JP2010256262A - Semiconductor integrated circuit device - Google Patents

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Kaori Taniguchi
香織 谷口
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To overcome the problem that a semiconductor integrated circuit device employing a conventional clock gating technology can not deal with a scan test. <P>SOLUTION: The semiconductor integrated circuit device includes: a plurality of flip-flops SFFa-SFFc for maintaining a value of one of a scan data SIN and an input data DIN based on a mode control signal SMC; a data transfer sensing circuit 32 for monitoring values of data input terminals and data output terminals of a plurality of the flip-flops SFFa-SFFc, sensing a data transfer state, and causing a clock control signal CCSa to be an enable state while the data is transferred; a clock gating circuit 16 for supplying a clock signal to a plurality of the flip-flops SFFa-SFFc in response to the clock control signal CCSa; and an operation mode decision circuit for causing the clock control signal CCSa to be the enable state while the mode control signal SMC is in the enable state. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は半導体集積回路装置に関し、特にスキャンテスト時にスキャンチェーンを構成するフリップフロップを備える半導体集積回路装置に関する。   The present invention relates to a semiconductor integrated circuit device, and more particularly to a semiconductor integrated circuit device including a flip-flop that forms a scan chain during a scan test.

半導体集積回路装置では、近年、消費電力の低減が望まれている。特に、携帯電話端末等のバッテリー駆動の機器に搭載される半導体集積回路装置では、機器の利用時間を延ばすために、消費電力の低減は大きな課題となっている。近年の半導体集積回路装置では、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)トランジスタが多く用いられている。CMOSトランジスタにより構成された回路では、電力の消費が回路内の論理レベルの変化時にのみ発生するため電力低減を実現することができる。   In recent years, in semiconductor integrated circuit devices, reduction of power consumption is desired. In particular, in a semiconductor integrated circuit device mounted on a battery-driven device such as a mobile phone terminal, reduction of power consumption is a major issue in order to extend the usage time of the device. In recent semiconductor integrated circuit devices, CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) transistors are often used. In a circuit composed of CMOS transistors, power consumption can be reduced because power consumption occurs only when the logic level in the circuit changes.

また、CMOSトランジスタを用いた回路は、クロック信号に同期して動作する同期回路(例えば、トリガ回路、フリップフロップなど)が多く用いられる。そのため、フリップフロップ等に供給されるクロック信号の周波数を低減することでも半導体集積回路装置の消費電力を低減することができる。そこで、クロック信号を制御することにより半導体集積回路装置の消費電力を低減する技術の一例が特許文献1に開示されている。   In addition, a circuit using a CMOS transistor often uses a synchronous circuit (for example, a trigger circuit or a flip-flop) that operates in synchronization with a clock signal. Therefore, the power consumption of the semiconductor integrated circuit device can also be reduced by reducing the frequency of the clock signal supplied to the flip-flop or the like. An example of a technique for reducing the power consumption of a semiconductor integrated circuit device by controlling a clock signal is disclosed in Patent Document 1.

特許文献1に記載の半導体集積回路装置100のブロック図を図3に示す。図3に示すように半導体集積回路装置100は、データ入力端子101、クロック入力端子102、データ出力端子103、104、Dラッチ回路110、組合せ回路120a〜120c、フリップフロップ121a〜121c、データ転送感知回路122、転送検出部123a〜123cを有する。   A block diagram of the semiconductor integrated circuit device 100 described in Patent Document 1 is shown in FIG. As shown in FIG. 3, the semiconductor integrated circuit device 100 includes a data input terminal 101, a clock input terminal 102, data output terminals 103 and 104, a D latch circuit 110, combinational circuits 120a to 120c, flip-flops 121a to 121c, and data transfer sensing. A circuit 122 and transfer detectors 123a to 123c are included.

半導体集積回路装置100では、データ入力端子101から入力される入力データDINを組合せ回路120a〜120cにおいて処理し、処理結果を出力端子103、104から出力データDOUTとして出力する。また、半導体集積回路装置100では、フリップフロップ121a〜121cが組合せ回路120a〜120cの出力側に設けられる。つまり、半導体集積回路装置100では、フリップフロップ121a〜121cにより組合せ回路間のデータ転送をクロック信号に同期して行う。   In the semiconductor integrated circuit device 100, the input data DIN input from the data input terminal 101 is processed by the combinational circuits 120a to 120c, and the processing results are output from the output terminals 103 and 104 as output data DOUT. In the semiconductor integrated circuit device 100, flip-flops 121a to 121c are provided on the output side of the combinational circuits 120a to 120c. That is, in the semiconductor integrated circuit device 100, the flip-flops 121a to 121c perform data transfer between the combinational circuits in synchronization with the clock signal.

このとき、フリップフロップ121a〜121cにはDラッチ回路110を介してクロック信号が与えられる。Dラッチ回路110にはクロック制御信号及びクロック信号が入力される。Dラッチ回路110は、クロック制御信号がイネーブル状態(例えば、ロウレベル)である場合にクロック信号をフリップフロップ121a〜121cに供給し、クロック制御信号がディスイネーブル状態(例えば、ハイレベル)である場合はフリップフロップ121a〜121cへのクロック信号の供給を停止する。   At this time, a clock signal is given to the flip-flops 121a to 121c via the D latch circuit 110. A clock control signal and a clock signal are input to the D latch circuit 110. The D latch circuit 110 supplies a clock signal to the flip-flops 121a to 121c when the clock control signal is in an enabled state (for example, low level), and when the clock control signal is in a disabled state (for example, high level). The supply of the clock signal to the flip-flops 121a to 121c is stopped.

半導体集積回路装置100では、データ転送感知回路132によりクロック制御信号を生成する。データ転送感知回路132は、転送検出部123a〜123cによりデータの転送が検出された場合に、クロック制御信号をイネーブル状態とする。つまり、半導体集積回路装置100では、フリップフロップ121a〜121cのいずれかにおいてデータの転送が行われる状態を検出した場合にのみフリップフロップ121a〜121cにクロック信号を与える。これにより、フリップフロップ121a〜121cに供給されるクロック信号のクロック数を低減することで半導体集積回路装置100は消費電力を低減する。このようにクロック信号の出力及び停止を他の信号に応じて行う技術をクロックゲーティング技術と称す。   In the semiconductor integrated circuit device 100, the data transfer sensing circuit 132 generates a clock control signal. The data transfer sensing circuit 132 enables the clock control signal when data transfer is detected by the transfer detectors 123a to 123c. That is, in the semiconductor integrated circuit device 100, the clock signal is supplied to the flip-flops 121a to 121c only when the data transfer state is detected in any of the flip-flops 121a to 121c. Thereby, the semiconductor integrated circuit device 100 reduces the power consumption by reducing the number of clock signals supplied to the flip-flops 121a to 121c. Such a technique for outputting and stopping the clock signal according to other signals is referred to as a clock gating technique.

このようなクロックゲーティング技術の応用例が特許文献2に開示されている。特許文献2に開示されている論理回路200を図4に示す。図4に示すように論理回路200は、第1のフリップフロップ回路251、制御回路253、ゲーテッドクロック手段、ゲーテッドクロック解除手段、第2のフリップフロップ回路261を有する。第1のフリップフロップ回路251は、クロックに同期してデータ信号が入力される。制御回路253は、クロックイネーブル信号ENを生成する。ゲーテッドクロック手段は、フリップフロップ回路254、AND回路255により構成される。そして、ゲーテッドクロック手段は、クロックイネーブル信号ENに応じて第1のフリップフロップ回路251に供給されるクロックをゲートする。ゲーテッドクロック解除手段は、OR回路256を有する。ゲーテッドクロック解除手段は、スキャンテストモード信号SCANに応じてゲーテッドクロック手段によるクロックのゲートを解除する。また、論理回路200では、クロックに同期して制御回路253から出力されるクロックイネーブル信号ENが入力される観測用の第2のフリップフロップ回路261を有し、第2のフリップフロップ回路261を用いて制御回路253の出力信号を観測する。   An application example of such a clock gating technique is disclosed in Patent Document 2. A logic circuit 200 disclosed in Patent Document 2 is shown in FIG. As shown in FIG. 4, the logic circuit 200 includes a first flip-flop circuit 251, a control circuit 253, a gated clock unit, a gated clock release unit, and a second flip-flop circuit 261. A data signal is input to the first flip-flop circuit 251 in synchronization with the clock. The control circuit 253 generates a clock enable signal EN. The gated clock means includes a flip-flop circuit 254 and an AND circuit 255. The gated clock means gates the clock supplied to the first flip-flop circuit 251 in response to the clock enable signal EN. The gated clock release means has an OR circuit 256. The gated clock release means releases the gate of the clock by the gated clock means in response to the scan test mode signal SCAN. In addition, the logic circuit 200 includes an observation second flip-flop circuit 261 to which the clock enable signal EN output from the control circuit 253 is input in synchronization with the clock, and the second flip-flop circuit 261 is used. Then, the output signal of the control circuit 253 is observed.

特開2006−229745号公報JP 2006-229745 A 特開2006−3249号公報JP 2006-3249 A

近年、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)等の半導体集積回路装置では、プリミティブブロックをASICベンダー側が予め準備し、ユーザーが用途に合わせてプリミティブブロックを組み合わせる。これにより、ASICベンダーは、大規模かつ複雑な回路を容易に実現できる環境をユーザーに提供している。   In recent years, in a semiconductor integrated circuit device such as an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), a primitive block is prepared in advance by an ASIC vendor, and a user combines the primitive block according to the application. As a result, the ASIC vendor provides the user with an environment that can easily realize a large-scale and complicated circuit.

このようなASICの設計フローでは、一般的に、RTL(Resister Transfer Level:言語記述設計)により回路設計を行い、プリミティブブロックを用いたネットリストを作成する。その後、RTLに基づき生成されたネットリストに対してスキャンチェーンなどのテスト回路を構成する。このようなテスト回路を予め回路に組み込む設計をDFT(Design For Test)と称す。DFTにより、半導体集積回路装置の製造後のテストによる故障検出率を高めることができる。   In such an ASIC design flow, circuit design is generally performed by RTL (Resister Transfer Level: language description design), and a netlist using primitive blocks is created. Thereafter, a test circuit such as a scan chain is configured for the netlist generated based on the RTL. A design in which such a test circuit is previously incorporated in the circuit is referred to as DFT (Design For Test). The DFT can increase the failure detection rate by a test after manufacturing the semiconductor integrated circuit device.

しかし、ASICでは、様々な設計形態に対応するために、DFTで用いるスキャンフリップフロップとして様々な入出力形態のものが準備される。スキャンフリップフロップは、RTLに基づき生成されたネットリストのフリップフロップを適宜置き換えることで配置される。そして、スキャンフリップフロップは、通常動作においては、RTLにおいて定義された動作を行い、スキャンテスト時はシフトレジスタを構成するように設計がなされる。   However, in the ASIC, various input / output configurations are prepared as scan flip-flops used in the DFT in order to cope with various design configurations. The scan flip-flop is arranged by appropriately replacing the flip-flop of the net list generated based on the RTL. The scan flip-flop is designed to perform an operation defined in the RTL in the normal operation and to configure a shift register during the scan test.

このようなASICにおいて、上記特許文献1に記載のクロックゲーティング技術を適用した場合、スキャンテスト時にスキャンフリップフロップにクロック信号が供給されない問題がある。スキャンフリップフロップのスキャンデータに対応したデータ転送感知回路がないためである。この課題を説明する図を図5に示す。図5に示す例は、スキャンフリップフロップSFFに対して特許文献1に記載のデータ転送感知回路132の転送検出部133を適用したものである。図5に示すように、スキャンフリップフロップに転送検出部133を接続した場合、スキャンデータSINと出力データDOUTとの値をモニタできずスキャンテスト時にスキャンフリップフロップにおけるデータ転送を検出できない。   In such an ASIC, when the clock gating technique described in Patent Document 1 is applied, there is a problem that a clock signal is not supplied to the scan flip-flop during a scan test. This is because there is no data transfer sensing circuit corresponding to the scan flip-flop scan data. A diagram for explaining this problem is shown in FIG. In the example shown in FIG. 5, the transfer detection unit 133 of the data transfer sensing circuit 132 described in Patent Document 1 is applied to the scan flip-flop SFF. As shown in FIG. 5, when the transfer detection unit 133 is connected to the scan flip-flop, the values of the scan data SIN and the output data DOUT cannot be monitored, and data transfer in the scan flip-flop cannot be detected during the scan test.

また、ASICでは、スキャンフリップフロップのそれぞれにスキャンデータに対応したデータ転送感知回路を設けることは回路規模の制約から困難である問題がある。この課題を説明するための図を図6に示す。図6に示すように、スキャンフリップフロップSFFにおいてスキャンデータSINと出力データDOUTとのデータ転送を検出するためには、各スキャンフリップフロップにセレクタSELを設ける必要がある。つまり、特許文献1に記載のクロックゲーティング技術は、スキャンフリップフロップを有する半導体集積回路装置に対応できない問題がある。   Further, in the ASIC, it is difficult to provide a data transfer sensing circuit corresponding to the scan data in each of the scan flip-flops because of circuit size restrictions. FIG. 6 shows a diagram for explaining this problem. As shown in FIG. 6, in order to detect data transfer between the scan data SIN and the output data DOUT in the scan flip-flop SFF, it is necessary to provide a selector SEL in each scan flip-flop. That is, the clock gating technique described in Patent Document 1 has a problem that it cannot be applied to a semiconductor integrated circuit device having a scan flip-flop.

また、ASICにおいて特許文献2に記載のクロックゲーティング技術を適用した場合、キャンテスト用フリップフロップのそれぞれにゲーテッドクロック手段及びゲーテッドクロック解除手段を設けなければならない。しかし、ASICでは、回路素子数及び回路規模に制限があるため、ゲーテッドクロック手段及びゲーテッドクロック解除手段を全てのスキャンフリップフロップに対して設けることができない問題がある。つまり、特許文献2に記載のクロックゲーティング技術においても、スキャンフリップフロップを有する半導体集積回路装置に対応できない問題がある。   In addition, when the clock gating technique described in Patent Document 2 is applied to an ASIC, a gated clock unit and a gated clock release unit must be provided in each of the can test flip-flops. However, since the number of circuit elements and the circuit scale are limited in the ASIC, there is a problem that the gated clock means and the gated clock release means cannot be provided for all scan flip-flops. In other words, even the clock gating technique described in Patent Document 2 has a problem that it cannot be applied to a semiconductor integrated circuit device having a scan flip-flop.

本発明にかかる半導体集積回路装置の一態様は、モード制御信号に基づきスキャンデータと入力データとのいずれか一方の値をクロック信号に応じて保持する複数のフリップフロップと、前記複数のフリップフロップのデータ入力端子及びデータ出力端子の値を監視して前記複数のフリップフロップのいずれかを介したデータ転送状態を感知し、前記データ転送が行われている期間はクロック制御信号をイネーブル状態とするデータ転送感知回路と、前記クロック制御信号がイネーブル状態である期間に前記複数のフリップフロップに対する前記クロック信号の供給を行うクロックゲーティング回路と、前記モード制御信号がイネーブル状態の期間に前記クロック制御信号をイネーブル状態とする動作モード判別回路と、を有する。   One aspect of a semiconductor integrated circuit device according to the present invention includes: a plurality of flip-flops that hold one of scan data and input data according to a clock signal based on a mode control signal; and the plurality of flip-flops Data that monitors a value of a data input terminal and a data output terminal to detect a data transfer state via any of the plurality of flip-flops, and enables a clock control signal during a period in which the data transfer is performed A transfer sensing circuit; a clock gating circuit for supplying the clock signal to the plurality of flip-flops during a period in which the clock control signal is in an enabled state; and a clock control signal in the period in which the mode control signal is in an enabled state. An operation mode discrimination circuit for enabling.

本発明にかかる半導体集積回路装置によれば、複数のフリップフロップに対するクロック信号の供給及び停止を制御するクロックゲーティング回路に入力されるクロック制御信号のイネーブル状態及びディスイネーブル状態を動作モード判別回路により制御する。つまり、複数のフリップフロップに対するクロック信号の供給及び停止の切り替えを1つの動作モード判別回路(又は1つのモード制御信号)により制御できる。これにより、本発明にかかる半導体集積回路装置では、回路規模又は回路素子数に制限のある半導体集積回路装置においてもスキャンフリップフロップの動作の保証とクロックゲーティング回路による消費電力の低減効果とを実現することができる。   According to the semiconductor integrated circuit device of the present invention, the operation mode discriminating circuit determines the enable state and the disable state of the clock control signal input to the clock gating circuit that controls the supply and stop of the clock signal to the plurality of flip-flops. Control. That is, switching between supply and stop of the clock signal to the plurality of flip-flops can be controlled by one operation mode determination circuit (or one mode control signal). As a result, in the semiconductor integrated circuit device according to the present invention, the operation of the scan flip-flop and the effect of reducing the power consumption by the clock gating circuit are realized even in the semiconductor integrated circuit device having a limited circuit scale or the number of circuit elements. can do.

本発明にかかる半導体集積回路装置によれば、スキャンフリップフロップを有する半導体集積回路装置においてクロックゲーティング技術による消費電力の低減を実現することができる。   According to the semiconductor integrated circuit device of the present invention, power consumption can be reduced by the clock gating technique in the semiconductor integrated circuit device having the scan flip-flop.

実施の形態1にかかる半導体集積回路装置のブロック図である。1 is a block diagram of a semiconductor integrated circuit device according to a first exemplary embodiment; 実施の形態2にかかる半導体集積回路装置のブロック図である。FIG. 3 is a block diagram of a semiconductor integrated circuit device according to a second embodiment; 特許文献1に記載の半導体集積回路装置のブロック図である。1 is a block diagram of a semiconductor integrated circuit device described in Patent Document 1. FIG. 特許文献2に記載の論理回路のブロック図である。10 is a block diagram of a logic circuit described in Patent Document 2. FIG. 図3に示す半導体集積回路の課題を説明するブロック図である。FIG. 4 is a block diagram illustrating a problem of the semiconductor integrated circuit illustrated in FIG. 3. 図3に示す半導体集積回路の課題を説明するブロック図である。FIG. 4 is a block diagram illustrating a problem of the semiconductor integrated circuit illustrated in FIG. 3.

実施の形態1
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。まず、図1に実施の形態1にかかる半導体集積回路装置1のブロック図を示す。図1に示すように、実施の形態1にかかる半導体集積回路装置1は、入力端子2〜4、8、出力端子5〜7、バッファ回路10〜15、クロックゲーティング回路16、クロック制御信号観測回路17、動作モード判別回路18、複数の組合せ回路30a〜30c、データ転送感知回路32、複数のフリップフロップ(例えば、スキャンフリップフロップSFFa〜SFFc)を有する。
Embodiment 1
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram of a semiconductor integrated circuit device 1 according to the first embodiment. As shown in FIG. 1, the semiconductor integrated circuit device 1 according to the first embodiment includes input terminals 2 to 4 and 8, output terminals 5 to 7, buffer circuits 10 to 15, clock gating circuit 16, clock control signal observation. The circuit 17 includes an operation mode determination circuit 18, a plurality of combinational circuits 30a to 30c, a data transfer sensing circuit 32, and a plurality of flip-flops (for example, scan flip-flops SFFa to SFFc).

入力端子2は、組合せ回路30aに対する入力データDINの入力端子である。入力端子3は、クロック信号CLKの入力端子である。入力端子4は、半導体集積回路装置1に対してスキャンテストを行う場合に用いられるスキャンデータSINの入力端子である。入力端子8は、半導体集積回路装置1の動作モードを指定するモード制御信号SMCの入力端子である。出力端子5は、組合せ回路30bから出力される出力データの出力端子である。なお、出力端子5から出力される出力データは、スキャンフリップフロップSFFbを介して出力されるものである。出力端子6は、組合せ回路30cから出力される出力データの出力端子である。また、出力端子6からはスキャンテスト時にスキャンテスト結果データが出力される。なお、出力端子6から出力される出力データは、スキャンフリップフロップSFFcを介して出力されるものである。出力端子7は、クロック制御信号観測回路17が出力するクロック観測信号の出力端子である。   The input terminal 2 is an input terminal for input data DIN to the combinational circuit 30a. The input terminal 3 is an input terminal for the clock signal CLK. The input terminal 4 is an input terminal for scan data SIN used when a scan test is performed on the semiconductor integrated circuit device 1. The input terminal 8 is an input terminal for a mode control signal SMC that specifies an operation mode of the semiconductor integrated circuit device 1. The output terminal 5 is an output terminal for output data output from the combinational circuit 30b. The output data output from the output terminal 5 is output via the scan flip-flop SFFb. The output terminal 6 is an output terminal for output data output from the combinational circuit 30c. Also, scan test result data is output from the output terminal 6 during the scan test. The output data output from the output terminal 6 is output via the scan flip-flop SFFc. The output terminal 7 is an output terminal for a clock observation signal output from the clock control signal observation circuit 17.

バッファ回路10、11、15は入力バッファである。バッファ回路10は、入力端子2と組合せ回路30aとの間に設けられ、入力端子2に入力される入力データDINを組合せ回路30aに伝達する。バッファ回路11は、入力端子3とクロックゲーティング回路16との間に設けられ、入力端子3に入力されるクロック信号CLKをクロックゲーティング回路16に伝達する。バッファ回路15は、入力端子4とスキャンフリップフロップSFFaとの間に設けられ、入力端子4に入力さえるスキャンデータSINをスキャンフリップフロップSFFaに伝達する。   Buffer circuits 10, 11, and 15 are input buffers. The buffer circuit 10 is provided between the input terminal 2 and the combination circuit 30a, and transmits the input data DIN input to the input terminal 2 to the combination circuit 30a. The buffer circuit 11 is provided between the input terminal 3 and the clock gating circuit 16 and transmits the clock signal CLK input to the input terminal 3 to the clock gating circuit 16. The buffer circuit 15 is provided between the input terminal 4 and the scan flip-flop SFFa, and transmits the scan data SIN input to the input terminal 4 to the scan flip-flop SFFa.

バッファ回路14は、インピーダンス変換を目的としたバッファ回路である。バッファ回路14は、クロックゲーティング回路16が出力するゲーティングクロック信号GCLKを複数のスキャンフリップフロップSFFaに分配する。バッファ回路12、13は、出力バッファである。バッファ回路12は、スキャンフリップフロップSFFbと出力端子5との間に設けられ、スキャンフリップフロップSFFbが出力する出力データを出力端子5に伝達する。バッファ回路13は、スキャンフリップフロップSFFcと出力端子7との間に設けられスキャンフリップフロップSFFcが出力するデータを出力端子6に伝達する。   The buffer circuit 14 is a buffer circuit intended for impedance conversion. The buffer circuit 14 distributes the gating clock signal GCLK output from the clock gating circuit 16 to the plurality of scan flip-flops SFFa. The buffer circuits 12 and 13 are output buffers. The buffer circuit 12 is provided between the scan flip-flop SFFb and the output terminal 5, and transmits output data output from the scan flip-flop SFFb to the output terminal 5. The buffer circuit 13 is provided between the scan flip-flop SFFc and the output terminal 7 and transmits data output from the scan flip-flop SFFc to the output terminal 6.

クロックゲーティング回路16は、クロック制御信号CCSaがイネーブル状態である期間にフリップフロップSFFa〜SFFcに対するクロック信号(本実施の形態におけるゲーティングクロック信号GCLK)の供給を行う。本実施の形態では、クロックゲーティング回路16としてDラッチ回路を用いる。Dラッチ回路のデータ入力端子には、入力端子3及びバッファ回路11を介して入力されるクロック信号CLKが入力され、クロック入力端子にはクロック制御信号CCSaが入力される。クロックゲーティング回路16は、クロック制御信号CCSaがイネーブル状態(例えば、ロウレベルであって、ゲーティングクロック信号GCLKの出力を指示する状態)である場合にクロック信号CLKをゲーティングクロック信号GCLKとして出力する。一方、クロックゲーティング回路16は、クロック制御信号CCSaがディスイネーブル状態(例えば、ハイレベルであって、ゲーティングクロック信号GCLKの停止を指示する状態)である場合は、出力信号をロウレベルで固定(又はゲーティングクロック信号GCLKを停止)する。なお、クロック制御信号CCSaの詳細については後述する。   The clock gating circuit 16 supplies a clock signal (gating clock signal GCLK in the present embodiment) to the flip-flops SFFa to SFFc during a period in which the clock control signal CCSa is in an enabled state. In this embodiment, a D latch circuit is used as the clock gating circuit 16. A clock signal CLK input via the input terminal 3 and the buffer circuit 11 is input to the data input terminal of the D latch circuit, and a clock control signal CCSa is input to the clock input terminal. The clock gating circuit 16 outputs the clock signal CLK as the gating clock signal GCLK when the clock control signal CCSa is in an enabled state (for example, a state in which the clock control signal CCSa is at a low level and instructs the output of the gating clock signal GCLK). . On the other hand, the clock gating circuit 16 fixes the output signal at the low level when the clock control signal CCSa is in the disable state (for example, a state in which the clock control signal CCSa is at a high level and instructs to stop the gating clock signal GCLK). Alternatively, the gating clock signal GCLK is stopped). Details of the clock control signal CCSa will be described later.

クロック制御信号観測回路17は、データ転送感知回路32が出力するクロック制御信号の値を観測して、その観測値を出力端子7に出力する。本実施の形態では、クロック制御信号は、クロック制御信号CCSaと事前クロック制御信号CCSbを含むが、実施の形態1では、事前クロック制御信号CCSbを観測するものとする。本実施の形態では、クロック制御信号観測回路17としてフリップフロップFFを用いる。フリップフロップFFは、データ入力端子に事前クロック制御信号CCSbが入力され、クロック入力端子にはゲーティングクロック信号GCLKが入力される。そして、フリップフロップFFは、ゲーティングクロック信号GCLKの立ち上がりエッジに応じて事前クロック制御信号CCSbの値を取り込み、その値を出力する。なお、フリップフロップFFには、ゲーティングクロック信号GCLKに代えてクロック信号CLKを入力することもできる。   The clock control signal observation circuit 17 observes the value of the clock control signal output from the data transfer sensing circuit 32 and outputs the observation value to the output terminal 7. In the present embodiment, the clock control signal includes the clock control signal CCSa and the advance clock control signal CCSb. In the first embodiment, the advance clock control signal CCSb is observed. In this embodiment, a flip-flop FF is used as the clock control signal observation circuit 17. In the flip-flop FF, the pre-clock control signal CCSb is input to the data input terminal, and the gating clock signal GCLK is input to the clock input terminal. Then, the flip-flop FF takes in the value of the advance clock control signal CCSb in accordance with the rising edge of the gating clock signal GCLK and outputs the value. Note that the clock signal CLK can be input to the flip-flop FF instead of the gating clock signal GCLK.

動作モード判別回路18は、モード制御信号SMCがイネーブル状態の期間にクロック制御信号CCSaをディスイネーブル状態とする。より具体的には、動作モード判別回路18は、モード制御信号がイネーブル状態(例えば、ロウレベルであって、スキャンテストのシフトモードを示す状態)である場合、事前クロック制御信号CCSbの値にかかわらずクロック制御信号CCSaをイネーブル状態(例えば、ロウレベル)とする。   The operation mode determination circuit 18 disables the clock control signal CCSa while the mode control signal SMC is enabled. More specifically, when the mode control signal is in an enabled state (for example, a low level indicating a scan test shift mode), the operation mode determination circuit 18 does not depend on the value of the prior clock control signal CCSb. The clock control signal CCSa is enabled (for example, low level).

本実施の形態では、動作モード判別回路18として反転入力付きAND回路20を有する。反転入力付きAND回路20は、通常入力端子に事前クロック制御信号CCSbが入力され、反転入力端子にモード制御信号SMCが入力される。そして、反転入力付きAND回路20は、事前クロック制御信号CCSbの値と、モード制御信号SMCの反転値との論理積演算結果をクロック制御信号CCSaとして出力する。   In this embodiment, the operation mode determination circuit 18 includes an AND circuit 20 with an inverting input. In the AND circuit 20 with an inverting input, the advance clock control signal CCSb is input to the normal input terminal, and the mode control signal SMC is input to the inverting input terminal. Then, the AND circuit 20 with an inverting input outputs a logical product operation result of the value of the prior clock control signal CCSb and the inverted value of the mode control signal SMC as the clock control signal CCSa.

組合せ回路30a〜30cは、非同期回路である。図1に示す例では、組合せ回路30aが入力データDINを処理した結果が組合せ回路30b、30cに伝達される。そして組合せ回路30b、30cは、組合せ回路30aが出力したデータをそれぞれ処理して対応する出力端子に出力データとして出力する。そして、組合せ回路30a〜30bは、スキャンテストにおけるテスト対象回路である。   The combinational circuits 30a to 30c are asynchronous circuits. In the example shown in FIG. 1, the result of processing the input data DIN by the combinational circuit 30a is transmitted to the combinational circuits 30b and 30c. The combinational circuits 30b and 30c process the data output from the combinational circuit 30a, respectively, and output them as output data to the corresponding output terminals. The combinational circuits 30a to 30b are test target circuits in the scan test.

スキャンフリップフロップSFFa〜SFFcは、モード制御信号SMCに基づきスキャンデータSINと入力データDINとのいずれか一方の値をゲーティングクロック信号GCLKに応じて保持する。スキャンフリップフロップSFFa〜SFFcは、スキャンデータ入力端子(図中のSINで示す端子)、データ入力端子(図中のDで示す端子)、クロック入力端子(図中のCで示す端子)、モード制御信号入力端子(図中のSMCで示す端子)、出力端子(図中のQで湿す端子)を有する。   The scan flip-flops SFFa to SFFc hold one value of the scan data SIN and the input data DIN according to the gating clock signal GCLK based on the mode control signal SMC. The scan flip-flops SFFa to SFFC have a scan data input terminal (terminal indicated by SIN in the figure), a data input terminal (terminal indicated by D in the figure), a clock input terminal (terminal indicated by C in the figure), and mode control. It has a signal input terminal (terminal indicated by SMC in the figure) and an output terminal (terminal moistened by Q in the figure).

スキャンフリップフロップSFFa〜SFFcは、組合せ回路30a〜30cの間に設けられる。より具体的には、スキャンフリップフロップSFFaは、組合せ回路30aの出力信号がデータ入力端子に入力され、出力端子が組合せ回路30bの入力端子及び組合せ回路30cの入力端子に接続される。スキャンフリップフロップSFFbは、組合せ回路30bの出力信号がデータ入力端子に入力され、出力端子がバッファ回路12を介して出力端子5に接続される。スキャンフリップフロップSFFcは、組合せ回路30cの出力信号がデータ入力端子に入力され、出力端子がバッファ回路13を介して出力端子6に接続される。   The scan flip-flops SFFa to SFFc are provided between the combinational circuits 30a to 30c. More specifically, in the scan flip-flop SFFa, the output signal of the combinational circuit 30a is input to the data input terminal, and the output terminal is connected to the input terminal of the combinational circuit 30b and the input terminal of the combinational circuit 30c. In the scan flip-flop SFFb, the output signal of the combinational circuit 30 b is input to the data input terminal, and the output terminal is connected to the output terminal 5 via the buffer circuit 12. In the scan flip-flop SFFc, the output signal of the combinational circuit 30 c is input to the data input terminal, and the output terminal is connected to the output terminal 6 via the buffer circuit 13.

また、スキャンフリップフロップSFFaは、スキャンデータ入力端子がバッファ回路15を介して入力端子4に接続され、モード制御信号入力端子にはモード制御信号SMCが入力される。スキャンフリップフロップSFFbは、スキャンデータ入力端子がスキャンフリップフロップSFFbの出力端子に接続され、モード制御信号入力端子にはモード制御信号SMCが入力される。スキャンフリップフロップSFFcは、スキャンデータ入力端子がスキャンフリップフロップSFFbの出力端子に接続され、モード制御信号入力端子にはモード制御信号SMCが入力される。   In the scan flip-flop SFFa, the scan data input terminal is connected to the input terminal 4 via the buffer circuit 15, and the mode control signal SMC is input to the mode control signal input terminal. In the scan flip-flop SFFb, the scan data input terminal is connected to the output terminal of the scan flip-flop SFFb, and the mode control signal SMC is input to the mode control signal input terminal. In the scan flip-flop SFFc, the scan data input terminal is connected to the output terminal of the scan flip-flop SFFb, and the mode control signal SMC is input to the mode control signal input terminal.

ここで、スキャンフリップフロップSFFa〜SFFcの動作について説明する。スキャンフリップフロップSFFa〜SFFcは、モード制御信号SMCの値に応じて異なるデータを伝達する。まず、モード制御信号SMCがディスイネーブル状態(例えば、ハイレベル)の場合、スキャンフリップフロップSFFa〜SFFcは、スキャンテストのキャプチャモード又は通常動作モードとなる。キャプチャモード又は通常動作モードでは、スキャンフリップフロップSFFa〜SFFcはデータ入力端子に入力されるデータをゲーティングクロック信号GCLKに応じて保持し、保持した値を出力する。一方、モード制御信号SMCがイネーブル状態(例えば、ハイレベル)の場合、スキャンフリップフロップSFFa〜SFFcは、スキャンテストのシフトモードとなる。シフトモードでは、スキャンフリップフロップSFFa〜SFFcは、スキャンデータ入力端子に入力されたデータをゲーティングクロック信号GCLKに応じて保持し、保持したデータを出力する。このシフトモードでは、スキャンフリップフロップSFFa〜SFFcは、シフトレジスタと同等の接続形態となる。   Here, the operation of the scan flip-flops SFFa to SFFc will be described. The scan flip-flops SFFa to SFFc transmit different data according to the value of the mode control signal SMC. First, when the mode control signal SMC is disabled (for example, at a high level), the scan flip-flops SFFa to SFFc are in a scan test capture mode or a normal operation mode. In the capture mode or the normal operation mode, the scan flip-flops SFFa to SFFc hold the data input to the data input terminal according to the gating clock signal GCLK, and output the held value. On the other hand, when the mode control signal SMC is in an enabled state (for example, high level), the scan flip-flops SFFa to SFFc are in the scan test shift mode. In the shift mode, the scan flip-flops SFFa to SFFc hold the data input to the scan data input terminal according to the gating clock signal GCLK, and output the held data. In this shift mode, the scan flip-flops SFFa to SFFc have the same connection form as the shift register.

なお、スキャンフリップフロップSFFa〜SFFcは、様々な回路形態のものを用いることができる。例えば、フリップフロップとセレクタとを有し、モード制御信号SMCに応じてフリップフロップに与えるデータをセレクタで切り替える回路形態や、2つのフリップフロップを有し、モード制御信号SMCに応じていずれか一方のフリップフロップを活性化させる回路形態が考えられる。   Note that scan flip-flops SFFa to SFFc can be in various circuit forms. For example, a circuit configuration having a flip-flop and a selector and switching data to be supplied to the flip-flop by the selector according to the mode control signal SMC, or two flip-flops, and either one of the two according to the mode control signal SMC A circuit configuration for activating the flip-flop is conceivable.

データ転送感知回路32は、スキャンフリップフロップSFFa〜SFFcのデータ入力端子及びデータ出力端子の値を監視してスキャンフリップフロップSFFa〜SFFcのいずれかを介したデータ転送状態を感知し、データ転送が行われている期間はクロック制御信号(例えば、事前クロック制御信号CCSb)をイネーブル状態とする。データ転送感知回路32は、抵抗R、監視部33a〜33cを有する。ここで、本実施の形態にかかるデータ転送感知回路32は、スキャンフリップフロップSFFa〜SFFcのいずれか1つでデータの転送が行われていれば事前クロック制御信号CCSbをイネーブル状態とするため、スキャンフリップフロップSFFa〜SFFcのそれぞれに対して監視部33a〜33cを設ける。例えば、監視部33aは、スキャンフリップフロップSFFaに対応するものであり、監視部33bは、スキャンフリップフロップSFFbに対応するものであり、監視部33cはスキャンフリップフロップSFFcに対応するものである。   The data transfer sensing circuit 32 monitors the values of the data input terminals and data output terminals of the scan flip-flops SFFa to SFFc and senses the data transfer state via any one of the scan flip-flops SFFa to SFFc. The clock control signal (for example, the pre-clock control signal CCSb) is enabled during the open period. The data transfer sensing circuit 32 includes a resistor R and monitoring units 33a to 33c. Here, the data transfer sensing circuit 32 according to the present embodiment enables the advance clock control signal CCSb to be in an enabled state if data transfer is performed by any one of the scan flip-flops SFFa to SFFc. Monitoring units 33a to 33c are provided for the flip-flops SFFa to SFFc, respectively. For example, the monitoring unit 33a corresponds to the scan flip-flop SFFa, the monitoring unit 33b corresponds to the scan flip-flop SFFb, and the monitoring unit 33c corresponds to the scan flip-flop SFFc.

抵抗Rは、一方の端子が電源端子VDDに接続され、他方の端子が監視部33a〜33cの出力端子に接続される。監視部33a〜33cは、ExOR回路41a〜41c及びNMOSトランジスタMNa〜MNcを有する。ExOR回路41a〜41cは、スキャンフリップフロップSFFa〜SFFcのうち対応するスキャンフリップフロップのデータ入力端子及びデータ出力端子を監視してデータ転送状態を感知してデータ転送感知信号を出力する転送感知部として機能する。また、NMOSトランジスタMNa〜MNcは、データ転送検知信号に基づきクロック制御信号(例えば、事前クロック制御信号CCSb)が示す状態を切り替えるクロック制御信号切替部として機能する。NMOSトランジスタMNa〜MNcは、抵抗Rを負荷とするオープンドレイン回路を構成する。そして、NMOSトランジスタMNa〜MNcのいずれかがオンすると抵抗Rに電流が流れ事前クロック制御信号CCSbがロウレベルとなる。   The resistor R has one terminal connected to the power supply terminal VDD and the other terminal connected to the output terminals of the monitoring units 33a to 33c. The monitoring units 33a to 33c include ExOR circuits 41a to 41c and NMOS transistors MNa to MNc. ExOR circuits 41a-41c serve as transfer sensing units that monitor data input terminals and data output terminals of the corresponding scan flip-flops SFFa-SFFc, sense data transfer states, and output data transfer sense signals. Function. The NMOS transistors MNa to MNc function as a clock control signal switching unit that switches a state indicated by a clock control signal (for example, the prior clock control signal CCSb) based on the data transfer detection signal. The NMOS transistors MNa to MNc constitute an open drain circuit having the resistor R as a load. When any of the NMOS transistors MNa to MNc is turned on, a current flows through the resistor R, and the pre-clock control signal CCSb becomes low level.

ここで、実施の形態1にかかる半導体集積回路装置1の動作について説明する。まず、モード制御信号SMCがディスイネーブル状態(例えば、ロウレベル)となる通常動作モードの動作について説明する。通常動作モードでは、組合せ回路30a〜30cの出力データのいずれかに変化が生じると、スキャンフリップフロップのデータ入力端子とデータ出力端子とに論理レベルの差が生じる。この論理レベルの差に基づき監視部33a〜33cの少なくとも1つのExOR回路41がデータ転送検知信号をハイレベルとする。そして、ハイレベルのデータ転送検知信号が入力されたNMOSトランジスタMNa〜MNcは、オン状態となる。これにより、データ転送感知回路32は、事前クロック制御信号CCSbをロウレベルとする。そして、通常動作モードではモード制御信号SMCがロウレベルであるため、動作モード判別回路18は、事前クロック制御信号CCSbの論理レベルと同じ論理レベルを有するクロック制御信号CCSaを出力する。つまり、通常動作モードは、事前クロック制御信号CCSbがそのままクロック制御信号CCSaとして用いられる。   Here, the operation of the semiconductor integrated circuit device 1 according to the first embodiment will be described. First, the operation in the normal operation mode in which the mode control signal SMC is disabled (for example, low level) will be described. In the normal operation mode, when a change occurs in any of the output data of the combinational circuits 30a to 30c, a logic level difference occurs between the data input terminal and the data output terminal of the scan flip-flop. Based on the difference in logic level, at least one ExOR circuit 41 of the monitoring units 33a to 33c sets the data transfer detection signal to a high level. The NMOS transistors MNa to MNc to which the high level data transfer detection signal is input are turned on. Thereby, the data transfer sensing circuit 32 sets the prior clock control signal CCSb to the low level. Since the mode control signal SMC is at the low level in the normal operation mode, the operation mode determination circuit 18 outputs the clock control signal CCSa having the same logic level as that of the prior clock control signal CCSb. That is, in the normal operation mode, the prior clock control signal CCSb is used as it is as the clock control signal CCSa.

ここで、クロックゲーティング回路16は、クロック制御信号CCSaがロウレベルである場合はゲーティングクロック信号GCLKを出力する。そのため、通常動作モードでは、スキャンフリップフロップSFFa〜SFFcのいずれかを介したデータ転送が行われる状態ではスキャンフリップフロップSFFa〜SFFcにゲーティングクロック信号GCLKが供給され、スキャンフリップフロップSFFa〜SFFcが動作する状態となる。   Here, the clock gating circuit 16 outputs the gating clock signal GCLK when the clock control signal CCSa is at a low level. Therefore, in the normal operation mode, the gating clock signal GCLK is supplied to the scan flip-flops SFFa to SFFc and the scan flip-flops SFFa to SFFc operate in a state where data transfer is performed through any of the scan flip-flops SFFa to SFFc. It becomes a state to do.

続いて、スキャンテスト時の半導体集積回路装置1の動作について説明する。スキャンテストでは、まずシフトモードにおいてスキャンフリップフロップSFFa〜SFFcにスキャンデータを設定し、スキャンモードにおいて設定したスキャンデータに基づき組合せ回路30a〜30cが出力するデータをスキャンフリップフロップSFFa〜SFFcに取り込む。そして、再度シフトモードに切り替え、スキャンフリップフロップSFFa〜SFFcに取り込まれたテスト結果データを読み出す。   Next, the operation of the semiconductor integrated circuit device 1 during the scan test will be described. In the scan test, first, scan data is set in the scan flip-flops SFFa to SFFc in the shift mode, and data output from the combinational circuits 30a to 30c is taken into the scan flip-flops SFFa to SFFc based on the scan data set in the scan mode. Then, the mode is switched again to the shift mode, and the test result data taken in the scan flip-flops SFFa to SFFc is read out.

そこで、まず、スキャンテストのシフトモードでの半導体集積回路装置1の動作について説明する。シフトモードでは、モード制御信号SMCがイネーブル状態(例えば、ハイレベル)となる。そのため、動作モード判別回路18は、事前クロック制御信号CCSbの値にかかわらずクロック制御信号CCSaをロウレベルとする。そして、クロック制御信号CCSbがロウレベルである場合、クロックゲーティング回路16は、クロック信号CLKに応じてゲーティングクロック信号GCLKを出力する。つまり、シフトモードでは、半導体集積回路装置1は、ゲーティングクロック信号GCLKを生成し、スキャンフリップフロップSFFa〜SFFcをシフトレジスタとして動作させてスキャンデータを設定する。   First, the operation of the semiconductor integrated circuit device 1 in the scan test shift mode will be described. In the shift mode, the mode control signal SMC is enabled (for example, high level). Therefore, the operation mode determination circuit 18 sets the clock control signal CCSa to the low level regardless of the value of the prior clock control signal CCSb. When the clock control signal CCSb is at the low level, the clock gating circuit 16 outputs the gating clock signal GCLK according to the clock signal CLK. That is, in the shift mode, the semiconductor integrated circuit device 1 generates the gating clock signal GCLK and operates the scan flip-flops SFFa to SFFc as shift registers to set scan data.

続いて、スキャンテスト時にモード制御信号SMCがディスイネーブル状態(例えば、ロウレベル)となるスキャンモードの動作について説明する。スキャンモードは、スキャンテストのテスト結果の取り込みに要する動作であって、その動作は通常動作モードのときの動作に等しい。スキャンテストでは、組合せ回路30a〜30cを構成するトランジスタを動作せること(トグルさせること)を目的としているため、スキャンフリップフロップSFFa〜SFFcのデータ入力端子とデータ出力端子との値は多くの場合異なる論理レベルとなる。従って、スキャンモードでは、ゲーティングクロック信号GCLKが生成され、通常動作と同じ動作が行われる。また、スキャンモードの動作は、おおよそ1クロックで動作が完了するため、スキャンモードの前に行われるシフトモードにおいて出力されたゲーティングクロック信号GCLKにより通常動作モードと同等の動作することができる。   Subsequently, an operation in a scan mode in which the mode control signal SMC is disabled (for example, at a low level) during a scan test will be described. The scan mode is an operation required for taking in the test result of the scan test, and the operation is equal to the operation in the normal operation mode. Since the scan test is intended to operate (toggle) the transistors constituting the combinational circuits 30a to 30c, the values of the data input terminals and the data output terminals of the scan flip-flops SFFa to SFFc are often different. Become a logical level. Therefore, in the scan mode, the gating clock signal GCLK is generated and the same operation as the normal operation is performed. Further, since the operation in the scan mode is completed in approximately one clock, the operation equivalent to the normal operation mode can be performed by the gating clock signal GCLK output in the shift mode performed before the scan mode.

なお、通常動作モード、スキャンモード及びシフトモードのいずれのモードにおいてもクロック制御信号監視回路17がゲーティングクロック信号GCLKに応じて事前クロック制御信号CCSbの値を保持して、クロック監視信号として出力する。このクロック監視信号を観測することで、半導体集積回路装置1の事前クロック制御信号CCSbの状態を知ることができる。   In any of the normal operation mode, the scan mode, and the shift mode, the clock control signal monitoring circuit 17 holds the value of the prior clock control signal CCSb according to the gating clock signal GCLK and outputs it as a clock monitoring signal. . By observing this clock monitoring signal, the state of the prior clock control signal CCSb of the semiconductor integrated circuit device 1 can be known.

上記説明より、実施の形態1にかかる半導体集積回路装置1では、動作モード判別回路18がモード制御信号に応じてクロック制御信号CCSaの値を制御する。これにより、半導体集積回路装置1は、通常動作モード時にはクロックゲーティング回路16によるクロック信号の制御による省電力効果を得ることができる。また、半導体集積回路装置1は、スキャンテスト時にはクロックゲーティング回路16によるクロック信号の制御を実質的に無効化してスキャンテスト時にゲーティングクロック信号GCLKが停止することによる誤動作を防止することができる。   From the above description, in the semiconductor integrated circuit device 1 according to the first embodiment, the operation mode determination circuit 18 controls the value of the clock control signal CCSa in accordance with the mode control signal. Thereby, the semiconductor integrated circuit device 1 can obtain a power saving effect by controlling the clock signal by the clock gating circuit 16 in the normal operation mode. In addition, the semiconductor integrated circuit device 1 can substantially disable the clock signal control by the clock gating circuit 16 during the scan test and prevent malfunction due to the stop of the gating clock signal GCLK during the scan test.

また、半導体集積回路装置1では、クロック制御信号CCSaの値を制御する動作モード判別回路18を1つの論理ゲート(本実施の形態では、反転入力付きAND回路20)により実現する。そのため、実施の形態1にかかる半導体集積回路装置1は、従来の半導体集積回路装置のようにスキャンテスト時の誤動作を防止するために多くの回路素子を追加する必要がない。つまり、実施の形態1にかかる半導体集積回路装置1は、ASIC等の回路素子の追加に制限のある半導体集積回路装置においてもスキャンテスト時の誤動作を防止し、かつ、クロックゲーティング技術を採用することができる。言い換えると、実施の形態1にかかる半導体集積回路装置1は、ASIC等の回路素子の追加に制限のある半導体集積回路装置において低消費電力と高い信頼性を実現することができる。   In the semiconductor integrated circuit device 1, the operation mode determination circuit 18 that controls the value of the clock control signal CCSa is realized by one logic gate (in this embodiment, the AND circuit 20 with an inverting input). Therefore, unlike the conventional semiconductor integrated circuit device, the semiconductor integrated circuit device 1 according to the first embodiment does not need to add many circuit elements in order to prevent malfunction during the scan test. That is, the semiconductor integrated circuit device 1 according to the first embodiment prevents malfunction during a scan test even in a semiconductor integrated circuit device that is limited in the addition of circuit elements such as an ASIC, and employs a clock gating technique. be able to. In other words, the semiconductor integrated circuit device 1 according to the first embodiment can achieve low power consumption and high reliability in a semiconductor integrated circuit device that is limited in the addition of circuit elements such as ASIC.

また、実施の形態1にかかる半導体集積回路装置1では、クロック制御信号監視回路17により事前クロック制御信号CCSbの状態を監視することで、回路動作をより高い精度で監視することができる。これにより、実施の形態1にかかる半導体集積回路装置1はより高い信頼性を確保することができる。   In the semiconductor integrated circuit device 1 according to the first embodiment, the circuit operation can be monitored with higher accuracy by monitoring the state of the prior clock control signal CCSb by the clock control signal monitoring circuit 17. As a result, the semiconductor integrated circuit device 1 according to the first embodiment can ensure higher reliability.

実施の形態2
実施の形態2にかかる半導体集積回路装置1aのブロック図を図2に示す。なお、実施の形態2にかかる半導体集積回路装置1aの説明において、実施の形態1にかかる半導体集積回路装置1と同じ構成要素については実施の形態1の説明で用いた符号と同一の符号を付して説明を省略する。
Embodiment 2
FIG. 2 shows a block diagram of a semiconductor integrated circuit device 1a according to the second embodiment. In the description of the semiconductor integrated circuit device 1a according to the second embodiment, the same components as those in the semiconductor integrated circuit device 1 according to the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those used in the description of the first embodiment. Therefore, the description is omitted.

図2に示すように、半導体集積回路装置1aは、動作モード判別回路18に代えて動作モード判別回路18aを有する。動作モード判別回路18aは、データ転送感知回路32の複数の監視部のうち1つに組み込まれる。実施の形態2の説明では、動作モード判別回路18aを有する監視部を監視部34と称す。図2に示す例では、監視部33aに代えて監視部34が設けられる。ここで、実施の形態2にかかる半導体集積回路装置1aでは、複数の監視部のうち1つのみを監視部34とする。   As shown in FIG. 2, the semiconductor integrated circuit device 1 a includes an operation mode determination circuit 18 a instead of the operation mode determination circuit 18. The operation mode determination circuit 18a is incorporated in one of the plurality of monitoring units of the data transfer sensing circuit 32. In the description of the second embodiment, the monitoring unit having the operation mode determination circuit 18a is referred to as a monitoring unit 34. In the example shown in FIG. 2, a monitoring unit 34 is provided instead of the monitoring unit 33a. Here, in the semiconductor integrated circuit device 1 a according to the second embodiment, only one of the plurality of monitoring units is set as the monitoring unit 34.

また、図2に示すように、実施の形態2にかかる半導体集積回路装置1aでは、データ転送感知回路32がクロックゲーティング回路16に入力されるクロック制御信号CCSaを直接出力する。   As shown in FIG. 2, in the semiconductor integrated circuit device 1 a according to the second embodiment, the data transfer sensing circuit 32 directly outputs the clock control signal CCSa input to the clock gating circuit 16.

監視部34は、ExOR回路41a、NMOSトランジスタMNa、動作モード判別回路18aを有する。動作モード判別回路18aは、ExOR回路21a及びセレクタ22aを有する。ExOR回路21aは、スキャンフリップフロップSFFaのスキャンデータ入力端子及びデータ出力端子の値を監視してスキャンフリップフロップSFFaを介したスキャンデータ転送状態を検知してスキャンデータ転送感知信号を出力する第2の転送感知部として機能する。ここで、実施の形態2の説明では、ExOR回路41aを第1の転送感知部と称す。セレクタ22aは、ExOR回路41aが出力するデータ転送感知信号とExOR回路21aが出力するスキャンデータ転送感知信号とが入力される。そしてセレクタ22aは、モード制御信号SMCに応じてデータ転送感知信号とスキャンデータ転送感知信号とのいずれか一方を選択して、選択した信号を切替信号としてクロック制御信号切替部(例えば、NMOSトランジスタMNa)に与える。   The monitoring unit 34 includes an ExOR circuit 41a, an NMOS transistor MNa, and an operation mode determination circuit 18a. The operation mode determination circuit 18a includes an ExOR circuit 21a and a selector 22a. The ExOR circuit 21a monitors the values of the scan data input terminal and the data output terminal of the scan flip-flop SFFa, detects the scan data transfer state via the scan flip-flop SFFa, and outputs a scan data transfer detection signal. Functions as a transfer sensing unit. Here, in the description of the second embodiment, the ExOR circuit 41a is referred to as a first transfer sensing unit. The selector 22a receives the data transfer detection signal output from the ExOR circuit 41a and the scan data transfer detection signal output from the ExOR circuit 21a. The selector 22a selects either the data transfer sensing signal or the scan data transfer sensing signal according to the mode control signal SMC, and uses the selected signal as a switching signal to switch the clock control signal switching unit (for example, the NMOS transistor MNa). ).

つまり、監視部34は、モード制御信号SMCが通常動作モード又はスキャンモードを示している場合(例えば、ロウレベルであって、ディスイネーブル状態を示す場合)、スキャンフリップフロップSFFaにおいて入力データの転送が行われていることを感知してNMOSトランジスタMNaをオン状態とする。また、監視部34は、モード制御信号SMCがシフトモードを示している場合(例えば、ハイレベルであって、イネーブル状態を示す場合)、スキャンフリップフロップSFFaにおいてスキャンデータが転送されていることを感知してNMOSトランジスタMNaをオン状態とする。   That is, when the mode control signal SMC indicates the normal operation mode or the scan mode (for example, when the mode control signal SMC is at the low level and indicates the disable state), the monitoring unit 34 transfers the input data in the scan flip-flop SFFa. This is detected to turn on the NMOS transistor MNa. In addition, when the mode control signal SMC indicates the shift mode (for example, when the mode control signal SMC is at a high level and indicates an enabled state), the monitoring unit 34 detects that scan data is being transferred in the scan flip-flop SFFa. Then, the NMOS transistor MNa is turned on.

上記説明より、実施の形態2にかかる半導体集積回路装置1aでは、複数の監視部のうち1つを動作モード判別回路18aを有する監視部34とする。これにより、通常動作モードでは、実施の形態1と同様にクロック制御信号CCSa及びクロックゲーティング回路16による消費電力の低減を行うことができる。また、スキャンテスト時においてもスキャンフリップフロップSFFaを介したスキャンデータの転送に基づきクロックゲーティング回路16を無効化してスキャンテストのシフトモード時の誤動作を防止することができる。   From the above description, in the semiconductor integrated circuit device 1a according to the second embodiment, one of the plurality of monitoring units is the monitoring unit 34 having the operation mode determination circuit 18a. Thereby, in the normal operation mode, the power consumption by the clock control signal CCSa and the clock gating circuit 16 can be reduced as in the first embodiment. Further, even during the scan test, the clock gating circuit 16 can be invalidated based on the transfer of the scan data via the scan flip-flop SFFa to prevent the malfunction in the scan test shift mode.

また、実施の形態2にかかる半導体集積回路装置1aでは、複数の監視部のうち1つを動作モード判別回路18aを有する監視部34とするため、スキャンテスト時の誤動作を防止するために追加する回路はごくわずかである。つまり、実施の形態2にかかる半導体集積回路装置1aにおいても、ASIC等の回路素子の追加に制限のある半導体集積回路装置において低消費電力と高い信頼性を実現することができる。なお、監視部34は、少なくとも1つが設けられていれば良く、監視部34が複数設けられていても構わない。   Further, in the semiconductor integrated circuit device 1a according to the second embodiment, one of the plurality of monitoring units is used as the monitoring unit 34 having the operation mode determination circuit 18a, and is added to prevent malfunction during the scan test. The circuit is negligible. That is, also in the semiconductor integrated circuit device 1a according to the second embodiment, low power consumption and high reliability can be realized in a semiconductor integrated circuit device in which addition of circuit elements such as ASIC is limited. Note that at least one monitoring unit 34 may be provided, and a plurality of monitoring units 34 may be provided.

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、スキャンフリップフロップは、モード制御信号SMCに応じて2つの入力のいずれを入出力するかを切り替えられるフリップフロップであれば良く、その回路形態に制限はない。また、クロック制御信号監視回路17として用いられるフリップフロップFFは、スキャンフリップフロップを用い、スキャンチェーンの一部を構成する回路であっても構わない。   Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be changed as appropriate without departing from the spirit of the present invention. For example, the scan flip-flop may be a flip-flop that can switch which of the two inputs is input / output according to the mode control signal SMC, and the circuit form is not limited. Further, the flip-flop FF used as the clock control signal monitoring circuit 17 may be a circuit that uses a scan flip-flop and constitutes a part of the scan chain.

1、1a 半導体集積回路装置
2〜4、8 入力端子
5〜7 出力端子
10〜15 バッファ回路
16 クロックゲーティング回路
17 クロック制御信号観測回路
18、18a 動作モード判別回路
20 反転入力付きAND回路
22a セレクタ
30a〜30c 組合せ回路
32 データ転送感知回路
33a〜33c、34 監視部
41a〜41c、21a ExOR回路
R 抵抗
MNa〜MNc NMOSトランジスタ
SFFa〜SFFc スキャンフリップフロップ
CLK クロック信号
DIN 入力データ
SIN スキャンデータ
SMC モード制御信号
GCLK ゲーティングクロック信号
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 1a Semiconductor integrated circuit device 2-4, 8 Input terminal 5-7 Output terminal 10-15 Buffer circuit 16 Clock gating circuit 17 Clock control signal observation circuit 18, 18a Operation mode discrimination circuit 20 AND circuit 22a with an inverting input selector 30a-30c Combination circuit 32 Data transfer sensing circuit 33a-33c, 34 Monitoring unit 41a-41c, 21a ExOR circuit R Resistance MNa-MNc NMOS transistor SFFa-SFFc Scan flip-flop CLK Clock signal DIN Input data SIN Scan data SMC Mode control signal GCLK Gating clock signal

Claims (6)

モード制御信号に基づきスキャンデータと入力データとのいずれか一方の値をクロック信号に応じて保持する複数のフリップフロップと、
前記複数のフリップフロップのデータ入力端子及びデータ出力端子の値を監視して前記複数のフリップフロップのいずれかを介したデータ転送状態を感知し、前記データ転送が行われている期間はクロック制御信号をイネーブル状態とするデータ転送感知回路と、
前記クロック制御信号がイネーブル状態である期間に前記複数のフリップフロップに対する前記クロック信号の供給を行うクロックゲーティング回路と、
前記モード制御信号がイネーブル状態の期間に前記クロック制御信号をイネーブル状態とする動作モード判別回路と、
を有する半導体集積回路装置。
A plurality of flip-flops that hold one of the values of the scan data and the input data according to the clock signal based on the mode control signal;
A value of a data input terminal and a data output terminal of the plurality of flip-flops is monitored to detect a data transfer state via any of the plurality of flip-flops, and a clock control signal is transmitted during the period in which the data transfer is performed A data transfer sensing circuit for enabling
A clock gating circuit for supplying the clock signal to the plurality of flip-flops during a period in which the clock control signal is enabled;
An operation mode determination circuit for enabling the clock control signal during a period in which the mode control signal is enabled;
A semiconductor integrated circuit device.
前記クロック信号に応じて前記クロック制御信号の値を出力するクロック制御信号観測回路を有する請求項1に記載の半導体集積回路装置。   The semiconductor integrated circuit device according to claim 1, further comprising a clock control signal observation circuit that outputs a value of the clock control signal in accordance with the clock signal. 前記動作モード判別回路は、前記データ転送感知回路が出力する前記クロック制御信号と前記モード制御信号とが入力され、前記モード制御信号がイネーブル状態の期間は前記データ転送感知回路の出力にかかわらず前記クロック制御信号をイネーブル状態とする請求項1又は2に記載の半導体集積回路装置。   The operation mode determination circuit receives the clock control signal and the mode control signal output from the data transfer sensing circuit, and the mode control signal is in an enabled state regardless of the output of the data transfer sensing circuit. 3. The semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein the clock control signal is enabled. 前記データ転送感知回路は、
前記フリップフロップの前記データ入力端子及び前記データ出力端子を監視して前記データ転送状態を感知してデータ転送感知信号を出力する第1の転送感知部と、
前記データ転送検知信号に基づき前記クロック制御信号が示す状態を切り替えるクロック制御信号切替部と、を有し、
前記動作モード判別回路は、
前記フリップフロップのスキャンデータ入力端子及び前記データ出力端子を監視して前記フリップフロップを介したスキャンデータ転送状態を検知してスキャンデータ転送感知信号を出力する第2の転送感知部と、
前記データ転送感知信号と前記スキャンデータ転送感知信号とが入力され、前記モード制御信号に応じて前記データ転送感知信号と前記スキャンデータ転送感知信号とのいずれか一方を選択して、選択した信号を切替信号として前記クロック制御信号切替部に与えるセレクタと、を有し、
前記クロック制御信号切替部は、前記切替信号に応じて前記クロック制御信号が示す状態を切り替える請求項1又は2に記載の半導体集積回路装置。
The data transfer sensing circuit includes:
A first transfer sensing unit that monitors the data input terminal and the data output terminal of the flip-flop, senses the data transfer state, and outputs a data transfer sensing signal;
A clock control signal switching unit that switches a state indicated by the clock control signal based on the data transfer detection signal;
The operation mode determination circuit includes:
A second transfer sensing unit that monitors a scan data input terminal and the data output terminal of the flip-flop, detects a scan data transfer state via the flip-flop, and outputs a scan data transfer sensing signal;
The data transfer detection signal and the scan data transfer detection signal are input, and the data transfer detection signal or the scan data transfer detection signal is selected according to the mode control signal, and the selected signal is selected. A selector to be provided to the clock control signal switching unit as a switching signal,
The semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein the clock control signal switching unit switches a state indicated by the clock control signal in accordance with the switching signal.
前記動作モード判定回路は、前記複数のフリップフロップの少なくとも1つに対して設けられる請求項4に記載の半導体集積回路装置。   The semiconductor integrated circuit device according to claim 4, wherein the operation mode determination circuit is provided for at least one of the plurality of flip-flops. 前記複数のフリップフロップは、スキャン動作に対応したフリップフロップである請求項1乃至5のいずれか1項に記載の半導体集積回路装置。   6. The semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein the plurality of flip-flops are flip-flops corresponding to a scan operation.
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