JP2004258000A - スキャンテスト回路および半導体集積回路装置 - Google Patents

スキャンテスト回路および半導体集積回路装置 Download PDF

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Abstract

【課題】クロック1周期内のポジティブエッジとネガティブエッジで各々1データを出力するスキャンフリップフロップ回路であっても、スキャンフリップフロップ回路を小型化することを目的とする。
【解決手段】スキャンテストに要するサイクル数を大幅に短縮するクロック1周期内のポジティブエッジとネガティブエッジで各々1データを出力するスキャンテスト回路において、Q1出力とQ2出力の選択を単純な2−1セレクタS2と制御信号の組み合わせ信号で実現するため、従来の技術に比べて面積増加を抑制し、このスキャンフリップフロップ回路を小型化することができる。
【選択図】 図4

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体集積回路の製造上の良否を判定するスキャンテストに用いられるスキャンテスト回路および半導体集積回路装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
半導体集積回路の製造不良を判定する手法の一つとしてスキャンテストがある。以下、従来の半導体集積回路装置について、図1,図2を用いて説明する。
【0003】
図1は従来のスキャンテスト回路を有する半導体集積回路装置の構成図,図2は従来の半導体集積回路装置の動作を示すタイミングチャートである。
図1において、101は被検査回路、102は入力端子、103は出力端子、104はスキャンパターンをスキャンフリップフロップにシフトインするためのスキャン入力端子、105はスキャンフリップフロップに保持したデータをシフトアウトして半導体集積回路の外部出力で観測するためのスキャン出力端子、106A〜106Fはスキャンフリップフロップ、107はスキャンフリップフロップをシフトレジスタとして接続したスキャンチェーン、108はクロック信号である。
【0004】
次に動作について説明する。ここでスキャンフリップフロップはスキャン制御信号が”L”の時、被検査回路101からのデータを取得する通常動作を行い、スキャン制御信号が”H”の時、スキャンチェーンからのデータを取得するスキャンテスト動作を行うとする。
【0005】
図2において、スキャン制御信号が”H”の時、スキャン入力端子からクロック信号108の3周期で”H”,”L”,”H”のデータを入力すると、タイミングdではスキャンフリップフロップ106A,106B,106Cにそれぞれ”H”,”L”,”H”が保持される。次に、タイミングeまでにスキャン制御信号を”L”にし、クロック信号の1周期にわたり通常動作を行う。ここで被検査回路101が入力値をそのまま出力する回路であるとするならば、タイミングeではスキャンフリップフロップ106D,106E,106Fにそれぞれ”H”,”L”,”H”のデータが出力して保持される。さらに、タイミングfまでにスキャン制御信号を”H”にすると、スキャン出力端子105でクロック信号108の3周期で”H”,”L”,”H”を順次観測することができる。
【0006】
従来のスキャンテスト回路では、スキャンチェーン中のスキャンフリップフロップにスキャン入力端子からスキャンパターンをシフトインし、被検査回路のデータをスキャン出力端子へシフトアウトするためにポジティブエッジに同期するクロックを用いているが、この方法ではスキャンチェーン1本当たりのスキャンフリップフロップ数が長大化するにつれ、シフトインまたはシフトアウトに必要なクロック(サイクル)数が増加するため、スキャンテストに多くの時間を要する。
【0007】
そこで、近年、1クロックのポジティブエッジとネガティブエッジでそれぞれ1データを出力するスキャンフリップフロップ回路を用いてスキャンテストを行うという技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
【0008】
【特許文献1】
特開平11−352191号公報
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献1に示す技術では、1クロックのポジティブエッジとネガティブエッジでそれぞれ1データを出力するスキャンフリップフロップ回路を用いているが、スキャンフリップフロップ回路の構成で2入力の制御信号を持つ2入力のセレクタを用いているため、スキャンフリップフロップ回路の面積が増加するという問題点があった。
【0010】
本発明は、上記の従来の問題点を解決するもので、クロック1周期内のポジティブエッジとネガティブエッジで各々1データを出力するスキャンフリップフロップ回路であっても、スキャンフリップフロップ回路を小型化することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の請求項1記載のスキャンテスト回路は、第1の出力端子および第2の出力端子からクロック信号1周期内のポジティブエッジまたはネガティブエッジのいずれかのタイミングで各々1入力データを出力して保持するフリップフロップと、通常動作時にスキャン制御信号により被検査回路からの入力信号を選択し、スキャンテスト時に前記スキャン制御信号によりスキャンチェーンからの入力信号を選択して前記スキャンフリップフロップに入力する第1の選択回路と、前記スキャン制御信号と前記クロック信号より生成した出力制御信号により通常動作時に第1の出力端子からの出力信号を出力し、スキャンテスト時に前記出力制御信号によりクロック信号1周期内のポジティブエッジまたはネガティブエッジのいずれかのタイミングで前記第1の出力端子または前記第2の出力端子からの出力信号を出力する第2の選択回路とを有することを特徴とする。
【0012】
請求項2記載の半導体集積回路装置は、請求項1記載のスキャンテスト回路によりスキャンチェーンを構成し、スキャン制御信号とクロック信号より出力制御信号を生成する出力制御回路とを有することを特徴とする。
【0013】
以上のように、クロック1周期内のポジティブエッジとネガティブエッジで各々1データを出力するスキャンフリップフロップ回路であっても、スキャンフリップフロップ回路を小型化することができる。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図3,図4,図5を参照しながら説明する。
【0015】
図3は本発明のスキャンテスト回路を有する半導体集積回路装置の構成図,図4は本発明のスキャンテスト回路の構成図,図5は本発明の半導体集積回路装置の動作を示すタイミングチャートである。
【0016】
図3において、302は通常動作とスキャンテストを切り替えるスキャン制御信号であり、303はクロック信号108とスキャン制御信号302でスキャンフリップフロップの出力を切り替える改良型スキャンフリップフロップ出力制御回路である。301A〜306Fはスキャン制御信号302が”L”の時、通常動作を行い、スキャン制御信号302が”H”の時、1クロック信号のポジティブエッジとネガティブエッジで各々1データを出力する改良型スキャンフリップフロップである。
【0017】
以上の回路が、通常動作時は改良型スキャンフリップフロップ301A〜306Fおよび被検査回路101が任意に接続され、スキャンテスト時には改良型スキャンフリップフロップ301A〜306Fによりスキャンチェーンを構成し、改良型スキャンフリップフロップ出力制御回路303によりクロック信号のポジティブエッジとネガティブエッジによる出力を制御してスキャンテストを行う構成となっている。
【0018】
図4において、400はクロック信号のポジティブエッジで入力信号を出力端子Q1から出力して保持し、クロック信号のネガティブエッジで入力信号を出力端子Q2から出力して保持するフリップフロップであり、Dは入力信号を入力する入力端子,CLKはクロック信号を入力するクロック入力端子である。401は1クロックのポジティブエッジとネガティブエッジでデータを出力することができる改良型スキャンフリップフロップであり、スキャン制御信号302で被検査回路101からの入力データとスキャンチェーンからの入力データを選択することができる第1のセレクタS1を備え、スキャン制御信号302とクロック信号108からの入力できまる改良型スキャンフリップフロップ出力制御回路303の出力信号により、第1の出力Q1と第2の出力Q2を選択して出力することができる第2のセレクタS2を備えたものである。スキャン制御信号302が”L”の時、通常動作を行い、スキャン制御信号302が”H”の時にクロック信号108のポジティブエッジで第2の出力Q2からのデータを出力し、クロック信号108のネガティブエッジで第1の出力Q1からのデータを出力するようになっている。
【0019】
次に、以上の回路による動作について説明する。
ここでスキャンフリップフロップはスキャン制御信号302が”L”の時、被検査回路からのデータを取得する通常動作を行い、スキャン制御信号302が”H”の時、スキャンチェーンからのデータを取得するスキャンテスト動作を行うとする。
【0020】
図5において、まず、スキャン制御信号302が”H”の期間でスキャン入力端子104からクロック信号108の1.5周期で”H”,”L”,”H”のデータを入力すると、クロック信号108が”H”の時は改良型スキャンフリップフロップ401の第2の出力Q2からのデータを出力し、クロック信号108が”L”の時は改良型スキャンフリップフロップ401の第1の出力Q1からのデータを出力するため、タイミングdではスキャンフリップフロップ301A,301B,301Cにそれぞれ”H”,”L”,”H”が出力して保持される。
【0021】
次に、タイミングeまでにスキャン制御信号302を”L”にし、クロック信号108がポジティブエッジになるタイミングfで通常動作を行う。ここで被検査回路101が改良型スキャンフリップフロップの第1の出力Q1からの出力値をそのまま出力するとするならば、タイミングfではスキャンフリップフロップ301D,301E,301Fにそれぞれ”H”,”L”,”H”のデータが出力して保持される。
【0022】
次に、タイミングgまでにスキャン制御信号302を”H”にすると、クロック信号108のポジティブエッジで改良型スキャンフリップフロップ401の第2の出力Q2からのデータを出力して保持し、クロック信号108のネガティブエッジで改良型スキャンフリップフロップ401の第1の出力Q1からのデータを出力して保持するため、スキャン出力端子105でクロック信号の1.5周期で”H”,”L”,”H”を観測することができる。
【0023】
このように本発明によれば、上記回路のスキャンテストを3.5周期で行うことが可能である。すなわち、図1に示す従来のスキャンフリップフロップ回路では1つのスキャンフリップフロップ回路にデータを保持したりデータを出力するには、それぞれ1周期必要であり、スキャンインおよびスキャンアウト動作に6周期必要であった。これに対して、本実施の形態1によるスキャンフリップフロップ回路では1つのスキャンフリップフロップにデータを保持したりデータを出力するのに必要な周期は、それぞれ0.5周期であり、スキャンインおよびスキャンアウト動作は3.5周期ですむ。このため、スキャンテストを行うためのクロック(サイクル)数を削減する効果が得られる。
【0024】
さらに、クロック信号のポジティブエッジで入力信号を出力端子Q1から出力して保持し、クロック信号のネガティブエッジで入力信号を出力端子Q2から出力して保持するスキャンフリップフロップのQ1出力とQ2出力の選択を単純な2−1セレクタと制御信号の組み合わせ信号で実現するため、従来の技術に比べて、このスキャンフリップフロップ回路を小型化することができる。
【0025】
なお、本実施の形態では、改良型スキャンフリップフロップ出力制御回路としてスキャン制御信号とクロック信号の2入力ANDを用いて説明したが、2入力ANDの代わりにクロックの1周期内のポジティブエッジとネガティブエッジで各々出力が得られるような制御回路を用いてもよい。
【0026】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、スキャンテストに要するサイクル数を大幅に短縮するクロック1周期内のポジティブエッジとネガティブエッジで各々1データを出力するスキャンテスト回路において、Q1出力とQ2出力の選択を単純な2−1セレクタと制御信号の組み合わせ信号で実現するため、従来の技術に比べて面積増加を抑制し、このスキャンフリップフロップ回路を小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来のスキャンテスト回路を有する半導体集積回路装置の構成図
【図2】従来の半導体集積回路装置の動作を示すタイミングチャート
【図3】本発明のスキャンテスト回路を有する半導体集積回路装置の構成図
【図4】本発明のスキャンテスト回路の構成図
【図5】本発明の半導体集積回路装置の動作を示すタイミングチャート
【符号の説明】
101 被検査回路
102 入力端子
103 出力端子
104 スキャン入力端子
105 スキャン出力端子
106A スキャンフリップフロップ
106B スキャンフリップフロップ
106C スキャンフリップフロップ
106D スキャンフリップフロップ
106E スキャンフリップフロップ
106F スキャンフリップフロップ
107 スキャンチェーン
108 クロック信号
301A 改良型スキャンフリップフロップ
301B 改良型スキャンフリップフロップ
301C 改良型スキャンフリップフロップ
301D 改良型スキャンフリップフロップ
301E 改良型スキャンフリップフロップ
301F 改良型スキャンフリップフロップ
302 スキャン制御信号
303 改良型スキャンフリップフロップ出力制御回路
400 フリップフロップ
401 改良型スキャンフリップフロップ
CLK クロック入力端子
D 入力端子
Q1 出力端子
Q2 出力端子
S1 セレクタ
S2 セレクタ

Claims (2)

  1. 第1の出力端子および第2の出力端子からクロック信号1周期内のポジティブエッジまたはネガティブエッジのいずれかのタイミングで各々1入力データを出力して保持するフリップフロップと、
    通常動作時にスキャン制御信号により被検査回路からの入力信号を選択し、スキャンテスト時に前記スキャン制御信号によりスキャンチェーンからの入力信号を選択して前記スキャンフリップフロップに入力する第1の選択回路と、
    前記スキャン制御信号と前記クロック信号より生成した出力制御信号により通常動作時に第1の出力端子からの出力信号を出力し、スキャンテスト時に前記出力制御信号によりクロック信号1周期内のポジティブエッジまたはネガティブエッジのいずれかのタイミングで前記第1の出力端子または前記第2の出力端子からの出力信号を出力する第2の選択回路と
    を有することを特徴とするスキャンテスト回路。
  2. 請求項1記載のスキャンテスト回路によりスキャンチェーンを構成し、
    スキャン制御信号とクロック信号より出力制御信号を生成する出力制御回路とを有することを特徴とする半導体集積回路装置。
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