JP2003315413A - スキャンパス回路および当該スキャンパス回路を備えた半導体集積回路 - Google Patents
スキャンパス回路および当該スキャンパス回路を備えた半導体集積回路Info
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- G11C29/08—Functional testing, e.g. testing during refresh, power-on self testing [POST] or distributed testing
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- Tests Of Electronic Circuits (AREA)
- Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
Abstract
に対応可能で、スキャンシフト動作の誤動作を防止可能
な実装面積の小さいスキャンパス回路および当該スキャ
ンパス回路を備えた半導体集積回路を提供すること。 【解決手段】 スキャンパス回路を構成する各Dフリッ
プフロップ(FF)13a〜13fは、通常動作時に選
択される通常動作入力回路と、テスト動作時に選択され
るテスト動作入力回路とを有し、テスト動作時、各FF
のテスト動作入力回路には、電源電圧と接地電圧の間の
中間電圧の制御信号が電圧生成回路17から送られる。
この場合、電源電圧を印加した場合と比較して、各FF
におけるデータの出力変化量はなだらかになるため、デ
ータの遅延時間が長くなる。なお、テスト動作時に各F
Fに印加される中間電圧は、スキャンアウトされたデー
タにエラーがあるかを検査する検査回路15からのフィ
ードバック信号に基づいて決定される。
Description
えたフリップフロップ等から構成されるスキャンパス回
路および当該スキャンパス回路を備えた半導体集積回路
に関する。
万ゲートにも及ぶ半導体集積回路が設計されている。こ
れほど多くの論理回路を全てテストしようとすると、テ
ストパターンの量もテスト時間も膨大になるため、いわ
ゆるテスト容易化設計が行われている。テスト容易化設
計とは、故障テストの方針を回路設計の段階で固め、半
導体集積回路中にテスト回路を作りこんでおくことで故
障の原因を予め予測し、故障箇所の検出および診断が容
易になるよう回路設計を行うことである。
ャンパス方式」がある。スキャンパス方式では、順序回
路をシフトレジスタとして動作させることでテストを行
う。例えば、順序回路を構成するDフリップフロップ4
1〜46と組み合わせ回路40によって構成された図1
4に示す従来の論理回路では、各フリップフロップの間
を結んでスキャンパス(テストモード用のパス)を形成
することで各フリップフロップをスキャン・フリップフ
ロップに置き換え、順序回路をシフトレジスタとして動
作させる。そして、データを書き込んで(scan in)読
み出した(scan out)データが期待値と一致しているかを
判断することで故障テストを行う。
およびテスト動作について説明する。まず、通常動作
時、組み合わせ回路40にはDフリップフロップ(以下
「FF」という。)41〜43から3組のデータが入力
されるため、組み合わせ回路40は、これら3組のデー
タに対して論理演算を行って3組のデータを出力する。
FF44〜46はこれら3組の出力を外部に出力する。
・プリップフロップ、いわゆるスキャンパスを形成す
る。FF41〜43は外部のテスト装置から入力された
データを所定のクロックに同期して順次シフトする。組
み合わせ回路40は、FF41〜43から与えられたデ
ータに対して論理演算を行い、その演算結果を3組出力
する。FF44〜46は、組み合わせ回路40から与え
られた演算結果を順次シフトして外部に出力する。出力
データには組み合わせ回路40の演算結果が含まれてい
るため、これが期待値と一致しているか否かを判断して
組み合わせ回路40の故障を判定する。
進むなか、上述のようにフリップフロップでシフトレジ
スタを構成した場合、クロックスキューやデバイスのば
らつき、配線のばらつき、クロストーク等によって、ス
キャンシフト動作中にホールドエラー(シフト抜け)等
の誤動作が発生する可能性があった。誤動作が発生する
と故障テストの信頼性が低下するため、歩留りが悪くな
るといった問題が生じてしまう。このような問題は、ス
キャンシフト動作における遅延時間を長くすることで解
消することができるため、信号を遅延させるためのイン
バータやラッチをフリップフロップ間に設けている。
ータやラッチは固定遅延であるため、デバイスの遅延特
性のばらつきに対応できないという問題点があった。微
細化プロセスが進むとデバイスのばらつきは大きくなる
が、遅延特性を固定ではなく可変とすることができれば
各回路に応じて遅延特性を変更できるため、ホールドエ
ラー等の誤動作を確実に防止できる。したがって、デバ
イスの遅延特性のばらつきに対して柔軟に対応可能なス
キャンパス回路が望まれていた。
ンパス回路では、インバータまたはラッチを実装するた
めの面積が余分に必要であるため実装面積が大きくなっ
てしまうという問題点がある。したがって、インバータ
やラッチを備えていなくてもスキャンシフト動作の誤動
作を防止して確実に故障テストを行うことのできる、実
装面積の小さなスキャンパス回路が望まれていた。
みてなされたものであって、デバイスの遅延特性のばら
つきに対して柔軟に対応可能なスキャンパス回路および
当該スキャンパス回路を備えた半導体集積回路を提供す
ることを目的としている。また、スキャンシフト動作の
誤動作を防止可能な実装面積の小さいスキャンパス回路
および当該スキャンパス回路を備えた半導体集積回路を
提供することも目的としている。
に、本発明に係るスキャンパス回路は、通常モードとは
別のモード時にシフトレジスタとして動作する、複数の
フリップフロップから構成されたスキャンパス回路であ
って、各フリップフロップは、通常モード時に選択さ
れ、前記通常モード時に所定のタイミングでデータが入
力される第1の入力回路と、通常モードとは別のモード
時に選択され、前記別のモード時に所定のタイミングで
データが入力される第2の入力回路と、前記第1の入力
回路または前記第2の入力回路に入力されたデータに応
じて所定のデータを出力する出力回路と、を備え、前記
第1の入力回路および前記第2の入力回路は、モード毎
に異なる制御信号が入力される端子をそれぞれ有し、通
常モードとは別のモード時に、前記第2の入力回路の前
記端子に入力される制御信号の電圧レベルを変える。
源電圧と接地電圧の間のレベルであるとき、電源電圧を
印加した場合と比較して、第2の入力回路から出力され
るデータの変化量がなだらかになるため、データの遅延
時間が長くなる。このようにして遅延時間を長くするこ
とができればインバータやラッチを構成する必要がない
ため、実装面積を小さくすることができる。また、デバ
イスの遅延特性にばらつきがあっても柔軟に対応するこ
とができる。
通常モードとは別のモード時にシフトレジスタとして動
作する、複数のフリップフロップから構成されたスキャ
ンパス回路であって、各フリップフロップは、通常モー
ド時に選択され、前記通常モード時に所定のタイミング
でデータが入力される第1の入力回路と、通常モードと
は別のモード時に選択され、前記別のモード時に所定の
タイミングで入力されたデータの出力変化量がそれぞれ
異なる複数の第2の入力回路と、前記第1の入力回路ま
たは前記複数の第2の入力回路のいずれかに入力された
データに応じて所定のデータを出力する出力回路と、を
備え、前記第1の入力回路および前記複数の第2の入力
回路は、モード毎に異なる制御信号が入力される端子を
それぞれ有し、通常モードとは別のモード時に、前記複
数の第2の入力回路がそれぞれ有する前記端子のいずれ
かに入力される制御信号の電圧レベルを変える。したが
って、複数の第2の入力回路の中から適当な回路を選択
すれば、遅延時間を可変とすることができため、デバイ
スの遅延特性にばらつきがあっても柔軟に対応すること
ができる。
通常モードとは別のモード時にシフトレジスタとして動
作する、複数のフリップフロップから構成されたスキャ
ンパス回路であって、各フリップフロップは、所定のタ
イミングでデータが入力される入力回路と、前記入力回
路に入力されたデータに応じて所定のデータを出力する
出力回路と、を備え、前記出力回路から出力されるデー
タの前記入力回路に入力されたデータに対する遅延時間
は、通常モード時と通常モードとは別のモードとで異な
る。したがって、フリップフロップ回路のクロック入力
の立ち上がり時間から出力までの遅延が遅くなるため、
ホールドエラーがおきにくくなる。
前記第1の入力回路または前記第2の入力回路は、前記
制御信号と入力データとによって制御されるトライステ
ートインバータ回路によって構成され、各トライステー
トインバータ回路の出力は共通に接続されている。
前記第1の入力回路または前記第2の入力回路は、前記
制御信号と入力データとによって制御されるトランスフ
ァーゲート回路によって構成され、各トランスファーゲ
ート回路の出力は共通に接続されている。したがって、
更に素子数を減らすことができる。
前記トライステートインバータ回路は、通常モード時、
前記制御信号と同レベルの電圧を電源電圧の代わりに印
加し、前記電源電圧から前記制御信号と同レベルの電圧
を引いた値の電圧を接地電圧の代わりに印加する。この
場合、バックバイアスがかかるため、ジャンクションリ
ーク電流(サブスレッシュホールドリーク電流)が減少
する。したがって、消費電流を小さくすることができ
る。
通常モード時、前記トライステートインバータ回路の基
板バイアス電圧が前記制御信号と同レベルの電圧または
電源電圧から前記制御信号と同レベルの電圧を引いた値
の電圧である。この場合、フォワードバイアスがかかる
ためジャンクションリーク電流は増えるが、その結果、
電圧降下が大きくなってMOSFETのソース/ドレイ
ン間電流が小さくなる。ドレイン電流が小さくなるた
め、遅延時間を長くすることができる。
通常モードとは別のモード時、前記制御信号と同レベル
の電圧を前記フリップフロップの電源電圧の代わりに印
加し、前記電源電圧から前記制御信号と同レベルの電圧
を引いた値の電圧を前記フリップフロップの接地電圧の
代わりに印加する。この場合、消費電流を小さくでき、
かつ、遅延時間を長くすることができる。
常モードとは別のモード時に、データがスキャンインさ
れる請求項1、2、3、4、5、6、7または8に記載
のスキャンパス回路(以下「第1のスキャンパス回路」
という。)と、前記第1のスキャンパス回路から入力さ
れたデータに対して論理演算を行う組み合わせ回路と、
通常モードとは別のモード時に、データをスキャンアウ
トする請求項1、2、3、4、5、6、7または8に記
載のスキャンパス回路(以下「第2のスキャンパス回
路」という。)と、を備えた半導体集積回路であって、
前記第1のスキャンパス回路および前記第2のスキャン
パス回路が有する第2の入力回路の各端子に入力する制
御信号を生成する制御信号生成手段を備えている。
記制御信号生成手段は、通常モードとは別のモード時
に、前記第2のスキャンパス回路からスキャンアウトさ
れたデータが検査された結果、前記スキャンアウトされ
たデータにエラーが含まれているとき受信する信号に基
づいて、前記制御信号の電圧レベルを変化させる。制御
信号の電圧レベルが変わると遅延時間も変わるため、デ
バイスの遅延特性にばらつきがあっても柔軟に対応する
ことができる。したがって、微細化プロセスが進んでデ
バイスのばらつきが大きくなっても、ホールドエラー等
の誤動作を防止できる。
常モードとは別のモード時に、前記第2のスキャンパス
回路からスキャンアウトされたデータにエラーが含まれ
ているかを検査する検査手段を備え、前記検査手段は、
検査の結果、前記スキャンアウトされたデータにエラー
が含まれているとき、前記制御信号の電圧レベルを変化
させるフィードバック信号を前記制御信号生成手段に対
して出力する。
記検査手段は、予め設定された期待値とスキャンアウト
された1ビットのデータが一致しているかを判別する、
前記第1のスキャンパス回路および前記第2のスキャン
パス回路のスキャンチェーン段数と同じ数の一致判別手
段と、前記一致判別手段で全てのデータが一致している
かを判別する全一致判別手段と、前記全一致判別手段に
よっていずれかのデータが一致していないと判断された
ときインクリメントするカウンタ手段と、前記カウンタ
手段でインクリメントされる度に、前記フィードバック
信号を出力するフィードバック信号出力手段と、を有す
る。
記制御信号生成手段が出力した制御信号の電圧レベルが
所望のレベルであるかを判定する電圧判定手段を備えて
いる。
記第1のスキャンパス回路は、スキャンインされたデー
タをシフトし、前記組み合わせ回路は、前記第1のスキ
ャンパス回路から入力されたデータに対して論理演算を
行い、前記第2のスキャンパス回路は、前記組み合わせ
回路から得られたデータをシフトしてスキャンアウト
し、前記検査手段は、前記スキャンアウトされたデータ
にエラーが含まれているかを検査して、エラーが含まれ
ていれば前記電圧判定手段に前記フィードバック信号を
出力し、前記制御信号生成手段は、前記フィードバック
信号に基づいて前記制御信号の電圧レベルを再設定す
る。
前記電圧判定手段は、前記制御信号生成手段が出力した
制御信号の電圧レベルが所望のレベルであるかを判定
し、所望のレベルでなければフェールと判断する。
路の実施の形態について、〔第1の実施形態〕、〔第2
の実施形態〕の順に図面を参照して詳細に説明する。な
お、本実施形態の半導体集積回路は、内部に構成された
順序回路をシフトレジスタとして動作させるスキャンパ
ス方式によって故障テストを行う。
の実施形態に係る半導体集積回路を示すブロック図であ
る。同図において、本実施形態の半導体集積回路10
は、電源電圧VDDと接地電圧VSSが印加され、組み合わ
せ回路11と、Dフリップフロップ13a〜13fと、
特許請求の範囲の検査手段に該当する検査回路15と、
制御信号生成手段に該当する電圧生成回路17と、電圧
判定手段に該当する電圧判定回路19と、テスト制御端
子21、インプット端子23およびアウトプット端子2
5とを備えて構成されている。
「FF」という。)13a〜13fのうち、FF13a
〜13cは組み合わせ回路11の入力側の順序回路を構
成し、FF13d〜13fは組み合わせ回路11の出力
側の順序回路を構成している。なお、故障テストはスキ
ャンパス方式で行われるため、故障テスト動作時、特許
請求の範囲の第1のスキャンパス回路に該当するFF1
3a〜13cおよび第2のスキャンパス回路に該当する
FF13d〜13fはシフトレジスタとして動作するス
キャンパス回路を構成する。図1は、故障テスト動作時
(以下、単に「テスト動作時」という。)の配線を示し
ている。
有する各構成要素について説明する。まず、組み合わせ
回路11について説明する。組み合わせ回路11は、従
来と同様、FF13a〜13cの各々から入力された3
組のデータに対して論理演算を行い、3組のデータを出
力するものである。なお、組み合わせ回路11から出力
された3組のデータは、FF13d〜13fに入力され
る。
る。FF13a〜13fは、図2に示すように、出力回
路51を出力側に備え、特許請求の範囲の第1の入力回
路に該当する通常動作入力回路53と、第2の入力回路
に該当するテスト動作入力回路55とを入力側に備えて
構成されている。出力回路51は、アウトプット端子2
5に接続されたQ端子を有している。また、通常動作入
力回路53は、通常動作時に選択され、テスト制御端子
21に接続されたN端子と、インプット端子23に接続
されたD端子とを有しており、トライステートインバー
タ回路を構成している。また、テスト動作入力回路55
は、テスト動作時に選択され、電圧生成回路17に接続
されたT端子と、インプット端子に接続されたDT端子
を有しており、通常動作入力回路53と同様、トライス
テートインバータ回路を構成している。各FFにおい
て、通常動作入力回路53およびテスト動作入力回路5
5のいずれが選択されるかについては、N端子およびT
端子に入力される各信号によって決定される。
時、テスト動作入力回路55のT端子には電源電圧VDD
と接地電圧VSSの間の中間電圧VMが電圧生成回路17
から印加される。T端子に中間電圧VMを印加した場
合、電源電圧VDDを印加した場合と比較して、DT端子
に入力されたデータの出力変化量がなだらかになるた
め、出力回路51のQ端子から出力されるデータの遅延
時間が長くなる。このようにして遅延時間を長くするこ
とができれば、従来のようにインバータやラッチを構成
する必要がないため、半導体集積回路の実装面積を小さ
くすることができる。
査回路15は、テスト動作時に、組み合わせ回路11の
出力側の順序回路を構成する最も後段のFF13fから
スキャンアウトされたデータが期待値と一致しているか
について所定ビット分、検査するものである。なお、一
致していない場合、検査回路15は、各FFのT端子に
印加される中間電圧VMを調整するためのフィードバッ
ク信号を電圧生成回路17に供給する。
ブロック図を示す。同図に示すように、検査回路15
は、直列に接続されたスキャンパス回路(FF13a〜
13c,13d〜13f)のスキャンチェーン段数と同
じ数(本実施形態では3つ)の特許請求の範囲の一致判
別手段に該当するCAM部31a〜31c、全一致判別
手段に該当するMATCH部33、カウンタ手段に該当
するカウンタ35、およびフィードバック信号出力手段
に該当するフィードバック信号出力部37を有してい
る。
た期待値とスキャンアウトされた1ビットのデータが一
致しているかを判別するものであり、MATCH部33
は、CAM部31a〜31cで判別した3ビットのデー
タが全て一致しているかを判断するものである。また、
カウンタ35は、MATCH部33で3ビットのデータ
のうちいずれかが一致していないと判断されたときにイ
ンクリメントするものであり、フィードバック信号出力
部37は、カウンタ35でインクリメントされる度に、
中間電位VMが1ランクだけレベルアップするようなフ
ィードバック信号を出力するものである。なお、本実施
形態において、フィードバック信号はSC[1]とSC
[2]の2ビットである。
る。電圧生成回路17は、テスト動作時に各FFのT端
子に印加する中間電圧VMを、検査回路15からのフィ
ードバック信号SC[1],SC[2]に基づいて生成する
ものである。但し、電圧生成回路17は、電源電圧VDD
の2/3や1/2といった複数種類の中間電圧VMを生
成することができる。どの中間電圧VMを生成して出力
するかはデフォルト設定および検査回路15からのフィ
ードバック信号SC[1],SC[2]によって決定され
る。
信号が2ビットなので、電圧生成回路17で生成可能な
中間電圧VMが4種類「VDD/4、VDD/3、VDD/
2、2VDD/3」であるとする。テスト開始時、電圧生
成回路17はデフォルトに設定されている最も低い中間
電圧VDD/4をT端子に印加する。当該中間電圧でスキ
ャンアウトされたデータが検査回路15で検査され、そ
の結果、データにエラーがある場合は中間電位をVDD/
3とするよう指示するフィードバック信号が出力され、
電圧生成回路17に入力されるため、電圧生成回路17
は中間電位VDD/3を生成してT端末に印加する。同様
に、VDD/2でスキャンアウトされたデータにエラーが
ある場合は中間電圧がVDD/2に調整される。但し、最
もレベルの高い2VDD/3でもエラーがある場合はフェ
ール(FAIL)と判断し、故障テストを終了する。
動作時に、各FFのテスト動作入力回路55が有するT
端子に中間電圧VMを印加するが、テスト動作時と通常
動作時との判断はテスト制御端子21からの信号SC
[0]によって判断している。このため、テスト制御端子
21は、各FFの通常動作入力回路53が有するN端子
に接続されているだけでなく電圧生成回路17にも接続
されている。
す回路図を示す。図4(a)は電圧生成回路17の第1
実施例であり、図4(b)は電圧生成回路17の第2実
施例である。なお、図4(a)に示した例では通常動作
時に電源電圧VDDを出力し、図4(b)に示した例では
通常動作時に接地電圧VSSを出力する。どちらの電圧生
成回路を使用するかは、当該電圧がT端子を介してPc
hおよびNchのどちらのFETに印加されるかによ
る。なお、図2に示したFFでは図4(a)の電圧生成
回路17が用いられる。
17はスイッチ素子を3つ有しているが、各スイッチ素
子には、検査回路15から送られた信号SC[1],SC
[2]およびテスト制御端子21から入力されたSC[0]
が入力される。図5に、スイッチ素子の概念図(a)お
よび回路構成図(b)を示す。
る。電圧判定回路19は、テスト動作時には、電圧生成
回路17から各FFのT端子に印加される中間電圧VM
が所望の電圧レベルであるかを判定し、通常動作時に
は、電圧生成回路17から信号が出力されていないか、
すなわち電圧が“0”であるかを判定するものである。
これらの判定において所望の条件を満たさない場合、電
圧判定回路19はフェール(FAIL)と判断し、故障
テストを終了する。図6に、電圧判定回路19の内部構
成を表した回路図を示す。
施形態の半導体集積回路10が行うスキャンパス方式に
よる故障テスト方法について、図7のフローチャートを
用いて説明する。テストモードになると、FF13a〜
13fはシフトレジスタを構成する。また、テスト制御
端子21からは通常モードとは異なる電位の信号SC
[0]が各FFのN端子に入力され、電圧生成回路17か
らはデフォルトの中間電圧VMが各FFのT端子に印加
される。
路19は、T端子に印加されている中間電圧VMが所望
のレベルであるかを判定し、条件を満たしていればステ
ップS103に進み、条件を満たしていなければフェー
ル(FAIL)と判断し故障テストを終了する。次に、
ステップS103では、インプット端子23から最前段
のFF13aのDT端子にデータがスキャンインされ
る。次に、ステップS105では、スキャンインされた
データに対して論理演算されたデータをスキャン・フリ
ップフロップで保持(キャプチャ)する。次に、ステッ
プS107では、シフト動作で最後段のFF13fから
データをスキャンアウトする。
ウトされたデータが期待値と一致しているかについて検
査して、一致していれば一連の処理を終了し、一致して
いなければステップS111に進み、中間電圧VMをレ
ベルアップするためのフィードバック信号SC[1],S
C[2]を電圧生成回路17に送り、ステップS101の
中間電圧判定ステップに戻る。なお、当該ステップS1
09では、最も低いレベルの中間電圧により得られたデ
ータを検査した結果、一致していなければフェール(F
AIL)と判断し故障テストを終了する。
用いてスキャンパス方式により故障テストを行った際の
タイミングチャートについて、図8を参照して説明す
る。図8は、故障テストを行った際のタイミングチャー
トの一例である。当該例は、テストモードとなって検査
回路15で最初に検査した結果がエラーであったため中
間電圧VMをレベルアップして、その結果、2回目の検
査ではエラー無しのため故障テストが完了した例であ
る。
よびスキャンアウトの段階では、電圧生成回路17から
FFのT端子に印加される中間電圧VMがデフォルトの
VDD/2であるが、初回の検査ではエラー有りと判断し
て、中間電圧VMをレベルアップするよう検査回路15
からフィードバック信号SC[1],SC[2]=[1,0]
を電圧生成回路17に供給する。すると、次回のスキャ
ンインおよびスキャンアウトの段階では、VDD/2より
もレベルが高い中間電圧VMがFFのT端子に印加さ
れ、スキャン動作における遅延時間が長くなる。そし
て、次回の検査でエラー無しと判断されると、検査回路
15のout端子からエラー無しを示す信号が出力され
る。
集積回路10では、電圧生成回路17から各FF13a
〜13fが有するテスト動作入力回路55のT端子に印
加される中間電圧VMが電源電圧VDDと接地電圧VSSの
間の電位であるため、Q端子から出力されるデータの遅
延時間を長くすることができる。したがって、従来のよ
うにインバータやラッチ等を回路中に構成する必要がな
くなるため、半導体集積回路の実装面積を小さくするこ
とができる。
スキャンアウトされたデータにエラーが有る場合は、中
間電圧VMを1ランクずつレベルアップすることで遅延
時間を可変に設定することができるため、デバイスの遅
延特性にばらつきがあっても柔軟に対応することができ
る。したがって、微細化プロセスが進んでデバイスのば
らつきが大きくなっても、ホールドエラー等の誤動作を
防止できる。
有する各FF13a〜13fが有する通常動作入力回路
53の変形例について説明する。まず、第1の変形例で
は、図9および図10に示すように、FETのソース電
圧として電源電圧VDD、接地電圧VSSの代わりにVcp、
Vcnを印加し、ソース電圧Vcpが印加されているFET
の基板バイアス電圧をVDDに、ソース電圧Vcnが印加さ
れているFETの基板バイアス電圧をVSSにする。な
お、Vcpとはテスト動作入力回路55のT端子に印加さ
れた電圧、すなわち中間電圧VMであり、Vcnとは電源
電圧VDDよりソース電圧Vcpを差し引いた反転電圧であ
る。この場合、テスト動作時、リーク電流が減少するた
め消費電流を小さくすることができる。
のままで、ソース電圧が電源電圧V DDのFETの基板バ
イアス電圧をVcpとし、ソース電圧が接地電圧VSSのF
ETの基板バイアス電圧をVcnにする。この場合、テス
ト動作時のリーク電流は増えるがフォワードバイアスが
かかるためバイアス電流が大きくなり、その結果、電圧
降下が大きくなってドレイン電流が小さくなる。ドレイ
ン電流が小さくなると遅延時間が長くなる。
うに、通常動作入力回路53およびテスト動作入力回路
55を併せてトランスファーゲートで構成する。この場
合、素子数を減らすことができる。さらに、第4の変形
例では、図12に示すように、各FFの出力回路51に
遅延回路12Bを設けることによって遅延時間を長くす
る。この場合、遅延回路12Bのソース・ドレイン電流
が削減されることにより消費電流を小さくでき、かつ、
遅延時間を長くすることができる。
ク型等のFFでデータ入力端子がPMOSまたはNMO
Sだけに接続されたタイプのスキャン用データパスと通
常データパスがFFに内蔵した回路についても、本実施
形態を採用すれば、同様の効果が得られる。
判定回路19を半導体集積回路10内に設けたが、外付
けにしても良い。
体集積回路10では、各FF13a〜13fが有するテ
スト動作入力回路55は1つだけであったが、第2の実
施形態では、図13に示すように、テスト動作入力回路
55を複数有しており、遅延時間がそれぞれ異なる。し
たがって、複数のテスト動作入力回路55の中から適当
な回路を選択すれば、第1の実施形態と同様に遅延時間
を可変とすることができる。したがって、デバイスの遅
延特性にばらつきがあっても柔軟に対応することができ
る。
7は、各FFに中間電圧VMを印加するのではなく、検
査回路15からのフィードバック信号またはデフォルト
で適当なテスト動作入力回路55を選択するための信号
を出力する。
ャンパス回路および当該スキャンパス回路を備えた半導
体集積回路によれば、インバータやラッチを設けずにデ
ータの遅延時間を長くすることができるため、実装面積
を小さくすることができる。また、微細化プロセスが進
んでデバイスのばらつきが大きくなっても柔軟に対応す
ることができ、ホールドエラー等の誤動作をより効果的
に防止できる。
を示すブロック図
ップフロップの内部構成を示す回路図
(b)
ンパス方式による故障テスト方法を示すフローチャート
ャンパス方式により故障テストを行った際のタイミング
チャート
示す回路図
を示す回路図
された通常動作入力回路およびテスト動作入力回路を示
す回路図
を示す回路図
リップフロップの内部構成を示す回路図
て構成された従来の論理回路を示すブロック図
PMOSまたはNMOSだけに接続されたタイプのスキ
ャン用データパスと通常データパスがFFに内蔵した回
路を示す回路図
Claims (15)
- 【請求項1】 通常モードとは別のモード時にシフトレ
ジスタとして動作する、複数のフリップフロップから構
成されたスキャンパス回路であって、 各フリップフロップは、 通常モード時に選択され、前記通常モード時に所定のタ
イミングでデータが入力される第1の入力回路と、 通常モードとは別のモード時に選択され、前記別のモー
ド時に所定のタイミングでデータが入力される第2の入
力回路と、 前記第1の入力回路または前記第2の入力回路に入力さ
れたデータに応じて所定のデータを出力する出力回路
と、を備え、 前記第1の入力回路および前記第2の入力回路は、モー
ド毎に異なる制御信号が入力される端子をそれぞれ有
し、 通常モードとは別のモード時に、前記第2の入力回路の
前記端子に入力される制御信号の電圧レベルを変えるこ
とを特徴とするスキャンパス回路。 - 【請求項2】 通常モードとは別のモード時にシフトレ
ジスタとして動作する、複数のフリップフロップから構
成されたスキャンパス回路であって、 各フリップフロップは、 通常モード時に選択され、前記通常モード時に所定のタ
イミングでデータが入力される第1の入力回路と、 通常モードとは別のモード時に選択され、前記別のモー
ド時に所定のタイミングで入力されたデータの出力変化
量がそれぞれ異なる複数の第2の入力回路と、 前記第1の入力回路または前記複数の第2の入力回路の
いずれかに入力されたデータに応じて所定のデータを出
力する出力回路と、を備え、 前記第1の入力回路および前記複数の第2の入力回路
は、モード毎に異なる制御信号が入力される端子をそれ
ぞれ有し、 通常モードとは別のモード時に、前記複数の第2の入力
回路がそれぞれ有する前記端子のいずれかに入力される
制御信号の電圧レベルを変えることを特徴とするスキャ
ンパス回路。 - 【請求項3】 通常モードとは別のモード時にシフトレ
ジスタとして動作する、複数のフリップフロップから構
成されたスキャンパス回路であって、 各フリップフロップは、 所定のタイミングでデータが入力される入力回路と、 前記入力回路に入力されたデータに応じて所定のデータ
を出力する出力回路と、を備え、 前記出力回路から出力されるデータの前記入力回路に入
力されたデータに対する遅延時間は、通常モード時と通
常モードとは別のモードとで異なることを特徴とするス
キャンパス回路。 - 【請求項4】 前記第1の入力回路または前記第2の入
力回路は、前記制御信号と入力データとによって制御さ
れるトライステートインバータ回路によって構成され、 各トライステートインバータ回路の出力は共通に接続さ
れていることを特徴とする請求項1または2記載のスキ
ャンパス回路。 - 【請求項5】 前記第1の入力回路または前記第2の入
力回路は、前記制御信号と入力データとによって制御さ
れるトランスファーゲート回路によって構成され、 各トランスファーゲート回路の出力は共通に接続されて
いることを特徴とする請求項1または2記載のスキャン
パス回路。 - 【請求項6】 前記トライステートインバータ回路は、
通常モード時、前記制御信号と同レベルの電圧を電源電
圧の代わりに印加し、前記電源電圧から前記制御信号と
同レベルの電圧を引いた値の電圧を接地電圧の代わりに
印加することを特徴とする請求項5記載のスキャンパス
回路。 - 【請求項7】 通常モード時、前記トライステートイン
バータ回路の基板バイアス電圧が前記制御信号と同レベ
ルの電圧または電源電圧から前記制御信号と同レベルの
電圧を引いた値の電圧であることを特徴とする請求項5
記載のスキャンパス回路。 - 【請求項8】 通常モードとは別のモード時、前記制御
信号と同レベルの電圧を前記フリップフロップの電源電
圧の代わりに印加し、前記電源電圧から前記制御信号と
同レベルの電圧を引いた値の電圧を前記フリップフロッ
プの接地電圧の代わりに印加することを特徴とする請求
項3記載のスキャンパス回路。 - 【請求項9】 通常モードとは別のモード時に、データ
がスキャンインされる請求項1、2、3、4、5、6、
7または8に記載のスキャンパス回路(以下「第1のス
キャンパス回路」という。)と、 前記第1のスキャンパス回路から入力されたデータに対
して論理演算を行う組み合わせ回路と、 通常モードとは別のモード時に、データをスキャンアウ
トする請求項1、2、3、4、5、6、7または8に記
載のスキャンパス回路(以下「第2のスキャンパス回
路」という。)と、を備えた半導体集積回路であって、 前記第1のスキャンパス回路および前記第2のスキャン
パス回路が有する第2の入力回路の各端子に入力する制
御信号を生成する制御信号生成手段を備えたことを特徴
とする半導体集積回路。 - 【請求項10】 前記制御信号生成手段は、 通常モードとは別のモード時に、前記第2のスキャンパ
ス回路からスキャンアウトされたデータが検査された結
果、前記スキャンアウトされたデータにエラーが含まれ
ているとき受信する信号に基づいて、前記制御信号の電
圧レベルを変化させることを特徴とする請求項9記載の
半導体集積回路。 - 【請求項11】 通常モードとは別のモード時に、前記
第2のスキャンパス回路からスキャンアウトされたデー
タにエラーが含まれているかを検査する検査手段を備
え、 前記検査手段は、検査の結果、前記スキャンアウトされ
たデータにエラーが含まれているとき、前記制御信号の
電圧レベルを変化させるフィードバック信号を前記制御
信号生成手段に対して出力することを特徴とする請求項
9または10記載の半導体集積回路。 - 【請求項12】 前記検査手段は、 予め設定された期待値とスキャンアウトされた1ビット
のデータが一致しているかを判別する、前記第1のスキ
ャンパス回路および前記第2のスキャンパス回路のスキ
ャンチェーン段数と同じ数の一致判別手段と、 前記一致判別手段で全てのデータが一致しているかを判
別する全一致判別手段と、 前記全一致判別手段によっていずれかのデータが一致し
ていないと判断されたときインクリメントするカウンタ
手段と、 前記カウンタ手段でインクリメントされる度に、前記フ
ィードバック信号を出力するフィードバック信号出力手
段と、を有することを特徴とする請求項11記載の半導
体集積回路。 - 【請求項13】 前記制御信号生成手段が出力した制御
信号の電圧レベルが所望のレベルであるかを判定する電
圧判定手段を備えたことを特徴とする請求項9、10、
11または12記載の半導体集積回路。 - 【請求項14】 前記第1のスキャンパス回路は、スキ
ャンインされたデータをシフトし、 前記組み合わせ回路は、前記第1のスキャンパス回路か
ら入力されたデータに対して論理演算を行い、 前記第2のスキャンパス回路は、前記組み合わせ回路か
ら得られたデータをシフトしてスキャンアウトし、 前記検査手段は、前記スキャンアウトされたデータにエ
ラーが含まれているかを検査して、エラーが含まれてい
れば前記電圧判定手段に前記フィードバック信号を出力
し、 前記制御信号生成手段は、前記フィードバック信号に基
づいて前記制御信号の電圧レベルを再設定することを特
徴とする請求項13記載の半導体集積回路。 - 【請求項15】 前記電圧判定手段は、前記制御信号生
成手段が出力した制御信号の電圧レベルが所望のレベル
であるかを判定し、所望のレベルでなければフェールと
判断することを特徴とする請求項14記載の半導体集積
回路。
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