JPH10133768A - Clock system and semiconductor device, and method for testing semiconductor device, and cad device - Google Patents

Clock system and semiconductor device, and method for testing semiconductor device, and cad device

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JPH10133768A
JPH10133768A JP8290211A JP29021196A JPH10133768A JP H10133768 A JPH10133768 A JP H10133768A JP 8290211 A JP8290211 A JP 8290211A JP 29021196 A JP29021196 A JP 29021196A JP H10133768 A JPH10133768 A JP H10133768A
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JP
Japan
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clock
circuit
state storage
latch circuit
narrow pulse
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Application number
JP8290211A
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Japanese (ja)
Inventor
Shigeki Kawahara
茂樹 川原
Satoru Tanizawa
哲 谷澤
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To easily realize a sequential circuit and a clock system, and to reduce the power consumption of the clock system itself by generating a 1f clock with a frequency necessary for a state storage circuit from a 1/2f clock. SOLUTION: A clock with a frequency 1/2 of the frequency of a clock, whose pulse width is narrow and used for a state storage circuit 54 constituting a sequential circuit, is inputted from the outside of a semiconductor device. This 1/2f clock is inputted to a clock input terminal, and fetched in the semiconductor device by a clock buffer 51. The fetched 1/2f clock is distributed from the clock input buffer 51 to each part of the semiconductor device, and a clock buffer 52 is provided in the middle for compensating the insufficiency of a driving capability due to the presence of only the clock input buffer 51. A 1f clock generating circuit 53 generates a 1f narrow pulse clock 1f CK with a frequency twice the size of the frequency of the distributed 1/2f clock, and supplies it to a latch circuit 54 constituting the adjacent sequential circuit.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、クロックに同期し
て動作する状態記憶回路(レジスタ回路)にクロックを
供給するクロックシステム、そのようなクロックシステ
ムを有する半導体装置とそのテスト方法、およびそのよ
うなクロックシステムを生成するためのCAD(Compute
r Aided Design) 装置に関し、特に消費電力を低減し、
回路規模を小さくすることができる回路構成を実現する
ためのクロックシステムに関する。
The present invention relates to a clock system for supplying a clock to a state storage circuit (register circuit) operating in synchronization with a clock, a semiconductor device having such a clock system, a test method therefor, and the like. CAD (Compute) to create a simple clock system
r Aided Design)
The present invention relates to a clock system for realizing a circuit configuration capable of reducing a circuit scale.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、大規模半導体集積回路(LSI)
の集積規模はますます増加しており、製造プロセス技術
の進歩による微細化にもかかわらず、LSI単体の消費
電力は増加傾向にある。そして、LSI単体の消費電力
が集積可能な回路規模を決定するほどになっている。ま
た、プリント配線基板にこのような半導体装置を多数装
着した半導体装置システムにおいても、消費電力が大き
な問題になっている。
2. Description of the Related Art In recent years, large-scale semiconductor integrated circuits (LSIs)
The integration scale of LSIs is increasing more and more, and despite the miniaturization due to the progress of the manufacturing process technology, the power consumption of the LSI itself is increasing. Then, the power consumption of the LSI alone determines the circuit scale that can be integrated. Also, in a semiconductor device system in which a large number of such semiconductor devices are mounted on a printed wiring board, power consumption is a major problem.

【0003】半導体装置によっては、クロックを伝送す
るクロック配線やクロックドライバ回路と、このクロッ
クに同期して動作する状態記憶回路(レジスタ回路)で
の消費電力がLSIチップ全体の消費電力の1/3程度
を占める場合もあり、これらの部分での消費電力の低減
が大きな課題になっている。また、プリント配線基板に
多数の半導体装置を配置し、それらをクロックに同期さ
せて動作させる半導体装置システムにおいても同様の問
題が生じている。本発明は、半導体装置内のクロックシ
ステムと半導体装置を組み合わせた半導体装置システム
の両方に適用可能であるが、ここでは半導体装置内のク
ロックシステムを例として説明する。
In some semiconductor devices, the power consumption of a clock wiring or a clock driver circuit for transmitting a clock and a state storage circuit (register circuit) operating in synchronization with the clock is 1 / of the power consumption of the entire LSI chip. In some cases, reduction of power consumption in these parts is a major issue. A similar problem also occurs in a semiconductor device system in which a large number of semiconductor devices are arranged on a printed wiring board and operated in synchronization with a clock. The present invention is applicable to both a clock system in a semiconductor device and a semiconductor device system in which a semiconductor device is combined. Here, a clock system in a semiconductor device will be described as an example.

【0004】図1は、半導体装置におけるクロックシス
テムの従来例の基本的な構成を示す図である。図1に示
した従来例においては、クロックは外部からクロック入
力端子に供給され、複数のクロックバッファ11、1
2、13を介して、状態記憶回路14に供給される。図
1では、クロックバッファ11は、クロック入力端子を
含むように示してある。状態記憶回路としては、マスタ
スレーブ型フリップフロップ回路を使用するのが一般的
である。なお、クロックは外部から供給されるのではな
く、半導体装置内部で発生する場合もある。
FIG. 1 is a diagram showing a basic configuration of a conventional example of a clock system in a semiconductor device. In the conventional example shown in FIG. 1, a clock is supplied from outside to a clock input terminal, and a plurality of clock buffers 11, 1
The signals are supplied to the state storage circuit 14 via the terminals 2 and 13. In FIG. 1, the clock buffer 11 is shown to include a clock input terminal. In general, a master-slave flip-flop circuit is used as the state storage circuit. Note that the clock may not be supplied from the outside but may be generated inside the semiconductor device.

【0005】図2は、従来例における動作を示すタイミ
ングチャートである。図示のように、外部から入力され
る外部クロック信号CKと、フリップフロップ回路の同
期動作のために使用されるFF用クロック信号である相
補信号CK、XCKは、外部クロック信号CKと同じ周
期の信号である。なお、クロック入力端子からクロック
システムを通って各フリップフロップ回路に伝送される
までに時間を要するため、実際にはFF用クロック信号
は外部クロック信号に対して遅延しているが、ここでは
説明を簡単にするためにこの遅延は除いて示してある。
このように、従来のクロックシステムでは、状態記憶回
路であるフリップフロップ14の動作に必要なクロック
がそのまま伝送される。一般に、クロックの動作周波数
は非常に高く、動作率も高いため、クロックシステムで
は非常に多くの電力を消費する。
FIG. 2 is a timing chart showing the operation of the conventional example. As shown in the figure, an external clock signal CK input from the outside and complementary signals CK and XCK, which are FF clock signals used for the synchronous operation of the flip-flop circuit, are signals having the same cycle as the external clock signal CK. It is. In addition, since it takes time from the clock input terminal to be transmitted to each flip-flop circuit through the clock system, the FF clock signal is actually delayed with respect to the external clock signal. This delay has been omitted for simplicity.
As described above, in the conventional clock system, the clock necessary for the operation of the flip-flop 14, which is the state storage circuit, is transmitted as it is. In general, the operating frequency of a clock is very high and the operating rate is high, so that a clock system consumes a great deal of power.

【0006】図3は、状態記憶回路としてフリップフロ
ップを使用したシステム構成の例を示す図であり、図4
はマスタスレーブ型フリップフロップの構成を示す図で
ある。図3に示す例では、前段のフリップフロップ(F
F1)21にデータDが入力され、FF1はクロックC
Kに同期してこのデータDを取込み、出力Qとして出力
する。出力Qはゲート等で構成される論理回路(組み合
わせ回路)22を経て、後段のフリップフロップ(FF
2)23に入力される。FF2はクロックCKに同期し
て組み合わせ回路22の出力を取込み、次段に出力Qと
して出力する。このように、各フリップフロップはクロ
ックに同期して1段ずつデータを転送していく。実際の
回路では、組み合わせ回路22には複数のフリップフロ
ップからの出力が入力されるが、ここでは説明を簡単に
するために、1個のフリップフロップからの出力のみを
示してある。
FIG. 3 is a diagram showing an example of a system configuration using a flip-flop as a state storage circuit.
FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a master-slave flip-flop. In the example shown in FIG. 3, the flip-flop (F
F1) Data D is input to 21 and FF1 is clock C
This data D is taken in synchronism with K and output as output Q. The output Q passes through a logic circuit (combinational circuit) 22 composed of a gate or the like, and a flip-flop (FF) at the subsequent stage.
2) Input to 23. The FF 2 takes in the output of the combinational circuit 22 in synchronization with the clock CK and outputs it to the next stage as the output Q. Thus, each flip-flop transfers data one stage at a time in synchronization with the clock. In an actual circuit, outputs from a plurality of flip-flops are input to the combinational circuit 22, but here, for simplicity, only the output from one flip-flop is shown.

【0007】図4に示すように、マスタスレーブ型フリ
ップフロップは、2個のラッチ回路31と32を、前段
のラッチ回路の出力が後段のラッチ回路の入力になるよ
うに直列に接続し、前段と後段に逆相のクロックを入力
する。クロックが一方の論理値の時には、前段のラッチ
回路31が通過状態になり、後段のラッチ回路32は遮
断状態になり、入力データは前段のラッチ回路31には
取り込まれたが、後段のラッチ回路32で止められた状
態になる。次に、クロックが他方の論理値に変化する
と、前段のラッチ回路31が遮断状態になり、後段のラ
ッチ回路32は通過状態になり、前段のラッチ回路31
に取り込まれていたデータが後段のラッチ回路32に取
り込まれて出力される。この状態で入力データDが変化
しても、フリップフロップの状態は影響されない。再び
クロックが一方の論理値に変化すると、前段のラッチ回
路31は入力データを取り込むが、後段のラッチ回路3
2の出力は変化しない。従って、出力データは、クロッ
クの1サイクルの間安定した状態に保持されることにな
る。
As shown in FIG. 4, the master-slave type flip-flop connects two latch circuits 31 and 32 in series so that the output of the preceding latch circuit becomes the input of the subsequent latch circuit. And input a clock of opposite phase to the subsequent stage. When the clock has one logical value, the preceding latch circuit 31 is in the passing state, the succeeding latch circuit 32 is in the cutoff state, and the input data is taken in by the preceding latch circuit 31, but the latter latch circuit is not. The state is stopped at 32. Next, when the clock changes to the other logical value, the preceding-stage latch circuit 31 is turned off, the latter-stage latch circuit 32 is passed, and the preceding-stage latch circuit 31 is turned off.
Is taken into the latch circuit 32 of the subsequent stage and outputted. Even if the input data D changes in this state, the state of the flip-flop is not affected. When the clock changes to one logical value again, the preceding latch circuit 31 takes in the input data, but the subsequent latch circuit 3
The output of 2 does not change. Therefore, the output data is held in a stable state for one cycle of the clock.

【0008】図5は、図3に示したフリップフロップを
使用したシステムにおける動作を示す図である。図示の
ように、前段のFF1への入力データはクロックの1周
期をサイクルとして変化する。このような入力データに
対して、クロックCKが図示のように変化すると、前段
のFF1はクロックCKの立ち上がりに同期してラッチ
するので、前段のFF1の出力はクロックCKの立ち上
がりエッジからFF1での遅延分遅れて変化することに
なる。このFF1の出力は、組み合わせ回路22で遅延
され、後段のFF2に入力される。従って、後段のFF
2への入力データの変化は図示のようになる。後段のF
F2もクロックCKの立ち上がりに同期して入力データ
をラッチするので、クロックCKの立ち上がりエッジで
は、後段のFF2への入力データは確定している必要が
ある。また、フリップフロップや組み合わせ回路の遅延
量が小さく、前段のフリップフロップの出力が変化した
直後に次段のフリップフロップへの入力が変化しても、
次段のフリップフロップへの取込みは次のクロックCK
の立ち上がりエッジまで行われない。
FIG. 5 is a diagram showing an operation in a system using the flip-flop shown in FIG. As shown in the figure, the input data to the FF1 at the preceding stage changes with one cycle of the clock as a cycle. When the clock CK changes as shown with respect to such input data, the preceding stage FF1 latches in synchronization with the rising edge of the clock CK, so that the output of the preceding stage FF1 changes from the rising edge of the clock CK to the FF1. It will change with a delay. The output of the FF1 is delayed by the combinational circuit 22 and is input to the subsequent FF2. Therefore, the subsequent FF
The change of the input data to 2 is as shown in the figure. Latter stage F
Since F2 also latches the input data in synchronization with the rising edge of the clock CK, the input data to the FF2 at the subsequent stage needs to be determined at the rising edge of the clock CK. Also, even if the delay amount of the flip-flop or combinational circuit is small and the input to the next-stage flip-flop changes immediately after the output of the previous-stage flip-flop changes,
The next flip-flop takes in the next clock CK
Is not performed until the rising edge of.

【0009】以上のように、従来の状態記憶回路を組み
合わせた回路では、各状態記憶回路に供給されるデータ
が所定のデータを対象として処理される必要があるが、
フリップフロップを使用してクロックに同期して各状態
記憶回路部分へのデータの転送が行われるようにするこ
とで、処理されるデータを時間的に規定している。この
ような複数の状態記憶回路を組み合わせて、状態記憶回
路が各部分のデータをクロックに同期して順次転送して
いく回路を、以下の説明では順序回路と呼ぶ。
As described above, in a circuit in which conventional state storage circuits are combined, data supplied to each state storage circuit needs to be processed for predetermined data.
By using a flip-flop to transfer data to each state storage circuit portion in synchronization with a clock, data to be processed is temporally defined. A circuit in which such a plurality of state storage circuits are combined and the state storage circuit sequentially transfers data of each part in synchronization with a clock is referred to as a sequential circuit in the following description.

【0010】図4に示したように、一般に使用されるマ
スタスレーブ型フリップフロップは2個のラッチ回路で
構成されており、その回路規模が大きいため、このマス
タスレーブ型フリップフロップが、チップ全体の組み合
わせ回路の約半分の面積を占めるような場合も生じてい
る。上記のように、順序回路における消費電力の低減お
よび回路規模の低減が求められており、図4に示したマ
スタスレーブ型フリップフロップを回路規模の小さな回
路で構成すれば、その分消費電力の低減と回路規模の低
減が図れるので、その回路規模の削減が大きな課題であ
った。
As shown in FIG. 4, a commonly used master-slave type flip-flop is composed of two latch circuits, and the circuit size thereof is large. In some cases, the area occupies about half the area of the combinational circuit. As described above, there is a demand for a reduction in power consumption and a circuit scale in a sequential circuit. If the master-slave flip-flop shown in FIG. Therefore, the reduction of the circuit scale has been a major issue.

【0011】特開平3−26104号公報は、クロック
の替わりに短いパルス幅を有するスリバークロックを使
用することにより、マスタスレーブ型フリップフロップ
の替わりにラッチ回路を使用して順序回路が構成できる
ことを開示している。図6は、マスタスレーブ型フリッ
プフロップの替わりにラッチ回路を使用して順序回路を
構成したシステムの例を示す図であり、図7はクロック
としてパルス幅の狭いスリバークロックを使用した時の
図6の回路の動作を示す図である。
Japanese Patent Laying-Open No. 3-26104 discloses that a sequential circuit can be formed by using a latch circuit instead of a master-slave flip-flop by using a sliver clock having a short pulse width instead of a clock. Has been disclosed. FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a system in which a sequential circuit is configured using a latch circuit instead of a master-slave flip-flop, and FIG. 7 is a diagram when a sliver clock having a narrow pulse width is used as a clock. 6 is a diagram illustrating the operation of the circuit of FIG.

【0012】図4から明らかなように、マスタスレーブ
型フリップフロップでは、前段で取り込まれた(ラッチ
された)データを遮断するために後段にもラッチ回路を
設けている。ラッチ回路だけの場合、すなわち、前段の
ラッチ回路のみで後段にラッチ回路がない場合には、デ
ータが遮断されないため、クロックが一方の論理状態の
時に前段のラッチ回路に取り込まれたデータは直ちに出
力され、クロックが一方の論理状態にある間に次段のラ
ッチ回路に入力されることになるデータの突き抜けが発
生し、正常な動作が行えなくなるという問題を生じる。
そこで、特開平3−26104号公報に開示されたシス
テムでは、クロックとして図7に示すような狭いパルス
幅のスリバークロックと呼ばれるクロックを使用し、ラ
ッチ回路のデータの変化が次段のラッチ回路に伝送され
る前にラッチ回路を保持状態にすることにより、このよ
うなデータの突き抜けが生じるのを防止している。ラッ
チ回路は、マスタスレーブ型フリップフロップに比べて
回路規模が半分であり、回路に要する面積が半分になる
だけでなく、消費電力も半分にすることができる。
As is apparent from FIG. 4, the master-slave flip-flop also has a latch circuit provided at the subsequent stage in order to cut off data latched at the preceding stage. When only the latch circuit is used, that is, when only the preceding latch circuit is provided and the subsequent latch circuit is not provided, the data is not interrupted. Therefore, when the clock is in one logic state, the data captured by the preceding latch circuit is immediately output. Therefore, while the clock is in one of the logic states, data to be input to the next-stage latch circuit is pierced, which causes a problem that a normal operation cannot be performed.
Therefore, in the system disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-26104, a clock called a sliver clock having a narrow pulse width as shown in FIG. By setting the latch circuit in a holding state before the data is transmitted to the memory, it is possible to prevent such data penetration. The latch circuit is half the circuit scale as compared with the master-slave flip-flop, so that not only the area required for the circuit but also the power consumption can be reduced by half.

【0013】しかし、現実には、このようなマスタスレ
ーブ型フリップフロップの替わりにラッチ回路を使用
し、クロックとしてスリバークロックを使用するシステ
ムはあまり利用されていない。これは、設計における制
約が大きく、実際にシステムを実現するのが難しかった
ためである。ラッチ回路が正常に動作し且つデータの突
き抜けが生じないためには、スリバークロックのパルス
幅は、ラッチ回路が正常に動作するのに最低限必要なパ
ルス幅以上で、ラッチ回路での遅延量と組み合わせ回路
での遅延量の合計より小さいことが必要であり、波形な
まりの少ない所定のきれいな波形であることが必要であ
る。所定のパルス幅を生成しなければならないというこ
とと、チップ全体にわたってクロックスキューを無視で
きる範囲内に小さくしなければならないという2つの制
約があり、これらを同時に満足させることはたいへん困
難であり、また実現できたとしても、クロックネットの
配線容量が必要以上に大きくなり、クロックネットでの
消費電力が増大してしまうという問題があった。
However, in reality, a system that uses a latch circuit instead of such a master-slave type flip-flop and uses a sliver clock as a clock is not often used. This is because there are many restrictions in the design and it is difficult to actually realize the system. In order for the latch circuit to operate normally and to prevent data penetration, the pulse width of the sliver clock must be equal to or greater than the minimum pulse width required for the latch circuit to operate normally, and the amount of delay in the latch circuit And the delay amount in the combinational circuit must be smaller than the sum of the delay amounts, and it is necessary that the waveform be a predetermined clear waveform with less rounding. There are two constraints, that a predetermined pulse width must be generated, and that the clock skew must be kept within a negligible range over the entire chip, and it is very difficult to satisfy both at the same time. Even if it can be realized, there has been a problem that the wiring capacity of the clock net becomes unnecessarily large and power consumption in the clock net increases.

【0014】図8は、マスタスレーブ型フリップフロッ
プの替わりにラッチ回路を使用した場合のスリバークロ
ックを分配するクロックシステムの構成を示す図であ
る。図8に示すように、スリバークロックを生成するた
めに基本になるクロック信号が供給される入力端子とそ
れに付随して設けられたクロックバッファ45からほぼ
等しい遅延量を生じるような経路を経て各スリバークロ
ック生成回路46に供給される。ほぼ等しい遅延量を生
じるような経路にするためには、途中に設けられるバッ
ファの段数、負荷容量等を同一にする必要があり、図8
に示すようなHツリー状のクロック配線方式を使用する
のが一般的であるが、このようなHツリー状のクロック
配線経路では、最長の配線長に全体を合わせる必要があ
るため、必要以上に配線容量が大きくなり、クロックネ
ットでの消費電力が増大してしまうという問題があっ
た。また、Hツリー状のクロック配線では、末端部の各
スリバークロック生成回路の配置位置が制約されてしま
うという問題もあった。
FIG. 8 is a diagram showing a configuration of a clock system for distributing a sliver clock when a latch circuit is used instead of the master-slave flip-flop. As shown in FIG. 8, each of the input terminals to which a basic clock signal for generating a sliver clock is supplied and a clock buffer 45 provided therewith pass through a path that causes substantially the same amount of delay. The signal is supplied to the sliver clock generation circuit 46. In order to provide a path that generates almost the same amount of delay, it is necessary to make the number of buffers provided in the middle, the load capacity, and the like the same.
It is common to use an H-tree-like clock wiring method as shown in FIG. 1, but in such an H-tree-like clock wiring path, it is necessary to match the entire length to the longest wiring length, so that it is more than necessary. There has been a problem that the wiring capacity increases and power consumption in the clock net increases. Further, in the case of the H-tree clock wiring, there is a problem that the arrangement position of each sliver clock generation circuit at the end is restricted.

【0015】[0015]

【発明が解決しようとする課題】以上のように、狭いパ
ルス幅のスリバークロックを使用し、マスタスレーブ型
フリップフロップの替わりにラッチ回路を使用すれば、
同等の順序回路が、半分の回路規模で実現でき、消費電
力も半分になる。しかし、上記のようなタイミング調整
が必要で、そのためにHツリー状のクロック配線を行う
必要が生じて、クロック分配系の消費電力が増大してし
まうという理由で実際には実現するのが難しかった。
As described above, if a sliver clock having a narrow pulse width is used and a latch circuit is used instead of the master-slave type flip-flop,
An equivalent sequential circuit can be realized with half the circuit scale, and the power consumption is also halved. However, the above timing adjustment is necessary, and it is necessary to perform clock wiring in an H-tree form, which makes it difficult to actually realize it because the power consumption of the clock distribution system increases. .

【0016】本発明は、パルス幅の狭いスリバークロッ
クを使用し、マスタスレーブ型フリップフロップの替わ
りにラッチ回路を使用して順序回路を実現する場合の問
題点を解決し、このような順序回路およびクロックシス
テムが容易に実現できるようにすると共に、クロックシ
ステム自体の消費電力を低減することを目的とする。
The present invention solves the problem of realizing a sequential circuit using a sliver clock having a narrow pulse width and using a latch circuit instead of a master-slave flip-flop. Another object of the present invention is to make it possible to easily realize a clock system and to reduce power consumption of the clock system itself.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】図9は、本発明のクロッ
クシステムの原理構成を示す図である。本発明のクロッ
クシステムでは、上記の目的を実現するため、伝送する
クロックを、状態記憶回路で使用されるクロックの半分
の周波数の1/2fクロックとし、この1/2クロック
から状態記憶回路で必要な2倍の周波数の1fクロック
を生成する。
FIG. 9 is a diagram showing the principle configuration of a clock system according to the present invention. In the clock system of the present invention, in order to achieve the above object, the clock to be transmitted is a half frequency of half the frequency of the clock used in the state storage circuit, and the 1/2 clock is used by the state storage circuit. A 1f clock having a frequency that is twice as high is generated.

【0018】すなわち、本発明のクロックシステムは、
クロックに同期して動作する状態記憶回路と、状態記憶
回路で使用される1fクロックの1/2の周波数の1/
2fクロックを出力する1/2fクロック源と、1/2
fクロック源から出力される1/2fクロックを伝送す
るクロック伝送経路と、状態記憶回路の近傍に設けら
れ、クロック伝送経路で伝送された1/2fクロックを
逓倍して1fクロックを生成する1fクロック生成回路
とを備え、1fクロック生成回路で生成された1fクロ
ックが前記状態記憶回路に供給されることを特徴とす
る。
That is, the clock system of the present invention comprises:
A state storage circuit that operates in synchronization with the clock, and a frequency that is 1/2 of the frequency of 1/2 of the 1f clock used in the state storage circuit.
A 1 / 2f clock source for outputting a 2f clock;
a clock transmission path for transmitting a 1 / 2f clock output from the f clock source, and a 1f clock provided near the state storage circuit and multiplying the 1 / 2f clock transmitted on the clock transmission path to generate a 1f clock And a 1f clock generated by the 1f clock generation circuit is supplied to the state storage circuit.

【0019】本発明のクロックシステムによれば、半導
体装置内でのクロックの伝送は、状態記憶回路で使用さ
れるクロックの1/2の周波数の1/2fクロックの形
で行われるため、クロックの伝送に関係する各回路の消
費電力は大幅に低減される。状態記憶回路としては、所
定の狭いパルス幅の1f狭パルスクロックでクロッキン
グすることにより、エッジトリガ型レジスタ回路と同等
の論理機能動作をするラッチ回路か、ラッチ回路の入力
部にダイナミックマスタラッチ回路としてトランスミシ
ョンゲートを付加したマスタスレーブ型フリップフロッ
プ回路を使用することが望ましい。
According to the clock system of the present invention, the transmission of the clock in the semiconductor device is performed in the form of a 1 / 2f clock having a half frequency of the clock used in the state storage circuit. The power consumption of each circuit related to transmission is greatly reduced. As the state storage circuit, a latch circuit which performs the same logical function operation as an edge trigger type register circuit by clocking with a 1f narrow pulse clock having a predetermined narrow pulse width, or a dynamic master latch circuit is provided at an input portion of the latch circuit. It is desirable to use a master-slave flip-flop circuit to which a transmission gate is added.

【0020】既に説明したように、ラッチ回路は図4に
示したマスタスレーブ型フリップフロップに比べて半分
の回路規模であり、回路面積と消費電力を低減できる。
また、ラッチ回路の入力部にダイナミックマスタラッチ
回路としてトランスミションゲートを付加したマスタス
レーブ型フリップフロップは、図4に示したマスタスレ
ーブ型フリップフロップと同様の動作を行うが回路規模
は小さいので、これを使用することにより、回路面積と
消費電力を低減できる。状態記憶回路として、ラッチ回
路のみ又はトランスミションゲートを付加したマスタス
レーブ型フリップフロップのみを使用してもよいが、適
宜組み合わせてもよい。例えば、組み合わせ回路での遅
延量が小さくて上記の条件を実現するのが難しい所に使
用される状態記憶回路としてはトランスミションゲート
を付加したマスタスレーブ型フリップフロップを使用
し、他の状態記憶回路にはラッチ回路を使用する。
As described above, the latch circuit has a half circuit scale as compared with the master-slave type flip-flop shown in FIG. 4, so that the circuit area and power consumption can be reduced.
A master-slave flip-flop in which a transmission gate is added as a dynamic master latch circuit to the input portion of the latch circuit performs the same operation as the master-slave flip-flop shown in FIG. 4, but the circuit scale is small. , The circuit area and power consumption can be reduced. As the state storage circuit, only a latch circuit or only a master-slave flip-flop to which a transmission gate is added may be used, but may be appropriately combined. For example, a master-slave flip-flop to which a transmission gate is added is used as a state storage circuit used in a place where it is difficult to realize the above condition due to a small amount of delay in a combinational circuit. Use a latch circuit.

【0021】上記のように、状態記憶回路としてラッチ
回路を使用する場合にはデータの突き抜けを防止するた
め、狭いパルス幅のスリバークロックを使用する必要が
あるが、これを伝送すると劣化という問題があった。し
かし、本発明のクロックシステムでは、半導体装置内で
のクロックの伝送は、状態記憶回路で使用されるクロッ
クの1/2の周波数の1/2fクロックの形で行われる
ため、劣化が少ない。その上、1fクロックの生成は順
序回路の各要素の近傍で行われるため、各要素が1fク
ロック生成回路から受ける1fクロックのスキューは小
さく、前述のスリバークロックのパルス幅は、ラッチ回
路が正常に動作するのに最低限必要なパルス幅以上で、
ラッチ回路での遅延量と組み合わせ回路での遅延量の合
計より小さいことが必要であるという条件を容易に満た
すことができ、データの突き抜けが生じにくい。従っ
て、半導体装置内の順序回路の各部分へのクロックの供
給に対する制約が少なくなる。
As described above, when a latch circuit is used as a state storage circuit, it is necessary to use a sliver clock having a narrow pulse width in order to prevent penetration of data. was there. However, in the clock system of the present invention, the transmission of the clock in the semiconductor device is performed in the form of a 1 / 2f clock having a frequency of 1/2 of the clock used in the state storage circuit, so that the deterioration is small. In addition, since the generation of the 1f clock is performed in the vicinity of each element of the sequential circuit, the skew of the 1f clock received by each element from the 1f clock generation circuit is small, and the pulse width of the sliver clock is normal for the latch circuit. More than the minimum pulse width required to operate
The condition that it is necessary to be smaller than the sum of the delay amount in the latch circuit and the delay amount in the combinational circuit can be easily satisfied, and data penetration hardly occurs. Therefore, the restriction on the supply of the clock to each part of the sequential circuit in the semiconductor device is reduced.

【0022】1f狭パルスクロックを生成する生成回路
は、ラッチ回路が動作するのに必要な最低限のパルス幅
より大きく、前段のラッチ回路での遅延量と前段のラッ
チ回路から当該ラッチ回路へ入力するまでの信号の遅延
量の合計より小さいパルス幅のパルスを生成する。な
お、当該ラッチ回路へ入力するデータを出力する組み合
わせ回路が複数の状態記憶回路からの出力を受ける場合
には、それらの経路の中で上記の合計遅延量が最小の遅
延量より小さいパルス幅とする。実際には、1f狭パル
スクロックを生成する生成回路は、1/2fクロックを
ラッチ回路における遅延量分遅延させる遅延回路と、こ
の遅延回路の出力と1/2fクロックとの排他的論理和
信号を出力する排他的論理和ゲートとを備えるように構
成する。
The generation circuit for generating the 1f narrow pulse clock has a pulse width larger than the minimum pulse width necessary for the operation of the latch circuit, and the amount of delay in the preceding latch circuit and the input from the preceding latch circuit to the latch circuit. A pulse having a pulse width smaller than the total delay amount of the signal before the pulse is generated. When a combinational circuit that outputs data to be input to the latch circuit receives outputs from a plurality of state storage circuits, a pulse width in which the total delay amount is smaller than the minimum delay amount in the paths is set. I do. Actually, the generation circuit that generates the 1f narrow pulse clock is a delay circuit that delays the 1 / 2f clock by the delay amount in the latch circuit, and outputs an exclusive OR signal of the output of the delay circuit and the 1 / 2f clock. And an exclusive OR gate for outputting.

【0023】発生させるのは、パルス幅が所定の範囲内
のクロックであればよいので、クロックとして1/2f
クロックの立ち上がりと立ち下がりエッジで所定の範囲
のパルス幅のパルスを発生させればよく、回路が非常に
簡単に実現できる。従って、この回路は、1/2fクロ
ックから2倍の周波数のクロックを生成する逓倍と、幅
の狭いパルスの生成の2つの機能を同時に実現している
ことになる。
Since it is only necessary to generate a clock whose pulse width is within a predetermined range, 1/2 f is used as the clock.
It is sufficient to generate a pulse having a pulse width within a predetermined range at the rising and falling edges of the clock, and the circuit can be realized very easily. Therefore, this circuit simultaneously realizes two functions, that is, a multiplication for generating a clock of twice the frequency from the 1 / 2f clock and a pulse for generating a narrow pulse.

【0024】更に、狭パルス生成回路を遅延回路と排他
的論理和ゲートで構成する場合に、遅延回路をラッチ回
路における遅延量と等しい遅延量を生じる回路とすれ
ば、幅の狭いパルスのパルス幅がラッチ回路が動作する
のに必要な最低限のパルス幅より大きいという条件を常
に満たすことができる。従って、素子の製造上のばらつ
きや、温度、電源電圧などの動作環境の変動に対して、
遅延回路とラッチ回路の遅延量が常に同一傾向で変化す
るため、安定した動作が可能である。
Further, when the narrow pulse generation circuit is constituted by a delay circuit and an exclusive OR gate, if the delay circuit is a circuit that generates a delay amount equal to the delay amount in the latch circuit, the pulse width of the narrow pulse can be increased. Is always larger than the minimum pulse width required for the latch circuit to operate. Therefore, with respect to variations in element manufacturing, and fluctuations in the operating environment such as temperature and power supply voltage,
Since the delay amounts of the delay circuit and the latch circuit always change with the same tendency, stable operation is possible.

【0025】また、状態記憶回路としてトランスミショ
ンゲートを付加したマスタスレーブ型フリップフロップ
を使用する場合には、ラッチ回路のようなパルス幅の制
約はないが、大きなパルス幅のデューティが50%に近
いクロックを1fクロック生成回路で生成する場合に
は、この回路を構成する遅延手段の面積を大きくする必
要があるため、トランスミションゲートを付加したマス
タスレーブ型フリップフロップを使用する場合にも、ラ
ッチ回路の場合と同様に、1f狭パルスクロックを生成
する回路を1fクロック生成回路として使用することが
望ましい。
When a master-slave flip-flop to which a transmission gate is added is used as the state storage circuit, there is no limitation on the pulse width unlike the latch circuit, but the duty of the large pulse width is close to 50%. When the clock is generated by the 1f clock generation circuit, the area of the delay means constituting this circuit must be increased. Therefore, even when a master-slave flip-flop with a transmission gate is used, a latch circuit is required. As in the above case, it is desirable to use a circuit that generates a 1f narrow pulse clock as the 1f clock generation circuit.

【0026】クロックが外部から半導体装置に供給さ
れ、外部から供給される外部クロックが、状態記憶回路
で使用する1fクロックと同じ周波数の場合には、外部
クロックを1/2分周する1/2分周回路を設け、外部
から供給される外部クロックが差動1/2fクロック信
号等の1fクロックの半分の周波数のクロックである場
合には、入力された外部クロックをそのままの周波数
で、1/2fクロック信号として使用する。外部クロッ
クが差動1/2fクロック信号である場合には、差動増
幅回路(オペアンプ)などを使用して波形整形した信号
を1/2fクロックとして出力すればよい。
When the clock is supplied from the outside to the semiconductor device and the external clock supplied from the outside has the same frequency as the 1f clock used in the state storage circuit, the external clock is divided by 1 /. When a frequency dividing circuit is provided and the external clock supplied from the outside is a clock having a half frequency of the 1f clock such as a differential 1 / 2f clock signal, the input external clock is converted into 1 / f at the same frequency. Used as 2f clock signal. When the external clock is a differential 1 / 2f clock signal, a signal whose waveform has been shaped using a differential amplifier circuit (operational amplifier) or the like may be output as a 1 / 2f clock.

【0027】特開平7−321208号公報には、クロ
ックシステムの最終のクロックバッファまでのスキュー
を小さくした上で、最終のクロックバッファから所定の
範囲内に順序回路の要素を配置することにより、配置の
制約を低減したスキューの少ないクロックシステムを開
示しているが、本発明の1/2fクロックを伝送する場
合にも、このような配置を行うことが望ましい。この場
合、各群においては、各1fクロック生成回路の位置を
基準とした第1の所定範囲内に第2の位置を定め、この
第2の位置を基準とした第2の所定範囲内にあらかじめ
定めた数の状態記憶回路を集中的に配置するようにする
か、各群において、状態記憶回路を列状に集中的に配置
し、1fクロック生成回路を状態記憶回路の列の中央付
近に配置することが望ましい。
Japanese Unexamined Patent Publication No. Hei 7-321208 discloses an arrangement in which the skew to the final clock buffer of a clock system is reduced, and the elements of the sequential circuit are arranged within a predetermined range from the final clock buffer. Although a clock system with a small skew that reduces the constraint of the above is disclosed, it is desirable to perform such an arrangement also when transmitting a 1 / 2f clock of the present invention. In this case, in each group, a second position is determined within a first predetermined range based on the position of each 1f clock generation circuit, and a second position is determined within a second predetermined range based on the second position. A fixed number of state storage circuits may be arranged in a concentrated manner, or in each group, the state storage circuits may be arranged in a column, and a 1f clock generation circuit may be arranged near the center of the column of the state storage circuits. It is desirable to do.

【0028】順序回路はクロックに従って1段ずつデー
タを転送するため、順序回路や組み合わせ回路が正常に
動作するかをテストする時には、各種の入力データを与
えてその時の最終段の出力が所望の値であるかを検出す
ることにより行うのが一般的である。しかし、出力が得
られるまでには入力データが順序回路のすべての段を通
過する必要があり、出力が得られるまでに要する時間が
長いという問題と、入力データの個数が多い場合には入
力データの組み合わせが多数存在するためすべての入力
データの組み合わせをテストするには膨大な時間がかか
るという問題があった。そこで、順序回路を構成する状
態記憶回路を通過状態にして状態記憶回路と組み合わせ
回路が1つの組み合わせ回路として動作するようにし、
その上で回路として正常に動作するかをテストすること
により、順序回路や組み合わせ回路が正常に動作するか
のテストが可能であることが知られている。
Since the sequential circuit transfers data one stage at a time in accordance with the clock, when testing whether the sequential circuit or the combinational circuit operates normally, various input data are supplied and the output of the final stage at that time has a desired value. Is generally performed by detecting whether However, input data must pass through all stages of the sequential circuit before an output is obtained, and the time required for obtaining an output is long. There is a problem that it takes an enormous amount of time to test all combinations of input data because there are many combinations of. Therefore, the state storage circuit constituting the sequential circuit is set to the passing state so that the state storage circuit and the combination circuit operate as one combination circuit.
It is known that a test as to whether a sequential circuit or a combinational circuit operates normally can be performed by testing whether or not the circuit operates normally.

【0029】図4に示したように、従来使用されていた
マスタスレーブ型フリップフロップは、ラッチ回路を2
段に接続した構成であり、テスト時に強制的に通過状態
にするには従来の構成に加えてトランスミションゲート
またはトランジスタを付加する必要があり、回路規模が
更に大きくなるという問題が生じる。これに対して、本
発明では、順序回路の要素としてラッチ回路を使用する
が、ラッチ回路はクロックを一方の論理値に固定するだ
けで容易に通過状態になる。また、トランスミションゲ
ートを付加したマスタスレーブ型フリップフロップ回路
を使用する時には、これを強制的に通過状態にするに
は、トランスミションゲートをトランジスタ等でバイパ
スすればよく、付加する回路は最小限でよい。従って、
上記のようなテストを行えるようにする場合でも、回路
規模の増加は少なくて済む。
As shown in FIG. 4, the master-slave type flip-flop used conventionally has a latch circuit of two.
In order to forcibly switch to the pass state during the test, it is necessary to add a transmission gate or a transistor in addition to the conventional configuration, which causes a problem that the circuit scale is further increased. On the other hand, in the present invention, a latch circuit is used as an element of the sequential circuit, but the latch circuit can easily enter the passing state only by fixing the clock to one logical value. When a master-slave flip-flop circuit with a transmission gate is used, the transmission gate may be forcibly turned into a passing state by bypassing the transmission gate with a transistor or the like. Good. Therefore,
Even when the above-described test can be performed, the increase in the circuit scale is small.

【0030】また、本発明のCAD装置は、上記の構成
を有するクロックシステムを自動生成し、状態記憶回路
としてラッチ回路又はトランスミションゲートを付加し
たマスタスレーブ型フリップフロップ回路を自動的に割
り当てる。状態記憶回路としてラッチ回路を使用したの
では、前段のラッチ回路での遅延量と前段のラッチ回路
から当該ラッチ回路へ入力するまでの信号の遅延量の合
計が、1f狭パルスクロックのパルス幅より小さいため
に、上記の条件を満たせない場合には、自動的にトラン
スミションゲートを付加したマスタスレーブ型フリップ
フロップ回路を割り当てそれ以外の時にはラッチ回路を
割り当てるようにすることが望ましい。
Further, the CAD apparatus of the present invention automatically generates a clock system having the above configuration, and automatically assigns a master-slave flip-flop circuit to which a latch circuit or a transmission gate is added as a state storage circuit. When the latch circuit is used as the state storage circuit, the sum of the delay amount in the preceding latch circuit and the delay amount of the signal from the preceding latch circuit to the latch circuit is smaller than the pulse width of the 1f narrow pulse clock. If the above condition cannot be satisfied because of the small size, it is desirable to automatically assign a master-slave flip-flop circuit to which a transmission gate is added, and to assign a latch circuit otherwise.

【0031】更に、状態記憶回路と組み合わせ回路で構
成されるフィードバックループが存在する場合、状態記
憶回路を通過状態にすると発振に類似した状態になり、
テストが困難になることが一般的に知られている。その
ため、このようなフィードバックループが存在する場合
には、このフィードバックループを構成する状態記憶回
路のみは、テスト時にも強制的に通過状態にならないよ
うに、通常の1fクロックが供給されるように、1fク
ロック生成回路を別にする。このようなフィードバック
ループが多数存在すると1fクロック生成回路の個数が
増加する上、テストが難しくなるが、一般的にはこのよ
うなフィードバックループは少数であり、あまり問題に
はならない。
Further, when there is a feedback loop composed of a state storage circuit and a combinational circuit, when the state storage circuit is set to the passing state, the state becomes similar to the oscillation.
It is generally known that testing becomes difficult. Therefore, when such a feedback loop exists, only the state storage circuit constituting the feedback loop is supplied with a normal 1f clock so that the normal 1f clock is supplied so as not to be forced into the passing state even during the test. Separate 1f clock generation circuit. If a large number of such feedback loops exist, the number of 1f clock generation circuits increases, and the test becomes difficult. However, such feedback loops are generally small in number and do not cause much problem.

【0032】回路規模の大きな半導体装置では、回路を
複数の回路ブロックに分けるが、そのような半導体装置
をテストする場合には、各回路ブロックの入出力端子付
近の状態記憶回路をシステムクロックにより駆動して回
路ブロック毎にテストできるようにする。
In a semiconductor device having a large circuit scale, a circuit is divided into a plurality of circuit blocks. When such a semiconductor device is tested, a state memory circuit near input / output terminals of each circuit block is driven by a system clock. So that a test can be performed for each circuit block.

【0033】[0033]

【発明の実施の形態】本発明の第1実施例の半導体装置
のクロックシステムは、図9の本発明の原理構成図に示
した構成を有する。第1実施例では、状態記憶回路とし
てラッチ回路が使用される。図9に示すように、半導体
装置の外部からは順序回路を構成する状態記憶回路54
で使用するパルス幅の狭いクロック(1f狭パルスクロ
ック)の1/2の周波数のクロック、すなわち1/2f
クロックが入力される。このようなクロックの例とし
て、従来から使用されている半導体装置内で使用するク
ロックの1/2の周波数の差動信号を供給するLVDS
(Low Voltage Differential Signal) 方式と呼ばれるク
ロック供給方式がある。このLVDS方式であれば、1
/2fクロックの相補信号が入力されるので、図40に
示すように、入力端子511と512に入力される差動
1/2fクロックを差動増幅器(オペアンプ)513な
どを使用して波形整形した信号をバッファ回路514を
介して1/2fクロックとして出力すればよい。この1
/2fクロックはクロック入力端子に入力され、その近
傍に設けたクロックバッファ51で半導体装置内に取り
込まれる。取り込まれた1/2fクロックはクロック入
力バッファ51から半導体装置内の各部に分配される
が、クロック入力バッファ51だけでは駆動能力が不足
するので、図示のように途中にクロックバッファ52を
設ける。図9ではクロックバッファ52は1段だけであ
るが、実際には複数段に設けられるのが一般的である。
この際、分配された1/2fクロックに生じるスキュー
を小さくするように、分配先までの経路におけるクロッ
クバッファ52の段数は同一とし、クロック信号線の長
さもほぼ同一にすることが望ましい。1fクロック生成
回路53は、このようにして分配された1/2fクロッ
クから2倍の周波数の1f狭パルスクロック1fCKを
生成し、近傍の順序回路を構成するラッチ回路54に供
給する。このように1fクロック生成回路53は1f狭
パルスクロック1fCKを生成するので、ここでは1f
クロック生成回路53を1f狭パルスクロック生成回路
と呼ぶこととする。後述するように、ラッチ回路は近傍
のものを1群としてまとめてあり、1群のラッチ回路に
1つの1f狭パルスクロック53が設けられ、そこから
各ラッチ回路に1f狭パルスクロック1fCKが供給さ
れる。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A clock system for a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention has a configuration shown in FIG. 9 showing the principle configuration of the present invention. In the first embodiment, a latch circuit is used as a state storage circuit. As shown in FIG. 9, a state storage circuit 54 constituting a sequential circuit is provided from outside the semiconductor device.
Clock having a frequency half of that of a clock having a narrow pulse width (1f narrow pulse clock), ie, 1 / 2f
Clock is input. As an example of such a clock, an LVDS that supplies a differential signal having a half frequency of a clock used in a conventional semiconductor device is used.
There is a clock supply system called a (Low Voltage Differential Signal) system. In this LVDS system, 1
Since the complementary signal of the / 2f clock is input, as shown in FIG. 40, the waveform of the differential 1 / 2f clock input to the input terminals 511 and 512 is shaped using a differential amplifier (op-amp) 513 or the like. The signal may be output as a 1 / 2f clock via the buffer circuit 514. This one
The / 2f clock is input to a clock input terminal, and is taken into the semiconductor device by a clock buffer 51 provided near the clock input terminal. The captured 1 / 2f clock is distributed from the clock input buffer 51 to various parts in the semiconductor device. However, since the clock input buffer 51 alone has insufficient driving capability, a clock buffer 52 is provided in the middle as shown in the figure. Although the clock buffer 52 has only one stage in FIG. 9, it is generally provided in a plurality of stages.
At this time, it is desirable that the number of stages of the clock buffer 52 in the path to the distribution destination is the same and the length of the clock signal line is also approximately the same so as to reduce the skew generated in the distributed 1 / 2f clock. The 1f clock generation circuit 53 generates a 1f narrow pulse clock 1fCK having a double frequency from the 1 / 2f clock distributed in this way, and supplies the same to a latch circuit 54 constituting a neighboring sequential circuit. As described above, the 1f clock generation circuit 53 generates the 1f narrow pulse clock 1fCK.
The clock generation circuit 53 is referred to as a 1f narrow pulse clock generation circuit. As will be described later, the latch circuits are grouped together in the vicinity, and one group of latch circuits is provided with one 1f narrow pulse clock 53, from which a 1f narrow pulse clock 1fCK is supplied to each latch circuit. You.

【0034】図10は1f狭パルスクロック生成回路5
3の回路構成を示す図であり、図11は第1実施例での
1f狭パルスクロック1fCKの発生を説明するタイム
チャートである。なお、外部入力クロック信号1/2f
クロックは1f狭パルスクロック生成回路53にそのま
ま分配されるので、図11では、1f狭パルスクロック
生成回路53に分配された信号を外部入力クロック信号
1/2fクロックとして示してある。図10に示すよう
に、1f狭パルスクロック生成回路53は、分配された
1/2fCKを遅延させる遅延回路61と、1/2fC
Kと遅延回路61の出力が入力される排他的否定論理和
(EXNOR)ゲート62を有しており、EXNORゲ
ート62の出力はインバータ63、64、65を介して
相補的な1f狭パルスクロックCKとXCKとして出力
される。図11に示すように、1/2fCKの立ち上が
りと立ち下がりエッジで遅延回路61の遅延量に等しい
幅のパルス幅が生成されるので、1/2fCKの2倍の
周波数で幅の狭いパルスが発生されることになる。すな
わち、図10の1f狭パルスクロック生成回路53は、
1/2fCKの周波数を2倍にした信号の発生とスリバ
ークロックの発生を同時に行うことになる。
FIG. 10 shows a 1f narrow pulse clock generation circuit 5
FIG. 11 is a time chart for explaining the generation of the 1f narrow pulse clock 1fCK in the first embodiment. Note that the external input clock signal 1 / 2f
Since the clock is directly distributed to the 1f narrow pulse clock generation circuit 53, the signal distributed to the 1f narrow pulse clock generation circuit 53 is shown as an external input clock signal 1 / 2f clock in FIG. As shown in FIG. 10, the 1f narrow pulse clock generation circuit 53 includes a delay circuit 61 for delaying the distributed 1 / 2fCK and a 1 / 2fC
K and an exclusive NOR (EXNOR) gate 62 to which the output of the delay circuit 61 is input. The output of the EXNOR gate 62 is a complementary 1f narrow pulse clock CK via inverters 63, 64 and 65. And XCK. As shown in FIG. 11, a pulse width having a width equal to the delay amount of the delay circuit 61 is generated at the rising and falling edges of 1 / 2fCK, so that a narrow pulse is generated at twice the frequency of 1 / 2fCK. Will be done. That is, the 1f narrow pulse clock generation circuit 53 of FIG.
The generation of the signal whose frequency is 1/2 fCK doubled and the generation of the sliver clock are performed simultaneously.

【0035】図12は、図10の1f狭パルスクロック
生成回路53の遅延回路とEXNORゲートの構成をよ
り具体的に示した図である。EXNORゲート73の構
成は広く知られているので、ここでは説明を省略する。
遅延回路72は後述するラッチ回路に類似した構成を有
しており、遅延回路72における遅延量がラッチ回路と
ほぼ同一になるようにしている。これにより、発生され
るスリバークロックのパルス幅は、ラッチ回路が動作す
るのに最低限必要な時間以上であるとの条件を満たすこ
とができる。回路の遅延量は素子の製造ばらつきや、温
度、電源電圧などの動作環境の変化に応じて変動する
が、遅延回路はラッチ回路と同じ構成であるためこのよ
うな変動に対して常に同一の傾向で変動するため、この
ような変動があっても上記の条件を満たすことができ
る。
FIG. 12 is a diagram more specifically showing the configurations of the delay circuit and EXNOR gate of the 1f narrow pulse clock generation circuit 53 of FIG. Since the configuration of the EXNOR gate 73 is widely known, the description is omitted here.
The delay circuit 72 has a configuration similar to a latch circuit to be described later, and the delay amount in the delay circuit 72 is made substantially the same as that of the latch circuit. Thus, the condition that the pulse width of the generated sliver clock is equal to or longer than the minimum time required for the latch circuit to operate can be satisfied. The amount of delay in the circuit varies according to variations in device manufacturing and changes in the operating environment such as temperature and power supply voltage. However, since the delay circuit has the same configuration as the latch circuit, it always has the same tendency against such variations. , The above condition can be satisfied even with such a fluctuation.

【0036】図13と図14は、ラッチ回路の回路構成
例を示す図であり、図13の(4)に示した回路以外は
すべてラッチしている値をクリアするクリア端子を有し
ている。また、図14の(2)と(3)に示した回路で
は、フィードバックループを形成するインバータとして
サイズの小さなトランジスタで構成するインバータを使
用する。図13と図14に示したラッチ回路は、従来か
ら使用されているよく知られた回路であるので、ここで
はこれ以上の説明は省略する。
FIGS. 13 and 14 are diagrams showing examples of the circuit configuration of the latch circuit. All the circuits other than the circuit shown in FIG. 13 (4) have a clear terminal for clearing the latched value. . In the circuits shown in (2) and (3) of FIG. 14, an inverter formed of a small-sized transistor is used as an inverter forming a feedback loop. The latch circuits shown in FIG. 13 and FIG. 14 are well-known circuits that have been used in the related art, and thus further description is omitted here.

【0037】図15は、ラッチ回路の出力として入力デ
ータを反転した出力が必要な場合に使用する回路の例を
示す図である。出力を反転しない場合には、(1)に示
すように、図13と図14のラッチ回路をそのまま使用
する。出力を反転する場合には、(2)に示すように、
ラッチ回路へ入力されるデータを反転した上で入力す
る。ここで、ラッチ回路の出力を反転することも考えら
れるが、入力データを反転するインバータは前段との間
に設けられた組み合わせ回路に含まれるので、すでに述
べた1f狭パルスクロックの条件を満たす上で図15の
(2)のような構成を使用することが好ましい。
FIG. 15 is a diagram showing an example of a circuit used when an output obtained by inverting input data is required as an output of a latch circuit. When the output is not inverted, the latch circuit shown in FIGS. 13 and 14 is used as it is, as shown in (1). When inverting the output, as shown in (2),
The data input to the latch circuit is inverted and then input. Here, it is conceivable to invert the output of the latch circuit. However, since the inverter for inverting the input data is included in the combination circuit provided between the latch circuit and the preceding stage, the inverter satisfies the condition of the 1f narrow pulse clock described above. It is preferable to use a configuration as shown in FIG.

【0038】第1実施例では、外部クロックがLVDS
方式等の1/2fクロックであったが、通常は状態記憶
回路で使用される1f狭パルスクロックと同じ周波数で
デューティが50%に近いクロック1fが供給されるの
が一般的である。このような外部クロックが供給される
場合の例を第2実施例として示す。図16は、第2実施
例の半導体装置のクロックシステムの構成を示す図であ
る。図9と比較して明らかなように、第1実施例と異な
るのは、クロック入力バッファ91の出力するクロック
1fを1/2分周する1/2分周回路を設けて1/2f
クロックを生成している点と、状態記憶回路としてラッ
チ回路だけでなくラッチ回路の入力部にダイナミックマ
スタラッチ回路としてトランスミションゲートを付加し
たマスタスレーブ型フリップフロップ回路(DM−F
F)も使用される点である。
In the first embodiment, the external clock is LVDS
Although the clock is a 1 / 2f clock according to the system or the like, it is general that a clock 1f having the same frequency as the 1f narrow pulse clock used in the state storage circuit and having a duty close to 50% is generally supplied. An example in which such an external clock is supplied will be described as a second embodiment. FIG. 16 is a diagram illustrating a configuration of a clock system of the semiconductor device according to the second embodiment. As is apparent from comparison with FIG. 9, the difference from the first embodiment is that a 1/2 frequency dividing circuit for dividing the clock 1f output from the clock input buffer 91 into 1/2 is provided.
A master-slave flip-flop circuit (DM-F) in which a clock is generated and a transmission gate is added as a dynamic master latch circuit to an input portion of the latch circuit as well as a latch circuit as a state storage circuit
F) is also used.

【0039】図17は、第2実施例における各部のクロ
ックを示すタイミングチャートである。図17に示すよ
うに、外部入力クロック信号1fCKは1/2分周され
て1/2fCKになり、半導体装置内に各部分の1f狭
パルスクロック生成回路94に分配される。1f狭パル
スクロック生成回路94は、図10と図12に示した回
路と同じ構成を有し、分配された1/2fCKから2倍
の周波数の狭いパルス幅のクロック、すなわち1f狭パ
ルスクロックを生成し、状態記憶回路95に供給する。
FIG. 17 is a timing chart showing the clock of each section in the second embodiment. As shown in FIG. 17, the external input clock signal 1fCK is frequency-divided by な り into ffCK, and distributed to the 1f narrow pulse clock generation circuit 94 in each part in the semiconductor device. The 1f narrow pulse clock generation circuit 94 has the same configuration as the circuits shown in FIGS. 10 and 12, and generates a clock having a narrow pulse width of twice the frequency, that is, a 1f narrow pulse clock from the distributed 1 / 2fCK. Then, the data is supplied to the state storage circuit 95.

【0040】すでに説明したように、本発明では1f狭
パルスクロック生成回路94は、それから1f狭パルス
クロックを供給する状態記憶回路の近傍に設けられるの
で、すでに述べたラッチ回路を使用してもデータの突き
抜けが発生せずに正常に動作する条件を容易に満たすこ
とができる。しかし、レイアウトの制約から状態記憶回
路の近傍でない1f狭パルスクロック生成回路94から
1f狭パルスクロックを供給する必要が生じる場合があ
り得る。そのような場合には、すでに説明した、1f狭
パルスクロックのパルス幅が、ラッチ回路が動作するの
に必要な最低限のパルス幅より大きく、前段のラッチ回
路での遅延量と前段のラッチ回路からこのラッチ回路へ
入力するまでの信号の遅延量の合計より小さいという条
件を満たすことができないことが起こり得る。第2実施
例では、このような場合にはラッチ回路の替わりに、ラ
ッチ回路の入力部にダイナミックマスタラッチ回路とし
てトランスミションゲートを付加したマスタスレーブ型
フリップフロップ回路(DM−FF)を使用する。
As described above, in the present invention, the 1f narrow pulse clock generation circuit 94 is provided near the state storage circuit that supplies the 1f narrow pulse clock therefrom. The condition for normal operation without the occurrence of punch-through can be easily satisfied. However, there may be a case where it is necessary to supply a 1f narrow pulse clock from the 1f narrow pulse clock generation circuit 94 which is not in the vicinity of the state storage circuit due to layout restrictions. In such a case, the pulse width of the 1f narrow pulse clock described above is larger than the minimum pulse width necessary for the operation of the latch circuit, and the amount of delay in the previous-stage latch circuit and the previous-stage latch circuit It may not be possible to satisfy the condition that it is smaller than the total amount of delay of the signal from the input to the latch circuit. In the second embodiment, in such a case, instead of the latch circuit, a master-slave flip-flop circuit (DM-FF) in which a transmission gate is added as a dynamic master latch circuit at the input of the latch circuit is used.

【0041】図18は、ダイナミックマスタラッチ回路
としてトランスミションゲートを付加したマスタスレー
ブ型フリップフロップ回路(DM−FF)の回路構成を
示す図であり、(1)は等価回路を、(2)は実際の回
路例を示す。また、図19はクリア機能のないDM−F
Fの回路例を示す図である。図示のように、DM−FF
は、ラッチ回路にトランスミションゲートを設けただけ
の簡単な構成で回路規模も通常のマスタスレーブ型フリ
ップフロップより小さい。しかし、DM−FFはフリッ
プフロップとして動作するので、第2実施例では組み合
わせ回路での遅延量が小さくて上記の条件を実現するの
が難しく、フロップフロップを使用する必要がある場合
には、DM−FFを使用する。図18と図19に示した
DM−FFの詳しい説明は省略する。
FIG. 18 is a diagram showing a circuit configuration of a master-slave flip-flop circuit (DM-FF) to which a transmission gate is added as a dynamic master latch circuit, wherein (1) shows an equivalent circuit, and (2) shows an equivalent circuit. An example of an actual circuit is shown. FIG. 19 shows a DM-F without a clear function.
FIG. 4 is a diagram illustrating a circuit example of F. As shown, DM-FF
Has a simple configuration in which a transmission gate is provided in a latch circuit, and has a smaller circuit size than a normal master-slave flip-flop. However, since the DM-FF operates as a flip-flop, the delay amount in the combinational circuit is small in the second embodiment, making it difficult to realize the above condition. Use FF. Detailed description of the DM-FF shown in FIGS. 18 and 19 is omitted.

【0042】なお、第1実施例では、状態記憶回路とし
てラッチ回路を使用し、第2実施例ではラッチ回路とD
M−FFを混在して使用したが、状態記憶回路としてD
M−FFのみを使用してもよい。このような構成であっ
ても、図4に示した従来のマスタスレーブ型フリップフ
ロップ回路に比べて回路構成が簡単であるので、回路規
模を小さくし、消費電力を低減できる。この構成であれ
ば、1fクロックは狭いパルス幅の1f狭パルスクロッ
クを生成する必要はない。しかし、1fクロック発生回
路として、図10に示す回路を使用する場合、大きなパ
ルス幅のクロックを生成するには、遅延回路61は大き
な遅延量を生じさせる必要があり、遅延回路61の回路
規模が大きくなるので、上記実施例と同様に1fクロッ
ク発生回路として1f狭パルスクロックを生成する回路
を使用することが望ましい。
In the first embodiment, a latch circuit is used as a state storage circuit.
Although M-FFs were used together, D
Only M-FF may be used. Even with such a configuration, the circuit configuration is simpler than that of the conventional master-slave flip-flop circuit shown in FIG. 4, so that the circuit scale can be reduced and power consumption can be reduced. With this configuration, it is not necessary for the 1f clock to generate a 1f narrow pulse clock having a narrow pulse width. However, when the circuit shown in FIG. 10 is used as the 1f clock generation circuit, in order to generate a clock having a large pulse width, the delay circuit 61 needs to generate a large amount of delay. Therefore, it is desirable to use a circuit that generates a 1f narrow pulse clock as the 1f clock generation circuit as in the above embodiment.

【0043】以上が本発明の半導体装置のクロックシス
テムを有する半導体装置の第1および第2実施例の説明
である。現在、このような回路の設計はCAD装置を使
用して行われる。次に、第1および第2実施例に示した
クロックシステムを自動的に生成するようにしたCAD
装置について説明するが、まずCAD装置における基本
的な処理について説明する。
The above is the description of the first and second embodiments of the semiconductor device having the semiconductor device clock system of the present invention. Currently, the design of such circuits is performed using CAD equipment. Next, a CAD system in which the clock system shown in the first and second embodiments is automatically generated.
First, the basic processing in the CAD apparatus will be described.

【0044】図20は、半導体装置の回路要素の配置お
よびそれらの間の配線の設計を自動的に行うCAD装置
の全体構成を概略的に示すブロック図であり、(a)は
CAD装置の全体的な概略構成を示し、(b)は機構装
置を機能的に示している。図20の(a)に示されるよ
うに、CAD装置は、入力装置301と、表示装置30
2と、記憶装置303と、処理装置304とを備えてい
る。入力装置301はオペレータが所定の操作を行って
CAD装置に指示を与えるものであり、キーボード、マ
ウス、タブレットなどを含んでいる。表示装置302
は、様々な画像を表示するもので、オペレータは表示装
置302上の画像を確認しながら操作を行う。処理装置
304は入力装置301から入力される指示およびデー
タと、記憶装置303からの各種情報に従って所定の処
理を行い、表示装置302に画像を順次表示するように
なっている。図20の(b)に示されるように、記憶装
置303は、ネットリストなどの組み合わせ回路情報3
31、クロックまたは信号などの区別を行う配線属性情
報332、チップに必要な構成要素の情報(物理パター
ンおよび端子情報など)の資源情報333、および処理
手順(配置および配線の手順)のプログラム334など
を含んでいる。
FIG. 20 is a block diagram schematically showing an entire configuration of a CAD apparatus for automatically arranging circuit elements of a semiconductor device and designing wiring between them, and FIG. (B) functionally shows a mechanical device. As shown in FIG. 20A, the CAD device includes an input device 301 and a display device 30.
2, a storage device 303, and a processing device 304. The input device 301 is used by an operator to give a command to a CAD device by performing a predetermined operation, and includes a keyboard, a mouse, a tablet, and the like. Display device 302
Displays various images, and an operator performs an operation while checking images on the display device 302. The processing device 304 performs predetermined processing in accordance with instructions and data input from the input device 301 and various information from the storage device 303, and sequentially displays images on the display device 302. As shown in FIG. 20B, the storage device 303 stores the combinational circuit information 3 such as a net list.
31, wiring attribute information 332 for distinguishing a clock or a signal, resource information 333 of information on components (physical pattern and terminal information, etc.) necessary for a chip, and a program 334 for processing procedures (arrangement and wiring procedures), etc. Contains.

【0045】図21は、従来のCAD装置での配置配線
処理の一例を示すフローチャートである。図示のよう
に、ステップ901ではRTL(抵抗トランジスタ組み
合わせ回路)設計データが生成され、ステップ902で
RTL設計データに基づいて論理合成が行われ、ステッ
プ903でゲートレベルの設計データが生成され、ステ
ップ904で回路要素の配置と配線を決定するレイアウ
トが行われ、ステップ905でマスクデータが生成され
る。RTL設計データとゲートレベルの設計データの生
成時には、シミュレーション906が随時行われる。
FIG. 21 is a flowchart showing an example of a placement and routing process in a conventional CAD device. As shown in the figure, in step 901, RTL (resistance transistor combination circuit) design data is generated, in step 902, logic synthesis is performed based on the RTL design data, and in step 903, gate-level design data is generated. Is performed to determine the layout and wiring of circuit elements, and mask data is generated in step 905. When generating the RTL design data and the gate level design data, a simulation 906 is performed as needed.

【0046】図22は、本発明のクロックシステムを実
現するCAD装置における処理を示すフローチャートで
あり、状態記憶回路としてラッチ回路股はDM−FFを
割り当て、1fクロック生成回路は1f狭パルスクロッ
ク(スリバークロック)を生成する場合の例である。図
21と比較して明らかなように、異なるのは、ステップ
912でゲートレベル設計データが生成された後に、ス
テップ913でゲートレベル設計データに基づいて幅の
狭いクロック方式(スリバークロック方式)への変換処
理が行われ、ステップ914でスリバークロック方式の
ゲートレベル設計データが生成される点である。すなわ
ち、ゲートレベル設計データに対してスリバークロック
方式への変換処理が行われる。
FIG. 22 is a flowchart showing processing in a CAD device for realizing the clock system of the present invention. A DM-FF is assigned to a latch circuit as a state storage circuit, and a 1f clock generation circuit is a 1f narrow pulse clock (swing). This is an example of a case where a (river clock) is generated. As is apparent from comparison with FIG. 21, the difference is that, after the gate level design data is generated in step 912, the clock scheme (sliver clock scheme) is narrowed based on the gate level design data in step 913. Is performed, and sliver clock type gate level design data is generated in step 914. That is, conversion processing to the sliver clock method is performed on the gate level design data.

【0047】また、図23は、本発明のCAD装置にお
ける別の処理を示すフローチャートであり、図22と異
なるのは、RTL設計データに対してスリバークロック
方式への変換処理が行われる点であり、ステップ921
でRTL設計データに対してスリバークロック方式への
変換処理が行われ、ステップ922でスリバークロック
方式のRTL設計データが生成され、それに対してステ
ップ923で論理合成処理が行われ、ステップ924で
スリバークロック方式のゲートレベル設計データが生成
される。このスリバークロック方式のゲートレベル設計
データは、図22のステップ914で生成された設計デ
ータと同じであり、以下同様にステップ925でレイア
ウトが行われ、ステップ926でマスクデータが生成さ
れる。この場合も、RTL設計データとゲートレベル設
計データに対してシミュレーションが行われる。
FIG. 23 is a flowchart showing another process in the CAD apparatus according to the present invention, which is different from FIG. 22 in that the process of converting the RTL design data into the sliver clock method is performed. Yes, step 921
The RTL design data is converted to the sliver clock method in step 922, and sliver clock RTL design data is generated in step 922. In step 923, the logic synthesis processing is performed. Sliver clock type gate level design data is generated. The sliver clock type gate level design data is the same as the design data generated in step 914 of FIG. 22, and the layout is similarly performed in step 925 and the mask data is generated in step 926. Also in this case, a simulation is performed on the RTL design data and the gate level design data.

【0048】図24は、本発明のCAD装置において、
上記のスリバークロック方式への変換処理の際に、順序
回路の要素としてラッチ回路を使用するか、DM−FF
を使用するかを選択する処理を示すフローチャートであ
り、図25から図27はこの処理を説明するための図で
ある。すでに説明したように、1f狭パルスクロックの
パルス幅が、ラッチ回路が動作するのに必要な最低限の
パルス幅より大きく、前段のラッチ回路での遅延量と前
段のラッチ回路からこのラッチ回路へ入力するまでの信
号の遅延量の合計より小さいという条件を満たすことが
できない場合には、DM−FFを使用し、それ以外の場
合にはラッチ回路を使用する。
FIG. 24 shows a CAD apparatus according to the present invention.
At the time of the conversion process to the sliver clock method, a latch circuit is used as an element of the sequential circuit or a DM-FF
FIG. 25 is a flowchart showing a process of selecting whether or not to use. FIG. 25 to FIG. 27 are diagrams for explaining this process. As already described, the pulse width of the 1f narrow pulse clock is larger than the minimum pulse width necessary for the operation of the latch circuit, and the delay amount in the preceding latch circuit and the signal from the preceding latch circuit to this latch circuit. If the condition of being smaller than the total amount of delay of the signal before input cannot be satisfied, a DM-FF is used, and in other cases, a latch circuit is used.

【0049】ステップ930では、図25に示すように
注目する状態記憶回路を選択する。回路115がこの場
合の着目する状態記憶回路である。ステップ931で
は、図26に示すように、回路115に入力するデータ
の遅延に関係するすべての信号経路の探索と、各経路の
遅延時間の計算が行われる。図の例では、回路115に
は組み合わせ回路114からのデータが入力されるが、
組み合わせ回路114には前段の回路(ラッチ回路また
はDM−FF)111、112および113の出力が入
力され、組み合わせ回路114の出力データはこれら3
つの回路111、112および113の出力で決定され
る。従って、3つの回路111、112および113の
出力から組み合わせ回路114の出力まで3つの経路が
問題であり、各経路の遅延時間が計算される。具体的に
は、回路111では遅延Aが生じ、回路111の出力が
回路115の入力に影響するまでに組み合わせ回路11
4で遅延aが生じるので、合計の遅延量はA+aにな
る。同様に、回路112の出力が回路115の入力に影
響するまでの合計の遅延量はB+b、回路113の出力
が回路115の入力に影響するまでの合計の遅延量はC
+cである。なお、状態記憶回路のタイプ、すなわちラ
ッチ回路かDM−FFであるかが決定されていない時に
は、便宜上最悪のケースとして使用される状態記憶回路
のタイプの中で最も遅延の少ないものの値を使用する。
更に、回路115の入力端子に到達した場合の遅延時間
は、そこに到達するまでの組み合わせ回路の遅延であ
り、入力バッファの遅延も含める。
In step 930, a state storage circuit of interest is selected as shown in FIG. The circuit 115 is the state storage circuit of interest in this case. In step 931, as shown in FIG. 26, all the signal paths related to the delay of the data input to the circuit 115 are searched, and the delay time of each path is calculated. In the example of the figure, data from the combination circuit 114 is input to the circuit 115,
The outputs of the preceding circuits (latch circuits or DM-FFs) 111, 112 and 113 are input to the combination circuit 114, and the output data of the combination circuit 114
Determined by the outputs of the two circuits 111, 112 and 113. Therefore, three paths from the outputs of the three circuits 111, 112 and 113 to the output of the combinational circuit 114 are problematic, and the delay time of each path is calculated. Specifically, a delay A occurs in the circuit 111 and the combinational circuit 11
4, a delay a occurs, so that the total delay amount is A + a. Similarly, the total delay until the output of the circuit 112 affects the input of the circuit 115 is B + b, and the total delay until the output of the circuit 113 affects the input of the circuit 115 is C.
+ C. When the type of the state storage circuit, that is, whether the circuit is a latch circuit or a DM-FF, is not determined, the value of the state storage circuit having the least delay among the types of the state storage circuit used as the worst case for convenience is used. .
Further, the delay time when the signal reaches the input terminal of the circuit 115 is the delay of the combinational circuit until reaching the input terminal, and includes the delay of the input buffer.

【0050】ステップ932では、図27に示すよう
に、上記の3つの経路のうち遅延時間が最小の経路を求
める。ここでの問題はデータの突き抜けであるから、3
つの回路111、112および113の出力のうち組み
合わせ回路114の出力まで最短の経路の遅延時間が問
題である。ここでは、回路111の出力が最短経路であ
るからこの遅延時間A+aが判定の対象にされる。
In step 932, as shown in FIG. 27, a path having the minimum delay time among the above three paths is determined. Since the problem here is data penetration, 3
The delay time of the shortest path from the outputs of the circuits 111, 112 and 113 to the output of the combinational circuit 114 is a problem. Here, since the output of the circuit 111 is the shortest path, the delay time A + a is to be determined.

【0051】ステップ933では、スリバークロックの
パルス幅とステップ932で得られた最短の遅延時間と
を比較する。最短経路の遅延時間の方が大きければ、ス
テップ934で回路115としてラッチ回路を適用し、
最短経路の遅延時間の方が小さければ、データの突き抜
けの可能性があるので、ステップ935で回路115と
してDM−FFを適用する。このような処理を状態記憶
回路のすべての要素について行う。
In step 933, the pulse width of the sliver clock is compared with the shortest delay time obtained in step 932. If the delay time of the shortest path is larger, a latch circuit is applied as the circuit 115 in step 934,
If the delay time of the shortest path is shorter, there is a possibility of data penetration, and therefore, in step 935, a DM-FF is applied as the circuit 115. Such processing is performed for all elements of the state storage circuit.

【0052】なお、状態記憶回路としてラッチ回路股は
DM−FFの一方のみを割り当てる場合も、同様の処理
で行える。DM−FFのみを使用する場合には、狭いパ
ルス幅の1fクロックを発生させる必要はないが、すで
に説明したように、この場合も1f狭パルスクロックを
発生させる方がよい。以上が本発明のCAD装置の説明
であるが、このようなCAD装置で生成したクロックシ
ステムの生成例を従来例と比較して説明する。
The same processing can be performed when only one of the DM-FFs is assigned to the latch circuit as the state storage circuit. When only the DM-FF is used, it is not necessary to generate a 1f clock having a narrow pulse width. However, as described above, it is preferable to generate a 1f narrow pulse clock also in this case. The above is the description of the CAD apparatus of the present invention. An example of generation of a clock system generated by such a CAD apparatus will be described in comparison with a conventional example.

【0053】図28は、従来のCAD装置で生成され
た、外部クロックとしてクロック1fCKが供給される
場合のクロックシステムの生成例を示す図である。図2
8に示すように、クロック入力端子121に供給された
クロック1fCKはクロック入力バッファ122に入力
され、複数段のクロックバッファ123、124を介し
て、順序回路を構成するフリップフロップ125に供給
される。従って、クロック入力端子121からフリップ
フロップ125に至るまでの間、クロックは同じ周波数
の信号である。
FIG. 28 is a diagram showing an example of generation of a clock system when a clock 1fCK is supplied as an external clock generated by a conventional CAD apparatus. FIG.
As shown in FIG. 8, the clock 1fCK supplied to the clock input terminal 121 is input to the clock input buffer 122, and is supplied to the flip-flop 125 forming the sequential circuit via the clock buffers 123 and 124 of a plurality of stages. Therefore, the clock is a signal of the same frequency from the clock input terminal 121 to the flip-flop 125.

【0054】これに対して、図28の生成例を本発明の
CAD装置に適用すると、図29に示すような構成が得
られる。図29に示すように、クロック入力端子121
に供給されたクロック1fCKを1/2分周して1/2
fCKを生成する1/2分周回路132が新たに設けら
れ、1/2fCKはクロックバッファ133、134を
介して状態記憶回路の群毎に設けられた1fクロック生
成回路135に供給される。なお、ここでは状態記憶回
路としてラッチ回路又はDM−FFが使用され、1fク
ロック生成回路135として1f狭パルスクロックを生
成する1f狭パルスクロック生成回路135が生成され
る。1f狭パルスクロック生成回路135で生成された
相補信号でクロック1fCKと同一の周波数の1f狭パ
ルスクロックは、バッファ136と137を介して順序
回路の要素であるラッチ回路またはDM−FF138に
供給される。従って、クロック入力端子131から1/
2分周回路132までの間と、1f狭パルスクロック生
成回路135から順序回路の各要素までの間は、クロッ
ク1fCKの周波数として伝送され、1/2分周回路1
32から各1f狭パルスクロック生成回路135までの
間はクロック1fCKの半分の周波数の信号として伝送
される。
On the other hand, when the generation example of FIG. 28 is applied to the CAD apparatus of the present invention, a configuration as shown in FIG. 29 is obtained. As shown in FIG. 29, the clock input terminal 121
Of the clock 1fCK supplied to the
A 1/2 frequency dividing circuit 132 for generating fCK is newly provided, and 1 / 2fCK is supplied to a 1f clock generating circuit 135 provided for each state memory circuit group via clock buffers 133 and 134. Here, a latch circuit or a DM-FF is used as the state storage circuit, and a 1f narrow pulse clock generation circuit 135 that generates a 1f narrow pulse clock is generated as the 1f clock generation circuit 135. The 1f narrow pulse clock having the same frequency as the clock 1fCK, which is a complementary signal generated by the 1f narrow pulse clock generation circuit 135, is supplied to the latch circuit or the DM-FF 138 which is an element of the sequential circuit via the buffers 136 and 137. . Therefore, 1 /
Between the 2 frequency dividing circuit 132 and the 1f narrow pulse clock generating circuit 135 to each element of the sequential circuit, the frequency is transmitted as the frequency of the clock 1fCK, and the 1/2 frequency dividing circuit 1
Between 32 and each 1f narrow pulse clock generation circuit 135, the signal is transmitted as a signal having a half frequency of the clock 1fCK.

【0055】図30は、従来のCAD装置で生成され
た、外部クロックとして前述のLVDS方式のクロック
が供給される場合のクロックシステムの生成例を示す図
である。図30に示すように、クロック入力端子141
と142に供給されたクロック1/2fCKは逓倍回路
143に入力され、周波数が2倍にされると共に2相信
号が1相信号の1fCKに変換され、クロック入力バッ
ファ144に入力される。クロック入力バッファ144
の出力は、、複数段のクロックバッファ145、146
を介して、順序回路を構成するフリップフロップ147
に供給される。
FIG. 30 is a diagram showing an example of generation of a clock system in the case where the above-described LVDS system clock is supplied as an external clock generated by a conventional CAD apparatus. As shown in FIG. 30, the clock input terminal 141
The clock ffCK supplied to the clocks 142 and 142 is input to the frequency multiplier 143, the frequency of which is doubled, and the two-phase signal is converted into a one-phase signal 1fCK and input to the clock input buffer 144. Clock input buffer 144
Are output from a plurality of clock buffers 145 and 146.
, A flip-flop 147 constituting a sequential circuit
Supplied to

【0056】これに対して、図30の生成例を本発明の
CAD装置に適用すると、図31に示すような構成が得
られる。図31に示すように、クロック入力端子151
と152に供給されたクロック1/2fCKは、図40
に示したような相変換回路153で2相信号から1相信
号に変換される。ここでは周波数の逓倍は行われないた
め、相変換回路153の出力するのは外部クロックと同
じ周波数のクロック1/2fCKである。この1/2f
CKはクロックバッファ154、155を介して順序回
路を構成する状態記憶回路の群毎に設けられた1f狭パ
ルスクロック生成回路156に供給される。他の部分
は、図29に示した例と同じである。
On the other hand, when the example of FIG. 30 is applied to the CAD apparatus of the present invention, a configuration as shown in FIG. 31 is obtained. As shown in FIG. 31, the clock input terminal 151
And the clock 1 / 2fCK supplied to the clock 152 are shown in FIG.
The two-phase signal is converted into a one-phase signal by the phase conversion circuit 153 as shown in FIG. Here, since the frequency is not multiplied, the phase conversion circuit 153 outputs the clock 1 / 2fCK having the same frequency as the external clock. This 1 / 2f
CK is supplied via clock buffers 154 and 155 to a 1f narrow pulse clock generation circuit 156 provided for each group of state storage circuits forming a sequential circuit. Other parts are the same as the example shown in FIG.

【0057】図29と図31に示すように、本発明によ
れば、1f狭パルスクロック生成回路156は順序回路
を構成する要素を分割した群の近傍に設けられ、群内の
順序回路の要素には対応する1f狭パルスクロック生成
回路156から1f狭パルスクロックが供給されるの
で、上記の条件を容易に満たすことができるが、クロッ
ク入力バッファから供給されるクロック1/2fCKを
各1f狭パルスクロック生成回路156が受けた時に大
きなスキューがあっては全体の動作が同期しないという
問題が生じる。そのため、クロック入力バッファから各
1f狭パルスクロック生成回路156にクロック1/2
fCKを供給する経路はスキューを小さくすることが必
要である。スキューが小さいクロックシステムとして
は、クロック入力バッファなどのクロック源から順序回
路の各要素までの各経路が等距離で、途中に設けられた
バッファの段数が同じになるようにすることで、スキュ
ーを小さくするHツリー状のクロック配線経路が知られ
ている。しかし、このようなクロックシステムには状態
記憶回路やバッファの配置の制約が大きいという問題が
あった。このような問題を解決するため、特開平7−3
21208号公報には、最終のクロックバッファまでは
小さなスキューになるように配置及び配線を行い、最終
のクロックバッファから所定範囲内に状態記憶回路を配
置する構成が開示されている。これであれば状態記憶回
路の配置の制約は大幅に緩和される。ここでは、このよ
うなクロックシステムをCDDM方式と呼ぶことにす
る。本発明のCAD装置もこのようなCDDM方式を使
用する。
As shown in FIGS. 29 and 31, according to the present invention, the 1f narrow pulse clock generation circuit 156 is provided in the vicinity of a group obtained by dividing the elements constituting the sequential circuit, and the element of the sequential circuit in the group is provided. Is supplied with the 1f narrow pulse clock from the corresponding 1f narrow pulse clock generation circuit 156, so that the above condition can be easily satisfied. However, the clock 1 / 2fCK supplied from the clock input buffer is converted into each 1f narrow pulse. If there is a large skew when the clock generation circuit 156 receives the clock, there is a problem that the entire operation is not synchronized. Therefore, the clock input buffer sends a clock 1/2 to each 1f narrow pulse clock generation circuit 156.
The path for supplying fCK needs to have a small skew. As a clock system with low skew, the paths from the clock source such as a clock input buffer to each element of the sequential circuit are equidistant and the number of buffers provided in the middle is the same, so that the skew is reduced. An H-tree-like clock wiring path to reduce the size is known. However, such a clock system has a problem that the arrangement of the state storage circuit and the buffer is largely restricted. To solve such a problem, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-3 is disclosed.
Japanese Patent Application Laid-Open No. 21208 discloses a configuration in which arrangement and wiring are performed so as to have a small skew up to the final clock buffer, and a state storage circuit is arranged within a predetermined range from the final clock buffer. In this case, the restriction on the arrangement of the state storage circuit is greatly eased. Here, such a clock system is referred to as a CDDM system. The CAD apparatus of the present invention also uses such a CDDM system.

【0058】図32は、CDDM方式に従って構成され
たクロック分配システムの最終のクロックバッファ(ロ
ーカルクロックバッファ)161と、状態記憶回路の配
置の様子を示した図である。クロック源からローカルク
ロックバッファ161までは小さなスキューになるよう
に配置及び配線が行われている。状態記憶回路はフリッ
プフロップであり、ローカルクロックバッファ161か
ら所定範囲内に配置されている。図示のように、状態記
憶回路は162、163、164、および165の4つ
の群に分けられ、ローカルクロックバッファ161から
延びる4本の配線で各群にクロックが供給される。当然
のことながら、クロック源からローカルクロックバッフ
ァ161に供給されるクロックは、ローカルクロックバ
ッファ161から各フリップフロップに供給されるクロ
ックと同じであり、ローカルクロックバッファ161は
単なるバッファであり、周波数の変更等は行わない。
FIG. 32 is a diagram showing an arrangement of a final clock buffer (local clock buffer) 161 and a state storage circuit in a clock distribution system configured according to the CDDM system. Arrangement and wiring are performed so as to have a small skew from the clock source to the local clock buffer 161. The state storage circuit is a flip-flop, and is arranged within a predetermined range from the local clock buffer 161. As shown, the state storage circuit is divided into four groups of 162, 163, 164, and 165, and a clock is supplied to each group by four wires extending from the local clock buffer 161. As a matter of course, the clock supplied from the clock source to the local clock buffer 161 is the same as the clock supplied from the local clock buffer 161 to each flip-flop, and the local clock buffer 161 is merely a buffer, Etc. are not performed.

【0059】図33は、図32に示すような従来のCD
DM方式のクロック分配システムに本発明を適用するこ
とにより得られる例を示す図であり、(1)はローカル
クロックバッファを1f狭パルスクロック生成回路17
1に置き換えた例であり、(2)は状態記憶回路の各群
183、185、187、および189の中央に1f狭
パルスクロック生成回路182、184、186および
188を配置した例である。この場合の状態記憶回路
は、ラッチ回路又はDM−FFである。また、クロック
は、クロック源から1f狭パルスクロック生成回路まで
は1/2fCKの形で伝送され、1f狭パルスクロック
生成回路では1/2fCKから1f狭パルスクロックを
生成して各状態記憶回路に供給する。(1)の例では、
図示の個数の状態記憶回路に対して1f狭パルスクロッ
ク生成回路171を1個だけ設ければよい。(2)の例
では4個の1f狭パルスクロック生成回路を設けるが、
1f狭パルスクロック生成回路の駆動する負荷が小さく
なるので1f狭パルスクロックの波形の劣化が小さいと
いう利点がある。
FIG. 33 shows a conventional CD as shown in FIG.
FIG. 3 is a diagram showing an example obtained by applying the present invention to a clock distribution system of a DM system, wherein (1) shows a case where a local clock buffer is provided by a 1f narrow pulse clock generation circuit 17;
(2) is an example in which 1f narrow pulse clock generation circuits 182, 184, 186, and 188 are arranged at the center of each group of the state storage circuits 183, 185, 187, and 189. The state storage circuit in this case is a latch circuit or a DM-FF. The clock is transmitted in the form of 1/2 fCK from the clock source to the 1f narrow pulse clock generation circuit. The 1f narrow pulse clock generation circuit generates 1f narrow pulse clock from 1 / 2fCK and supplies it to each state storage circuit. I do. In the example of (1),
Only one 1f narrow pulse clock generation circuit 171 needs to be provided for the number of state storage circuits shown. In the example of (2), four 1f narrow pulse clock generation circuits are provided.
Since the load driven by the 1f narrow pulse clock generation circuit is reduced, there is an advantage that the waveform of the 1f narrow pulse clock is less deteriorated.

【0060】既に説明したように、順序回路や組み合わ
せ回路が正常に動作するかをテストする時に、順序回路
の各状態記憶回路を通過状態にして順序回路と組み合わ
せ回路が1つの組み合わせ回路として動作するようにす
ることで、テストが容易になることが知られている。本
発明の半導体装置でもこのようなテストが容易に行える
ようにしており、またCAD装置はこのようなテストが
可能な回路を生成する。
As described above, when testing whether the sequential circuit or the combinational circuit operates normally, each state storage circuit of the sequential circuit is set to the passing state, and the sequential circuit and the combinational circuit operate as one combinational circuit. It is known that the test can be easily performed. The semiconductor device of the present invention can easily perform such a test, and the CAD device generates a circuit that can perform such a test.

【0061】図34は、本発明を適用した半導体装置の
テスト方法の基本構成を示す図である。テスト時には、
図示のように、状態記憶回路部201を通過状態にして
組み合わせ回路として動作するようにし、元の組み合わ
せ回路202と一体で1つの組み合わせ回路として動作
するようにする。そして入力信号としてテスト信号を与
え、その時の最終段の出力信号が所望の値であるかを確
認する。
FIG. 34 is a diagram showing a basic configuration of a semiconductor device test method to which the present invention is applied. During testing,
As shown in the drawing, the state storage circuit unit 201 is set in the passing state so as to operate as a combination circuit, and to operate integrally with the original combination circuit 202 as one combination circuit. Then, a test signal is given as an input signal, and it is confirmed whether the output signal of the final stage at that time has a desired value.

【0062】上記のテストを行えるようにするには、テ
スト時に状態記憶回路を通過状態にできる必要がある。
ラッチ回路はクロックを一方の論理値に固定するだけで
通過状態になるので、テスト時に1f狭パルスクロック
がラッチ回路を通過状態にする論理値に固定できればよ
い。図35は、上記のテストが行えるようにしたテスト
モード付きの1f狭パルスクロック発生回路の構成を示
す図である。図示のように、図10の回路に対してAN
Dゲート213が追加され、テストモード時には出力C
Kが「高(H)」に、XCKが「低(L)」に固定され
る点である。これにより、1f狭パルスクロック発生回
路からのクロックが印加されるラッチ回路は、テストモ
ード時には通過状態になる。なお、図36は図35の具
体的な回路構成を示す図である。
In order to be able to perform the above test, it is necessary to make the state storage circuit passable at the time of the test.
Since the latch circuit enters a passing state only by fixing the clock to one logical value, it is sufficient that the 1f narrow pulse clock can be fixed to a logical value that causes the latch circuit to pass in the test state. FIG. 35 is a diagram showing a configuration of a 1f narrow pulse clock generation circuit with a test mode capable of performing the above test. As shown, the circuit of FIG.
A D gate 213 is added, and the output C
The point is that K is fixed at “high (H)” and XCK is fixed at “low (L)”. As a result, the latch circuit to which the clock from the 1f narrow pulse clock generation circuit is applied enters the pass state in the test mode. FIG. 36 is a diagram showing a specific circuit configuration of FIG.

【0063】本発明では、ラッチ回路の替わりにDM−
FFを使用し、特にラッチ回路を使用するとデータの突
き抜けが生じる場合にはDM−FFを使用する。このD
M−FFは、単にクロックを一方の論理値に固定するだ
けでは通過状態にならない。そこで、テストモード時に
はDM−FFを強制的に通過状態にする必要がある。図
37は、テストモード時に通過状態できるDM−FFの
構成を示す図であり、(1)は等価回路を、(2)は具
体的な回路例を示す。図示のように、図18の回路に、
テストモード信号に応じて通過状態になるトランジスタ
223をトランスミションゲート221に並行に設け、
バイパスできるようにしている。このように、単にトラ
ンジスタを付加しただけの非常に簡単な回路で、上記の
テストが可能なDM−FFが実現できる。
In the present invention, DM-
When an FF is used, and particularly when a latch circuit is used, data penetration occurs, a DM-FF is used. This D
The M-FF does not enter the passing state simply by fixing the clock to one logical value. Therefore, it is necessary to force the DM-FF into the passing state in the test mode. FIG. 37 is a diagram showing a configuration of a DM-FF that can pass in the test mode, (1) shows an equivalent circuit, and (2) shows a specific circuit example. As shown, the circuit of FIG.
A transistor 223 that is turned on in response to the test mode signal is provided in parallel with the transmission gate 221.
It is possible to bypass. As described above, a DM-FF capable of performing the above test can be realized with a very simple circuit in which only a transistor is added.

【0064】更に、すでに述べたように、図38に示す
ように、状態記憶回路部246と組み合わせ回路242
で構成されるフィードバックループ248が存在する場
合、状態記憶回路を通過状態にすると発振に類似した状
態になり、テストが困難になることが一般的に知られて
いる。そのため、このようなフィードバックループが存
在する場合には、図39に示すように、このフィードバ
ックループ248を構成する状態記憶回路246のみ
は、テスト時にも強制的に通過状態にならないように、
通常の幅の狭いクロックが供給されるようにする。具体
的には、このような状態記憶回路246に1f狭パルス
クロックを供給する1f狭パルスクロック生成回路とし
ては図10に示したような回路を使用し、他の状態記憶
回路に1f狭パルスクロックを供給する1f狭パルスク
ロック生成回路としては図35に示したような回路を使
用する。また、このようなフィードバックループに含ま
れる状態記憶回路がDM−FFの場合には、図18に示
したような回路を使用し、図37の回路は使用しない。
この場合には、1f狭パルスクロック生成回路を別にす
る必要はない。
Further, as described above, as shown in FIG. 38, the state storage circuit section 246 and the combinational circuit 242
It is generally known that when there is a feedback loop 248 constituted by the following equation, the state becomes similar to the oscillation when the state storage circuit is set to the passing state, and the test becomes difficult. Therefore, when such a feedback loop exists, as shown in FIG. 39, only the state storage circuit 246 forming the feedback loop 248 is forcibly set so as not to be forced into the passing state even during the test.
An ordinary narrow clock is supplied. Specifically, a circuit as shown in FIG. 10 is used as a 1f narrow pulse clock generation circuit for supplying a 1f narrow pulse clock to such a state storage circuit 246, and a 1f narrow pulse clock is stored in another state storage circuit. A circuit as shown in FIG. 35 is used as a 1f narrow pulse clock generation circuit for supplying the clock signal. When the state storage circuit included in such a feedback loop is a DM-FF, the circuit shown in FIG. 18 is used and the circuit shown in FIG. 37 is not used.
In this case, there is no need to provide a separate 1f narrow pulse clock generation circuit.

【0065】これまで説明した例では、1fクロック生
成回路、又は1f狭パルスクロック生成回路で2相相補
信号である1fクロック又は1f狭パルスクロック、す
なわち、2相相補クロックCKとXCKを生成し、ラッ
チ回路やDM−FFなどの状態記憶回路に供給してい
た。しかし1fクロック生成回路、又は1f狭パルスク
ロック生成回路で、1相の1fクロック又は1f狭パル
スクロックを生成して状態記憶回路に供給し、供給され
た1fクロック股は1f狭パルスクロックからそれらの
2相相補クロックCKとXCKを生成する回路部分を状
態記憶回路の内部に配置するようにすることもできる。
In the example described so far, the 1f clock generation circuit or the 1f narrow pulse clock generation circuit generates the 1f clock or 1f narrow pulse clock that is a two-phase complementary signal, that is, two-phase complementary clocks CK and XCK. It has been supplied to a state storage circuit such as a latch circuit or a DM-FF. However, a 1f clock generation circuit or a 1f narrow pulse clock generation circuit generates a 1-phase 1f clock or a 1f narrow pulse clock and supplies it to the state storage circuit. A circuit part for generating the two-phase complementary clocks CK and XCK may be arranged inside the state storage circuit.

【0066】図41から図48は、状態記憶回路の内部
に2相相補クロックCKとXCKを生成する回路部分を
設けた変形例における回路例を示す図である。図41
は、図6に対応する図で、この変形例における状態記憶
回路での順序回路の構成例を示す図である。図42は、
図29に対応する図で、この変形例のクロックシステム
の生成例を示す。図43は、図10に対応する図で、こ
の変形例における幅の狭いクロックの発生回路の構成例
を示す。図44は、図13の(2)に対応する図で、こ
の変形例におけるラッチ回路の構成例を示す。図45
は、図18の(1)に対応する図で、この変形例におけ
るDM−FFの構成例を示す。図46は、図35に対応
する図で、この変形例におけるテストモード付きの幅の
狭いクロックの発生回路の構成例を示す。図47は、図
37に対応する図で、この変形例におけるテストモード
付きのDM−FFの構成例を示す。図48は、図33に
対応する図であり、この変形例におけるクロック分配シ
ステムの構成例を示す図である。
FIGS. 41 to 48 are circuit diagrams showing modified examples in which a circuit portion for generating two-phase complementary clocks CK and XCK is provided inside the state storage circuit. FIG.
FIG. 7 is a diagram corresponding to FIG. 6 and shows a configuration example of a sequential circuit in a state storage circuit in this modified example. FIG.
A diagram corresponding to FIG. 29 shows a generation example of the clock system of this modification. FIG. 43 is a view corresponding to FIG. 10 and shows a configuration example of a narrow clock generation circuit in this modification. FIG. 44 is a diagram corresponding to (2) in FIG. 13 and shows a configuration example of a latch circuit in this modification. FIG.
Is a diagram corresponding to (1) in FIG. 18 and shows a configuration example of a DM-FF in this modified example. FIG. 46 is a view corresponding to FIG. 35 and shows a configuration example of a narrow-width clock generation circuit with a test mode in this modification. FIG. 47 is a diagram corresponding to FIG. 37 and shows a configuration example of a DM-FF with a test mode in this modification. FIG. 48 is a diagram corresponding to FIG. 33 and is a diagram illustrating a configuration example of a clock distribution system in this modification.

【0067】図41から図48に示すように、この変形
例では、1fクロック生成回路、又は1f狭パルスクロ
ック生成回路で135’、171’、182’、18
4’、186’、188’では、1相の1fクロック又
は1f狭パルスクロックを生成して状態記憶回路に供給
し、各状態記憶回路が2相相補クロックCKとXCKを
生成する回路を備えている。各図の詳しい説明は省略す
る。
As shown in FIGS. 41 to 48, in this modification, the 135f, 171 ', 182', and 18f clock generation circuits or the 1f narrow pulse clock generation circuit are used.
In 4 ', 186' and 188 ', one-phase 1f clock or 1f narrow pulse clock is generated and supplied to the state storage circuit, and each state storage circuit includes a circuit for generating two-phase complementary clocks CK and XCK. I have. Detailed description of each figure is omitted.

【0068】[0068]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
クロックを伝送するクロックシステムの大半の部分の動
作周波数が半分に逓減されるため、この部分の消費電力
を大幅に削減できる。更に、順序回路の回路規模がほぼ
半分で、消費電力を大幅に削減した回路が容易に実現で
きる。
As described above, according to the present invention,
Since the operating frequency of most parts of the clock system for transmitting the clock is reduced by half, the power consumption of this part can be greatly reduced. Further, the circuit scale of the sequential circuit is almost half, and a circuit with significantly reduced power consumption can be easily realized.

【0069】また、状態記憶回路としてラッチ回路を使
用するれば、テストのために状態記憶回路に新たな回路
を付加する必要がなく、テストが容易に行える。
When a latch circuit is used as the state storage circuit, it is not necessary to add a new circuit to the state storage circuit for the test, and the test can be easily performed.

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

【図1】クロックを伝送するクロックシステムの従来例
を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a conventional example of a clock system for transmitting a clock.

【図2】従来のクロックシステムにおける動作タイミン
グを示すタイミングチャートである。
FIG. 2 is a timing chart showing operation timing in a conventional clock system.

【図3】フリップフロップを使用した通常の順序回路の
構成を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a normal sequential circuit using flip-flops.

【図4】フリップフロップの構成を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration of a flip-flop.

【図5】フリップフロップを使用した通常の順序回路の
動作を示すタイムチャートである。
FIG. 5 is a time chart showing an operation of a normal sequential circuit using a flip-flop.

【図6】ラッチ回路を使用した順序回路の構成を示す図
である。
FIG. 6 is a diagram showing a configuration of a sequential circuit using a latch circuit.

【図7】ラッチ回路を使用した順序回路の動作を示すタ
イムチャートである。
FIG. 7 is a time chart showing an operation of a sequential circuit using a latch circuit.

【図8】ラッチ回路と幅の狭いクロック(スリバークロ
ック)を使用した時のクロックシステムの例を示す図で
ある。
FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a clock system when a latch circuit and a narrow clock (sliver clock) are used.

【図9】本発明のクロックシステムの原理構成図であ
る。
FIG. 9 is a principle configuration diagram of a clock system of the present invention.

【図10】幅の狭いクロック(スリバークロック)の発
生回路の構成を示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing a configuration of a circuit for generating a narrow clock (sliver clock).

【図11】第1実施例での幅の狭いクロック(スリバー
クロック)の発生を説明するタイムチャートである。
FIG. 11 is a time chart for explaining generation of a narrow clock (sliver clock) in the first embodiment.

【図12】幅の狭いクロック(スリバークロック)の発
生回路の具体的な構成を示す図である。
FIG. 12 is a diagram showing a specific configuration of a circuit for generating a narrow clock (sliver clock).

【図13】ラッチ回路の構成例を示す図である。FIG. 13 is a diagram illustrating a configuration example of a latch circuit.

【図14】ラッチ回路の構成例を示す図である。FIG. 14 is a diagram illustrating a configuration example of a latch circuit.

【図15】反転出力のラッチ回路の構成例を示す図であ
る。
FIG. 15 is a diagram illustrating a configuration example of an inverted output latch circuit;

【図16】第2実施例のクロックシステムの構成を示す
図である。
FIG. 16 is a diagram illustrating a configuration of a clock system according to a second embodiment.

【図17】第2実施例でのクロックを示すタイムチャー
トである。
FIG. 17 is a time chart showing a clock in the second embodiment.

【図18】DM−FFの構成を示す図である。FIG. 18 is a diagram illustrating a configuration of a DM-FF.

【図19】DM−FFの具体的な回路構成を示す図であ
る。
FIG. 19 is a diagram showing a specific circuit configuration of a DM-FF.

【図20】従来のCAD装置の構成を示す図である。FIG. 20 is a diagram showing a configuration of a conventional CAD device.

【図21】従来のCAD装置での処理を示す図である。FIG. 21 is a diagram showing processing in a conventional CAD device.

【図22】本発明のCAD装置での処理を示す図であ
る。
FIG. 22 is a diagram showing processing in the CAD device of the present invention.

【図23】本発明のCAD装置での他の処理を示す図で
ある。
FIG. 23 is a diagram showing another process in the CAD device of the present invention.

【図24】本発明のCAD装置におけるラッチ回路とD
M−FFの選択処理を示すフローチャートである。
FIG. 24 shows a latch circuit and D in the CAD device of the present invention.
It is a flowchart which shows the selection process of M-FF.

【図25】CAD装置におけるラッチ回路とDM−FF
の選択処理の説明図である。
FIG. 25 shows a latch circuit and a DM-FF in a CAD device.
It is an explanatory view of the selection processing.

【図26】CAD装置におけるラッチ回路とDM−FF
の選択処理の説明図である。
FIG. 26 shows a latch circuit and a DM-FF in a CAD device.
It is an explanatory view of the selection processing.

【図27】CAD装置におけるラッチ回路とDM−FF
の選択処理の説明図である。
FIG. 27 shows a latch circuit and a DM-FF in a CAD device.
It is an explanatory view of the selection processing.

【図28】従来のCAD装置によるクロックシステムの
生成例を示す図である。
FIG. 28 is a diagram showing an example of generating a clock system by a conventional CAD device.

【図29】本発明のCAD装置によるクロックシステム
の生成例を示す図である。
FIG. 29 is a diagram illustrating an example of generating a clock system by the CAD device of the present invention.

【図30】従来のCAD装置によるクロックシステムの
生成例を示す図である。
FIG. 30 is a diagram illustrating an example of generation of a clock system by a conventional CAD device.

【図31】本発明のCAD装置によるクロックシステム
の生成例を示す図である。
FIG. 31 is a diagram showing an example of generating a clock system by the CAD device of the present invention.

【図32】従来例によるクロック分配システムの例を示
す図である。
FIG. 32 is a diagram illustrating an example of a clock distribution system according to a conventional example.

【図33】本発明によるクロック分配システムの例を示
す図である。
FIG. 33 is a diagram showing an example of a clock distribution system according to the present invention.

【図34】本発明を適用した半導体装置のテスト方法の
基本構成を示す図である。
FIG. 34 is a diagram showing a basic configuration of a test method of a semiconductor device to which the present invention is applied.

【図35】テストモード付きの1f狭パルスクロック発
生回路の構成を示す図である。
FIG. 35 is a diagram showing a configuration of a 1f narrow pulse clock generation circuit with a test mode.

【図36】テストモード付きの1f狭パルスクロック発
生回路の具体的構成を示す図である。
FIG. 36 is a diagram showing a specific configuration of a 1f narrow pulse clock generation circuit with a test mode.

【図37】テストモード付きのDM−FFの回路構成を
示す図である。
FIG. 37 is a diagram showing a circuit configuration of a DM-FF with a test mode.

【図38】順序回路を組み合わせ回路でフィードバック
ループが形成される場合の通常動作時の信号経路を示す
図である。
FIG. 38 is a diagram showing a signal path in a normal operation when a feedback loop is formed by a combination circuit of a sequential circuit.

【図39】順序回路を組み合わせ回路でフィードバック
ループが形成される場合のテスト時の信号経路を示す図
である。
FIG. 39 is a diagram showing a signal path at the time of a test when a feedback loop is formed by a combination of sequential circuits.

【図40】外部から差動1/2fクロックが供給される
時の1/2fクロック源の構成を示す回路図である。
FIG. 40 is a circuit diagram showing a configuration of a 1 / 2f clock source when a differential 1 / 2f clock is supplied from outside.

【図41】2相相補クロックを状態記憶回路のセル内で
生成する変形例における状態記憶回路の構成例を示す図
である。
FIG. 41 is a diagram illustrating a configuration example of a state storage circuit in a modification in which a two-phase complementary clock is generated in a cell of the state storage circuit.

【図42】2相相補クロックを状態記憶回路のセル内で
生成する変形例のクロックシステムの生成例を示す図で
ある。
FIG. 42 is a diagram illustrating a generation example of a clock system according to a modification in which a two-phase complementary clock is generated in a cell of a state storage circuit.

【図43】2相相補クロックを状態記憶回路のセル内で
生成する変形例における幅の狭いクロックの発生回路の
構成例を示す図である。
FIG. 43 is a diagram showing a configuration example of a narrow-width clock generation circuit in a modification in which a two-phase complementary clock is generated in a cell of a state storage circuit.

【図44】2相相補クロックを状態記憶回路のセル内で
生成する変形例におけるラッチ回路の構成例を示す図で
ある。
FIG. 44 is a diagram illustrating a configuration example of a latch circuit in a modification in which a two-phase complementary clock is generated in a cell of a state storage circuit.

【図45】2相相補クロックを状態記憶回路のセル内で
生成する変形例におけるDM−FFの構成例を示す図で
ある。
FIG. 45 is a diagram illustrating a configuration example of a DM-FF in a modification in which a two-phase complementary clock is generated in a cell of a state storage circuit.

【図46】2相相補クロックを状態記憶回路のセル内で
生成する変形例におけるテストモード付きの幅の狭いク
ロックの発生回路の構成例を示す図である。
FIG. 46 is a diagram showing a configuration example of a narrow-width clock generation circuit with a test mode in a modification in which a two-phase complementary clock is generated in a cell of a state storage circuit.

【図47】2相相補クロックを状態記憶回路のセル内で
生成する変形例におけるテストモード付きのDM−FF
の構成例を示す図である。
FIG. 47 shows a DM-FF with a test mode in a modification in which a two-phase complementary clock is generated in a cell of a state storage circuit.
FIG. 3 is a diagram showing an example of the configuration of FIG.

【図48】2相相補クロックを状態記憶回路のセル内で
生成する変形例におけるクロック分配システムの構成例
を示す図である。
FIG. 48 is a diagram illustrating a configuration example of a clock distribution system in a modification in which a two-phase complementary clock is generated in a cell of a state storage circuit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

51…クロック入力端子+クロック入力バッファ 52…クロックバッファ 53…1f狭パルスクロック生成回路 54…順序回路の要素(ラッチ回路又はDM−FF) 51: Clock input terminal + clock input buffer 52: Clock buffer 53: 1f narrow pulse clock generation circuit 54: Element of sequential circuit (latch circuit or DM-FF)

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Claims (39)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 クロックに同期して動作する状態記憶回
路と、 前記状態記憶回路で使用される1fクロックの1/2の
周波数の1/2fクロックを出力する1/2fクロック
源と、 該1/2fクロック源から出力される前記1/2fクロ
ックを伝送するクロック伝送経路と、 前記状態記憶回路の近傍に設けられ、前記クロック伝送
経路で伝送された前記1/2fクロックを逓倍して前記
1fクロックを生成する1fクロック生成回路とを備
え、該1fクロック生成回路で生成された前記1fクロ
ックが前記状態記憶回路に供給されることを特徴とする
クロックシステム。
1. A state storage circuit that operates in synchronization with a clock, a 1 / 2f clock source that outputs a 1 / 2f clock having a half frequency of a 1f clock used in the state storage circuit, A clock transmission path for transmitting the 1 / 2f clock output from the / 2f clock source; and a 1f which is provided near the state storage circuit and multiplies the 1 / 2f clock transmitted by the clock transmission path. And a 1f clock generation circuit for generating a clock, wherein the 1f clock generated by the 1f clock generation circuit is supplied to the state storage circuit.
【請求項2】 請求項1に記載のクロックシステムであ
って、 少なくとも一部の前記状態記憶回路は、所定の狭いパル
ス幅の1f狭パルスクロックでクロッキングすることに
より、エッジトリガ型レジスタ回路と同等の論理機能動
作をするラッチ回路であるクロックシステム。
2. The clock system according to claim 1, wherein at least a part of the state storage circuit is clocked by a 1f narrow pulse clock having a predetermined narrow pulse width, thereby forming an edge trigger type register circuit and A clock system that is a latch circuit that performs the same logical function operation.
【請求項3】 請求項2に記載のクロックシステムであ
って、 前記ラッチ回路以外の少なくとも一部の前記状態記憶回
路は、ラッチ回路の入力部にダイナミックマスタラッチ
回路としてトランスミションゲートを付加したマスタス
レーブ型フリップフロップ回路であるクロックシステ
ム。
3. The clock system according to claim 2, wherein at least a part of the state storage circuit other than the latch circuit has a transmission gate added as a dynamic master latch circuit to an input portion of the latch circuit. A clock system that is a slave flip-flop circuit.
【請求項4】 請求項2又は3に記載のクロックシステ
ムであって、 前記1fクロック生成回路は、前記クロック伝送経路で
伝送された前記1/2fクロックから前記1f狭パルス
クロックを生成するクロックシステム。
4. The clock system according to claim 2, wherein the 1f clock generation circuit generates the 1f narrow pulse clock from the 1 / 2f clock transmitted on the clock transmission path. .
【請求項5】 請求項4に記載のクロックシステムであ
って、 前記1f狭パルスクロックのパルス幅は、前記ラッチ回
路が動作するのに必要な最低限のパルス幅より大きく、
前段のラッチ回路での遅延量と前段のラッチ回路から当
該ラッチ回路へ入力するまでの信号の遅延量の合計より
小さいクロックシステム。
5. The clock system according to claim 4, wherein a pulse width of the 1f narrow pulse clock is larger than a minimum pulse width required for operating the latch circuit.
A clock system that is smaller than the sum of the delay amount in the preceding latch circuit and the delay amount of a signal from the preceding latch circuit to the latch circuit.
【請求項6】 請求項5に記載のクロックシステムであ
って、 前記1fクロック生成回路は、前記1/2fクロックを
前記ラッチ回路における遅延量分遅延させる遅延回路
と、該遅延回路の出力と前記1/2fクロックとの排他
的論理和信号を出力する排他的論理和ゲートとを備える
クロックシステム。
6. The clock system according to claim 5, wherein the 1f clock generation circuit delays the 1 / 2f clock by a delay amount in the latch circuit, and outputs the delay circuit output from the delay circuit. A clock system comprising: an exclusive OR gate that outputs an exclusive OR signal with a 1 / 2f clock.
【請求項7】 請求項3に記載のクロックシステムであ
って、 前記1f狭パルスクロックの論理値を前記ラッチ回路が
通過状態になる論理値にした時に、前記ダイナミックマ
スタラッチ型のフリップフロップ回路は、その中の前記
ダイナミックマスタラッチ回路を通過状態にする回路を
含むクロックシステム。
7. The clock system according to claim 3, wherein when the logic value of the 1f narrow pulse clock is set to a logic value that allows the latch circuit to pass, the dynamic master latch type flip-flop circuit And a circuit for setting the dynamic master latch circuit therein to a passing state.
【請求項8】 請求項2から7のいずれか1項に記載の
クロックシステムであって、 前記1fクロック生成回路の一部は、前記1f狭パルス
クロックを、前記ラッチ回路が通過状態になる論理値に
固定することが可能であるクロックシステム。
8. The clock system according to claim 2, wherein a part of said 1f clock generation circuit causes said latch circuit to pass said 1f narrow pulse clock. A clock system that can be fixed to a value.
【請求項9】 請求項1に記載のクロックシステムであ
って、 少なくとも一部の前記状態記憶回路は、ラッチ回路の入
力部に、ダイナミックマスタラッチ回路としてトランス
ミションゲートを付加したマスタスレーブ型フリップフ
ロップ回路であるクロックシステム。
9. The master-slave flip-flop according to claim 1, wherein at least a part of the state storage circuit has a transmission gate added as a dynamic master latch circuit to an input of a latch circuit. A clock system that is a circuit.
【請求項10】 請求項9に記載のクロックシステムで
あって、 前記1fクロック生成回路は、前記クロック伝送経路で
伝送された前記1/2fクロックから所定の狭いパルス
幅の1f狭パルスクロックを生成するクロックシステ
ム。
10. The clock system according to claim 9, wherein the 1f clock generation circuit generates a 1f narrow pulse clock having a predetermined narrow pulse width from the 1 / 2f clock transmitted through the clock transmission path. Clock system.
【請求項11】 請求項9に記載のクロックシステムで
あって、 前記ダイナミックマスタラッチ型のフリップフロップ回
路は、前記ダイナミックマスタラッチ回路を通過状態に
する回路を含むクロックシステム。
11. The clock system according to claim 9, wherein the dynamic master latch type flip-flop circuit includes a circuit for setting the dynamic master latch circuit to a passing state.
【請求項12】 請求項11に記載のクロックシステム
であって、 前記1fクロック生成回路の一部は、前記1fクロック
を、前記ダイナミックマスタラッチ型のフリップフロッ
プ回路が通過状態になる論理値に固定する機能を有する
クロックシステム。
12. The clock system according to claim 11, wherein the part of the 1f clock generation circuit fixes the 1f clock to a logical value at which the dynamic master latch type flip-flop circuit passes. Clock system that has the function of
【請求項13】 請求項1から12のいずれか1項に記
載のクロックシステムであって、 前記1/2fクロック源は、外部から供給される外部ク
ロックを1/2分周する1/2分周回路を備えるクロッ
クシステム。
13. The clock system according to claim 1, wherein the 1 / 2f clock source divides an external clock supplied from outside by 1 /. A clock system with a circuit.
【請求項14】 請求項1から12のいずれか1項に記
載のクロックシステムであって、 前記1/2fクロック源は、外部から供給される差動1
/2fクロック信号をそのままの周波数で、前記1/2
fクロックとして出力するクロックシステム。
14. The clock system according to claim 1, wherein the ff clock source is a differential signal supplied from the outside.
/ 2f clock signal at the same frequency,
A clock system that outputs as f clock.
【請求項15】 請求項1から15のいずれか1項に記
載のクロックシステムを備える半導体装置であって、 前記状態記憶回路は、近傍に配置された要素を群とする
複数の群に分けられており、 前記クロック伝送経路により前記1/2fクロック源か
ら前記複数の群のそれぞれに伝送される前記1/2fク
ロックの遅延量はほぼ等しく、ホールドエラー等のタイ
ミングエラーが起きない範囲になるように設定されてお
り、 前記1fクロック生成回路は、前記複数の群のそれぞれ
に設けられている半導体装置。
15. A semiconductor device comprising the clock system according to claim 1, wherein the state storage circuit is divided into a plurality of groups including elements arranged in the vicinity. The delay amount of the 1 / 2f clock transmitted from the 1 / 2f clock source to each of the plurality of groups through the clock transmission path is substantially equal, so that the delay amount does not cause a timing error such as a hold error. Wherein the 1f clock generation circuit is provided in each of the plurality of groups.
【請求項16】 請求項15に記載の半導体装置であっ
て、 各群においては、各1fクロック生成回路の位置を基準
とした第1の所定範囲内に第2の位置を定め、該第2の
位置を基準とした第2の所定範囲内にあらかじめ定めた
数の前記状態記憶回路が集中的に配置されている半導体
装置。
16. The semiconductor device according to claim 15, wherein, in each group, a second position is determined within a first predetermined range based on a position of each 1f clock generation circuit. A semiconductor device in which a predetermined number of the state storage circuits are intensively arranged in a second predetermined range based on the position of the state storage circuit.
【請求項17】 請求項15に記載の半導体装置であっ
て、 各群においては、前記状態記憶回路が列状に集中的に配
置され、前記1fクロック生成回路は前記状態記憶回路
の列の中央付近に配置されている半導体装置。
17. The semiconductor device according to claim 15, wherein, in each group, said state storage circuits are intensively arranged in a column, and said 1f clock generation circuit is arranged at a center of a column of said state storage circuit. A semiconductor device arranged in the vicinity.
【請求項18】 少なくとも一部は、所定の狭いパルス
幅の1f狭パルスクロックでクロッキングすることによ
り、エッジトリガ型レジスタ回路と同等の論理機能動作
をするラッチ回路である状態記憶回路と、 前記状態記憶回路で使用される1fクロックの1/2の
周波数の1/2fクロックを出力する1/2fクロック
源と、 該1/2fクロック源から出力される前記1/2fクロ
ックを伝送するクロック伝送経路と、 前記ラッチ回路の近傍に設けられ、前記クロック伝送経
路で伝送された前記1/2fクロックから前記1f狭パ
ルスクロックを生成する1fクロック生成回路とを備
え、該1fクロック生成回路で生成された前記1f狭パ
ルスクロックが前記状態記憶回路に供給されるクロック
システムを備える半導体装置のテスト方法であって、 テスト時には、前記1fクロック生成回路が前記ラッチ
回路が通過状態になる論理値に固定した信号を出力する
ように設定し、その時の最終段の出力値を測定して所望
の値と一致するか確認する半導体装置のテスト方法。
18. A state storage circuit which is a latch circuit which at least partially performs a logic function operation equivalent to that of an edge trigger type register circuit by clocking with a 1f narrow pulse clock having a predetermined narrow pulse width; A 1 / 2f clock source for outputting a 1 / 2f clock having a frequency of 1/2 of a 1f clock used in the state storage circuit, and a clock transmission for transmitting the 1 / 2f clock output from the 1 / 2f clock source. A 1f clock generation circuit provided near the latch circuit and configured to generate the 1f narrow pulse clock from the 1 / 2f clock transmitted through the clock transmission path. A test method for a semiconductor device including a clock system in which the 1f narrow pulse clock is supplied to the state storage circuit. At the time of the test, the 1f clock generation circuit is set to output a signal fixed to a logic value at which the latch circuit passes, and the output value of the final stage at that time is measured and matched with the desired value. How to test semiconductor devices.
【請求項19】 請求項18に記載の半導体装置のテス
ト方法であって、 前記ラッチ回路以外の少なくとも一部の前記状態記憶回
路は、ラッチ回路の入力部に、ダイナミックマスタラッ
チ回路としてトランスミッシンゲートを付加し、前記1
f狭パルスクロックを前記ラッチ回路が通過状態になる
論理値にした時に、前記ダイナミックマスタラッチ回路
を通過状態にする回路を有するマスタスレーブ型のフリ
ップフロップ回路で構成されており、 テスト時には、前記トランスミッシンゲートを付加した
マスタスレーブ型のフリップフロップ回路も通過状態に
なった時の最終段の出力値を測定して所望の値と一致す
るか確認する半導体装置のテスト方法。
19. The method for testing a semiconductor device according to claim 18, wherein at least a part of the state storage circuit other than the latch circuit is provided as a dynamic master latch circuit at an input of the latch circuit. And the above 1
When the narrow pulse clock is set to a logic value that allows the latch circuit to pass, the dynamic master latch circuit is configured to pass the logic master latch circuit. A test method for a semiconductor device in which a master-slave type flip-flop circuit to which a syngate is added also measures an output value of a final stage when the flip-flop circuit is in a passing state and checks whether the output value matches a desired value.
【請求項20】 請求項18又は19に記載の半導体装
置のテスト方法であって、 前記状態記憶回路を含んだフィードバックループが存在
する場合には、 テスト時には、前記フィードバックループのおのおのに
含まれる前記状態記憶回路の少なくとも1つには、前記
1f狭パルスクロックを供給し、それ以外の前記状態記
憶回路に供給されるクロックは、当該要素を通過状態に
する論理値に固定して供給する半導体装置のテスト方
法。
20. The method for testing a semiconductor device according to claim 18 or 19, wherein when a feedback loop including the state storage circuit exists, each of the feedback loops included in the feedback loop during a test. A semiconductor device that supplies the 1f narrow pulse clock to at least one of the state storage circuits and supplies the other clocks supplied to the state storage circuit to a logic value that causes the element to be in a passing state. Test method.
【請求項21】 少なくとも一部は、ラッチ回路の入力
部に、ダイナミックマスタラッチ回路としてトランスミ
ッシンゲートを付加した1fクロックに同期して動作す
るマスタスレーブ型のフリップフロップ回路である状態
記憶回路と、 前記状態記憶回路で使用される1fクロックの1/2の
周波数の1/2fクロックを出力する1/2fクロック
源と、 該1/2fクロック源から出力される前記1/2fクロ
ックを伝送するクロック伝送経路と、 前記ラッチ回路の近傍に設けられ、前記クロック伝送経
路で伝送された前記1/2fクロックから前記1fクロ
ックを生成する1fクロック生成回路とを備え、該1f
クロック生成回路で生成された前記1fクロックが前記
状態記憶回路に供給され、前記トランスミッシンゲート
を付加したマスタスレーブ型のフリップフロップ回路は
前記1fクロックを一方の論理状態に固定した時に前記
ダイナミックマスタラッチ回路を通過状態にする回路を
有するクロックシステムを備える半導体装置のテスト方
法であって、 テスト時には、前記1fクロック生成回路が前記ラッチ
回路が通過状態になる論理値に固定した信号を出力する
ように設定し、その時の最終段の出力値を測定して所望
の値と一致するか確認する半導体装置のテスト方法。
21. A state storage circuit which is a master-slave flip-flop circuit which operates at least in part in synchronization with a 1f clock with a transmission gate added as a dynamic master latch circuit at an input portion of the latch circuit; A 1 / 2f clock source for outputting a 1 / 2f clock having a frequency of 1/2 of a 1f clock used in the state storage circuit, and a clock for transmitting the 1 / 2f clock output from the 1 / 2f clock source A transmission path, and a 1f clock generation circuit provided near the latch circuit and configured to generate the 1f clock from the 1 / 2f clock transmitted through the clock transmission path.
The 1f clock generated by the clock generation circuit is supplied to the state storage circuit, and the master-slave type flip-flop circuit to which the transmission gate is added causes the dynamic master latch when the 1f clock is fixed to one logic state. A test method for a semiconductor device comprising a clock system having a circuit for passing a circuit, wherein during the test, the 1f clock generation circuit outputs a signal fixed to a logic value at which the latch circuit passes. A test method for a semiconductor device in which a set value is measured, and an output value of a final stage at that time is measured to confirm whether the output value matches a desired value.
【請求項22】 請求項21に記載の半導体装置のテス
ト方法であって、 前記ダイナミックマスタラッチ型のフリップフロップ回
路を含んだフィードバックループが存在する場合には、 テスト時には、前記フィードバックループのおのおのに
含まれる前記トランスミッシンゲートを付加したマスタ
スレーブ型のフリップフロップ回路の少なくとも1つに
は、前記1fクロックを供給し、それ以外の前記トラン
スミッシンゲートを付加したマスタスレーブ型のフリッ
プフロップ回路に供給されるクロックは、当該回路を通
過状態にする論理値に固定して供給する半導体装置のテ
スト方法。
22. The method of testing a semiconductor device according to claim 21, wherein when a feedback loop including the dynamic master latch type flip-flop circuit exists, each of the feedback loops is tested at the time of testing. The 1f clock is supplied to at least one of the included master-slave flip-flop circuits to which the transmission gate is added, and the other 1f clock is supplied to the other master-slave flip-flop circuits to which the transmission gate is added. A test method for a semiconductor device, wherein a clock signal is supplied while being fixed to a logical value that causes the circuit to pass.
【請求項23】 所定のデータを入力する入力装置と、
所定のデータが記憶された記憶装置と、前記入力装置お
よび前記記憶装置からのデータに従って、処理を実行す
る処理装置とを備え、クロックに同期して動作する状態
記憶回路に前記クロックを供給するクロックシステムの
論理回路データを自動的に生成するCAD装置であっ
て、 少なくとも一部の前記状態記憶回路には、所定の狭いパ
ルス幅の1f狭パルスクロックでクロッキングすること
により、エッジトリガ型レジスタ回路と同等の論理機能
動作をするラッチ回路を割り当てる要素割り当て手段
と、 前記ラッチ回路の近傍にクロック伝送経路で伝送され
た、前記1f狭パルスクロックの1/2の周波数の1/
2fクロックから前記1f狭パルスクロックを生成する
1fクロック生成回路の生成手段とを備えることを特徴
とするCAD装置。
23. An input device for inputting predetermined data,
A clock for supplying a clock to a state storage circuit operating in synchronization with a clock, comprising: a storage device storing predetermined data; and a processing device executing a process in accordance with the data from the input device and the storage device. A CAD apparatus for automatically generating logic circuit data of a system, wherein at least a part of the state storage circuits are clocked by a 1f narrow pulse clock having a predetermined narrow pulse width, so that an edge trigger type register circuit is provided. An element allocating means for allocating a latch circuit that performs a logical function operation equivalent to the above, and 1 / (1/2) of a frequency of 1/2 of the 1f narrow pulse clock transmitted by a clock transmission path near the latch circuit.
A CAD apparatus comprising: a 1f clock generation circuit that generates the 1f narrow pulse clock from the 2f clock.
【請求項24】 請求項23に記載のCAD装置であっ
て、 前記1/2fクロックを供給する1/2fクロック源を
生成するクロック源生成手段を更に備えるCAD装置。
24. The CAD apparatus according to claim 23, further comprising a clock source generating unit that generates a 1 / 2f clock source that supplies the 1 / 2f clock.
【請求項25】 請求項23又は24に記載のCAD装
置であって、 前記1/2fクロック源から出力される前記1/2fク
ロックを伝送するクロック伝送経路生成手段を更に備え
るCAD装置。
25. The CAD apparatus according to claim 23, further comprising a clock transmission path generating unit that transmits the 1 / 2f clock output from the 1 / 2f clock source.
【請求項26】 請求項23から25のいずれか1項に
記載のCAD装置であって、 前記1fクロック生成回路で生成された前記1f狭パル
スクロックを近傍の前記状態記憶回路に供給する1fク
ロック配線の生成手段を更に備えるCAD装置。
26. The CAD device according to claim 23, wherein the 1f narrow pulse clock generated by the 1f clock generation circuit is supplied to a nearby state storage circuit. A CAD apparatus further comprising wiring generation means.
【請求項27】 請求項23から26のいずれか1項に
記載のCAD装置であって、 前記要素割り当て手段は、前記ラッチ回路以外の少なく
とも一部の前記状態記憶回路に、ラッチ回路の入力部
に、ダイナミックマスタラッチ回路としてトランスミシ
ョンゲートを付加したマスタスレーブ型フリップフロッ
プ回路を割り当てるCAD装置。
27. The CAD device according to claim 23, wherein the element allocating unit includes an input unit of a latch circuit in at least a part of the state storage circuits other than the latch circuit. And a master-slave flip-flop circuit to which a transmission gate is added as a dynamic master latch circuit.
【請求項28】 請求項27に記載のCAD装置であっ
て、 前記要素割り当て手段は、前段のラッチ回路での遅延量
と前段のラッチ回路から当該ラッチ回路へ入力するまで
の信号の遅延量の合計が、前記1f狭パルスクロックの
パルス幅より大きい時には、前記状態記憶回路として前
記ラッチ回路を割り当て、前記1f狭パルスクロックの
パルス幅より小さい時には、前記状態記憶回路として前
記トランスミションゲートを付加したマスタスレーブ型
フリップフロップ回路を割り当てるCAD装置。
28. The CAD apparatus according to claim 27, wherein said element allocating means calculates a delay amount in a preceding latch circuit and a delay amount of a signal from the preceding latch circuit to the latch circuit. When the sum is larger than the pulse width of the 1f narrow pulse clock, the latch circuit is assigned as the state storage circuit, and when the sum is smaller than the pulse width of the 1f narrow pulse clock, the transmission gate is added as the state storage circuit. A CAD device to which a master-slave flip-flop circuit is assigned.
【請求項29】 請求項27又は28に記載のCAD装
置であって、 前記要素割り当て手段は、フィードバックループに含ま
れない前記トランスミションゲートを付加したマスタス
レーブ型フリップフロップ回路には、前記1f狭パルス
クロックを前記ラッチ回路が通過状態になる論理値にし
た時に、通過状態になる機能を有するトランスミション
ゲートを付加したマスタスレーブ型フリップフロップ回
路を割り当てるCAD装置。
29. The CAD device according to claim 27, wherein said element allocating means includes: a master-slave flip-flop circuit to which said transmission gate not included in a feedback loop is added; A CAD device to which a master-slave flip-flop circuit to which a transmission gate having a function of passing a state is added when a pulse clock is set to a logical value that allows the latch circuit to pass therethrough.
【請求項30】 請求項23から29のいずれか1項に
記載のCAD装置であって、 前記1fクロック生成回路の生成手段は、フィードバッ
クループに含まれない前記状態記憶回路に前記1f狭パ
ルスクロックを供給する前記1fクロック生成回路に
は、出力を前記状態記憶回路が通過状態になる論理値に
固定する機能を有するテストモード付き1fクロック生
成回路を配置するCAD装置。
30. The CAD device according to claim 23, wherein said generating means of said 1f clock generating circuit stores said 1f narrow pulse clock in said state storage circuit not included in a feedback loop. A CAD apparatus in which a 1f clock generation circuit with a test mode having a function of fixing an output to a logical value that allows the state storage circuit to pass is disposed in the 1f clock generation circuit that supplies the clock signal.
【請求項31】 所定のデータを入力する入力装置と、
所定のデータが記憶された記憶装置と、前記入力装置お
よび前記記憶装置からのデータに従って、処理を実行す
る処理装置とを備え、クロックに同期して動作する状態
記憶回路に前記クロックを供給するクロックシステムの
論理回路データを自動的に生成するCAD装置であっ
て、 少なくとも一部の前記状態記憶回路には、ラッチ回路の
入力部に、ダイナミックマスタラッチ回路としてトラン
スミションゲートを付加し、1fクロックで動作するマ
スタスレーブ型フリップフロップ回路を割り当てる要素
割り当て手段と、 前記状態記憶回路の近傍にクロック伝送経路で伝送され
た、前記1fクロックの1/2の周波数の1/2fクロ
ックから前記1fクロックを生成する1fクロック生成
回路の生成手段とを備えることを特徴とするCAD装
置。
31. An input device for inputting predetermined data,
A clock for supplying a clock to a state storage circuit operating in synchronization with a clock, comprising: a storage device storing predetermined data; and a processing device executing a process in accordance with the data from the input device and the storage device. A CAD device for automatically generating a logic circuit data of a system, wherein at least a part of the state storage circuit is provided with a transmission gate as a dynamic master latch circuit at an input portion of the latch circuit, and at 1f clock. Element allocating means for allocating an operating master-slave flip-flop circuit; and generating the 1f clock from a ff clock having a frequency 1 / of the 1f clock transmitted by a clock transmission path near the state storage circuit. And a generating means for a 1f clock generating circuit. Location.
【請求項32】 請求項31に記載のCAD装置であっ
て、 前記1/2fクロックを供給する1/2fクロック源を
生成するクロック源生成手段を更に備えるCAD装置。
32. The CAD apparatus according to claim 31, further comprising a clock source generating unit that generates a 1 / 2f clock source that supplies the 1 / 2f clock.
【請求項33】 請求項31又は32に記載のCAD装
置であって、 前記1/2fクロック源から出力される前記1/2fク
ロックを伝送するクロック伝送経路生成手段を更に備え
るCAD装置。
33. The CAD apparatus according to claim 31, further comprising a clock transmission path generating unit that transmits the 1 / 2f clock output from the 1 / 2f clock source.
【請求項34】 請求項31から33のいずれか1項に
記載のCAD装置であって、 前記1fクロック生成回路で生成された前記1fクロッ
クを近傍の前記状態記憶回路に供給する1fクロック配
線の生成手段を更に備えるCAD装置。
34. The CAD device according to claim 31, wherein the 1f clock wiring that supplies the 1f clock generated by the 1f clock generation circuit to a nearby state storage circuit. A CAD apparatus further comprising a generation unit.
【請求項35】 請求項31から34のいずれか1項に
記載のCAD装置であって、 前記要素割り当て手段は、フィードバックループに含ま
れない前記トランスミションゲートを付加したマスタス
レーブ型フリップフロップ回路には、前記1fクロック
を一方の論理値に固定した時に、通過状態になる機能を
有するトランスミションゲートを付加したマスタスレー
ブ型フリップフロップ回路を割り当てるCAD装置。
35. The CAD device according to claim 31, wherein said element allocating means includes a master-slave flip-flop circuit to which said transmission gate not included in a feedback loop is added. Is a CAD apparatus to which a master-slave flip-flop circuit to which a transmission gate having a function of passing when the 1f clock is fixed to one logical value is added.
【請求項36】 請求項31から34のいずれか1項に
記載のCAD装置であって、 前記1fクロック生成回路の生成手段は、フィードバッ
クループに含まれない前記状態記憶回路に前記1fクロ
ックを供給する前記1fクロック生成回路には、出力を
前記状態記憶回路が通過状態になる論理値に固定する機
能を有するテストモード付き1fクロック生成回路を配
置するCAD装置。
36. The CAD device according to claim 31, wherein the generation means of the 1f clock generation circuit supplies the 1f clock to the state storage circuit not included in a feedback loop. A CAD apparatus in which a 1f clock generation circuit with a test mode having a function of fixing an output to a logical value that allows the state storage circuit to pass is disposed in the 1f clock generation circuit.
【請求項37】 請求項24又は32に記載のCAD装
置であって、 クロック源生成手段は、外部から供給される外部クロッ
クが前記状態記憶回路で使用されるクロックと同じ周波
数の場合には、前記外部クロックを1/2分周する1/
2分周回路を配置するCAD装置。
37. The CAD device according to claim 24, wherein the clock source generating unit is configured to output the clock signal when the external clock supplied from the outside has the same frequency as the clock used in the state storage circuit. Dividing the external clock by 1 /
A CAD device in which a divide-by-2 circuit is arranged.
【請求項38】 請求項24又は32に記載のCAD装
置であって、 クロック源生成手段は、外部から供給される外部クロッ
クが前記状態記憶回路で使用されるクロックの半分の周
波数の差動1/2fクロックである時には、外部から供
給される前記差動1/2fクロックをそのままの周波数
で前記1/2fクロックとして出力するCAD装置。
38. The CAD device according to claim 24, wherein the clock source generating means is configured to output the external clock supplied from the outside with a differential signal having a half frequency of a clock used in the state storage circuit. A CAD device that outputs the differential 1 / 2f clock supplied from the outside as the 1 / 2f clock at the same frequency when the clock is a / 2f clock.
【請求項39】 請求項23から38のいずれか1項に
記載のCAD装置であって、 前記状態記憶回路を構成する要素を、近傍に配置された
要素を群とする複数の群に分けて配置する要素配置手段
を備え、 前記1fクロック生成回路の生成手段は、前記1fクロ
ック生成回路を前記状態記憶回路の各群の近傍に配置
し、 前記クロック伝送経路生成手段は、前記クロック伝送経
路により前記1/2fクロック源から前記1fクロック
生成回路に伝送される前記1/2fクロックの遅延量が
等しくなるように配線を設定するCAD装置。
39. The CAD apparatus according to claim 23, wherein the elements constituting the state storage circuit are divided into a plurality of groups including elements arranged in the vicinity. An element arranging means for arranging, wherein the generating means of the 1f clock generating circuit arranges the 1f clock generating circuit in the vicinity of each group of the state storage circuits; A CAD apparatus for setting wiring so that the delay amount of the 1 / 2f clock transmitted from the 1 / 2f clock source to the 1f clock generation circuit is equal.
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