JPH05215820A - スキャンパス回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、スキャンパス回路を構成する複数
のスキャンフリップフロップのデータ内容を容易に変更
することができ、しかも、スキャンパス回路におけるス
キャンデータシフト中に、このスキャンパス回路の出力
側に接続される組み合わせ回路のデータが破壊されるこ
とを防止することができるスキャンパス回路を提供する
ことを目的とする。 【構成】 複数のスキャンフリップフロップが従属接続
されていて、その初段のスキャンフリップフロップと入
力端子との間にエクスクルーシブオア回路と回路選択手
段とが介在している。また、上記のフリップフロップの
それぞれは例えば二つの独立した出力回路を有してい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、スキャンパス回路の改
良に関する。特に、スキャンパス回路を構成する複数の
スキャンフリップフロップのデータ内容を容易に変更す
ることができ、しかも、スキャンパス回路におけるスキ
ャンデータシフト中に、このスキャンパス回路の出力側
に接続される組み合わせ回路のデータが破壊されること
を防止することができるスキャンパス回路を提供するこ
とを目的とする改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、半導体集積回路はますます大規模
化しており、完成された半導体集積回路を試験するため
の診断パターン（テストパターン）を作成することが大
きな負担となっている。そこで、フリップフロップを外
部から直接書き込み・読み出しができるようにし、計算
機を用いた自動診断パターンの作成を可能にするためス
キャンパス回路が使用されている。

【０００３】以下、従来技術に係るスキャンパス回路に
ついて説明する。図６は従来技術に係るスキャンパス回
路の説明図であり、図７は図６に示すスキャンパス回路
のスキャンフリップフロップの回路図である。また、図
８は図７に示すスキャンフリップフロップのトランスミ
ッションゲートのゲートに印加される信号の説明図であ
る。

【０００４】図６参照 図において、６はスキャンフリップフロップであり、そ
れぞれのフリップフロップ６の出力端子Ｑを次段のスキ
ャンデータ入力端子Ｓｉに接続し、複数のスキャンフリ
ップフロップの従属接続を形成し、スキャンパス回路Ｉ
を構成している。それぞれのスキャンフリップフロップ
６のデータ入力端子Ｄｉは前段の組み合わせ回路IIのそ
れぞれの出力端子に接続され、それぞれのスキャンフリ
ップフロップ６の上記の出力端子Ｑは、また、後段の組
み合わせ回路III のそれぞれの入力端子に接続されてい
る。７は、上記の従属接続をなす複数のスキャンフリッ
プフロップ６のうちの初段のスキャンフリップフロップ
のスキャンデータ入力端子Ｓｉが接続される入力端子で
あり、８は、最終段のスキャンフリップフロップ６の出
力端子Ｑが接続される出力端子である。

【０００５】図６の回路において、前段の組み合わせ回
路IIを診断するときには、組み合わせ回路IIのそれぞれ
の出力をスキャンパス回路Ｉのそれぞれのスキャンフリ
ップフロップ６に入力し、それぞれのスキャンフリップ
フロップ６に書き込み、つぎに、この書き込まれたデー
タを次段のスキャンフリップフロップ６に順次転送し、
出力端子８から、上記データを順次読み出して、組み合
わせ回路IIを診断する。また、後段の組み合わせ回路II
I を診断するときは、入力端子７からスキャンデータを
初段のスキャンフリップフロップ６に入力し、このスキ
ャンデータを次段のスキャンフリップフロップ６に順次
転送し、それぞれのスキャンフリップフロップ６の出力
を後段の組み合わせ回路III に入力し、後段の組み合わ
せ回路III それぞれの出力端子からの出力にもとづいて
組み合わせ回路III を診断する。

【０００６】つぎに、上記のスキャンパス回路のスキャ
ンフリップフロップについて説明する。 図７参照 図において、６はスキャンフリップフロップであり、61
はスキャンフリップフロップ６の前段をなすマスターラ
ッチであり、62はスキャンフリップフロップ６の後段を
なすスレーブラッチである。Ｔはトランスミッションゲ
ートであり、ＩＮＶはインバータである。Ｑはスキャン
フリップフロップ６の出力端子であり、Ｄｉはデータ入
力端子であり、Ｓｉはスキャンデータ入力端子である。
上記のトランスミッションゲートＴのゲートに付記され
ている符号は図８に示すとおりである（図８参照）。図
において、ＣＫはクロック信号であり、Ａはスキャンマ
スタークロック信号であり、ＸＢは負論理のスキャンス
レーブクロック信号である。

【０００７】つぎに、上記のスキャンフリップフロップ
の動作について説明する。まず、スキャンフリップフロ
ップのデータ入力端子Ｄｉからデータが入力される場合
においては、クロック信号ＣＫによって入力データがマ
スターラッチ61に書き込まれ、つぎのクロック信号ＣＫ
によってデータがマスターラッチ61からスレーブラッチ
62に転送され出力される。この場合、Ａ信号、ＸＢ信号
は常に０（Low ）であるので、スキャンデータの書き込
みは阻止される。つぎに、スキャンデータ入力端子Ｓｉ
からスキャンデータが入力される場合においては、Ａ信
号によってスキャンデータがマスターラッチ61に書き込
まれ、ＸＢ信号によってスキャンデータがマスターラッ
チ61からスレーブラッチ62に転送され出力される。この
場合、クロック信号ＣＫは常に１（High）であるので、
データ入力端子Ｄｉからのデータは書き込みを阻止され
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来技術に
係るスキャンパス回路においては、それぞれのスキャン
フリップフロップに書き込まれたデータのうち任意のス
キャンフリップフロップのデータのみを変更することは
不可能であり、このような変更を必要とする場合には既
に書き込まれたデータを全て外部に読み出した後、新た
に所望のデータをそれぞれのスキャンフリップフロップ
に書き込ませなければならず、操作が繁雑であり作業効
率が著しく低下すると云う欠点がある。さらに、従来技
術に係るスキャンパス回路においては、スキャンフリッ
プフロップの出力は次段のスキャンフリップフロップの
スキャンデータ入力になると同時に、後段の組み合わせ
回路III の入力にもなるので、スキャンパス回路におけ
るスキャンフリップフロップ間のスキャンデータシフト
中に、後段の組み合わせ回路III に種々のパルスデータ
が入力される結果、組み合わせ回路III のデータ破壊を
発生すると云う欠点も存在する。

【０００９】本発明の目的は、上記の欠点を解消するこ
とにあり、スキャンパス回路を構成する複数のスキャン
フリップフロップのデータ内容を容易に変更することが
でき、しかも、スキャンパス回路におけるスキャンデー
タシフト中に、このスキャンパス回路の後段の組み合わ
せ回路のデータが破壊されることを防止することができ
るスキャンパス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】上記の目的は、複数のス
キャンフリップフロップ（１）が従属接続されていて、
前記のスキャンフリップフロップ（１）の初段の入力端
子及び出力端子と、データ入力端子と、データ入力端子
と出力端子とに接続されたエクスクルーシブオア回路
（２）とエクスクルーシブオア回路又はデータ入力端子
に選択的に接続する回路選択手段（３）とを具備してい
るスキャンパス回路によって達成される。

【００１１】上記の構成において、前記のスキャンフリ
ップフロップ（１）のそれぞれの後段は二つに分かれて
いて、二つの独立した出力回路（12）（13）が設けられ
ていると、回路の安定化に効果が著しい。

【００１２】

【作用】本発明に係るスキャンパス回路の原理を図５に
示す。 図５参照 図において、１はスキャンフリップフロップであり、２
はエクスクルーシブオア回路であり、３は、通常のデー
タ書き込みにおいては図のイ側に閉路されており、デー
タ内容変更のときのみ図のロ側に切り換えられる回路選
択手段である。７はスキャンデータが入力される入力端
子である。スキャンパス回路を構成する複数のスキャン
フリップのうち、最終段のスキャンフリップフロップか
ら数えてｎ番目のスキャンフリップフロップのデータ内
容を変更する場合には、まず、回路選択手段３をロ側に
切り換え、上記のスキャンマスタークロック信号Ａと負
論理のスキャンスレーブクロック信号ＸＢとをもって、
それぞれのスキャンフリップフロップのデータを順次、
次段のスキャンフリップフロップにシフトし、最終段の
スキャンフリップフロップのデータはエクスクルーシブ
オア回路２を介して初段のスキャンフリップフロップに
シフトする。このシフト操作において、ｎ回目のシフト
操作のときのみ入力端子７から入力するスキャンデータ
を０から１にし、他のシフト操作のときは全てスキャン
データを０にし、上記のシフト操作をｎ回繰り返すこと
によって、容易に上記のｎ番目のスキャンフリップフロ
ップのデータ内容を変更することができる。例えば、ス
キャンパス回路が４個のスキャンフリップフロップより
なり、それぞれのスキャンフリップフロップに書き込ま
れているデータが、初段が０、２段目が１、３段目が
１、最終段が１であったとして、３段目のみ０に変更す
る場合には、上記のスキャンフリップフロップ間のデー
タシフト操作の２回目のみに、スキャンデータを０から
１にし、シフト操作を４回繰り返すことにより、極めて
容易に所望のデータ変更を行うことができる。

【００１３】また、本発明における、スキャンフリップ
フロップのそれぞれの後段が二つに分かれていて、二つ
の独立した出力回路を有する場合には、スキャンパス回
路におけるデータシフト中に、後段の組み合わせ回路へ
出力する出力回路がトランスミッションゲートによって
回路がオフされるので、データシフト中でも後段の組み
合わせ回路への出力は変化することはないから、後段の
組み合わせ回路のデータ破壊は発生せず回路は安定す
る。

【００１４】

【実施例】以下、図面を参照しつゝ、本発明の一実施例
に係るスキャンパス回路について接続する。

【００１５】図１は本実施例に係るスキャンパス回路の
説明図である。図２は図１に示すスキャンパス回路のス
キャンフリップフロップの回路図であり、図３は図２に
示すスキャンフリップフロップのトランスミッションゲ
ートのゲートに印加される信号の説明図である。また、
図４は本実施例に係るスキャンパス回路の動作説明図で
ある。

【００１６】図１参照 図において、１は本発明に係るスキャンフリップフロッ
プであり、それぞれのフリップフロップ１の一方の出力
端子Ｓｏを次段のスキャンデータ入力端子Ｓｉに接続
し、複数のスキャンフリップフロップ１の従属接続を形
成し、スキャンパス回路を構成している。また、それぞ
れのスキャンフリップフロップ１の他方の出力端子Ｑは
後段の組み合わせ回路のそれぞれの入力端子に接続され
ている。それぞれのスキャンフリップフロップの１のデ
ータ入力端子Ｄｉは前段の組み合わせ回路のそれぞれの
出力端子に接続されている。２は、入力端子７から入力
されるスキャンデータと上記のスキャンパス回路の最終
段のスキャンフリップフロップの出力とを入力されるエ
クスクルーシブオア回路である。３は、上記のスキャン
フリップフロップ１のスキャンデータ入力端子Ｓｉを、
通常のデータ書き込みのときには入力端子７と接続し、
スキャンフリップフロップ１のデータ変更のときには上
記のエクスクルーシブオア回路２の出力端子に接続換え
する回路選択手段である。４はインバータである。７は
入力端子であり、８は出力端子である。

【００１７】つぎに、上記のスキャンパス回路について
説明する。スキャンフリップフロップに書き込まれてい
るデータを変更するときには、制御信号ＳＣを０から１
に変更して回路選択手段３に入力し、初段のスキャンフ
リップフロップのスキャンデータ入力端子Ｓｉを入力端
子７側からエクスクルーシブオア回路２の出力側に接続
換えし、作用の項で詳述したように、スキャンマスター
クロック信号Ａと負論理のスキャンスレーブクロック信
号ＸＢとをもって、それぞれのスキャンフリップフロッ
プのデータを順次、次段のスキャンフリップフロップに
シフトする。最終段のスキャンフリップフロップからｎ
番目のデータを変更する場合は、上記のシフト操作のｎ
回目のみ、スキャンデータを０から１に変更する。した
がって、極めて容易にデータ変更をなすことができる。
また、スキャンフリップフロップの出力回路が二つに分
かれていて、一方の出力回路（出力端子はＳｏ）を用い
てスキャンデータをシフトしているときは、他方の出力
回路（出力端子はＱ）は制御信号ＳＣを入力されるトラ
ンスミッションゲートによって回路がオフされているの
で、後段の組み合わせ回路のデータを破壊することはな
い。スキャンパス回路のその他の動作の説明は、従来技
術の場合と同一なので省略する。

【００１８】なお、上記のエクスクルーシブオア回路２
の代わりに、エクスクルーシブノア回路を用い、スキャ
ンデータをインバータを介して上記のエクスクルーシブ
ノア回路に入力してもよい。

【００１９】図４参照 図４は、スキャンフリップフロップのデータを変更する
ときの各信号及び各スキャンフリップフロップのデータ
（Ｆ／Ｆ〜Ｆ／Ｆ）のタイムチャートである。図は
図１の構成のスキャンパス回路の初段から数えて３番目
のスキャンフリップフロップに書き込まれたデータを１
（Ｈ）から０（Ｌ）に変更する場合である。

【００２０】つぎに、本発明に係るスキャンフリップフ
ロップ回路について説明する。 図２参照 図において、１はスキャンフリップフロップであり、11
はスキャンフリップフロップ１の前段をなすマスターラ
ッチであり、12はスキャンフリップフロップ１の後段を
なすスレーブラッチの一方の出力回路であり、13は上記
のスレーブラッチの他方の出力回路である。Ｔ及びＴｏ
はトランスミッションゲートであり、ＩＮＶはインバー
タである。Ｄｉはデータ入力端子であり、Ｓｉはスキャ
ンデータ入力端子であり、Ｓｏは一方の出力回路の出力
端子であり、Ｑは他方の出力回路の出力端子である。上
記のトランスミッションゲートＴ・Ｔｏのゲートに付記
されている符号は図３に示すとおりである（図３参
照）。図３において、ＣＫはクロック信号であり、Ａは
スキャンマスタークロック信号であり、ＸＢは負論理の
スキャンスレーブクロック信号であり、ＳＣは制御信号
である。

【００２１】上記のスキャンフリップフロップの動作に
ついて説明する。このスキャンフリップフロップにおい
ては、スキャンパス回路におけるデータシフト中、制御
信号ＳＣは１にされ、その結果、トランスミッションゲ
ートＴｏがオフされ、他方の出力回路13がデータシフト
中の一方の出力回路12から遮断される。この動作によっ
て、データシフト中でも後段の組み合わせ回路のデータ
は安定に維持される。他の動作の説明は従来技術の場合
と同一なので省略する。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したとおり、本発明に係るスキ
ャンパス回路は複数のスキャンフリップフロップが従属
接続されていて、その初段のスキャンフリップフロップ
と入力端子との間にエクスクルーシブオア回路と回路選
択手段とが介在することゝされているので、上記の回路
選択手段によって初段のスキャンフリップフロップのス
キャンデータ入力端子を上記のエクスクルーシブオア回
路の出力端子に接続換えしてデータをシフトし、スキャ
ンデータを０から１に変更するのみでスキャンフリップ
フロップのデータを容易に変更することができる。ま
た、本発明に係るスキャンフリップフロップは、それぞ
れのスキャンフリップフロップの後段が二つの独立した
出力回路に分かれているので、一方の出力回路をもって
データをシフトしているときでも他方の出力回路に接続
される後段の組み合わせ回路に影響を与えることはな
い。

【００２３】したがって、本発明はスキャンパス回路を
構成する複数のスキャンフリップフロップのデータ内容
を容易に変更することができ、しかも、スキャンパス回
路におけるスキャンデータシフト中に、このスキャンパ
ス回路の後段の組み合わせ回路のデータが破壊されるこ
とを防止することができるスキャンパス回路を提供する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施例に係るスキャンパス回路の説
明図である。

【図２】図１に示すスキャンパス回路のスキャンフリッ
プフロップの回路図である。

【図３】図２に示すスキャンフリップフロップのトラン
スミッションゲートのゲートに印加される信号の説明図
である。

【図４】図１に示すスキャンパス回路の動作説明図であ
る。

【図５】本発明に係るスキャンパス回路の原理図であ
る。

【図６】従来技術に係るスキャンパス回路の説明図であ
る。

【図７】図６に示すスキャンパス回路のスキャンフリッ
プフロップの回路図である。

【図８】図７に示すスキャンフリップフロップのトラン
スミッションゲートのゲートに印加される信号の説明図
である。

【符号の説明】 １ スキャンフリップフロップ（本発明） ２ エクスクルーシブオア回路 ３ 回路選択手段 ４ インバータ ６ スキャンフリップフロップ（従来技術） ７ 入力端子 ８ 出力端子 11 マスターラッチ（本発明） 12 スレーブラッチの一方の出力回路（本発明） 13 スレーブラッチの他方の出力回路（本発明） 61 マスターラッチ（従来技術） 62 スレーブラッチ（従来技術）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のスキャンフリップフロップ（１）
   が従属接続されてなり、前記スキャンフリップフロップ
   （１）の初段の入力端子及び出力端子と、データ入力端
   子と、データ入力端子と出力端子とに接続されたエクス
   クルーシブオア回路（２）とエクスクルーシブオア回路
   又はデータ入力端子に選択的に接続する回路選択手段
   （３）とを具備してなることを特徴とするスキャンパス
   回路。
2. 【請求項２】 前記スキャンフリップフロップ（１）の
   それぞれの後段は二つに分かれており、二つの独立した
   出力回路（12）（13）が設けられてなることを特徴とす
   る請求項１記載のスキャンパス回路。