JP2010122009A - Semiconductor integrated circuit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数のフリップフロップと組み合わせ論理回路を含む半導体集積回路に関する。 The present invention relates to a semiconductor integrated circuit including a plurality of flip-flops and a combinational logic circuit.
従来より、半導体集積回路に備えられた組み合わせ論理回路のテストにおいて、スキャンテスト方式を採用したテストが広く普及している。スキャンテスト方式によりテストされる半導体集積回路には、複数のフリップフロップを直列に接続してスキャンチェーンを構成し、組み合わせ論理回路にシリアルデータ(テストパターン)を与えることによりその組み合わせ論理回路の動作をテストするスキャンテスト回路が組み込まれている。スキャンテスト方式では、このスキャンテスト回路を構成するスキャンチェーンに、テスタ側からシリアルデータを入力し、組み合わせ論理回路を経由して観測用の端子に出力されるシリアルデータの論理状態をテスタ側で観測することで、その半導体集積回路に備えられた組み合わせ論理回路の機能や動作の良否判定が行なわれる。 2. Description of the Related Art Conventionally, a test using a scan test method has been widely used for testing a combinational logic circuit provided in a semiconductor integrated circuit. In a semiconductor integrated circuit to be tested by the scan test method, a plurality of flip-flops are connected in series to form a scan chain, and serial data (test pattern) is given to the combinational logic circuit to operate the combinational logic circuit. Built-in scan test circuit to test. In the scan test method, serial data is input from the tester to the scan chain that constitutes the scan test circuit, and the logic state of the serial data output to the observation terminal via the combinational logic circuit is observed on the tester side. As a result, whether the function and operation of the combinational logic circuit provided in the semiconductor integrated circuit is good or bad is determined.
図4は、従来の、スキャンテスト方式が採用された半導体集積回路の回路構成を示す図、図5は、図4に示すフリップフロップの回路構成を示す図である。 FIG. 4 is a diagram showing a circuit configuration of a conventional semiconductor integrated circuit employing a scan test method, and FIG. 5 is a diagram showing a circuit configuration of the flip-flop shown in FIG.
図4に示す半導体集積回路100は、フリップフロップ101,102,103,104と、組み合わせ論理回路111,112,113,114,115,116とが交互に接続された、パイプライン構成を有する。
The semiconductor integrated
先ず、フリップフロップ101,102,103,104の回路構成について、図5を参照して説明する。尚、ここでは、フリップフロップ101のみの回路構成について説明するが、他のフリップフロップ102,103,104の回路構成も、図5に示すフリップフロップ101の回路構成と同じである。
First, the circuit configuration of the flip-
図5に示すフリップフロップ101には、セレクタ101aと内蔵フリップフロップ101bとが備えられている。
The flip-
セレクタ101aは、図4に示す組み合わせ論理回路111からのデータDが入力されるデータ端子Dと、図示しない組み合わせ論理回路からのスキャンデータ(シフトデータ)SDが入力されるスキャンデータ端子SDと、スキャンイネーブル信号SEが入力されるスキャンイネーブル信号端子SEとを有する。このセレクタ101aでは、スキャンイネーブル信号端子SEに‘L’レベルが入力されると、データ端子DからのデータDが出力される。一方、スキャンイネーブル信号端子SEに‘H’レベルが入力されると、スキャンデータ端子SDからのスキャンデータSDが出力される。
The
また、内蔵フリップフロップ101bは、セレクタ101aからのデータが入力されるデータ端子Dと、クロック信号CLKが入力されるクロック端子CKと、データQが出力されるデータ端子Qとを有する。この内蔵フリップフロップ101bでは、クロック信号CLKのクロックエッジのタイミングでデータ端子Dに入力されているデータが保持され、その保持されたデータがデータ端子Qから出力される。再び、図4に戻って説明を続ける。
The built-in flip-
図4に示す半導体集積回路100では、通常動作時においては、スキャンイネーブル信号SEは‘L’レベルに設定され、フリップフロップ101,102,103,104のスキャンイネーブル信号端子SEには‘L’レベルが入力される。フリップフロップ101,102,103,104では、クロック信号CLKのクロックエッジのタイミングで組み合わせ論理回路111,112,114,116からのデータDが保持される。保持されたデータQは、フリップフロップ101,102,103,104のデータ端子Qから出力される。
In the semiconductor integrated
一方、スキャンテスト動作時においては、先ずシフトモードに設定される。このシフトモードでは、スキャンイネーブル信号SEが‘H’レベルになり、各フリップフロップ101〜104のスキャンイネーブル信号端子SEも‘H’レベルになる。これによって、フリップフロップ101〜104が、101→103→102→104の順にチェーン接続される。この状態で、各フリップフロップ101〜104にクロック信号CLKを供給する。これにより、スキャンデータSD(テスト用データ)が、フリップフロップ101から入力され、チェーン接続の順にシフトされる。すなわち、まず、クロック信号CLKの最初のクロックエッジのタイミングで、フリップフロップ101にスキャンデータSD(テスト用データ)の最初のビットが保持される。クロック信号CLKの次のエッジのタイミングでは、スキャンデータSDの最初のビットがフリップフロップ103に移動(シフト)され、保持される。同じタイミングで、フリップフロップ101には、スキャンデータSDの次のビットが保持される。さらに次のクロックエッジのタイミングでは、スキャンデータSDの最初のビットがフリップフロップ102にシフトされ、保持される。そして、フリップフロップ101,103には、それぞれ、次のビットが保持される。このようにして、スキャンイネープル信号SEを‘H’レベルにした状態で、チェーン接続された初段のフリップフロップにスキャンデータSDを供給するとともに、所定の期間だけクロック信号CLKを供給することにより、チェーン接続されたフリップフロップのそれぞれに、テスト用のスキャンデータを保持させることができる。それぞれのフリップフロップに保持されたスキャンデークは、それぞれのフリップフロップのQ出力に接続された組み合わせ論理回路に入力される。それぞれの組み合わせ論理回路では、入力されたスキャンデータSDにより所定のテスト論理動作が行なわれる。
On the other hand, during the scan test operation, the shift mode is first set. In this shift mode, the scan enable signal SE becomes ‘H’ level, and the scan enable signal terminals SE of the flip-
次いで、シフトモードからキャプチャモードに切り換えられて、クロック信号CLKの1周期の期間だけ、スキャンイネーブル信号SEが‘H’レベルから‘L’レベルに変化する。このため、フリップフロップ102のスキャンイネーブル信号端子SEも‘L’レベルになり、クロック信号CLKのクロックエッジのタイミングで、それぞれのフリップフロップに、それぞれのD端子に接続された組み合わせ論理回路からのデータ(テスト結果)が保持される。
Next, the shift mode is switched to the capture mode, and the scan enable signal SE changes from the ‘H’ level to the ‘L’ level only for one period of the clock signal CLK. For this reason, the scan enable signal terminal SE of the flip-
さらに、キャプチャモードからシフトモードに再度切り換えられて、スキャンイネーブル信号SEが‘L’レベルから‘H’レベルに変化する。この状態で、所定の期間だけクロック信号CLKを供給することによって、それぞれのフリップフロップに保持されたテスト結果が、チェーン接続されたフリップフロップ内を移動(シフト)し、順番に、フリップフロップ104のデータ端子Qに接続された観測用の端子12からデータOUTとして出力される。このデータOUTを期待値と比較することにより、半導体集積回路100に備えられた組み合わせ論理回路の良否が判定される。
Further, the capture mode is switched to the shift mode again, and the scan enable signal SE changes from the “L” level to the “H” level. In this state, by supplying the clock signal CLK only for a predetermined period, the test results held in the respective flip-flops move (shift) in the chain-connected flip-flops, and in turn, the flip-
しかしながら、スキャンテスト方式によるテストでは、回路規模の大きな組み合わせ論理回路の深い論理パス、すなわち、出力側のフリップフロップに近い部分の故障検出が困難である。すなわち、入力側のフリップフロップに近い部分であれば、入力側のフリップフロップからスキャンデータを入力することにより、故障検出に適したデータを供給することが容易である。しかし、出力側のフリップフロップに近い部分に対しては、フリップフロップから入力したスキャンデータが、組み合わせ論理回路の、入力側に近い部分の論理動作によって、複雑に変化した後で供給される。このため、故障検出に適したデータを供給することが難しい。 However, in the test by the scan test method, it is difficult to detect a fault in a deep logic path of a combinational logic circuit having a large circuit scale, that is, a portion close to the flip-flop on the output side. That is, if it is a portion close to the input side flip-flop, it is easy to supply data suitable for failure detection by inputting scan data from the input side flip-flop. However, the scan data input from the flip-flop is supplied to the portion close to the flip-flop on the output side after being complicatedly changed by the logic operation of the portion close to the input side of the combinational logic circuit. For this reason, it is difficult to supply data suitable for failure detection.
ここで、スキャンテスト方式を採用して半導体集積回路に備えられた組み合わせ論理回路のテストを行なうにあたり、回路規模の大きな組み合わせ論理回路における深い論理パスの故障検出率を高める手法として、以下に説明する2つの手法が知られている。 Here, as a technique for increasing the fault detection rate of a deep logic path in a combinational logic circuit having a large circuit scale in testing a combinational logic circuit provided in a semiconductor integrated circuit by adopting a scan test method, the following will be described. Two approaches are known.
第1の手法は、パイプラインの分割数を増やし、それぞれの組み合わせ論理回路の規模を小さくして、一方のフリップフロップから他方のフリップフロップまでの論理段数を減らすという手法である。 The first technique is to increase the number of pipeline divisions, reduce the size of each combinational logic circuit, and reduce the number of logic stages from one flip-flop to the other flip-flop.
第2の手法は、データが伝達されるデータパスの任意の位置に観測専用のフリップフロップを接続するという手法である。この第2の手法に相当する技術として、例えば、特許文献1に、組み合わせ論理回路の診断容易化のための診断用スキャン回路群を設けて任意のゲート出力箇所に接続し、組み合わせ論理回路に存在する故障箇所を、出力フリップフロップ群を介さずに検出する技術が提案されている。また、例えば、特許文献2に、テストパターン数を低減するための診断用スキャンフリップフロップを備えることにより、内部回路からのデータの読出しを、フリップフロップ回路に限定されることなく任意の論理ゲートセルで行なうことができる技術が提案されている。
しかし、上述した、パイプラインを分割してフリップフロップ間の論理段数を減らす第1の手法では、パイプライン段数が増加するため、増加したパイプライン数に対応するスキャンテストを行なう必要がある。従って、テスト時間が増加するという問題がある。また、パイプラインを分割してフリップフロップ間の論理段数を減らすにあたり、大幅な論理回路の変更が発生する場合が考えられる。 However, in the above-described first method of dividing the pipeline and reducing the number of logic stages between the flip-flops, the number of pipeline stages increases, and therefore it is necessary to perform a scan test corresponding to the increased number of pipelines. Therefore, there is a problem that the test time increases. Further, when the pipeline is divided to reduce the number of logic stages between the flip-flops, there may be a case where a significant logic circuit change occurs.
また、データパスの任意の位置に観測専用のフリップフロップを接続する第2の手法では、出力側に位置するフリップフロップに近い論理の観察は可能であるとしても、その部分の故障検出に適したデータを供給することが困難であるという問題は解決されない。従って、依然として、出力側に位置するフリップフロップに近い論理の不良検出が困難であるという問題を抱えている。 In addition, the second method of connecting an observation-specific flip-flop at an arbitrary position in the data path is suitable for detecting a failure in that portion even though the logic close to the flip-flop located on the output side can be observed. The problem that it is difficult to supply data is not solved. Therefore, there is still a problem that it is difficult to detect a failure of logic close to the flip-flop located on the output side.
本発明は、上記事情に鑑み、テストの容易化が図られた半導体集積回路を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a semiconductor integrated circuit that can be easily tested.
上記目的を達成する本発明の半導体集積回路は、
クロック信号が供給される複数のフリップフロップと組み合わせ論理回路とを含み、通常動作時に、上記複数のフリップフロップから選ばれた入力側フリップフロップ群と出力側フリップフロップ群との間に上記組み合わせ論理回路を接続し、上記クロック信号のクロックエッジのタイミングで上記入力側フリップフロップ群に保持されたデータを入力データとして上記組み合わせ論理回路に供給し、上記クロック信号の次のクロックエッジのタイミングで上記組み合わせ論理回路から出力される出力データを上記出力側フリップフロップ群に保持する同期論理回路を含む半導体集積回路であって、
上記組み合わせ論理回路内に挿入され、上記クロック信号が供給されるとともに制御信号が供給され、その制御信号によって、入力されたデータをスルーして出力するスルーモードと、上記クロック信号のエッジのタイミングで入力されたデータを保持するラッチモードとを切り換えることができる、スルーモード付きラッチをさらに有し、
上記通常動作時に、上記スルーモード付きラッチをスルーモードとして上記組み合わせ論理回路内の信号経路とし、
テスト動作時に、上記複数のフリップフロップの少なくとも一部と上記スルーモード付きラッチとを直列に接続したスキャンチェーンを構成し、そのスキャンチェーンを介して供給したテスト用データを上記スルーモード付きラッチに保持し、その保持したテスト用データを上記組み合わせ論理回路に供給することを特徴とする。
The semiconductor integrated circuit of the present invention that achieves the above object is as follows.
A plurality of flip-flops to which a clock signal is supplied and a combinational logic circuit, and the combinational logic circuit between the input-side flip-flop group and the output-side flip-flop group selected from the plurality of flip-flops during normal operation And the data held in the input side flip-flop group at the timing of the clock edge of the clock signal is supplied as input data to the combinational logic circuit and the combinational logic at the timing of the next clock edge of the clock signal. A semiconductor integrated circuit including a synchronous logic circuit that holds output data output from a circuit in the output-side flip-flop group,
Inserted into the combinational logic circuit, the clock signal is supplied and the control signal is supplied. Through the control signal, the input data is passed through and output, and the timing of the edge of the clock signal. It further has a latch with a through mode capable of switching between a latch mode for holding inputted data,
During the normal operation, the latch with the through mode is set as a through mode as a signal path in the combinational logic circuit,
During a test operation, a scan chain is formed by connecting at least a part of the plurality of flip-flops and the latch with through mode in series, and the test data supplied via the scan chain is held in the latch with through mode The held test data is supplied to the combinational logic circuit.
本発明の半導体集積回路は、通常動作時には入力されたデータをスルーして出力するスルーモードとなり、テスト動作時には複数のフリップフロップの少なくとも一部と直列に接続したスキャンチェーンを構成するスルーモード付きラッチが、組み合わせ論理回路内に挿入されてなる構成である。このため、通常動作時におけるパイプライン段数の増大が無いとともに、テスト動作時においては、スルーモード付きラッチから、組み合わせ論理回路の、出力側に位置するフリップフロップに近い部分に、その部分の故障論理の検出に適したテストデータを供給することができる。従って、半導体集積回路に備えられた組み合わせ論理回路の回路規模が大きい場合であってもテストの容易化が図られる。 The semiconductor integrated circuit according to the present invention is in a through mode in which input data is passed through and output during normal operation, and a latch with through mode that forms a scan chain connected in series with at least a part of a plurality of flip-flops during a test operation Is a configuration inserted in a combinational logic circuit. For this reason, there is no increase in the number of pipeline stages during normal operation, and during the test operation, the failure logic of that part is shifted from the latch with through mode to the part of the combinational logic circuit close to the flip-flop located on the output side. It is possible to supply test data suitable for detection. Therefore, the test can be facilitated even when the circuit scale of the combinational logic circuit provided in the semiconductor integrated circuit is large.
ここで、上記スルーモード付きラッチは、
クロック端子が第1のレベルにあるときに入力されたデータをスルーして出力し、そのクロック端子が第1のレベルから第2のレベルに変化するタイミングにおいて入力されたデータを保持し、そのクロック端子が第2のレベルにあるときに上記保持したデータを出力する第1のラッチと、
クロック端子が第2のレベルにあるときに入力されたデータをスルーして出力し、そのクロック端子が第2のレベルから第1のレベルに変化するタイミングにおいて入力されたデータを保持し、そのクロック端子が第1のレベルにあるときに上記保持したデータを出力する第2のラッチとが直列に接続されるとともに、
上記制御信号が第3のレベルにあるときに供給された上記クロック信号を上記第1および第2のラッチのクロック端子に供給し、上記制御信号が第4のレベルにあるときに上記第1のラッチのクロック端子を上記第1のレベルに固定するとともに上記第2のラッチのクロック端子を上記第2のレベルに固定するクロック信号制御回路とを含むことが好ましい。
Here, the latch with the through mode is
When the clock terminal is at the first level, the input data is passed through and output, the input data is held at the timing when the clock terminal changes from the first level to the second level, and the clock is A first latch that outputs the held data when the terminal is at a second level;
When the clock terminal is at the second level, the input data is passed through and output, and the input data is held at the timing when the clock terminal changes from the second level to the first level. A second latch that outputs the held data when the terminal is at the first level is connected in series, and
The clock signal supplied when the control signal is at a third level is supplied to the clock terminals of the first and second latches, and the first signal is supplied when the control signal is at a fourth level. And a clock signal control circuit for fixing the clock terminal of the latch to the first level and fixing the clock terminal of the second latch to the second level.
このようにすると、スルーモード付きラッチを簡素な構成で実現することができる。 In this way, the latch with through mode can be realized with a simple configuration.
また、上記スルーモード付きラッチおよび複数のフリップフロップの少なくとも一部のそれぞれの入力側に、上記制御信号が供給されたセレクタを備え、上記スルーモード付きラッチにテスト用データを保持するときに、その制御信号によって、上記セレクタを介して上記スキャンチェーンを構成することも好ましい態様である。 In addition, a selector to which the control signal is supplied is provided on each input side of at least a part of the latch with through mode and the plurality of flip-flops, and when the test data is held in the latch with through mode, It is also a preferable aspect that the scan chain is configured by the control signal via the selector.
このようなセレクタを備えると、スルーモード付きラッチを有するスキャンチェーンを簡単に構成することができる。 When such a selector is provided, a scan chain having a latch with a through mode can be easily configured.
本発明によれば、テストの容易化が図られた半導体集積回路を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a semiconductor integrated circuit that facilitates testing.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、本発明の一実施形態の半導体集積回路の回路構成を示す図である。 FIG. 1 is a diagram showing a circuit configuration of a semiconductor integrated circuit according to an embodiment of the present invention.
図1に示す半導体集積回路1には、フリップフロップ11,12,13,14と、組み合わせ論理回路21,22,23,24,25,26が備えられている。ここで、フリップフロップ11,12,13,14の回路構成は、前述した図5に示すフリップフロップ101の回路構成と同じであるため、説明は省略する。組み合わせ論理回路22は、第1の組み合わせ論理回路22_1と第2の組み合わせ論理回路22_2から構成されている。
The semiconductor integrated
また、この半導体集積回路1には、第1の組み合わせ論理回路22_1と第2の組み合わせ論理回路22_2との間に挿入された、セレクタ31およびスルーモード付きラッチ40が備えられている。
Further, the semiconductor integrated
本発明の半導体集積回路1では、組み合わせ論理回路22の中の任意の位置に、スルーモード付きラッチ40を挿入し、そのスルーモード付きラッチ40を利用してテストデータを入力することにより、ラッチ40を挿入した位置よりも出力側の論理の不良検出を容易にすることができる。
In the semiconductor integrated
図1には、1個のスルーモード付きラッチ40のみを示したが、通常、大きな回路規模を有する組み合わせ論理回路22の途中の複数の位置に、それぞれ、スルーモード付きラッチ40を接続し、テストデータの入力を行う。また、図1には、組み合わせ論理回路22が第1の組み合わせ論理回路22_1と第2の組み合わせ論理回路22_2とに分けられ、その間が、スルーモード付きラッチ40で接続された状態を示した。しかし、組み合わせ論理回路22には、通常、スルーモード付きラッチを介することなく入力側フリップフロップから出力側フリップフロップにいたる信号経路も存在する。従って、実際には、大きな規模の組み合わせ論理回路22内の複数の位置に、スルーモード付きラッチが埋め込まれたような構成になる。
Although only one
セレクタ31は、第1の組み合わせ論理回路22_1からのデータDが入力されるデータ端子Dと、フリップフロップ13からのスキャンデータSDが入力されるスキャンデータ端子SDと、スキャンイネーブル信号SEが入力されるスキャンイネーブル信号端子SEとを有する。このセレクタ31では、スキャンイネーブル信号端子SEに‘L’レベルが入力されると、第1の組み合わせ論理回路22_1からのデータDが出力される。一方、スキャンイネーブル信号端子SEに‘H’レベルが入力されると、フリップフロップ13からのスキャンデータSDが出力される。
The
スルーモード付きラッチ40には、第1のラッチ41と、第2のラッチ42と、アンドゲート43と、オアゲート44とが備えられている。ここで、アンドゲート43とオアゲート44が、本発明にいうクロック信号制御回路の一例に相当する。アンドゲート43およびオアゲート44の双方には、クロック信号CLKとスキャンモード信号SMが供給される。スキャンモード信号SMは、通常動作時には‘L’レベルにあり、スキャンテスト動作時には‘H’レベルになる信号である。
The through
このスルーモード付きラッチ40は、スキャンモード信号SMが‘L’レベルの場合は、入力されたデータをスルーして出力するスルーモードとなる。一方、スキャンモード信号SMが‘H’レベルの場合は、クロック信号CLKのエッジのタイミングで入力されたデータを保持するラッチモードとなる。以下、詳細に説明する。
When the scan mode signal SM is at the ‘L’ level, the
アンドゲート43およびオアゲート44は、スキャンモード信号SMが‘L’レベルにあるときに、第1のラッチ41のゲート端子Gを‘L’レベルに固定するとともに第2のラッチ42のゲート端子Gを‘H’レベルに固定する。一方、スキャンモード信号SMが‘H’レベルにあるときには、供給されたクロック信号CLKを、第1,第2のラッチ41,42のゲート端子Gに供給する。
The AND
第1のラッチ41は、ゲート端子Gが‘L’レベルにあるときに、入力されたデータをスルーして出力する。また、ゲート端子Gが‘L’レベルから‘H’レベルに変化するタイミングにおいて入力されたデータを保持し、ゲート端子Gが‘H’レベルにあるときに上記保持したデータを出力する。
The
第2のラッチ42は、ゲート端子Gが‘H’レベルにあるときに、入力されたデータをスルーして出力する。また、ゲート端子Gが‘H’レベルから‘L’レベルに変化するタイミングにおいて入力されたデータを保持し、ゲート端子Gが‘L’レベルにあるときに上記保持したデータを出力する。
The
このように構成された半導体集積回路1では、通常動作時においては、スキャンモード信号SMは‘L’レベルに設定される。この‘L’レベルのスキャンモード信号SMはアンドゲート43に入力される。このため、アンドゲート43からは‘L’レベルの信号が出力される。この‘L’レベルの信号は、第1のラッチ41のゲート端子Gに入力される。このため、第1のラッチ41は、入力されたデータをスルーして出力するスルーモードになる。また、‘L’レベルのスキャンモード信号SMはオアゲート44にも入力される。このため、オアゲート44からは‘H’レベルの信号が出力される。この‘H’レベルの信号は、第2のラッチ42のゲート端子Gに入力される。このため、第2のラッチ42も、入力されたデータをスルーして出力するスルーモードになる。従って、通常動作時においては、スルーモード付きラッチ40は、入力されたデータをスルーして出力するスルーモードとなる。
In the semiconductor integrated
また、通常動作時においては、スキャンイネーブル信号SEも‘L’レベルに設定される。この‘L’レベルのスキャンイネーブル信号SEは、フリップフロップ11,12,13,14およびセレクタ31のスキャンイネーブル信号端子SEに入力される。このため、第1の組み合わせ論理回路22_1からのデータDは、セレクタ31→第1のラッチ41→第2のラッチ42をスルーして第2の組み合わせ論理回路22_2にそのまま伝達される。そして、クロック信号CLKのクロックエッジのタイミングで第2の組み合わせ論理回路22_2からの出力データDがフリップフロップ12に保持される。
In the normal operation, the scan enable signal SE is also set to the “L” level. The 'L' level scan enable signal SE is input to the flip-
このように、通常動作時においては、スルーモード付きラッチ40が挿入されているにも拘わらず、第1の組み合わせ論理回路22_1からのデータがそのまま第2の組み合わせ論理回路22_2に伝達されることとなる。従って通常動作時においては、スルーモード付きラッチ40が挿入されたことによる影響を受けない組み合わせ論理回路22が実現されている。
As described above, during normal operation, the data from the first combinational logic circuit 22_1 is directly transmitted to the second combinational logic circuit 22_2 even though the
次に、スキャンテスト動作時について説明する。スキャンテスト動作時では、スキャンモード信号SMが‘H’レベルに設定される。この‘H’レベルのスキャンモード信号SMがアンドゲート43およびオアゲート44に入力される。このため、アンドゲート43およびオアゲート44は、それらアンドゲート43およびオアゲート44に供給されたクロック信号CLKを、第1,第2のラッチ41,42のゲート端子Gに供給する役割を担うこととなる。即ち、スキャンテスト動作時では、スルーモード付きラッチ40は、クロック信号CLKのエッジのタイミングで入力されたデータを保持するラッチモードとなる。
Next, the scan test operation will be described. During the scan test operation, the scan mode signal SM is set to the “H” level. This 'H' level scan mode signal SM is input to the AND
このスキャンテスト動作時では、先ずシフトモードに設定される。このシフトモードでは、スキャンイネーブル信号SEが‘H’レベルになる。この状態で、所定の期間だけクロック信号CLKが供給され、チェーン接続されたフリップフロップにテスト用のデータがシフトされ、保持される。この時、スルーモード付きラッチ40も、セレクタ31を介して、スキャン接続されているため、スルーモード付きラッチ40にも、テスト用のスキャンデータが保持される。このデータが、第2の組み合わせ論理回路22_2をテストするために利用される。具体的には、図1に示されたフリップフロップ11,12,13,14と、スルーモード付ラッチが、フリップフロップ11→フリップフロップ13→スルーモード付ラッチ40→フリップフロップ14→フリップフロップ12の順にチェーン接続され、この順に、テストデータのシフトが行われる。
In this scan test operation, the shift mode is first set. In this shift mode, the scan enable signal SE becomes the “H” level. In this state, the clock signal CLK is supplied for a predetermined period, and the test data is shifted and held in the chain-connected flip-flops. At this time, since the
次いで、スキャンイネーブル信号SEが‘H’レベルから‘L’レベルに変化し、シフトモードからキャプチャモードに切り換えられる。以下、図1および図2を参照して説明する。 Next, the scan enable signal SE changes from the “H” level to the “L” level, and the shift mode is switched to the capture mode. Hereinafter, a description will be given with reference to FIGS. 1 and 2.
図2は、図1に示す半導体集積回路の、シフトモードからキャプチャモードに切り替わり、再び、シフトモードに戻る期間の動作を示す図である。 FIG. 2 is a diagram showing an operation of the semiconductor integrated circuit shown in FIG. 1 during a period when the shift mode is switched to the capture mode and the shift mode is returned again.
図2の一番上には、クロック信号CLKが、2段目にはスキャンイネーブル信号SEが示されている。シフトモードの期問にはスキャンイネーブル信号SEが‘H’レベルであり、キャプチャモードの期間にはスキャンイネーブル信号SEが‘L’レベルである。図2にはさらに、第1のラッチ41および第2のラッチ42に保持されるデータが示されるとともに、第1の組み合わせ論理回路22_1の入力側に接続されたフリップフロップ11,および、第2の組み合わせ論理回路22_2の出力側に接続されたフリップフロップ12に保持されるデータが示されている。
The clock signal CLK is shown at the top of FIG. 2, and the scan enable signal SE is shown in the second stage. The scan enable signal SE is at the “H” level during the shift mode, and the scan enable signal SE is at the “L” level during the capture mode. FIG. 2 further shows data held in the
図2の左側には、キャプチャモードに切り替わる直前の、シフトモードの最後の部分が示されている。すなわち、図2に示されたクロック信号CLKの、最初(左側)の2つの立ち上がりエッジは、スキャンイネーブル信号SEが‘H’レベルである、シフトモードの期間に供給されている。そして、この2つ目の立ち上がりエッジのタイミングで、スキャンチェーンを通じて供給された、第2の組み合わせ論理回路22_2をテストするためのスキャンデータ‘2’が、第1のラッチ41に保持される。このデータは、第2のラッチ42を通過して、第2の組み合わせ論理回路22_2に入力される。同時に、第1の組み合わせ論理回路22_1をテストするためのデータ‘1’が、第1の組み合わせ論理回路22_1の前段に接続されたフリップフロップ11に保持される。
The left side of FIG. 2 shows the last part of the shift mode immediately before switching to the capture mode. That is, the first two rising edges of the clock signal CLK shown in FIG. 2 are supplied during the shift mode in which the scan enable signal SE is at the “H” level. Then, at the timing of the second rising edge, the scan data “2” for testing the second combinational logic circuit 22_2 supplied through the scan chain is held in the
その後、スキャンイネーブル信号SEが‘H’レベルから‘L’レベルに変化し、キャプチャモードに切り替わる。キャプチャモードは、1クロック周期の間だけ続く。そして、クロック信号CLKの次の立ち上がりエッジ(図2の左側から3つ目の立ち上がりエッジ)のタイミングで、第2のラッチ42から入力されたテスト用データ‘2’により第2の組み合わせ論理回路22_2が論理動作を行った結果(テスト結果)である‘(2)’が、第2の組み合わせ論理回路22_2の出力に接続されたフリップフロップ12に保持される。同時に、第1のラッチ41には、フリップフロップ11から供給されたデータ‘1’によって第1の組み合わせ論理回路22_1が論理動作を行った結果である‘(1)’が保持される。
Thereafter, the scan enable signal SE changes from the “H” level to the “L” level to switch to the capture mode. The capture mode lasts only for one clock cycle. Then, at the timing of the next rising edge of the clock signal CLK (the third rising edge from the left side in FIG. 2), the second combinational logic circuit 22_2 is used by the test data '2' input from the
その後、スキャンイネーブル信号SEが‘L’レベルから‘H’レベルに変化し、再びシフトモードに切り替わる。これ以降の動作は、図3を利用して説明する。 Thereafter, the scan enable signal SE changes from the “L” level to the “H” level, and switches to the shift mode again. The subsequent operation will be described with reference to FIG.
図3は、図2においてスキャンモードに戻った後の、図1の半導体集積回路1の動作が示されている。図3の一番上に示されたクロック信号CLKの、最初(左から1つ目)の立ち上がりエッジは、図2の3つ目の立ち上がりエッジの次の立ち上がりエッジである。図3には、クロック信号CLKとスキャンイネーブル信号SEに加えて、第1のラッチ41,第2のラッチ42、および、フリップフロップ12に保持されるデータが示されるとともに、シフトモードにおいて第1のラッチ41の入力側に接続されるフリップフロップ13、および、同じくシフトモードにおいて第2のラッチ42とフリップフロップ12との間に接続されるフリップフロップ14に保持されるデータが示されている。フリップフロップ12に保持されるデータは、フリップフロップ12のQ出力に設けられた観察用出力端子OUTから出力される信号でもある。
FIG. 3 shows the operation of the semiconductor integrated
まず、キャプチャモードにおいてフリップフロップ12に保持された、第2の組み合わせ論理回路22_2のテスト結果‘(2)’は、そのまま、出力端子OUTから出力される。一方、キャプチャモードにおいて第1のラッチ41に保持された、第1の組み合わせ論理回路22_1のテスト結果‘(1)’は、第2のラッチ42に保持された後に、クロック信号CLKの、図3の最初(左から1つ目)の立ち上がりエッジのタイミングで、フリップフロップ14に保持される。そして、クロック信号CLKのその次の立ち上がりエッジのタイミングで、フリップフロップ12に保持され、出力端子OUTから出力される。これらのテスト結果‘(2)’および‘(1)’に加えて、キャプチャモードにおいてフリップフロップ14に保持された、組み合わせ論理回路25のテスト結果‘(3)’、および、同じくキャプチャモードにおいてフリップフロップ13に保持された、組み合わせ論理回路24のテスト結果‘(4)’が、クロック信号CLKの立ち上がりエッジごとにシフトし、フリップフロップ12に保持されるとともに、出力端子OUTから出力される。
First, the test result ‘(2)’ of the second combinational logic circuit 22_2 held in the flip-
この、出力端子OUTから出力されるそれぞれのテスト結果を、期待値と比較することによって、それぞれの組み合わせ論理回路の良否を判定することができる。特に、テスト結果‘(2)’を期待値と比較することにより、組み合わせ論理回路22の、出力側に位置するフリップフロップ12に近い部分である、第2の組み合わせ論理回路22_2の良否を判定することができる。ここで、テスト結果‘(2)’は、シフトモードにおいて、スキャンデータSDとして入力され、第2のラッチ42に保持されたデータ‘2’によって、第2の組み合わせ論理回路22_2に論理動作を行わせた結果のデータである。データ‘2’は、スキャンデータSDの一部として、例えばテスタから供給されるものであり、第2の組み合わせ論理回路22_2をテストするために適した任意のデータとすることができる。従って、第2の組み合わせ論理回路22_2に、そのテストを行うために適切なデータを供給し、その良否の判定を容易に行うことができる。このように、本実施形態の半導体集積回路1は、通常動作時においてはスルーモード付きラッチ40が挿入されたことによる影響を受けない組み合わせ論理回路22が実現されるとともに、スキャンテスト動作時においては回路規模の大きな組み合わせ論理回路22のスキャンテストを容易に行なうことができる。
The quality of each combinational logic circuit can be determined by comparing each test result output from the output terminal OUT with an expected value. In particular, by comparing the test result '(2)' with an expected value, the pass / fail of the second combinational logic circuit 22_2, which is a portion of the
なお、図1の半導体集積回路1のように、組み合わせ論理回路22内にスルーモード付きラッチ40を挿入するのではなく、組み合わせ論理回路22とは別に設けた、スキャンテスト専用のフリップフリップフロップを、スキャンテスト時のみに接続することも考えられる。そして、この、スキャンテスト専用のフリップフロップを利用して、第2の組み合わせ論理回路22_2に、テスト用のデータを供給することも可能である。しかし、この場合、通常動作において信号経路の一部として利用される、第1の組み合わせ論理回路22_1と第2の組み合わせ論理回路22_2との間の接続を、スキャンテスト時には切断し、スキャンテスト専用のフリップフロップを介した接続に置き換える必要がある。従って、第1の組み合わせ論理回路22_1と第2の組み合わせ論理回路22_2との間の接続に不良があった場合にも、発見ができないという問題がある。
Instead of inserting the through
1 半導体集積回路
11,12,13,14 フリップフロップ
21,22,22_1,22_2,24,25,26 組み合わせ論理回路
31 セレクタ
40 スルーモード付きラッチ
41 第1のラッチ
42 第2のラッチ
43 アンドゲート
44 オアゲート
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記組み合わせ論理回路内に挿入され、前記クロック信号が供給されるとともに制御信号が供給され、該制御信号によって、入力されたデータをスルーして出力するスルーモードと、前記クロック信号のエッジのタイミングで入力されたデータを保持するラッチモードとを切り換えることができる、スルーモード付きラッチをさらに有し、
前記通常動作時に、前記スルーモード付きラッチをスルーモードとして前記組み合わせ論理回路内の信号経路とし、
テスト動作時に、前記複数のフリップフロップの少なくとも一部と前記スルーモード付きラッチとを直列に接続したスキャンチェーンを構成し、該スキャンチェーンを介して供給したテスト用データを前記スルーモード付きラッチに保持し、該保持したテスト用データを前記組み合わせ論理回路に供給することを特徴とする半導体集積回路。 A plurality of flip-flops to which a clock signal is supplied and a combinational logic circuit; and the combinational logic circuit between an input-side flip-flop group selected from the plurality of flip-flops and an output-side flip-flop group during normal operation And the data held in the input side flip-flop group at the timing of the clock edge of the clock signal is supplied as input data to the combinational logic circuit, and the combinational logic at the timing of the next clock edge of the clock signal. A semiconductor integrated circuit including a synchronous logic circuit that holds output data output from a circuit in the output-side flip-flop group,
Inserted into the combinational logic circuit, the clock signal is supplied and a control signal is supplied. Through the control signal, the input data is passed through and output, and at the timing of the edge of the clock signal It further has a latch with a through mode capable of switching between a latch mode for holding inputted data,
During the normal operation, the latch with through mode is set as a through mode as a signal path in the combinational logic circuit,
During a test operation, a scan chain is formed in which at least a part of the plurality of flip-flops and the latch with through mode are connected in series, and the test data supplied through the scan chain is held in the latch with through mode And supplying the held test data to the combinational logic circuit.
クロック端子が第1のレベルにあるときに入力されたデータをスルーして出力し、該クロック端子が第1のレベルから第2のレベルに変化するタイミングにおいて入力されたデータを保持し、該クロック端子が第2のレベルにあるときに前記保持したデータを出力する第1のラッチと、
クロック端子が第2のレベルにあるときに入力されたデータをスルーして出力し、該クロック端子が第2のレベルから第1のレベルに変化するタイミングにおいて入力されたデータを保持し、該クロック端子が第1のレベルにあるときに前記保持したデータを出力する第2のラッチとが直列に接続されるとともに、
前記制御信号が第3のレベルにあるときに供給された前記クロック信号を前記第1および第2のラッチのクロック端子に供給し、前記制御信号が第4のレベルにあるときに前記第1のラッチのクロック端子を前記第1のレベルに固定するとともに前記第2のラッチのクロック端子を前記第2のレベルに固定するクロック信号制御回路とを含むことを特徴とする請求項1記載の半導体集積回路。 The latch with through mode is
When the clock terminal is at the first level, the input data is passed through and output, the data input at the timing when the clock terminal changes from the first level to the second level is held, and the clock A first latch that outputs the held data when the terminal is at a second level;
When the clock terminal is at the second level, the input data is passed through and output, the data input at the timing when the clock terminal changes from the second level to the first level is held, and the clock A second latch that outputs the held data when the terminal is at the first level is connected in series;
The clock signal supplied when the control signal is at the third level is supplied to the clock terminals of the first and second latches, and the first signal is supplied when the control signal is at the fourth level. 2. The semiconductor integrated circuit according to claim 1, further comprising a clock signal control circuit for fixing a clock terminal of the latch to the first level and fixing a clock terminal of the second latch to the second level. circuit.
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CN113381736A (en) * | 2021-06-25 | 2021-09-10 | 上海威固信息技术股份有限公司 | Pipeline circuit with high throughput rate |
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2008
- 2008-11-18 JP JP2008294683A patent/JP2010122009A/en not_active Withdrawn
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