JPH0895818A - デバッグ機能を備えた半導体集積回路 - Google Patents

デバッグ機能を備えた半導体集積回路

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JPH0895818A
JPH0895818A JP6227048A JP22704894A JPH0895818A JP H0895818 A JPH0895818 A JP H0895818A JP 6227048 A JP6227048 A JP 6227048A JP 22704894 A JP22704894 A JP 22704894A JP H0895818 A JPH0895818 A JP H0895818A
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謙吾 畔上
Koichi Yamashita
公一 山下
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Abstract

(57)【要約】 【目的】任意の時点での任意の論理セルの出力を容易に
知得する。 【構成】論理セルC11〜C22がマトリックス状に配
列されたFPGAにおいて、制御入力端S3に供給され
る制御信号に応じ論理セルの2出力のうち1を選択して
ゲートを介し試験用出力端Pから出力させ、制御入力端
S1、S2に供給される制御信号に応じて該ゲートを開
/閉状態させる試験用回路を各論理セルに備え、全ての
論理セルの試験用出力端PがZ配線で共通に接続され、
シフトレジスタ20、30、シフトレジスタ20の並列
出力端と制御入力端S1との間に接続された行選択線X
1、X2、及び、シフトレジスタ30の並列出力端と制
御入力端S2との間に接続された列選択線により、1つ
の論理セルを選択して該ゲートを開状態にさせ、選択さ
れた論理セルの出力端Pの信号をZ配線に取り出す。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、デバッグ機能を備えた
フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ(FPG
A)等の半導体集積回路に関する。
【0002】
【従来の技術】FPGAは、論理セルがマトリックス状
に配置され、論理セル間が配線、スイッチボックス及び
配線を介して接続され、論理セルの機能及びスイッチボ
ックスによる接続関係をプログラム可能となっている。
このプログラムは、SRAM又はヒューズROM(プロ
グラムRAM又はROM)の記憶内容により定まる。
【0003】プログラムされたFPGAをデバッグする
ために、従来では、全ての論理セル内のフリップフロッ
プを数珠つなぎにして長いシフトレジスタを構成し、こ
れにテスト用クロックを供給して一連の記憶内容を取り
出すというスキャンテスト方式が用いられていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、論理セル内の
順序回路の出力以外は外部に取り出すことができず、ま
た、例え論理セルの出力が全てフリップフロップの出力
であっても、1つの論理セルの出力のみ知得したい場合
にも、FPGAのシステムクロックを停止させて長いシ
フトレジスタをテストクロックで駆動して保持データを
取り出さなければならない。特定の論理セルの出力を、
時間を追って知得したい場合には、FPGAに1システ
ムクロックを供給する毎にこのようなテスト動作を実行
する必要がある。
【0005】本発明の目的は、このような問題点に鑑
み、任意の時点での任意の論理セルの出力を容易に知得
することが可能なデバッグ機能を備えた半導体集積回路
を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段及びその作用】本発明で
は、複数の部分論理回路が配列された半導体集積回路に
おいて、該部分論理回路の各々に備えられ、該部分論理
回路の出力をゲートを介し試験用出力端から出力させ、
制御入力端に供給される制御信号に応じて該ゲートを開
/閉状態させる試験用回路と、全ての該部分論理回路の
対応する該試験用出力端(試験用出力端が1つの場合に
はその試験用出力端)を共通に接続させるZ配線と、該
制御信号により該複数の部分論理回路の1つを選択して
該ゲートを開状態にさせるための選択回路と、を有し、
選択された該部分論理回路の該試験用出力端の信号を該
Z配線に取り出すようにしている。
【0007】本発明によれば、選択回路で任意の部分論
理回路を選択してそのゲートを開状態にすることによ
り、選択した部分論理回路の試験用出力端の信号をZ配
線に取り出すことができるので、任意の時点で任意の部
分論理回路の出力を容易に知得することができる。Z配
線は部分論理回路のデータ入力に影響しないので、試験
により部分論理回路の出力状態は変化しない。
【0008】本発明の第1態様では、上記複数の部分論
理回路は実質的にm行n列の部分論理回路であり、すな
わち、論理的にm行n列の部分論理回路と考えることが
でき、上記制御入力端は第1及び第2の制御入力端を有
し、上記選択回路は、第i行の該部分論理回路の第1制
御入力端を共通に接続させる第Yi配線と、第j列の該
部分論理回路の第2制御入力端を共通に接続させる第X
j配線と、をi=1〜m、j=1〜nについて有し、さ
らに、該制御信号により該第Y1〜Ym配線の1つを選
択するためのY選択回路と、該制御信号により該第X1
〜Xn配線の1つを選択するためのX選択回路と、を有
し、該Y選択回路で選択された配線が接続され且つ該X
選択回路で選択された配線が接続された該部分論理回路
を選択する。
【0009】この第1態様によれば、制御入力端が最低
2つあればよく、また、選択回路で行と列を選択すれば
よいので、アドレス指定の構成が簡単となる。本発明の
第2態様では、上記Y選択回路はシフトレジスタであ
り、その並列出力端が上記第Y1〜Ym配線に接続さ
れ、上記X選択回路はシフトレジスタであり、その並列
出力端が上記第X1〜Xn配線に接続されている。
【0010】この第2態様によれば、アドレスを直列デ
ータとしてシフトレジスタに供給すればよいので、並列
データ設定の場合よりも外部入力信号数を少なくでき
る。本発明の第3態様では、上記Y選択回路である第1
シフトレジスタと上記X選択回路である第2シフトレジ
スタとが縦続接続されている。この第3態様によれば、
第1シフトレジスタと第2シフトレジスタシフトレジス
タとが1つのシフトレジスタになるので、これに対する
外部信号入力数をより低減することができる。
【0011】本発明の第4態様では、上記選択回路は、
上記第1シフトレジスタと上記第2シフトレジスタとに
間に縦続接続された1以上のフリップフロップと、縦続
接続されたシフトレジスタの直列データ入力端に接続さ
れた第3シフトレジスタと、該第3シフトレジスタの並
列出力において上記選択を有効にする論理値‘1’又は
‘0’の一方が2個以上連続していることを判定する回
路と、を有する。
【0012】この第4態様によれば、本来のアドレスデ
ータと、該フリップフロップに設定するダミーデータと
をつなげたアドレスデータに、上記選択を有効にする論
理値‘1’又は‘0’の一方が2個以上連続しないよう
にすることができ、このことと、構成が簡単な第3シフ
トレジスタ及び判定回路とにより、シフトレジスタへの
クロックの個数を計数せずに、すなわちシフトレジスタ
のビット長によらず、アドレス設定完了を自動判定する
ことができる。
【0013】本発明の第5態様では、上記第1シフトレ
ジスタ及び上記第2シフトレジスタは、並列出力段に、
出力を有効/無効にする制御入力端を備えたゲートを有
し、該制御入力端に上記判定回路の出力が供給され、該
判定回路が前記連続を判定したときに該ゲートの出力が
有効にされる。この第5態様によれば、アドレス設定途
中で複数の部分論理回路の試験用出力が衝突するのを防
止することができる。
【0014】本発明の第6態様では、上記m行又はn列
の部分論理回路は1群が最大p行又はp列のq群に分割
され、上記Y選択回路又はX選択回路は、第1〜q群の
該部分論理回路の1つを選択する第1選択回路と、各群
内の1行の該部分論理回路を選択する第2選択回路と、
を有し、選択された群内の1行又は1列の該部分論理回
路を選択する。
【0015】この第6態様によれば、群と群内の行又は
列を選択すればよいので、行又は列を直接選択する場合
よりも選択回路の構成が簡単になる。本発明の第7態様
では、上記Y1〜Ym配線又は上記X1〜Xn配線は、
1群が最大p本のq群に分割され上記第1選択回路は、
第1シフトレジスタであり、その並列出力がワイヤード
ロジック可能であり、i=1〜qについて、並列出力端
の第i出力端が、該Y1〜Ym配線又は該X1〜Xn配
線のうちの第i群の全てに接続され、上記第2選択回路
は、第2シフトレジスタであり、その並列出力がワイヤ
ードロジック可能であり、1≦j≦pについて、並列出
力端の第j出力端が、該Y1〜Ym配線又は該X1〜X
n配線のうち各群内の第j配線に接続されている。
【0016】この第7態様によれば、部分論理回路の制
御入力端数及びこれに接続される配線の数を低減できる
ので、選択回路の構成が簡単となる。本発明の第8態様
では、上記qは、上記m又はnをuとし、 [x」:xを下回らない最小の整数 「x]:xを上回らない最大の整数 q=MIN{a,b,f(x)}:f(a)<f(b)のときq=a f(a)>f(b)のときq=b f(a)=f(b)のときq=a又はq=b としたとき、 q=MIN{[√u」,「√u],f(z)=z+u/z} である。
【0017】この第8態様によれば、√uが整数である
かどうかによらず、かつ、qがuの約数であるかどうか
によらず、p+qを最小にすることができ、選択回路の
構成が簡単になる。本発明の第9態様では、上記Y1〜
Ym配線及び上記X1〜Xn配線がいずれも上記群に分
割されて上記Y選択回路及び上記X選択回路がいずれも
上記第1及び第2のシフトレジスタを有し、該Y選択回
路の第1及び第2のシフトレジスタ並びに該X選択回路
の第1及び第2のシフトレジスタが任意の順に縦続接続
されている。
【0018】この第9態様によれば、Y選択回路及びX
選択回路の全シフトレジスタが1つのシフトレジスタに
なるので、これに対する外部信号入力数をより低減する
ことができる。本発明の第10態様では、上記試験用回
路は、第2の制御入力端に供給される第2の制御信号に
応じ上記部分論理回路の複数出力のうち1以上を選択し
て上記ゲートへ供給し、上記選択回路は、全ての該部分
論理回路の該第2制御入力端を共通に接続させるS配線
を有し、該選択のために該第2の制御信号を該S配線に
供給する。
【0019】この第10態様によれば、部分論理回路の
データ出力端の数が多い場合に、この数よりも、試験用
出力端と制御入力端との合計数を充分少なくすることが
でき、選択回路の配線数を低減できる。本発明の第11
態様では、上記半導体集積回路は、前記部分論理回路の
機能及び該部分論理回路間の結線がプログラムで可変で
ある。
【0020】この第11態様によれば、プログラム毎に
デバッグ用回路が有効利用されるので、好適である。
【0021】
【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例を説明
する。異なる図において、同一又は類似の構成要素には
同一又は類似の符号を付している。 [第1実施例]図1は、第1実施例のFPGAの概略構
成を示す。説明の簡単化のために、図1は論理セルアレ
イ10が2行2列の論理セル(論理回路)C11〜C2
2を備えている場合を示す。
【0022】論理セルC11〜C22は互いに同一構成
であり、論理セルC11の概略構成例を図2に示す。こ
の論理セルC11は、互いに異なる論理回路11〜14
の出力のうち2つがセレクタ15で選択され、この2出
力が論理セルC11のデータ出力端O及びセレクタ16
に供給される。セレクタ16は、論理セルC11の制御
入力端S3からの信号の論理値‘1’/‘0’に応じて
O1/O2をゲート17の入力端に供給する。ゲート1
7は、アンドゲート18の出力の論理値‘1’/‘0’
に応じて入出力端間が開/閉状態にされる。アンドゲー
ト18には論理セルC11の制御入力端S1及びS2か
ら制御信号が供給され、ゲート17の出力は論理セルC
11のテスト用データ出力端Pから取り出される。
【0023】論理回路11〜14及びセレクタ15の制
御入力端にそれぞれ、不図示のプログラムRAM又はR
OMの記憶内容信号M1〜M5が供給されて、その機能
が定められる。セレクタ15の2出力の1つを、制御入
力端S3からの選択信号に応じて1つのデータ出力端P
から取り出す構成となっているので、論理セルC11の
データ出力端Oの数が多い場合には、データ出力端Pと
制御入力端S3の合計点数をデータ出力端Oの点数より
も充分少なくすることができる。また、セレクタ16と
データ出力端Pとの間にゲート17を接続しているの
で、図1に示すように全ての論理セルC11〜C22の
データ出力端Pをデータ線Sで共通に接続することがで
き、かつ、選択した任意の論理セルのデータ出力端Pか
らデータ線SにデータDOを取り出すことができる。こ
の選択は、制御入力端S1及びS2にそれぞれ供給され
る行選択信号及び列選択信号により行われる。
【0024】図1に示す如く、第1行の論理セルC11
及びC12の制御入力端S1は行選択線Y1に接続さ
れ、第2行の論理セルC21及びC22の制御入力端S
1は行選択線Y2に接続され、第1列の論理セルC11
及びC21の制御入力端S2は列選択線X1に接続さ
れ、第2列の論理セルC12及びC22の制御入力端S
2は列選択線X2に接続されている。行選択線Y1及び
Y2はシフトレジスタ20のDフリップフロップ21及
び22の出力端Qに接続され、列選択線X1及びX2は
シフトレジスタ30のDフリップフロップ31及び32
の出力端Qに接続されている。
【0025】全ての論理セルC11〜C22の制御入力
端S3は出力選択線Zに共通に接続され、出力選択線Z
はDフリップフロップ40の出力端Qに接続されてい
る。シフトレジスタ20の内容は、クロックCK1同期
して直列データ入力端に供給される行アドレスDI1に
より設定され、シフトレジスタ30の内容は、クロック
CK2同期して直列データ入力端に供給される列アドレ
スDI2により設定される。Dフリップフロップ40に
は、クロックCK3の立ち上がりのタイミングで出力ア
ドレスDI3が保持される。
【0026】論理セルアレイ10には、論理セルC11
〜C22に対応してそれぞれスイッチボックス(スイッ
チ回路)SW11〜SW22が配置され、隣合うスイッ
チボックスSW11〜SW22の間及びスイッチボック
スSW11〜SW22と論理セルC11〜C22のデー
タ入力端I及びデータ出力端Oとの間が、配線で接続さ
れている。スイッチボックスSW11〜SW22は互い
に同一構成であり、複数のトランジスタスイッチを備
え、その制御入力端に上記プログラムRAM又はROM
の記憶内容が供給されて、スイッチボックスSW11〜
SW22による論理セル間の接続関係が定められる。
【0027】次に、上記の如く構成された本第1実施例
の動作を説明する。上記プログラムRAM又はROMの
内容を定めることにより論理セルアレイ10に対するプ
ログラミングを行い、これが終了した後に、論理セルア
レイ10にシステムクロックを供給して論理セルアレイ
10を動作させ、デバッグを行う。例えば、任意の時点
での論理セルC22の出力O1を知得したい場合には次
のようにする。Dフリップフロップ21、22、31、
32及び40にそれぞれ‘0’、‘1’、‘0’、
‘1’及び‘0’を保持させる。これにより、論理セル
C22のゲート17のみが開状態となり、かつ、セレク
タ16により出力O1が選択され、これがデータ線Sを
介しデータDOとして取り出される。論理セルアレイ1
0に対するシステムクロックに同期してデータDOを読
み取ることにより、任意の時点でのデータDOを知得す
ることができる。
【0028】したがって、従来のように論理セルアレイ
10に1個のシステムクロックを与える毎に、全ての論
理セルC11〜C22内のフリップフロップを数珠繋ぎ
にした長いシフトレジスタにテストクロックを多数個供
給して読み出すという複雑な動作を行わせる必要がな
い。また、任意の論理セルの出力を取り出すことができ
る。
【0029】上記動作において、1個のシステムクロッ
ク毎にDフリップフロップ40の出力を‘0’、‘1’
と変えれば、論理セルC22の出力O1及びO2を順に
データ線Sから取り出すことができる。また、ある時点
での論理セルC11〜C22のうちの複数の出力を知得
したい場合には、その時点で論理セルアレイ10に対す
るシステムクロックを停止させて、シフトレジスタ2
0、30及びDフリップフロップ40に供給するアドレ
スを適当に変化させればよい。
【0030】[第2実施例]図1のFPGAでは、シフ
トレジスタ20、30及びDフリップフロップ40の各
々にデータ及びクロックを供給しなければならないの
で、外部信号入力点数が多くなる。外部信号入力点数を
低減するために、第2実施例では図3に示す如くFPG
Aを構成している。図3では複雑化を避けるために、ス
イッチボックス及びこれに接続される配線を図示省略し
ている。この点は、図4以降についても同様である。
【0031】論理セルアレイ10Aは、4行4列の論理
セルC11〜C44を備えている。論理セルアレイ10
Aに対するアドレス設定回路は、行選択線Y1〜Y4に
対するDフリップフロップ21〜24と、列選択線X1
〜X4に対するDフリップフロップ31〜34と、出力
選択線Zに対するDフリップフロップ40とが縦続接続
された、1つのシフトレジスタ50で構成されている。
シフトレジスタ50の直列データ入力端及びクロック入
力端にはそれぞれアドレスDI及びクロックCKが供給
される。
【0032】他の点は図1の構成と同様である。本第2
実施例によれば、外部からシフトレジスタ50に対しア
ドレスDI及びクロックCKのみを供給すればよいの
で、シフトレジスタ50に対する外部信号入力点数が図
1の場合の1/3となる。 [第3実施例]図1のFPGAでは、論理セルアレイ1
0の行数及び列数が多いと、シフトレジスタ20及び3
0のビット数が多くなる。
【0033】このビット数を低減するために、第3実施
例では図4に示す如くFPGAを構成している。すなわ
ち、4行4列の論理セルC11A〜C44Aを備えた論
理セルアレイ10Bを、行については、第1、2行から
なる第1群と、第3、4行からなる第2群とに分け、こ
の群をシフトレジスタ20Aで選択し、群内の行をシフ
トレジスタ20で選択するように構成している。同様
に、列については、第1、2列からなる第3群と、第
3、4列からなる第4群とに分け、この群をシフトレジ
スタ30Aで選択し、群内の列をシフトレジスタ30で
選択するように構成している。
【0034】論理セルC11Aは、図2の論理セルC1
1においてアンドゲート18を4入力としたものであ
り、その第1〜4入力端にはそれぞれ図4中の行選択線
Y1A、行選択線Y1、列選択線X1A及び列選択線X
1が接続されている。m行の論理セルをp行ずつのq群
に分割可能な場合、シフトレジスタ20及び20Aのビ
ット数はそれぞれp及びqとなる。与えられたmに対し
p+q=kを最小にすれば、構成が最も簡単になる。√
mが整数の場合には、p=q=√mのときkが最小とな
る。例えば、m=256の場合、p=q=16となる。
【0035】しかし、√mは必ずしも整数にはならな
い。また、シフトレジスタ20と20Aの合計ビット数
kを最小にする場合、全ての群内の行数を一致させる必
要はない。例えばm=10のとき、4行+4行+2行の
3群又は4行+3行+3行の3群に分ければシフトレジ
スタ20のビット数とシフトレジスタ20Aのビット数
の合計ビット数kを最小値4とすることができる。
【0036】一般に、m行の論理セルをq群に分割し、
シフトレジスタ20と20Aの合計ビット数を最小にす
るには、群数qを、 q=MIN{[√m」,「√m],f(z)=z+m/z} と表すことができる。ここに、 [x」:xを下回らない最小の整数、例えば[2.1」=3 「x]:xを上回らない最大の整数、例えば[2.1」=2 q=MIN{a,b,f(x)}:f(a)<f(b)のときq=a f(a)>f(b)のときq=b f(a)=f(b)のときq=a又はq=b と定義する。
【0037】 例えば、m=6のとき、[√6」=3,「√6]=2 q=MIN{[√6」,「√6],f(z)=z+6/z} =MIN{3,2,f(z)=z+6/z} =2又は3 となり、2行3群又は3行2群とすればよく、いずれも
kは最小値5となる。
【0038】[第4実施例]図4のFPGAでは、論理
セルをアドレス指定するための配線数が図3の場合の2
倍になり、また、図2のアンドゲート18を4入力にす
る必要があるので、構成が複雑になる。この構成を簡単
化するために、第4実施例では、FPGAの行アドレス
指定部を図5に示す如く構成している。
【0039】この行アドレス指定部は、不図示の16行
の論理セルアレイに対するものであり、論理セルを4行
づつの4群に分割し、群をシフトレジスタ20Cで選択
し、群内の行をシフトレジスタ20Bで選択する構成と
なっている。群と行のデータはアンドゲートに供給さ
れ、アンドゲートの出力端が行選択線Y1〜Y16に接
続されている。
【0040】例えば第2群第3行の行選択線Y7を
‘1’にする場合には、シフトレジスタ20Cに第2群
のアドレス‘0100’を設定し、シフトレジスタ20
Bに第3行のアドレス‘0010’を設定すればよい。
列アドレスについても上記同様である。このようにすれ
ば、図4の論理セルアレイ10Bの代わりに図3の論理
セルアレイ10Aを用いることができ、FPGAの構成
が簡単となる。
【0041】[第5実施例]図6は、上記第4実施例よ
りもさらに構成を簡単化した第5実施例のFPGAの概
略構成を示す。このFPGAでは、シフトレジスタ2
0、20A、30及び30Aの並列出力段が、ワイアー
ドアンドロジックが可能な構成となっている。これによ
り、図4の行選択線Y1とY1A、行選択線Y2とY2
A、列選択線X1とX1A及び列選択線X2とX2Aを
それぞれ1つにした構成とすることができる。
【0042】[第6実施例]図7は、図6の構成に第2
実施例の考え方を適用した、第6実施例のFPGAの概
略構成を示す。このFPGAでは、シフトレジスタ2
0、30、Dフリップフロップ40、シフトレジスタ2
0A及び30Aをこの順に縦続接続して1つのシフトレ
ジスタとし、これらのクロック入力端を共通に接続し
て、アドレス設定回路に対する外部入力信号を2つにし
ている。
【0043】前記縦続接続に関しては、次の点に注意す
る必要がある。例えばDフリップフロップ22の出力端
は行選択線Y2を介しDフリップフロップ21Aの出力
端とワイヤードアンド結線されているので、Dフリップ
フロップ22の出力値はDフリップフロップ21Aの出
力値に影響される。そこで、少なくともDフリップフロ
ップ22、22A及び32の各々については、互いに独
立な2出力を有する構成とし、その一方をワイヤードア
ンド結線に用い、他方をシフトレジスタの構成に用いて
いる。
【0044】[第7実施例]図8は、本発明の第7実施
例のFPGAの概略構成を示す。図2のゲート17の出
力端が他の論理セルのそれとワイヤードロジック結線で
ない場合には、アドレス設定途中で2以上の論理セルが
選択されて出力が衝突し、問題となる。
【0045】そこで、図7のシフトレジスタ20、20
A、30及び30Aの代わりにそれぞれ、並列データ出
力ゲート付のシフトレジスタ60、60A、70及び7
0Aを用いている。これらシフトレジスタの各ビットは
いずれも同一構成であり、シフトレジスタ60のビット
61の構成を図9(B)に示す。ビット61は、Dフリ
ップフロップ61aの出力端Qをアンドゲート61bの
一方の入力端に接続し、アンドゲート61bの他方の入
力端の制御信号Gが‘1’のときDフリップフロップ6
1aの出力がアンドゲート61bから取り出されて有効
になるようにしている。
【0046】図7において、縦続接続されたDフリップ
フロップ21、22、31、32、40、22A、21
A、32A及び31Aからなる1つのシフトレジスタの
アドレス設定完了時の値は、例えば‘01101010
1’のように、‘1’が最大2個連続する場合がある。
もし、‘1’が連続しなければ、直列アドレスの最後に
2以上連続する‘1’を付加し、これを判定する回路を
設けることにより、アドレス設定完了を判定でき、この
判定後にシフトレジスタの並列出力ゲートを開くように
することができる。また、このようにすれば、アドレス
ビット数を計数するカウンタ及び計数値一致検出回路を
設けるよりも構成が簡単となり、かつ、アドレスビット
数によらず判定回路を同一構成とすることができる。
【0047】そこで、図8において、シフトレジスタ6
0と70との間、シフトレジスタ70とDフリップフロ
ップ80との間、Dフリップフロップ80とシフトレジ
スタ60Aとの間、シフトレジスタ60Aと70Aとの
間にそれぞれ、Dフリップフロップ101、102、1
03及び104を縦続接続し、アドレス設定完了後にD
フリップフロップ71〜73にダミーの‘0’が設定さ
れるようにする。このようにすれば、アドレス設定途中
及び完了時に‘1’が2個以上連続することはない。
【0048】また、シフトレジスタ60の前段にアドレ
ス設定完了判定回路90を接続している。この回路90
の構成例を図9(A)に示す。回路90は、Dフリップ
フロップ91〜93が縦続接続され、これらの出力が論
理ゲート94の入力端に供給され、論理ゲート94の出
力及びDフリップフロップ93の出力がそれぞれG及び
アドレスDI1として図9(B)の出力ゲート付Dフリ
ップフロップ61に供給される。例えば論理ゲート94
が3入力アンドゲートと、その1入力端にインバータが
接続された構成であって、Dフリップフロップ91〜9
3の出力が‘110’となったときに、Gが‘1’とな
ってアドレス設定が完了したと判定され、データ線Sか
ら取り出されるデータDOが有効になる。
【0049】なお、本発明には外にも種々の変形例が含
まれる。例えば、論理セルアレイに対するアドレス設定
回路は、メモリセルアレイに対するものと同様に、レジ
スタ又はシフトレジスタと、その並列出力をデコードす
るデコーダとで構成してもよい。また、例えば図8にお
いて、1つのシフトレジスタを構成する際のシフトレジ
スタ60、60A、70、70A及びDフリップフロッ
プ80の縦続接続順は任意でよい。
【0050】論理セルの出力が1つであって、例えば図
1のDフリップフロップ40及び配線Zが無い構成であ
ってもよい。構成は複雑になるが、行アドレス及び列ア
ドレスを設定する代わりに、各論理セルに対し1個のD
フリップフロップを備え、その全フリップフロップを縦
続接続して1つのシフトレジスタを構成し、各Dフリッ
プフロップでこれに対応する論理セルを選択/非選択す
る構成であってもよい。
【0051】さらに、本発明はFPGAに限定されず、
複数の部分論理回路に区分けされ且つ本発明のデバッグ
機能を備えた各種半導体集積回路に適用可能である。
【0052】
【発明の効果】以上説明した如く、本発明に係るデバッ
グ機能を備えた半導体集積回路によれば、選択回路で任
意の部分論理回路を選択してそのゲートを開状態にする
ことにより、選択した部分論理回路の試験用出力端の信
号をZ配線に取り出すことができるので、任意の時点で
任意の部分論理回路の出力を容易に知得することができ
るという効果を奏する。
【0053】本発明の第1態様によれば、制御入力端が
最低2つあればよく、また、選択回路で行と列を選択す
ればよいので、アドレス指定の構成が簡単となるという
効果を奏する。本発明の第2態様によれば、アドレスを
直列データとしてシフトレジスタに供給すればよいの
で、並列データ設定の場合よりも外部入力信号数を少な
くできるという効果を奏する。
【0054】本発明の第3態様によれば、第1シフトレ
ジスタと第2シフトレジスタシフトレジスタとが1つの
シフトレジスタになるので、これに対する外部信号入力
数をより低減することができるという効果を奏する。本
発明の第4態様によれば、本来のアドレスデータとダミ
ーデータとをつなげたアドレスデータに、部分論理回路
のアドレス選択を有効にする論理値‘1’又は‘0’の
一方が2個以上連続しないようにすることができ、この
ことと、構成が簡単な第3シフトレジスタ及び判定回路
とにより、シフトレジスタへのクロックの個数を計数せ
ずに、すなわちシフトレジスタのビット長によらず、ア
ドレス設定完了を自動判定することができるという効果
を奏する。
【0055】本発明の第5態様によれば、アドレス設定
途中で複数の部分論理回路の試験用出力が衝突するのを
防止することができるという効果を奏する。本発明の第
6態様によれば、群と群内の行又は列を選択すればよい
ので、行又は列を直接選択する場合よりも選択回路の構
成が簡単になるという効果を奏する。
【0056】本発明の第7態様によれば、部分論理回路
の制御入力端数及びこれに接続される配線の数を低減で
きるので、選択回路の構成が簡単となるという効果を奏
する。本発明の第8態様によれば、√uが整数であるか
どうかによらず、かつ、qがuの約数であるかどうかに
よらず、p+qを最小にすることができ、選択回路の構
成が簡単になるという効果を奏する。
【0057】本発明の第9態様によれば、Y選択回路及
びX選択回路の全シフトレジスタが1つのシフトレジス
タになるので、これに対する外部信号入力数をより低減
することができるという効果を奏する。本発明の第10
態様によれば、部分論理回路のデータ出力端の数が多い
場合に、この数よりも、試験用出力端と制御入力端との
合計数を充分少なくすることができ、選択回路の配線数
を低減できるという効果を奏する。
【0058】本発明の第11によれば、プログラム毎に
デバッグ用回路が有効利用されるので、好適である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例のFPGAの概略構成図で
ある。
【図2】図1中の論理セルの概略構成図である。
【図3】本発明の第2実施例のFPGAの概略構成図で
ある。
【図4】本発明の第3実施例のFPGAの概略構成図で
ある。
【図5】本発明の第4実施例のFPGAの行アドレス指
定部構成図である。
【図6】本発明の第5実施例のFPGAの概略構成図で
ある。
【図7】本発明の第6実施例のFPGAの概略構成図で
ある。
【図8】本発明の第7実施例のFPGAの概略構成図で
ある。
【図9】図8中のアドレス設定完了判定回路及びアドレ
ス設定回路の1ビットの構成例を示す図である。
【符号の説明】
10、10A〜10C 論理セルアレイ 15、16 セレクタ 17 ゲート 18 アンドゲート 20、20A〜20C、30、50、60、70 シフ
トレジスタ 21〜24、31〜34、40、61、62、71、7
2、80、91〜93Dフリップフロップ 90 アドレス設定完了判定回路 94 論理ゲート C11〜C44 論理セルアレイ SW11〜SW22 スイッチボックス X1〜X4 行選択線 Y1〜Y4 列選択線 S1〜S3 制御入力端 P、O データ出力端 I データ入力端 Z 出力選択線 S データ線
───────────────────────────────────────────────────── 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 21/66 F 7735−4M 21/82 H03K 19/177 9199−5K

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の部分論理回路が配列された半導体
    集積回路において、 該部分論理回路の各々に備えられ、該部分論理回路の出
    力をゲートを介し試験用出力端から出力させ、制御入力
    端に供給される制御信号に応じて該ゲートを開/閉状態
    させる試験用回路と、 全ての該部分論理回路の対応する該試験用出力端を共通
    に接続させるZ配線と、 該制御信号により該複数の部分論理回路の1つを選択し
    て該ゲートを開状態にさせるための選択回路と、 を有し、選択された該部分論理回路の該試験用出力端の
    信号を該Z配線に取り出すようにしたことを特徴とする
    デバッグ機能を備えた半導体集積回路。
  2. 【請求項2】 前記複数の部分論理回路は実質的にm行
    n列の部分論理回路であり、 前記制御入力端は第1及び第2の制御入力端を有し、 前記選択回路は、 第i行の該部分論理回路の第1制御入力端を共通に接続
    させる第Yi配線と、 第j列の該部分論理回路の第2制御入力端を共通に接続
    させる第Xj配線と、をi=1〜m、j=1〜nについ
    て有し、さらに、 該制御信号により該第Y1〜Ym配線の1つを選択する
    ためのY選択回路と、 該制御信号により該第X1〜Xn配線の1つを選択する
    ためのX選択回路と、 を有し、該Y選択回路で選択された配線が接続され且つ
    該X選択回路で選択された配線が接続された該部分論理
    回路を選択する、 ことを特徴とする請求項1記載の半導体集積回路。
  3. 【請求項3】 前記Y選択回路はシフトレジスタであ
    り、その並列出力端が前記第Y1〜Ym配線に接続さ
    れ、 前記X選択回路はシフトレジスタであり、その並列出力
    端が前記第X1〜Xn配線に接続されている、 ことを特徴とする請求項2記載の半導体集積回路。
  4. 【請求項4】 前記Y選択回路である第1シフトレジス
    タと前記X選択回路である第2シフトレジスタとが縦続
    接続されている、 ことを特徴とする請求項3記載の半導体集積回路。
  5. 【請求項5】 前記選択回路は、 前記第1シフトレジスタと前記第2シフトレジスタとに
    間に縦続接続された1以上のフリップフロップと、 前記縦続接続されたシフトレジスタの直列データ入力端
    に接続された第3シフトレジスタと、 該第3シフトレジスタの並列出力において前記選択を有
    効にする論理値‘1’又は‘0’の一方が2個以上連続
    していることを判定する回路と、 を有することを特徴とする請求項4記載の半導体集積回
    路。
  6. 【請求項6】 前記第1シフトレジスタ及び前記第2シ
    フトレジスタは、並列出力段に、出力を有効/無効にす
    る制御入力端を備えたゲートを有し、該制御入力端に前
    記判定回路の出力が供給され、 該判定回路が前記連続を判定したときに該ゲートの出力
    が有効にされることを特徴とする請求項5記載の半導体
    集積回路。
  7. 【請求項7】 前記m行又はn列の部分論理回路は、1
    群内が最大p行又はp列のq群に分割され、前記Y選択
    回路又はX選択回路は、第1〜q群の該部分論理回路の
    1つを選択する第1選択回路と、各群内の1行の該部分
    論理回路を選択する第2選択回路と、を有し、選択され
    た群内の1行又は1列の該部分論理回路を選択する、 ことを特徴とする請求項2記載の半導体集積回路。
  8. 【請求項8】 前記Y1〜Ym配線又は前記X1〜Xn
    配線は、1群が最大p本のq群に分割され、 前記第1選択回路は、第1シフトレジスタであり、その
    並列出力がワイヤードロジック可能であり、i=1〜q
    について、並列出力端の第i出力端が、該Y1〜Ym配
    線又は該X1〜Xn配線のうちの第i群の全てに接続さ
    れ、 前記第2選択回路は、第2シフトレジスタであり、その
    並列出力がワイヤードロジックであり、1≦j≦pにつ
    いて、並列出力端の第j出力端が、該Y1〜Ym配線又
    は該X1〜Xn配線のうち各群内の第j配線に接続され
    ている、 ことを特徴とする請求項7記載の半導体集積回路。
  9. 【請求項9】 前記qは、前記m又はnをuとし、 [x」:xを下回らない最小の整数 「x]:xを上回らない最大の整数 q=MIN{a,b,f(x)}:f(a)<f(b)のときq=a f(a)>f(b)のときq=b f(a)=f(b)のときq=a又はq=b としたとき、 q=MIN{[√u」,「√u],f(z)=z+u/z} であることを特徴とする請求項8記載の半導体集積回
    路。
  10. 【請求項10】 前記Y1〜Ym配線及び前記X1〜X
    n配線がいずれも前記群に分割されて前記Y選択回路及
    び前記X選択回路がいずれも前記第1及び第2のシフト
    レジスタを有し、 該Y選択回路の第1及び第2のシフトレジスタ並びに該
    X選択回路の第1及び第2のシフトレジスタが任意の順
    に縦続接続されている、 ことを特徴とする請求項8又は9記載の半導体集積回
    路。
  11. 【請求項11】 前記試験用回路は、第2の制御入力端
    に供給される第2の制御信号に応じ前記部分論理回路の
    複数出力のうち1以上を選択して前記ゲートへ供給し、 前記選択回路は、全ての該部分論理回路の該第2制御入
    力端を共通に接続させるS配線を有し、該選択のために
    該第2の制御信号を該S配線に供給する、 ことを特徴とする請求項1乃至10のいずれか1つに記
    載の半導体集積回路。
  12. 【請求項12】 前記半導体集積回路は、前記部分論理
    回路の機能及び該部分論理回路間の結線がプログラムで
    可変であるプログラマブル論理回路であることを特徴と
    する請求項1乃至11のいずれか1つに記載の半導体集
    積回路。
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