出を行うための観測用フリップフロ
ップ群(9)は、電源遮断移行信号(16)がアクティ
ブになるとリセットがかかり、フリップフロップのQ出
力は信号レベル”L”に固定される。また、スキャンテ
ストモード時にはスキャンリセット信号(19)により
リセットがかかる。また、電源遮断移行信号(16)が
アクティブになると、機能ブロックA(2)から機能ブ
ロックB(3)へ伝達される信号(22)は、通常の信
号に代わって信号レベル”L”に固定された観測用フリ
ップフロップ群(9)のQ出力が選択される。
【0025】機能ブロックB(3)の電源遮断時に機能
ブロックB(3)から機能ブロックC(4)へ伝達され
る信号(23)はハイインピーダンスに移行する。その
ため、オア素子(20)やアンド素子(21)を用いて
電源遮断移行信号(16)により、回路特性に応じて信
号レベル”H”または”L”に固定する。機能ブロック
B(3)の出力側のモジュール(13)の故障検出を行
うための観測用フリップフロップ群(10)は、スキャ
ンテスト時にこの電源遮断の制御回路についても故障検
出を行う。
【0026】電源遮断移行信号(16)をアクティブに
すると、電源遮断時の状態固定信号が観測用フリップフ
ロップ群(9、10)に状態固定信号として保持され
る。電源遮断移行信号(16)の解除後にスキャンシフ
ト動作をさせることにより、スキャンアウト2(15)
の端子から電源遮断時の状態固定信号をモニタすること
ができる。
【0027】次に、上記構成を有するスキャン回路の動
作について、図2に示す機能モジュールの電源遮断時に
おけるスキャンテスト回路の動作フローチャートを用い
て説明する。
【0028】まず、工程25において、電源遮断移行信
号をアクティブにする。すると工程26において、機能
ブロックの入力側のモジュールの故障検出を行うための
観測用フリップフロップ群にリセットがかかり、フリッ
プフロップのQ出力は信号レベル”L”に固定される。
この固定された信号レベルが、工程27において、電源
遮断対象回路ブロックへ伝達される。
【0029】また、工程26と同時に実施される工程2
8においては、電源遮断対象回路ブロックから伝達され
るハイインピーダンス信号を、電源遮断移行信号とオア
素子やアンド素子を用いて、回路特性に応じて信号レベ
ル”H”または”L”に固定する。この信号レベルが、
工程29において、機能ブロックB(3)の出力側のモ
ジュール(13)の故障検出を行うための観測用フリッ
プフロップ群(10)に取り込まれる。
【0030】工程30において電源遮断移行信号を解除
し、工程31においてスキャンシフト動作を行い、工程
32においてスキャンアウト端子から電源遮断時の状態
固定信号の検証を行う。
【0031】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
機能ブロックの入出力部の回路の故障検出を行うための
観測用フリップフロップを用いて、機能ブロックの電源
遮断時の電源遮断対象ブロックへの信号制御と状態固定
信号の検証を行うことができるため、機能ブロックの入
出力部において、通常はスキャンテストの対象外となる
回路の検証に寄与することができ、電源遮断時の制御状
態の検証が可能になるという優れた効果を得ることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態に係るスキャンテスト回
路の構成を示すブロック図である。
【図2】本発明の一実施の形態に係るスキャンテスト回
路の動作フローチャートである。
【図3】従来のスキャンテスト回路の構成を示すブロッ
ク図である。
【符号の説明】
1 システムLSI 2 機能ブロックA 3 機能ブロックB 4 機能ブロックC 5 VDD1 6 VDD2 7 スキャンイン1 8 スキャンアウト1 9 機能ブロックBの入力側に対する観測用フリップフ
ロップ群 10 機能ブロックBの出力側に対する観測用フリップ
フロップ群 11 機能ブロックBの機能モジュール 12 機能ブロックBの入力側モジュール 13 機能ブロックBの出力側モジュール 14 スキャンイン2 15 スキャンアウト2 16 電源遮断移行信号 17 スキャンテストモード信号 18 スキャンクロック 19 スキャンリセット 20 オア素子 21 アンド素子 22 機能ブロックAから機能ブロックBへ伝達される
信号 23 機能ブロックBから機能ブロックCへ伝達される
信号 24 ノア素子群

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 スキャンテスト機能を備え、個別に電源
    遮断が可能な電源遮断対象回路ブロックと常時電源供給
    回路ブロックを有するスキャンテスト回路において、 前記電源遮断対象回路ブロックの入出力部の故障検出を
    行う入出力部故障検出手段と、 前記電源遮断対象回路ブロックの電源遮断時に前記常時
    電源供給回路ブロックから前記電源遮断対象回路ブロッ
    クへ入力する信号レベルを固定するONブロック信号固
    定手段と、 前記電源遮断対象回路ブロックの電源遮断時に前記電源
    遮断対象回路ブロックから前記常時電源供給回路ブロッ
    クへ出力する信号レベルを固定するOFFブロック信号
    固定手段と、 前記ONブロック信号固定手段および前記OFFブロッ
    ク信号固定手段の機能確認を行う状態固定信号確認手段
    と、を具備することを特徴とするスキャンテスト回路。
  2. 【請求項2】 前記入出力部故障検出手段が、前記電源
    遮断対象回路ブロックのすべての入力信号の前段および
    すべての出力信号の後段のそれぞれの信号に対して、常
    時電源が供給される観測用フリップフロップを配置する
    ことを特徴とする請求項1記載のスキャンテスト回路。
  3. 【請求項3】 前記ONブロック信号固定手段が、前記
    電源遮断対象回路ブロックの電源遮断移行信号を用い
    て、前記電源遮断対象回路ブロックの入力信号の前段に
    位置する観測用フリップフロップをリセットし、前記観
    測用フリップフロップの出力を用いて前記常時電源供給
    回路ブロックから前記電源遮断対象回路ブロックへ入力
    する信号レベルを固定することを特徴とする請求項2記
    載のスキャンテスト回路。
  4. 【請求項4】 前記状態固定信号確認手段が、前記観測
    用フリップフロップをスキャンチェーンに構成してスキ
    ャンテストを行うことを特徴とする請求項3記載のスキ
    ャンテスト回路。
  5. 【請求項5】 前記電源遮断移行信号をアクティブにす
    る工程と、 前記観測用フリップフロップを用いて前記常時電源供給
    回路ブロックから前記電源遮断対象回路ブロックへの信
    号を固定する工程と、 前記電源遮断対象回路ブロックから前記常時電源供給回
    路ブロックへの信号を固定する工程と、前記電源遮断移
    行信号を解除する工程と、 スキャンシフト動作により電源遮断時の状態固定信号を
    モニタする工程と、を含むことを特徴とするスキャンテ
    スト方法。
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