JPH07151827A - バウンダリスキャン用回路を具備する半導体集積回路 - Google Patents

バウンダリスキャン用回路を具備する半導体集積回路

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JPH07151827A JP5297962A JP29796293A JPH07151827A JP H07151827 A JPH07151827 A JP H07151827A JP 5297962 A JP5297962 A JP 5297962A JP 29796293 A JP29796293 A JP 29796293A JP H07151827 A JPH07151827 A JP H07151827A
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Abstract

(57)【要約】 デバイス設計の自由度を損なうことなくレベル変換器の
個数を少なくすることのできるバウンダリスキャン用回
路を具備する半導体集積回路を実現すること。 【目的】 【構成】 論理回路と、前記論理回路に対して設けられ
た複数の入力ピンおよび出力ピンと、前記複数の入力ピ
ンおよび出力ピンのそれぞれと論理回路との間に個々に
設けられ、シリアルに接続される複数のテスト用回路
と、を有するバウンダリスキャン用回路を具備する半導
体集積回路において、前記複数のテスト用回路は、同一
の論理レベルの入力ピンまたは出力ピンに対して設けら
れたものについてはすべて直列に接続されるとともに、
異なる論理レベルのテスト用回路は、論理レベルを変換
するレベル変換器を介して接続されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はバウンダリスキャン用回
路を具備する半導体集積回路に関し、特に、異なる論理
レベルを持つ論理回路のバウンダリスキャン用回路を具
備する半導体集積回路に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、半導体集積回路内部で実現されて
いたバウンダリスキャンパス(以後BSPと記載)の構
成について図面を用いて説明する。
【0003】BSPは図3に示すように、半導体集積回
路の内部論理回路302のデータの入力ピン305〜3
08およびデータの出力ピン309〜312の間に直列
に接続されたレジスタを含むテスト用回路313〜32
0をそれぞれ設け、各テスト用回路313〜320のテ
ストデータ入力ピン303にシリアルにデータ入力し、
該入力データによるパラレルデータを試験デバイスであ
る内部論理回路302へ印加してテストし、パラレルに
出力された結果を入力時と同様に各テスト用回路313
〜320のテストデータ出力ピン304を通じてシリア
ルに取り出す構成とし、これを用いて半導体集積回路の
試験が実現されていた(例:日経エレクトロニクス n
o.488、p314〜p320)。
【0004】次に、複数レベル混在デバイスでBSPを
実現する従来例を図面を用いて説明する。
【0005】通常負電源で動作するECL回路に対し、
正電源で動作するECL回路(以後PECLと記述)、
CMOS、GTLの3レベルが混在するデバイスで、か
つ、レベルによるピン配置制限が無い場合のBSP構成
を図4に示す、図中、内部論理回路402、入力ピン4
05〜408、出力ピン409〜412、テストデータ
入力ピン403、テストデータ出力ピン404およびテ
スト用回路413〜420の構成は、図3に示した内部
論理回路302、入力ピン305〜308、出力ピン3
17〜312、テストデータ入力ピン303、テストデ
ータ出力ピン304およびテスト用回路313〜320
と同様であるが、本従来例の場合には、3レベルが混在
するうえにレベルによるピン配置制限がないため、各テ
スト用回路413〜420を直列に接続するパス上に、
各レベル間用のレベル変換器421〜427を挿入して
いた。
【0006】上記のように、レベルによるピン配置制限
がない場合、挿入するレベル変換器の数量nは、 レベル種類数≦n≦デバイスピン数 となり、隣接するピンのレベル種類に依存する。
【0007】次に、PECL、CMOS、GTLの3レ
ベル混在デバイスで、かつ、レベルによるピン配置制限
がある場合のBSP構成を図5に示す。
【0008】図5に示す従来例は、図4に示した従来例
より、レベルが同じ入力ピン405,406、出力ピン
418,419間のレベル変換器を省いたものである。
【0009】このようなレベルによるピン配置制限があ
る場合は、挿入するレベル変換器の数量nは、 レベル種類数−1≦n≦デバイスピン数−1 となり、レベル変換器の数を少なくすることができる
が、このためには同一レベルのピンを隣接させ配置する
必要がある。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のBSP
を備えた半導体装置のうち、複数レベルが混在するデバ
イスで、レベルによるピン配置制限が無い場合には、B
SPに挿入するレベル変換器の個数が非常に多いものと
なり、最大でピン数に等しいものとなる。このためレベ
ル変換器の占有する面積が増加し、チップサイズが増大
してしまうという問題点がある。
【0011】また、レベルによるピン配置制限がある場
合、ピン配置制限なしの場合と比較して、ピン配置制限
を導入するほどレベル変換器数を低減することができ
る。
【0012】しかし、ピン配置制限は、導入するほどデ
バイス設計の自由度を著しく低減する。また、同一レベ
ルを隣接させることによる同時動作制限を考慮するた
め、さらに設計に制限が必要となる。この場合は、チッ
プサイズ増大の影響を低減する代わりに、設計の自由度
が制限されるという問題点がある。
【0013】本発明は上述したような従来の技術が有す
る問題点に鑑みてなされたものであって、デバイス設計
の自由度を損なうことなくレベル変換器の個数を少なく
することのできるバウンダリスキャン用回路を具備する
半導体集積回路を実現することを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明のバウンダリスキ
ャン用回路を具備する半導体集積回路は、論理回路と、
前記論理回路に対して設けられた複数の入力ピンおよび
出力ピンと、前記複数の入力ピンおよび出力ピンのそれ
ぞれと論理回路との間に個々に設けられ、シリアルに接
続される複数のテスト用回路と、を有するバウンダリス
キャン用回路を具備する半導体集積回路において、前記
複数のテスト用回路は、同一の論理レベルの入力ピンま
たは出力ピンに対して設けられたものについてはすべて
直列に接続されるとともに、異なる論理レベルのテスト
用回路は、論理レベルを変換するレベル変換器を介して
接続されていることを特徴とする。
【0015】この場合、複数のテスト用回路をシリアル
に結ぶ配線が、論理回路の周囲を複数周回するパターン
とし、レベル変換器は、各周回の最終部に設けてもよ
い。
【0016】また、複数のテスト用回路をシリアルに結
ぶ配線が、論理回路を周回することなく、部分的に折り
返されたパターンにて形成してもよい。
【0017】
【作用】本発明のバウンダリスキャン用回路を具備する
半導体集積回路では、同一の論理レベルの入力ピンまた
は出力ピンに対して設けられたテスト用回路はすべて直
列に接続され、これらの間となる論理レベルが異なるテ
スト用回路の間にのみレベル変換器が設けられるので、
必要とされるレベル変換器の数が最小となる。
【0018】各テスト用回路を接続する配線を論理回路
を複数周回し、各周の最終部にレベル変換器を設ける場
合には、各周毎の論理レベルが等しいものとなるので、
パターン設計が容易となる。また、折り返したパターン
とすることにより、配線の長さを短くすることが可能と
なり、入力ピンの論理レベルの種類と出力ピンの論理レ
ベルの種類が異なり、配線を周回させる必要が無い場合
等に特に有効となる。
【0019】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
【0020】図1は本発明の一実施例の構成を示す回路
図である。
【0021】パッケージ102には3種の論理レベルを
持つ入力ピンおよび出力ピンが存在する。
【0022】入力ピン105,107,出力ピン110
はPECLレベル、入力ピン106,出力ピン109,
112はCMOSレベル、入力ピン108,出力ピン1
11は、GTLレベルのインターフェースを持ってい
る。
【0023】上記の各ピンと内部論理回路101との接
続は、必ずBSPのテスト用回路113〜120を介し
て行われる。各テスト用回路113〜120は、BSP
のテストデータ入力ピン103とテストデータ出力ピン
104との間に構成されるBSP上にシリアルに接続さ
れる。
【0024】BSPを構成する配線は、パッケージ10
2内に存在する論理レベル種類と同数回、内部論理回路
101の周囲を周回する。
【0025】本実施例ではPECL、CMOS、GTL
の3種類のレベルが存在するため、上記のBSPは内部
論理回路101の周囲を3周する構成とされている。B
SPの各周には、対応する入力ピンまたは出力ピンと同
一論理レベルを持つテスト用回路113〜120が接続
される。
【0026】本実施例では、BSPの最も内部論理回路
101寄りとなる第1周目にはCMOSインターフェー
スを持つテスト用回114,117,120が設けられ
ている。BSPの第2周目にはGTLインターフェース
を持つテスト用回路116,119が設けられ、第3周
目にはPECLインターフェースを持つテスト用回路1
13,115,118が設けられている。BSPには上
記の各テスト用回路の他に、各周の境界に、異なるイン
ターフェースへ信号レベルを変換するレベル変換器12
1,122がそれぞれ設けられており、これらを介する
ことによってテストデータ入力ピン103とテストデー
タ出力ピン104の論理レベルを等しくすることが図ら
れている。
【0027】本実施例では、テストデータ入力ピン10
3はCMOSレベルであり、第1周の最終部には信号を
CMOSレベルからGTLレベルへ変換するレベル変換
器121を設け、第2周の最終部にはGTLレベルから
PECLレベルへ変換するレベル変換器122を設けて
いる。
【0028】上記のBSP構成においては、設置される
レベル変換器数は、 デバイス全体に存在する論理レベル数−1 となり、また、各論理レベル変換の逆変換を考慮して
も、上記の数の2倍であるため、従来のBSPデバイス
と比較すると必要とされる数が少ないものとなり、論理
レベル種によるピン配置制限について考慮する必要はな
い。
【0029】以上述べたように、本発明の第1の実施例
によれば、異なる論理レベルが存在するデバイスにBS
Pを適用する場合、内部論理回路周囲に、論理レベル種
と同数周のBSPを構成することでレベル変換器数を最
小に低減できるため、チップサイズを低減できる効果が
期待できる。またデバイスのピン配置制限を行う必要も
無いため、設計の自由度を損なう問題も解消される。
【0030】図2は本発明の第2の実施例の構成を示す
回路図である。
【0031】異なる論理レベルが存在するデバイスにお
いて、論理レベル種によってピン配置に片寄りが存在す
る場合、またはBSPを内部論理回路周囲に完全に周回
させずに構成できる場合には、第1の実施例に示したB
SP総延長の短縮が可能となる。
【0032】本実施例では、パッケージ202内に設け
られる内部論理回路201は、3種の論理レベル入力ピ
ンおよび2種の論理レベル出力ピンを備えている。
【0033】入力ピン205,207はPECLレベ
ル、入力ピン206と出力ピン209,212はCMO
Sレベル、入力ピン208と出力ピン210,211は
GTLレベルである。
【0034】本実施例におけるBSPのうち、最も内部
論理回路201寄りとなる第1周部分には、テストデー
タ入力ピン203よりCMOSインターフェースのテス
ト用回路214,217,220と、各テスト用回路を
通った信号のレベルをCMOSレベルからGTLレベル
へ変換するレベル変換器222が設けられている。
【0035】BSPは、レベル変換器222以後、内部
論理回路201の周囲を折り返される。この第2周部分
上には、GTLインターフェースのテスト用回路21
9,218,216と、各テスト用回路を通った信号の
レベルをGTLレベルからPECLレベルへ変換するレ
ベル変換器221が設けられている。
【0036】レベル変換器221以後、BSPは、内部
論理回路201の周囲を再度折り返す。この部分の上に
は、PECLインターフェースのテスト用回路213,
215が設けられ、スキャンパス信号は、これらの各テ
スト用回路を通った後にテストデータ出力ピン204よ
り出力される。
【0037】本実施例の場合には、PECLインターフ
ェースを持つデバイス出力ピンが存在しないため、BS
Pはテスト用回路215を介した直後にテストデータ出
力ピン204へ接続可能となる。本実施例におけるBS
Pは内部論理回路201を周回せずに折り返し、また最
小限の長さしか必要としないため、BSPを完全に内部
論理回路の周囲を周回させる場合と比較して、BSPの
総延長を低減することが可能となっている。
【0038】以上述べたように、本発明の第2の実施例
によれば、異なる論理レベルが存在するデバイスにBS
Pを適用する場合、内部論理回路周囲に論理レベル種類
数−1のレベル変換器数を介し、折り返し構造のBSP
を構成することで、レベル変換器の数を最小まで低減す
ることが可能であり、またBSPによるデバイスのピン
配置制限の必要はない。さらに第1の実施例よりも、B
SPの総延長が短縮可能であるため、BSPの占有面積
を節約し、チップサイズを低減する効果が期待できる。
【0039】
【発明の効果】本発明は以上説明したように構成されて
いるので、以下に記載するような効果を奏する。
【0040】請求項1に記載したものにおいては、異な
る論理レベルが存在する半導体集積回路へBSPを適用
する場合に、内部論理回路周囲に(論理レベル種類数−
1)のレベル変換器数を介し、かつ周回または折り返し
構造を持つBSPを設けることにより、最小のレベル変
換器数で実現可能である。レベル変換器数が減少する効
果は、論理レベルによるピン配置制限が無い場合と比較
して最大で、 {論理レベル数−1/半導体集積回路ピン数} であり、論理レベルによるピン配置制限がある場合と比
較して最大で、 {論理レベル数−1/(半導体集積回路ピン数−1)} である。ピン配置制限導入の場合は、その度合いが高い
ほどレベル変換器数は少なくなるが、逆に設計の自由度
への制限が高くなる。本発明によればピン配置制限は全
く考慮する必要がない。
【0041】このように、本発明ではレベル変換器数を
減少させることが可能であるため、従来と比較してチッ
プサイズを低減できる効果が期待でき、結果的にチップ
コストの削減を可能とする。また、ピン配置制限も必要
ないため設計の自由度を損なう問題がない。
【0042】請求項2に記載のものにおいては、上記各
効果に加えて設計の自由度を高いものとすることができ
る効果がある。
【0043】請求項3に記載のものにおいては、折り返
し構造のBSPを効率よく配置することで、BSP自身
の占有面積を必要最小限に抑えることができる効果があ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例の構成を示す回路図であ
る。
【図2】本発明の第2の実施例の構成を示す回路図であ
る。
【図3】従来例の構成を示す回路図である。
【図4】従来例の構成を示す回路図である。
【図5】従来例の構成を示す回路図である。
【符号の説明】
101,201 内部論理回路 102,202 パッケージ 103,203 テストデータ入力ピン 104,204 テストデータ出力ピン 105〜108,205〜208 入力ピン 109〜112,209〜212 出力ピン 113〜120,213〜220 テスト用回路 121,122,221,222 レベル変換器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 21/82

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 論理回路と、 前記論理回路に対して設けられた複数の入力ピンおよび
    出力ピンと、 前記複数の入力ピンおよび出力ピンのそれぞれと論理回
    路との間に個々に設けられ、シリアルに接続される複数
    のテスト用回路と、を有するバウンダリスキャン用回路
    を具備する半導体集積回路において、 前記複数のテスト用回路は、同一の論理レベルの入力ピ
    ンまたは出力ピンに対して設けられたものについてはす
    べて直列に接続されるとともに、異なる論理レベルのテ
    スト用回路は、論理レベルを変換するレベル変換器を介
    して接続されていることを特徴とするバウンダリスキャ
    ン用回路を具備する半導体集積回路。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のバウンダリスキャン用回
    路を具備する半導体集積回路において、 複数のテスト用回路をシリアルに結ぶ配線が、論理回路
    の周囲を複数周回するパターンとされ、レベル変換器
    は、各周回の最終部に設けられていることを特徴とする
    バウンダリスキャン用回路を具備する半導体集積回路。
  3. 【請求項3】 請求項1記載のバウンダリスキャン用回
    路を具備する半導体集積回路において、 複数のテスト用回路をシリアルに結ぶ配線が、論理回路
    を周回することなく、部分的に折り返されたパターンに
    て形成されていることを特徴するバウンダリスキャン用
    回路を具備する半導体集積回路。
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