JP2010112893A - ラッチ回路及びその制御方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】スキャン機能を有するラッチ回路の通常動作時に、電力消費を抑える動作と遅いマスタデータを出力する動作のいずれか一方を選択可能にする。
【解決手段】第1のラッチは、クロックに従って入力データを保持して出力し、第1のスキャンクロックに従って入力スキャンデータを保持して出力する。論理回路は、第2のスキャンクロックと動作モードとの所定の論理演算を行い、アップデートクロックを生成して出力する。第2のラッチは、第1のラッチからアップデートクロックが入力された場合に、論理回路から入力されるデータ又はスキャンデータを保持する。
【選択図】図1

Description

本発明は、データ入力端子とスキャンデータ入力端子を有するラッチ回路及びその制御方法に関する。
Dラッチ回路にテスト又は初期設定に使用されるスキャン機能を持たせるためには、第1のラッチに、通常動作には不要な第2のラッチを追加する必要がある。この場合、第2のラッチは、システム動作を行うシステムクロックとは異なるスキャン用のクロックで駆動される。
図7は、スキャン機能を有する従来のDラッチ回路の構成例を示している。このDラッチ回路は、スキャンクロック入力端子11、15、クロック入力端子12、データ入力端子13、スキャンデータ入力端子14、スイッチ16、17、19、ラッチ部18、20、バッファ21、22、及びデータ出力端子23、24を備える。このうち、スイッチ16、17及びラッチ部18は第1のラッチを構成し、スイッチ19及びラッチ部20は第2のラッチを構成する。
スキャンクロック入力端子15及び11には、第1のスキャンクロック信号SCANCLK_A及び第2のスキャンクロック信号SCANCLK_Bがそれぞれ入力される。クロック入力端子12、データ入力端子13、及びスキャンデータ入力端子14には、クロック信号CLK、データ信号DATA_IN、及びスキャンデータ信号SCAN_INがそれぞれ入力される。
スイッチ16は、クロック信号CLKがハイレベル(H)のときにオンとなり、ローレベル(L)のときにオフとなる。スイッチ17は、スキャンクロック信号SCANCLK_AがHのときにオンとなり、Lのときにオフとなる。ラッチ部18は、入力される信号の値を保持してスイッチ19及びバッファ22に出力する。したがって、クロック信号CLK又はスキャンクロック信号SCANCLK_AがHのときにスイッチ16又は17への入力信号がラッチ部18の出力端子へ伝達され、Lのときにラッチ部18の出力信号が保持される。
スイッチ19は、スキャンクロック信号SCANCLK_BがHのときにオンとなり、Lのときにオフとなる。ラッチ部20は、入力される信号の値を保持してバッファ21に出力する。したがって、スキャンクロック信号SCANCLK_BがHのときにスイッチ19への入力信号がラッチ部20の出力端子へ伝達され、Lのときにラッチ部20の出力信号が保持される。
バッファ21及び22は、入力される信号を一定時間遅延させてデータ出力端子23及び24にそれぞれ出力する。
このDラッチ回路の使用方法としては、例えば、次の2通りが考えられる。
(1)第1の使用方法
通常動作時において、スキャンクロック信号SCANCLK_AをLに固定し、クロック信号CLKにより第1のラッチを駆動する。また、スキャンクロック信号SCANCLK_BをHに固定することで第2のラッチをスルー状態にして、第1のラッチの出力データをそのままデータ出力端子23に出力する。この場合、データ出力端子23及び24から出力されるマスタデータ信号MASTER2及びMASTER1は、後段の回路においてそれぞれ遅いマスタデータ及び速いマスタデータとして使用される。
一方、スキャン動作時においては、クロック信号CLKをLに固定し、スキャンクロック信号SCANCLK_Aにより第1のラッチを駆動する。また、スキャンクロック信号SCANCLK_Bにより第2のラッチを駆動する。この場合、データ出力端子23からスキャンデータ信号がスキャンアウトデータ信号として出力される。
(2)第2の使用方法
通常動作時において、スキャンクロック信号SCANCLK_AをLに固定し、クロック信号CLKにより第1のラッチを駆動する。また、スキャンクロック信号SCANCLK_BをLに固定し、第2のラッチを閉じておく。この場合、データ出力端子24から後段の回路にマスタデータ信号MASTER1のみが出力される。
一方、スキャン動作時においては、クロック信号CLKをLに固定し、スキャンクロック信号SCANCLK_Aにより第1のラッチを駆動する。また、スキャンクロック信号SCANCLK_Bにより第2のラッチを駆動する。この場合、データ出力端子23からスキャンデータ信号がスキャンアウトデータ信号として出力される。
図8は、図7のDラッチ回路の詳細な回路構成例を示している。このDラッチ回路は、クロック入力端子31、スキャンクロック入力端子32、34、データ入力端子35、スキャンデータ入力端子33、及びデータ出力端子81、82を備える。
Dラッチ回路は、さらにP-channel Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor (MOSFET)41、43、46、48、50、51、54、56、58、60、62、63、66、68、70、及び72を備える。Dラッチ回路は、さらにN-channel MOSFET42、44、47、49、52、53、55、57、59、61、64、65、67、69、71、及び73を備える。Dラッチ回路は、さらにトランスファゲート45を備える。
以下では、P-channel MOSFET及びN-channel MOSFETをそれぞれPMOS及びNMOSと記す。PMOS41、43、46、48、50、54、56、58、60、62、66、68、70、及び72のソース電極は電源電位VDDに接続され、NMOS42、44、47、49、53、55、57、59、61、65、67、69、71、及び73のソース電極は接地電位に接続されている。
クロック入力端子31には、クロック信号CLKを反転した反転クロック信号ICLKが入力され、スキャンクロック入力端子32及び34には、スキャンクロック信号SCANCLK_A及びSCANCLK_Bがそれぞれ入力される。データ入力端子35及びスキャンデータ入力端子33には、データ信号DATA_IN及びスキャンデータ信号SCAN_INがそれぞれ入力される。データ出力端子81からは、マスタデータ信号MASTER1が出力され、データ出力端子82からは、マスタデータ信号MASTER2又はスキャンアウトデータ信号が出力される。
PMOS41及びNMOS42はインバータを構成し、反転クロック信号ICLKを反転して、トランスファゲート45のNMOS側ゲート電極75に出力する。トランスファゲート45のPMOS側ゲート電極74には、反転クロック信号ICLKが入力される。PMOS43及びNMOS44はインバータを構成し、データ信号DATA_INを反転して、トランスファゲート45の入力端子に出力する。
トランスファゲート45は、PMOS側ゲート電極74及びNMOS側ゲート電極75がそれぞれL及びHになったときに、入力データ信号を出力端子からデータ信号PCM1
として出力する。
PMOS46及びNMOS47はインバータを構成し、データ信号PCM1を反転して、マスタデータ信号MASTER1を出力する。
PMOS48、50、51及びNMOS49、52、53はクロックドインバータを構成し、スキャンクロック信号SCANCLK_AがHのときに、スキャンデータ信号SCAN_INを反転してデータ信号PCM1を出力する。
PMOS54及びNMOS55はインバータを構成し、データ信号PCM1を反転してデータ信号PAM1を出力する。PMOS56及びNMOS57はインバータを構成し、データ信号PAM1を反転してデータ信号PCM1を出力する。PMOS54、56及びNMOS55、57は、図7のラッチ部18に対応する。
PMOS58及びNMOS59はインバータを構成し、スキャンクロック信号SCANCLK_Bを反転して出力する。PMOS60、62、63及びNMOS61、64、65はクロックドインバータを構成し、スキャンクロック信号SCANCLK_Bを反転した信号がLのときに、つまり、スキャンクロック信号SCANCLK_BがHのときに、データ信号PAM1を反転してデータ信号PCS1を出力する。
PMOS66及びNMOS67はインバータを構成し、データ信号PCS1を反転して出力する。PMOS68及びNMOS69はインバータを構成し、PMOS66及びNMOS67から出力されたデータ信号を反転してデータ信号PCS1を出力する。PMOS66、68及びNMOS67、69は、図7のラッチ部20に対応する。
PMOS70及びNMOS71はインバータを構成し、PMOS66及びNMOS67から出力されたデータ信号を反転して出力する。PMOS72及びNMOS73はインバータを構成し、PMOS70及びNMOS71から出力されたデータ信号を反転して、マスタデータ信号MASTER2又はスキャンアウトデータ信号を出力する。
トランスファゲート45は、図7のスイッチ16に対応し、PMOS48、50、51及びNMOS49、52、53から構成されるクロックドインバータは、図7のスイッチ17に対応する。また、PMOS60、62、63及びNMOS61、64、65から構成されるクロックドインバータは、図7のスイッチ19に対応する。
第1ラッチ及び第2ラッチを含み、スキャンテストを行わないときに第2ラッチへのクロック信号の供給を停止するパルスラッチ回路も知られている。スレーブラッチにトランスミッションゲートを設け、モード信号によりトランスミッションゲートを非道通にするフリップフロップ回路も知られている。また、通常動作時にマスタ部のトランスファゲートを閉じて周辺回路からの信号供給を遮断するDフリップフロップ回路も知られている。
特開2006−339948号公報 特開平09−270677号公報 特開2005−221352号公報
上述した従来のDラッチ回路には、次のような問題がある。
第1の使用方法では、通常動作時においても第2のラッチ及びバッファ21が動作するため、無駄な電力消費が発生する。また、第2の使用方法では、通常動作時の電力消費は抑えられるが、後段の回路で遅いマスタデータを使用することはできない。
特に、集積回路(IC)チップ等の半導体装置に複数のDラッチ回路が含まれている場合、スキャンクロック信号SCANCLK_BはそれらのDラッチ回路に共通の信号であるため、Dラッチ回路毎に使用方法を異ならせることはできない。
本発明の課題は、スキャン機能を有するラッチ回路の通常動作時に、電力消費を抑える動作と遅いマスタデータを出力する動作のいずれかを選択可能にすることである。
開示のラッチ回路は、第1及び第2のラッチと論理回路を有する。
第1のラッチは、データ入力端子とクロック入力端子とスキャンデータ入力端子と第1のスキャンクロック入力端子を有する。そして、クロック入力端子からクロックが入力された場合にデータ入力端子から入力されるデータを保持して出力する。また、第1のスキャンクロック入力端子から第1のスキャンクロックが入力された場合にスキャンデータ入力端子から入力されるスキャンデータを保持して出力する。
論理回路は、第2のスキャンクロック入力端子と動作モード入力端子を有する。そして、第2のスキャンクロック入力端子から入力される第2のスキャンクロックと動作モード入力端子から入力される動作モードとの所定の論理演算を行い、アップデートクロックを生成して出力する。
第2のラッチは、第1のラッチの出力端子に接続されるアップデート入力端子と論理回路の出力端子に接続されるアップデートクロック入力端子を有する。そして、アップデートクロック入力端子からアップデートクロックが入力された場合に、アップデート入力端子から入力されるデータ又はスキャンデータを保持する。
第2のスキャンクロックと動作モードとの所定の論理演算の結果が第2のラッチのアップデートクロック入力端子に出力され、第2のラッチが駆動される。このため、第2のスキャンクロックのレベルを固定した場合でも、動作モードのレベルにより第2のラッチの動作を制御することができる。
ラッチ回路がスキャン動作を行わない通常動作時において、第2のラッチを使用するか否かを選択することができる。したがって、ラッチ回路毎に、2種類の通常動作のいずれかを選択的に行わせることが可能になる。
以下、図面を参照しながら、最良の実施形態を詳細に説明する。
制御用の動作モード信号の接続を変更することにより、1つのラッチ回路を高速/高駆動力ラッチ回路に切り替えることもでき、省電力ラッチ回路に切り替えることもできる。これにより、設計の最終段階で遅延に余裕がある場合等に、動作モード信号を繋ぐだけで電力を削減することが可能になる。
図1は、スキャン機能を有する実施形態のDラッチ回路の構成例を示している。このDラッチ回路は、図7に示したDラッチ回路に、動作モード入力端子101及び所定の論理回路としての論理積(AND)回路102を追加した構成を有し、ICチップ等の半導体装置内に設けられる。
AND回路102の出力端子は、スイッチ19のアップデートクロック入力端子111に接続され、ラッチ部18の出力端子は、スイッチ19のアップデート入力端子112に接続される。
動作モード入力端子101には、動作モード信号SCAN_MODEが入力される。AND回路102は、動作モード信号SCAN_MODEとスキャンクロック信号SCANCLK_Bの論理積を演算し、アップデートクロック信号を生成してアップデートクロック入力端子111に出力する。
スイッチ19は、アップデートクロック信号がHのときにオンとなり、Lのときにオフとなる。したがって、スイッチ19は、動作モード信号SCAN_MODEとスキャンクロック信号SCANCLK_BがともにHのときにオンとなり、いずれか一方がLのときにオフとなる。スイッチ16、17、ラッチ部18、20、及びバッファ21、22の動作は、図7の場合と同様である。
このDラッチ回路の動作モードとしては、例えば、次の3通りが考えられる。
(1)第1の通常動作モード
スキャンクロック信号SCANCLK_AをLに固定し、クロック信号CLKにより第1のラッチを駆動する。また、動作モード信号SCAN_MODEをHに固定し、スキャンクロック信号SCANCLK_BをHに固定することで第2のラッチをスルー状態にする。この場合、データ出力端子23及び24からマスタデータ信号MASTER2及びMASTER1がそれぞれ出力される。
(2)第2の通常動作モード
スキャンクロック信号SCANCLK_AをLに固定し、クロック信号CLKにより第1のラッチを駆動する。また、動作モード信号SCAN_MODE又はスキャンクロック信号SCANCLK_Bの少なくとも一方をLにすることで、第2のラッチを閉じておく。この場合、データ出力端子24からマスタデータ信号MASTER1のみが出力される。
(3)スキャン動作モード
クロック信号CLKをLに固定し、スキャンクロック信号SCANCLK_Aにより第1のラッチを駆動する。また、動作モード信号SCAN_MODEをHにすることで、スキャンクロック信号SCANCLK_Bにより第2のラッチを駆動する。スキャンクロック信号SCANCLK_Aの信号値Hは、スキャンクロック信号SCANCLK_Bの信号値Hと交互に入力される。この場合、データ出力端子23からスキャンデータ信号がスキャンアウトデータ信号として出力される。
このように、第1の通常動作モードでは、遅いマスタデータを後段の回路に出力することができ、第2の通常動作モードでは、第2のラッチを駆動しないことでダイナミック電力を削減することができる。
例えば、設計初期には、動作モード信号SCAN_MODEを動作モード入力端子101に接続せずに、動作モード入力端子101を電源電位に固定して、遅いマスタデータが使えるようにしておく。そして、設計後期において遅いマスタデータが不要になったときに、動作モード信号SCAN_MODEを動作モード入力端子101に接続するようにする。これにより、設計の最終段階で、ICチップのバルクや他の配線を変更することなく、容易にダイナミック電力を削減することができる。
図2は、AND回路の代わりに所定の論理回路として否定的論理和(NOR)回路を用いたDラッチ回路の詳細な回路構成例を示している。このDラッチ回路は、図8に示したDラッチ回路において、PMOS58及びNMOS59を削除し、動作モード入力端子201、PMOS211、212、及びNMOS213、214を追加した構成を有する。
したがって、トランジスタの数が図8のDラッチ回路の場合より2個多いだけで済むという利点を有する。
PMOS211のソース電極は電源電位VDDに接続され、NMOS213及び214のソース電極は接地電位に接続されている。
動作モード入力端子201には、動作モード信号SCAN_MODEが入力される。PMOS211、212及びNMOS213、214はNOR回路を構成し、動作モード信号SCAN_MODEとスキャンクロック信号SCANCLK_Bの否定的論理和を演算して出力する。このNOR回路は、図1のAND回路102の代わりに用いられる。
PMOS60、62、63及びNMOS61、64、65から構成されるクロックドインバータは、否定的論理和がLのときに、データ信号PAM1を反転してデータ信号PCS1を出力する。他の回路素子の動作は、図8の場合と同様である。
それぞれの動作モードにおける図2のDラッチ回路の動作は、以下の通りである。
(1)第1の通常動作モード
図3に示すように、スキャンクロック信号SCANCLK_AをLに固定することで、PMOS48、50、51及びNMOS49、52、53から構成されるクロックドインバータをオフにする。そして、反転クロック信号ICLKによりトランスファゲート45を駆動する。
また、動作モード信号SCAN_MODEをHに固定し、スキャンクロック信号SCANCLK_BをLに固定することで、PMOS60、62、63及びNMOS61、64、65から構成されるクロックドインバータをオンにする。
これにより、反転クロック信号ICLKの立下りエッジでデータ信号DATA_INの値aが第1のラッチにデータ信号PAM1として格納されるとともに、マスタデータ信号MASTER1として出力される。また、データ信号PAM1はクロックドインバータを通過して第2のラッチにも格納され、マスタデータ信号MASTER2として出力される。こうして、マスタデータ信号MASTER1及びMASTER2の値はxからaに変化する。
(2)第2の通常動作モード
図4に示すように、スキャンクロック信号SCANCLK_AをLに固定することで、PMOS48、50、51及びNMOS49、52、53から構成されるクロックドインバータをオフにする。そして、反転クロック信号ICLKによりトランスファゲート45を駆動する。
また、動作モード信号SCAN_MODE及びスキャンクロック信号SCANCLK_BをLに固定することで、PMOS60、62、63及びNMOS61、64、65から構成されるクロックドインバータをオフにする。
これにより、反転クロック信号ICLKの立下りエッジでデータ信号DATA_INの値aが第1のラッチにデータ信号PAM1として格納されるとともに、マスタデータ信号MASTER1として出力される。しかし、データ信号PAM1はクロックドインバータを通過しないため、第2のラッチには格納されず、マスタデータ信号MASTER2の値aは変化しない。したがって、マスタデータ信号MASTER1の値のみがxからaに変化する。
(3)スキャン動作モード
図5に示すように、反転クロック信号ICLKをHに固定することで、トランスファゲート45をオフにする。そして、スキャンクロック信号SCANCLK_Aにより、PMOS48、50、51及びNMOS49、52、53から構成されるクロックドインバータを駆動する。
また、動作モード信号SCAN_MODEをLに固定し、スキャンクロック信号SCANCLK_Bにより、PMOS60、62、63及びNMOS61、64、65から構成されるクロックドインバータを駆動する。スキャンクロック信号SCANCLK_Aの信号値Hは、スキャンクロック信号SCANCLK_Bの信号値Hと交互に入力される。
図5では、データ出力端子82から出力されるデータ信号は、マスタデータ信号MASTER2ではなく、スキャンアウトデータ信号SCAN_OUTとして記されている。
まず、スキャンクロック信号SCANCLK_Aの立上りエッジ501でスキャンデータ信号SCAN_INの値cが第1のラッチにデータ信号PAM1として格納されるとともに、マスタデータ信号MASTER1として出力される。これにより、マスタデータ信号MASTER1の値がxからcに変化する。
このとき、スキャンクロック信号SCANCLK_BはLになっているため、PMOS60、62、63及びNMOS61、64、65から構成されるクロックドインバータはオフのままであり、データ信号PAM1は第2のラッチには格納されない。したがって、スキャンアウトデータ信号SCAN_OUTの値xは変化しない。
次に、スキャンクロック信号SCANCLK_Bの立上りエッジ511で、PMOS60、62、63及びNMOS61、64、65から構成されるクロックドインバータがオンとなり、データ信号PAM1の値cが第2のラッチに格納される。これにより、スキャンアウトデータ信号SCAN_OUTの値がxからcに変化する。
次に、スキャンクロック信号SCANCLK_Aの立上りエッジ502でスキャンデータ信号SCAN_INの値dが第1のラッチにデータ信号PAM1として格納されるとともに、マスタデータ信号MASTER1として出力される。これにより、マスタデータ信号MASTER1の値がcからdに変化する。このとき、スキャンクロック信号SCANCLK_BはLになっているため、スキャンアウトデータ信号SCAN_OUTの値cは変化しない。
次に、スキャンクロック信号SCANCLK_Bの立上りエッジ512で、PMOS60、62、63及びNMOS61、64、65から構成されるクロックドインバータがオンとなり、データ信号PAM1の値dが第2のラッチに格納される。これにより、スキャンアウトデータ信号SCAN_OUTの値がcからdに変化する。
図6は、図1のDラッチ回路を複数個含む回路の例を示している。この回路は、Dラッチ回路601〜603及び組み合わせ回路611、612を含み、ICチップ等の半導体装置内に設けられる。
Dラッチ回路601〜603の入力端子CK、SM、ACK、及びBCKは、図1のクロック入力端子12、動作モード入力端子101、スキャンクロック入力端子15、及びスキャンクロック入力端子11にそれぞれ対応する。入力端子SI及びDINは、図1のスキャンデータ入力端子14及びデータ入力端子13にそれぞれ対応する。また、出力端子M1及びM2は、図1のデータ出力端子24及び23にそれぞれ対応する。
Dラッチ回路601〜603の入力端子CKには、クロック信号CLKが入力される。
また、Dラッチ回路601〜603の入力端子ACK及びBCKには、スキャンクロック信号SCANCLK_A及びSCANCLK_Bがそれぞれ入力される。図を簡単にするため、これらのスキャンクロック信号の信号線は省略されている。
Dラッチ回路601及び603の入力端子SMには、動作モード信号SCAN_MODEが入力され、Dラッチ回路602の入力端子SMは電源電位VDDに接続され、Hに固定されている。
Dラッチ回路601の入力端子SI及びDINには、スキャンデータ信号SCAN_IN及びデータ信号DATA_INが入力される。Dラッチ回路601の出力端子M1及びM2は、組み合わせ回路611の入力端子及びDラッチ回路602の入力端子SIにそれぞれ接続され、組み合わせ回路611の出力端子は、Dラッチ回路602の入力端子DINに接続されている。
また、Dラッチ回路602の出力端子M1は、組み合わせ回路612の入力端子に接続され、Dラッチ回路602の出力端子M2は、組み合わせ回路612の別の入力端子及びDラッチ回路603の入力端子SIに接続されている。さらに、組み合わせ回路612の出力端子は、Dラッチ回路603の入力端子DINに接続されている。
この場合、Dラッチ回路601及び603の入力端子SMには動作モード信号SCAN_MODEが供給されるため、Dラッチ回路601及び603は、第2の通常動作モード又はスキャン動作モードで動作することが可能である。動作モード信号SCAN_MODEがLのときは第2の通常動作モードで動作し、Hのときはスキャン動作モードで動作する。
スキャン動作モードにおいて、Dラッチ回路601の出力端子M2は、スキャンアウトデータ信号をDラッチ回路602に出力するために使用され、Dラッチ回路603の出力端子M2は、スキャンアウトデータ信号を後段の回路(不図示)に出力するために使用される。
一方、Dラッチ回路602の入力端子SMはHに固定されているため、Dラッチ回路602は、第1の通常動作モード又はスキャン動作モードで動作することが可能である。スキャンクロック信号SCANCLK_BがHのときは第1の通常動作モードで動作し、スキャンクロック信号SCANCLK_Bがパルス信号のときはスキャン動作モードで動作する。
Dラッチ回路602の出力端子M2は、第1の通常動作モードにおいて、マスタデータ信号MASTER2を組み合わせ回路612に出力するために使用される。また、スキャン動作モードにおいては、スキャンアウトデータ信号をDラッチ回路603に出力するために使用される。
図6の回路において、図1のDラッチ回路の代わりに図2のDラッチ回路を用いることも可能である。この場合、Dラッチ回路601〜603の入力端子CKには、クロック信号CLKの代わりに反転クロック信号ICLKが入力される。また、Dラッチ回路601及び603の入力端子SMは、接地電位に接続されてLに固定され、Dラッチ回路602の入力端子SMには、動作モード信号SCAN_MODEが入力される。
これにより、Dラッチ回路601及び603は、図4及び図5に示したように、第2の通常動作モード又はスキャン動作モードで動作することができる。一方、Dラッチ回路602は、図3及び図5に示したように、第1の通常動作モード又はスキャン動作モードで
動作することができる。
なお、図6には3個のDラッチ回路と2個の組み合わせ回路が示されているが、Dラッチ回路及び組み合わせ回路の数はこれに限られるものではなく、1つ以上であればよい。
以上、図1から図6までを参照しながら説明した実施形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
(付記1)
データ入力端子とクロック入力端子とスキャンデータ入力端子と第1のスキャンクロック入力端子を有し、前記クロック入力端子からクロックが入力された場合に前記データ入力端子から入力されるデータを保持して出力するとともに、前記第1のスキャンクロック入力端子から第1のスキャンクロックが入力された場合に前記スキャンデータ入力端子から入力される前記スキャンデータを保持して出力する第1のラッチと、
第2のスキャンクロック入力端子と動作モード入力端子を有し、前記第2のスキャンクロック入力端子から入力される第2のスキャンクロックと前記動作モード入力端子から入力される動作モードとの所定の論理演算を行い、アップデートクロックを生成して出力する論理回路と、
前記第1のラッチの出力端子に接続されるアップデート入力端子と前記論理回路の出力端子に接続されるアップデートクロック入力端子を有するとともに、前記アップデートクロック入力端子から前記アップデートクロックが入力された場合に、前記アップデート入力端子から入力される前記データ又は前記スキャンデータを保持する第2のラッチを有することを特徴とするラッチ回路。
(付記2)
前記ラッチ回路は
前記動作モード入力端子に電源電位又は接地電位を接続することにより、
前記第1のラッチが保持する前記データを第1のマスタデータとして出力し、
前記第2のラッチが保持する前記データを第2のマスタデータとして出力することを特徴とする付記1記載のラッチ回路。
(付記3)
前記ラッチ回路は
前記第2のスキャンクロック入力端子に電源電位又は接地電位を接続し、前記クロック入力端子に前記クロックを入力することにより、
前記第1のラッチが保持する前記データを前記第1のマスタデータとして出力し、
前記第2のラッチが保持する前記データを前記第2のマスタデータとして出力し、
前記第1のスキャンクロック入力端子に前記第1のスキャンクロックを入力し、前記第2のスキャンクロック入力端子に前記第2のスキャンクロックを入力することにより、
前記第1のラッチが保持する前記スキャンデータを前記アップデート入力端子に出力し、
前記第2のラッチが保持する前記スキャンデータをスキャンアウトデータとして出力することを特徴とする付記2記載のラッチ回路。
(付記4)
前記ラッチ回路は
前記動作モード入力端子にスキャンモードを入力することにより、
前記第1のラッチが保持する前記データをマスタデータとして出力し、
前記第2のラッチが保持する前記スキャンデータをスキャンアウトデータとして出力することを特徴とする付記1記載のラッチ回路。
(付記5)
前記ラッチ回路は
前記動作モード入力端子又は前記第2のスキャンクロック入力端子の少なくとも一方にローレベルのスキャンモードを入力し、前記クロック入力端子に前記クロックを入力する
ことにより、
前記第1のラッチが保持する前記データを前記マスタデータとして出力し、
前記動作モード入力端子にハイレベルのスキャンモードを入力し、前記第1のスキャンクロック入力端子に前記第1のスキャンクロックを入力し、前記第2のスキャンクロック入力端子に前記第2のスキャンクロックを入力することにより、
前記第1のラッチが保持する前記スキャンデータを前記アップデート入力端子に出力し、
前記第2のラッチが保持する前記スキャンデータをスキャンアウトデータとして出力することを特徴とする付記4記載のラッチ回路。
(付記6)
前記第1のスキャンクロックは、前記第2のスキャンクロックと交互に入力されることを特徴とする付記4記載のラッチ回路。
(付記7)
前記ラッチ回路はさらに、
前記第1のラッチが保持する前記データ又は前記スキャンデータを出力する第1のバッファと、
前記第2のラッチが保持する前記データ又は前記スキャンデータを出力する第2のバッファを有することを特徴とする付記1〜6のいずれか1項に記載のラッチ回路。
(付記8)
前記所定の論理演算は論理積又は否定的論理和であることを特徴とする付記1記載のラッチ回路。
(付記9)
複数のラッチ回路を有する回路であって、
前記複数のラッチ回路の各々は、
データ入力端子とクロック入力端子とスキャンデータ入力端子と第1のスキャンクロック入力端子を有し、前記クロック入力端子からクロックが入力された場合に前記データ入力端子から入力されるデータを保持して出力するとともに、前記第1のスキャンクロック入力端子から第1のスキャンクロックが入力された場合に前記スキャンデータ入力端子から入力される前記スキャンデータを保持して出力する第1のラッチと、
第2のスキャンクロック入力端子と動作モード入力端子を有し、前記第2のスキャンクロック入力端子から入力される第2のスキャンクロックと前記動作モード入力端子から入力される動作モードとの所定の論理演算を行い、アップデートクロックを生成して出力する論理回路と、
前記第1のラッチの出力端子に接続されるアップデート入力端子と前記論理回路の出力端子に接続されるアップデートクロック入力端子を有するとともに、前記アップデートクロック入力端子から前記アップデートクロックが入力された場合に、前記アップデート入力端子から入力される前記データ又は前記スキャンデータを保持する第2のラッチを有し、
前記複数のラッチ回路のうち一のラッチ回路は
前記動作モード入力端子に電源電位又は接地電位を接続することにより、
前記第1のラッチが保持する前記データを第1のマスタデータとして出力し、
前記第2のラッチが保持する前記データを第2のマスタデータとして出力し、
前記複数のラッチ回路のうち他の一のラッチ回路は
前記動作モード入力端子にスキャンモードを入力することにより、
前記第1のラッチが保持する前記データをマスタデータとして出力し、
前記第2のラッチが保持する前記スキャンデータをスキャンアウトデータとして出力することを特徴とする回路。
(付記10)
データ入力端子とクロック入力端子とスキャンデータ入力端子と第1のスキャンクロック入力端子を有し、前記クロック入力端子からクロックが入力された場合に前記データ入
力端子から入力されるデータを保持して出力するとともに、前記第1のスキャンクロック入力端子から第1のスキャンクロックが入力された場合に前記スキャンデータ入力端子から入力される前記スキャンデータを保持して出力する第1のラッチと、
第2のスキャンクロック入力端子と動作モード入力端子を有し、前記第2のスキャンクロック入力端子から入力される第2のスキャンクロックと前記動作モード入力端子から入力される動作モードとの所定の論理演算を行い、アップデートクロックを生成して出力する論理回路と、
前記第1のラッチの出力端子に接続されるアップデート入力端子と前記論理回路の出力端子に接続されるアップデートクロック入力端子を有するとともに、前記アップデートクロック入力端子から前記アップデートクロックが入力された場合に、前記アップデート入力端子から入力される前記データ又は前記スキャンデータを保持する第2のラッチを有することを特徴とする半導体装置。
(付記11)
データ入力端子とクロック入力端子とスキャンデータ入力端子と第1のスキャンクロック入力端子を有する第1のラッチと、前記第1のラッチの出力端子に接続されるアップデート入力端子を有する第2のラッチと、第2のスキャンクロック入力端子と、動作モード入力端子とを有するラッチ回路の制御方法であって、
前記第2のスキャンクロック入力端子と前記動作モード入力端子に電源電位又は接地電位を接続し、
前記第2のスキャンクロック入力端子から入力される前記電源電位又は接地電位と前記動作モード入力端子から入力される前記電源電位又は接地電位との所定の論理演算を行い、前記第2のラッチに出力し、
前記クロック入力端子にクロックを入力し、
前記データ入力端子にデータを入力し、
前記第1のラッチが、前記データ入力端子から入力される前記データを保持して出力し、
前記第1のラッチから出力される前記データを第1のマスタデータとして出力し、
前記第2のラッチが、前記アップデート入力端子から入力される前記データを保持して第2のマスタデータとして出力し、
前記第2のスキャンクロック入力端子に第2のスキャンクロックを入力し、
前記動作モード入力端子にスキャンモードを入力し、
前記第2のスキャンクロック入力端子から入力される前記第2のスキャンクロックと前記動作モード入力端子から入力される前記スキャンモードとの所定の論理演算を行い、アップデートクロックを生成して前記第2のラッチに出力し、
前記第1のスキャンクロック入力端子に第1のスキャンクロックを入力し、
前記スキャンデータ入力端子にスキャンデータを入力し、
前記第1のラッチが、前記スキャンデータ入力端子から入力される前記スキャンデータを保持して出力し、
前記第1のラッチから出力される前記スキャンデータをマスタデータとして出力し、
前記第2のラッチが、前記アップデート入力端子から入力される前記スキャンデータを保持してスキャンアウトデータとして出力することを特徴とする制御方法。
(付記12)
データ入力端子とクロック入力端子とスキャンデータ入力端子と第1のスキャンクロック入力端子を有し、前記クロック入力端子からクロックが入力された場合に前記データ入力端子から入力されるデータを保持して出力するとともに、前記第1のスキャンクロック入力端子から第1のスキャンクロックが入力された場合に前記スキャンデータ入力端子から入力される前記スキャンデータを保持して出力する第1のラッチと、
第2のスキャンクロック入力端子と動作モード入力端子を有し、前記第2のスキャンクロック入力端子から入力される第2のスキャンクロックと前記動作モード入力端子から入力される動作モードの否定的論理和を演算し、アップデートクロックを生成して出力する
否定的論理和回路と、
前記第1のラッチの出力端子に接続されるアップデート入力端子と前記否定的論理和回路の出力端子に接続されるアップデートクロック入力端子を有するとともに、前記アップデートクロック入力端子から前記アップデートクロックが入力された場合に、前記アップデート入力端子から入力される前記データ又は前記スキャンデータを保持する第2のラッチを有することを特徴とするラッチ回路。
実施形態の第1のDラッチ回路の構成図である。 実施形態の第2のDラッチ回路の構成図である。 第1の通常動作モードを示すタイミングチャートである。 第2の通常動作モードを示すタイミングチャートである。 スキャン動作モードを示すタイミングチャートである。 複数のDラッチ回路を含む回路の構成図である。 従来の第1のDラッチ回路の構成図である。 従来の第2のDラッチ回路の構成図である。
符号の説明
11、15、32、34 スキャンクロック入力端子
12、31 クロック入力端子
13、35 データ入力端子
14、33 スキャンデータ入力端子
16、17、19 スイッチ
18、20 ラッチ部
21、22 バッファ
23、24、81、82 データ出力端子
41、43、46、48、50、51、54、56、58、60、62、63、66、68、70、72、211、212 PMOS
42、44、47、49、52、53、55、57、59、61、64、65、67、69、71、73、213、214 NMOS
45 トランスファゲート
101、201 動作モード入力端子
102 AND回路
111 アップデートクロック入力端子
112 アップデート入力端子
501、502、511、512 立上りエッジ
601、602、603 Dラッチ回路
611、612 組み合わせ回路

Claims (10)

  1. データ入力端子とクロック入力端子とスキャンデータ入力端子と第1のスキャンクロック入力端子を有し、前記クロック入力端子からクロックが入力された場合に前記データ入力端子から入力されるデータを保持して出力するとともに、前記第1のスキャンクロック入力端子から第1のスキャンクロックが入力された場合に前記スキャンデータ入力端子から入力される前記スキャンデータを保持して出力する第1のラッチと、
    第2のスキャンクロック入力端子と動作モード入力端子を有し、前記第2のスキャンクロック入力端子から入力される第2のスキャンクロックと前記動作モード入力端子から入力される動作モードとの所定の論理演算を行い、アップデートクロックを生成して出力する論理回路と、
    前記第1のラッチの出力端子に接続されるアップデート入力端子と前記論理回路の出力端子に接続されるアップデートクロック入力端子を有するとともに、前記アップデートクロック入力端子から前記アップデートクロックが入力された場合に、前記アップデート入力端子から入力される前記データ又は前記スキャンデータを保持する第2のラッチを有することを特徴とするラッチ回路。
  2. 前記ラッチ回路は
    前記動作モード入力端子に電源電位又は接地電位を接続することにより、
    前記第1のラッチが保持する前記データを第1のマスタデータとして出力し、
    前記第2のラッチが保持する前記データを第2のマスタデータとして出力することを特徴とする請求項1記載のラッチ回路。
  3. 前記ラッチ回路は
    前記動作モード入力端子にスキャンモードを入力することにより、
    前記第1のラッチが保持する前記データをマスタデータとして出力し、
    前記第2のラッチが保持する前記スキャンデータをスキャンアウトデータとして出力することを特徴とする請求項1記載のラッチ回路。
  4. 前記第1のスキャンクロックは、前記第2のスキャンクロックと交互に入力されることを特徴とする請求項3記載のラッチ回路。
  5. 前記ラッチ回路はさらに、
    前記第1のラッチが保持する前記データ又は前記スキャンデータを出力する第1のバッファと、
    前記第2のラッチが保持する前記データ又は前記スキャンデータを出力する第2のバッファを有することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のラッチ回路。
  6. 前記所定の論理演算は論理積又は否定的論理和であることを特徴とする請求項1記載のラッチ回路。
  7. 複数のラッチ回路を有する回路であって、
    前記複数のラッチ回路の各々は、
    データ入力端子とクロック入力端子とスキャンデータ入力端子と第1のスキャンクロック入力端子を有し、前記クロック入力端子からクロックが入力された場合に前記データ入力端子から入力されるデータを保持して出力するとともに、前記第1のスキャンクロック入力端子から第1のスキャンクロックが入力された場合に前記スキャンデータ入力端子から入力される前記スキャンデータを保持して出力する第1のラッチと、
    第2のスキャンクロック入力端子と動作モード入力端子を有し、前記第2のスキャンクロック入力端子から入力される第2のスキャンクロックと前記動作モード入力端子から入
    力される動作モードとの所定の論理演算を行い、アップデートクロックを生成して出力する論理回路と、
    前記第1のラッチの出力端子に接続されるアップデート入力端子と前記論理回路の出力端子に接続されるアップデートクロック入力端子を有するとともに、前記アップデートクロック入力端子から前記アップデートクロックが入力された場合に、前記アップデート入力端子から入力される前記データ又は前記スキャンデータを保持する第2のラッチを有し、
    前記複数のラッチ回路のうち一のラッチ回路は
    前記動作モード入力端子に電源電位又は接地電位を接続することにより、
    前記第1のラッチが保持する前記データを第1のマスタデータとして出力し、
    前記第2のラッチが保持する前記データを第2のマスタデータとして出力し、
    前記複数のラッチ回路のうち他の一のラッチ回路は
    前記動作モード入力端子にスキャンモードを入力することにより、
    前記第1のラッチが保持する前記データをマスタデータとして出力し、
    前記第2のラッチが保持する前記スキャンデータをスキャンアウトデータとして出力することを特徴とする回路。
  8. データ入力端子とクロック入力端子とスキャンデータ入力端子と第1のスキャンクロック入力端子を有し、前記クロック入力端子からクロックが入力された場合に前記データ入力端子から入力されるデータを保持して出力するとともに、前記第1のスキャンクロック入力端子から第1のスキャンクロックが入力された場合に前記スキャンデータ入力端子から入力される前記スキャンデータを保持して出力する第1のラッチと、
    第2のスキャンクロック入力端子と動作モード入力端子を有し、前記第2のスキャンクロック入力端子から入力される第2のスキャンクロックと前記動作モード入力端子から入力される動作モードとの所定の論理演算を行い、アップデートクロックを生成して出力する論理回路と、
    前記第1のラッチの出力端子に接続されるアップデート入力端子と前記論理回路の出力端子に接続されるアップデートクロック入力端子を有するとともに、前記アップデートクロック入力端子から前記アップデートクロックが入力された場合に、前記アップデート入力端子から入力される前記データ又は前記スキャンデータを保持する第2のラッチを有することを特徴とする半導体装置。
  9. データ入力端子とクロック入力端子とスキャンデータ入力端子と第1のスキャンクロック入力端子を有する第1のラッチと、前記第1のラッチの出力端子に接続されるアップデート入力端子を有する第2のラッチと、第2のスキャンクロック入力端子と、動作モード入力端子とを有するラッチ回路の制御方法であって、
    前記第2のスキャンクロック入力端子と前記動作モード入力端子に電源電位又は接地電位を接続し、
    前記第2のスキャンクロック入力端子から入力される前記電源電位又は接地電位と前記動作モード入力端子から入力される前記電源電位又は接地電位との所定の論理演算を行い、前記第2のラッチに出力し、
    前記クロック入力端子にクロックを入力し、
    前記データ入力端子にデータを入力し、
    前記第1のラッチが、前記データ入力端子から入力される前記データを保持して出力し、
    前記第1のラッチから出力される前記データを第1のマスタデータとして出力し、
    前記第2のラッチが、前記アップデート入力端子から入力される前記データを保持して第2のマスタデータとして出力し、
    前記第2のスキャンクロック入力端子に第2のスキャンクロックを入力し、
    前記動作モード入力端子にスキャンモードを入力し、
    前記第2のスキャンクロック入力端子から入力される前記第2のスキャンクロックと前記動作モード入力端子から入力される前記スキャンモードとの所定の論理演算を行い、アップデートクロックを生成して前記第2のラッチに出力し、
    前記第1のスキャンクロック入力端子に第1のスキャンクロックを入力し、
    前記スキャンデータ入力端子にスキャンデータを入力し、
    前記第1のラッチが、前記スキャンデータ入力端子から入力される前記スキャンデータを保持して出力し、
    前記第1のラッチから出力される前記スキャンデータをマスタデータとして出力し、
    前記第2のラッチが、前記アップデート入力端子から入力される前記スキャンデータを保持してスキャンアウトデータとして出力することを特徴とする制御方法。
  10. データ入力端子とクロック入力端子とスキャンデータ入力端子と第1のスキャンクロック入力端子を有し、前記クロック入力端子からクロックが入力された場合に前記データ入力端子から入力されるデータを保持して出力するとともに、前記第1のスキャンクロック入力端子から第1のスキャンクロックが入力された場合に前記スキャンデータ入力端子から入力される前記スキャンデータを保持して出力する第1のラッチと、
    第2のスキャンクロック入力端子と動作モード入力端子を有し、前記第2のスキャンクロック入力端子から入力される第2のスキャンクロックと前記動作モード入力端子から入力される動作モードの否定的論理和を演算し、アップデートクロックを生成して出力する否定的論理和回路と、
    前記第1のラッチの出力端子に接続されるアップデート入力端子と前記否定的論理和回路の出力端子に接続されるアップデートクロック入力端子を有するとともに、前記アップデートクロック入力端子から前記アップデートクロックが入力された場合に、前記アップデート入力端子から入力される前記データ又は前記スキャンデータを保持する第2のラッチを有することを特徴とするラッチ回路。
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