JP2006331190A - Clock control circuit - Google Patents
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Description
本発明は、クロック制御回路に関し、特に、テスト回路を内蔵したLSIのクロック制御回路に関する。 The present invention relates to a clock control circuit, and more particularly to an LSI clock control circuit incorporating a test circuit.
最近のLSIは、スキャンテスト回路やBIST回路などのテスト回路を内蔵することにより、論理回路やメモリ回路の故障個所を見つけ出すためのテストを可能にしている。スキャンテスト回路は、LSI内の各論理回路に対応して、フリップフロップ回路を配置した回路であり、複数のフリップフロップ回路をチェーン状に接続してシフトレジスタを構成し、各フリップフロップに取り込まれたデータを次々とシフトするシフト動作と、各論理回路の出力を各フリップフロップに取り込むキャプチャ動作とを行うことにより、論理回路のテストを行うものである。また、BIST回路は、メモリの自己診断テストを可能にする回路である。BISTは、Built-In-Self-Testの略である。 Recent LSIs have built-in test circuits such as a scan test circuit and a BIST circuit, thereby enabling a test for finding a faulty part of a logic circuit or a memory circuit. A scan test circuit is a circuit in which flip-flop circuits are arranged corresponding to each logic circuit in an LSI, and a plurality of flip-flop circuits are connected in a chain to form a shift register, which is taken into each flip-flop. The logic circuit is tested by performing a shift operation for shifting the data one after another and a capture operation for fetching the output of each logic circuit into each flip-flop. The BIST circuit is a circuit that enables a self-diagnosis test of the memory. BIST is an abbreviation for Built-In-Self-Test.
このようなテスト回路を内蔵したLSIでは、システムモード(通常のLSI動作モード)、スキャンモード(各論理回路、主にシステムレジスタを対象としたテスト動作モード)、BISTモード(メモリを対象としたテスト動作モード)の各動作モードを保証するために、必要なクロックを、クロックラインを介してクロック制御回路により供給する必要がある。 In an LSI incorporating such a test circuit, system mode (normal LSI operation mode), scan mode (test operation mode for each logic circuit, mainly system registers), BIST mode (test for memory) In order to guarantee each operation mode (operation mode), it is necessary to supply a necessary clock by the clock control circuit via the clock line.
図2は、そのようなテスト回路を内蔵したLSIにおける、従来のクロック制御回路を示す図である。上記3つの各動作モードに必要な4つのレジスタ、システムレジスタ21、メモリ22、スキャン用バイパスレジスタ23、BIST用レジスタ24が準備されている。
FIG. 2 is a diagram showing a conventional clock control circuit in an LSI incorporating such a test circuit. Four registers, a system register 21, a
システムレジスタ21は、システムに用いられる通常のレジスタである。スキャン用バイパスレジスタ23は、スキャンモード時に障壁となるメモリ22をバイパス(迂回)するためのレジスタである。
The
そして、各動作モード毎に、必要なレジスタにクロックを選択的に供給する必要がある。すなわち、図3に示すように、システムモードにおいては、システムレジスタ21及びメモリ22のクロック入力端子にシステムクロックを供給する。スキャンモードにおいては、システムレジスタ21とスキャン用バイパスレジスタ23とBIST用レジスタにスキャンクロックを供給する。スキャンクロックとは前述のシフト動作を行うためのクロックである。また、BISTモードにおいては、メモリ22及びBIST用レジスタ24にBISTクロックを供給する必要がある。
It is necessary to selectively supply clocks to necessary registers for each operation mode. That is, as shown in FIG. 3, in the system mode, the system clock is supplied to the clock input terminals of the
そのために、図2のクロック制御回路では、2つのマルチプレクサ(セレクタ)51、52と、2本のクロックライン61、62が用いられている。システムモードにおいて、BISTモード信号及びスキャンモード信号の論理値はいずれも「0」であり、マルチプレクサ51はシステムクロックを選択して出力する。すると、システムクロックはクロックライン61を介してシステムレジスタ21とメモリ22に供給され、通常のLSI動作がなされる。
For this purpose, in the clock control circuit of FIG. 2, two multiplexers (selectors) 51 and 52 and two
スキャンモードにおいて、BISTモード信号の論理値は「0」、スキャンモード信号の論理値は「1」に設定されるので、マルチプレクサ51はスキャンクロックを選択して出力する。すると、スキャンクロックはシステムレジスタ21とスキャン用バイパスレジスタ23とBIST用レジスタ24に供給され、各レジスタ21,23,24が正しく動作するか否かがテストされる。
In the scan mode, since the logical value of the BIST mode signal is set to “0” and the logical value of the scan mode signal is set to “1”, the
また、BISTモードにおいて、BISTモード信号の論理値は「1」、スキャンモード信号の論理値は「0」に設定されるので、マルチプレクサ52はBISTクロックを選択して出力する。すると、BISTクロックはメモリ22とBIST用レジスタ24に供給され、メモリ22が正しく動作するか否かがテストされる。関連する技術文献としては、以下の特許文献が挙げられる。
ところで、各動作モードにおいて、マルチプレクサ(セレクタ)により選択されたクロックが供給されるレジスタをそのクロックに同期して動作させるためには、クロックの到達時間を揃える必要がある。例えば、システムモードにおいて、システムレジスタ21とメモリ22にシステムクロックが同時に到達する必要がある。換言すれば、クロック源からレジスタ,メモリのクロック入力端子までのクロックの遅延時間を揃える必要がある。これは他の動作モードにおいても同じである。そのためには、クロックラインに遅延バッファを挿入してクロックの遅延時間の調整を行う。
By the way, in each operation mode, in order to operate the register supplied with the clock selected by the multiplexer (selector) in synchronization with the clock, it is necessary to align the arrival times of the clocks. For example, in the system mode, the system clock needs to reach the
しかしながら、図2のクロック制御回路では、2つのマルチプレクサ(セレクタ)51、52と、2本のクロックライン61、62が用いられているため、そのような遅延時間の調整作業が煩雑になるという問題があった。
However, in the clock control circuit of FIG. 2, since two multiplexers (selectors) 51 and 52 and two
そこで、本発明のクロック制御回路は、システムレジスタ、メモリ、スキャン用バイパスレジスタ及びBIST用レジスタに必要なクロックを供給するクロック制御回路であって、BISTモード信号とスキャンモード信号に応じて、スキャンクロック、BISTクロック、システムクロックのいずれか1つのクロックを選択して出力する1つのマルチプレクサと、前記マルチプレサの出力に接続され、前記マルチプレクサによって選択されたクロックを伝達する単一のクロックラインと、を備え、前記システムレジスタ、メモリ、スキャン用バイパスレジスタ及びBIST用レジスタに前記クロックラインから選択されたクロックを供給することを特徴とするものである。 Therefore, the clock control circuit of the present invention is a clock control circuit that supplies necessary clocks to the system register, the memory, the scan bypass register, and the BIST register, and the scan clock according to the BIST mode signal and the scan mode signal. A multiplexer that selects and outputs one of the BIST clock and the system clock, and a single clock line that is connected to the output of the multiplexer and transmits the clock selected by the multiplexer. The clock selected from the clock line is supplied to the system register, memory, scan bypass register, and BIST register.
本発明のクロック制御回路によれば、クロックラインが単純化され、クロックツリーが最適化されることで、複雑なクロックラインの遅延時間の調整作業が簡単になる。また、クロックラインに挿入される遅延バッファの数も削減されるので、チップ面積が縮小され、消費電力も低減される。また、システムクロックとBISTクロックの遅延時間を等しくできるので、BISTモードにおいて、実動作速度(システム動作速度)でのメモリテストが可能になる。 According to the clock control circuit of the present invention, the clock line is simplified and the clock tree is optimized, so that the adjustment work of the delay time of the complicated clock line is simplified. In addition, since the number of delay buffers inserted in the clock line is reduced, the chip area is reduced and the power consumption is also reduced. In addition, since the delay time of the system clock and the BIST clock can be made equal, the memory test at the actual operation speed (system operation speed) can be performed in the BIST mode.
以下、本発明の実施形態に係るクロック制御回路について、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, a clock control circuit according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
このクロック制御回路は、システムレジスタ21、メモリ22、スキャン用バイパスレジスタ23及びBIST用レジスタ24を備える。また、各レジスタ21,23,24及びメモリ22には、マルチプレクサ11から出力されたクロックを各動作モードに応じて必要なクロックを選別して供給するか否か、あるいは各動作モードに応じて必要なレジスタ、メモリを選別する制御回路25が接続されている。なお、図1においては、各レジスタ,メモリの後続に制御回路25を接続しているが、制御回路25の配置位置については特に限定されない。
The clock control circuit includes a
前述の3つの動作モード(システムモード、スキャンモード、BISTモード)に対応して、システムクロック、スキャンクロック、BISTクロックが対応するレジスタに供給される。これらの3つのクロックの選択は1つのマルチプレクサ11で行われるとともに、これらのクロックを対応する各レジスタまで伝達するクロックラインは、1本のクロックライン30にまとめられている。
Corresponding to the above-described three operation modes (system mode, scan mode, and BIST mode), the system clock, scan clock, and BIST clock are supplied to the corresponding registers. These three clocks are selected by one
マルチプレクサ11は、BISTモード時にBISTクロックが印加され、スキャンモード時にスキャンクロックが印加される第1の入力端子P1と、システムクロックが印加される第2の入力端子P2を備えている。そして、BISTモード信号及びスキャンモード信号が入力されたOR回路12の出力によって、マルチプレクサ11が制御されている。
The
各動作モードとレジスタの関係は図3と同じである。すなわち、システムモードにおいて、BISTモード信号及びスキャンモード信号の論理値はいずれも「0」に設定される。OR回路12の出力は「0」である。このとき、マルチプレクサ11は第2の端子P2に印加されるシステムクロックを選択してクロックライン30に出力する。すると、システムクロックはクロックライン30を介してシステムレジスタ21とメモリ22に供給され、通常のLSI動作がなされる。
The relationship between each operation mode and the register is the same as in FIG. That is, in the system mode, the logical values of the BIST mode signal and the scan mode signal are both set to “0”. The output of the
なお、システムクロックは他のレジスタ(スキャン用バイパスレジスタ23,BIST用レジスタ24)にも供給され得るが、制御回路25によってシステム動作に必要なシステムレジスタ21及びメモリ22が選別され、テスト回路に係るスキャン用バイパスレジスタ23及びBIST用レジスタ24は動作していないので影響はない。また、制御回路25によって各レジスタに供給されるシステムクロックを選別し、システムレジスタ21とメモリ22のみにクロックを供給することもできる。
Although the system clock can be supplied to other registers (scan
スキャンモードにおいて、BISTモード信号の論理値は「0」、スキャンモード信号の論理値は「1」に設定される。OR回路12の出力は「1」になる。すると、マルチプレクサ11は第1の端子P1に印加されるクロックを選択する。したがって、このとき、第1の端子P1にスキャンクロックを印加すれば、スキャンクロックはマルチプレクサ11を通して、システムレジスタ21とスキャン用バイパスレジスタ23とBIST用レジスタ24に供給され、各レジスタ21,23,24が正しく動作するか否かがテストされる。
In the scan mode, the logical value of the BIST mode signal is set to “0”, and the logical value of the scan mode signal is set to “1”. The output of the
なお、スキャンクロックはメモリ22にも供給され得るが、前記と同様に制御回路25によって、メモリ22を除く各レジスタ21,23,24(スキャンモード動作に必要なレジスタ)に対してのみスキャンクロックを供給するか、またはメモリ22に供給されたとしてもスキャンモードの動作に影響がないように制御されている。
Although the scan clock can be supplied to the
また、BISTモードにおいて、BISTモード信号の論理値は「1」、スキャンモード信号の論理値は「0」に設定される。OR回路12の出力は「1」である。すると、マルチプレクサ11は第1の入力端子P1に印加されるクロックを選択する。したがって、このとき、第1の入力端子P1にBISTクロックを印加すれば、BISTクロックはメモリ22とBIST用レジスタ24に供給され、メモリ22が正しく動作するか否かテストされる。なお、上記と同様に、BISTクロックはシステムレジスタ21及びスキャン用バイパスレジスタ23にも供給され得るが、制御回路25によって、システムレジスタ21及びスキャン用バイパスレジスタ23を除くBIST用レジスタ24及びメモリ22(BISTモード動作に必要なレジスタとメモリ)に対してのみBISTクロックを供給するか、またはシステムレジスタ21及びスキャン用バイパスレジスタ23に供給されたとしても当該レジスト21,23は動作せず、BISTモードの動作に影響がないように制御されている。
In the BIST mode, the logical value of the BIST mode signal is set to “1”, and the logical value of the scan mode signal is set to “0”. The output of the
クロックライン30には、スキャンクロック、BISTクロック、システムクロックの遅延時間を調整するために、例えば、4つの遅延バッファ40A,40B,40C,40Dが挿入される。これにより、各動作モードにおいて、クロックが各レジスタ21,23,24、及びメモリ22のクロック入力端子に到達する時間が揃えられ、各レジスタ21,23,24、及びメモリ22がクロックに同期して動作することが可能になる。
For example, four
このように、本実施形態のクロック制御回路によれば、クロックライン30が1本にまとめられ、クロックツリーが最適化されることで、複雑なクロックラインの遅延時間の調整作業が不要となる。また、クロックライン30に挿入される遅延バッファの数も削減されるので、チップ面積が縮小され、消費電力も低減される。また、システムクロックとBISTクロックの遅延時間を等しくできるので、BISTモードにおいて、実動作速度(システム動作速度)でのメモリテストが可能になる。
As described above, according to the clock control circuit of the present embodiment, the clock lines 30 are combined into one and the clock tree is optimized, so that the complicated adjustment work of the delay time of the clock line is not required. Further, since the number of delay buffers inserted in the
11 マルチプレクサ 12 OR回路 21 システムレジスタ
22 メモリ 23 スキャン用バイパスレジスタ
24 BIST用レジスタ 25 制御回路 30 クロックライン
40A,40B,40C,40D 遅延バッファ
51,52 マルチプレクサ
P1 第1の入力端子 P2 第2の入力端子
61,62 クロックライン
11
22
24 BIST register 25
Claims (5)
BISTモード信号とスキャンモード信号に応じて、スキャンクロック、BISTクロック、システムクロックのいずれか1つのクロックを選択して出力する1つのマルチプレクサと、
前記マルチプレクサの出力に接続され、前記マルチプレクサによって選択されたクロックを伝達する単一のクロックラインと、を備え、
前記システムレジスタ、メモリ、スキャン用バイパスレジスタ及びBIST用レジスタに前記クロックラインから選択されたクロックを供給することを特徴とするクロック制御回路。 A clock control circuit for supplying necessary clocks to a system register, a memory, a scan bypass register, and a BIST register,
One multiplexer that selects and outputs one of a scan clock, a BIST clock, and a system clock according to the BIST mode signal and the scan mode signal;
A single clock line connected to the output of the multiplexer and carrying a clock selected by the multiplexer;
A clock control circuit for supplying a clock selected from the clock line to the system register, memory, scan bypass register, and BIST register.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2005155737A JP2006331190A (en) | 2005-05-27 | 2005-05-27 | Clock control circuit |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7759999B2 (en) | 2007-11-09 | 2010-07-20 | Hynix Semiconductor Inc. | Externally asynchronous internally clocked system |
CN111366842A (en) * | 2020-03-09 | 2020-07-03 | 广芯微电子(广州)股份有限公司 | Chip mass production test system and method |
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2005
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