JPH01197675A - 論理回路の診断方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、論理回路装置の診断を行う診断方法に関し、
特に、フリップフロップを含むループ回路を有する論理
回路のテストを行う場合に好適な論理回路の診断方法に
関するものである。

【従来の技術〕

従来、フリップフロップセル群および組合せ論理回路で
構成される論理回路装置においては１回路の一部分にフ
リップフロップを含むループ回路が形成され、フリップ
フロップの出力信号が該フリップフロップの入力信号と
なると、該フリップフロップ自体の内容を破壊し、出力
信号が定まった値とならない場合がある０例えば、第６
図に示すように、Ｄ型のブリップフロップ７０の否定出
力から出力信号７２がアンドゲート７１を介して、該ブ
リップフロップフロ自体に入力されて、ループ回路が構
成されている論理回路の構成では、フリップフロップ７
０の否定出力端からの出力信号７２が論理値“１”とな
って、アンドゲート７１の一方の入力端に加えられた場
合、クロック入力信号７４（ＧＫ大入力が論理値ｉｔ　
１　ｊ＃となったとき、アンドゲート７１の他方の入力
信号７３（Ｄ入力）として加えられる論理値をアンドゲ
ート７１を介してフリップフロツブ７０のＤ入力端から
取り込む、この場合、アンドゲート７１の他方の入力信
号７３（Ｄ入力）が論理値“１”となると、クロック入
力信号７４（ＧＫ大入力に論理値“１”が加えられたと
き、フリップフロップ７０のＤ入力端に入力されるアン
ドゲート７１の出力の論理値“１”を取り込むため、フ
リップフロップ７０の否定出力端からの出力信号７２は
論理値“Ｏ″となるが、アンドゲート７１の他方の入力
信号７３（Ｄ入力）およびクロック入力信号７４（ＣＫ
入力）の論理値“１”が継続していると、第７図に示す
ように、クロック入力信号７４（ＣＫ入力）が論理値“
１”である間は、再′びフリップフロップ７０の否定出
力端の論理値Ｉｔ　ＯＩＦがアンドゲート７１を介して
取り込まれることになり、入力信号が当該フリクプフロ
ップ７１自体の内容を破壊し、出力信号が定まった値と
ならない。通常の論理動作では、不確定値の出力はｒｄ
ｏｎ’ｔ　ｃａｒｏｌとされたり、また、クロック入力
信号７４（ＧＫ大入力のパルス幅は、短くされているの
で、回路動作上では問題となっていないが、論理回路の
診断を行う場合には、クロック入力信号７４（ＧＫ大入
力のパルス幅が、フリップフロップ７０の否定出力信号
がＤ入力端までの伝播する伝播遅延時間に比べて十分長
いため、第７図に示すように、否定側出力の値は未確定
となる。このた°め、このようなフリップフロップを含
むループ回路を有する論理回路においては、論理回路の
診断が行えないという問題がある。

すなわち、論理回路装置の論理回路の診断を行う際、フ
リップフロップの出力信号が該フリップフロップ自体の
入力信号となるループ回路を構成している場合には、フ
リップフロップの内容が変化して、出力信号が定まった
値とならず１回路構成の診断が行えないという問題があ
る。このように、出力信号が定まった値とならず、未確
定値となり、論理回路の診断を行うことができないとい
う問題に対する一つの解決策としては、例えば。

時開６０−１３５７７６号公報に記載のように、定まっ
た値とならないフリップフロップの出力信号は不確定値
“Ｘ　ｌｊとして取り扱うこととし、論理回路の故障検
出（診断）を行うようにするものがある。この場合、論
理値が不確定値“Ｘ　″となっているフリップフロップ
の出力信号に係る部分の故障は検出されないという不具
合がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

このように、フリップフロップを含むループ回路を有す
る論理回路の回路構成の診断を行う場合においては、例
えば、フリップフロップの出力信号の経路に不確定値“
Ｘ”を挿入して、論理回路のテストパターンを作成して
診断を行わなければならず、不確定値“Ｘ”の挿入によ
り回路構成の診断が不可となる回路部分が必ず生ずると
いう問題がある。このため、論理回装置におけるカウン
タ、シフタ等のステージ制御論理の回路部分では。

フリップフロップを含んだループ回路が多用されている
ので、論理回路装置において診断不可の箇所が多数発生
するという問題がある。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので
ある。

本発明の目的は、フリップフロップを含んだループ回路
を有する論理装置の診断を行う場合においても、論理出
力信号を不確定菫１１　Ｘ　＃＃とすることなく、診断
を行えるようにして、故障検出不可能な箇所を発生させ
ない論理回路の診断方法を提供することにある。

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は１本
明細書の記述及び添付図面によって明らかになるであろ
う。

［１１１題を解決するための手段］ 上記目的を達成するため、本発明においては、フリップ
フロップセル群および組合せ論理回路で構成される論理
回路部分を有する論理回路装置において、前記フリップ
フロップセルを個別にセット、リセットする診断用論理
手段を備え、フリップフロップセルの出力信号が組合せ
論理回路あるいは他のフリップフロップセルを介して当
該フリップフロップの入力信号となるようなループ回路
の診断は、前記診断用論理手段によりループ回路のフリ
ップフロップセルを個別にセット、リセットし、ループ
回路の出力信号値を所定値に確定して、ループ回路の診
断を行うことを特徴とする特〔作用〕 前記手段によれば、論理回路装置におけるフリップフロ
ップセルを個別にセット、リセットする診断用論理手段
が備えられる。そして、フリップフロップセルの出力信
号が組合せ論理回路あるいは他のフリップフロップ“セ
ルを介して当該フリップフロップの入力信号となるよう
なループ回路の診断は、前記診断用論理手段によりルー
プ回路のフリップフロップセルを個別にセット、リセッ
トし、ループ回路の出力信号値を所定値に確定して、ル
ープ回路の診断を行う。

すなわち、論理設計者が取扱い対象とする論理回路装置
の構成要素であるフリップフロップセル内に、診断用論
理手段を組込み、当該フリップフロップセルを個別にセ
ット、リセットできるようにする。これは、ハードウェ
ア的にはフリップフロップの初期値設定用に設けた入力
信号線を用いて構成するようにしてもよく、また、各フ
リップフロップセルに診断用専用回路として、個別に設
けるようにしても良い。二九により、フリップフロップ
を含むループ回路において、ループ回路内のフリップフ
ロップの出力信号は所定値に任意にセットできるので、
ループ回路に係る信号線を等価な仮想信号線に置換え、
ループ回路を構成しない診断のための等価な回路構成を
仮想して１診断のためのテストパターンを作成し、ルー
プ回路の診断を行う。

〔実施例〕

以下１本発明の一実施例を図面を用いて具体的に説明す
る。

第１ａ図および第１ｂ図は１本発明の一実施例にかかる
テスト方法の原理を説明するための図である。第１ａ図
は、診断する対象となるフリップフロップを含むループ
回路の一例を示す論理回路の回路図である。また、第１
ｂ図は、診断用に仮想した第１ａ図の論理回路図と等価
な論理回路図である。第１ｂ図では、第１ａ図における
ループ回路に替えて、仮想バッファゲート、仮想入力信
号線、および仮想出力信号線を設けて、ループ回路を回
避した等価回路となっている。

第１ａ図において、１はフリップフロップ、２゜３はア
ンドゲート、４はフリップフロップ１の出力信号、５は
フリップフロップ１の入力信号である。第１ａ図の論理
回路では、フリップフロップ１の出力信号４がアンドゲ
ート２の入力信号となり、アンドゲート２の出力信号が
フリップフロップ１の入力信号５となって、ループ回路
を構成している。すなわち、フリップフロップ１の出力
信号４は、アンドゲート２を介して入力信号５となり、
ループ回路を構成している。このため、今、例えば、ブ
リップフロップ１の出力信号４の論理値が１１０”であ
り、アンドゲート２を介してアンドゲート３から論理値
″１”が入力されると、この論理値１１１　Ｉｔの入力
によりフリップフロップ１は状態を変化させ、出力信号
４の論理値がパ１”となる、これによりアンドゲート２
の出力は論理値が“０７？となり、これが再びブリップ
フロップ１の状態を変化させるので、フリップフロップ
１の出力状態は定まらず、したがって、このような論理
回路の診断のためのテストパターンは作成できない、し
かし、本発明においては、第１ａ図に示すような論理回
路を診断するために、第１ｂ図に示すような等価な論理
回路を仮想して設定し、テストパターンを作成して診断
を行う。

第１ｂ図において、６はフリップフロップ、７゜８はア
ンドゲートである。これらのフリップフロップ６、アン
ドゲート７．８は、それぞれ第１ａ図のフリップフロッ
プ１、アンドゲート２，３に対応している＠９は仮想バ
ッファゲート、１０はフリップフロップ６の出力信号、
１１はフリップフロップ６の入力信号である。１２はフ
リップフロップ６のセット入力信号、１３は仮想バッフ
ァゲート９への仮想入力信号である。第１ｂ図では、論
理回路の診断を行うテストパターン作成のために、第１
ａ図の論理回路のループ回路（フリップフロップ、１の
出力信号４の経路）に替えて、仮想バッファゲート９を
設け、仮想バッファゲート９の出力信号をフリップフロ
ップ６のセット入力信号１２として加えるようにする。

仮想バッファゲート９への仮想入力信号１３は、フリッ
プフロップ６へのセット、リセットを制御して、ブリッ
プフロップ６の状態出力を確定して固定する。これによ
り、ループ回路を回避した回路構成となっているため、
この等価回路により論理回路の診断のためテストパター
ンを作成する論理は容易なものとなる。すなわち、この
第１ａ図の論理回路と等価な第１ｂ図の論理回路では、
フリップフロップ６の初期値設定用の仮想入力信号１３
からの信号を仮想バッファゲート９を介してセット入力
信号１２として加え、更にフリップフロップ６の出力信
号１０に代えてアンドゲート７の入力とする。このため
、フリップフロップ６の出力信号１０の状態の内容を任
意にセットできるので、フリップフロップ１　（６）の
出力の論理状態が確定されたものとして扱うことができ
る。この結果、テストパターンの作成を容易に行うこと
ができ、論理回路の診断を行うことができる。

第２図は、本発明のテスト方法を一実施態様で実施する
ための論理回路装置における１つのフリップフロップセ
ルのハードウェア構成を示す論理回路図である。このフ
リップフロップセルには、論理回路のテストを行う場合
に用いるためのゲート群が内部に設けられている。第２
図において、２０はブリップフロップセル、２５〜２９
はアンドゲート、３０はバッファゲート、３１は否定ゲ
ート、３２゜３３はオアゲート、３４はマスク側フリッ
プフロップ、３５は診断用に設けたスレーブ側フリップ
フロップ、３６は出力用の制御ゲートである。また、４
９はＤ入力端子、５０はセット入力端子、５１はマスク
側フリップフロップのクロック入力端子、５２はリセッ
ト入力端子、５３は診断用の制御信号入力端子、５４は
スキャンインデータ入力端子、５５はスキャンインデー
タ入力制御端子、５６はスレーブ側フリップフロップの
クロック入力端子、５７はスキャンアウトデータ出力制
御端子である。５８はフリップフロップセルの肯定出力
端子、５９はフリップフロップセルの否定出力端子、６
０はスキャンアウトデータ出力端子である。このフリッ
プフロップセル２０は、通常の論理動作を行うための回
路構成に加えて、論理回路の診断のためのゲート群２５
〜３３．３６が設けられ１診断のための専用の入出力端
子５３〜５７゜６０が設けられている。これらのゲート
群２５〜３３゜３６を制御する信号を入力端子５３〜５
７により加えることにより、フリップフロップセル２０
は、論理回路の診断を行う場合に、個別にセット、リセ
ットを行うことができ、その内容の状態信号を個別に読
出せるようになっている。

第３図は１診断時における第２図のフリップフロップセ
ルの動作を示すタイミング図である。第３図を参照して
動作を説明する。まず、ステージＡのシーケンスは、初
期値設定のスキャンイン動作を行うステージである。こ
のステージＡにおいては、スキャンインデータ入力制御
端子５５にスキャンイン制御信号ＳＷＩが入力され、５
４はスキャンインデータ入力端子５４に印加されている
スキャンインデータＳＩＤを取り込み、マスク側フリッ
プフロップ３４にスキャンインデータ値の設定を行う０
次にステージＢのシーケンスにおいて、スレーブ側フリ
ッププロップのクロック入力端子５６にクロック信号Ｃ
２が加えられ、マスク側フリッププロップ３４のデータ
値をスレーブ側フリップフロップ３５へ移送する動作を
行う。このステージＡおよびステージＢの動作シーケン
スをスキャンインシーケンスと呼ぶ０次にステージＣの
シーケンスに移行する。ステージＣのシーケンスはクロ
ックアドバンスシーケンスと呼ばれるもので、ゲートを
開いてクロックを入力し、論理動作を１ステツプだけ進
行させるステージである。ここでは１診断のための専用
のクロック信号ＭＣＩを制御信号入力端子５３から印加
して、Ｄ入力端子４９からのＤ入力データ値をマスク側
フリップフロップへ設定する動作を行う６次のステージ
ＤおよびステージＥのシーケンスはスキャンアウトシー
ケンスと呼ばれているものであり、ステージＣのシーケ
ンスで取り込んだマスタ側フリップフロップ３４のデー
タ値のスレーブ側フリップフロップ３５への移送、およ
びスキャンアウトデータ出力端子６０からスキャンアウ
トデータ値の取り出しを行うシーケンスである。すなわ
ち、ステージＤのシーケンスにおいては、スレーブ側フ
リップフロップのクロック入力端子５６にクロック信号
Ｃ２が加えられ、マスク側フリップフロップ３４のデー
タ値をスレーブ側フリップフロップ３５へ移送する動作
を行う、そして１次のステージＥのシーケンスにおいて
、スキャンアウトデータ出力制御端子５７にスキャンア
ウトデータ読出制御信号ＳＲＩが加えられ、スキャンア
ウトデータ出力端子６０からスキャンアウトデータが出
力される。

第４図は、第２図に示したフリップフロップセル２０を
用いた論理回路装置の診断を行うためのテストパターン
を作成する仮想的な論理回路図である。第４図において
、２０はフリップフロップセル、４１はアンドゲート、
４２は仮想ゲートである。フリップフロップセル２０に
は、第２図に示した診断のためのゲート群、入出力端子
群が備えられており。

これらのゲート群、入出力端子群を用いて、論理回路の
診断を行う場合に、フリップフロップのセット、リセッ
トを個別に行う、第４図の論理回路においては、フリッ
プフロップの肯定出力信号がループ回路（図示せず）か
らの信号入力の代わりに、仮想ゲート４２の否定出力信
号を用いて、フリップフロップのセット、リセットが行
われるような論理回路として、診断のためのテストパタ
ーンを作成し、回路の診断を行うこととしている。

第５図は、第４図の論理回路の動作のシーケンスを示す
タイミング図である。第５図に示すように、第４図の論
理回路では、クロック信号ＧＫの代わりに、診断動作の
ための専用のクロック信号ＭＣＩおよびスレーブ側のク
ロック信号Ｃ２を用いて、フリップフロップのセット、
リセットの制御を行う、これにより、フリップフロップ
の肯定側出力および否定側出力の値は、診断を行う際に
はそれぞれ論理値“０″および論理値“１”に確定させ
ることができる。このように、論理回路の診断を行う場
合に、フリップフロップを含むループ回路の論理値の状
態を確定させることができ。

論理回路のテストパターンを作成して、回路の診断を行
うことが可能となる。

以上、本発明を実施例にもとづき具体的に説明したが１
本発明は、前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において種々変更可能であること
は言うまでもない。

〔発明の効果〕

以上、説明したように１本発明によれば、論理回路装置
におけるフリップフロップを含むループ回路を有する論
理回路の診断において、不確定値“Ｘ　ＩＩを導入する
ことなく、論理回路の診断を行うことができるので、論
理回路の診断を行うためのテストパターンを作成する場
合に、テストパターンデータの故障検出率向上を図ると
いう効果がある。

【図面の簡単な説明】 第１ａ図および第１ｂ図は、本発明の一実施例にかかる
テスト方法の原理を説明するための図、第２図は、本発
明のテスト方法を一実施態様で実施するための論理回路
装置における１つのフリップフロップセルのハードウェ
ア構成を示す論理回路図、 第３図は１診断時における第２図のフリップフロップセ
ルの動作を示すタイミング図、第４図は、第２図に示し
たフリップフロップセル２０を用いた論理回路装置の診
断を行うためのテストパターンを作成する仮想的な論理
回路図。 第５図は、第４図の論理回路の動作のシーケンスを示す
タイミング図、 第６図は、フリップフロップを含むループ回路を有する
論理回路の一例を示す図。 第７図は、第６図の論理回路の動作を説明するためのタ
イミング図である。 図中、１，６・・・フリップフロップ、２，３，７゜８
・・・アンドゲート、９・・・仮想バッファゲート、２
０・・・フリップフロップセル、２５〜２９・・・アン
ドゲート、３０・・・バッファゲート、３１・・・否定
ゲート、　３２．３３・・・オアゲート、３４・・・マ
スク側フリップフロップ、３５・・・スレーブ側フリッ
プフロップ、３６・・・制御ゲート、４１・・・アンド
ゲート、４２・・・仮想ゲート、４９・・・Ｄ入力端子
、５０・・・セット入力端子、５１・・・クロック入力
端子、５２・・・リセット入力端子、５３・・・制御信
号入力端子、５４・・・スキャンインデータ入力端子、
５５・・・スキャンインデータ入力制御端子、５６・・
・クロック入力端子、５７・・・スキャンアウトデータ
出力制御端子。 ５８・・・肯定出力端子、５９・・・否定出力端子、６
０・・・スキャンアウトデータ出力端子。 第１ａ図 第１ｂ図 ＝−−−−−−−−−−−−−−−一−−−−−−Ｊ城
２図 第３図 ト 第４図 第５図 算６図 第７図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、フリップフロップセル群および組合せ論理回路で構
   成される論理回路部分を有する論理回路装置において、
   前記フリップフロップセルを個別にセット、リセットす
   る診断用論理手段を備え、フリップフロップセルの出力
   信号が組合せ論理回路あるいは他のフリップフロップセ
   ルを介して当該フリップフロップの入力信号となるルー
   プ回路の診断を、前記診断用論理手段によりループ回路
   のフリップフロップセルを個別にセット、リセットし、
   ループ回路の出力信号値を所定値に確定して、論理回路
   の診断を行うことを特徴とする論理回路の診断方法。