JPH07168735A - スキャンテスト方法およびクロックスキュー補正装置およびクロック配線方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 スキャンテスト時のクロックスキューをなく
ためのスキャンテスト方法を提供する。 【構成】 ＬＳＩ１１９のスキャンテスト時において
は、外部クロック端子であるクロックA端子１０１に対
してはクロックを与えず、クロックB端子に対してのみ
クロック周波数Bを加え、単一の周波数をＬＳＩ１１９
に与える。この時、スイッチ回路１１４内のスイッチ１
１１をオフとし、スイッチ１１２とスイッチ１１３をオ
ンにすることにより、通常動作時には複数種類の周波数
のクロック配線に接続されるフリップフリップ１０８と
フリップフリップ１０９などを、同一のクロックB配線
１２１に切り替えて接続することができる。この時、新
たに発生するクロック配線の負荷増加に対して、ドライ
ブ能力可変回路１０６内のドライブ能力可変信号１０５
によりクロック配線ドライブ能力を増加できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はＬＳＩのスキャンテスト
時におけるスキャンテスト方法およびクロックスキュー
補正装置およびクロック配線方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年ＬＳＩの故障テストは、プロセスの
微細化、高集積化に伴いますます重要になっており、故
障テストの手段としてフリップフリップをスキャンパス
で結ぶスキャンテストが一般的になっている。例えば
（岩波講座マイクロエレクトロニクス４：VLSIの設計I
I）の第６章にスキャンテストが示されている。

【０００３】例えば、図５に示す半導体集積回路では、
ＬＳＩ５１３にクロックA端子５０７とクロックB端子５
０８を持ち、通常動作時は複数種類の周波数のクロック
がそれぞれの端子に与えられる。スキャンテスト時に
は、クロックA配線５０５に繋がっているフリップフロ
ップ５０２はスキャンパス５０１の系統であり、クロッ
クB配線５０６に繋がっているフリップフロップ５０３
はスキャンパス５０４の系統であり、このようにそれぞ
れのクロック毎にスキャンパスを設け、独立してスキャ
ンテストを行なっていた。

【０００４】また、図６に示す半導体集積回路では、Ｌ
ＳＩ６３１にクロックA端子６２７とクロックB端子６２
８を持ち、通常動作時は複数種類の周波数のクロックが
それぞれの端子に与えられる。スキャンテスト時には、
クロックA配線６２５に繋がっているフリップフロップ
６２２とクロックB配線６２６に繋がっているフリップ
フロップ６２３を同じスキャンパス６２１の系統で結
び、クロックA端子６２７とクロックB端子６２８に同相
のクロックを与えて、すべてのフリップフロップを１本
のスキャンパスでスキャンテストしていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記図５
のような構成では、クロックA配線５０５とクロックB配
線５０６の２系統のクロックを持つので、スキャンパス
５０１とスキャンパス５０４の２系統のスキャンパスを
持つ必要があり、このために必要な外部端子もSI５０
９、SO５１０、SI５１１、SO５１２の４端子が必要とな
る。このようにＬＳＩ内部に複数種類の周波数のクロッ
ク配線がある場合、それぞれのクロック毎にスキャンパ
スを設けるのでスキャンパスの数が多くなり、外部端子
数や制御回路が増えるという課題があった。

【０００６】また、上記図６のような構成では、ＬＳＩ
６３１の外部クロック端子であるクロックA端子６２７
とクロックB端子６２８に同相のクロックを与えたとし
ても、クロックA配線６２５とクロックB配線６２６のク
ロック配線間では、各々のクロック配線長、配線負荷の
違いなどの理由からクロックスキューが生じ、スキャン
テスト時にフリップフロップ６２２とフリップフロップ
６２３間でのデータ転送でフリップフリップ６２３が間
違ったデータをミスラッチしてしまうといった誤動作が
発生するなどの問題があった。

【０００７】本発明は上記問題点を鑑み、内部に複数種
類の周波数のクロック配線がある回路のスキャンテスト
時において、通常動作時には複数種類の周波数のクロッ
ク配線に接続される複数のフリップフリップを、同一ク
ロック配線に切り替えて接続し、フリップフリップ間の
データ転送時に問題となるクロックスキューをなくため
のスキャンテスト方法およびクロックスキュー補正装置
およびクロック配線方法を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、本発明のスキャンテスト方法は、内部に複数種類
の周波数のクロック配線がある回路のスキャンテスト時
において、通常動作時には複数種類の周波数のクロック
配線に接続される複数のフリップフリップを、同一クロ
ック配線に切り替えて接続することを特徴とするもので
ある。

【０００９】また、上記問題点を解決するために、本発
明のクロックスキュー補正装置は、スキャンテスト時に
おいて、複数種類の周波数のクロック配線に接続される
複数のフリップフリップを同一クロック配線に切り替え
るスイッチ回路と、前記同一クロック配線を駆動するド
ライブ能力可変回路を有することを特徴とするものであ
る。

【００１０】また、上記問題点を解決するために、本発
明のクロック配線方法は、スキャンテスト時に全てのブ
ロックの全てのクロック入力端子が駆動されるように、
クロック配線に必要に応じて配線切替え装置を挿入し、
必要に応じて配線を付加し、スキャンテスト時のクロッ
ク配線の負荷を計算し前記クロックのドライブ能力を最
適化し、通常動作時とスキャンテスト時のクロック配線
時に切替え可能な配線経路を合成するすることを特徴と
する。

【００１１】

【作用】本発明のスキャンテスト方法は上記した構成に
よって、内部に複数種類の周波数のクロック配線がある
回路のスキャンテスト時に、通常動作時には複数種類の
周波数のクロック配線に接続される複数のフリップフリ
ップを、スイッチ回路によりすべて同一クロック配線に
切り替えて接続することにより、フリップフリップ間の
データ転送時に問題となるクロックスキューをなくすこ
とができ、スキャンテストを正常に動作させることがで
きる。

【００１２】また、本発明のクロックスキュー補正装置
は上記した構成によって、スキャンテスト時において、
複数種類の周波数のクロック配線に接続される複数のフ
リップフリップを同一クロック配線に切り替えることが
でき、前記同一クロック配線の負荷増加に対してドライ
ブ能力増加させることができ、スキャンテストを正常に
動作させることができる。

【００１３】また、本発明のクロック配線方法は、上記
した構成により、クロックスキューの少ないスキャンテ
スト回路を自動合成することができる。

【００１４】

【実施例】以下本発明の一実施例のスキャンテスト方法
およびクロックスキュー補正装置について、図面を参照
しながら説明する。

【００１５】（実施例１）図１は本発明の第１の実施例
におけるクロックスキュー補正装置の概念図である。図
１において、１０１はクロック周波数A用のクロックA端
子、１０２はクロック周波数B用のクロックB端子、１０
３はクロックドライバA、１０４はクロックドライバB、
１０５はドライブ能力可変信号、１０６はクロックドラ
イバB１０４とドライブ能力可変信号１０５を含むドラ
イブ能力可変回路、１２０はクロックA配線、１２１は
クロックB配線、１０７はＬＳＩ１１９内のブロック、
１０８はクロックA配線１２０に接続されたフリップフ
リップ、１０９はクロックB配線１２１に接続されたフ
リップフリップ、１１０はフリップフリップ１０８やフ
リップフリップ１０９などのフリップフリップを結ぶス
キャンパス、１１１はクロックA配線１２０を切り離し
たり接続するためのスイッチ、１１２はクロックB配線
１２１を切り離したり接続するためのスイッチ、１１３
はクロックA配線１２０とクロックB配線１２１を切り離
したり接続するためのスイッチ、１１４はスイッチ１１
１とスイッチ１１２とスイッチ１１３を含むスイッチ回
路、１１５はＬＳＩ１１９内のブロック、１１６はスイ
ッチ回路、１１７はスキャンパス１１０のスキャンイ
ン、１１８はスキャンパス１１０のスキャンアウトであ
る。

【００１６】以上のように構成されたクロックスキュー
補正装置について、以下図１を用いてその動作を説明す
る。

【００１７】ＬＳＩ１１９が通常動作時、外部クロック
端子であるクロックA端子１０１からクロック周波数Aが
与えられ、クロックB端子１０２からクロック周波数Bが
与えられ、２つの複数種類の周波数がＬＳＩ１１９に与
えられている。この時、スイッチ回路１１４内のスイッ
チ１１１とスイッチ１１２をオンしスイッチ１１３をオ
フにすることにより、ＬＳＩ１１９内部のクロックA配
線１２０をフリップフリップ１０８に接続し、クロック
B配線１２１をフリップフリップ１０９に接続すること
により、ブロック１０７の通常動作を行なわせることが
できる。

【００１８】クロックドライバA１０３は、クロックA配
線１２０の配線長やフリップフリップ１０８などの負荷
によりドライブ能力が決定される。

【００１９】同様にクロックドライバB１０４は、クロ
ックB配線１２１の配線長やフリップフリップ１０９な
どの負荷と、スイッチ回路１１４内のスイッチ１１１を
オフしスイッチ１１２とスイッチ１１３をオンにするこ
とにより発生するクロック配線の負荷増加に対して、ド
ライブ能力可変信号１０５によりクロック配線ドライブ
能力を増加できる。

【００２０】ＬＳＩ１１９のスキャンテスト時において
は、外部クロック端子であるクロックA端子１０１に対
してはクロックを与えず、クロックB端子に対してのみ
クロック周波数Bを加え、単一の周波数をＬＳＩ１１９
に与える。この時、スイッチ回路１１４内のスイッチ１
１１をオフとし、スイッチ１１２とスイッチ１１３をオ
ンにすることにより、通常動作時には複数種類の周波数
のクロック配線に接続されるフリップフリップ１０８と
フリップフリップ１０９などを、同一のクロックB配線
１２１に切り替えて接続することできる。この時、新た
に発生するクロック配線の負荷増加に対して、ドライブ
能力可変回路１０６内のドライブ能力可変信号１０５に
よりクロック配線ドライブ能力を増加できる。これによ
り、同一クロックB配線１２１にすべてのフリップフリ
ップを接続するので、フリップフリップ間のデータ転送
時に問題となるクロックスキューをなくすことができ
る。

【００２１】以上のように本実施例によれば、スキャン
テスト時において、複数種類の周波数のクロック配線
と、前記クロック配線に接続される複数のフリップフリ
ップと、前記フリップフリップの前記クロック配線を同
一クロック配線に切り替えるスイッチ回路と、前記同一
クロック配線を駆動するドライブ能力可変回路を設ける
ことにより、フリップフリップ間のデータ転送時に問題
となるクロックスキューをなくすことができ、スキャン
テストを正常に動作させることができる。

【００２２】なお、本実施例において、ドライブ能力可
変回路１０６によりクロック配線に対する駆動力を変化
させたが、クロックドライバB１０４のドライブ能力を
通常動作時から十分大きなドライブ能力をもたせ、スキ
ャンテスト時にドライブ能力を可変させない方法でも同
等の効果が得られる。

【００２３】（実施例２）本発明のクロック配線方法の
実施例について、図面を参照しながら説明する。

【００２４】図２は、本実施例のフローを示す図であ
る。１０はブロック配置処理、１１はクロック配線処
理、１２はクロック端子選択処理、１３はスイッチ挿入
処理／クロック配線付加処理、１４はクロックドライブ
能力最適化処理である。

【００２５】ブロック配置処理１０では、人手あるい
は、従来のブロック配置方法によって、各ブロックをチ
ップ上に配置する。

【００２６】次に、クロック配線処理１１では、多系統
の各クロックの配線を行なう。次に、クロック端子選択
処理１２では、クロック配線処理１１で求めた、クロッ
ク配線の内、最も総配線長の長い系統のクロック配線の
端子の集合をテスト用クロック端子として選択する。同
系統のクロック配線をテスト用クロック配線と定義す
る。

【００２７】次に、スイッチ挿入処理／クロック配線付
加処理１３では、以下の処理を行なう。全てのブロック
Ｂについて、以下の処理を行なう。

【００２８】（Ａ）ブロックＢに、テスト用クロックの
端子が存在しない場合は、同ブロックＢに仮想端子を設
け、前記仮想端子から前記テスト用クロック配線へ接続
する経路を付加する。処理例を図３に示す。クロック端
子選択処理１２において、系統Ａのクロック配線をテス
ト用クロック配線として選ばれたとする。２１はブロッ
ク、２２は系統Ａのクロックの端子、２３は系統Ｃのク
ロックの端子、２４は系統Ａのクロックの仮想端子、２
５はテスト用クロック配線経路である。仮想端子２４か
らテスト用クロック配線２５への配線は、同クロック配
線のルートからの最長距離がなるべく長くならないよう
にする必要があるため、ルートから前記仮想端子までの
最短経路探索を行ないそれを解とする。

【００２９】（Ｂ）ブロックＢに入ってくるクロックラ
インをすべて、一個のスイッチ回路に接続し、通常動作
時は、本来の系統のクロックに配線され、テスト時に前
記スイッチ回路３０に接続する全てのクロック配線が、
前記テスト用クロックに接続するような設定を行なう。
スイッチ回路３０を挿入した後の配置配線図を図４に示
す。

【００３０】最後に、クロックドライブ能力最適化処理
１４において、テスト時のスイッチ状態に基づいた配線
トポロジを負荷とした時に、同配線のクロックスキュー
が制約条件を満足するように、ドライブ能力を決定す
る。

【００３１】以上のように本実施例によれば、ブロック
の配置処理と、多系統の系統毎のクロック配線を行なう
クロック配線処理と、スキャンテスト用に用いる系統の
クロック配線に接続する端子をスキャンテスト用クロッ
ク端子として選択するスキャンテスト用クロック端子選
択処理と、前記スキャンテスト用クロック端子選択処理
で選択された前記クロック系統によって、スキャンテス
ト時に全てのブロックの全てのクロック入力端子が駆動
されるように前記クロック配線に必要に応じて配線切替
え装置を挿入するスイッチ挿入処理と、必要に応じて配
線を付加するクロック配線付加処理と、スキャンテスト
時のクロック配線の負荷を計算し前記クロックのドライ
ブ能力を最適化するクロックドライブ能力最適化処理を
備え、通常動作時とスキャンテスト時のクロック配線時
に切替え可能な配線経路を合成するクロック配線方法よ
り、クロックスキューの少ないスキャンテスト回路を自
動合成することができる。

【００３２】

【発明の効果】以上のように本発明のスキャンテスト方
法は、内部に複数種類の周波数のクロック配線がある回
路のスキャンテスト時において、通常動作時には複数種
類の周波数のクロック配線に接続される複数のフリップ
フリップを、スイッチ回路によりすべて同一クロック配
線に切り替えて接続することにより、フリップフリップ
間のデータ転送時に問題となるクロックスキューをなく
すことができ、スキャンテストを正常に動作させること
ができる。

【００３３】また、本発明のクロックスキュー補正装置
は上記した構成により、スキャンテスト時において、複
数種類の周波数のクロック配線に接続される複数のフリ
ップフリップを同一クロック配線に切り替えることがで
き、前記同一クロック配線の負荷増加に対してドライブ
能力増加させることができ、スキャンテストを正常に動
作させることができる。

【００３４】また、本発明のクロック配線方法は、上記
した構成により、クロックスキューの少ないスキャンテ
スト回路を自動合成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例におけるスキャンテスト
方法およびクロックスキュー補正装置の概念図

【図２】本発明の第２の実施例におけるクロック配線方
法のフロー図

【図３】同実施例における処理例を示した図

【図４】同実施例におけるスイッチ回路を挿入した後の
配置配線図

【図５】従来のスキャンテスト方法の概略図

【図６】従来のスキャンテスト方法の概略図

【符号の説明】

１０６ ドライブ能力可変回路 １１０ スキャンパス １１４ スイッチ回路 １０ ブロック配置処理 １１ クロック配線処理 １２ クロック端子選択処理 １３ スイッチ挿入処理／クロック配線付加処理 １４ クロックドライブ能力最適化処理

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 勝連 城二 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内部に複数種類の周波数のクロック配線が
   ある回路のスキャンテスト時において、通常動作時には
   複数種類の周波数のクロック配線に接続される複数のフ
   リップフリップを、同一クロック配線に切り替えて接続
   することを特徴とするスキャンテスト方法。
2. 【請求項２】複数種類の周波数のクロック配線と、 前記クロック配線に接続される複数のフリップフリップ
   と、 スキャンテスト時において、前記フリップフリップの前
   記クロック配線を同一クロック配線に切り替えるスイッ
   チ回路と、 同一クロック配線を駆動するドライブ能力可変手段とを
   備えたクロックスキュー補正装置。
3. 【請求項３】ブロックの配置処理と、 多系統の系統毎のクロック配線を行なうクロック配線処
   理と、 スキャンテスト用に用いる系統のクロック配線に接続す
   る端子をスキャンテスト用クロック端子として選択する
   スキャンテスト用クロック端子選択処理と、 前記スキャンテスト用クロック端子選択処理で選択され
   た前記クロック系統によって、スキャンテスト時に全て
   のブロックの全てのクロック入力端子が駆動されるよう
   に前記クロック配線に必要に応じて配線切替え装置を挿
   入するスイッチ挿入処理と、 必要に応じて配線を付加するクロック配線付加処理と、 スキャンテスト時のクロック配線の負荷を計算し前記ク
   ロックのドライブ能力を最適化するクロックドライブ能
   力最適化処理とを備え、 通常動作時とスキャンテスト時のクロック配線時に切替
   え可能な配線経路を合成するクロック配線方法。