JP3265270B2 - バウンダリ・スキャン・テスト機能を用いたac測定回路 - Google Patents

バウンダリ・スキャン・テスト機能を用いたac測定回路

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体集積回路装
置に組込まれるテスト回路に関し、特に、バウンダリス
キャン機能を組込んだ回路のAC測定回路に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、LSIデバイスのデバイス入力ピ
ンのAC測定は、図6に示すように、外部システムクロ
ックに対して、デバイス入力データの入力タイミングを
可変させながら、デバイス出力データが十分に安定する
観測ポイントで期待値と比較し、期待値通りにデータが
出力されているかどうかで、セットアップ/ホールド時
間等のAC(交流)特性の実力を判定している。
【0003】一方、デバイス出力ピンのAC測定は、図
7に示すように、確実に動作するタイミングでデバイス
入力データを入力し、デバイス出力データを観測するポ
イントを可変させながらデバイス出力期待値と比較し、
期待値通りにデータが出力されているかどうかで、伝搬
遅延時間等のACの実力を判定している。
【0004】なお、例えば特開平9−274067号公
報には、集積回路の入出力ピン毎にバンダリ・スキャン
用のレジスタを備え、試験時にはテスト用クロックによ
り該レジスタを動作させ、該レジスタに設定された値を
集積回路内外に見せるように構成されたテスト回路にお
いて、このレジスタに対してテスト用クロックと集積回
路のシステム用クロックのいずれか一方を選択的に切り
替えて供給する切替機構を備え、JTAG方式のテスト
回路において集積回路内の任意部分の遅延診断を確実且
つ容易に行なえるようにしたテスト回路が提案されてい
る。この回路では、内部IOマクロからフリップフロッ
プ、フリップフロップから内部IOマクロまでAC測定
を行なうものである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】図8は、バウンダリス
キャンレジスタを備えたLSIデバイスのAC測定を説
明するための図である。図8に示すように、デバイス入
力ピンIN1から初段のフリップ・フロップ8−3、内部
のフリップ・フロップ8−3−フリップ・フロップ8−
5間、最終段のフリップ・フロップ8−5からデバイス
出力ピンOUTまでを活性化させるテスト・パターンの入
力が必要とされ、テスト・パターン数(クロック数)が
多く、テスト時間が長くなっていた。
【0006】また、特に、クリティカル・パス8−13
を活性化させるパターンを作成するのにも時間が掛かっ
ていた。
【0007】近年、LSIデバイスの大規模化が進むに
連れて、従来のAC測定手法のままでは、テスト時間、
テスト・パターン容量、テスト・パターン作成時間に限
界があるため、これらの問題点を改善することが要求さ
れている。
【0008】ところで、デバイス入力ピンのAC測定
は、初段のフリップ・フロップでデータをラッチできる
かできないか、デバイス出力ピンのAC測定は最終段の
フリップ・フロップからのデータの遅延がどうかだけ判
定できればよいはずである。
【0009】本発明は、上記知見に基づき創案されたも
のであって、その目的は、バウンダリ・スキャン・テス
ト機能を有するLSIデバイスの任意デバイス入力ピン
及びデバイス出力ピンのAC測定を内部のフリップ・フ
ロップ−フリップ・フロップ間とは独立させて行うこと
を可能としたAC測定回路を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成する本発
明は、バウンダリ・スキャン・テスト機能を有するLS
Iデバイスにおいて、内部回路とバウンダリ・スキャン
・レジスタとの間に設けられるセレクタ回路と、デバイ
ス入力ピン及びデバイス出力ピンのAC測定実行用の私
的命令(JTAG規定の命令以外の規定外命令)の実行
を制御する制御回路を備え、前記セレクタ回路は、前記
制御回路から出力される制御信号により、前記内部回路
と前記バウンダリ・スキャン・レジスタとの間のデータ
パスの切替を行い、バウンダリ・スキャン・レジスタ機
能を用いて、前記デバイス入力ピンから初段のフリップ
・フロップまで、及び、最終段のフリップ・フロップか
ら前記デバイス出力ピンまでを、前記内部回路をなすフ
リップ・フロップ−フリップ・フロップ間の動作とは独
立して観測可能としたものである。
【0011】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について説明
する。本発明は、バウンダリ・スキャン機能における私
的命令にLSIデバイスの内部ロジック・テスト用の複
数の私的命令(JTAG規定の命令以外の規定外命令)
及びその命令を制御する制御回路と、内部ロジックとバ
ウンダリ・スキャン・レジスタとのインターフェース回
路を設けることにより、LSIデバイスのデバイス入力
ピン及びデバイス出力ピンのAC測定を行うものであ
る。
【0012】図1は、本発明の一実施の形態を説明する
ためのブロック図である。図1を参照すると、本発明の
実施の形態は、バウンダリ・スキャン・テスト機能を有
するLSIデバイスの回路構成に対し、内部回路1−5
とバウンダリ・スキャン・レジスタ1−4との間にイン
ターフェース回路1−1を備え、私的命令を制御する制
御回路1−2を追加して構成されている。
【0013】追加した複数の私的命令を実行すると、デ
バイス入力ピンから初段のフリップ・フロップまで、最
終段のフリップ・フロップからデバイス出力ピンまでを
独立して観測することができる。
【0014】このため、バウンダリ・スキャン・レジス
タ機能を用いて、内部のフリップ・フロップ−フリップ
・フロップ間の動作に関係なく、独立してLSIのデバ
イス入力ピンまたはデバイス出力ピンのAC測定を行う
ことができる。
【0015】なお、図1において、テスト・モード・セ
レクト入力TMS、テスト・クロック信号TCK、テスト・リ
セットTRST、テスト・データ入力TDI、テスト・データ
出力TDO、TAPコントローラ1−10、シフトレジス
タと命令デコーダからなる命令レジスタ(IR)1−
7、バウンダリスキャンレジスタ1−4、テストデータ
入力TDIをそのままテストデータ出力TDOにバイパスさせ
るバイパスレジスタ1−6等のバウンダリ・スキャン・
テスト機能及びその構成は、例えばJTAG(Joint T
est Action Group)によりIEEE 1149.1として提案さ
れたバウンダリ・スキャン(JTAG)方式の組込み型試験
回路として公知であるので、その詳細な構成は省略す
る。
【0016】
【実施例】本発明の実施例について図面を参照して以下
に説明する。図2は、本発明の一実施例の構成を示す図
である。図2を参照すると、本発明の一実施例におい
て、バウンダリ・スキャン・テスト機能を有するLSI
デバイスに対して、バウンダリ・スキャン・テスト機能
に、内部ロジック・テスト用の複数の私的命令(Mode_A
C_IN、Mode_AC_OUT)を命令レジスタ2−1に追加し、
その命令を命令デコーダ2−2でデコードした出力を入
力して制御出力信号Select_IN、Select_OUTを出力する
制御回路2−3を備えている。
【0017】そして、制御回路2−3からの制御信号に
よって、バウンダリ・スキャン・レジスタ(BSR)2−
9に取り込むデータを切り替える第1のセレクタ回路2
−4と、制御回路2−3からの制御信号によってバウン
ダリ・スキャン・レジスタ2−9からの出力データを切
り替える第2のセレクタ回路2−5と、最終段のフリッ
プ・フロップ2−12の前段に設けられ、通常のデータ
とテスト時のデータを切り替える第3のセレクタ回路2
−6とを追加する。
【0018】第1のセレクタ回路2−4は、デバイス入
力データと、内部回路をなす組合せ回路2−14の出力
を入力するフリップ・フロップ(初段のフリップフロッ
プ)2−11の出力データとを入力し、制御回路2−3
からの制御出力信号Select_INで出力を切り替えてバウ
ンダリ・スキャン・レジスタ(BSR)2−9に入力す
る。
【0019】第2のセレクタ回路2−5は、バウンダリ
・スキャン・レジスタ2−9の通常出力を入力し、制御
回路2−3からの制御出力信号Select_OUTにより、出力
先を通常のパスか、第3のセレクタ回路2−6の入力に
切り替える。
【0020】第3のセレクタ回路2−6は、第2のセレ
クタ回路2−5で選択されたテスト・データと、通常の
パスのデータとを入力し、制御回路2−3からの制御出
力信号Select_OUTで切り替えて出力する。
【0021】本発明の一実施例の動作について説明す
る。先ず、デバイス入力ピンのAC測定の動作につい
て、図2、及び、図3のフローチャートと図4のタイミ
ング・チャートを用いて説明する。
【0022】バウンダリ・スキャン・テスト機能におい
て、TAPコントローラのTest−Logic-Resetステート
3−1から、テスト・モード・セレクト入力TMSによるT
MSロジック・シーケンス、及び、テスト・データ入力TD
Iにより、デバイス入力ピンのAC測定の私的命令Mode_
AC_INを、命令レジスタ2−1に設定する。
【0023】私的命令Mode_AC_INにより、Capture-DRス
テート3−4で、初段のフリップ・フロップ2−11の
データ出力を、バウンダリ・スキャン・レジスタ2−9
に取り込むように、第1のセレクタ回路2−4を制御す
る。
【0024】次に、外部システム・クロックに同期した
あるタイミングで目的とする初段のフリップフロップ2
−11が活性化するデータを入力する。
【0025】初段のフリップ・フロップ2−11でラッ
チされたデータを、第1のセレクタ回路2−4を介し
て、Capture-DRステート3−4のテスト・クロックTCK
の立ち上がりエッジで、バウンダリ・スキャン・レジス
タ2−9に取り込み、Shift-DRステート3−5のテスト
・クロックTCKの立ち上がりエッジで、シリアルにシフ
トし、バウンダリ・スキャン・レジスタを通過させて、
図1のセレクタ1−11からトライステートバッファ1
−14のパスを介してテスト・データ出力TDOで観測
し、出力期待値と比較する。これにより、例えばデバイ
ス入力のシステム・クロックに対するセットアップ時間
及びホールド時間を測定することができる。なお、初段
のフリップ・フロップ2−11のデータ出力をテスト・
クロックTCKでラッチする際に、確実にラッチできるよ
うに十分な時間を確保しておく。
【0026】次に、デバイス出力ピンのAC測定の動作
について、図2及び、図3のフローチャートと図5のタ
イミング・チャートを用いて説明する。
【0027】バウンダリ・スキャン・テスト機能におい
てTAPコントローラ1−10のTest−Logic-Resetス
テート3−1から、テスト・モード・セレクト入力TMS
によるTMSロジック・シーケンス及びテスト・データ入
力TDIにより、デバイス出力ピンのAC測定の私的命令M
ode_AC_OUTを命令レジスタに設定する。
【0028】私的命令Mode_AC_OUTより、Capture-DRス
テート3−4でバウンダリ・スキャン・レジスタ2−9
の通常の出力を、最終段のフリップ・フロップ2−12
のデータ入力となるように第2のセレクタ回路2−5を
制御し、Update−DRステート3−9で、第2のセレクタ
回路2−5の出力を最終段のフリップ・フロップ2−1
2のデータ入力となるように第3のセレクタ回路2−6
を制御する。
【0029】Capture-DRステート3−4のテスト・クロ
ックTCKの立ち上がりエッジで、最終段のフリップ・フ
ロップ2−12から、デバイス出力ピンが活性化するデ
ータをバウンダリ・スキャンレジスタ2−9に取り込
み、Update-DRステート3−9のテスト・クロックTCKの
立ち下がりエッジで、最終段のフリップ・フロップ2−
12のデータ入力として設定しておき、外部システム・
クロックを入力し、デバイス出力を観測して、出力期待
値と比較する。
【0030】なお、図3に示したTAPコントローラ・
ステートは、公知のものであり、その詳細な説明は省略
する。
【0031】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
内部のフリップ・フロップ−フリップ・フロップ間とは
独立させているので、任意のデバイス入力ピンから初段
のフリップ・フロップまで、任意の最終段のフリップ・
フロップからデバイス出力ピンまでを活性化させるテス
ト・パターンだけを必要とし、テスト時間の短縮、テス
ト・パターン数を削減し、テスト・パタン作成時間を短
縮する、という効果を奏する。
【0032】さらに上記効果に加えて、本発明によれ
ば、バウンダリ・スキャン・テスト機能の一部を利用い
ているので、複雑かつ大規模なテスト回路の追加なしに
デバイス入力ピン及びデバイス出力ピンのAC測定を行
える、という効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態を説明するブロック図であ
る。
【図2】本発明の一実施例の構成を示す図である。
【図3】TAPコントローラの状態遷移図である。
【図4】本発明の一実施例のAC測定を説明するタイミ
ング図である。
【図5】本発明の一実施例のAC測定を説明するタイミ
ング図である。
【図6】従来のデバイス入力のAC測定を説明するタイ
ミング図である。
【図7】従来のデバイス出力のAC測定を説明するタイ
ミング図である。
【図8】従来のAC測定を説明するブロック図である。
【符号の説明】
1−1 インタフェース回路 1−2 制御回路 1−3 テスト・データ・レジスタ 1−4 バウンダリ・スキャン・レジスタ 1−5 内部回路 1−6 バイパスレジスタ 1−7 命令レジスタ 1−8 命令デコーダ 1−9 シフト・レジスタ 1−10 TAPコントローラ 1−11、1−12 セレクタ(マルチプレクサ) 1−13 フリップフロップ(D型フリップフロップ) 1−14 トライステートバッファ 2−1 命令レジスタ 2−2 命令デコーダ 2−3 制御回路 2−4、2−5、2−6 セレクタ 2−7 バウンダリ・スキャン・レジスタ群 2−8、2−9、2−10 バウンダリ・スキャン・レ
ジスタ 2−11、2−12、2−13 フリップフロップ 2−14、2−15、2−16 組み合せ回路 8−1、8−7、8−8、8−9、8−12 バウンダ
リ・スキャンレジスタ 8−2、8−4、8−6、8−10 組み合せ回路 8−11 フリップフロップ 8−13 クリティカルパス
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01R 31/28 G06F 11/22 360

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】バウンダリ・スキャン・テスト機能を有す
    るLSIデバイスにおいて、 内部回路とバウンダリ・スキャン・レジスタとの間に
    けられるセレクタ回路と、デバイス入力ピン及びデバイ
    ス出力ピンのAC測定実行用の私的命令(JTAG規定
    の命令以外の規定外命令)の実行を制御する制御回路を
    備え、前記セレクタ回路は、前記制御回路から出力される制御
    信号により、前記内部回路と前記バウンダリ・スキャン
    ・レジスタとの間のデータパスの切替を行い、 バウンダリ・スキャン・レジスタ機能を用いて、前記デ
    バイス入力ピンから初段のフリップ・フロップまで、及
    び、最終段のフリップ・フロップから前記デバイス出力
    ピンまでを、前記内部回路をなすフリップ・フロップ−
    フリップ・フロップ間の動作とは独立して観測可能とし
    た、ことを特徴とするLSIデバイス用テスト回路。
  2. 【請求項2】前記デバイス入力ピンのAC測定が、前記
    デバイス入力ピンからのデバイス入力データが前記初段
    のフリップ・フロップでラッチできるか否か判定するこ
    とで行われる、ことを特徴とする請求項1記載のLSI
    デバイス用テスト回路。
  3. 【請求項3】前記デバイス出力ピンのAC測定が、最終
    段のフリップ・フロップからのデータの遅延を判定する
    ことで行われる、ことを特徴とする請求項1又は2記載
    のLSIデバイス用テスト回路。
  4. 【請求項4】バウンダリ・スキャン・テスト機能を有す
    るLSIデバイスにおいて、 デバイス入力ピン及びデバイス出力ピンAC測定実行
    用の私的命令(JTAG規定の命令以外の規定外命令)
    の実行を制御する制御回路と、 前記制御回路から出力される制御信号により、内部ロジ
    ック回路とバウンダリ・スキャン・レジスタとの間のデ
    ータパスの切替を行なうセレクタ群と、を備え、前記 AC測定実行用の私的命令の実行により、前記バウ
    ンダリ・スキャン・レジスタを用いて、前記デバイス入
    力ピンから、初段のフリップ・フロップまで、及び、最
    終段のフリップ・フロップからデバイス出力ピンまで
    を、前記内部ロジック回路をなすフリップ・フロップ−
    フリップ・フロップ間の動作とは、独立して観測可能に
    構成されてなる、ことを特徴とするLSIデバイス用テ
    スト回路。
  5. 【請求項5】前記セレクタ群がデバイス入力データと、
    初段のフリップ・フロップの出力データを入力し、前記
    制御回路からの制御信号によって、前記バウンダリ・ス
    キャン・レジスタに取り込むデータを切り替える第1の
    セレクタと、 前記制御回路からの制御信号によって、前記バウンダリ
    ・スキャン・レジスタからの出力データの出力先を、通
    常のパスもしくはテスト用のスに切り替える第2のセ
    レクタと、 最終段のフリップ・フロップの前段に設けられ、通常の
    データと、テスト用パスのデータである前記第2のセレ
    クタの出力とを入力し、前記制御回路からの制御信号に
    よって、一方に切り替えて出力する第3のセレクタと、
    を含む、ことを特徴とする請求項4記載のLSIデバイ
    ス用テスト回路。
  6. 【請求項6】前記デバイス入力ピンのAC測定の私的命
    令実行時、前記制御回路は、前記初段のフリップ・フロ
    ップのデータ出力を、前記バウンダリ・スキャン・レジ
    スタに取り込むように、前記第1のセレクタ回路を制御
    することを特徴とする請求項5記載のLSIデバイス用
    テスト回路。
  7. 【請求項7】前記デバイス出力ピンのAC測定の私的命
    令実行時、前記制御回路は、前記バウンダリ・スキャン
    ・レジスタの通常の出力を、前記最終段のフリップ・フ
    ロップのデータ入力となるように前記第2のセレクタ回
    路の出力先を制御し、前記第2のセレクタ回路の出力を
    前記最終段のフリップ・フロップのデータ入力となるよ
    うに前記第3のセレクタ回路を制御することを特徴とす
    る請求項5記載のLSIデバイス用テスト回路。
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