JPH06289099A - Scanning circuit - Google Patents

Scanning circuit

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JPH06289099A
JPH06289099A JP5072436A JP7243693A JPH06289099A JP H06289099 A JPH06289099 A JP H06289099A JP 5072436 A JP5072436 A JP 5072436A JP 7243693 A JP7243693 A JP 7243693A JP H06289099 A JPH06289099 A JP H06289099A
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JP
Japan
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clock
data
scan
flip
flop
Prior art date
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JP5072436A
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Japanese (ja)
Inventor
Katsushi Hirano
野 勝 士 平
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To make it possible to prevent the increase in area of an LSI-chip circuit and the erroneous operation caused by clock skew by making a single- phase clock, which is imparted into an FF of a scanning cell, flow in the reverse direction with respect to the flow of the data of the scanning cell. CONSTITUTION:At the time of a test mode, each FF of a scanning cell 102 propagates the scan data in synchronization with a clock from scan-in Si to scan-out SO through a scan data line 105. The clock is supplied into each FF from a clock CLK through a clock line 106. The clock is propagated from the side of the so toward the side of the S1. A delay time is generated during the propagation. The closk is delayed from, e.g. the FF 203 and propagated into the FF 204. Therefore, the FF 204 accepts the next data at the next clock. At the time point when the data are outputted to a data-output terminal Q, the time is after the determination of the previous data at the FF 203. Therefore, the operation at this time point by the clock does not directly affect on the operation of the FF 203.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、テスト容易化設計され
るLSI中のスキャン回路に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a scan circuit in an LSI designed for testability.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、大規模化、高集積化するLSIに
対して十分なテストを行うことが困難になり、深刻な問
題となっている。このため、設計段階からテストを考慮
したテスト容易化設計を行う必要がある。
2. Description of the Related Art In recent years, it has become difficult to sufficiently test large-scale and highly integrated LSIs, which is a serious problem. Therefore, it is necessary to perform testability design considering the test from the design stage.

【0003】以上のような背景の下に、これまでにも、
いくつかのテスト容易化手法が開発され、実用化されて
きた。その中で、一般的によく使われるテスト容易化法
としてスキャン設計手法がある。
Under the above background, until now,
Several testability techniques have been developed and put into practice. Among them, a scan design method is one of the most commonly used test facilitation methods.

【0004】スキャン設計手法は、順序回路のフリップ
フロップにシフトレジスタの機能を付加することによ
り、外部から直接フリップフロップの状態を制御、観測
可能としたものである。これによって、順序回路を組み
合わせ回路として扱うことが可能になり、組み合わせ回
路用テスト生成アルゴリズムを使ってテストパターン生
成が容易になる。
In the scan design method, the function of the shift register is added to the flip-flop of the sequential circuit so that the state of the flip-flop can be directly controlled and observed from the outside. This makes it possible to handle the sequential circuit as a combinational circuit, and facilitates test pattern generation using the combinational circuit test generation algorithm.

【0005】これまでに、数々のスキャン設計手法が開
発されており、例えば、IBMのLSSD方式、NEC
のスキャンパス方式、Sperry−Univacのス
キャンセット方式、富士通のランダムアクセススキャン
方式、日立のスキャンバス方式等が知られている(IB
M、NEC、Sperry−Univac、富士通、日
立はいずれもメーカ名、各方式は各社に固有の名称)。
A number of scan design methods have been developed so far, for example, IBM's LSSD method and NEC.
Scan path method, Sperry-Univac scan set method, Fujitsu random access scan method, Hitachi scan bus method, etc. are known.
M, NEC, Sperry-Univac, Fujitsu and Hitachi are all manufacturer names, and each method is a unique name for each company).

【0006】LSIチップ単体のテストが困難な状況で
は、当然、そのLSIチップを搭載したボードのテスト
も困難になってきている。このような問題を解決するた
めに、ボードテストの容易化を目的とした、バウンダリ
スキャン方式が提案されている。
When it is difficult to test a single LSI chip, it is naturally difficult to test a board on which the LSI chip is mounted. In order to solve such a problem, a boundary scan method for facilitating a board test has been proposed.

【0007】図4は従来のクロック信号回路の一例を示
し、特にスキャン設計手法をボードに拡張したものであ
る。図4に示すように、チップ401の各入出力端子に
はシフト機能を持つバウンダリスキャンセル102が挿
入されており、ボード402上の複数のチップ401を
スキャンパス304でシリアルにつないでいる。スキャ
ンパス304はスキャンインSIとスキャンアウトSO
によって外部と接続されている。
FIG. 4 shows an example of a conventional clock signal circuit, and in particular, a scan design method is extended to a board. As shown in FIG. 4, a boundary scan cell 102 having a shift function is inserted in each input / output terminal of a chip 401, and a plurality of chips 401 on a board 402 are serially connected by a scan path 304. Scan campus 304 has scan-in SI and scan-out SO
Is connected to the outside by.

【0008】以上のような構成において、ボード402
の外部からスキャンインSIを通じてスキャンパス30
4にアクセスすることにより、スキャンセル102から
チップ401をアクセスして必要なテストを実施する。
これにより、スキャンアウトSOからデータを得て、テ
スト結果を取り出す。ちなみに、このバウンダリスキャ
ンはIEEEの標準規格(IEEEP1149.1)に
なっている。
In the above structure, the board 402
Scan path 30 from outside the system through scan-in SI
4 to access the chip 401 from the scan cell 102 to perform a necessary test.
Thereby, the data is obtained from the scan-out SO and the test result is taken out. By the way, this boundary scan is an IEEE standard (IEEE EEP1149.1).

【0009】以上のような、バウンダリスキャンを含め
た、各種のスキャン設計方式を実現するためには、いく
つかの注意が必要である。その中の1つに、スキャン回
路がシフトレジスタとして動作している時に、クロック
にスキューが生じた場合、つまりスキャンフリップフロ
ップに供給されるクロックの立ち上がり時間、立ち下が
り時間等のAC特性にばらつきを生じた場合、誤動作す
るという問題がある。
In order to realize various scan design methods including boundary scan as described above, some caution is required. One of them is that when the scan circuit operates as a shift register and a clock skew occurs, that is, variations in AC characteristics such as rise time and fall time of the clock supplied to the scan flip-flop. If it occurs, there is a problem of malfunction.

【0010】スキャンパスにシリアルにつながる、隣り
合うスキャンフリップフロップのスキャンデータアウト
とスキャンデータインの間は、配線長が短く、負荷が軽
い場合が多い。そのため、スキャンデータが伝搬する時
間は比較的早く、クロックにスキューが生じた場合に誤
動作する可能性がある。
In many cases, the wiring length is short and the load is light between the scan data out and the scan data in of the adjacent scan flip-flops serially connected to the scan path. For this reason, the time taken for the scan data to propagate is relatively short, and there is a possibility of malfunction when clock skew occurs.

【0011】例えば、図6のブロック図に示すようなシ
フトレジスタの動作を考えてみる。ちなみに、図6に示
すように、フリップフロップF1とフリップフロップF
2とは、データ入力端子Dとデータ出力端子Qとがシリ
アルに接続され、クロック入力端子Cには同相のクロッ
クが供給されている。そして、クロックの立ち上がりに
同期してフリップフロップF1のデータがフリップフロ
ップF2にシフトされる。
For example, consider the operation of a shift register as shown in the block diagram of FIG. Incidentally, as shown in FIG. 6, the flip-flop F1 and the flip-flop F
The data input terminal D and the data output terminal Q are serially connected to each other, and the clock of the same phase is supplied to the clock input terminal C. Then, the data of the flip-flop F1 is shifted to the flip-flop F2 in synchronization with the rising edge of the clock.

【0012】図8は図6の回路が正常に動作している時
の様子を示すタイミングチャートである。図8(a)は
フリップフロップF1のクロック入力端子Cに供給され
る信号の状態、同図(b)はフリップフロップF2のク
ロック入力端子Cに供給される信号の状態、同図(c)
はフリップフロップF1のデータ出力端子Qから出力さ
れているデータの状態、同図(d)はフリップフロップ
F2のデータ出力端子Qから出力されているデータの状
態をそれぞれ示す。
FIG. 8 is a timing chart showing how the circuit of FIG. 6 operates normally. 8A shows the state of the signal supplied to the clock input terminal C of the flip-flop F1, FIG. 8B shows the state of the signal supplied to the clock input terminal C of the flip-flop F2, and FIG. 8C.
Shows the state of the data output from the data output terminal Q of the flip-flop F1, and FIG. 7D shows the state of the data output from the data output terminal Q of the flip-flop F2.

【0013】図8(a)、(b)に示すように、フリッ
プフロップF1のクロック入力端子Cのクロックとフリ
ップフロップF2のクロック入力端子Cのクロックは時
刻t1で同時に立ち上がっている。このため、フリップ
フロップF1のデータ出力端子Qの状態は、同図(c)
に示すように、ほぼ時刻t1のタイミングで、データS
nからデータSn+1に切り替わっている。フリップフ
ロップF2のデータ出力端子Qの状態は、同図(d)に
示すように、ほぼ時刻t1のタイミングでデータSn−
1からデータSnに切り替わっている。
As shown in FIGS. 8A and 8B, the clock of the clock input terminal C of the flip-flop F1 and the clock of the clock input terminal C of the flip-flop F2 simultaneously rise at time t1. Therefore, the state of the data output terminal Q of the flip-flop F1 is as shown in FIG.
As shown in FIG.
The data is switched from n to data Sn + 1. The state of the data output terminal Q of the flip-flop F2 is as shown in FIG.
The data has been switched from 1 to data Sn.

【0014】つまり、フリップフロップF1、F2は、
共に、クロック入力端子Cに入力されるクロックに同期
してデータを順次シフトする。
That is, the flip-flops F1 and F2 are
Together, the data is sequentially shifted in synchronization with the clock input to the clock input terminal C.

【0015】しかし、もしフリップフロップF1、F2
のクロック入力端子Cに入力されるクロックにスキュー
を生じた場合、このデータのシフトは正常に行われなく
なる。
However, if the flip-flops F1 and F2 are
If a clock is input to the clock input terminal C, the data will not be shifted normally.

【0016】図7は図6の回路がスキューにより正常に
動作していない時の様子を示すタイミングチャートであ
る。図6(a)はフリップフロップF1のクロック入力
端子Cに供給される信号の状態、同図(b)はフリップ
フロップF2のクロック入力端子Cに供給される信号の
状態、同図(c)はフリップフロップF1のデータ出力
端子Qから出力されているデータの状態、同図(d)は
フリップフロップF2のデータ出力端子Qから出力され
ているデータの状態をそれぞれ示す。
FIG. 7 is a timing chart showing a state when the circuit of FIG. 6 is not operating normally due to skew. 6A shows the state of the signal supplied to the clock input terminal C of the flip-flop F1, FIG. 6B shows the state of the signal supplied to the clock input terminal C of the flip-flop F2, and FIG. The state of the data output from the data output terminal Q of the flip-flop F1 and the state of the data output from the data output terminal Q of the flip-flop F2 are shown in FIG.

【0017】今、クロックのスキューにより、図7
(a)に示すように、フリップフロップF1のクロック
入力端子Cのクロックが時刻t1に立ち上がり、同図
(b)に示すように、フリップフロップF2のクロック
入力端子Cのクロックが時刻t2で立ち上がっているも
のとする。この場合、フリップフロップF1のクロック
の立ち上がりとフリップフロップF2のクロックの立ち
上がりの間には時間Tだけの差がある。そして、フリッ
プフロップF1のデータ出力端子Qの状態は、同図
(c)に示すように、ほぼ時刻t1のタイミングで、デ
ータSnからデータSn+1に切り替わる。これに対し
て、フリップフロップF2のデータ出力端子Qの状態
は、同図(d)に示すように、ほぼ時刻t2のタイミン
グで、フリップフロップF1のデータ出力端子Qのデー
タであるデータSn+1を取り込んでデータSnからデ
ータSn+1に切り替わる。つまり、クロックのスキュ
ーは時間的に連続的に起こっているので、フリップフロ
ップF2のデータは時間Tの時間差でフリップフロップ
F2のデータと同じデータに切り替わるということにな
る。
Now, due to clock skew, FIG.
As shown in (a), the clock of the clock input terminal C of the flip-flop F1 rises at time t1, and as shown in (b) of the figure, the clock of the clock input terminal C of the flip-flop F2 rises at time t2. Be present. In this case, there is a time difference T between the rising edge of the clock of the flip-flop F1 and the rising edge of the clock of the flip-flop F2. Then, the state of the data output terminal Q of the flip-flop F1 is switched from the data Sn to the data Sn + 1 at the timing of almost time t1, as shown in FIG. On the other hand, the state of the data output terminal Q of the flip-flop F2 takes in the data Sn + 1 which is the data of the data output terminal Q of the flip-flop F1 at a timing of almost time t2, as shown in FIG. Switches from data Sn to data Sn + 1. That is, since the clock skew continuously occurs in time, the data of the flip-flop F2 is switched to the same data as the data of the flip-flop F2 with a time difference of time T.

【0018】つまり、フリップフロップF1からフリッ
プフロップF2へのデータのクロックに同期したシフト
は正常に行われない。つまり、本来ならデータSnに切
り替わるべきデータが、フリップフロップF1と同じデ
ータSn+1になってしまう。これは、シフトレジスタ
動作としては1ステップ分余分にシフトしたことにな
る。
That is, the shift of the data from the flip-flop F1 to the flip-flop F2 in synchronization with the clock is not normally performed. That is, the data that should originally be switched to the data Sn becomes the same data Sn + 1 as the flip-flop F1. This means that the shift register operation shifts by one extra step.

【0019】以上のような問題点を解決するために、例
えば、IBM(メーカ名)のLSSD(固有の名称)方
式では、図5に示すように、スキャンフリップフロップ
のクロックを多相化して、クロックのスキューによる誤
動作を防止している。図5においては、データDは、ク
ロックCと接続されたナンド回路NAND1に直接入力
され、クロックCと接続されたナンド回路NAND2に
インバータINV1を介して入力される。ナンド回路N
AND1の出力はナンド回路NAND5に入力され、ナ
ンド回路NAND2の出力はナンド回路NAND6に出
力される。一方、スキャンパスを構成するスキャンデー
タSは、クロックAが与えられるナンド回路NAND3
に直接入力され、クロックAを与えられるナンド回路N
AND4にインバータINV2を介して入力される。ナ
ンド回路NAND3の出力はナンド回路NAND5に入
力され、ナンド回路NAND4の出力はナンド回路NA
ND6に入力される。なお、ナンド回路NAND5の出
力はナンド回路NAND6に、ナンド回路NAND6の
出力はナンド回路NAND5へと、たすきがけ接続され
る。そして、ナンド回路NAND5の出力が出力L1と
して導出される。一方、ナンド回路NAND5の出力は
クロックBが入力されるナンド回路NAND7に与えら
れ、ナンド回路NAND6の出力はクロックBが入力さ
れるナンド回路NAND8に与えられる。ナンド回路N
AND7の出力はナンド回路NAND9へ、ナンド回路
NAND8の出力はナンド回路NAND10にそれぞれ
入力される。ナンド回路NAND9の出力はナンド回路
NAND10へ、ナンド回路NAND10の出力はナン
ド回路NAND9へと、たすきがけに接続される。そし
て、ナンド回路NAND9の出力が出力L2として導出
される。
In order to solve the above problems, for example, in the IBM (manufacturer name) LSSD (unique name) system, as shown in FIG. Prevents malfunction due to clock skew. In FIG. 5, the data D is directly input to the NAND circuit NAND1 connected to the clock C and is input to the NAND circuit NAND2 connected to the clock C via the inverter INV1. NAND circuit N
The output of the AND1 is input to the NAND circuit NAND5, and the output of the NAND circuit NAND2 is output to the NAND circuit NAND6. On the other hand, the scan data S constituting the scan path is the NAND circuit NAND3 to which the clock A is applied.
NAND circuit N that is directly input to and is given clock A
It is input to AND4 via the inverter INV2. The output of the NAND circuit NAND3 is input to the NAND circuit NAND5, and the output of the NAND circuit NAND4 is the NAND circuit NA.
Input to ND6. The output of the NAND circuit NAND5 is connected to the NAND circuit NAND6, and the output of the NAND circuit NAND6 is connected to the NAND circuit NAND5. Then, the output of the NAND circuit NAND5 is derived as the output L1. On the other hand, the output of the NAND circuit NAND5 is given to the NAND circuit NAND7 to which the clock B is input, and the output of the NAND circuit NAND6 is given to the NAND circuit NAND8 to which the clock B is input. NAND circuit N
The output of the AND 7 is input to the NAND circuit NAND 9, and the output of the NAND circuit NAND 8 is input to the NAND circuit NAND 10. The output of the NAND circuit NAND9 is connected to the NAND circuit NAND10, and the output of the NAND circuit NAND10 is connected to the NAND circuit NAND9. Then, the output of the NAND circuit NAND9 is derived as the output L2.

【0020】以上のような構成において、通常動作時に
は、クロックA、クロックB、スキャンデータSなどを
含む系は動作させず、インバータINV1、ナンド回路
NAND1、NAND2、NAND5、NAND6から
構成される通常のフリップフロップとして、クロック入
力端子Cに同期してデータ入力端子Dのデータを出力L
1として出力する。
In the above-mentioned configuration, the system including the clock A, the clock B, the scan data S, etc. is not operated during the normal operation, and the normal system is constituted by the inverter INV1, the NAND circuits NAND1, NAND2, NAND5, NAND6. As a flip-flop, the data at the data input terminal D is output L in synchronization with the clock input terminal C
Output as 1.

【0021】これに対して、テスト時に、これらをシフ
トレジスタとして動作させる場合は、クロック入力端子
Cを非動作状態とし、インバータINV2、ナンド回路
NAND3、NAND4、NAND5、NAND6から
構成されるフリップフロップとして、クロックAに同期
してスキャンデータSのデータを保持する。次に、この
保持データを、ナンド回路NAND7、NAND8、N
AND9、NAND10から構成されるフリップフロッ
プにクロックBに同期して取り込み、出力L2に出力さ
せる。つまり、クロックAとクロックBを交互に印加
し、スキャンデータSをクロックAに同期して取り込
み、クロックBに同期して出力するようにシフトするこ
とにより、次の段の同様の構成のフリップフロップがデ
ータを取り込むまでは出力L2のデータ出力が変化しな
いようにしている。その結果、クロックにスキューが発
生してもシフトレジスタとしての動作を正常に保つこと
ができる。
On the other hand, when these are operated as shift registers at the time of test, the clock input terminal C is made inactive and the flip-flop is composed of the inverter INV2, the NAND circuits NAND3, NAND4, NAND5 and NAND6. , Holds the scan data S in synchronization with the clock A. Next, this held data is transferred to the NAND circuits NAND7, NAND8, N
It is taken in by a flip-flop composed of AND9 and NAND10 in synchronization with the clock B, and is output to the output L2. In other words, the clock A and the clock B are alternately applied, and the scan data S is fetched in synchronization with the clock A and shifted so as to be output in synchronization with the clock B. The data output of the output L2 does not change until the data is fetched. As a result, the operation as the shift register can be normally maintained even if the clock is skewed.

【0022】[0022]

【発明が解決しようとする課題】従来のクロック信号回
路は、以上のように、クロックスキューによる誤動作を
防ぐために、クロックを多相化した回路構成のフリップ
フロップを用いていた。このため、通常のフリップフロ
ップに比べて回路面積が増大し、また多相化した分だけ
クロックの本数が増えるのが避けられない。このため、
クロックの配線領域も増加するという問題がある。フリ
ップフロップの回路面積が増大すれば、当然回路を集積
化するチップの面積も増大する。
As described above, the conventional clock signal circuit uses a flip-flop having a circuit configuration in which clocks are multi-phased in order to prevent malfunction due to clock skew. For this reason, it is inevitable that the circuit area will be larger than that of a normal flip-flop, and that the number of clocks will be increased due to the multiphase. For this reason,
There is a problem that the clock wiring area also increases. When the circuit area of the flip-flop is increased, the area of the chip on which the circuit is integrated is naturally increased.

【0023】また、バウンダリスキャン方式の場合は、
チップの各入出力端子にバウンダリスキャンセルを備え
る必要がある。このため、大規模化、多ピン化する傾向
の中で、I/Oバッファを含むチップの周辺回路部分の
面積が増加するという問題もある。
In the case of the boundary scan system,
It is necessary to equip each input / output terminal of the chip with a boundary scan cell. Therefore, there is also a problem that the area of the peripheral circuit portion of the chip including the I / O buffer increases in the tendency of increasing the scale and increasing the number of pins.

【0024】本発明は上記に鑑みてなされたもので、そ
の目的は、LSIチップの回路面積の増大を抑制し、併
せてスキャン動作時のクロックスキューによる誤動作を
防止することを可能としたクロック信号回路を提供する
ことにある。
The present invention has been made in view of the above, and an object thereof is to suppress an increase in the circuit area of an LSI chip and, at the same time, to prevent a malfunction due to a clock skew during a scan operation. To provide a circuit.

【0025】[0025]

【課題を解決するための手段】本発明のスキャン回路
は、それぞれがクロック同期型のフリップフロップを有
するスキャンセルの複数を備え、それらのフリップフロ
ップは制御信号に基づいて直列に接続されてシリアルシ
フトレジスタとして動作するものとして構成され、これ
らのシフトレジスタの列に沿ってクロック線を配設し、
クロックを前記シフトレジスタにおけるデータ伝搬方向
と反対方向に伝搬させるように、このクロック線のうち
の、前記シリアルシフトレジスタとしてのデータ出力側
における一端をクロック入力端としたものとして構成さ
れる。
The scan circuit of the present invention comprises a plurality of scan cells each having a clock-synchronous flip-flop, which are serially connected and serially shifted based on a control signal. Configured to operate as registers, clock lines are placed along the columns of these shift registers,
In order to propagate the clock in the direction opposite to the data propagation direction in the shift register, one of the clock lines on the data output side as the serial shift register is configured as a clock input end.

【0026】[0026]

【作用】フリップフロップに対して与える単相クロック
を、スキャンセルのデータの流れと逆の方向に流すこと
により、データの流れの上流側に向かってクロックの遅
延を大きくして行き、各スキャンセルのフリップフロッ
プにより構成されるシフトレジスタ動作を確実にしてい
る。
The single-phase clock given to the flip-flop is caused to flow in the opposite direction to the data flow of the scan cell, thereby increasing the clock delay toward the upstream side of the data flow, and each scan cell. The operation of the shift register composed of the flip-flops is ensured.

【0027】[0027]

【実施例】以下、図面を参照しながら本発明の実施例を
説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0028】図1は本発明の一実施例に係るクロック信
号回路の概略構成図である。図1に示すように、バウン
ダリスキャン方式を採用したLSIチップ101には、
このチップの本来の機能を回路化した内部回路104に
加えて、内部回路104と図示しない外部回路との接続
を行う各入出力端子にスキャンセル102が挿入されて
いる。各スキャンセル102は、スキャンデータ線10
5を介して、スキャンインSIからスキャンアウトSO
までシリアルに接続され、スキャンパスを形成してい
る。クロックCLKからのクロックは、クロック線10
6を介して、各スキャンセル102に供給され、シフト
レジスタ動作や外部入力データ及び内部出力データを取
り込む動作のために用いられる。スキャンデータはスキ
ャンインSIから与えられ、クロックCLKからのクロ
ックに同期して、スキャンデータ線105を介して、ス
キャンセル102を順に伝搬して行き、スキャンアウト
SOから出力される。また、クロックはクロックCLK
から与えられ、クロック線106を通じてスキャンイン
SIまで伝搬して行き、伝搬の途中で各スキャンセル1
02に順次に供給される。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a clock signal circuit according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the LSI chip 101 adopting the boundary scan method is
In addition to the internal circuit 104 in which the original function of this chip is made into a circuit, scan cells 102 are inserted in each input / output terminal for connecting the internal circuit 104 and an external circuit (not shown). Each scan cell 102 has a scan data line 10
5, scan-in SI to scan-out SO
Serially connected up to and forming a scan path. The clock from the clock CLK is the clock line 10
It is supplied to each scan cell 102 via 6 and used for shift register operation and operation for fetching external input data and internal output data. The scan data is given from the scan-in SI, sequentially propagates through the scan cells 102 via the scan data line 105 in synchronization with the clock from the clock CLK, and is output from the scan-out SO. Also, the clock is the clock CLK
From the scan line 1 to the scan-in SI through the clock line 106, and each scan cell 1
02 in sequence.

【0029】以上のような構成において、内部回路10
4にスキャンインSIから任意のデータを与えたり、ス
キャンアウトSOを通じて内部回路104の動作状態を
取り出したりする等のテストを行うことができる。
In the configuration as described above, the internal circuit 10
It is possible to perform a test such as giving arbitrary data from the scan-in SI to 4 and taking out the operation state of the internal circuit 104 through the scan-out SO.

【0030】さて、図2は、図1の点線で囲まれた領域
103を詳細に示したブロック図である。図2に示すよ
うに、LSIチップ101の外部に接続される外部入力
Ein1は、スキャンセル102(A)を介して、内部
回路104に接続された内部回路出力Iout1に接続
される。同様に、LSIチップ101の外部に接続され
る外部入力Ein2は、スキャンセル102(B)を介
して、内部回路104に接続された内部回路出力Iou
t2に接続される。フリップフロップ203、204は
汎用型のものであり、それぞれのクロック入力端子Cに
は、クロックCLKから、クロック線106を通じて、
クロックが接続される。外部入力Ein1、Ein2
は、それぞれ、スキャンセル102(A)、102
(B)のセレクタ回路207、208の一方の入力端に
入力される。セレクタ回路207、208の他方の入力
端には、それぞれフリップフロップ203、204のデ
ータ出力端子Qからのデータが入力されている。セレク
タ回路207、208は、制御信号CS1に基づいて入
力データを選択し、それぞれ内部回路出力Iout1、
Iout2に送出する。フリップフロップ203のデー
タ出力端子Qは、スキャンアウトSO側につながるスキ
ャンデータ線105(C)に接続され、その出力はスキ
ャンデータとして送出される。一方、フリップフロップ
204のデータ出力端子Qは、スキャンセル102
(a)のセレクタ回路205の入力端子につながるスキ
ャンデータ線105(b)に接続され、スキャンデータ
を送出する。スキャンデータフリップフロップ203、
204のデータ入力端子Dには、それぞれ、セレクタ回
路205、206の出力が入力される。セレクタ回路2
05、206は1つの入力端にそれぞれセレクタ回路2
07、208の出力が接続され、他の入力端にはスキャ
ンデータ線105(b)、105(a)からのスキャン
データが入力される。セレクタ回路205、206は、
制御信号CS2に基づいて2つの入力の一方を選択し、
フリップフロップ203、204のデータ入力端子Dに
与える。
FIG. 2 is a block diagram showing in detail the area 103 surrounded by the dotted line in FIG. As shown in FIG. 2, the external input Ein1 connected to the outside of the LSI chip 101 is connected to the internal circuit output Iout1 connected to the internal circuit 104 via the scan cell 102 (A). Similarly, the external input Ein2 connected to the outside of the LSI chip 101 is connected to the internal circuit 104 via the scan cell 102 (B) to output the internal circuit Iou.
connected to t2. The flip-flops 203 and 204 are of a general-purpose type, and each clock input terminal C is fed from the clock CLK through the clock line 106.
The clock is connected. External input Ein1, Ein2
Are scan cells 102 (A) and 102, respectively.
It is input to one input terminal of the selector circuits 207 and 208 of (B). Data from the data output terminals Q of the flip-flops 203 and 204 are input to the other input ends of the selector circuits 207 and 208, respectively. The selector circuits 207 and 208 select the input data based on the control signal CS1 and output the internal circuit outputs Iout1 and Iout1, respectively.
Send to Iout2. The data output terminal Q of the flip-flop 203 is connected to the scan data line 105 (C) connected to the scan-out SO side, and its output is sent as scan data. On the other hand, the data output terminal Q of the flip-flop 204 is connected to the scan cell 102.
It is connected to the scan data line 105 (b) connected to the input terminal of the selector circuit 205 of (a), and sends the scan data. Scan data flip-flop 203,
The outputs of the selector circuits 205 and 206 are input to the data input terminal D of 204, respectively. Selector circuit 2
Reference numerals 05 and 206 each have a selector circuit 2 at one input end.
The outputs of 07 and 208 are connected, and the scan data from the scan data lines 105 (b) and 105 (a) are input to the other input ends. The selector circuits 205 and 206 are
Select one of the two inputs based on the control signal CS2,
It is applied to the data input terminal D of the flip-flops 203 and 204.

【0031】以上述べたような構成において、次にその
動作を説明する。
The operation of the above-described structure will be described below.

【0032】内部回路104を通常動作させる場合は、
制御信号CS1によりセレクタ回路207、208で外
部入力Ein1、Ein2を選択すると共に、制御信号
CS2によりセレクタ回路205、206でセレクタ回
路207、208側を選択する。その結果、外部回路よ
り外部入力Ein1、Ein2に与えられたデータは、
そのまま、内部回路出力Iout1、Iout2に伝達
され、内部回路104に取り込まれる。この時、フリッ
プフロップ203、204は、クロック線106を通じ
てクロック入力端子Cに供給されるクロックにより動作
する。FF203、204のデータ出力端子Qからのデ
ータはスキャンデータ線105(c)、105(b)に
送出される。セレクタ回路205、206がスキャンデ
ータ線105(c)、105(b)を選択していないの
で、スキャンパスは形成されず、スキャンデータの伝搬
は行われない。この場合、フリップフロップ203、2
04は、クロック線106からのクロックにより、外部
入力Ein1、Ein2からの最新のデータを常に更新
するという動作を行うことになる。
When the internal circuit 104 is normally operated,
The selector signals 207 and 208 select external inputs Ein1 and Ein2 by the control signal CS1, and the selector circuits 205 and 206 select selector circuits 207 and 208 by the control signal CS2. As a result, the data given to the external inputs Ein1 and Ein2 from the external circuit are
As it is, it is transmitted to the internal circuit outputs Iout1 and Iout2 and taken into the internal circuit 104. At this time, the flip-flops 203 and 204 operate with the clock supplied to the clock input terminal C through the clock line 106. The data from the data output terminals Q of the FFs 203 and 204 are sent to the scan data lines 105 (c) and 105 (b). Since the selector circuits 205 and 206 do not select the scan data lines 105 (c) and 105 (b), the scan path is not formed and the scan data is not propagated. In this case, the flip-flops 203, 2
04 performs an operation of constantly updating the latest data from the external inputs Ein1 and Ein2 by the clock from the clock line 106.

【0033】一方、テストモードの時は、制御信号CS
1によりセレクタ回路207、208でフリップフロッ
プ203、204を選択すると共に、制御信号CS2に
よりセレクタ回路205、206でスキャンデータ線1
05(b)、105(a)を選択する。その結果、フリ
ップフロップ204のデータ入力端子Dはスキャンイン
SI側のスキャンデータ線105(a)に接続され、デ
ータ出力端子Qは、スキャンデータ線105(b)から
セレクタ回路205を介して、フリップフロップ203
のデータ入力端子Dに接続される。また、フリップフロ
ップのデータ出力端子Qは、そのままスキャンアウトS
O側のスキャンデータ線105(c)に接続される。こ
のようにして、全スキャンセル102の各フリップフロ
ップを、スキャンデータ線105を通じて、スキャンイ
ンSIからスキャンアウトSOまでつなぐスキャンパス
が形成される。その結果、スキャンセル102の各フリ
ップフロップは、クロックCLKからクロック線106
に供給されるクロックに同期して、スキャンデータを、
スキャンデータ線105を介して、スキャンインSIか
らスキャンアウトSOに向かって伝搬する。
On the other hand, in the test mode, the control signal CS
1, the selector circuits 207 and 208 select the flip-flops 203 and 204, and the control signal CS2 causes the selector circuits 205 and 206 to select the scan data line 1.
05 (b) and 105 (a) are selected. As a result, the data input terminal D of the flip-flop 204 is connected to the scan data line 105 (a) on the scan-in SI side, and the data output terminal Q is connected to the flip-flop from the scan data line 105 (b) via the selector circuit 205. 203
Is connected to the data input terminal D of. In addition, the data output terminal Q of the flip-flop is directly scanned out S
It is connected to the scan data line 105 (c) on the O side. In this way, a scan path is formed that connects each flip-flop of all scan cells 102 through scan data line 105 from scan-in SI to scan-out SO. As a result, each flip-flop of the scan cell 102 has the clock line CLK through the clock line 106.
Scan data in synchronization with the clock supplied to
It propagates from the scan-in SI to the scan-out SO via the scan data line 105.

【0034】なお、この動作中、フリップフロップ20
3、204のデータ出力端子Qの送出データは、スキャ
ンデータ線105に送出されると共に、セレクタ回路2
07、208及び内部回路出力Iout1、Iout2
を通じて、内部回路104にも入力されることになる。
During this operation, the flip-flop 20
The transmission data from the data output terminals Q of the reference numerals 3 and 204 are transmitted to the scan data line 105 and the selector circuit 2
07 and 208 and internal circuit outputs Iout1 and Iout2
Through, it is also input to the internal circuit 104.

【0035】一方、スキャンセル102中のフリップフ
ロップにはクロックCLKからクロック線106を通じ
てクロックが供給されるが、クロックはスキャンアウト
SO側からスキャンインSI側に向かって伝搬する。ク
ロックはクロック線106を通じて伝搬する内に、当然
遅延時間を生じる。
On the other hand, the flip-flop in the scan cell 102 is supplied with a clock from the clock CLK through the clock line 106, but the clock propagates from the scan-out SO side toward the scan-in SI side. As the clock propagates through the clock line 106, it naturally causes a delay time.

【0036】つまり、フリップフロップ203と204
を例にとるならば、フリップフロップ203のクロック
入力端子Cに与えられるクロックに対して、フリップフ
ロップ204のクロック入力端子Cに与えられるクロッ
クは時間遅れを生じている。つまり、フリップフロップ
204のデータ出力端子Qのデータが確定した時点で
は、フリップフロップ203はそれより早いクロックに
より、その前のデータを確定した後である。
That is, the flip-flops 203 and 204
For example, the clock applied to the clock input terminal C of the flip-flop 203 is delayed with respect to the clock applied to the clock input terminal C of the flip-flop 203. That is, when the data at the data output terminal Q of the flip-flop 204 is fixed, the flip-flop 203 is after the previous data is fixed by a clock faster than that.

【0037】したがって、フリップフロップ204のデ
ータ出力端子Qからのデータが、スキャンデータ線10
5(b)及びセレクタ回路205を通じて、フリップフ
ロップ203のデータ入力端子Dに伝搬し、フリップフ
ロップ203のデータ入力端子Dへの入力データが確定
するまでの間は、フリップフロップ203にはクロック
の入力はない。つまり、フリップフロップ203に次の
クロックがくるまでは、クロックの一周期に近い十分な
時間があることになる。
Therefore, the data from the data output terminal Q of the flip-flop 204 is transferred to the scan data line 10
5 (b) and the selector circuit 205, the clock is input to the flip-flop 203 until it is propagated to the data input terminal D of the flip-flop 203 and the input data to the data input terminal D of the flip-flop 203 is determined. There is no. That is, there is sufficient time close to one cycle of the clock until the next clock arrives at the flip-flop 203.

【0038】次の、クロックがクロック線106を伝搬
してくると、これはフリップフロップ204よりもフリ
ップフロップ203に早く伝わるので、この時点でフリ
ップフロップ203はデータ入力端子Dのデータを取り
込み、データ出力端子Qに出力する。このデータはスキ
ャンデータ線105を通じて次の段に伝搬される。
When the next clock propagates through the clock line 106, it propagates to the flip-flop 203 earlier than the flip-flop 204. At this point, the flip-flop 203 fetches the data at the data input terminal D and outputs the data. Output to the output terminal Q. This data is propagated to the next stage through the scan data line 105.

【0039】このクロックはフリップフロップ203よ
りも遅れてフリップフロップ204に伝搬する。このた
め、フリップフロップ204が次のクロックにより次の
データを取り込み、データ出力端子Qに出力する時点で
は、フリップフロップ203はその前のデータを確定し
た後である。このため、このクロックによるこの時点の
動作がフリップフロップ203の動作に直接影響するこ
とはない。
This clock propagates to the flip-flop 204 later than the flip-flop 203. Therefore, at the time when the flip-flop 204 fetches the next data at the next clock and outputs the next data to the data output terminal Q, the flip-flop 203 has determined the previous data. Therefore, the operation of this clock at this point does not directly affect the operation of the flip-flop 203.

【0040】つまり、スキャンデータ線105上のスキ
ャンデータの流れの方向と、クロック線106上のクロ
ックの流れの方向を逆にすることにより、データを渡す
方のクロックをデータを受ける方のクロックよりも遅ら
せている。これにより、スキャンパスのシフトレジスタ
動作を、クロック毎にフリップフロップの1段づつデー
タ伝搬するという、初期の目的通りにすることができ
る。
That is, by reversing the flow direction of the scan data on the scan data line 105 and the flow direction of the clock on the clock line 106, the clock for passing the data is made to be more than the clock for receiving the data. Is also delayed. As a result, the shift register operation of the scan path can be performed as the initial purpose of propagating the data one stage of the flip-flop every clock.

【0041】図3は本発明の応用例を示す概略構成図で
ある。図3に示すように、LSIチップ101には、R
OM301、RAM302、マクロセル303が配置さ
れる。スキャンイン/アウト端子Si/oに接続される
スキャンパス304は、これらの機能領域をシリアルに
結んでいる。このような構成の場合も、スキャンイン/
アウト端子Si/oから入出力するスキャンデータの送
り方向と逆の方向にクロックを伝搬することにより、確
実にスキャンパス上のスキャンデータを転送することが
できる。
FIG. 3 is a schematic block diagram showing an application example of the present invention. As shown in FIG. 3, the LSI chip 101 has an R
The OM 301, the RAM 302, and the macro cell 303 are arranged. The scan path 304 connected to the scan-in / out terminal Si / o serially connects these functional areas. Scan-in /
By propagating the clock in the direction opposite to the sending direction of the scan data input / output from the out terminal Si / o, the scan data on the scan path can be reliably transferred.

【0042】以上のように、スキャンデータの流れとク
ロックの流れを逆方向にすることにより、スキャン回路
のシフトレジスタ動作時のクロックスキューによる誤動
作を防止するために、クロックを多相化する等の対策が
不要となり、回路面積の小さな普通のフリップフロップ
を用いて十分にシフトレジスタ動作させることが可能に
なる。このため、クロック配線領域も含めてスキャン回
路の面積を極小にすることができる。
As described above, by making the flow of the scan data and the flow of the clock reverse to each other, in order to prevent the malfunction due to the clock skew during the shift register operation of the scan circuit, the clock is multiphased. No countermeasure is required, and the shift register operation can be sufficiently performed using an ordinary flip-flop having a small circuit area. Therefore, the area of the scan circuit including the clock wiring region can be minimized.

【0043】なお、上記実施例では、クロックの流れの
上流側と下流側での遅れ時間を、クロック線106の自
然遅延時間により得るような構成を例示したが、遅延時
間を稼ぐために、バッファ等の回路素子を介在させるよ
うにしてもよく、同様の効果を得ることができる。
In the above embodiment, the delay time on the upstream side and the downstream side of the clock flow is obtained by the natural delay time of the clock line 106. However, in order to increase the delay time, a buffer is required. It is also possible to interpose a circuit element such as, and the same effect can be obtained.

【0044】[0044]

【発明の効果】以上述べたように、本発明のクロック信
号回路によれば、単相のクロックでシフトレジスタ動作
するフリップフロップにデータを流すに当たり、データ
の流れと逆の方向にクロックを流すようにして、シフト
レジスタ動作を確実にすることができ、クロックスキュ
ーによる誤動作を簡単な構成で確実に防止でき、配線や
素子の追加が不要となり、チップ面積を増やすことなく
経済的に所期の目的を達成できる。
As described above, according to the clock signal circuit of the present invention, when data is supplied to the flip-flop that operates as a shift register with a single-phase clock, the clock is supplied in the direction opposite to the data flow. The operation of the shift register can be ensured, malfunction due to clock skew can be reliably prevented with a simple configuration, no additional wiring or elements are required, and the chip area is economically increased without increasing the chip's intended purpose. Can be achieved.

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

【図1】本発明の一実施例に係るクロック信号回路装置
の概略構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a clock signal circuit device according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1の構成の要部の詳細を示すブロック図であ
る。
FIG. 2 is a block diagram showing details of a main part of the configuration of FIG.

【図3】本発明の応用例を示す概略構成図である。FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing an application example of the present invention.

【図4】従来のクロック信号回路装置の一例の説明図で
ある。
FIG. 4 is an explanatory diagram of an example of a conventional clock signal circuit device.

【図5】従来のクロック信号回路装置の他の例に用いら
れる多相クロック構成のフリップフロップのブロック図
である。
FIG. 5 is a block diagram of a flip-flop having a multi-phase clock configuration used in another example of the conventional clock signal circuit device.

【図6】一般的なシフトレジスタのブロック図である。FIG. 6 is a block diagram of a general shift register.

【図7】図6の構成においてクロックスキューが発生し
た場合の動作を説明するタイミングチャートである。
FIG. 7 is a timing chart explaining an operation when a clock skew occurs in the configuration of FIG.

【図8】図6の構成においてクロックスキューがない場
合の動作を説明するタイミングチャートである。
FIG. 8 is a timing chart illustrating an operation when there is no clock skew in the configuration of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101 LSIチップ 102 スキャンセル 104 内部回路 105 スキャンデータ線 106 クロック線 203、204、205、206 フリップフロップ 207、208、209、210 セレクタ回路 301 ROM 302 RAM 303 マクロセル 401 チップ 402 ボード F1,F2 フリップフロップ 101 LSI chip 102 Scan cell 104 Internal circuit 105 Scan data line 106 Clock line 203, 204, 205, 206 Flip-flop 207, 208, 209, 210 Selector circuit 301 ROM 302 RAM 303 Macrocell 401 Chip 402 Board F1, F2 Flip-flop

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】それぞれがクロック同期型のフリップフロ
ップを有するスキャンセルの複数を備え、それらのフリ
ップフロップは制御信号に基づいて直列に接続されてシ
リアルシフトレジスタとして動作するものとして構成さ
れ、これらのシフトレジスタの列に沿ってクロック線を
配設し、クロックを前記シフトレジスタにおけるデータ
伝搬方向と反対方向に伝搬させるように、このクロック
線のうちの、前記シリアルシフトレジスタとしてのデー
タ出力側における一端をクロック入力端とした、スキャ
ン回路。
1. A plurality of scan cells each having a clock-synchronous flip-flop, the flip-flops being connected in series based on a control signal to operate as a serial shift register. A clock line is arranged along the column of the shift register, and one end of this clock line on the data output side as the serial shift register is arranged to propagate the clock in the direction opposite to the data propagation direction in the shift register. Scan circuit with the clock input terminal.
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