JPH05160682A - Flip-flop - Google Patents

Flip-flop

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JPH05160682A
JPH05160682A JP3348256A JP34825691A JPH05160682A JP H05160682 A JPH05160682 A JP H05160682A JP 3348256 A JP3348256 A JP 3348256A JP 34825691 A JP34825691 A JP 34825691A JP H05160682 A JPH05160682 A JP H05160682A
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JP
Japan
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flip
flop
data
clock signal
circuit
Prior art date
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Pending
Application number
JP3348256A
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Japanese (ja)
Inventor
Takayuki Noisshiki
孝行 野一色
Kazutaka Mori
和孝 森
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To expedite to make a fast logic integrated circuit device, etc., employing an LSSD system into low cost without impairing the speediness of the circuit by realizing a fast and low-cost edge trigger flip-flop provided with a data-through function. CONSTITUTION:A slave latch SL is kept in a data transmitting state or a data holding state by a clock signal CK when an inversion internal control signal SMB is kept at a high level, and in kept in the data transmitting state stationarily when the signal SMB is kept at a low level. A master latch ML goes to the holding state or the transmitting state under a condition complementary with the slave latch SL when it is kept at the high level, and it goes to the transmitting state stationarily when it is kept at the low level. In an operating mode, a series circuit of those two latch circuits functions as the edge trigger flip-flop by setting the signal SMB at the high level, and in a diagnostic mode, it functions as a data through circuit by setting the signal SMB at the low level, thereby, it is possible to efficiently perform the test of the fast logic integrated circuit device, etc.

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、フリップフロップに
関し、例えば、LSSD方式を採る高速論理集積回路装
置等に搭載されるエッジトリガフリップフロップに利用
して特に有効な技術に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a flip-flop, and more particularly to a technique which is particularly effective for use in an edge trigger flip-flop mounted on a high speed logic integrated circuit device adopting the LSSD system.

【0002】[0002]

【従来の技術】所定の論理演算処理を行う組合せ回路
と、組合せ回路の入力又は出力データを一時的に保持す
る複数のフリップフロップとが組み合わされてなる高速
論理集積回路装置がある。また、このような高速論理集
積回路装置等において、組合せ回路の入力側又は出力側
に設けられるフリップフロップをシリアルに結合し所定
の診断データをスキャンイン又はスキャンアウトするこ
とで、高速論理集積回路装置等のテスト及び診断を効率
的に実施するLSSD(Level Sensitiv
e Scan Design)方式がある。
2. Description of the Related Art There is a high-speed logic integrated circuit device in which a combinational circuit for performing a predetermined logical operation processing and a plurality of flip-flops for temporarily holding input or output data of the combinational circuit are combined. Further, in such a high-speed logic integrated circuit device, flip-flops provided on the input side or the output side of the combinational circuit are serially coupled and predetermined diagnostic data is scanned in or out to obtain a high-speed logic integrated circuit device. LSSD (Level Sensitiv) for efficiently performing tests and diagnoses such as
e Scan Design) method.

【0003】LSSD方式を採る高速論理集積回路装置
等については、例えば、日経マグロウヒル社発行の19
79年4月16日付『日経エレクトロニクス』第57頁
〜第63頁に記載されている。
A high-speed logic integrated circuit device or the like adopting the LSSD system is disclosed in, for example, 19 of Nikkei McGraw-Hill.
It is described on pages 57 to 63 of Nikkei Electronics, April 16, 1979.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】従来、上記高速論理集
積回路装置等における論理演算処理は複数相のクロック
信号に従って制御されてきたが、その大規模化及び高速
化にともなって、クロック信号の単相化が必須条件とな
りつつある。この場合、各組合せ回路の入力側又は出力
側に設けられるフリップフロップとしては、単相クロッ
ク信号に適応しうるエッジトリガフリップフロップが用
いられる。
Conventionally, the logical operation processing in the above-mentioned high-speed logic integrated circuit device or the like has been controlled according to the clock signals of a plurality of phases. Phase conversion is becoming an essential condition. In this case, an edge trigger flip-flop adaptable to a single-phase clock signal is used as the flip-flop provided on the input side or the output side of each combinational circuit.

【0005】一方、LSSD方式を採る高速論理集積回
路装置等において、スキャンイン又はスキャンアウトパ
スを構成するフリップフロップは、所定のシフト機能を
あわせ持つことが必要とされ、シフト機能を持たない通
常のフリップフロップに比較してそのコストは割高とな
る。ところが、高速論理集積回路装置等では、搭載され
るすべてのフリップフロップが診断に有効である訳では
なく、出来ればこれらのフリップフロップをスキャンイ
ン又はスキャンアウトパスから外して、高速論理集積回
路装置の低コスト化を図ることが望ましい。この場合、
スキャンイン又はスキャンアウトパスに含まれないフリ
ップフロップは、入力データをそのまま通過させて後段
回路に伝達するいわゆるデータスルー機能を持つ必要が
あるが、従来の高速論理集積回路装置等に用いられるエ
ッジトリガフリップフロップは、図8に例示されるよう
に、このデータスルー機能を備えない。また、これらの
エッジトリガフリップフロップをデータスルー機能を持
つ他種のフリップフロップに置き換えようとすると、ク
ロック信号の複数相化が条件となり、逆に高速論理集積
回路装置の高速性が損なわれる。
On the other hand, in a high-speed logic integrated circuit device or the like adopting the LSSD system, the flip-flops forming the scan-in or scan-out path are required to have a predetermined shift function as well, and a normal flip-flop having no shift function is required. Its cost is higher than that of a flip-flop. However, in a high-speed logic integrated circuit device or the like, not all flip-flops mounted are effective for diagnosis, and if possible, these flip-flops are removed from the scan-in or scan-out path, and the high-speed logic integrated circuit device It is desirable to reduce costs. in this case,
Flip-flops that are not included in the scan-in or scan-out path must have a so-called data-through function that allows input data to pass therethrough and transmit it to subsequent circuits. However, edge triggers used in conventional high-speed logic integrated circuit devices, etc. The flip-flop does not have this data through function, as illustrated in FIG. Further, if these edge trigger flip-flops are to be replaced with other types of flip-flops having a data-through function, it is necessary to make the clock signals in multiple phases, and on the contrary, the high speed of the high speed logic integrated circuit device is impaired.

【0006】この発明の目的は、データスルー機能を備
える高速かつ低コストのエッジトリガフリップフロップ
を提供することにある。この発明の他の目的は、LSS
D方式を採る高速論理集積回路装置等の高速性を損なう
ことなくその低コスト化を推進することにある。
An object of the present invention is to provide a high speed and low cost edge trigger flip-flop having a data through function. Another object of this invention is LSS.
It is to promote the cost reduction of the high-speed logic integrated circuit device adopting the D method without impairing the high-speed performance.

【0007】この発明の前記ならびにその他の目的と新
規な特徴は、この明細書の記述ならびに添付図面から明
らかになるであろう。
The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.

【0008】[0008]

【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簡単に説明すれば、次
の通りである。すなわち、エッジトリガフリップフロッ
プを、直列形態とされかつ通常の動作モードにおいて互
いに相補的にデータ伝達状態又はデータ保持状態とされ
所定の診断モードにおいてともにデータ伝達状態とされ
る一対のスレーブラッチ及びマスターラッチによって構
成する。
The outline of a typical invention among the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows. That is, a pair of a slave latch and a master latch in which the edge-trigger flip-flop is formed in a serial form and is in a data transmission state or a data holding state complementary to each other in a normal operation mode and both are in a data transmission state in a predetermined diagnostic mode. Compose by.

【0009】[0009]

【作用】上記手段によれば、比較的簡素な回路構成をも
って、通常の動作モードにおいてエッジトリガフリップ
フロップとして機能し、所定の診断モードにおいてデー
タスルー回路として機能しうる高速かつ低コストのフリ
ップフロップを実現できる。その結果、クロック信号の
複数相化を必要とすることなく、診断に有効でないフリ
ップフロップをスキャンイン又はスキャンアウトパスか
ら外すことができるため、LSSD方式を採る高速論理
集積回路装置等の高速性を損なうことなくその低コスト
化を推進することができる。
According to the above means, it is possible to realize a high-speed and low-cost flip-flop which can function as an edge trigger flip-flop in a normal operation mode and a data through circuit in a predetermined diagnostic mode with a relatively simple circuit configuration. realizable. As a result, flip-flops that are not effective for diagnosis can be removed from the scan-in or scan-out path without requiring multiple phases of the clock signal, so that high-speed logic integrated circuit devices adopting the LSSD method can be implemented at high speed. The cost reduction can be promoted without loss.

【0010】[0010]

【実施例】図1には、この発明が適用されたエッジトリ
ガフリップフロップFFの一実施例の回路図が示されて
いる。同図をもとに、この実施例のエッジトリガフリッ
プフロップFFの構成及び動作の概要について説明す
る。なお、この実施例のエッジトリガフリップフロップ
FFは、同様な多数のエッジトリガフリップフロップと
ともにLSSD方式を採る高速論理集積回路装置に搭載
される。エッジトリガフリップフロップFFを構成する
回路素子は、高速論理集積回路装置を構成する他の回路
素子とともに、単結晶シリコンのような1個の半導体基
板上に形成される。以下の回路図において、そのチャン
ネル(バックゲート)部に矢印が付されるMOSFET
(金属酸化物半導体型電界効果トランジスタ。この明細
書では、MOSFETをして絶縁ゲート型電界効果トラ
ンジスタの総称とする)はPチャンネル型であって、矢
印の付されないNチャンネルMOSFETと区別して示
される。なお、エッジトリガフリップフロップFFを構
成するインバータ及びノア(NOR)ゲートならびにナ
ンド(NAND)ゲートの具体的な回路構成について
は、図2ないし図4を参照されたい。
1 is a circuit diagram of an embodiment of an edge trigger flip-flop FF to which the present invention is applied. An outline of the configuration and operation of the edge trigger flip-flop FF of this embodiment will be described with reference to FIG. The edge trigger flip-flop FF of this embodiment is mounted on a high-speed logic integrated circuit device adopting the LSSD system together with a large number of similar edge trigger flip-flops. The circuit element forming the edge trigger flip-flop FF is formed on one semiconductor substrate such as single crystal silicon together with other circuit elements forming the high speed logic integrated circuit device. In the circuit diagram below, a MOSFET with an arrow on its channel (back gate) part
(Metal oxide semiconductor field effect transistor. In this specification, MOSFET is a generic term for an insulated gate field effect transistor) is a P-channel type and is shown separately from an N-channel MOSFET without an arrow. .. Please refer to FIG. 2 to FIG. 4 for specific circuit configurations of the inverter, the NOR gate, and the NAND gate that form the edge trigger flip-flop FF.

【0011】図1において、エッジトリガフリップフロ
ップFFは、直列形態に設けられる一対のスレーブラッ
チSL(第1のラッチ回路)及びマスターラッチML
(第2のラッチ回路)を備える。このうち、スレーブラ
ッチSLは、Pチャンネル及びNチャンネルMOSFE
Tが並列接続されてなるスイッチS1(第1のスイッチ
手段)を含む。スイッチS1の入力ノードには、入力デ
ータDのインバータN1による反転信号が供給され、そ
の出力ノードは、スレーブラッチSLの出力端子すなわ
ち内部ノードP(第1の内部ノード)に結合されるとと
もに、インバータN2(第1の論理ゲート回路)の入力
端子に結合される。スイッチS1を構成するNチャンネ
ルMOSFETのゲートには、ナンドゲートNA1の出
力信号すなわち反転内部クロック信号CK2B(ここ
で、それが有効とされるとき選択的にロウレベルとされ
るいわゆる反転信号については、その名称の末尾にBを
付して表す。以下同様)が供給され、PチャンネルMO
SFETのゲートには、反転内部クロック信号CK2B
のインバータN9による反転信号つまり内部クロック信
号CK2が供給される。これにより、スイッチS1は、
内部クロック信号CK2が論理“0”(ここで、その非
反転信号がロウレベルとされその反転信号がハイレベル
とされる状態を論理“0”と称し、逆の状態を論理
“1”と称する。以下同様)とされるとき選択的にオン
状態とされ、入力データDの反転信号を内部ノードP及
びインバータN2の入力端子に伝達する。
In FIG. 1, the edge trigger flip-flop FF includes a pair of slave latches SL (first latch circuit) and a master latch ML provided in series.
(Second latch circuit). Among them, the slave latch SL is a P channel and N channel MOSFE.
It includes a switch S1 (first switch means) in which Ts are connected in parallel. The input node of the switch S1 is supplied with an inverted signal of the input data D by the inverter N1, and its output node is coupled to the output terminal of the slave latch SL, that is, the internal node P (first internal node), and It is coupled to the input terminal of N2 (first logic gate circuit). The gate of the N-channel MOSFET forming the switch S1 has an output signal of the NAND gate NA1, that is, an inverted internal clock signal CK2B (here, a so-called inverted signal which is selectively brought to a low level when it is enabled has its name. Of the P channel MO
The SFET gate has an inverted internal clock signal CK2B.
An inverted signal of the inverter N9, that is, the internal clock signal CK2 is supplied. As a result, the switch S1 is
The internal clock signal CK2 is a logical "0" (here, the state in which the non-inverted signal is at the low level and the inverted signal is at the high level is referred to as the logical "0", and the opposite state is referred to as the logical "1". The same applies hereinafter), and it is selectively turned on to transmit the inverted signal of the input data D to the internal node P and the input terminal of the inverter N2.

【0012】ナンドゲートNA1の一方の入力端子に
は、高速論理集積回路装置の図示されない制御回路から
所定の反転内部制御信号SMBが供給され、その他方の
入力端子には、ノアゲートNO1の出力信号すなわち反
転内部クロック信号CK1BのインバータN8による反
転信号つまり内部クロック信号CK1が供給される。ま
た、ノアゲートNO1の一方の入力端子には、上記反転
内部制御信号SMBのインバータN7による反転信号が
供給され、その他方の入力端子にはクロック信号CKが
供給される。ここで、クロック信号CKは、後述するよ
うに、所定の周期を持つパルス信号とされ、反転内部制
御信号SMBは、高速論理集積回路装置が所定の診断モ
ードとされるとき選択的にロウレベルとされる。
A predetermined inverted internal control signal SMB is supplied from a control circuit (not shown) of the high-speed logic integrated circuit device to one input terminal of the NAND gate NA1, and an output signal of the NOR gate NO1, ie, an inverted signal, is supplied to the other input terminal. An inverted signal of the internal clock signal CK1B by the inverter N8, that is, the internal clock signal CK1 is supplied. Further, the inverted signal of the inverted internal control signal SMB by the inverter N7 is supplied to one input terminal of the NOR gate NO1 and the clock signal CK is supplied to the other input terminal. Here, the clock signal CK is a pulse signal having a predetermined cycle, and the inverted internal control signal SMB is selectively set to a low level when the high-speed logic integrated circuit device is in a predetermined diagnostic mode, as described later. It

【0013】これらの結果、内部クロック信号CK1
は、高速論理集積回路装置が通常の動作モードとされ反
転内部制御信号SMBがハイレベルとされるとき、クロ
ック信号CKに従ったパルス信号とされ、高速論理集積
回路装置が所定の診断モードとされ反転内部制御信号S
MBがロウレベルとされるとき、ハイレベルに固定され
る。同様に、内部クロック信号CK2は、高速論理集積
回路装置が通常の動作モードとされ反転内部制御信号S
MBがハイレベルとされるとき、クロック信号CKに従
ったパルス信号とされ、高速論理集積回路装置が所定の
診断モードとされ反転内部制御信号SMBがロウレベル
とされるとき、ロウレベルに固定される。言うまでもな
く、反転内部クロック信号CK1B及びCK2Bは、内
部クロック信号CK1又はCK2の相補信号とされる。
また、以上のことから、スレーブラッチSLを構成する
スイッチS1は、高速論理集積回路装置が通常の動作モ
ードとされるとき、クロック信号CKが論理“0”とさ
れることを条件に選択的にオン状態とされ、高速論理集
積回路装置が所定の診断モードとされるとき、定常的に
オン状態とされるものとなる。
As a result of these, the internal clock signal CK1
Is a pulse signal according to the clock signal CK when the high-speed logic integrated circuit device is in the normal operation mode and the inverted internal control signal SMB is at the high level, and the high-speed logic integrated circuit device is in the predetermined diagnostic mode. Inverted internal control signal S
When MB is at low level, it is fixed at high level. Similarly, the internal clock signal CK2 is the inverted internal control signal S when the high speed logic integrated circuit device is set to the normal operation mode.
When MB is at a high level, it is a pulse signal according to the clock signal CK, and when the high-speed logic integrated circuit device is in a predetermined diagnostic mode and the inverted internal control signal SMB is at a low level, it is fixed at a low level. Needless to say, the inverted internal clock signals CK1B and CK2B are complementary signals to the internal clock signal CK1 or CK2.
Further, from the above, the switch S1 forming the slave latch SL selectively operates on condition that the clock signal CK is logic "0" when the high-speed logic integrated circuit device is in the normal operation mode. When the high-speed logic integrated circuit device is turned on and the high-speed logic integrated circuit device is set to a predetermined diagnostic mode, it is constantly turned on.

【0014】スレーブラッチSLは、さらに、インバー
タN2の出力信号を受けるインバータN3(第2の論理
ゲート回路)を含む。インバータN3の出力端子は、ス
イッチS2を介して内部ノードPに結合される。スイッ
チS2を構成するNチャンネルMOSFETのゲートに
は、内部クロック信号CK2が供給され、Pチャンネル
MOSFETのゲートには、反転内部クロック信号CK
2Bが供給される。その結果、スイッチS2は、内部ク
ロック信号CK2が論理“1”とされるとき、言い換え
るならば、高速論理集積回路装置が通常の動作モードと
されかつクロック信号CKが論理“1”(第1の論理レ
ベル)とされるとき選択的にオン状態とされ、これによ
ってインバータN2及びN3がラッチ形態とされる。な
お、高速論理集積回路装置が所定の診断モードとされ反
転内部制御信号SMBがロウレベルとされるとき、スイ
ッチS2は定常的にオフ状態とされる。
Slave latch SL further includes an inverter N3 (second logic gate circuit) receiving the output signal of inverter N2. The output terminal of inverter N3 is coupled to internal node P via switch S2. The internal clock signal CK2 is supplied to the gate of the N-channel MOSFET that constitutes the switch S2, and the inverted internal clock signal CK is supplied to the gate of the P-channel MOSFET.
2B is supplied. As a result, when the internal clock signal CK2 is set to logic "1", in other words, the switch S2 sets the high-speed logic integrated circuit device to the normal operation mode and the clock signal CK is set to logic "1" (first When it is set to the logic level), it is selectively turned on, whereby the inverters N2 and N3 are latched. When the high-speed logic integrated circuit device is set to the predetermined diagnostic mode and the inverted internal control signal SMB is set to the low level, the switch S2 is constantly turned off.

【0015】つまり、スレーブラッチSLは、高速論理
集積回路装置が通常の動作モードとされるとき、クロッ
ク信号CKの論理“0”を受けてデータ伝達状態とさ
れ、入力データDを反転して内部ノードPに伝達すると
ともに、クロック信号CKの論理“1”を受けてデータ
保持状態とされ、入力データDの直前の論理レベルを保
持する。高速論理集積回路装置が所定の診断モードとさ
れるとき、スレーブラッチSLは定常的にデータ伝達状
態とされる。
That is, when the high-speed logic integrated circuit device is set to the normal operation mode, the slave latch SL is set to the data transmission state by receiving the logic "0" of the clock signal CK, and the input data D is inverted to the internal state. While transmitting to the node P, it receives the logic "1" of the clock signal CK and is brought into a data holding state, and holds the logic level immediately before the input data D. When the high speed logic integrated circuit device is set to a predetermined diagnostic mode, the slave latch SL is constantly in the data transmission state.

【0016】次に、マスターラッチMLは、同様にPチ
ャンネル及びNチャンネルMOSFETが並列接続され
てなるスイッチS3(第2のスイッチ手段)を含む。ス
イッチS3の入力ノードは、内部ノードPに結合され、
その出力ノードは、インバータN6の入力端子(第2の
内部ノード)に結合されるとともに、インバータN4
(第3の論理ゲート回路)の入力端子に結合される。イ
ンバータN6の出力端子は、マスターラッチMLの出力
端子つまりはエッジトリガフリップフロップの出力端子
Qに結合される。スイッチS3を構成するNチャンネル
MOSFETのゲートには、上記内部クロック信号CK
1が供給され、PチャンネルMOSFETのゲートに
は、反転内部クロック信号CK1Bが供給される。これ
により、スイッチS3は、内部クロック信号CK1が論
理“1”とされるとき選択的にオン状態とされ、スレー
ブラッチSLの出力信号すなわち内部ノードPの電位を
インバータN4及びN6の入力端子に伝達する。
Next, the master latch ML includes a switch S3 (second switch means) in which P-channel and N-channel MOSFETs are similarly connected in parallel. The input node of switch S3 is coupled to internal node P,
The output node is coupled to the input terminal (second internal node) of the inverter N6, and
It is coupled to the input terminal of (third logic gate circuit). The output terminal of the inverter N6 is coupled to the output terminal of the master latch ML, that is, the output terminal Q of the edge trigger flip-flop. The internal clock signal CK is applied to the gate of the N-channel MOSFET that constitutes the switch S3.
1 is supplied, and the inverted internal clock signal CK1B is supplied to the gate of the P-channel MOSFET. As a result, the switch S3 is selectively turned on when the internal clock signal CK1 is logic "1", and the output signal of the slave latch SL, that is, the potential of the internal node P is transmitted to the input terminals of the inverters N4 and N6. To do.

【0017】マスターラッチMLは、さらに、インバー
タN4の出力信号を受けるインバータN5(第4の論理
ゲート回路)を含む。インバータN5の出力端子は、ス
イッチS4を介してインバータN6の入力端子に結合さ
れる。スイッチS4を構成するNチャンネルMOSFE
Tのゲートには、反転内部クロック信号CK1Bが供給
され、PチャンネルMOSFETのゲートには、内部ク
ロック信号CK1が供給される。これにより、スイッチ
S4は、内部クロック信号CK1が論理“0”とされる
とき、言い換えるならば、高速論理集積回路装置が通常
の動作モードとされかつクロック信号CKが論理“0”
(第2の論理レベル)とされるとき選択的にオン状態と
され、これによってインバータN4及びN5がラッチ形
態とされる。高速論理集積回路装置が所定の診断モード
とされ反転内部制御信号SMBがロウレベルとされると
き、スイッチS4は定常的にオフ状態とされる。
Master latch ML further includes an inverter N5 (fourth logic gate circuit) receiving the output signal of inverter N4. The output terminal of inverter N5 is coupled to the input terminal of inverter N6 via switch S4. N-channel MOSFE that constitutes the switch S4
The inverted internal clock signal CK1B is supplied to the gate of T, and the internal clock signal CK1 is supplied to the gate of the P-channel MOSFET. Thus, the switch S4 sets the internal clock signal CK1 to the logic "0", in other words, sets the high-speed logic integrated circuit device to the normal operation mode and sets the clock signal CK to the logic "0".
When it is set to (second logic level), it is selectively turned on, whereby the inverters N4 and N5 are latched. When the high-speed logic integrated circuit device is set to the predetermined diagnostic mode and the inverted internal control signal SMB is set to the low level, the switch S4 is constantly turned off.

【0018】このように、マスターラッチMLは、高速
論理集積回路装置が通常の動作モードとされるとき、ス
レーブラッチSLと相補的な条件で、つまりクロック信
号CKの論理“1”を受けてデータ伝達状態とされ、ス
レーブラッチSLの出力端子すなわち内部ノードPの電
位を反転してエッジトリガフリップフロップの出力端子
Qに伝達する。また、クロック信号CKの論理“0”を
受けてデータ保持状態とされ、出力信号Qの直前の論理
レベルを保持する。高速論理集積回路装置が所定の診断
モードとされるとき、マスターラッチMLは、スレーブ
ラッチSLとともに定常的にデータ伝達状態とされる。
As described above, the master latch ML receives data "1" on the complementary condition of the slave latch SL when the high-speed logic integrated circuit device is set to the normal operation mode, that is, the logic "1" of the clock signal CK is received. In the transmission state, the potential of the output terminal of the slave latch SL, that is, the internal node P is inverted and transmitted to the output terminal Q of the edge trigger flip-flop. Further, the logic level "0" of the clock signal CK is received so that the data is held, and the logic level immediately before the output signal Q is held. When the high-speed logic integrated circuit device is set to the predetermined diagnostic mode, the master latch ML and the slave latch SL are constantly brought into the data transmission state.

【0019】図5には、図1のエッジトリガフリップフ
ロップFFの真理値図が示され、図6には、その信号波
形図が示されている。これらの図をもとに、この実施例
のエッジトリガフリップフロップの動作とその特徴につ
いて説明する。
FIG. 5 shows a truth diagram of the edge trigger flip-flop FF of FIG. 1, and FIG. 6 shows a signal waveform diagram thereof. The operation and characteristics of the edge trigger flip-flop of this embodiment will be described with reference to these drawings.

【0020】高速論理集積回路装置が通常の動作モード
とされるとき、反転内部制御信号SMBは、前述のよう
に、ハイレベル(H)とされ、内部クロック信号CK1
(ここで、内部クロック信号CK1をもって非反転内部
クロック信号CK1及び反転内部クロック信号CK1B
を代表する。以下同様)及びCK2は、図6に示される
ように、クロック信号CKに従ったパルス信号とされ
る。入力データDは、図5に示されるように、内部クロ
ック信号CK2が論理“0”つまりクロック信号CKが
ロウレベル(L)とされる間、内部ノードPに反転され
て伝達され、内部クロック信号CK2が論理“1”つま
りクロック信号CKがハイレベルとされる間、内部ノー
ドPの直前における論理レベルPn−1がスレーブラッ
チSLによって保持される。すなわち、スレーブラッチ
SLの出力端子すなわち内部ノードPにおける論理レベ
ルは、クロック信号CKがロウレベルとされる間、入力
データDに従って変化されるが、クロック信号CKがハ
イレベルとされるとその立ち上がりエッジにおける論理
レベルを保持する形で固定される。
When the high-speed logic integrated circuit device is set to the normal operation mode, the inverted internal control signal SMB is set to the high level (H) as described above, and the internal clock signal CK1.
(Here, with the internal clock signal CK1, the non-inverted internal clock signal CK1 and the inverted internal clock signal CK1B
On behalf of. The same applies hereinafter) and CK2 are pulse signals according to the clock signal CK, as shown in FIG. As shown in FIG. 5, the input data D is inverted and transmitted to the internal node P while the internal clock signal CK2 is at logic "0", that is, the clock signal CK is at the low level (L), and is transmitted. Is a logic "1", that is, while the clock signal CK is at a high level, the slave latch SL holds the logic level Pn-1 immediately before the internal node P. That is, the logic level at the output terminal of the slave latch SL, that is, at the internal node P is changed according to the input data D while the clock signal CK is at the low level, but at the rising edge of the clock signal CK when it is at the high level. It is fixed to hold the logic level.

【0021】一方、内部ノードPの論理レベルPn−1
は、内部クロック信号CK1が論理“1”つまりクロッ
ク信号CKがハイレベルとされる間、エッジトリガフリ
ップフロップの出力端子Qに反転されて伝達され、内部
クロック信号CK1が論理“0”つまりクロック信号C
Kがロウレベルとされる間、その直前における論理レベ
ルQn−1がマスターラッチMLによって保持される。
これらの結果、マスターラッチMLの出力端子すなわち
エッジトリガフリップフロップFFの出力端子Qにおけ
る論理レベルは、クロック信号CKの立ち上がりエッジ
において入力データDに従って変化されるが、クロック
信号CKがハイレベル又はロウレベルとされた後は、ク
ロック信号CKの立ち上がりエッジにおける入力データ
Dの論理レベルを保持する形で固定される。これによ
り、図1のフリップフロップFF1は、高速論理集積回
路装置が通常の動作モードとされ反転内部制御信号SM
Bがハイレベルとされることを条件に、クロック信号C
Kの立ち上がりエッジにおいて状態遷移されるエッジト
リガフリップフロップとして機能する。このとき、クロ
ック信号CKが論理“1”とされてからエッジトリガフ
リップフロップの出力信号Qの論理レベルが確定される
までのいわゆる信号伝達遅延時間は、インバータN6に
よる伝達遅延時間のみとなり、これによってエッジトリ
ガフリップフロップFFの動作が極めて高速化されるも
のとなる。
On the other hand, the logic level Pn-1 of the internal node P
Is inverted and transmitted to the output terminal Q of the edge trigger flip-flop while the internal clock signal CK1 is logical "1", that is, the clock signal CK is at a high level, and the internal clock signal CK1 is logical "0", that is, the clock signal. C
While K is at low level, the logic level Qn-1 immediately before that is held by the master latch ML.
As a result, the logic level at the output terminal of the master latch ML, that is, the output terminal Q of the edge trigger flip-flop FF is changed according to the input data D at the rising edge of the clock signal CK, but the clock signal CK is set to high level or low level. After that, the logic level of the input data D at the rising edge of the clock signal CK is held and fixed. As a result, the flip-flop FF1 of FIG. 1 sets the high-speed logic integrated circuit device to the normal operation mode and inverts the internal control signal SM.
Clock signal C provided that B is at a high level
It functions as an edge-triggered flip-flop whose state is transitioned at the rising edge of K. At this time, the so-called signal transmission delay time from when the clock signal CK is logic "1" to when the logic level of the output signal Q of the edge trigger flip-flop is determined is only the transmission delay time by the inverter N6. The operation of the edge trigger flip-flop FF is extremely speeded up.

【0022】次に、高速論理集積回路装置が所定の診断
モードとされると、反転内部制御信号SMBは、前述の
ように、ロウレベルとされる。このため、内部クロック
信号CK1は、図6に示されるように、クロック信号C
Kに関係なく論理“0”に固定され、内部クロック信号
CK2は論理“1”に固定される。したがって、スレー
ブラッチSLでは、スイッチS1が定常的にオン状態と
され、スイッチS2は定常的にオフ状態とされる。ま
た、マスターラッチMLでは、スイッチS3が定常的に
オン状態とされ、スイッチS4が定常的にオフ状態とさ
れる。その結果、入力データDは、クロック信号による
ことなく、実質的にそのままフリップフロップFFの出
力端子Qに伝達される。つまり、図1のフリップフロッ
プFFは、高速論理集積回路装置が通常の動作モードと
されるときエッジトリガフリップフロップとして機能
し、高速論理集積回路装置が所定の診断モードとされ反
転内部制御信号SMBがロウレベルとされる間、データ
スルー回路として機能し、入力データDをそのままその
出力端子に伝達するものとなる。図1から明らかなよう
に、フリップフロップFFは、データスルー機能を有し
高速動作可能な割には比較的簡素な回路構成とされ、比
較的低コストなものとされる。
Next, when the high speed logic integrated circuit device is set to a predetermined diagnostic mode, the inverted internal control signal SMB is set to the low level as described above. Therefore, the internal clock signal CK1 is, as shown in FIG.
It is fixed to logic "0" regardless of K, and the internal clock signal CK2 is fixed to logic "1". Therefore, in the slave latch SL, the switch S1 is constantly turned on and the switch S2 is constantly turned off. In the master latch ML, the switch S3 is constantly turned on and the switch S4 is normally turned off. As a result, the input data D is transmitted to the output terminal Q of the flip-flop FF substantially as it is, without depending on the clock signal. That is, the flip-flop FF of FIG. 1 functions as an edge trigger flip-flop when the high-speed logic integrated circuit device is in the normal operation mode, the high-speed logic integrated circuit device is in a predetermined diagnostic mode, and the inverted internal control signal SMB is While it is at the low level, it functions as a data through circuit and transmits the input data D as it is to its output terminal. As is apparent from FIG. 1, the flip-flop FF has a data through function and can operate at high speed, but has a relatively simple circuit configuration, and thus has a relatively low cost.

【0023】図7には、図1のエッジトリガフリップフ
ロップを用いた論理演算回路LCの一実施例の回路ブロ
ック図が示されている。同図をもとに、この実施例のエ
ッジトリガフリップフロップの利用方法とLSSD方式
の概要を説明する。
FIG. 7 shows a circuit block diagram of an embodiment of a logical operation circuit LC using the edge trigger flip-flop shown in FIG. A method of using the edge trigger flip-flop of this embodiment and an outline of the LSSD system will be described with reference to FIG.

【0024】図7において、この実施例の論理演算回路
LCは、特に制限されないが、2個の組合せ回路CB1
(第1の組合せ回路)及びCB2(第2の組合せ回路)
を含む。これらの組合せ回路は、それぞれ複数の論理ゲ
ート回路によって構成され、所定の論理演算処理を実行
する。組合せ回路CB1の入力側には、4個のフリップ
フロップSFF1〜SFF4が設けられ、組合せ回路C
B2の出力側には、4個のフリップフロップSFF5〜
SFF8が設けられる。これらのフリップフロップSF
F1〜SFF8は、LSSD方式を実現するためのシフ
ト機能を備え、比較的複雑な回路構成とされる。
In FIG. 7, the logical operation circuit LC of this embodiment is not particularly limited, but two combinational circuits CB1.
(First combination circuit) and CB2 (second combination circuit)
including. Each of these combinational circuits is composed of a plurality of logic gate circuits and executes a predetermined logical operation process. Four flip-flops SFF1 to SFF4 are provided on the input side of the combinational circuit CB1.
On the output side of B2, four flip-flops SFF5 to
SFF8 is provided. These flip-flops SF
F1 to SFF8 have a shift function for realizing the LSSD method and have a relatively complicated circuit configuration.

【0025】フリップフロップSFF1〜SFF4のデ
ータ入力端子Dには、高速論理集積回路装置の図示され
ない前段回路から対応する入力データD1〜D4がそれ
ぞれ供給され、その出力信号Qは、組合せ回路CB1の
対応する入力端子にそれぞれ供給される。一方、フリッ
プフロップSFF1の診断用データ入力端子Sには、高
速論理集積回路装置の図示されない試験回路を介してス
キャンインデータSIDが供給され、その診断用出力端
子QSは、フリップフロップSFF2の診断用データ入
力端子Sに結合される。同様に、フリップフロップSF
F2〜SFF3の診断用出力端子QSは、次段のフリッ
プフロップSFF3〜SFF4の診断用データ入力端子
Sに順次結合され、最終段のフリップフロップSFF4
の診断用出力端子QS(QS4)は、例えばフリップフ
ロップSFF5の診断用入力端子Sに結合される。ある
いは、スキャンアウトデータSODとして後段回路から
出力させるようにしてもよい。フリップフロップSFF
1〜SFF4のクロック入力端子CKには、クロック信
号CKが共通に供給され、診断用クロック入力端子Cに
は、所定のシフトクロック信号SCKが共通に供給され
る。各フリップフロップの制御端子SMBには、所定の
診断モードにおいて選択的にロウレベルとされる反転内
部制御信号SMBが共通に供給される。
Data input terminals D of the flip-flops SFF1 to SFF4 are respectively supplied with corresponding input data D1 to D4 from a pre-stage circuit (not shown) of the high-speed logic integrated circuit device, and the output signal Q thereof corresponds to the combinational circuit CB1. Are supplied to the respective input terminals. On the other hand, the scan-in data SID is supplied to the diagnostic data input terminal S of the flip-flop SFF1 via a test circuit (not shown) of the high-speed logic integrated circuit device, and its diagnostic output terminal QS is used for diagnostic purposes of the flip-flop SFF2. It is coupled to the data input terminal S. Similarly, the flip-flop SF
The diagnostic output terminals QS of F2 to SFF3 are sequentially coupled to the diagnostic data input terminals S of the next stage flip-flops SFF3 to SFF4, and the final stage flip-flop SFF4.
The diagnostic output terminal QS (QS4) is coupled to the diagnostic input terminal S of the flip-flop SFF5, for example. Alternatively, the scan-out data SOD may be output from the subsequent circuit. Flip-flop SFF
A clock signal CK is commonly supplied to the clock input terminals CK of 1 to SFF4, and a predetermined shift clock signal SCK is commonly supplied to the diagnostic clock input terminal C. The control terminal SMB of each flip-flop is commonly supplied with an inverted internal control signal SMB that is selectively set to a low level in a predetermined diagnostic mode.

【0026】次に、フリップフロップSFF5〜SFF
8のデータ入力端子Dには、組合せ回路CB2から対応
する出力信号がそれぞれ供給され、その出力信号Qは、
論理演算回路LCの出力データQ1〜Q4として高速論
理集積回路装置の図示されない後段回路に供給される。
一方、フリップフロップSFF5の診断用データ入力端
子Sは、例えばフリップフロップSFF4の診断用出力
端子QS(QS4)に結合され、その診断用出力端子Q
Sは、フリップフロップSFF6の診断用データ入力端
子Sに結合される。あるいは、上記フリップフロップS
FF5の診断用データ入力端子Sは、フリップフロップ
SFF1の診断用データ入力端子Sのように、スキャン
インデータが入力されるようにしてもよい。同様に、フ
リップフロップSFF6〜SFF7の診断用出力端子Q
Sは、次段のフリップフロップSFF7〜SFF8の診
断用データ入力端子Sに順次結合され、最終段のフリッ
プフロップFF8の診断用出力信号QSは、スキャンア
ウトデータSODとして図示されない後段回路に供給さ
れる。フリップフロップSFF5〜SFF8のクロック
入力端子CKには、クロック信号CKが共通に供給さ
れ、診断用クロック入力端子Cには、シフトクロック信
号SCKが共通に供給される。各フリップフロップの制
御端子SMBには、上記反転内部制御信号SMBが共通
に供給される。
Next, the flip-flops SFF5 to SFF.
The corresponding output signals from the combinational circuit CB2 are supplied to the data input terminals D of 8 respectively, and the output signal Q thereof is
The output data Q1 to Q4 of the logical operation circuit LC are supplied to a not-shown subsequent circuit of the high-speed logic integrated circuit device.
On the other hand, the diagnostic data input terminal S of the flip-flop SFF5 is coupled to, for example, the diagnostic output terminal QS (QS4) of the flip-flop SFF4, and the diagnostic output terminal Q thereof is connected.
S is coupled to the diagnostic data input terminal S of flip-flop SFF6. Alternatively, the flip-flop S
Scan-in data may be input to the diagnostic data input terminal S of the FF5 like the diagnostic data input terminal S of the flip-flop SFF1. Similarly, the diagnostic output terminals Q of the flip-flops SFF6 to SFF7.
S is sequentially coupled to the diagnostic data input terminal S of the next-stage flip-flops SFF7 to SFF8, and the diagnostic output signal QS of the final-stage flip-flop FF8 is supplied to a subsequent circuit (not shown) as scan-out data SOD. .. The clock signal CK is commonly supplied to the clock input terminals CK of the flip-flops SFF5 to SFF8, and the shift clock signal SCK is commonly supplied to the diagnostic clock input terminal C. The inverted internal control signal SMB is commonly supplied to the control terminal SMB of each flip-flop.

【0027】この実施例の論理演算回路LCは、さら
に、組合せ回路CB1及びCB2間に設けられ4個のフ
リップフロップFF1〜FF4からなるフリップフロッ
プ群を含む。この実施例において、フリップフロップF
F1〜FF4は、高速論理集積回路装置の診断に与える
有効性が少なく、スキャンイン又はスキャンアウトパス
には含まれない。このため、これらのフリップフロップ
は、すべて前記図1のエッジトリガフリップフロップF
Fによって構成される。フリップフロップFF1〜FF
4のデータ入力端子Dには、組合せ回路CB1の対応す
る出力信号が供給され、その出力端子Qは、組合せ回路
CB2の対応する入力端子にそれぞれ結合される。ま
た、各フリップフロップの制御端子SMBには、上記反
転内部制御信号SMBが共通に供給され、そのクロック
入力端子CKには、上記クロック信号CKが共通に供給
される。
The logical operation circuit LC of this embodiment further includes a flip-flop group including four flip-flops FF1 to FF4 provided between the combinational circuits CB1 and CB2. In this embodiment, the flip-flop F
F1 to FF4 are less effective in diagnosing the high-speed logic integrated circuit device and are not included in the scan-in or scan-out path. Therefore, all of these flip-flops are the edge-triggered flip-flops F of FIG.
It is composed of F. Flip-flops FF1 to FF
The data input terminals D of 4 are supplied with the corresponding output signals of the combinational circuit CB1, the output terminals Q of which are respectively coupled to the corresponding input terminals of the combinational circuit CB2. The inverted internal control signal SMB is commonly supplied to the control terminal SMB of each flip-flop, and the clock signal CK is commonly supplied to its clock input terminal CK.

【0028】高速論理集積回路装置が通常の動作モード
とされ反転内部制御信号SMBがハイレベルとされると
き、フリップフロップSFF1〜SFF4は、エッジト
リガフリップフロップとして機能し、対応する入力デー
タD1〜D4をクロック信号CKの立ち上がりエッジに
おいて取り込み、組合せ回路CB1に伝達する。同様
に、フリップフロップSFF5〜SFF8も、エッジト
リガフリップフロップとして機能し、組合せ回路CB2
の対応する出力信号をクロック信号CKの立ち上がりエ
ッジにおいて取り込み、論理演算回路LCの出力データ
Q1〜Q4として後段回路に出力する。このとき、フリ
ップフロップFF1〜FF4は、やはりエッジトリガフ
リップフロップとして機能し、組合せ回路CB1の対応
する出力信号をクロック信号CKの立ち上がりエッジに
おいて取り込み、組合せ回路CB2の対応する入力端子
にそれぞれ伝達する。
When the high-speed logic integrated circuit device is in the normal operation mode and the inverted internal control signal SMB is at the high level, the flip-flops SFF1 to SFF4 function as edge trigger flip-flops and the corresponding input data D1 to D4. Are taken in at the rising edge of the clock signal CK and transmitted to the combinational circuit CB1. Similarly, the flip-flops SFF5 to SFF8 also function as edge trigger flip-flops, and the combinational circuit CB2.
At the rising edge of the clock signal CK, and outputs it as the output data Q1 to Q4 of the logical operation circuit LC to the subsequent circuit. At this time, the flip-flops FF1 to FF4 also function as edge trigger flip-flops, take in the corresponding output signals of the combinational circuit CB1 at the rising edge of the clock signal CK, and transfer them to the corresponding input terminals of the combinational circuit CB2.

【0029】一方、高速論理集積回路装置が所定の診断
モードとされ反転内部制御信号SMBがロウレベルとさ
れるとき、フリップフロップSFF1〜SFF4はシフ
トレジスタ形態となっていわゆるスキャンインパスを構
成し、スキャンインデータSIDとして供給される診断
データを診断用クロック信号SCKに従って順次取り込
み、組合せ回路CB1に伝達する。同様に、フリップフ
ロップSFF5〜SFF8はシフトレジスタ形態となっ
ていわゆるスキャンアウトパスを構成し、組合せ回路C
B2の出力信号を診断用クロック信号SCKに従って順
次伝達し、スキャンアウトデータSODとして図示され
ない試験回路に出力する。このとき、フリップフロップ
FF1〜FF4はデータスルー回路として機能し、組合
せ回路CB1の出力信号をそのまま組合せ回路CB2伝
達する。
On the other hand, when the high-speed logic integrated circuit device is set to a predetermined diagnostic mode and the inverted internal control signal SMB is set to the low level, the flip-flops SFF1 to SFF4 are in the form of a shift register to form a so-called scan-in path and scan-in. The diagnostic data supplied as the data SID is sequentially taken in according to the diagnostic clock signal SCK and transmitted to the combinational circuit CB1. Similarly, the flip-flops SFF5 to SFF8 have a shift register form to form a so-called scan-out path, and the combinational circuit C
The output signal of B2 is sequentially transmitted according to the diagnostic clock signal SCK, and is output as scan-out data SOD to a test circuit (not shown). At this time, the flip-flops FF1 to FF4 function as a data through circuit, and the output signal of the combination circuit CB1 is transmitted as it is to the combination circuit CB2.

【0030】これらの結果、この実施例の高速論理集積
回路装置では、組合せ回路CB1及びCB2間にフリッ
プフロップFF1〜FF4からなるフリップフロップ群
が設けられるにもかかわらず、所定の診断データをスキ
ャンインデータSIDとしてシリアルに論理演算回路L
Cに入力し、その演算結果をスキャンアウトデータSO
Dとしてシリアルに出力して、組合せ回路CB1及びC
B2の正常性を的確にかつ効率良く確認することができ
る。このとき、フリップフロップFF1〜FF4は、ス
キャンイン又はスキャンアウトパスに含まれず、データ
スルー回路として機能する。前述のように、フリップフ
ロップFF1〜FF4を構成するエッジトリガフリップ
フロップは、データスルー機能を備えるにもかかわら
ず、比較的簡素な回路構成とされ、低コスト化されると
ともに、高速動作しうるものとされる。その結果、この
実施例の高速論理集積回路装置は、高速性を損なわれる
ことなくその低コスト化が推進されるものとなる。
As a result, in the high-speed logic integrated circuit device of this embodiment, the predetermined diagnostic data is scanned in even though the flip-flop group consisting of the flip-flops FF1 to FF4 is provided between the combinational circuits CB1 and CB2. Logical operation circuit L serially as data SID
Input to C and the calculation result is scan out data SO
Serially output as D and combining circuits CB1 and C
The normality of B2 can be confirmed accurately and efficiently. At this time, the flip-flops FF1 to FF4 are not included in the scan-in or scan-out path and function as a data through circuit. As described above, the edge-trigger flip-flops that form the flip-flops FF1 to FF4 have a relatively simple circuit configuration even though they have a data-through function, can be manufactured at low cost, and can operate at high speed. It is said that. As a result, the high-speed logic integrated circuit device of this embodiment is promoted for cost reduction without impairing high-speed performance.

【0031】以上の本実施例に示されるように、この発
明をLSSD方式を採る高速論理集積回路装置等に搭載
されるエッジトリガフリップフロップに適用すること
で、次のような作用効果が得られる。すなわち、 (1)高速論理集積回路装置等に搭載されるエッジトリ
ガフリップフロップを、直列形態とされかつ通常の動作
モードにおいて互いに相補的にデータ伝達状態又はデー
タ保持状態とされ所定の診断モードにおいてともにデー
タ伝達状態とされる一対のスレーブラッチ及びマスター
ラッチによって構成することで、比較的簡素な回路構成
をもって、通常の動作モードにおいてエッジトリガフリ
ップフロップとして機能し、所定の診断モードにおいて
データスルー回路として機能しうる高速かつ低コストの
フリップフロップを実現できるという効果が得られる。 (2)上記(1)項により、クロック信号の複数相化を
必要とすることなく、診断に有効でないエッジトリガフ
リップフロップをスキャンイン又はスキャンアウトパス
から外すことができるという効果が得られる。 (3)上記(1)項及び(2)項により、LSSD方式
を採る高速論理集積回路装置等の高速性を損なうことな
く、その低コスト化を推進することができるという効果
が得られる。
As shown in the above embodiment, by applying the present invention to the edge trigger flip-flop mounted on the high speed logic integrated circuit device or the like adopting the LSSD system, the following operational effects can be obtained. .. That is, (1) the edge trigger flip-flops mounted on a high-speed logic integrated circuit device or the like are made into a serial form and are in a data transmission state or a data holding state complementarily to each other in a normal operation mode, and both are in a predetermined diagnostic mode. With a relatively simple circuit configuration, it functions as an edge trigger flip-flop in a normal operation mode, and as a data through circuit in a predetermined diagnostic mode, by configuring it with a pair of slave latches and master latches that are in a data transmission state. The effect that a possible high-speed and low-cost flip-flop can be realized is obtained. (2) According to the above item (1), it is possible to remove the edge-triggered flip-flops that are not effective for diagnosis from the scan-in or scan-out path without requiring the use of multiple phase clock signals. (3) According to the above items (1) and (2), it is possible to obtain the effect that the cost reduction can be promoted without impairing the high speed of the high speed logic integrated circuit device or the like adopting the LSSD system.

【0032】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、この発明は、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言うまでもない。例え
ば、図1において、Pチャンネル及びNチャンネルMO
SFETからなるスイッチS1〜S4は、いずれか一方
のMOSFETで構成してもよいし、その他のスイッチ
手段を用いることもできる。また、スレーブラッチSL
及びマスターラッチMLを構成するインバータN2及び
N3ならびにN4及びN5は、例えばナンドゲートやノ
アゲート等のような他種の論理ゲート回路を用いること
ができる。内部クロック信号CK1及びCK2を形成す
るためのナンドゲートNA1,ノアゲートNO1ならび
にインバータN7〜N9は、複数のフリップフロップに
共通に設けることができるし、その論理構成もこの実施
例による制約を受けない。スレーブラッチSL及びマス
ターラッチMLは、通常の動作モードにおいて互いに相
補的にデータ伝達状態又はデータ保持とされ、診断モー
ドにおいてともにデータ伝達状態とされることを条件
に、任意の回路構成を採ることができる。図6におい
て、クロック信号CK及び反転内部制御信号SMB等の
論理レベルならびにこれらの信号の論理的組み合わせ等
は、種々の実施形態を採りうる。図7において、論理演
算回路LCに設けられる組合せ回路ならびにフリップフ
ロップの数は、任意に設定できる。また、反転内部制御
信号SMBは、診断モードではない他のテストモードに
おいて選択的にロウレベルとすることができるし、論理
演算回路LCの具体的な構成もこの実施例による制約を
受けない。
The invention made by the present inventor has been specifically described above based on the embodiments. However, the invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Needless to say. For example, in FIG. 1, P channel and N channel MO
The switches S1 to S4 composed of SFETs may be composed of any one of the MOSFETs, or other switch means may be used. Also, slave latch SL
As the inverters N2 and N3 and N4 and N5 that form the master latch ML, other kinds of logic gate circuits such as a NAND gate and a NOR gate can be used. The NAND gate NA1, NOR gate NO1 and inverters N7 to N9 for forming the internal clock signals CK1 and CK2 can be commonly provided in a plurality of flip-flops, and the logical configuration thereof is not limited by this embodiment. The slave latch SL and the master latch ML may have an arbitrary circuit configuration provided that they are in a data transmission state or a data holding state complementary to each other in a normal operation mode and both are in a data transmission state in a diagnostic mode. it can. In FIG. 6, the logic levels of the clock signal CK and the inverted internal control signal SMB, the logical combination of these signals, and the like can take various embodiments. In FIG. 7, the number of combinational circuits and flip-flops provided in the logical operation circuit LC can be set arbitrarily. Further, the inverted internal control signal SMB can be selectively set to the low level in the test modes other than the diagnostic mode, and the specific configuration of the logical operation circuit LC is not restricted by this embodiment.

【0033】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高速
論理集積回路装置に含まれるエッジトリガフリップフロ
ップに適用した場合について説明したが、それに限定さ
れるものではなく、例えば、汎用のゲートアレイ集積回
路や各種の半導体記憶装置等に含まれる同様なフリップ
フロップにも適用できる。この発明は、少なくともLS
SD方式に適応しうることを必要条件とされるエッジト
リガフリップフロップならびにこのようなフリップフロ
ップを含む半導体装置に広く適用できる。
In the above description, the case where the invention made by the present inventor is mainly applied to the edge trigger flip-flop included in the high-speed logic integrated circuit device which is the field of application of the background has been described, but the invention is not limited thereto. However, the present invention can be applied to a similar flip-flop included in a general-purpose gate array integrated circuit or various semiconductor memory devices, for example. This invention is at least LS
The present invention can be widely applied to edge-triggered flip-flops and semiconductor devices including such flip-flops, which are required to be compatible with the SD method.

【0034】[0034]

【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
記の通りである。すなわち、高速論理集積回路装置等に
搭載されるエッジトリガフリップフロップを、直列形態
とされかつ通常の動作モードにおいて互いに相補的にデ
ータ伝達状態又はデータ保持状態とされ所定の診断モー
ドにおいてともにデータ伝達状態とされる一対のスレー
ブラッチ及びマスターラッチによって構成することで、
比較的簡素な回路構成をもって、通常の動作モードにお
いてエッジトリガフリップフロップとして機能し、所定
の診断モードにおいてデータスルー回路として機能しう
る高速かつ低コストのフリップフロップを実現できる。
その結果、クロック信号の複数相化を必要とすることな
く、診断に有効でないエッジトリガフリップフロップを
スキャンイン又はスキャンアウトパスから外すことがで
きるため、LSSD方式を採る高速論理集積回路装置等
の高速性を損なうことなくその低コスト化を推進でき
る。
The effects obtained by the typical ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows. That is, the edge-trigger flip-flops mounted on the high-speed logic integrated circuit device or the like are made into a serial form and are in a data transmission state or a data holding state complementarily to each other in a normal operation mode, and both are in a data transmission state in a predetermined diagnostic mode. By configuring with a pair of slave latch and master latch,
It is possible to realize a high-speed and low-cost flip-flop that can function as an edge trigger flip-flop in a normal operation mode and can function as a data through circuit in a predetermined diagnostic mode with a relatively simple circuit configuration.
As a result, edge trigger flip-flops that are not effective for diagnosis can be removed from the scan-in or scan-out path without requiring multiple phases of the clock signal, so that high-speed logic integrated circuit devices adopting the LSSD method can be used at high speed. The cost reduction can be promoted without spoiling the property.

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

【図1】この発明が適用されたエッジトリガフリップフ
ロップの一実施例を示す回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of an edge trigger flip-flop to which the present invention is applied.

【図2】図1のエッジトリガフリップフロップに含まれ
るインバータの一実施例を示す回路図である。
FIG. 2 is a circuit diagram showing an embodiment of an inverter included in the edge trigger flip-flop shown in FIG.

【図3】図1のエッジトリガフリップフロップに含まれ
るノアゲートの一実施例を示す回路図である。
3 is a circuit diagram showing an embodiment of a NOR gate included in the edge trigger flip-flop shown in FIG.

【図4】図1のエッジトリガフリップフロップに含まれ
るナンドゲートの一実施例を示す回路図である。
FIG. 4 is a circuit diagram showing an embodiment of a NAND gate included in the edge trigger flip-flop shown in FIG.

【図5】図1のエッジトリガフリップフロップの真理値
図である。
5 is a truth diagram of the edge-triggered flip-flop of FIG.

【図6】図1のエッジトリガフリップフロップの一実施
例を示す信号波形図である。
FIG. 6 is a signal waveform diagram showing an embodiment of the edge trigger flip-flop shown in FIG.

【図7】図1のエッジトリガフリップフロップを用いた
論理演算回路の一実施例を示す回路ブロック図である。
7 is a circuit block diagram showing an embodiment of a logical operation circuit using the edge trigger flip-flop shown in FIG.

【図8】従来のエッジトリガフリップフロップの一例を
示す回路図である。
FIG. 8 is a circuit diagram showing an example of a conventional edge trigger flip-flop.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

FF・・・エッジトリガフリップフロップ、SL・・・
スレーブラッチ、ML・・・マスターラッチ、S1〜S
4・・・スイッチ。LC・・・論理演算回路、FF1〜
FF4・・・エッジトリガフリップフロップ、SFF1
〜SFF8・・・シフト機能付エッジトリガフリップフ
ロップ、CB1〜CB2・・・組合せ回路。N1〜N1
1・・・インバータ、NO1・・・ノア(NOR)ゲー
ト、NA1〜NA7・・・ナンド(NAND)ゲート、
Q1〜Q5・・・PチャンネルMOSFET、Q11〜
Q15・・・NチャンネルMOSFET。
FF ... Edge trigger flip-flop, SL ...
Slave latch, ML ... Master latch, S1 to S
4 ... switch. LC ... Logical operation circuit, FF1
FF4 ... Edge trigger flip-flop, SFF1
-SFF8 ... Edge trigger flip-flop with shift function, CB1-CB2 ... Combination circuit. N1 to N1
1 ... Inverter, NO1 ... NOR gate, NA1 to NA7 ... NAND gate,
Q1-Q5 ... P-channel MOSFET, Q11-
Q15 ... N-channel MOSFET.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 通常の動作モードにおいて所定のクロッ
ク信号に従って動作するエッジトリガフリップフロップ
として機能し、所定のテストモードにおいて入力端子に
供給される入力データを実質的にそのまま出力端子に伝
達するデータスルー回路として機能することを特徴とす
るフリップフロップ。
1. A data through functioning as an edge-trigger flip-flop that operates in accordance with a predetermined clock signal in a normal operation mode and transmitting input data supplied to an input terminal to the output terminal substantially as it is in a predetermined test mode. A flip-flop characterized by functioning as a circuit.
【請求項2】 上記フリップフロップは、直列形態とさ
れかつ通常の動作モードにおいて互いに相補的にデータ
伝達状態又はデータ保持状態とされ上記テストモードに
おいてともにデータ伝達状態とされる第1及び第2のラ
ッチ回路を含むものであることを特徴とする請求項1の
フリップフロップ。
2. The first and second flip-flops are formed in a serial form and are in a data transmission state or a data holding state complementary to each other in a normal operation mode, and both are in a data transmission state in the test mode. The flip-flop according to claim 1, comprising a latch circuit.
【請求項3】 上記第1のラッチ回路は、上記テストモ
ードにおいてあるいは上記クロック信号が第1の論理レ
ベルとされるとき選択的に入力データを第1の内部ノー
ドに伝達する第1のスイッチ手段と、上記第1のスイッ
チ手段がオフ状態とされるときその入出力ノードが上記
第1の内部ノードに結合されるべく選択的にラッチ形態
とされる第1及び第2の論理ゲート回路とを含むもので
あり、上記第2のラッチ回路は、上記テストモードにお
いてあるいは上記クロック信号が第2の論理レベルとさ
れるとき選択的に上記第1のラッチ回路の出力信号を第
2の内部ノードに伝達する第2のスイッチ手段と、上記
第2のスイッチ手段がオフ状態とされるときその入出力
ノードが上記第1の内部ノードに結合されるべく選択的
にラッチ形態とされる第3及び第4の論理ゲート回路と
を含むものであることを特徴とする請求項2のフリップ
フロップ。
3. The first latch circuit selectively transmits input data to a first internal node in the test mode or when the clock signal is at a first logic level. And first and second logic gate circuits selectively latched so that their input / output nodes are coupled to the first internal node when the first switch means is turned off. The second latch circuit selectively outputs the output signal of the first latch circuit to the second internal node in the test mode or when the clock signal is at the second logic level. The second switch means for transmitting and the input / output node thereof is selectively latched to be coupled to the first internal node when the second switch means is turned off. 3. The flip-flop according to claim 2, including a third and a fourth logic gate circuit.
【請求項4】 上記フリップフロップは、LSSD方式
を採る高速論理集積回路装置に含まれるものであり、上
記テストモードは、上記高速論理集積回路装置の診断モ
ードであって、上記高速論理集積回路装置は、その入力
側にスキャンインパスが設けられる第1の組合せ回路
と、その出力側にスキャンアウトパスが設けられる第2
の組合せ回路と、上記第1及び第2の組合せ回路間に設
けられ上記フリップフロップからなるフリップフロップ
群とを具備するものであることを特徴とする請求項1,
請求項2又は請求項3のフリップフロップ。
4. The flip-flop is included in a high-speed logic integrated circuit device adopting an LSSD method, and the test mode is a diagnostic mode of the high-speed logic integrated circuit device. Is a first combinational circuit having a scan-in path on its input side and a second combinational circuit having a scan-out path on its output side.
2. The combinational circuit according to claim 1 and a flip-flop group including the flip-flops provided between the first and second combinational circuits.
The flip-flop according to claim 2 or 3.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6518810B1 (en) 1999-06-16 2003-02-11 Nec Corporation Latch circuit and register circuit
KR100457336B1 (en) * 1997-09-23 2005-01-17 삼성전자주식회사 Double-edge-triggered flip-flop circuit realizing high integration
WO2004068707A3 (en) * 2003-01-30 2005-06-09 Sun Microsystems Inc High-speed flip-flop circuitry and method for operating the same
US6968486B2 (en) 2000-12-20 2005-11-22 Nec Corporation Master-slave-type scanning flip-flop circuit for high-speed operation with reduced load capacity of clock controller

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