JPH064338A - スキャンパス制御装置 - Google Patents

スキャンパス制御装置

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Publication number
JPH064338A
JPH064338A JP4159217A JP15921792A JPH064338A JP H064338 A JPH064338 A JP H064338A JP 4159217 A JP4159217 A JP 4159217A JP 15921792 A JP15921792 A JP 15921792A JP H064338 A JPH064338 A JP H064338A
Authority
JP
Japan
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shift
instruction
signal
clock
register
Prior art date
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Application number
JP4159217A
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English (en)
Inventor
Shinya Miyaji
信哉 宮地
Toshimichi Matsuzaki
敏道 松崎
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 マイクロプロセッサなどのデータ処理装置に
おいて、内部状態の読みだし及び書き出しを外部端子の
増加を伴わずに行なう。 【構成】 マスタ・スレーブよりなる複数のラッチを直
列に接続したラッチ列と、命令で読みだし及び書き込み
可能なシフト機能を持つ1つまたは複数のレジスタと、
前記レジスタを操作する命令を検出し、テスト指示信号
を発生するテストモード判定手段と、シフトクロック生
成信号を入力すると前記ラッチ列及び前記レジスタ値を
歩進させるシフトクロックを規定ビット数分生成した後
シフト完了信号を出力するシフトクロック生成手段と、
前記テスト指示信号を入力すると前記シフトクロック生
成信号を出力すると同時に前記シフト完了信号を入力す
るまでメインクロック停止信号を出力し続けるクロック
制御手段と、前記メインクロック停止信号を入力する間
メインクロックを停止するメインクロック生成手段とを
備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、マイクロプロセッサな
どのデータ処理装置の実チップの不良解析に有用なスキ
ャンパス制御装置の改善に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図12は特開昭63−265341号公
報記載の従来のスキャンパスを用いた内部解析方法の一
構成図であり、スキャンパスを持ったデータ処理装置1
71と、前記データ処理装置171からのデータを解析
するための外部解析装置172から構成されている。デ
ータ処理装置171は内部にラッチ列を持ち、外部解析
装置172へ内部のラッチ列データを出力するためのス
キャンアウトデータ出力端子173を備えている。更に
データ処理装置171は外部解析装置172からの入力
端子として、スキャンモードであることを指示するため
のスキャンモード端子174、スキャンパスへデータを
入力するためのスキャンインデータ入力端子175及び
シフトクロック入力端子176を備えている。
【0003】実際にスキャンアウト機能を用いて内部状
態を検査する場合には、まず外部解析装置172はスキ
ャンモード端子174によってデータ処理装置171に
スキャンパスを使用することを通知し、次に目的の内部
状態を保持しているラッチのスキャンアウトデータ出力
端子173からの位置を調べ、前記ラッチのデータがス
キャンアウトデータ出力端子173に出力されるまでシ
フトクロック入力端子176にシフトクロックを与える
ことによってスキャンアウトデータ出力端子173に目
的のラッチのデータを得るという過程を経る。ただしス
キャンアウト機能によってデータ処理装置の内部状態を
検査後にデータ処理装置の実行を再開するためにはスキ
ャンアウトデータ出力端子173の出力をスキャンイン
データ入力端子175につないだ状態で同様の操作を
し、目的のデータを得た後、それぞれのデータが本来の
ラッチに再び格納されるまでシフトクロックを与え、最
後にスキャンモード端子174によってスキャンパスの
使用終了をデータ処理装置171に通知するという過程
を経なければならない。
【0004】逆にスキャンイン機能を用いて内部状態の
設定を行なう場合には、まずスキャンアウトデータ出力
端子173の出力をスキャンインデータ入力端子175
につないだ状態でスキャンモード端子174によってデ
ータ処理装置171にスキャンパスを使用することを通
知し、次に内部状態を保持している目的のラッチのスキ
ャンアウトデータ出力端子173からの位置を調べ、前
記ラッチのデータがスキャンアウトデータ出力端子17
3に出力するまでシフトクロック入力端子176にシフ
トクロックを与え、スキャンインデータ入力端子175
に目的のラッチへ設定すべき値を設定した後、それぞれ
のデータが本来のラッチに再び格納されるまでシフトク
ロックを与え、最後にスキャンモード端子174によっ
てスキャンパスの使用終了を通知するという過程を経
る。
【0005】他、特開昭59−194250号公報、特
開平1−287751号公報においても同様に従来のス
キャンパス制御回路はスキャンパスに伴う外部端子の増
加が必須であり、また、データ処理装置専用の外部解析
装置を必要とするものであった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】このように従来のスキ
ャンパスによる解析方法は実チップの内部解析に有用な
方法ではあるが、 (1)解析手段がデータ処理装置内部のスキャンパス回
路と外部解析装置の2つ以上の装置から構成されるた
め、データ処理装置の特定の内部状態時のスキャンを行
なう場合同期が取りにくく、テスト対象のデータ処理装
置専用の外部解析装置を必要とするので解析が大がかり
なものとなる。
【0007】(2)スキャンパス専用の外部端子をスキ
ャンイン端子、スキャンアウト端子、スキャンクロック
端子、スキャンモード端子等少なくとも4端子を必要と
するため特に8,16ビットマイクロコンピュータ等の
小型データ処理装置の場合においてはスキャンパス実現
によって外部端子が増加する。 等の問題があった。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明におけるスキャン
パス制御回路は前記問題を解決するためにマスタ・スレ
ーブよりなる複数のラッチを直列に接続したラッチ列
と、命令で読みだし及び書き込み可能なシフト機能を持
つ1つまたは複数のレジスタと、前記レジスタを操作す
る命令を検出し、テスト指示信号を発生するテストモー
ド判定手段と、シフトクロック生成信号を入力すると前
記ラッチ列及び前記レジスタ値を歩進させるシフトクロ
ックを規定ビット数分生成した後シフト完了信号を出力
するシフトクロック生成手段と、前記テスト指示信号を
入力すると前記シフトクロック生成信号を出力すると同
時に前記シフト完了信号を入力するまでメインクロック
停止信号を出力し続けるクロック制御手段と、前記メイ
ンクロック停止信号を入力する間メインクロックを停止
するメインクロック生成手段とを備え、命令によりレジ
スタを介して内部状態の読みだし及び書き込みを可能に
したものである。
【0009】
【作用】本発明においては、内部状態をシフトクロック
によってレジスタに格納、あるいはレジスタに設定され
た値をシフトクロックによって内部状態に設定すること
により、内部状態の読みだし及び書き出しを、外部端子
の増加を伴わずに行なうことができる。
【0010】
【実施例】
(1)図1はスキャンパス制御装置の一実施例を示すブ
ロック図である。同図において、101は内部状態を保
持するラッチを直列に接続したラッチ列、102はラッ
チ列101に接続され、命令で操作可能なシフト機能を
持ったレジスタ、103は一組の前記ラッチ列及び前記
レジスタを備えたスキャンパスユニットであり、目的の
スキャンパスユニットにシフトクロックを規定クロック
分供給することによってラッチ列101の値がレジスタ
102に格納される。テストモード判定手段104はデ
ータ処理実行部105内のレジスタ番号信号106を常
に監視しており、データ処理実行部105内で前記レジ
スタ102の読み込み及び書き込み命令を実行する時テ
ストモードであることを検出し、直前の命令の終了後テ
ストモード指示信号107をクロック制御手段108に
出力する。クロック制御手段108は前記テスト指示信
号を入力すると、シフトクロック生成手段109にシフ
トクロック生成信号110を出力すると同時にシフトク
ロック生成手段109がシフト完了信号111を返すま
でメインクロック生成手段112にメインクロック停止
信号113を出力し、メインクロックを停止することに
よりデータ処理実行部105を停止させる。シフトクロ
ック生成手段109はシフトクロック生成信号110を
入力すると、シフトクロック115をスキャンパスユニ
ット103に規定クロック分出力し、ラッチ列101の
値をレジスタ102に格納した後クロック制御手段10
8にシフト完了信号111を出力する。
【0011】上記構成において、このスキャンパス制御
装置のスキャンパス動作を図2のタイミングチャートを
用いて説明する。
【0012】同図において、T10〜T23及びS0〜
S7は時刻、I1及びI2は実行命令、A〜Hは信号変
化のタイミングを示す。データ処理実行部が命令列を実
行中テストモード判定手段は前記レジスタの操作命令
(命令I2)を検出すると(時刻T12)現在実行中の
命令(命令I1)の最終サイクル(時刻T13)よりク
ロック制御手段にテスト指示信号を出力する(タイミン
グA)。クロック制御手段は前記テスト指示信号を入力
すると(時刻T13)シフトクロック生成手段及びメイ
ンクロック生成手段にそれぞれシフトクロック生成信号
及びメインクロック停止信号を出力する(タイミングB
及びC)。シフトクロック生成手段は前記シフトクロッ
ク生成信号を入力すると(時刻T13後半)スキャンパ
スユニットにシフトクロックを規定クロック数分出力す
る(タイミングD)。スキャンパスユニットは前記シフ
トクロックを入力すると(時刻S0〜S7)スキャンパ
スユニット内にあるラッチ列及びレジスタが持つシフト
機能を用いてラッチ列の値をレジスタに格納する。前記
シフトクロック生成手段は規定クロック数分のシフトク
ロック出力が終了すると(時刻S7)クロック制御手段
にシフトクロック完了信号を出力し、シフトクロック生
成終了を通知する(タイミングE)。前記クロック制御
手段はシフトクロック完了信号を入力すると(時刻S
7)スキャンパス動作の終了を認識し、シフトクロック
生成手段及びメインクロック生成手段へ出力していたシ
フトクロック生成信号及びメインクロック停止信号を解
除する(タイミングF及びG)。メインクロック生成手
段は前記メインクロック停止信号によって時刻S0〜S
7まで停止するが前記ラッチ列からレジスタへの格納の
終了後再起動し(タイミングH)前記レジスタ操作命令
(命令I2)が実行される(時刻T20〜T23)。
【0013】次に、このスキャンパスによる実チップ解
析の実施例を説明する。図3(a)は実チップ解析手順
の概念図、図3(b)はその具体例、図3(C)はフロ
ーチャートであり、解析手順は図3(a)のように解析
対象命令を実行するための環境を設定するための解析環
境設定命令列、解析対象命令、解析対象命令実行後の内
部状態をラッチ列より取り込みレジスタに格納するため
のスキャンパス動作をする命令、格納した内部状態を解
析するための格納結果解析命令列の4手順から構成され
る。
【0014】図3(b)において、GR1,GR2,G
R3は汎用レジスタ、
【0015】
【外1】
【0016】はシフト機能を持つ命令で操作可能なレジ
スタ、mov #A,Bは即値Aの値をレジスタBに格
納する命令、cmp A,#BはレジスタAの値と即値
Bの値を比較する命令、beq LABELは比較の結
果が等しかった場合LABELで示されるアドレスへ分
岐制御する命令、add A,BはレジスタAの値にレ
ジスタBの値を加える命令である。図3(c)のフロー
チャートにも示すように解析は解析環境設定命令列にお
いてmov #1,GR1等の命令によって動作解析命
令のためのレジスタの初期化を行ない、解析対象命令で
あるadd GR1,GR2を実行し、解析対象命令実
行後、mov
【0017】
【外2】
【0018】GR3を実行することによってスキャンパ
スが駆動し解析対象命令実行後の内部状態をレジスタに
取り込み、その後、格納結果解析命令列ではcmp G
R3,#1等の命令列によって内部状態の解析を行なう
という手順を経る。
【0019】(2)図4は本発明の実施例であるスキャ
ンパス制御装置を示すブロック図であり、同図はスキャ
ンパス制御装置の実施例の構成図におけるテストモード
判定手段にかえて、命令で認定可能な命令カウンタ60
1及びサイクルカウンタ603を備えたものである。命
令カウンタ601はその設定値が0でないときデータ処
理実行部が出力する命令開始信号602の入力毎に内容
を減じ、その内容が0になるとカウントを停止すると同
時にサイクルカウンタ603に命令カウンタ停止信号6
04を出力し、サイクルカウンタ603はその設定値が
0でないとき前記命令カウンタ停止信号604を入力す
るとメインクロック生成手段112が出力するメインク
ロック114の入力毎に内容を減じ、その内容が0にな
るとクロック制御手段108にテスト指示信号107を
出力するものである。その他の構成要素及び動作は第1
の実施例と同じであるので説明を省略する。
【0020】次に、このスキャンパスによる実チップ解
析の実施例を説明する。図5(a)は実チップ解析手順
の概念図、図5(b)はフローチャートであり、解析手
順は図5(a)のように解析対象命令を実行するための
環境を設定するための解析環境設定命令列、解析対象命
令、ラッチ列より取り込みレジスタに格納した内部状態
を解析するための格納結果解析命令列の3手順から構成
されている。図5(b)に示すように解析環境設定命令
列によって動作解析命令のためのレジスタの初期化及
び、解析対象命令実行中の解析対象時刻にスキャンイン
動作をするための命令カウンタ及びサイクルカウンタの
設定を行なうことによって解析対象命令実行中の設定時
刻にテスト指示信号が発生し、スキャンパスが駆動され
内部状態をレジスタに格納した後、中断した解析対象命
令の続きを実行する。解析対象命令実行後、内部状態を
格納したレジスタを参照することによって格納結果解析
命令列によって指定した時刻の内部状態の解析を行なう
という手順を経る。
【0021】(3)同様に図4はスキャンパス制御装置
の実施例の構成図に初期化手段605を加えたものであ
り、初期化手段605はシフトクロック完了信号を入力
すると通常の初期化時の命令実行開始アドレスと異なる
命令実行開始アドレスを生成すると同時に前記内部状態
を格納したレジスタ以外の内部状態を初期化し、データ
処理実行部105は前記命令実行開始アドレスから始ま
る命令列に分岐制御する働きをする。
【0022】次に、このスキャンパスによる実チップ解
析の実施例を説明する。図6(a)は実チップ解析手順
の概念図、図6(b)はフローチャートであり、解析手
順は図6(a)のように解析対象命令を実行するための
環境を設定するための解析環境設定命令列、解析対象命
令、初期化後の分岐先に置かれた格納結果解析命令列の
3手順から構成されている。図6(b)に示すように解
析は解析環境設定命令列によって動作解析命令のための
レジスタの初期化及び解析対象命令実行中の解析対象時
刻にスキャン動作をするための命令カウンタ及びサイク
ルカウンタの設定を行なうことによって、解析対象命令
実行中の設定時刻にテスト指示信号が発生し、スキャン
パスが駆動され内部状態をレジスタに格納すると同時に
前記初期化手段によって内部状態を保持したレジスタを
除く内部状態の初期化の後初期化分岐先の命令列に分岐
し、分岐先の格納結果解析命令列によって指定した時刻
の内部状態の解析を行なうという手順を経る。また、こ
のスキャンパス制御装置の応用例として図6(c)に示
すように、一回目のスキャンパス駆動時1では解析対象
命令の開始時の内部状態を格納し、その後、格納結果解
析命令列2において格納結果の解析と同時に解析対象命
令の1サイクル目の内部状態を格納するように命令カウ
ンタ及びサイクルカウンタを設定した後解析対象命令列
を再実行することによって次回のスキャンパス駆動時3
では解析対象命令の1サイクル目の内部状態を得るとい
うように命令カウンタ及びサイクルカウンタを現在格納
したサイクルの次のサイクルの内部状態を格納するよう
に設定する手順を踏むことによって、解析対象命令の全
てのサイクルにおける内部状態を一連の解析で知ること
ができる。
【0023】なお、以上各請求項におけるスキャンパス
制御装置の実施例を説明したが、全ての実施例におい
て、シフト機能を持ったレジスタ
【0024】
【外3】
【0025】はスキャンパス動作専用のレジスタとして
ではなく従来からある普通のレジスタにシフト機能のハ
ードウェアを追加し、
【0026】
【外4】
【0027】の2通りのアクセス方法を与え、図7
(a)に示すように、
【0028】
【外5】
【0029】としてアクセスした時は普通のレジスタと
して機能し通常動作のmov命令が実行され、図7
(b)に示すように、
【0030】
【外6】
【0031】としてアクセスした時にはテストモードと
なりシフト機能が働きラッチ列の値を格納した後普通の
レジスタとして通常動作のmov命令が実行されるよう
設計することにより少しのハードウェアの追加によって
スキャンパス機能を達成することもできる。
【0032】また、説明の簡略化のためこの実施例にお
いては1命令当たりのサイクル数を4サイクル固定とし
たが1命令当たりのサイクル数は特に限定しないし、不
定でも構わない。
【0033】また、上述した例では説明の簡略のために
レジスタ幅を8ビットとしたが実際は16ビットでも3
2ビットでも構わず、レジスタ幅は特に限定しない。
【0034】また、上述した例では同一のラッチ列とシ
フトレジスタの接続をもったスキャンパスユニットを用
いたが、ラッチ列とシフトレジスタの接続関係は特に限
定せず、 (A)図8のようにラッチ列のシフト時の入力をラッチ
列自身からの出力とラッチ列からの出力を入力とするレ
ジスタからの出力のどちらか一方をセレクタで選択可能
にし、セレクタの選択端子にレジスタの読み込みまたは
書き込み信号を入力することにより内部状態の参照及び
設定を可能にしたスキャンパスユニットを用いること。
【0035】(B)図9のように単にラッチ列とレジス
タとを環状に接続し、簡単なハードウェアで内部状態の
参照及び設定を可能にしたスキャンパスユニットを用い
ること。
【0036】(C)図10に示すようにラッチ列からレ
ジスタへの格納のみしか必要でなくなるためラッチ列と
レジスタを直線上に設置するだけのハードウェアの簡略
化を図ったスキャンパスユニットを用いること。
【0037】(D)さらには、ラッチ列とレジスタは1
対1である必要はなく、図11に示すようにラッチ列群
中セレクト信号によってセレクタで選択したラッチ列の
値をセレクタに接続したレジスタに入力する構成とし、
命令により異なるレジスタ番号を選択することによって
セレクト信号を生成し、ラッチ列郡中の一つのラッチ列
を選択し、その値をレジスタに格納することによって複
数のラッチ列を一つのレジスタのみで参照するようなハ
ードウェアの簡略化を図ったスキャンパスユニットを用
いること。 等も可能である。
【0038】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1記載のス
キャンパス制御装置においては、スキャンパス命令で操
作可能なレジスタに接続し、命令で内部状態を解析する
ことによって、データ処理装置に外部解析回路のような
特別な装置を用いずに、またハードウェアの増加を抑え
て命令単位の任意のタイミングでの内部状態の解析を可
能とする。さらにデータ処理装置単体で命令のみによる
内部状態の参照、設定を行なうことにより、自己テスト
が可能となり、入出力ピンが減少する。等の効果を得る
ことができる。
【0039】また、請求項2記載のスキャンパス制御装
置においては、内部状態をレジスタへ取り込むタイミン
グをサイクル単位で指定可能にすることによって、請求
項1記載のスキャンパス制御装置による効果に加えてサ
イクル単位の任意のタイミングで内部状態の解析できる
ため、パイプラインの制御を行なうような複雑な処理装
置でも解析が可能になる。という効果が得られる。
【0040】さらに、請求項3記載のスキャンパス制御
装置においては、内部状態のレジスタへの取り込み後に
レジスタ以外の内部状態の初期化を行ない、別の命令列
に分岐する初期化手段を加えることによって、請求項2
記載のスキャンパス制御装置による効果に加えて、任意
のタイミング以降の命令実行が不可能な場合でも自己テ
ストが可能となり、前述のようにサイクル単位の任意の
時点での内部状態の解析がデータ処理装置単体で可能と
なり、実チップの解析が容易に行なえる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の構成を示すブロック図
【図2】本発明の一実施例におけるタイミングチャート
【図3】本発明の一実施例における解析手順の概念及び
解析手順の具体例と解析手順のフローチャート
【図4】本発明の一実施例の構成を示すブロック図
【図5】本発明の一実施例における解析手順の概念及び
解析手順のフローチャート
【図6】本発明の一実施例における解析手順の概念及び
解析手順のフローチャートと解析手順の応用例のフロー
チャート
【図7】シフト機能を持ったレジスタの一実施例
【図8】ラッチ列及びレジスタから構成されるスキャン
パスユニットの実施例
【図9】ラッチ列及びレジスタから構成されるスキャン
パスユニットの実施例
【図10】ラッチ列及びレジスタから構成されるスキャ
ンパスユニットの実施例
【図11】ラッチ列及びレジスタから構成されるスキャ
ンパスユニットの実施例
【図12】スキャンパス制御装置の従来の構成を示すブ
ロック図
【符号の説明】
101 ラッチ列 102 レジスタ 104 テストモード判定手段 105 データ処理実行部 108 クロック制御部 109 シフトクロック生成手段 112 メインクロック生成手段 601 命令カウンタ 603 サイクルカウンタ 605 初期化手段

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】マスタ・スレーブよりなる複数のラッチを
    直列に接続したラッチ列と、命令で読みだし及び書き込
    み可能なシフト機能を持つ1つまたは複数のレジスタ
    と、前記レジスタを操作する命令を検出し、テスト指示
    信号を発生するテストモード判定手段と、シフトクロッ
    ク生成信号を入力すると前記ラッチ列及び前記レジスタ
    値を歩進させるシフトクロックを規定ビット数分生成し
    た後シフト完了信号を出力するシフトクロック生成手段
    と、前記テスト指示信号を入力すると前記シフトクロッ
    ク生成信号を出力すると同時に前記シフト完了信号を入
    力するまでメインクロック停止信号を出力し続けるクロ
    ック制御手段と、前記メインクロック停止信号を入力す
    る間メインクロックを停止するメインクロック生成手段
    とを備え、環状に接続した前記ラッチ列を前記レジスタ
    に接続し前記ラッチ列の内容を前記レジスタに格納ある
    いは前記レジスタの内容を前記ラッチ列に格納すること
    を特徴とするスキャンパス制御装置。
  2. 【請求項2】マスタ・スレーブよりなる複数のラッチを
    直列に接続したラッチ列と、命令で読みだし及び書き込
    み可能なシフト機能を持つ1つまたは複数のレジスタ
    と、命令の開始毎に内容を更新し、規定値に達した時に
    更新を停止する命令カウンタと、前記命令カウンタの更
    新停止後メインクロック毎に内容を更新し規定値に達し
    た時に更新を停止すると同時にテスト指示信号を出力す
    るサイクルカウンタとシフトクロック生成信号を入力す
    ると前記ラッチ列及び前記レジスタ値を歩進させるシフ
    トクロックを規定ビット数分生成した後シフト完了信号
    を出力するシフトクロック生成手段と、前記テスト指示
    信号を入力すると前記シフトクロック生成信号を出力す
    ると同時に前記シフト完了信号を入力するまでメインク
    ロック停止信号を出力し続けるクロック制御手段と、前
    記メインクロック停止信号を入力する間メインクロック
    を停止するメインクロック生成手段とを備えたことを特
    徴とするスキャンパス制御装置。
  3. 【請求項3】マスタ・スレーブよりなる複数のラッチを
    直列に接続したラッチ列と、命令で読みだし及び書き込
    み可能なシフト機能を持つ1つまたは複数のレジスタ
    と、命令の開始毎に内容を更新し、規定値に達した時に
    更新を停止する命令カウンタと、前記命令カウンタの更
    新停止後メインクロック毎に内容を更新し規定値に達し
    た時に更新を停止すると同時にテスト指示信号を出力す
    るサイクルカウンタとシフトクロック生成信号を入力す
    ると前記ラッチ列及び前記レジスタ値を歩進させるシフ
    トクロックを規定ビット数分生成した後シフト完了信号
    を出力するシフトクロック生成手段と、前記テスト指示
    信号を入力すると前記シフトクロック生成信号を出力す
    ると同時に前記シフト完了信号を入力するまでメインク
    ロック停止信号を出力し続けるクロック制御手段と、前
    記メインクロック停止信号を入力する間メインクロック
    を停止するメインクロック生成手段とを備えスキャン動
    作終了後、通常と異なる命令実行開始アドレスを生成す
    ると同時に内部状態を初期化し前記命令実行開始アドレ
    スから始まる命令列に分岐制御する初期化手段を備えた
    ことを特徴とするスキャンパス制御装置。
JP4159217A 1992-06-18 1992-06-18 スキャンパス制御装置 Pending JPH064338A (ja)

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