JPH05335899A - フリップフロップ回路 - Google Patents

フリップフロップ回路

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Publication number
JPH05335899A
JPH05335899A JP4137150A JP13715092A JPH05335899A JP H05335899 A JPH05335899 A JP H05335899A JP 4137150 A JP4137150 A JP 4137150A JP 13715092 A JP13715092 A JP 13715092A JP H05335899 A JPH05335899 A JP H05335899A
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JP
Japan
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opening
circuit
closing
switch
flip
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP4137150A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroyuki Ohashi
宏行 大橋
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
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Publication of JPH05335899A publication Critical patent/JPH05335899A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明はフリップフロップ回路に関し、高速
動作時にも確実に動作するとともに、試験時におけるテ
ストデータのデータ量を削減し、高集積化を図ったフリ
ップフロップ回路を提供することを目的としている。 【構成】 所定の情報を保持する第一情報保持手段1
と、該第一情報保持手段1に入力される情報の入力経路
を開閉する第一開閉手段SW1と、該第一情報保持手段
BUF1から出力される情報を保持する第二情報保持手
段2と、該第二情報保持手段2に入力される情報の入力
経路を開閉する第二開閉手段SW2と、該第一開閉手段
SW1及び該第二開閉手段SW2の開閉動作を制御する
開閉制御手段3とを備え、前記開閉制御手段3は、前記
前記第二開閉手段SW2を開状態とした後、所定の時間
間隔をおいて前記第一開閉手段SW1を閉状態とするよ
うに構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はフリップフロップ回路に
係り、詳しくは、動作の安定性及び試験の容易性を高め
たフリップフロップ回路に関する。近年、LSI(Larg
e Scale Integrated circuit)等に代表される半導体装
置においては小型化、高速化、低消費電力化が求められ
ており、例えば、LSIの構成回路の一つであるフリッ
プフロップ回路においても同様の要求が求められてお
り、また、大規模化に伴う試験の簡略化も要求されてい
る。
【0002】
【従来の技術】従来のこの種のフリップフロップ回路と
しては、例えば、図4に示すようなスタティック型のフ
リップフロップ回路と、図5に示すようなダイナミック
型のフリップフロップ回路とがある。図4に従来のスタ
ティック型フリップフロップ回路の概略構成を示す。
【0003】スタティック型フリップフロップ回路は、
大別して、第一情報保持回路1、第二情報保持回路2、
第一スイッチSW1、第二スイッチSW2、スイッチ制
御回路3から構成されている。なお、Dはデータ入力端
子、CKはクロック入力端子、Qは出力端子である。第
一情報保持回路1は、バッファ回路BUF1,BUF3
から構成され、データ入力端子Dから入力される所定の
情報を保持するものである。
【0004】第二情報保持回路2は、バッファ回路BU
F2,BUF4から構成され、第一情報保持回路1から
出力される情報を保持するものである。スイッチ制御回
路3は、インバータ回路INV1から構成され、クロッ
ク入力端子CKから入力されるクロック信号を、第一ス
イッチSW1及び第二スイッチSW2に互いに反転させ
て与えるものである。
【0005】第一スイッチSW1及び第二スイッチSW
2は、スイッチ制御回路3から与えられる制御信号が
“H”の場合はオフして開状態となり、“L”の場合は
オンして閉状態となるものである。以上の構成におい
て、クロック入力端子CKからクロック信号として
“L”が入力されると、第一スイッチSW1には
“L”、第二スイッチSW2にはインバータ回路INV
1を介して“H”が与えられ、第一スイッチSW1がオ
ンして閉状態となるとともに、第二スイッチSW2がオ
フして開状態となる。
【0006】この状態でデータ入力端子Dからデータが
入力されると、このデータは第一情報保持回路1内のバ
ッファ回路BUF1,BUF3によって保持される。次
に、クロック信号として“H”が入力されると、第一ス
イッチSW1には“H”、第二スイッチSW2にはイン
バータ回路INV1を介して“L”が与えられ、第一ス
イッチSW1がオフして開状態となるとともに、第二ス
イッチSW2がオンして閉状態となる。
【0007】これによって、第一情報保持回路1に保持
されたデータは、第二情報保持回路2内のバッファ回路
BUF2,BUF4に転送されるとともに、出力端子Q
から出力される。図5に従来のダイナミック型フリップ
フロップ回路の概略構成を示す。なお、図5において、
図4に示したスタティック型フリップフロップ回路に付
された番号と同一番号は同一部分を示す。
【0008】ダイナミック型フリップフロップ回路は、
図4に示すスタティック型フリップフロップ回路と同様
に、大別して、第一情報保持回路1、第二情報保持回路
2、第一スイッチSW1、第二スイッチSW2、スイッ
チ制御回路3から構成されている。但し、第一情報保持
回路1は、バッファ回路BUF1から構成され、また、
第二情報保持回路2は、バッファ回路BUF2から構成
されており、スタティック型と比較して素子数が少なく
なるが、クロック信号が停止した際は、スタティック型
フリップフロップ回路の第一情報保持回路1及び第二情
報保持回路2のように、データ保持機能は働かない。
【0009】ちなみに、その基本的な動作は前述のスタ
ティック型フリップフロップ回路と同一であるので、そ
の説明は省略する。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
スタティック型フリップフロップ回路にあっては、第
一,第二情報保持回路をそれぞれ2個のバッファ回路で
構成していたため、仮にクロック信号が停止しても、バ
ッファ回路には電源電流は流れることがないが、素子数
が多くなるため、近時における半導体集積回路の高集積
化の妨げとなり、大規模な回路になればなるほど、小型
化が困難になるという問題点があった。
【0011】一方、従来のダイナミック型フリップフロ
ップ回路にあっては、スタティック型フリップフロップ
回路と比較して素子数が少なくてすむが、クロック信号
が停止すると、第一スイッチSW1及び第二スイッチS
W2がオフして開状態となって、バッファ回路BUF
1,BUF2の入力が開放状態、すなわち、入力レベル
不定状態となるため、中間電位入力と同様の作用とな
り、バッファ回路BUF1,BUF2に過剰な電源電流
が流れてしまうという問題点があった。
【0012】また、従来のスタティック型及びダイナミ
ック型のいずれのフリップフロップ回路にあっても、ス
イッチ制御回路3はクロック信号のタイミングによって
スイッチSW1,SW2の開閉動作を制御するという構
成となっていたため、近時における半導体集積回路の高
速化によってクロック信号が高くなってくると、クロッ
ク信号の周期が短くなり、スイッチ制御回路3が誤動作
するという問題点が生じてくる。
【0013】これは、本来、第一スイッチSW1と第二
スイッチSW2とは互い違いに開閉状態を繰り返すよう
に制御されるはずであるが、クロック信号の周期が短く
なってくると、データの入力と出力とを制御するタイミ
ングがずれ、第一スイッチSW1がオンして閉状態とな
るタイミングにおいて、第二スイッチSW2がオンした
状態のままという場合が発生する。
【0014】すると、データ入力端子Dから第一情報保
持回路1に入力されるデータは、第二情報保持回路2を
介してそのまま出力端子Qから出力されるという、デー
タの突き抜けという現象が起こる。さらに、近時におけ
る半導体集積回路の機能が複雑化により、回路の故障を
発見するための試験のために膨大なテストデータが必要
になってきているが、このテストデータのデータ量はフ
リップフロップ回路の使用数に依存することが多いた
め、フリップフロップ回路内でテストデータのデータ量
を抑えるための工夫が必要である。
【0015】[目的]そこで本発明は、高速動作時にも
確実に動作するとともに、試験時におけるテストデータ
のデータ量を削減し、高集積化を図ったフリップフロッ
プ回路を提供することを目的としている。
【0016】
【課題を解決するための手段】本発明によるフリップフ
ロップ回路は上記目的達成のため、所定の情報を保持す
る第一情報保持手段1と、該第一情報保持手段1に入力
される情報の入力経路を開閉する第一開閉手段SW1
と、該第一情報保持手段BUF1から出力される情報を
保持する第二情報保持手段2と、該第二情報保持手段2
に入力される情報の入力経路を開閉する第二開閉手段S
W2と、該第一開閉手段SW1及び該第二開閉手段SW
2の開閉動作を制御する開閉制御手段3とを備え、前記
開閉制御手段3は、前記前記第二開閉手段SW2を開状
態とした後、所定の時間間隔をおいて前記第一開閉手段
SW1を閉状態とするように構成している。
【0017】なお、この場合、前記開閉制御手段3は、
所定の制御信号に基づいて試験時に前記第一開閉手段S
W1及び前記第二開閉手段SW2をそれぞれ閉状態とす
るようにし、さらに、ダイナミック回路で構成すること
が望ましい。
【0018】
【作用】本発明では、開閉制御手段によって第一開閉手
段及び第二開閉手段の開閉動作が制御される場合、ま
ず、第二開閉手段が開状態とされた後、所定の時間間隔
をおいて第一開閉手段が閉状態とされる。すなわち、第
一情報保持手段に所定の情報が保持される場合、第二開
閉手段は必ず開状態となっているため、情報がそのまま
第二情報保持手段を介して出力されることがない。
【0019】また、試験時には第一開閉手段及び第二開
閉手段がそれぞれ閉状態となり、入力されたデータがそ
のまま出力されるため、フリップフロップ回路がスルー
状態となり、試験時におけるフリップフロップ回路の存
在が無視できる。さらに、フリップフロップ回路がダイ
ナミック回路で構成されることにより、LSIのチップ
面積が小さくなる。
【0020】したがって、高速動作時にも確実に動作す
るとともに、試験時におけるテストデータのデータ量が
削減され、高集積化が図られる。
【0021】
【実施例】以下、本発明を図面に基づいて説明する。図
1は本発明に係るフリップフロップ回路の一実施例を示
す図であり、その要部構成を示す回路図である。まず、
構成を説明する。
【0022】なお、図1において、図5に示した従来例
に付された番号と同一番号は同一部分を示す。本実施例
のフリップフロップ回路は、大別して、第一情報保持手
段である第一情報保持回路1、第二情報保持手段である
第二情報保持回路2、第一開閉手段である第一スイッチ
SW1、第二開閉手段である第二スイッチSW2、開閉
制御手段であるスイッチ制御回路3から構成されてい
る。
【0023】スイッチ制御回路3は、テストモード信号
入力端子TMを有するとともに、ノアゲートNOR1,
NOR2と、バッファアンプAMP1,AMP2とから
構成され、テストモード信号が“L”、すなわち、通常
動作モード時は、クロック入力端子CKから入力される
クロック信号に基づいてスイッチSW1,SW2の開閉
動作を制御するが、この場合、第二スイッチSW2の開
閉動作の制御からノアゲートNOR2及びバッファアン
プAMP2を介しての遅延分だけ遅れて第一スイッチS
W1の開閉動作が制御され、テストモード時には、第一
スイッチSW1及び第二スイッチSW2は共にオンして
閉状態となり、スルー状態となる。
【0024】図2にノアゲートの回路構成の一例を示
す。すなわち、本実施例のノアゲートNOR1,NOR
2は、図2に示すように、2個のPチャネルMOSトラ
ンジスタP1,P2と、2個のNチャネルMOSトラン
ジスタN1,N2とから構成されている。次に作用を説
明する。
【0025】図3に本実施例の動作タイミングを示す。
まず、通常動作モード時においては、テストモード信号
入力端子TMから“L”の信号が入力され、第一スイッ
チSW1がオンして閉状態であれば、第二スイッチSW
2はオフして開状態となり、それが交互に繰り返され
る。これが高速動作時になると第一スイッチSW1と第
二スイッチSW2との切り換わるタイミングが問題とな
り、特に、第一情報保持回路1(バッファ回路BUF
1)にデータが保持される場合の、第一スイッチSW1
がオフからオン、第二スイッチSW2がオンからオフに
変化する場合が問題となってくる。
【0026】本実施例では、バッファ回路BUF1から
バッファ回路BUF2へのデータの突き抜けを防止する
ために、図3中(a)で示すように、第二スイッチSW
2がオフした後に、第一スイッチSW1がオンするよう
になっており、この問題点を解消している。また、図3
中(b)で示すように、第一スイッチSW1及び第二ス
イッチSW2が両方ともオンしている期間が存在する
が、これはバッファ回路BUF1のデータをバッファ回
路BUF2に伝達するためのものであるため、フリップ
フロップ回路の動作に問題は生じない。
【0027】次に、テストモード時には、テストモード
信号入力端子TMから“H”の信号が入力され、第一ス
イッチSW1及び第二スイッチSW2が両方ともオン状
態となるため、図3中(c)で示すように、クロック信
号に関係なく、データ入力端子Dから入力されたデータ
はそのまま出力端子Qから出力される。すなわち、本実
施例では、ダイナミック型で構成しているが、テストモ
ード信号として“H”の入力があれば、入力端における
入力レベルが定まるので、クロック信号が停止しても電
源電流は流れなくなる。
【0028】このように本実施例では、高速化に伴う誤
動作の問題に対しては、第一スイッチSW1及び第二ス
イッチSW2の開閉動作を決定するマスタとスレーブと
のクロックに時間差を設けることで、データの突き抜け
が防止され、試験時には、フリップフロップ回路の機能
がスルーバッファ機能となるため、データがスルーで通
過し、フリップフロップのデータ系及び配線系の故障が
楽に検証できる。
【0029】また、ダイナミック型の構成とすることに
より、小型・高集積化が可能となり、これは多ビットの
フリップフロップほど効果が大きくなる。したがって、
高速動作時にも確実に安定して動作し、試験時における
テストデータのデータ量を削減できるとともに、高集積
化を図ることができる。
【0030】
【発明の効果】本発明では、開閉制御手段によって第一
開閉手段及び第二開閉手段の開閉動作を制御する場合、
第二開閉手段を開状態とした後に、所定の時間間隔をお
いて第一開閉手段を閉状態とする。つまり、第一情報保
持手段に所定の情報を保持する場合、第二開閉手段は必
ず開状態となり、情報がそのまま第二情報保持手段を介
して出力されることがない。
【0031】また、試験時には第一開閉手段及び第二開
閉手段をそれぞれ閉状態とし、入力されたデータをその
まま出力することができるため、テストデータのデータ
量に関与するフリップフロップ回路の存在を無視でき
る。さらに、フリップフロップ回路をダイナミック回路
で構成することで、LSIのチップ面積を小さくでき
る。
【0032】したがって、高速動作時にも確実に動作す
るとともに、試験時におけるテストデータのデータ量を
削減でき、さらに高集積化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施例の要部構成を示す概略回路図である。
【図2】図1のノアゲートの構成を示す回路図である。
【図3】本実施例の動作タイミングを示すタイミングチ
ャートである。
【図4】従来のスタティック型フリップフロップ回路の
概略回路図である。
【図5】従来のダイナミック型フリップフロップ回路の
概略回路図である。
【符号の説明】
1 第一情報保持回路(第一情報保持手段) 2 第二情報保持回路(第二情報保持手段) 3 スイッチ制御回路(開閉制御手段) SW1 第一スイッチ(第一開閉手段) SW2 第二スイッチ(第二開閉手段) D データ入力端子 CK クロック入力端子 Q 出力端子

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】所定の情報を保持する第一情報保持手段
    (1)と、 該第一情報保持手段(1)に入力される情報の入力経路
    を開閉する第一開閉手段(SW1)と、 該第一情報保持手段(1)から出力される情報を保持す
    る第二情報保持手段(2)と、 該第二情報保持手段(2)に入力される情報の入力経路
    を開閉する第二開閉手段(SW2)と、 該第一開閉手段(SW1)及び該第二開閉手段(SW
    2)の開閉動作を制御する開閉制御手段(3)と、 を備え、 前記開閉制御手段(3)は、前記前記第二開閉手段(S
    W2)を開状態とした後、所定の時間間隔をおいて前記
    第一開閉手段(SW1)を閉状態とすることを特徴とす
    るフリップフロップ回路。
  2. 【請求項2】前記開閉制御手段(3)は、所定の制御信
    号に基づいて試験時に前記第一開閉手段(SW1)及び
    前記第二開閉手段(SW2)をそれぞれ閉状態とするこ
    とを特徴とする請求項1記載のフリップフロップ回路。
  3. 【請求項3】前記第一情報保持手段(1)及び第二情報
    保持手段(2)は、それぞれ1つのバッファからなるダ
    イナミック回路で構成することを特徴とする請求項1、
    または2記載のフリップフロップ回路。
JP4137150A 1992-05-28 1992-05-28 フリップフロップ回路 Withdrawn JPH05335899A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4137150A JPH05335899A (ja) 1992-05-28 1992-05-28 フリップフロップ回路

Applications Claiming Priority (1)

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JP4137150A JPH05335899A (ja) 1992-05-28 1992-05-28 フリップフロップ回路

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JPH05335899A true JPH05335899A (ja) 1993-12-17

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ID=15191992

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4137150A Withdrawn JPH05335899A (ja) 1992-05-28 1992-05-28 フリップフロップ回路

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JP (1) JPH05335899A (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
USRE35576E (en) * 1991-06-21 1997-07-29 Center For Innovative Technology Method for increasing the corrosion resistance of aluminum and aluminum alloys
US5684422A (en) * 1995-01-25 1997-11-04 Advanced Micro Devices, Inc. Pipelined microprocessor including a high speed single-clock latch circuit
US5831462A (en) * 1995-03-08 1998-11-03 Advanced Micro Devices, Inc. Conditional latching mechanism and pipelined microprocessor employing the same
US5999029A (en) * 1996-06-28 1999-12-07 Lsi Logic Corporation Meta-hardened flip-flop

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Effective date: 19990803