JP3182442B2 - Logic integrated circuit - Google Patents

Logic integrated circuit

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JP3182442B2
JP3182442B2 JP35513591A JP35513591A JP3182442B2 JP 3182442 B2 JP3182442 B2 JP 3182442B2 JP 35513591 A JP35513591 A JP 35513591A JP 35513591 A JP35513591 A JP 35513591A JP 3182442 B2 JP3182442 B2 JP 3182442B2
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悟 磯村
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    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K19/00Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits

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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、論理集積回路技術さ
らには論理集積回路における診断回路およびそのレイア
ウト方式に適用して有効な技術に関し、例えばECL
(エミッタ・カップルド・ロジック)回路からなるよう
なバイポーラ論理LSIおよびそれに使用されるデータ
ラッチ手段の構成に利用して有効な技術に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a technology of a logic integrated circuit and a technology effective when applied to a diagnostic circuit and a layout system in the logic integrated circuit.
The present invention relates to a technology effective for use in the configuration of a bipolar logic LSI composed of (emitter-coupled logic) circuits and data latch means used therein.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、論理LSIは入出力ピンの数が増
加し、多いものでは数100個のピンを有するものがあ
る。このように、入出力ピンの多い論理LSIにおいて
は、内部論理回路の診断が困難となる。例えば、LSI
のテスティングをプローブ検査で行なう場合、入出力端
子の数が多いと端子間隔が狭くなるため、全端子(パッ
ド)へのプローブの正確な接触が非常に難しくなる。特
にCCB(controled colapst bo
nding)方式のLSIにおいては全パッドへのプロ
ーブの接触が難しくなる。そこで、論理LSIの診断方
式として、組合せ論理回路の前と後に配置されたフリッ
プフロップを直列に接続させてシフトレジスタとして動
作させることにより、診断を容易にしたスキャン方式が
提案されている。
2. Description of the Related Art In recent years, the number of input / output pins of a logic LSI has increased, and some of them have several hundred pins at most. Thus, in a logic LSI having many input / output pins, it is difficult to diagnose the internal logic circuit. For example, LSI
When performing the testing by the probe test, if the number of input / output terminals is large, the terminal interval becomes narrow, and it is very difficult to make accurate contact of the probe to all the terminals (pads). In particular, CCB (controlled collapse bo)
In an LSI of the (nding) type, it is difficult to contact the probe with all pads. Therefore, as a diagnostic method of a logic LSI, a scan method has been proposed in which flip-flops disposed before and after a combinational logic circuit are connected in series and operated as a shift register, thereby facilitating the diagnosis.

【0003】しかるに、従来の一般的なスキャン方式の
診断によると、フリップフロップより後段の論理回路の
テストは容易であるが、入力回路から最初のフリップフ
ロップまでの論理ゲートの機能を調べるには、別途入力
端子にプローブを当ててテスト信号を入力してやる必要
があった。そこで、論理LSIの入力部にバウンダリ・
スキャン・フリップフロップを設け、診断時にはこのフ
リップフロップにテストパターンを保持させるようにし
て、プローブを用いた診断を不要にした方式も提案され
ている。さらに、このバウンダリ・スキャン方式の診断
回路を内蔵した論理LSIにおいて、バウンダリ・スキ
ャン・フリップフロップをECL回路とCMOS回路を
組み合わせて構成することにより、高速かつ低消費電力
化したものが提案されている(IEEE 1990 B
ipolar Circuit and Techno
logy Meeting 6.2 pp128〜pp
131)。
According to the diagnosis of the conventional general scan method, it is easy to test a logic circuit subsequent to a flip-flop, but to check the function of the logic gate from the input circuit to the first flip-flop, It was necessary to separately input a probe to the input terminal and input a test signal. Therefore, the boundary of the input part of the logic LSI
There has also been proposed a method in which a scan flip-flop is provided and the test pattern is held in the flip-flop at the time of diagnosis, thereby eliminating the need for diagnosis using a probe. Further, in a logic LSI having a built-in diagnostic circuit of the boundary scan method, a high-speed and low-power-consumption one has been proposed in which a boundary scan flip-flop is configured by combining an ECL circuit and a CMOS circuit. (IEEE 1990 B
ipolar Circuit and Techno
logy Meeting 6.2 pp128-pp
131).

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たバウンダリ・スキャン・フリップフロップにあって
は、ECLレベルの信号を受けてこれをCMOSフリッ
プフロップでラッチし、再びECLレベルの信号として
次段論理回路へ信号を送るという回路形式であるので、
ECL入力部(シリーズゲート)とCMOSフリップフ
ロップとの間およびCMOSフリップフロップとECL
出力部との間に、それぞれレベル変換回路が必要とされ
る。そのため、信号のレベルを合わせるための回路設計
が面倒であり、信号の伝達速度も遅くなるという問題点
がある。
However, in the above-described boundary scan flip-flop, a signal at the ECL level is received and latched by the CMOS flip-flop, and is again converted into a signal at the ECL level in the next-stage logic circuit. Since it is a circuit format that sends a signal to
Between the ECL input unit (series gate) and the CMOS flip-flop and between the CMOS flip-flop and the ECL
A level conversion circuit is required between the output section and the output section. Therefore, there is a problem that a circuit design for adjusting a signal level is troublesome and a signal transmission speed is reduced.

【0005】本発明の目的は、診断機能を備えた論理集
積回路において、回路設計が容易でしかも信号の遅延の
少ない診断制御用補助回路付きのデータ保持手段(フリ
ップフロップ)を提供することにある。本発明の他の目
的は、診断機能を備えた論理集積回路において、素子の
レイアウト設計および自動配線設計が容易であり、特に
ゲートアレイに適用して有効な回路技術を提供すること
にある。この発明の前記ならびにそのほかの目的と新規
な特徴については、本明細書の記述および添附図面から
明らかになるであろう。
An object of the present invention is to provide a data holding means (flip-flop) with a diagnosis control auxiliary circuit which is easy in circuit design and has a small signal delay in a logic integrated circuit having a diagnosis function. . It is another object of the present invention to provide a circuit integrated circuit having a diagnosis function, which facilitates element layout design and automatic wiring design, and is particularly effective when applied to a gate array. The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち代表的なものの概要を説明すれば、下記のと
おりである。すなわち、組合せ論理回路の前後に配置さ
れたフリップフロップ(データ保持手段)を外部から与
えられるアドレス信号によって選択して外部から直接テ
ストデータを入れたり、特定のフリップフロップの保持
データを外部端子へ直接読み出せるように構成された診
断機能付きの論理LSIにおいて、本来のシステム信号
が供給されるラッチ回路はバイポーラトランジスタ回路
で構成し、診断用の信号が供給され上記ラッチ回路への
制御信号を形成するラッチ機能付き診断用補助回路はC
MOS回路で構成するとともに、上記ラッチ回路と診断
用補助回路の出力信号をバイポーラ論理ゲートを介して
出力させるようにしたものである。
The outline of a typical invention among the inventions disclosed in the present application is as follows. That is, flip-flops (data holding means) arranged before and after the combinational logic circuit are selected by an externally applied address signal and test data is directly input from the outside, or data held by a specific flip-flop is directly sent to an external terminal. In a logic LSI with a diagnostic function configured to be readable, a latch circuit to which an original system signal is supplied is constituted by a bipolar transistor circuit, and a diagnostic signal is supplied to form a control signal to the latch circuit. Diagnostic auxiliary circuit with latch function is C
In addition to the MOS circuit, the output signals of the latch circuit and the diagnostic auxiliary circuit are output via a bipolar logic gate.

【0007】また、上記ラッチ回路を構成するための複
数のバイポーラトランジスタ素子および抵抗素子を含む
領域と、上記診断用補助回路を構成するための複数のM
OSFET素子を含む領域とを並べたものを一つのセル
とし、このセルを半導体チップ上に規則的に配置し、マ
スタスライス法により上記セル内およびセル間の配線を
形成することにより所望の論理および診断回路を構成す
るようにした。
A region including a plurality of bipolar transistor elements and a resistance element for forming the latch circuit, and a plurality of M for forming the diagnostic auxiliary circuit.
A cell in which the region including the OSFET element is arranged is regarded as one cell, the cells are regularly arranged on a semiconductor chip, and wiring within and between the cells is formed by a master slice method to obtain desired logic and logic. A diagnostic circuit is configured.

【0008】[0008]

【作用】上記した手段によれば、通常動作モードでシス
テムデータが供給されるラッチ回路はバイポーラトラン
ジスタ回路で構成されるため信号の遅延が少ないととも
に、通常動作モード時には動作しないため高速性を要求
されない診断用補助回路はCMOS回路で構成されるの
で、消費電力が少なくて済む。また、両方の回路の出力
信号をバイポーラ論理ゲートを介して出力させるように
したので、レベル変換回路が不要となり、回路設計が容
易になる。また、複数のバイポーラトランジスタ素子お
よび抵抗素子を含む領域と、複数のMOSFET素子を
含む領域とをセル化して規則的に配置するようにしてい
るため、素子のレイアウト設計および自動配線設計が容
易になり、しかもバイポーラトランジスタ素子および抵
抗素子を使って高速な論理回路(フリップフロップや論
理ゲート)を構成することができるとともに、MOSF
ET素子を使って任意の部位(フリップフロップ)に診
断用補助回路を形成することができる。
According to the above-mentioned means, the latch circuit to which the system data is supplied in the normal operation mode is constituted by the bipolar transistor circuit, so that the signal delay is small, and since the latch circuit does not operate in the normal operation mode, high speed is not required. Since the diagnostic auxiliary circuit is constituted by a CMOS circuit, power consumption can be reduced. In addition, since the output signals of both circuits are output via the bipolar logic gate, a level conversion circuit is not required, and the circuit design is simplified. In addition, since a region including a plurality of bipolar transistor elements and a resistance element and a region including a plurality of MOSFET elements are formed into cells and arranged regularly, element layout design and automatic wiring design become easy. In addition, a high-speed logic circuit (a flip-flop or a logic gate) can be formed by using a bipolar transistor element and a resistance element.
A diagnostic auxiliary circuit can be formed at an arbitrary portion (flip-flop) using the ET element.

【0009】[0009]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図1には、本発明を適用した論理LSIの概略構
成が示されている。同図において、11,12,13は
それぞれ内部記憶能力を持たない順序回路からなり所定
の論理を有する組合せ論理回路、FF11〜FF42
は、上記組合せ論理回路11,12,13の間および前
段と後段にそれぞれ設けられたデータラッチ用のフリッ
プフロップである。これらのフリップフロップFF11
〜FF42にはそれぞれ診断用補助回路72が付加され
ている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a schematic configuration of a logic LSI to which the present invention is applied. In the figure, reference numerals 11, 12, and 13 denote combinational logic circuits having predetermined logic, each of which is a sequential circuit having no internal storage capability, and FF11 to FF42.
Are flip-flops for data latches provided between the combinational logic circuits 11, 12, and 13 and at the preceding and subsequent stages. These flip-flops FF11
A diagnostic auxiliary circuit 72 is added to each of the FF42 to FF42.

【0010】また、上記フリップフロップFF11〜F
F42のうち、FF11〜FF13は入力回路を兼用し
たフリップフロップであり、外部端子31から入力され
る診断用入力クロックCKiに同期して入力ピン41,
42,43から入力された信号のラッチしたり信号をそ
のまま通過させたりする動作を行なう。FF21とFF
22およびFF31とFF32,FF33は、それぞれ
上記組合せ論理回路11,12,13間の伝達信号のラ
ッチを行なうフリップフロップであり、外部端子32,
33から入力されるシステムクロックCK1とCK2に
よってデータラッチ動作を行なう。さらに、FF41と
FF42は出力回路を兼用したフリップフロップであ
り、外部端子34から入力される診断用出力クロックC
Kiによってデータをラッチしたりそのまま通過させた
りする動作を行なう。フリップフロップFF41とFF
42のシステム動作時の出力信号は、出力ピン51と5
2に出力される。
Further, the flip-flops FF11-FF
Of the F42, FF11 to FF13 are flip-flops which also serve as input circuits, and the input pins 41 and FF13 are synchronized with a diagnostic input clock CKi input from the external terminal 31.
An operation of latching the signals input from 42 and 43 or passing the signals as they are is performed. FF21 and FF
22 and FF31 and FF32 and FF33 are flip-flops for latching transmission signals between the combinational logic circuits 11, 12, and 13, respectively.
The data latch operation is performed by the system clocks CK1 and CK2 input from 33. Further, FF41 and FF42 are flip-flops which also serve as output circuits, and output a diagnostic output clock C inputted from the external terminal 34.
An operation of latching data or passing the data as it is by Ki is performed. Flip-flops FF41 and FF
The output signal at the time of system operation is output pins 51 and 5
2 is output.

【0011】一方、上記各フリップフロップFF11〜
42のラッチデータは診断モードで診断データ出力ピン
55より外部へ出力される。10は、診断モード時に外
部アドレスピン61〜65から与えられるアドレス信号
をデコードして各フリップフロップFF11〜42に対
する選択信号SELを形成したり、入力ピン67,6
8,69から入力されたテストデータTDやスキャンク
ロックCKsに基いて診断用補助回路72に対するセッ
ト/リセット信号S/Rを形成したり、診断モード切替
信号TMを各フリップフロップに分配する診断制御回路
であり、この実施例ではCMOS回路により構成されて
いる。
On the other hand, each of the flip-flops FF11-FF11
The latch data 42 is output from the diagnostic data output pin 55 to the outside in the diagnostic mode. 10 decodes an address signal given from the external address pins 61 to 65 in the diagnostic mode to form a selection signal SEL for each of the flip-flops FF11 to FF42, and to input pins 67 and 6
A diagnostic control circuit that forms a set / reset signal S / R for the diagnostic auxiliary circuit 72 based on the test data TD and the scan clock CKs input from 8, 69 and distributes a diagnostic mode switching signal TM to each flip-flop. In this embodiment, a CMOS circuit is used.

【0012】図2には、上記フリップフロップFF11
〜FF42の論理機能の一実施例が示されている。同図
において、符号71で示されているのは、通常動作時に
システムデータをラッチするラッチ回路で、符号72で
示されているのは診断用補助回路、73は上記診断制御
回路10からの選択信号SELに基いて上記ラッチ回路
71の出力信号Q’を、スキャンアウトデータSoとし
て上記診断データ出力ピン55へ出力させるNORゲー
トである。上記ラッチ回路71は、システムデータが入
力されるデータ端子Dと、セット端子S、リセット端子
R、クロック入力端子C、システムデータに優先して入
力ラッチデータをロウレベルに固定するためのロウ入力
固定端子LI、システムデータに優先して入力ラッチデ
ータをハイレベルに固定するためのハイ入力固定端子H
Iと、出力端子QおよびQ’(Q’はQの反転信号)を
備えている。
FIG. 2 shows the flip-flop FF11.
One embodiment of the logical function of FF42 is shown. In the figure, reference numeral 71 denotes a latch circuit for latching system data during normal operation, reference numeral 72 denotes a diagnostic auxiliary circuit, and reference numeral 73 denotes a selection from the diagnostic control circuit 10. A NOR gate for outputting an output signal Q ′ of the latch circuit 71 to the diagnostic data output pin 55 as scan-out data So based on the signal SEL. The latch circuit 71 includes a data terminal D to which system data is input, a set terminal S, a reset terminal R, a clock input terminal C, and a row input fixed terminal for fixing input latch data to a low level prior to system data. LI, a high input fixed terminal H for fixing input latch data to a high level prior to system data
I and output terminals Q and Q '(Q' is an inverted signal of Q).

【0013】上記診断用補助回路72は、上記診断制御
回路10から供給される選択信号SELやセット信号
S、リセット信号R、モード切替信号TMが入力される
端子およびラッチ部LTを備え、選択信号SELによっ
て当該フリップフロップが選択され、モード切替信号T
Mによって診断モードが指定されているときにセット信
号Sまたはリセット信号Rがロウレベルにされると、ラ
ッチ回路71をセットまたはリセットさせる信号を形成
するとともに、セット状態またはリセット状態をラッチ
部LTに保持する。そして、この保持データはNORゲ
ートG1,G2によって、ラッチ回路71の入力ラッチ
データをロウレベルに固定するための信号およびハイレ
ベルに固定するための信号として、ラッチ回路71のロ
ウ入力固定端子LIおよびハイ入力固定端子HIに供給
される。
The diagnostic auxiliary circuit 72 includes a terminal to which a selection signal SEL, a set signal S, a reset signal R, and a mode switching signal TM supplied from the diagnostic control circuit 10 are input, and a latch section LT. The flip-flop is selected by SEL, and the mode switching signal T
When the set signal S or the reset signal R is set to the low level when the diagnostic mode is specified by M, a signal for setting or resetting the latch circuit 71 is formed, and the set state or the reset state is held in the latch unit LT. I do. The held data is used as a signal for fixing the input latch data of the latch circuit 71 to a low level and a signal for fixing the input latch data of the latch circuit 71 to a high level by the NOR gates G1 and G2. It is supplied to the input fixed terminal HI.

【0014】この実施例では、上記ラッチ回路71は図
3〜図5に示すようにバイポーラトランジスタからなる
シリーズゲートにより構成され、上記診断用補助回路7
2は図6に示すようにCMOS論理ゲートにより構成さ
れている。図3〜図5のうち、図3に示されている回路
は前記入力用フリップフロップFF11,FF12に適
したラッチ回路、図4に示されている回路は前記フリッ
プフロップFF21〜FF33に適したラッチ回路、図
5に示されている回路は前記出力用フリップフロップF
F41,FF42に適したラッチ回路である。図3〜図
5に示されているラッチ回路はほぼ同一の構成である。
異なるのは、入力用ラッチ回路(図3)には入力端子4
1(42,43)との間に静電保護回路81が設けられ
ている点と、出力用ラッチ回路(図5)は3入力とされ
かつ駆動力の大きな出力トランジスタQoがオープン・
エミッタ形式で出力端子51(52)に接続され、その
前段には差動形式のバッファアンプ82が設けられてい
る点のみである。
In this embodiment, the latch circuit 71 is constituted by a series gate composed of bipolar transistors as shown in FIGS.
2 is constituted by a CMOS logic gate as shown in FIG. 3 to 5, the circuit shown in FIG. 3 is a latch circuit suitable for the input flip-flops FF11 and FF12, and the circuit shown in FIG. 4 is a latch circuit suitable for the flip-flops FF21 to FF33. The circuit shown in FIG. 5 is the output flip-flop F
This is a latch circuit suitable for F41 and FF42. The latch circuits shown in FIGS. 3 to 5 have almost the same configuration.
The difference is that the input latch circuit (FIG. 3) has an input terminal 4
1 (42, 43), and the output latch circuit (FIG. 5) has three inputs and an output transistor Qo having a large driving force is open.
The only difference is that the output terminal 51 (52) is connected to the output terminal 51 (52) in the form of an emitter, and the buffer amplifier 82 of the differential type is provided in the preceding stage.

【0015】図3〜図5の回路では、システムデータ端
子Dの入力信号を受けるトランジスタQ1と、ロウ入力
固定端子LIの入力信号を受けるトランジスタQ2と、
ハイハイ入力固定端子HIの入力信号を受けるトランジ
スタQ3とがエミッタ共通接続された差動回路を構成し
ている。これとともに、診断用補助回路72からロウ入
力固定端子LIおよびハイ入力固定端子HIに入力され
る信号はCMOSレベル(例えば0V〜−2.5V)で
あるのに対してシステムデータ端子Dに入力される信号
はECLレベル(例えば−0.8V〜−1.3V)であ
る。そのため、ロウ入力固定端子LIまたはハイ入力固
定端子HIに、CMOSレベルでハイ状態の信号が入力
されるとシステムデータ信号のハイ/ロウにかかわら
ず、トランジスタQ1がオフ、Q2またはQ3がオンし
てシステムデータに優先してロウ入力固定端子LIまた
はハイ入力固定端子HIの信号がラッチ回路71に取り
込まれるようになる。図6には診断用補助回路72の具
体的回路例とともに、スキャンアウトデータSoを出力
するNORゲート73の回路構成例として、ECLゲー
トを用いた例が示されている。このようにスキャンアウ
トデータSoの出力回路にECLゲートを用いることに
よりレベル変換回路が不要になる。
In the circuits shown in FIGS. 3 to 5, a transistor Q1 receiving an input signal of a system data terminal D, a transistor Q2 receiving an input signal of a row input fixed terminal LI,
A transistor Q3 that receives an input signal of the high-high input fixed terminal HI forms a differential circuit in which the emitters are commonly connected. At the same time, the signals input from the diagnostic auxiliary circuit 72 to the low input fixed terminal LI and the high input fixed terminal HI are input to the system data terminal D while being at the CMOS level (for example, 0 V to -2.5 V). The signal is at the ECL level (for example, -0.8 V to -1.3 V). Therefore, when a high-level signal is input to the low-input fixed terminal LI or the high-input fixed terminal HI at the CMOS level, the transistor Q1 is turned off and Q2 or Q3 is turned on regardless of whether the system data signal is high or low. The signal of the low input fixed terminal LI or the high input fixed terminal HI is taken into the latch circuit 71 prior to the system data. FIG. 6 shows an example using an ECL gate as a circuit configuration example of the NOR gate 73 that outputs the scan-out data So, together with a specific circuit example of the diagnostic auxiliary circuit 72. By using the ECL gate for the output circuit of the scan-out data So, a level conversion circuit becomes unnecessary.

【0016】次に、上記実施例のフリップフロップ(図
2)を適用した論理LSIにおける具体的な診断方式の
一例を図7を用いて説明する。図7は本発明における診
断方式の理解を容易にするため多数あるフリップフロッ
プのうち3個を取り出して模式的に示したものである。
ここでは、フリップフロップFF1とFF2の出力がO
RゲートG10を介してフリップフロップFF3のシス
テムデータ端子Dに入力されるように構成されている。
フリップフロップFF1とFF2のクロック端子Cには
システムクロックCK1が供給され、フリップフロップ
FF3のクロック端子CにはシステムクロックCK2が
供給される。各フリップフロップの構成は図2、図4、
図6に示されているものと同一である。
Next, an example of a specific diagnosis method in a logic LSI to which the flip-flop of the above embodiment (FIG. 2) is applied will be described with reference to FIG. FIG. 7 schematically shows three flip-flops taken out of many flip-flops in order to facilitate understanding of the diagnostic system in the present invention.
Here, the outputs of the flip-flops FF1 and FF2 are O
It is configured to be input to the system data terminal D of the flip-flop FF3 via the R gate G10.
The system clock CK1 is supplied to the clock terminal C of the flip-flops FF1 and FF2, and the system clock CK2 is supplied to the clock terminal C of the flip-flop FF3. The configuration of each flip-flop is shown in FIGS.
It is the same as that shown in FIG.

【0017】診断制御回路10は、外部から供給される
アドレス信号A0,A1をデコードして上記フリップフ
ロップFF1〜FF3の選択信号SEL1,SEL2,
SEL3を形成する3個のNANDゲートからなるデコ
ーダDECと、テストデータTDとスキャンクロックC
Ksとから各フリップフロップ対するセット信号S、リ
セット信号Rを形成する2個のNANDゲートG11,
G12と、モード切替信号TMを各フリップフロップに
分配するバッファBFFとから構成されている。また、
各フリップフロップFF1〜FF3のスキャンアウトデ
ータSoは、ORゲートG13を介して診断データ出力
ピン55より外部へ出力される。上記ORゲートG10
およびG13は、フリップフロップFF1〜FF3の最
終段がエミッタフォロワで構成されているような場合、
ワイヤードオアとすることが可能である。
The diagnostic control circuit 10 decodes address signals A0 and A1 supplied from the outside and selects the select signals SEL1, SEL2 and SEL2 of the flip-flops FF1 to FF3.
A decoder DEC composed of three NAND gates forming SEL3, test data TD and scan clock C
Ks and two NAND gates G11, G11, which form a set signal S and a reset signal R for each flip-flop.
G12 and a buffer BFF for distributing the mode switching signal TM to each flip-flop. Also,
The scan-out data So of each of the flip-flops FF1 to FF3 is output to the outside from the diagnostic data output pin 55 via the OR gate G13. The above OR gate G10
And G13, when the last stage of the flip-flops FF1 to FF3 is constituted by an emitter follower,
It can be wired or.

【0018】一例として、フリップフロップFF2の出
力信号の立上り時間すなわち予定した遅延時間内に信号
が立ち上がるか否かを診断する方法について説明する。
この診断においては、まずモード切替信号TMを「0」
(通常動作モード)にして、フリップフロップFF1を
選択するアドレス信号A0,A1をデコーダDECに入
力するとともに、テストデータTDを「0」とし、スキ
ャンクロックCKs(パルス)を与える。すると、フリ
ップフロップFF1の診断用補助回路72内のNORゲ
ートG4の出力がハイレベルに変化してFF1内のラッ
チ回路71がリセットされ「0」が保持される。次に、
同様の動作をフリップフロップFF2とFF3について
も行なう。
As an example, a description will be given of a method of diagnosing whether the output signal of the flip-flop FF2 rises, that is, whether the signal rises within a predetermined delay time.
In this diagnosis, first, the mode switching signal TM is set to "0".
(Normal operation mode), the address signals A0 and A1 for selecting the flip-flop FF1 are input to the decoder DEC, the test data TD is set to "0", and the scan clock CKs (pulse) is applied. Then, the output of the NOR gate G4 in the diagnostic auxiliary circuit 72 of the flip-flop FF1 changes to high level, the latch circuit 71 in the FF1 is reset, and "0" is held. next,
A similar operation is performed for flip-flops FF2 and FF3.

【0019】それから、モード切替信号TMを「1」
(診断モード)にして、フリップフロップFF1を選択
するアドレス信号A0,A1を入力するとともに、テス
トデータTDを「0」とし、スキャンクロックCKs
(パルス)を与え、フリップフロップFF1の診断用補
助回路72内のラッチ回路LTに「0」をラッチさせ
る。また、モード切替信号TMを「1」(診断モード)
にして、フリップフロップFF2を選択するアドレス信
号A0,A1を入力するとともに、テストデータTDを
「1」とし、スキャンクロックCKs(パルス)を与
え、フリップフロップFF2の診断用補助回路72内の
ラッチ回路LTに「1」をラッチさせる。
Then, the mode switching signal TM is set to "1".
(Diagnosis mode), input the address signals A0 and A1 for selecting the flip-flop FF1, set the test data TD to "0", and set the scan clock CKs
(Pulse) to cause the latch circuit LT in the diagnostic auxiliary circuit 72 of the flip-flop FF1 to latch “0”. Further, the mode switching signal TM is set to "1" (diagnosis mode).
Then, address signals A0 and A1 for selecting the flip-flop FF2 are input, the test data TD is set to "1", a scan clock CKs (pulse) is applied, and the latch circuit in the diagnostic auxiliary circuit 72 of the flip-flop FF2 is supplied. Let LT latch "1".

【0020】その後、モード切替信号TMを「1」(診
断モード)にして、フリップフロップFF3を選択する
アドレス信号A0,A1を入力するとともに、システム
クロックCK1(パルス)を与える。このとき、フリッ
プフロップFF1ではラッチLTに「0」がラッチされ
ているため、システムデータに優先してロウ入力固定端
子LIの状態がラッチ回路71に取り込まれる。また、
フリップフロップFF2ではラッチLTに「1」がラッ
チされているため、システムデータに優先してハイ入力
固定端子HIの状態がラッチ回路71に取り込まれる。
Thereafter, the mode switching signal TM is set to "1" (diagnosis mode), the address signals A0 and A1 for selecting the flip-flop FF3 are input, and the system clock CK1 (pulse) is given. At this time, since “0” is latched in the latch LT in the flip-flop FF1, the state of the row input fixed terminal LI is taken into the latch circuit 71 prior to the system data. Also,
Since “1” is latched in the latch LT in the flip-flop FF2, the state of the high input fixed terminal HI is taken into the latch circuit 71 prior to the system data.

【0021】これによって、図8に示すようにフリップ
フロップFF2の出力Qはハイレベルに変化する(タイ
ミングt1)。すると、所定の遅延時間後にNORゲー
トG10の出力がハイレベルに変化する(タイミングt
2)。ここでタイミングを計って、システムクロックC
K2(パルス)を与えると、フリップフロップFF3内
のラッチ回路71がフリップフロップFF2の出力Q
(ハイレベル)を取り込んで、FF3の出力Qがハイレ
ベルに変化する(タイミングt3)。このとき、フリッ
プフロップFF2からFF3への信号伝達系に故障(所
定以上の遅延)があると、フリップフロップFF3にデ
ータ「1」が取り込まれないことになる。一方、フリッ
プフロップFF3の状態は、アドレス信号A0,A1に
よってFF3を選択することにより、NORゲート73
を介して診断データ出力ピン55へ出力させることがで
きるため、出力ピン55を監視することにより故障があ
ったことすなわちフリップフロップFF2の出力信号が
予定した遅延時間内に信号が立ち上がらないことを判定
することができる。
As a result, the output Q of the flip-flop FF2 changes to a high level as shown in FIG. 8 (timing t1). Then, after a predetermined delay time, the output of the NOR gate G10 changes to high level (at timing t).
2). Here, the timing is measured and the system clock C
When K2 (pulse) is given, the latch circuit 71 in the flip-flop FF3 outputs the output Q of the flip-flop FF2.
(High level), the output Q of FF3 changes to High level (timing t3). At this time, if a signal transmission system from the flip-flop FF2 to the flip-flop FF3 has a failure (a delay equal to or longer than a predetermined value), the data "1" is not taken into the flip-flop FF3. On the other hand, the state of the flip-flop FF3 is determined by selecting the flip-flop FF3 by the address signals A0 and A1.
Can be output to the diagnostic data output pin 55 via the interface. Therefore, by monitoring the output pin 55, it is determined that a failure has occurred, that is, the output signal of the flip-flop FF2 does not rise within a predetermined delay time. can do.

【0022】次に、上記実施例のフリップフロップ(図
2)を適用した論理LSIにおいて論理機能を診断する
方式の一例を、再び図7を用いて説明する。図7におい
て診断と対象となるのは、フリップフロップFF1,F
F2とFF3との間にあるNORゲートG10の論理機
能である。この診断においては、まずモード切替信号T
Mを「0」(通常動作モード)にして、フリップフロッ
プFF1を選択するアドレス信号A0,A1をデコーダ
DECに入力するとともに、テストデータTDを「0」
とし、スキャンクロックCKs(パルス)を与え、フリ
ップフロップFF1の診断用補助回路72内のNORゲ
ートG4の出力をハイレベルに変化させてFF1内のラ
ッチ回路71にリセットをかけて「0」を保持させる。
次に、同様の動作をフリップフロップFF3についても
行なう。
Next, an example of a method of diagnosing a logic function in a logic LSI to which the flip-flop (FIG. 2) of the above embodiment is applied will be described with reference to FIG. 7 again. In FIG. 7, the target of diagnosis is flip-flops FF1, F
This is a logical function of the NOR gate G10 between F2 and FF3. In this diagnosis, first, the mode switching signal T
M is set to “0” (normal operation mode), address signals A0 and A1 for selecting the flip-flop FF1 are input to the decoder DEC, and the test data TD is set to “0”.
The scan clock CKs (pulse) is applied, the output of the NOR gate G4 in the diagnostic auxiliary circuit 72 of the flip-flop FF1 is changed to a high level, and the latch circuit 71 in the FF1 is reset to hold “0”. Let it.
Next, the same operation is performed for the flip-flop FF3.

【0023】一方、フリップフロップFF2について
は、テストデータTDを「1」として、モード切替信号
TMを「0」にして、フリップフロップFF2を選択す
るアドレス信号A0,A1を入力しかつスキャンクロッ
クCKs(パルス)を与え、フリップフロップFF2の
診断用補助回路72内のNORゲートG3の出力をハイ
レベルに変化させてFF2内のラッチ回路71をセット
状態にして「1」を保持させる。
On the other hand, for the flip-flop FF2, the test data TD is set to "1", the mode switching signal TM is set to "0", address signals A0 and A1 for selecting the flip-flop FF2 are input, and the scan clock CKs ( A pulse) is given, and the output of the NOR gate G3 in the diagnostic auxiliary circuit 72 of the flip-flop FF2 is changed to a high level, and the latch circuit 71 in the FF2 is set to a set state to hold “1”.

【0024】次に、モード切替信号TMを「0」(通常
動作モード)にしたまま、フリップフロップFF3にシ
ステムクロックCK2(パルス)を与える。すると、フ
リップフロップFF2の保持データがフリップフロップ
FF3のラッチ回路71に取り込まれる。このフリップ
フロップFF3の保持データは、アドレス信号A0,A
1によってFF3を選択することにより、NORゲート
73を介して診断データ出力ピン55へ出力させること
ができるため、出力ピン55を監視することにより読出
されたデータが「0」であればNORゲートG10(も
しくはフリップフロップFF2またはFF3)の論理機
能に故障があることを判定することができる。
Next, the system clock CK2 (pulse) is applied to the flip-flop FF3 while the mode switching signal TM is kept at "0" (normal operation mode). Then, the data held in the flip-flop FF2 is taken into the latch circuit 71 of the flip-flop FF3. The data held in the flip-flop FF3 includes the address signals A0, A
By selecting FF3 by 1, it is possible to output to the diagnostic data output pin 55 via the NOR gate 73, and if the data read by monitoring the output pin 55 is “0”, the NOR gate G10 It can be determined that the logic function of the flip-flop (or FF2 or FF3) has a failure.

【0025】上記方法を応用することにより、図1の論
理LSIにおいて、フリップフロップFF11〜FF1
3にテストデータをラッチさせてから端子32にシステ
ムクロックCK1を入れてフリップフロップFF21ま
たはFF22にデータを取り込ませることにより組合せ
論理回路11の論理機能を、またフリップフロップFF
21,FF22にテストデータをラッチさせてから端子
33にシステムクロックCK2を入れてフリップフロッ
プFF31またはFF32あるいはFF33にデータを
取り込ませることにより組合せ論理回路12の論理機能
を、さらにフリップフロップFF31〜FF33にテス
トデータをラッチさせてから端子34に診断用出力クロ
ックシステムクロックCKoを入れてフリップフロップ
FF41またはFF42にデータを取り込ませることに
より組合せ論理回路13の論理機能をそれぞれ診断する
ことが可能である。
By applying the above method, the flip-flops FF11-FF1 in the logic LSI of FIG.
3 latches the test data, and then inputs the system clock CK1 to the terminal 32 and fetches the data into the flip-flop FF21 or FF22, so that the logic function of the combinational logic circuit 11 and the flip-flop FF
21, the test data is latched in the FF 22, the system clock CK 2 is input to the terminal 33, and the data is taken in the flip-flop FF 31, FF 32 or FF 33, and the logic function of the combinational logic circuit 12 is further applied to the flip-flops FF 31 to FF 33. By latching the test data and then inputting the diagnostic output clock system clock CKo to the terminal 34 and loading the data into the flip-flop FF41 or FF42, the logic function of the combinational logic circuit 13 can be diagnosed.

【0026】次に、本発明に係る診断方式をゲートアレ
イに適用する場合の好適な一実施例を説明する。図9は
ゲートアレイのチップ全体のレイアウトを示す。同図に
おいて、100は半導体チップ、110は半導体チップ
100の周縁に設けられた入出力部で、この入出力部1
10は複数の入出力回路セル111が半導体チップ10
0の周縁に沿って配置されてなる。各入出力回路セル1
11は、それぞれ入力回路を構成するための素子を有す
る領域と、出力回路を構成するための素子を有する領域
と、入出力端子としてのボンディングパッドとを備えて
おり、マスタスライス法による配線形成により、入力回
路または出力回路のいずれにも構成できるようにされて
いる。
Next, a preferred embodiment in a case where the diagnostic system according to the present invention is applied to a gate array will be described. FIG. 9 shows the layout of the entire chip of the gate array. In FIG. 1, reference numeral 100 denotes a semiconductor chip; 110, an input / output unit provided on the periphery of the semiconductor chip 100;
10 indicates that the plurality of input / output circuit cells 111
0 are arranged along the periphery. Each input / output circuit cell 1
Numeral 11 includes a region having an element for forming an input circuit, a region having an element for forming an output circuit, and a bonding pad as an input / output terminal. , An input circuit or an output circuit.

【0027】また、図9において、200は内部ロジッ
ク部で、この内部ロジック部200は複数の基本回路セ
ル210がマトリックス状に配置されてなり、内部ロジ
ック部200の周縁には前記実施例において説明した診
断制御回路10が配置されている。上記基本回路セル2
10は、図10に示すように、中央に前述した診断用補
助回路72を構成可能なCMOS素子が形成されてなる
CMOS領域211と、その上下に配置されラッチ回路
71とNORゲート73を構成可能なバイポーラトラン
ジスタ素子と抵抗素子が形成されてなるバイポーラ領域
212A,212Bとからなり、全体として矩形状をな
すように素子のレイアウト設計がなされている。
In FIG. 9, reference numeral 200 denotes an internal logic unit. The internal logic unit 200 includes a plurality of basic circuit cells 210 arranged in a matrix. Diagnostic control circuit 10 is arranged. Basic circuit cell 2
As shown in FIG. 10, reference numeral 10 denotes a CMOS area 211 in which a CMOS element capable of forming the above-described diagnostic auxiliary circuit 72 is formed at the center, and a latch circuit 71 and a NOR gate 73 arranged above and below the CMOS area 211 can be formed. The layout of the element is designed to have a rectangular shape as a whole, including bipolar regions 212A and 212B formed with a simple bipolar transistor element and a resistance element.

【0028】上記基本回路セル210は、マスタスライ
ス法による配線形成により、図1に示されているフリッ
プフロップFF11〜FF42もしくは組合せ論理回路
11〜13を構成する論理ゲートのいずれをも構成でき
るようにされている。例えば、図10の基本回路セル2
10を使ってフリップフロップFF11〜FF42を構
成する場合には、図11に示すように、CMOS領域2
11に形成されているCMOS素子を用いて診断用補助
回路72を構成するとともに、バイポーラ領域212
A,212Bに形成されているバイポーラトランジスタ
素子と抵抗素子を用いてラッチ回路71とNORゲート
73を構成する。
The basic circuit cell 210 can form any of the flip-flops FF11 to FF42 shown in FIG. 1 or the logic gates forming the combinational logic circuits 11 to 13 by forming wirings by the master slice method. Have been. For example, the basic circuit cell 2 in FIG.
In the case where the flip-flops FF11 to FF42 are configured using the CMOS region 10, as shown in FIG.
The diagnostic auxiliary circuit 72 is formed by using the CMOS element formed in the
A latch circuit 71 and a NOR gate 73 are formed using the bipolar transistor element and the resistance element formed in A and 212B.

【0029】一方、図10の基本回路セル210を使っ
て組合せ論理回路11〜13を構成する場合には、図1
2に示すようにCMOS領域211は未使用領域にする
とともに、バイポーラ領域212A,212Bに形成さ
れているバイポーラトランジスタ素子と抵抗素子を用い
てNORゲートやORゲート等の論理ゲートを構成す
る。上記のように、バイポーラトランジスタ素子および
抵抗素子を含む領域と、MOSFET素子を含む領域と
をセル化して規則的に配置することにより、素子のレイ
アウト設計および自動配線設計が容易になり、しかもバ
イポーラトランジスタ素子および抵抗素子を使ってシス
テムを構成する高速な論理回路(フリップフロップや論
理ゲート)を形成するとともに、MOSFET素子を使
って任意の部位(フリップフロップ)に診断用補助回路
を形成することができるようになる。
On the other hand, when the combinational logic circuits 11 to 13 are constructed using the basic circuit cell 210 of FIG.
As shown in FIG. 2, the CMOS region 211 is an unused region, and a logic gate such as a NOR gate or an OR gate is formed using the bipolar transistor element and the resistance element formed in the bipolar regions 212A and 212B. As described above, by arranging and regularly arranging the region including the bipolar transistor element and the resistor element and the region including the MOSFET element as cells, the layout design and the automatic wiring design of the element are facilitated. A high-speed logic circuit (flip-flop or logic gate) constituting a system can be formed using elements and resistance elements, and a diagnostic auxiliary circuit can be formed at an arbitrary part (flip-flop) using MOSFET elements. Become like

【0030】図13には上記基本回路セル210を構成
するCMOS領域211の素子および配線のレイアウト
の一実施例が、また図14には上記基本回路セル210
構成するバイポーラ領域212A,212Bの素子およ
び配線のレイアウトの一実施例がそれぞれ示されてい
る。なお、図14はバイポーラ領域212A,212B
に形成されているバイポーラトランジスタ素子と抵抗素
子を用いて図4のラッチ回路71を構成した場合のレイ
アウト例である。図13において、221はPチャネル
MOSFETの形成領域、222はNチャネルMOSF
ETの形成領域、223はポリシリコンゲート電極、2
24は一層目の金属配線、225は二層目の金属配線で
ある。また、符号R’,TM,S’は、図6に示されて
いる同一符号の信号の入力端子、符号R,HI,LI,
Sは、図6に示されている同一符号の信号の出力端子で
ある。
FIG. 13 shows an embodiment of the layout of the elements and wirings of the CMOS region 211 constituting the basic circuit cell 210, and FIG.
One embodiment of the layout of the elements and wirings of the bipolar regions 212A and 212B that are configured is shown. FIG. 14 shows the bipolar regions 212A and 212B.
5 is a layout example when the latch circuit 71 in FIG. 4 is configured using the bipolar transistor element and the resistance element formed in FIG. In FIG. 13, reference numeral 221 denotes a region for forming a P-channel MOSFET, and 222 denotes an N-channel MOSFET.
The ET formation region 223 is a polysilicon gate electrode,
Reference numeral 24 denotes a first-layer metal wiring, and 225 denotes a second-layer metal wiring. Reference characters R ′, TM, and S ′ are input terminals of signals of the same reference numerals shown in FIG. 6, and reference characters R, HI, LI,
S is an output terminal of the signal of the same sign shown in FIG.

【0031】図14において、231〜244はバイポ
ーラトランジスタ素子、251,252はポシリコン抵
抗素子、261は一層目の金属配線、262は二層目の
金属配線である。また、符号C,E,Bで示されている
のは、それぞれバイポーラトランジスタのコレクタ領
域、エミッタ領域、ベース領域である。さらに、符号
R,HI,LI,S,D,CKは、図4に示されている
同一符号の信号の入力端子、符号Q,Q’は図4に示さ
れている同一符号の信号の出力端子である。
In FIG. 14, reference numerals 231 to 244 denote bipolar transistor elements, reference numerals 251 and 252 denote polysilicon resistance elements, reference numeral 261 denotes a first-layer metal wiring, and reference numeral 262 denotes a second-layer metal wiring. Reference numerals C, E, and B denote a collector region, an emitter region, and a base region of the bipolar transistor, respectively. Further, symbols R, HI, LI, S, D, and CK are input terminals of signals of the same code shown in FIG. 4, and symbols Q and Q 'are outputs of signals of the same code shown in FIG. Terminal.

【0032】以上説明したように上記実施例は、組合せ
論理回路の前後に配置されたフリップフロップ(データ
保持手段)を外部から与えられるアドレス信号によって
選択して外部から直接テストデータを入れたり、特定の
フリップフロップの保持データを外部端子へ直接読み出
せるように構成された診断機能付きの論理LSIにおい
て、本来のシステム信号が供給されるラッチ回路はバイ
ポーラトランジスタ回路で構成し、診断用の信号が供給
され上記ラッチ回路への制御信号を形成するラッチ機能
付き診断用補助回路はCMOS回路で構成するととも
に、上記ラッチ回路と診断用補助回路の出力信号をバイ
ポーラ論理ゲートを介して出力させるようにしたので、
通常動作モードでシステムデータが供給されるフリップ
フロップはバイポーラ回路で構成されるため信号の遅延
が少ないとともに、通常動作モード時には動作しないた
め高速性を要求されない診断用補助回路はCMOS回路
で構成されるため、消費電力が少なくて済む。また、両
方の回路の出力信号をECLゲートを介して出力させる
ようにしたので、レベル変換回路が不要となり、回路設
計が容易になるという効果がある。
As described above, in the above embodiment, the flip-flops (data holding means) arranged before and after the combinational logic circuit are selected by an externally applied address signal, and test data is directly input from the outside or specified. In a logic LSI with a diagnostic function configured so that data held in the flip-flop can be directly read to an external terminal, a latch circuit to which an original system signal is supplied is constituted by a bipolar transistor circuit and a diagnostic signal is supplied. The diagnostic auxiliary circuit with a latch function for forming a control signal to the latch circuit is constituted by a CMOS circuit, and the output signals of the latch circuit and the diagnostic auxiliary circuit are output via a bipolar logic gate. ,
The flip-flop to which the system data is supplied in the normal operation mode is configured by a bipolar circuit, so that the signal delay is small. In addition, the flip-flop that does not operate in the normal operation mode and does not require high speed is configured by a CMOS circuit. Therefore, power consumption can be reduced. Further, since the output signals of both circuits are output via the ECL gate, there is an effect that a level conversion circuit is not required and circuit design becomes easy.

【0033】また、上記フリップフロップを構成するた
めの複数のバイポーラトランジスタ素子および抵抗素子
を含む領域と、上記診断用補助回路を構成するための複
数のMOSFET素子を含む領域とを並べたものを一つ
のセルとし、このセルを半導体チップ上に規則的に配置
するとともに、このセルアレイの周辺に診断モード時に
外部から与えられるアドレス信号をデコードして上記診
断補助回路に対する信号を形成する診断制御回路を配置
し、マスタスライス法により上記セル内およびセル間の
配線を形成することにより所望の論理および診断回路を
構成するようにしたので、素子のレイアウト設計および
自動配線設計が容易になり、しかもバイポーラトランジ
スタ素子および抵抗素子を使ってシステムを構成する高
速な論理回路(フリップフロップや論理ゲート)を形成
するとともに、MOSFET素子を使って任意の部位
(フリップフロップ)に診断用補助回路を形成すること
ができるという効果がある。
Also, a region in which a region including a plurality of bipolar transistors and a resistor for forming the flip-flop and a region including a plurality of MOSFETs for forming the diagnostic auxiliary circuit are arranged is one. And a diagnostic control circuit for regularly arranging the cells on a semiconductor chip and for decoding an address signal externally applied in a diagnostic mode to form a signal for the diagnostic auxiliary circuit around the cell array. Since the desired logic and diagnostic circuits are formed by forming wirings in the cells and between the cells by the master slice method, the layout design and automatic wiring design of the elements are facilitated, and furthermore, the bipolar transistor elements are formed. And high-speed logic circuits that configure the system using resistors And forming flops and logic gates) using a MOSFET device there is an effect that it is possible to form the diagnostic auxiliary circuit at any site (flip-flop).

【0034】以上本発明者によってなされた発明を実施
例に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施例に
限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で
種々変更可能であることはいうまでもない。例えば実施
例における基本セル210の構成は図10に示すものに
限定されず、一つのバイポーラ領域とひとつのCMOS
領域とからのみなるものであってもよい。またセルの形
状も矩形に限定されず、規則的に並べたときに隙間が生
じないような形状であれば良い。さらに、上記実施例で
は、診断制御回路10を専用の論理回路として設計して
いるが、基本セル210を使って構成しても良い。
Although the invention made by the inventor has been specifically described based on the embodiments, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be variously modified without departing from the gist thereof. Needless to say. For example, the configuration of the basic cell 210 in the embodiment is not limited to that shown in FIG. 10, but one bipolar region and one CMOS
It may be composed only of an area. Also, the shape of the cells is not limited to a rectangle, and may be any shape that does not create a gap when arranged in a regular manner. Further, in the above embodiment, the diagnosis control circuit 10 is designed as a dedicated logic circuit, but may be configured using the basic cell 210.

【0035】以上の説明では主として本発明者によって
なされた発明をその背景となった利用分野であるECL
形の論理LSIに適用した場合について説明したが、こ
の発明はそれに限定されずバイポーラ論理LSI一般に
利用することができる。
In the above description, the invention made mainly by the present inventor is based on the ECL which is the field of application which is the background of the invention.
Although the description has been given of the case where the present invention is applied to a logic LSI of the form, the present invention is not limited to this and can be generally used for a bipolar logic LSI.

【0036】[0036]

【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば下記
のとおりである。すなわち、アドレス信号によりランダ
ムにフリップフロップを指定してテストデータの入力お
よび保持データの出力を行なえるようにされたランダム
アドレス方式の診断機能付きの論理LSIにおいて、信
号の遅延が低減されかつ消費電力が減少されるととも
に、回路設計が容易になる。
The effects obtained by typical ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows. That is, in a logic LSI with a diagnostic function of a random address system in which test data can be input and held data can be output by randomly designating a flip-flop by an address signal, signal delay is reduced and power consumption is reduced. And the circuit design becomes easier.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明を適用した論理LSIの概略構成を示す
ブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a logic LSI to which the present invention is applied.

【図2】本発明を適用した論理LSIにおけるフリップ
フロップの一実施例を示す論理構成図である。
FIG. 2 is a logic configuration diagram showing one embodiment of a flip-flop in a logic LSI to which the present invention is applied.

【図3】入力用フリップフロップを構成するラッチ回路
の一例を示す回路図である。
FIG. 3 is a circuit diagram illustrating an example of a latch circuit forming an input flip-flop;

【図4】組合せ論理論理回路間のフリップフロップを構
成するラッチ回路の一例を示す回路図である。
FIG. 4 is a circuit diagram showing an example of a latch circuit forming a flip-flop between combinational logic circuits;

【図5】出力用フリップフロップを構成するラッチ回路
の一例を示す回路図である。
FIG. 5 is a circuit diagram illustrating an example of a latch circuit forming an output flip-flop;

【図6】フリップフロップを構成する診断用補助回路の
一例を示す回路図である。
FIG. 6 is a circuit diagram showing an example of a diagnostic auxiliary circuit forming a flip-flop;

【図7】実施例のフリップフロップを適用した論理LS
Iにおける具体的な診断方式の一例を説明するための模
式図である。
FIG. 7 illustrates a logic LS to which the flip-flop according to the embodiment is applied.
FIG. 3 is a schematic diagram for explaining an example of a specific diagnosis method in I.

【図8】フリップフロップの出力信号の立上り時間の診
断時のタイミングチャートである。
FIG. 8 is a timing chart at the time of diagnosis of a rise time of an output signal of a flip-flop.

【図9】本発明をゲートアレイに適用した場合のチップ
全体のレイアウトを示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing a layout of an entire chip when the present invention is applied to a gate array.

【図10】実施例のゲートアレイに用いる基本セルの構
成例を示す図である。
FIG. 10 is a diagram illustrating a configuration example of a basic cell used for a gate array according to an embodiment.

【図11】基本セルの使用例を示す説明図である。FIG. 11 is an explanatory diagram showing a usage example of a basic cell.

【図12】基本セルの他の使用例を示す説明図である。FIG. 12 is an explanatory diagram showing another usage example of the basic cell.

【図13】基本セル内のCMOS領域のレイアウトの一
例を示す平面図である。
FIG. 13 is a plan view showing an example of a layout of a CMOS region in a basic cell.

【図14】基本セル内のバイポーラ領域のレイアウトの
一例を示す平面図である。
FIG. 14 is a plan view showing an example of a layout of a bipolar region in a basic cell.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 診断制御回路 41,42,43 入力ピン 51,52 出力ピン 55 診断データ出力ピン 61〜65 アドレスピン 71 バイポーラ・ラッチ回路 72 CMOS診断用補助回路 73 ECL論理ゲート 100 半導体チップ 210 基本セル 223 ゲート電極 231〜244 バイポーラトランジスタ DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Diagnostic control circuit 41, 42, 43 Input pin 51, 52 Output pin 55 Diagnostic data output pin 61-65 Address pin 71 Bipolar latch circuit 72 CMOS diagnostic auxiliary circuit 73 ECL logic gate 100 Semiconductor chip 210 Basic cell 223 Gate electrode 231 to 244 Bipolar transistor

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 丹場 展雄 東京都青梅市今井2326番地 株式会社 日立製作所 デバイス開発センタ内 (72)発明者 小林 徹 東京都青梅市今井2326番地 株式会社 日立製作所 デバイス開発センタ内 (72)発明者 岸田 邦明 東京都青梅市今井2326番地 株式会社 日立製作所 デバイス開発センタ内 (72)発明者 坂本 頼之 神奈川県秦野市堀山下1番地 日立コン ピュータエンジニアリング株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−254460(JP,A) 特開 昭60−66852(JP,A) 特開 昭61−264754(JP,A) 特開 昭62−115765(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01R 31/28 - 31/3193 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Nobuo Tanba 2326 Imai, Ome-shi, Tokyo Inside the Hitachi, Ltd.Device Development Center (72) Inventor Toru Kobayashi 2326 Imai, Ome-shi, Tokyo Hitachi, Ltd.Device Development Inside the center (72) Kuniaki Kishida 2326 Imai, Ome-shi, Tokyo Inside the Device Development Center, Hitachi, Ltd. (72) Inventor Noriyuki Sakamoto 1-Horiyamashita, Hadano-shi, Kanagawa Prefecture Inside Hitachi Computer Engineering Co., Ltd. (56) References JP-A-62-254460 (JP, A) JP-A-60-66852 (JP, A) JP-A-61-264754 (JP, A) JP-A-62-115765 (JP, A) (58) Survey Field (Int.Cl. 7 , DB name) G01R 31/28-31/3193

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 組合せ論理回路の前後に配置されたデー
タ保持手段を外部から与えられるアドレス信号によって
選択して外部から直接データを入れたり、保持データを
外部端子へ直接読み出せるように構成された診断機能を
備え、システムの信号が供給されるラッチ回路はバイポ
ーラトランジスタ回路で構成され、診断用の信号が供給
され上記ラッチ回路への制御信号を形成する診断用補助
回路はCMOS回路で構成されてなることを特徴とする
論理集積回路。
1. A data holding means disposed before and after a combinational logic circuit is selected by an externally applied address signal so that data can be directly input from the outside or held data can be directly read to an external terminal. A latch circuit having a diagnostic function and supplied with a system signal is formed of a bipolar transistor circuit, and a diagnostic auxiliary circuit supplied with a diagnostic signal and forming a control signal to the latch circuit is formed of a CMOS circuit. A logic integrated circuit, comprising:
【請求項2】 上記データ保持手段は上記ラッチ回路と
上記診断用補助回路とから構成されているとともに、上
記ラッチ回路と上記診断用補助回路からの信号がバイポ
ーラ論理ゲートを介して出力されるように構成されてな
ることを特徴とする請求項1記載の論理集積回路。
2. The data holding means comprises the latch circuit and the diagnostic auxiliary circuit, and a signal from the latch circuit and the diagnostic auxiliary circuit is output via a bipolar logic gate. 2. The logic integrated circuit according to claim 1, wherein:
【請求項3】 組合せ論理回路の前後に配置されたデー
タ保持手段を外部から与えられるアドレス信号によって
選択して外部から直接データを入れたり、保持データを
外部端子へ直接読み出せるように構成された診断機能を
備え、システムの信号が供給されるラッチ回路はバイポ
ーラトランジスタ回路で構成され、診断用の信号が供給
され上記ラッチ回路への制御信号を形成する診断用補助
回路はCMOS回路で構成されてなる論理集積回路の構
成方法であって、 上記ラッチ回路を構成するための複数のバイポーラトラ
ンジスタ素子および抵抗素子を含む領域と、上記診断用
補助回路を構成するための複数のMOSFET素子を含
む領域とを並べたものを一つのセルとし、このセルを半
導体チップ上に規則的に配置し、マスタスライス法によ
り上記セル内およびセル間の配線を形成することにより
所望の論理および診断回路を構成するようにしたことを
特徴とする論理集積回路の構成方法
(3)Data placed before and after the combinational logic circuit
Data holding means by an externally applied address signal.
Select to enter data directly from the outside, or
A diagnostic function configured to read directly to external terminals
The latch circuit to which the system signal is supplied is
And a diagnostic signal supply
Diagnostic aid for generating a control signal to the latch circuit
The circuit is a logic integrated circuit composed of CMOS circuits.
Method,  A plurality of bipolar transistors for configuring the latch circuit
A region including a transistor element and a resistance element;
Includes multiple MOSFET elements to form auxiliary circuit
A cell in which the area to be
Arrange regularly on the conductor chip and use the master slice method.
By forming wiring inside and between the above cells
To configure the desired logic and diagnostic circuit
Characteristic logic integrated circuitHow to configure.
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