JP2550837B2 - スキャンパスのテスト制御回路 - Google Patents

スキャンパスのテスト制御回路

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はスキャンパスのテスト制
御回路に関し、特にフリップフロップのセット及びリセ
ットの制御回路に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のスキャンパスを使用した集積回路
では、一般にスキャンシフト中にフリップフロップのセ
ット及びリセットがかかってシフトデータがこわれない
ように、セット及びリセット端子は、スキャンテストが
行われている間ずっと強制的にディスイネーブルになる
ように制御されていた。
【0003】かかる従来のスキャンパスの構成例を示し
た回路図が図5である。201と202と203と20
4と205と206は入力端子、207はリセット信号
を生成する回路であり、208はNORゲート、209
はフリップフロップ、210は出力端子である。フリッ
プフロップ209はスキャンデータSDと、通常データ
Dと、スキャンシフトモードであるか否かのモード信号
SMCとクロック信号Cとを受け、データQを出力す
る。
【0004】このような従来のスキャンパスでは入力端
子206はスキャンテスト時はスキャンシフト時も通常
回路のテスト時もフリップフロップのセットやリセット
がかからないような値に固定されていた。この例では、
スキャンテスト時には入力端子206は“1”に固定さ
れる。一般にこのような制御をすることにより、スキャ
ンシフト時にシフトデータをこわすことをさけていた
が、この構成ではセットやリセットのテストはできなか
った。又、リセット信号生成回路207の内部の構成が
組合せ回路のみの場合は値の設定のしかたによってはセ
ットやリセットのテストは行えなくはないが、順序回路
が含まれている場合は不可能であった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】この従来のスキャンパ
スの制御では、スキャンパスでのテスト中はスキャンフ
リップフロップ209のセット及びリセットは制御信号
AMCでずっとディスイネーブルになっているため、ス
キャンパスでのテストではスキャンパスフリップフロッ
プ209のセット及びリセット自身及びセットあるいは
リセットのみに出力が伝搬する回路のテストが行えなか
った。
【0006】本発明によれば、スキャンフリップフロッ
プのデータをシフトするスキャンシフトと、シフトされ
たデータを使用して通常動作のための回路をテストする
通常回路テストを含む一連のスキャンパステストを制御
する制御回路において、前記スキャンパステスト実行時
に動作クロックに応答して前記スキャンフリップフロッ
プのデータ取り込みを制御する第1のタイミング信号
と、前記スキャンフリップフロップのデータ出力を制御
する第2のタイミング信号と、前記第1のタイミング信
号の発生より後で前記第2のタイミング信号の発生より
も前に発生する第3のタイミング信号をそれぞれ発生す
るタイミング信号発生回路と、前記スキャンシフト又は
前記通常回路テストのどちららのモードであるかを示す
モード信号を入力とし前記モード信号が前記スキャンシ
フトを行うことを示したときにはリセット禁止信号を発
生し、前記モード信号が前記通常回路テストを示したと
きには前記モード信号が通常回路テストを示す値に変化
してから前記第3のタイミング信号が発生するまでの間
前記リセット禁止信号を不活性レベルとする制御回路
と、前記リセット禁止信号に応答して前記スキャンフリ
ップフロップに対するリセット信号の供給を制御するリ
セット制御回路とを有するスキャンパスのテスト制御回
路を得る。
【0007】
【実施例】次に本発明について図面を参照して説明す
る。
【0008】図1は本発明の一実施例の回路図である。
同図(A)の制御信号生成回路109の基本構成の一例
を示したのが同図(B)である。以下の説明で、通常回
路とは本来その集積回路において果たすべき動作をする
回路であり、テストのための回路を除いた部分とし、通
常動作とはスキャンパスを使用しない通常回路のみの動
作とする。101,102,103,104,105,
106,107は入力端子であり、108はリセット信
号を生成する回路であり、109は制御信号生成回路で
あり、110はANDゲート、111と112はスキャ
ンフリップフロップであり、113はインバータ、11
4はORゲート、115と116は出力端子である。
【0009】入力端子101と103は通常回路に接続
されるデータ入力端子であり、入力端子102はスキャ
ン入力信号で前段のスキャン出力信号に接続され出力端
子116はスキャン出力信号で後段のスキャン入力信号
と接続される。この図では出力端子116はスキャンデ
ータ出力と通常回路への出力を兼ねている。出力端子1
15はスキャンフリップフロップ111の通常回路への
出力である。リセット信号を生成する回路108の入力
信号は入力端子104から供給されているが通常論理の
構成によっては入力信号は複数となる。制御信号生成回
路109は制御信号SMCとTMCとクロック信号CL
Kを受け、制御信号CL1,CL2,CTLを出力す
る。制御信号SMCはスキャンパスをシフトレジスタ構
成としてデータのシフトを行うか通常回路のテストを行
うかのモード信号であり、制御信号TMCはこの制御回
路109のリセット信号である。この制御信号TMCは
スキャンパスを用いた一連のテストを行うかあるいは通
常動作を行うかを示すモード信号と兼ねられる場合もあ
る。タイミング信号CL1はスキャンフリップフロップ
のスキャン動作時のデータの取り込みのタイミングを示
すクロック信号であり、タイミング信号CL2はスキャ
ンフリップフロップのスキャン動作時のデータの出力の
タイミングを示すクロック信号である。制御信号CTL
はスキャンフリップフロップのセット信号やリセット信
号を制御する信号であり、この図では通常回路のイネー
ブル状態を示す論理値として“1”、ディスイネーブル
状態を示す場合の論理値として“0”があてがってい
る。スキャンフリップフロップ111と112はリセッ
トの極性の異なった2つのフリップフロップを例にとっ
て示している。これらスキャンフリップフロップ111
と112はスキャンデータ端子SD通常回路のデータ入
力端子Dスキャンシフトモードか否かを示すモード端子
SMC、スキャン動作時のデータの取り込みのクロック
端子C1はスキャン動作時のデータ出力のクロック端子
C2、リセット端子Rはデータ出力端子Qを有してい
る。リセット端子Rは“1”のときスキャンフリップフ
ロップ111,112がリセットがかかることを示し、
頭にバーの付いたリセット端子Rは“0”のときリセッ
トがかかることを示している。データ出力端子Qはスキ
ャンデータ出力を兼ねている。
【0010】スキャンフリップフロップ111のリセッ
ト端子RはANDゲート110を介して、又スキャンフ
リップフロップ112のリセット端子Rはインバータ1
13とORゲート114を介して、リセット信号を受
け、制御信号生成回路109からの制御信号CTLが論
理値“1”のときリセット信号を生成する回路108の
出力信号を受け、制御信号生成回路109からの制御信
号CTLが論理値“0”のときリセット信号を生成する
回路108の出力を受けないように固定される。制御信
号生成回路109はクロック信号CLKから2つのタイ
ミング信号CL1とCL2を発生し、内部ではデータの
取り込みを示すタイミング信号CL1とデータの出力を
示すタイミング信号CL2との間にとられた第3のタイ
ミングも生成している。また、制御信号SMCがスキャ
ンシフトモードを示す論理値のときは制御信号CTLが
論理値“0”となり、制御信号SMCが通常回路のテス
トモードを示す論理値のときは、制御信号SMCが通常
回路のテストモードを示す値をとった時点から第3のタ
イミングまで制御信号CTLは論理値“1”となり、そ
れ以降は論理値“0”となる。
【0011】よって、スキャンテストにおいて、通常回
路のテスト時には通常回路からの信号がスキャンフリッ
プフロップのセット及びリセットに入り、その値はスキ
ャンフリップフロップへの取り込み時は変化しないため
レーシングせず、しかもスキャンフリップフロップから
通常回路のテスト結果がデータ出力から出力される時点
までにはセット及びリセットはきかない状態になってい
るため、スキャンフリップフロップの出力が他のスキャ
ンフリップフロップのセットやリセットに接続されてい
てもスキャンフリップフロップのデータ出力の時点でス
キャンフリップフロップの値をこわすことはない。また
スキャンシフト時もセットおよびリセットはきかないた
めシフトするデータをこわすこともない。よってセット
およびリセットのテストを確実に行うことが可能であ
る。
【0012】次に制御信号生成回路109の構成を図1
の(B)を参照して説明する。121と122と123
は入力端子であり、128と129と130は出力端子
である。端子につけられた名前であるSMCとTMCと
CLKとCTLとCL1とCL2の機能は同図(A)を
参照して説明したとおりである。125はインバータ、
126はDフリップフロップ、127はANDゲートで
ある。124は回路中のフリップフロップのタイミング
信号の発生回路である。タイミング信号発生回路124
はリセット信号RESETとクロック信号CLKを受
け、タイミング信号CL1とCL2とCL3を出力す
る。タイミング信号CL1はスキャンフリップフロップ
のデータ取り込みのタイミングを示す信号であり、タイ
ミング信号CL2はスキャンフリップフロップのデータ
の出力タイミングを示す信号であり、タイミング信号C
L3はスキャンフリップフロップのデータ取り込みのタ
イミングとスキャンフリップフロップのデータ出力の間
の第3のタイミングを示す信号であり、この回路ではタ
イミング信号CL3の論理“0”から“1”へ変化する
タイミングが第3のタイミングを示す。Dフリップフロ
ップ126はデータ入力端子Dとクロック入力端子Cと
データ出力端子Qとを有している。この例では制御信号
SMCは論理値“0”が通常回路のテスト、論理値
“1”がスキャンシフトを示し、制御信号TMCは論理
値“0”がタイミング信号発生回路124のリセット、
論理値“1”が解除を表すとする。制御信号CTLはフ
リップフロップのセットやリセットのイネーブルを示す
論理値を“1”、ディスイネーブルを示す論理値を
“0”とする。
【0013】制御信号SMCが“1”のときは制御信号
CTLは“0”、制御信号SMCが“0”のときはDフ
リップフロップ126の出力が“1”のときに制御信号
CTLが“1”となり、Dフリップフロップ126の出
力が“0”のときは制御信号CTLの出力は“0”とな
る。Dフリップフロップ126は制御信号SMCがタイ
ミング信号CL3に対して1サイクル以上“1”が続い
て“0”に変化したときには第三のタイミングまで
“1”となり、それ以降“0”となる。よって、スキャ
ンシフト時には制御信号CTLは“0”、通常テスト時
には第三のタイミングまで“1”となる。よって、この
ような回路を図1の(A)のような回路に組み込むこと
により、スキャンシフト時にシフトデータの値をこわす
ことなく、セット及びリセットのテストを行うことが可
能となる。
【0014】次に、図1に示す制御信号生成回路102
の他の構成例を図2に示す。301と302と303は
入力端子、304と305と308と311と314は
インバータ、306と313と316はANDゲート、
309と310はORゲート、318と320はNAN
Dゲート、307と315と317はDフリップフロッ
プ、312と319と321は出力端子である。制御信
号SMCはスキャンパスをシフトレジスタ構成としてデ
ータのシフトを行うか通常回路のテストを行うかのモー
ド信号を示し、制御信号TMCはこの制御信号生成回路
のリセット信号を示し、ここではスキャンパスを用いた
一連のテストを行うかあるいは通常動作を行うのかを示
すモード信号と兼ねている。制御信号CTLは“1”で
フリップフロップのセットとリセットのテストのイネー
ブル、“0”でディスイネーブルを示す。タイミング信
号CL1はスキャンフリップフロップのデータ取り込み
のタイミングを示し、タイミング信号CL2はスキャン
フリップフロップのデータの出力のタイミングを示すた
めの信号である。この例ではタイミング信号CL1はス
キャンフリップフロップのスキャンテストでない場合の
クロックも兼ねている。ANDゲート313の出力の
“0”から“1”の変化はスキャンフリップフロップの
取り込みのタイミングとデータ出力のタイミングとの間
のタイミング、つまり第3のタイミングを示す。
【0015】各Dフリップフロップ307,315,3
17はデータ入力端子Dと、クロック入力端子Cと、リ
セット入力端子Rと、セット入力端子Sと、データ出力
端子Qとを有している。頭にバーのついたRはリセット
入力が“0”でリセットがかかることを表し、頭にバー
のついたSはセット入力が“0”でかかることを表わ
す。頭にバーのついたQはデータ出力端子Qのデータの
反転を表す。
【0016】インバータ305とDフリップフロップ3
07とORゲート310とインバータ311とANDゲ
ート313とインバータ314とANDゲート316と
Dフリップフロップ317とからなる回路は3つのタイ
ミング信号を作り出す回路である。制御信号TMCは
“0”でスキャンパスを使用しない通常動作モード、
“1”でスキャンパスを使用したテストモードを示して
いる。制御信号TMCが“0”のときはDフリップフロ
ップ307と317とのQ出力は“0”となり、クロッ
ク端子CLKのクロックの変化がタイミング信号CL1
を出力する端子より出力される。また制御信号TMCが
“0”のときには、NANDゲート320の出力は
“1”となり、フリップフロップのセット及びリセット
は通常動作となる。制御信号TMCが“1”のときに
は、インバータ308とNANDゲート318とNAN
Dゲート320及びANDゲート313の出力に同期し
たDフリップフロップ315からなる回路により、制御
信号CTLの出力は制御信号SMCが“1”から“0”
になったときから第三のタイミングまでが“1”で通常
動作を示し、その他は“0”でフリップフロップのセッ
ト及びリセットのディスイネーブルを示す。
【0017】この例ではスキャンテストを行わない場合
はスキャンフリップフロップはタイミング信号CL1の
みで動作するものとしているが、タイミング信号CL2
もタイミング信号CL1と同じ波形で使用する場合に
は、ANDゲート316とタイミング信号CL2を出力
する端子319との間にクロック信号CLKと制御信号
TMCの値を用いたインバータ304とANDゲート3
06とORゲート309を挿入すればよく、スキャンテ
スト時と通常動作時のスキャンフリップフロップの動作
が同じ場合やこの回路の外部でクロックの切り替えを行
う場合やフリップフロップ自体で切り替えが行われる場
合はインバータ304とANDゲート306とORゲー
ト309からなる回路は不要である。
【0018】図3は図2の回路の動作を示したタイムチ
ャートである。333は制御信号TMCの波形、334
は制御信号SMCの波形、335はクロック信号CLK
の波形、336はタイミング信号CL1の波形、337
はタイミング信号CL2の波形、338は制御信号CT
Lの波形である。
【0019】1パタン目では制御信号TMCが“0”で
あり、回路が通常動作であることを示すと同時にクロッ
ク生成回路のリセットを行うことを示している。この場
合、制御信号CTLはフリップフロップのセット及びリ
セットの通常動作を示す論理値“1”となっている。2
パタンから4パタン目までは制御信号SMCが“1”と
なり、スキャンシフト動作を示している。この間は制御
信号CTLは“0”となり、フリップフロップのセット
とリセットはディスイネーブルとなっている。5パタン
目は制御信号SMCが“0”となっており、通常回路の
テストを示している。このとき制御信号SMCが“1”
から“0”になったときには、図2のフリップフロップ
315の出力Qは制御信号SMCの1パタン前に取り込
まれた値である“1”となっているため“1”となり、
クロック信号CLKが最初に“1”から“0”に変化す
る時に制御信号SMCの値が“0”に取り込まれ出力さ
れるため、この時Dフリップフロップ315の出力Qは
“0”となる。これにより、制御信号CTLは第5パタ
ンの最初からクロック信号CLKが最初に“1”から
“0”に変化するまでの間“1”でフリップフロップの
セットとリセットがイネーブルとなり、残りの期間は
“0”でディスイネーブルとなる。
【0020】次に、図1に示す制御信号生成回路109
の他の構成例を図4を参照して説明する。ここでは、フ
リップフロップを使用せずに、十分な大きさの遅延を持
った素子を用いて実現している。401と402と40
3は入力端子、404と405は遅延ゲート、406は
インバータ、407はNORゲート、408と409は
NANDゲート、410と411と412は出力端子で
ある。
【0021】遅延ゲート404と405とはスキャンテ
ストのタイミングを作り出すのに十分な遅延があるもの
とする。遅延ゲート404の出力の“0”から“1”へ
の変化のタイミングがスキャンフリップフロップの取り
込みのタイミングとデータ出力のタイミングの間のタイ
ミング、つまり第3のタイミングを表す。制御信号TM
Cは“0”でスキャンパスを使用しない通常動作モー
ド、“1”でスキャンパスでのテストモードを示してい
る。制御信号SMCは“0”でスキャンシフトモード、
“1”で通常回路のテストモードを示す。制御信号CT
Lは“0”でフリップフロップのセットとリセットのデ
ィスイネーブル、“1”でイネーブルを示す。ここでは
さらに、各パタンのなかでタイミング信号CL2は
“0”から“1”に変化したのち各パタンの最後まで
“1”のままで、その後“0”に変化するものとする。
またクロックの波形は遅延ゲート404の出力が“1”
でかつ遅延ゲート405の出力が“1”となるような期
間がもてるように“1”の期間が十分に長いとする。図
2に示した構成例では、スキャン動作時の1データの1
フリップフロップ分のシフトは2クロック周期必要であ
ったが、本構成例の場合1クロック周期のみでよい。、
この例ではスキャンフリップフロップの通常動作時のク
ロックはスキャンテスト時と同じ、またはこの回路の外
側で通常動作時のクロックは生成されるとしている。
【0022】制御信号TMCが“0”のときは出力端子
410は“1”となり、通常動作時にはイネーブルつま
り通常動作となる。制御信号TMCが“1”の場合で、
制御信号SMCが“1”の場合は制御信号CTLは
“0”、つまりシフト動作中はフリップフロップのセッ
トとリセットはディスイネーブルである。制御信号SM
Cが“0”の場合はNORゲート407の出力が“0”
のとき制御信号CTLは“1”であるが、これは遅延ゲ
ート404の出力と遅延ゲート405の出力とのどちら
かが“1”のときであり、遅延ゲート405の出力は
“0”から“1”に変化したあと“1”の状態はパタン
の終わりまで継続すると仮定しており、また遅延ゲート
404の出力が“1”である間に浮遊ゲート405の出
力は“0”から“1”に変化していると仮定しているた
め、遅延ゲート404の出力が“0”から“1”に変化
してそれ以降そのパタンではNORゲート407の出力
は“0”になるため、制御信号CTLは制御信号SMC
が“0”になって遅延ゲート404の出力が“0”から
“1”に変化するまでの間“1”でその後は“0”にな
る。つまり制御信号SMCが“0”になった場合、その
パタンの最初から第三のタイミングの間だけフリップフ
ロップのセットとリセットはイネーブルとなる。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように本発明の制御回路
は、スキャンパステストにおける通常回路テスト時にフ
リップフロップのセット及びリセットをイネーブルに
し、フリップフロップのセットおよびリセット自身及び
それにつながる通常動作のための回路のテストを行い、
テスト終了時にフリップフロップのデータ取り込みとも
データ出力とも独立なタイミングでフリップフロップの
セット及びリセットをディステイネーブルにし、スキャ
ンシフト中はフリップフロップのセット及びリセットが
かからないように制御することにより、これまでスキャ
ンパステスト中に行われていなかったフリップフロップ
のセット及びリセット自身及びそれにつながる通常動作
のための回路のテストを可能とし、同時にスキャンシフ
ト時のデータの確実なシフトを可能とした。
【図面の簡単な説明】
【図1】(A)は本発明の一実施例の回路図、(B)は
その制御信号生成回路別の構成例を示す回路図
【図2】本発明に用いる制御信号生成回路の他の構成例
を示す回路図
【図3】図2に示す本発明に用いる制御信号生成回路の
他の構成例の動作を示すタイムチャート
【図4】本発明に用いる制御信号生成回路の更に他の構
成例を示す回路図
【図5】従来のスキャンパスを示す回路図
【符号の説明】
101,102,103,104,105,106,1
07 入力端子 108 リセット信号を生成する回路 109 制御信号生成回路 110 ANDゲート 111,112 スキャンフリップフロップ 113 インバータ 114 ORゲート 115,116 出力端子 121,122,123 入力端子 124 フリップフロップのタイミング信号の発生回
路 125 インバータ 126 Dフリップフロップ 127 ANDゲート 128,129,130 出力端子 201,202,203,204,205,206
入力端子 207 リセット信号を生成する通常回路 208 NORゲート 209 スキャンフリップフロップ 210 出力端子 301,302,303 入力端子 304,305 インバータ 306 ANDゲート 307 Dフリップフロップ 308 インバータ 309,310 ORゲート 311 インバータ 312 出力端子 313 ANDゲート 314 インバータ 315 Dフリップフロップ 316 ANDゲート 317 Dフリップフロップ 318 NANDゲート 319 出力端子 320 NANDゲート 321 出力端子 401,402,403 入力端子 404,405 遅延ゲート 406 インバータ 407 NORゲート 408,409 NANDゲート 410,411,412 出力端子

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】スキャンフリップフロップのデータをシフ
    トするスキャンシフトと、シフトされたデータを使用し
    て通常動作のための回路をテストする通常回路テストを
    含む一連のスキャンパステストを制御する制御回路にお
    いて、前記スキャンパステスト実行時に動作クロックに
    応答して前記スキャンフリップフロップのデータ取り込
    みを制御する第1のタイミング信号と、前記スキャンフ
    リップフロップのデータ出力を制御する第2のタイミン
    グ信号と、前記第1のタイミング信号の発生より後で前
    記第2のタイミング信号の発生よりも前に発生する第3
    のタイミング信号をそれぞれ発生するタイミング信号発
    生回路と、前記スキャンシフト又は前記通常回路テスト
    のどちららのモードであるかを示すモード信号を入力と
    し前記モード信号が前記スキャンシフトを行うことを示
    したときにはリセット禁止信号を発生し、前記モード信
    号が前記通常回路テストを示したときには前記モード信
    号が通常回路テストを示す値に変化してから前記第3の
    タイミング信号が発生するまでの間前記リセット禁止信
    号を不活性レベルとする制御回路と、前記リセット禁止
    信号に応答して前記スキャンフリップフロップに対する
    リセット信号の供給を制御するリセット制御回路とを有
    することを特徴とするスキャンパスのテスト制御回路。
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