JPS6018927A - 半導体集積回路 - Google Patents

半導体集積回路

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JPS6018927A
JPS6018927A JP58126671A JP12667183A JPS6018927A JP S6018927 A JPS6018927 A JP S6018927A JP 58126671 A JP58126671 A JP 58126671A JP 12667183 A JP12667183 A JP 12667183A JP S6018927 A JPS6018927 A JP S6018927A
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data
circuit
latch
control
circuits
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JP58126671A
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Shojiro Mori
森 祥次郎
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Toshiba Corp
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L22/00Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor

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  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
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  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Testing Of Individual Semiconductor Devices (AREA)
  • Testing Relating To Insulation (AREA)
  • Tests Of Electronic Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は内部にデータラッチ回路が設けられている半
導体集積回路に関し、特に内部のデータを外部に取り出
し、て行なうテストが容易に行なえるようにした改良に
関する。
〔発明の技術的背景〕
半導体集積回路(以下ICと称する)の機能テストは一
般に、入力データを与えこれに対応して出力されるデー
タをみることにより行なわ引る。ところで、最近のIC
では素子の集積度が増し、回路も複雑化しており、機能
テストも次第に困難になってきている。このような問題
に対処するために従来では、IC内部に設けられている
複数のデータラッチ回路を機能テストに利用している。
すなわち、複数のデータラッチ回路をデータ選択回路を
介して多段縦列接続してシフトレジスフを鴇成し、この
シフトレジスフを介して内部テークを外部に順次取り出
すようにしている。このような−1=法は一般にスキャ
ンパス法あるいはLS SDと呼ばわている。
第1図は上記スキャンパス法を採用した従来のICのブ
ロック構成図である。図においてlOけANDゲート、
NANDゲート等のゲーート回路からなる却合せ回路で
ある。この組合せ回路ノθには図示しない複数の入力端
子からの入力データがOL給ζわ、この入力データに応
じて得られる出力テークは図示しない複数の出力端子か
ら外部に取り田される。2θはそねぞれ、上記糾合せ回
路10の神々の内H(≦出力テークD OUTをラッチ
しかつこのラッチデータを組合せ回路100種々の内部
入力データD IN とするデータラッチ回路を含む制
御回路であ冷0上虻各制御回路20には、内部のテーク
ラッチ回路のラッチ動作を制御するためのクロックパル
スφが並列的に供給されている。さらに上記各制御回路
20内のデータラッチ回路のラッチデータはスキャンデ
ータDSCAとして後段の制御回路20に供給さねてお
り、各スキャンデータDSCAは糾・合′せ回路lOか
らの出力データD 0UTO代りに各制御回路20内の
テークラッチ回路でラッチされる。そして各制御回路2
θ内のデータラッチ回路においてランチ1−べきデータ
の選択は、各制御・回’1i820Vc並列的(て供給
されているスキャン制御信号5CAK基づいて行なわれ
る。
第2図は上記各制御回路20の構成を示すブロック図で
ある。この制御回路20は、テークラッチ回路2〕と、
このデータラッチ回路2ノのデータ入力端に設けられて
いるデータ選択回路22とから構成されている。上記テ
ークラッチ回路21は上記データ選択回路22からの選
択出力デ゛−夕をクロックパルスφのタイミングでラッ
チし、このラッチデータは前記組合せ回路10に入力デ
ータD IN として、もしくは後段の制御回路2θに
スキャンデータDS CAとしてそ力2それりI紹され
る。上記データ選択回路221は、前記組合せ回路10
からの出力テークDOUTおよび1〕11段の制6:1
j回路2θから出力されるスキャン−Y−タDs CA
 が供給され1、前記スキャン制飼信号S CAの論理
1ノベルに応じて上記2つのデータのいづわか一力を選
択出力する。
第3図および第4図は上記データラッチ回路21、デー
タ選択回路22それぞれの具体的構成の一例を示す回路
図である。第3図に示すデータラッチ回路2ノは、そ、
h、ぞれ2イβ・のNANDゲートからなる31尚のフ
リップフロップ23゜2、t、z5f組合せて構成され
た一般に良く知らねたものであり、クロックパルスφの
立上りに同坦1して入力データをラッチし、このラッチ
データを出力゛tろ。そしてクロックパルスφが一度立
下つ7を後は、パルスφが再び立上る1で以前のラッチ
データを保持する。
第4図に示すデータ選択回路22は2個のANDゲート
26.27とインバータ28およびORゲート29とか
ら構成されている0このデータ選択回路22において、
スキャン制御信号SCAが10“1ノベルに設定される
場合には、上記一方のANDゲート2Gに供給される前
記組合せ回路10からの出力データDOUT がこのA
NDゲート26とORゲート29を直列に介して出力は
れる。またスキャン制御信号SCAがゝゝ1“1ノベル
に設定される場合には、上記伯方のANDゲート27 
IC供給される前記スキャンデータD SCAがこのA
NDゲートおよびORゲート29を直列に介して出力さ
力る。
このような構成でなる従来のICでは、スキャン制御信
号SCAが90“レベルに設定されることにより、各’
drlJ御L1路20内のデータ選択回路22では組合
せ回路10からの出力データD OUTが選択出力され
る。この堵、@、組合せ回路10の種々の内部出力デー
タDouTが各データラッチ回路2ノでクロックパルス
φに同期してラッチケ力、さらにこれらのラッチデータ
は種々の内部入力テークD INとして組鉗回路lOに
入力きれる。したがって、このときにこのICは通常動
作を行なう。
一力、機能テストを行なう場合には、適当な回数のクロ
ックパルスφが各制御回@20に供給された後にスキャ
ン制御信刈SCAがゝゞ]“1ノヘルVc設定される。
信号SCAがゝゝ1 // +、ベベル設定さす1.る
ことにより、各制御回路20内のデータ選択回路22で
にスキャンテークDS CAかが択出力される。この場
合、各テークラッチ回路2ノには名データ選択回路22
を介して前段からのスキャンテークDSCAが供給され
、各データラッチ回路21(tiシフト1/ジスタとし
て作用する。すなわち、クロックパルスφが供給ζわる
ことにより、データラッチ回路21内のラッチデータは
後段に向って順次転送される。
そしてこれらのデータは1つの外部端子から取り出さ名
5る。このようにすハば、このICの機能テストのとき
に組合ぜ回路10からの出力データのみではなく、デー
タラッチ回路21VCラツチさ冶ている組合せ回路内部
のデータも調べることができるので、テスト効率を飛躍
的に高めることができる。
〔背景技術の問題点〕
ところで上記従来のICにおいて、ある特定のデータラ
ッチ回路21内のラッチデータのみを〜ωべる場合には
、その特定のデータラッチ回路2ノから外部端子までの
間にあるすべてのデータラッチ回路21irsらラッチ
データを読み出す必要がある。一般にデータ選択回路2
2を介して接続さねているテークラッチ回路21がN個
設けられている場合、判定のチータラツナ回路2ノのラ
ッチデータを外部(て取り出すには平均してN/2回デ
ータを読み出さなければならない。そしてこの回数はN
の数が多くなる程増加し、たとえばNが100のときに
は50回、1000のときには500回も必要となる。
このためにチータラツナ回路21のqt Nが多いと特
定のラッチデータの読み出し時間が長くなり、テストに
要する時間も長くなってし貰うという欠点がある。
〔発明の目的〕
この発り」は上記のような事情を考臆してなされたもの
であり、その目的(CLXWi)のチータラツナ回路を
備え1.t々能テストの際にある特定のデータラッチ回
路のラッチデータを外部にηりり出す際には短詩IJl
jで」収り出すことがで性、もってデス)4こ要する時
間の短縮化が実現できる半導体集積1q路を提供するこ
とにある。
〔発明の概要〕
この発明による半導体年払回路(1、複数のゲート回路
からなる糾合せ回路と池数のデータラッチ回路とを備え
、機能テスト時に(仕上記データラッチ回路をデータ選
択回路を介して多段列拷続り、てシフト1ノジスタを鵠
成し、このシフトレジスタを動作でせて各データラッチ
回路のラッチデータを外部VCMSIり出すようにして
いる。
しかもこの発明による半導体集積回路では、上記複数の
デークラッチ回路を第1と第2のデータラッチ回路とに
別1寸、これら第1.第2のデータラッチ回路のすべて
のデータ入力端にはスキャン制御信号に基づいて組合せ
回路からの出力データもしくは前段の第1.第2のデー
タラッチ回路のラッチデータを選択する妃1の選択回路
を設け、上記名第2のデータラッチ回路の入力端に設け
られた上記第1の選択回路のざらにそのデータ入力端に
は飛び越しスキャン制御信号に基づいて前段の第1のテ
ークラッチ回路および前段の第2のデータラッチ回路そ
れぞれのラッチデータのいずれか一力を選択する第2の
選択回路を設(ハ)、上記第1のデークラッチ回路(D
ウチlf1定のもののラッチデータを外部に取り出す場
合にはこのラッチデータを1つの澤12のチータラツナ
回路に到達する1でいくつかの第1のデータラッチ回路
を介して順次転送し、第2のデータラッチ回路に到達し
た後はこのラッチデータを第2のデータラッチ回路のみ
を介し第1のデータラッチ回路は飛び牌して順次転送さ
ぜるようにしている0 〔発明の実施flj ) 以下図面を参照してこの発明の一実施例を説明する。記
5図はこの発明に係る半導体集積回路(I C)の一実
施例のブロック構成図である。図において100はAN
DゲートおよびNANDゲート等のゲート回路を組合せ
て構成される組合せ回路である。この組合せ回路100
には図示しない複数の入力端子からの入力データが供給
され、この入力データに応じてこの組合せ回路100か
ら出力されるデータは図示しない複Vの出力端子を介し
て外部に出力される。また2001〜2006および3
00.へ300゜はそh、ぞれ、上記組合せ回に100
の種々の内部出力データD OUTをラッチし、かつこ
のラッチデータを上記組合せ回路100の種々の内部入
力データI)rNとするデータラッチ回路を含む制御回
路であり、各制御回路300は制御回路200の2個尚
き毎に1個ずつ設けられている0上記一方の各制御回路
200は前記第2図に示す従来の制御回路20と同様に
データラッチ回路21とデータ選択回路22とからそれ
ぞわ構成さり、さらにこのデータラッチ回路;2・1と
データ選択回路22け前記第3図あるいは第4図と同様
に構成されている。なお、上記各制御回路20θ内のデ
ータラッチ回路2ノには前記クロックパルスφの代りに
φ1が並列的に供給されている。さらに上記名制御回路
200内のデータラッチ回路21のラッチデータは、ス
キャンデータDSCAとして後段の制御回路200ある
いは300にも供給される0上記他方の各制御回路:t
ooKは、内部に設けられているデータラッチ回路のラ
ッチ動作を制御するためのクロックパルスφ11φ2が
並列的に供給されている。また上記各制御回路300に
は前段の制御回路200のラッチデータがスキャンデー
タDSCAとして、前段の制御回路SOOのラッチデー
タが飛び越しスキャンデータD 5CAI としてそれ
ぞれ供給されている。そして各制御回路、V o o内
のデータラッチ回路のラッチデータ瞥 はスキャンデータDSCAとして後段の制御回線200
に、飛び越しスキャンデータDS CA Iとして後段
の制御回路300にそれぞれ供給されている。また各制
御回路300内のデータラッチ回路においてラッチすべ
きデータの選択は、各制御回路3OOに並列的に供給さ
れているスキャン制御信−@SCAおよび飛び越しスキ
ャン制御信号5CAIそれそわに基づいて行なわれる。
第6図は上記各制御回路300の構成を示すブロック図
である。この制御回路3OOは前記第3図と同様に構成
さねたデークラッチ回路30ノと、このデータラッチ回
路301のデータ入力端に設けらfI−ているデータ選
択回路302と、このデータ選択回路302の1つのデ
ータ入力端にζらに設けられているデータ選択回路30
.9およびデータラッチ回路301のクロックパルス入
力端に設けられているORゲート304とから構成され
ている。そして上記2つのデータ選択回@、、q 02
.3o 3けそれぞれ前記第4図に示すデータ逆折回路
22と同様に構成されている。ただし一方のデータ選択
回路302において、ANDゲート27には前記スキャ
ンデータDSCAの代りに他方のデータ選択回路303
内のORゲート29の出力が供給される。また他方のデ
ータ選択回路303では、一方のANDゲー十には前段
の制御回路200からのスキャンデータDSCAが、他
方のANDゲート27には前段の制御回路、900から
の飛び越しスキャンデータDS CA Iがそれぞれ供
給され、さらにANDゲート26にはインバータ28を
介して、ANDゲート27には直接に、前記スキャン制
御信号SCAの代りに飛び越しスキャン制御信号5CA
Iがそれぞれ供給される。すなわち、上記−力のデータ
選択回路303は飛び越し、スキャン制御信号5CAI
の論理レベルに応じて、2つのデータDSCA tDs
cAr のいずれか一方を選択出力する。上記他方のデ
ータ選択回路302はスキャン制御46号SCAの論理
レベルに応じて、前記組合せ回路100からの出力デー
タD OUTおよび上記一方のデータ選択回路302か
らの選択出力データのいすわが一方を選択出力する。さ
らに上N1:データラッチ回路30ノは上記データ選択
回路、902からの選択出力データを、ORゲート30
4を介して供給されるクロックパルスφ1 もしくはφ
、のタイミングでラッチし、このラッチデータは前記組
合せ回路100に入力データDINとして、あるいけ後
段の制御回路200,300にスキャンデータDSCA
−,飛び越しスキャンデータDSCAIとしてそれぞれ
供給される。
次に上記のように構成されたICの動作を説明する0ま
ず、通常動作の場合にはスキャン制御信号SCAがゝゝ
0“レベルに設定される。これにより、各制御回路2θ
Oおよび3θO内のデータ選択回路 2・2.302で
は組合せ回路100からの出力データD OUTが選択
出力される。この場合には、組合せ回路100の種々の
内部出力データD OUTが各データラッチ回路21.
301でクロックパルスφ1に同期してラッチされ、さ
らにこれらのラッチデータは種々の内部入力データDI
Nとして糾合せ回路1001に入力される。すなわち、
このと外にこのICは通常動作を行なう。
次に、各制御回路200,300内のデータラッチ回路
21,301のすべてのラッチデータを外部に取り出す
ような機能テストを行なう場合には、適当な回数のクロ
ックパルスφ、が各制御回路200,300に供給され
必要なデータが内部の各データラッチ回路21..?0
1にラッチされた後にスキャン制御信号SCA力;今度
ハゝX1 // lzベベル設定きれ、さらに飛び越し
スキャン制御信号5CAIが″′0″レベJLに設定烙
れる0スキャン制御イ8号SCAがゝゝ1″レベルに設
定されることによって、各制御回路zoo内のデータ選
択回路22では、組合せ回路100からの出力データD
 OUTの代りに今度は前段からのスキャンデータDS
CAが選択出力される。一方、このとき各制御回路、9
00内の一方のデータ選択回路302では、組合せ回路
100からの出力データD OUTの代りに今度は他方
のデータ選択回路303からの選択出力データが選択出
力される。さらに飛び越し7スキヤン制御化号5CAI
が10“L/ベベル設定されることによって、各制御回
路300円の他方のデータ選択回路、903では前段か
らのスキャンデータDSCAが選択出力される。すなわ
ちこの場合、各制御回路200,309内のデータラッ
チ回路21,301はデータ選択回路22あるいは2個
のデータ選択回路30 Z 、 30.9を介し7て多
段縦列接続さh1全体としてシフトレジスタが構成これ
る。この状態で各制御回路200.300にクロックパ
ルスφ1が順次供給されることにより、これら各制御回
路200,300内のデータラッチ回路21,301に
ラッチさり、ているデータは後段に向って順次転送され
る。
そしてこれらのデータは1つの外部端子から取り出され
る。このようにすれば、従来と同様に、このICの機能
テストのときに組合せ回路100の終端からの出力デー
タのみではなく、各データラッチ回路21,301VC
ラツチされている組合せ回路内部のデータも調べること
ができる0次に機能テスト時において、特定のデータラ
ッチ回路たとえば制御回路2002内のデータラッチ回
路21におけるラッチデータを外部に取り出す必要が生
じた場合その動作を説明する0上記制御回路2002内
のデータラッチ回路21におけるラッチデータはすでに
1つの制御回路300、・に供給されている。そこでこ
の後、スキャン制御信号SCAが“1“1ノベルに、飛
び越しスキャン制御信号5CAIがV″O“レベルにそ
れぞれ設定される。信号SCAが11“レベルに、信号
5CAIが 0“1ノベルにそれぞれ設定されることに
より、各制御回路300内の一方のデータ選択回路30
2では他方のデータ選択回路、90 Jからの選択出力
データが選択出力さね、他方のデータ選択回路303で
は前段のスキャンデータDSCA が選択出力される0
したがって、この後、各制御回路300にクロックパル
スφ2が1回供給されることによって、上記特定の制御
回路200.内のデータラッチ回路21のラッチデータ
はまず1つの制御回路3001内のデータラッチ回路3
0ノに転送さり、ここでラッチされる。次にいttで“
0“レベルに設定されている飛び越しスキャン制御信号
5CAIがゝゝ1“レベルに設定はれる。これにより、
各制tn回路Bo o内のテータ選、択回路303では
前段からの勲び越しスキャンデータDS CA Iが運
択出力される。この後、各制御回路300 Kクロツス
パルヌφ2が連続して2回供給でれることによって、上
?1つの制御回路;? 00 、内のデータラッチ回路
301でのラッチデータは、2つの制御回路30θ2,
3oθ3内の各データラッチ回路301 VC順次転送
される。そして上記制御回路3003内のデータラッチ
回路301にラッチされた前記特定の制御回路2002
7/J・らのラッチデータ(dlこの後、1つの外部端
子からポリ出される。
このように、上記特定の制御回路200.の前段にけ4
1固の制御回路2003〜2006と3個の制御回路3
00.〜3003とからなる合計で7個のfiiil 
御回路が存在しており、従来ではこれら7(15Iの制
御回路をすべて介してでなければ上記制御回路2002
内のラッチデータを外部にポリ出すこと(はできない。
ところがこの実施例の場合には3個の制御回路、? 0
0、〜3003のみを介して、卸J御回路2002内の
ラッチデータを外部に取り出すことができる。
このため、上記ラッチデータの取り出し、いいかえれば
データ読み出し時開は従来よりも短かくすることができ
、この結理−、テストに要する時間の短縮化が実用でき
る。
なお、上記説明では%定の卸i御回路2002内のラッ
チデータが制御回路300□にスキャンデータD SC
Aとして直接供給ジれている例を説明した。ところが、
特定の制御回路200内のラッチデータが他の制御回路
200(でスキャンデータDSCAとして供給さil、
ているような場合、たとえば制御回路2001内のラッ
チデータを外部に取り出す嘴1合には、甘ずこのラッチ
データを次段の制御回路2002に転送させ−にの後、
1つの制御回路、? 00 、に貰で到達させる必要が
ある。そして上記制御回路3θo2に制御回路200.
内のラッチデータが到達した後は、前記と同様にこのラ
ッチデータはfiiil ff11回路30θ、〜30
03内の各データラッチ回路、? 01のみを介し、制
御回路2003〜2006内の各テークラッチ回路21
は飛び越して転送ざ力る。
ところで上記第5図に示す実施例において、各制御回路
3θθは制御回路200の2個置き毎に1個ずつ設けら
ねているが、これを拡張して第7図に示すように各制御
回路、? 00を制御回路200のn@島き毎に1個ず
つで合計M個設けた場合、制御回路200,300の総
数Nは次式で表わさ力る。
N=MX(n+1) ++・++++++ (i)そし
てこの第7図回路においである特定の制御回路内のラッ
チデータを外部に取り出すために、前記のような飛ひ越
し転送を行なってデータ読み出し、を行なう場合の平均
のデータ読み出し回数Pは次式で表わされる。
次に上記(2)式をMについて徴発し、Pが最小となる
Mの値をめると次式が得られる。
M=JN ・・・・・・・・・ (3)上記(3)式の
関係を(2)式に代入すると次の(4)式が得られる。
上式(4)式によれば、Nが100のときにはPは約9
.1.1000のときには30.7となり、従来の50
,500にくらべて大幅に少なくすることができる。し
たがって、制御回路200、3OCの総数をNとした場
合に制御回路300を fi−+たけこれに近い値の数
だけ設けることによって、データ取り出しの速さは最も
速くすることができる。そしてこのときの速ζは従来よ
りも大幅に速くなっている。
〔発明の効果〕
以上説明したようにこの発明によれは、複数のデータラ
ッチ回路を備え、機能テストの際にある特別のデータラ
ッチ回路のラッチデータを外部に取り出す際には短時間
でこれを行なうことができ、もってテストに般する時間
の短縮化が実り1;、できる半導体集積回路を提形卜す
ることができる0
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の半導体集積回路のブロック構成図i、第
2図は第1図回路内の制御回路の構成を示すブロック図
、第3図は第2図回路内のデータラッチ回路の具体的構
成を示す回路図、第4図は第2図回路内のデータ選択回
路の具体的構成を示す回路図、第5図はこの発明の一実
施例に係る半導体集積回路のブロックわ1成図、第6図
は第5図回路内の制御回路の構成を示すブロック図、第
7図は第5図の実施例を拡張した場合の回路図である。 100・・・紹合せ回路、200・・・制御回路、30
0・・・制御回路、21 ・・データラッチ回路(第1
のデータラッチ回路)、22・・・データ選択回路(第
1のデータ選択回路)、30ノ・・・データラッチ回路
(第2のデータラッチ回路)、302・・・データ選択
回路(第1のデータ選択回路)、303・・・データ選
択回路(第2のデータ選択回路)。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦回 − 第3図 淑pデ゛−2 第4図 第 5a 出力子・−9DSCA

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)そ力ぞれ複数の第1.第2のデータラッチ(ロ)
    路と、上9i第1.第2のデータラッチ回路の各データ
    入力端にそれぞれ設けられ第1の制御信号に基づいて他
    の第1あるいは第2のデータラッチ回路のラッチデータ
    を選択する第1の選択回路と、上記第2のデータラッチ
    回路の各データ入力端べ設けられた上記第1の選択回路
    のざらにそのデータ入力端に設けられ第2の制御信号に
    基づいて他の第1のデータラッチ回路のラッチデータお
    よび他の第2のデータラッチ回路のラッチデータの、い
    ずれか一方を選択する第2の選択回路とを具備し、上記
    第1.第2の選択回路を介して上記第1.第2の各デー
    タラッチ回路のラッチデータを選択的にj胞次転送する
    ように構成したことを特徴とする半導体集積回路。
  2. (2)前記第1.第2のデータラッチ回路の総数をNと
    するときに、第2のデータラッチ回路は ム)たけこれ
    に近い値の数だけ備えられる特許請求の範囲第(1)項
    に記載の半導体集積回路。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7681758B2 (en) 2006-01-27 2010-03-23 Max Co., Ltd. Gas cartridge
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CN112485652A (zh) * 2020-12-09 2021-03-12 电子科技大学 基于改进正余弦算法的模拟电路单故障诊断方法

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