JPS6089120A - フリツプフロツプ回路 - Google Patents

フリツプフロツプ回路

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Publication number
JPS6089120A
JPS6089120A JP58197456A JP19745683A JPS6089120A JP S6089120 A JPS6089120 A JP S6089120A JP 58197456 A JP58197456 A JP 58197456A JP 19745683 A JP19745683 A JP 19745683A JP S6089120 A JPS6089120 A JP S6089120A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
scan
circuit
latch
clock
flip
Prior art date
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Pending
Application number
JP58197456A
Other languages
English (en)
Inventor
Haruo Takagi
高木 春男
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP58197456A priority Critical patent/JPS6089120A/ja
Publication of JPS6089120A publication Critical patent/JPS6089120A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K3/00Circuits for generating electric pulses; Monostable, bistable or multistable circuits
    • H03K3/02Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses
    • H03K3/027Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use of logic circuits, with internal or external positive feedback
    • H03K3/037Bistable circuits
    • H03K3/0372Bistable circuits of the master-slave type

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〕 この発明はフリップフロップ回路に関し、特にスキャン
インアウト機能を有するマスタースレーブ形のフリップ
フロップ回路に関する。
〔発明の技術的背景とその問題点3 回路が−ド、LSIなどの回路診断においては、該回路
が−ド、LSIを入出力エツジピンあるいは内部フリッ
プフロップ回路を端点とする複数の領域にわけ、該領域
を順次診断していく。このため、内部フリップフロップ
回路は任意の設定値を設定することができ、かつ該フリ
ップフロップ回路の内部状態を任意に取出すことが必要
となる。このような必要性からフリップフロップ回路を
スキャンインおよびスキャンアウト可能な構成とするこ
とが多い。
第1図にスキャンインアウト機能を持つ従来のフリップ
フロップ回路の構成を示す。
通常のシステム動作時、セレクタ10にはシステムクロ
ックCが入力され、セレクタ10はライン11に入力デ
ータDを出力し、ライン12およびライン13にクロッ
クCを出力する。これによシ、入力データDはクロック
Cによってラッチ20および30に取込まれる。また、
回路診断などでスキャンインアウト機能を動作させる場
合、セレクタ10にはスキャン用のクロックA、Bが入
力され、セレクタ10はライン11にスキャンイン入力
データSIを出力し、ライン12にクロックAを出力し
、ライン13にクロックBを出力する。
これにより、スキャンイン入力データSIはクロックA
によってラッチ20に取込まれ、該ラッチ20の出力は
クロックBによってラッチ30に取込まれる。このよう
に、従来の7リツプ70ツブ回路ではセレクタ10によ
って入力データDとスキャンイン入力データSIとを切
換えるようにしていた。
このため、該フリップフロップ回路への入力信号は常に
セレクタ10を通過しなければならず、システム動作時
において入力データDおよびシステムクロックCに伝搬
遅延が生じ、遅延時間、セットアツプ時間、ホールド時
間あるいはクロック最小/fルス幅などにかかる謂ゆる
AC特性がスキャンインアウト機能を持たない通常のフ
リップフロップ回路に比べて大幅に劣化していた。
また、このような従来のフ、リップフロップ回路による
スキャン方式では回路の論理テストは可能であるが、遅
延テストを行なうことは一般に困難とされていた。
〔発明の目的〕
この発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、AC
特性が良好であシ、また論理回路の遅延テストを容易に
可能とするフリップフロツノ回路を提供することを目的
とする。
〔発明の概要〕
仁の発明では、データ入力を第1のシステムクロックで
ラッチし、かつスキャンイン入力を第1のスキャン用ク
ロックでラッチする第1のラッチ回路と、該第1のラッ
チ回路の出力を前記第1のシステムクロックまたは第2
の7ステムクロツクでラッチしその出力が当該フリップ
フロップ回路のデータ出力となる第2のラッチ回路と、
前記第1のラッチ回路の出力を第2のスキャン用クロッ
クでラッチしその出力が当該フリップ70ツブ回路のス
キャンアウト出力となる第3のラッチ回路との3つのラ
ッチ回路によって7リツプフロツプ回路を構成し、7ス
テム動作時には前記第1および第2のスキャン用クロッ
クを適宜所定論理レベルに固定することによって前記第
1のラッチ回路をマスター部、前記第2のラッチ回路を
スレーブ部として動作さぜ、またスキャン動作時には前
記システムクロックを適宜所定論理レベルに固定するこ
とによって前記第1のラッチ回路をマスター部、前記第
3のラッチ回路をスレーブ部として動作させる。システ
ム動作時には、入力データがシステムクロック(1相ま
たは2相)によって前記第1および第2のラッチ回路に
ラッチされ該第2のラッチ回路の出力端子にデータが出
力される。まタフキャン動作時にはスキャンイン入力デ
ータが前記第1および第2のスキャン用クロックによっ
て前記第1のラッチ回路および第3のラッチ回路にそれ
ぞれラッチされ、該第3のラッチ回路の出力端子にスキ
ャンアウトデータが出力される。このスキャン動作の際
に前記外2のラッチ回路にシステムクロックを入力する
ことによって前記第1 −のラッチ回路にラッチされた
スキャンイン入力を前記第2のラッチ回路に取込む。前
記第1乃至第3のラッチ回路をそれぞれ例えばクロット
インバータによって構成すればよυ高性能のフリップフ
ロツノ回路を実現することができる。
〔発明の効果〕
このようにこの発明にかかるフリップフロップ回路によ
れば、従来回路のようなセレクタ部を有しないために、
該セレクタ部によるデータ入力およびクロックの遅延は
なく、これにより遅延時間、セットアツプ時間、ホール
ド時間あるいはクロックill萱9ルス幅などのAC特
性がスキャンインアウド機能を持たない通常のフリップ
フロップ回路の特性と変わらない良好なものとなる。ま
だ2相のシステムクロックを用いれば論理回路の遅延テ
ストを容易に行なうことができる。
〔発明の実施例〕
以下、この発明を添付図面に示す実施例にしたがって詳
細に説明する。
第2図に、この発明にかかるフリップフロップ回路の構
成を示す。
本発明では3つのラッチL、、L2 、LBによってフ
リップフロップ回路を構成する。ラッチL1には入力デ
ータDまたはスキャンイン入力データSIが入力され、
ラッチL1は入力データDをシステムクロックCのタイ
ミングで取込み、またスキャンイン入力データSlをス
キャン用クロックAのタイミングで取込む。該ラッチL
1の出力21はラッチL2に入力され、ラッチL2はこ
の出力21を前記システムクロックCあるいは別のシス
テムクロックC′のタイミングで取込む。該ラッチの出
力が本フリップフロッゾ回路のデータ出力QおよびQと
力る。一方、ラッチL1の出力22(出力21と出力2
2とは論理レベルが常に相反する)はラッチL3に入力
され、ラッチL8はこの出力22をスキャン用クロック
Bのタイミングで取込む。該ラッチL3の出力が本フリ
ップ70ツブ回路のスキャンアウト出力SOとなる。
通常、システム動作を行なう場合はスキャン用クロック
AおよびBは論理レベルで′0″に固定され、システム
クロックを入力することによってラッテL1をマスター
部、ラッチL2をスレーブ部として動作し、入力データ
Dが出力QおよびQに伝播される。システムクロックが
1相の場合にはクロックCのみが入力され、2相の場合
にはラッチL、にクロックCが入力されラッチL2にク
ロックC′が入力される。このように本フリッf70ツ
ノ回路によれば、システム動作時にはスキャンインアウ
ト機能のない通常のマスタースレーゾ形の7リツプフロ
ツゾと論理的には等価な形で動作するために、スキャン
インアウト機能を持たせたことによるAC特性の劣化が
生じない。
また、システムクロックが1相の場合のスキャン動作時
には、通常クロックCは論理レベルで′1”に固定され
、スキャン用クロックAおよびBを適宜入力することに
よってスキャンイン入力データSIがラッチ”l + 
L2 、LBに取込まれ、該入力データSIは出力Q、
Qおよびスキャンアウト出力SOに伝播される。
次に、システムクロックが2相の場合のスキャン動作時
には通常クロックCは論理レベルで11”にクロックC
′は論理レベルで0”に固定された状態でスキャン用ク
ロックAおよびBが適宜入力される。これによシ、スキ
ャンイン入力データSIはスキャンアウト出、力SOに
伝播し、この後クロックC′を適宜のタイミングで論理
レベルパ1”にすることによってスキャンイン入力デー
タSIをラッチL2に取込む。このようなりロック制御
を行なうと、スキャンインデータSIがラッチL2に取
込まれるタイミングを正確に把握することができるので
遅延テストの際に好都合である。
次に、第2図に示したフリップフロップ回路をクロア千
インバータを用いて具体的に構成する。
第3図上部に1個のクロックドインバータの基本回路構
成を示す。第3図に示すようにクロックドインバータは
2個のNチャネルMO8トランジスタMo、Mlと2個
のPチャネルMOSトランジスタM2.M、とから成る
。MOS トランジスタM。
およびM2よ構成る回路構成は相補形のインバータ回路
であシ、入力信号は常に出力側で論理反転される。この
クロックドインバータではこのような相補形のインバー
タ回路の動作状態をMOSトランジスタMOおよびM3
にそれぞれ入力される制御クロックφおよびφで制御す
る。すなわち制御クロックφとして1理レベル″′1”
を入力したときにはφは@0”となシ、これによ]MO
SトランジスタMoおよびM3は双方オン状態となシ、
前記相補形のインバータ回路は動作する。この結果出力
OUTに入力信号INを論理反転した出力が得られる。
一方、制御クロックφとして論理レベルaO”を入力し
たときにはφは°゛1#となシ、これによj5MOSト
ランジスタMOおよびM3は双方遮断状態となシ前記相
補形のインバ−タ回路は動作しない。この結果、出力O
UTは入力信号INを論理反転せずに以前の値を保持す
る。第3図下部に示した記号は上記クロツクドインノ々
−夕を示しておシ、φがw″1”で反転、φが′0”で
保持である。なお、この記号で7が付されている場合は
上記動作とは逆であシφがパ1”で保持、φが′0″で
反転である。
第4図および第5図は上記クロックドインバータを用い
て第2図に示したフリップフロツノ回路を具体構成した
ものであり、第4図にシステムクロックが1相の場合、
第5図にシステムクロックが2相の場合を示す。
システム動作時にはスキャン用クロックAおよびBを0
”に固定する。これによシφ2および凸が付されている
クロックドインバータは単なるインバータ回路として動
作し、φ2およびφ3が付されているクロックドインバ
ータは動作しない。したがって第4図においては、ラッ
チL1は入力データDをクロックCの立下がシで取込み
、ラッチL2はラッチL1の出力21をクロックCの立
上がシで取込むよう動作する。一方第5図の場合、ラッ
チL1は入力データDをクロックCの立下がりで取込み
、ラッチL2はラッチL1の出力21をクロックC′の
立上がシで取込むよう動作する。
スキャン動作時にはシステムクロックCは通常61”に
固定される。これによシφ!が付されているクロックド
インバータは非動作であシ、φ1が付されているクロッ
クドインバータは単なるインバータとして動作する。し
たがって第4図の場合、スギャンイン入力端子SIから
入力されたスキャンインデータはクロックAの立上がυ
でラッテL1にラッチされ、該ラッチLlの出力22は
クロックBの立上がシがラッチL3にラッチされ、ラッ
チL2の出力端子Qにはスキャンインデータの論理反転
信号が伝播され、出力端子Qにはスキャンインデータの
非反転信号が伝播される。一方、第5図の場合ラッチL
1およびL3についてのスキャンインおよびスキャンア
ウトのタイミングは第4図の場合と同じであるが、2ツ
テLlにスキャンインされたデータはシステムクロック
C′が1”になったときにしかラッチL2の出力Qおよ
びQに伝播しない。
次に第5図に示したフリップフロップ回路を用いてスキ
ャンデザイン化した論理回路を第6図に示す。第6図の
破線内の組合せ回路における端子12から出力端子16
まで伝播する信号の遅延をテストするとする。第7図に
主な信号のタイムチャートを示す。
最初はシステムクロックCを61”、システムクロック
C′を0”に固定し、tlからtzまでの期間第7図に
示すようなりロックA、Bを入力することで、S工0端
子から第1のデストノ4ターン゛1”、′1”、1”を
スキャンインする。これによシ、第1のテストパターン
がフリップフロップ回路F、のラッチL1.L3、フリ
ップフロップ回路F1のラッチLl、L3、フリップフ
ロップ回路F2のラッチLl、LBを順次伝播し、これ
らのラッチはすべて11”に設定される。次に時刻t2
においてクロックC′を61”にすることにより各フリ
ップフロップ回路FO+ Fl + F2のラッチLl
の記憶内容をラッチL2にそれぞれ取込ませる。この結
果、端子to 、il 、tz li3.i4.isは
それぞれ′0” I(1fifi 、 II Q”。
パ1”、′0″、″′1″に設定され、破線内の組合せ
回路が動作し、出力端子16は所定の遅延時間をもって
′1″となる。次にクロックc’2 ” o ’にし、
再びクロックA、Bを入力することで、81.端子から
第2のテストパターン゛t 1jj 、 tt □”、
′1″をスキャンインする。これにより第2のテストパ
ターンが前記同様7リツノ70ツノ回路F(11Fl+
F2のラッチLl 、L、を順次伝播し、フリップフロ
ップ回路FoおよびF2のラッチL、およびL3はtt
 1 ″に、フリツノフロツノ回路FlのラッチL、お
よびL2は′0″に設定される。時刻t3においてクロ
ックC′を再びtt 1mにする。これにより各フリッ
プフロップ回路のラッチLlの記憶内容はラッチL2に
それぞれ取込まれ、端子10 、t、、t□ +’3’
+14 .16はそれぞれパ0”、u l jj 、 
It l Ifi、″Q 71 、 (t ”、′l″
に設定され0 る。この入力をもって組合せ回路が動作し、出力端子五
6は所定の遅延時間をもって時刻t4に′0″となる。
この出力端子16の信号変化は入力端子12および13
の便化によるものでsb、時刻t3から時刻t4までの
遅延時間は入力端子12から出力端子let、での経路
あるいは入力端子i3から出力端子16までの経路によ
って発生するものと考えられる。
出力端子i6の信号はクロックCの立下がシでフリップ
フロップ回路F3のラッチL1に取込まれ、スキャンア
ウトで読出すことができる。したがって、クロックCの
立下がシパルスを適当なタイミン7力したときのみに出
力端子i6の信号はフリップ70ッfF、のラッチL1
に取込まれ、該立下が9パルスを何回か変化させて入力
することによって時刻t4における出力端子16の変化
を検出し、これによって入力端子12から出力端子le
tであるいは入力端子13から出力端子16までの経路
の遅延がテストされる。このような遅延テストを適宜ス
キャン入力のテストパターンを変化させて行々うことで
、各線路の遅延がテストされ前記組合せ回路上のクリテ
ィカルパスを容易にチェックすることができる。
号はクロックの立上がシあるいは立下がシのいずれによ
ってラッチするようにしてもよい。
また、上記実施例ではクロックドインバータを用いて本
フリッグフロップ回路を構成したが、本フリッゾ70ツ
ブ回路はこれに限らない任意の回路素子を用いて構成し
てもよいことは勿論である。
【図面の簡単な説明】
第1図はスキャンインアウト機能を具えだ従来のフリッ
プフロツノ回路を示すブロック図、第2図はこの発明に
かかるフリップフロップ回路の構成例を示すブロック図
、第3図は1個のクロックドインバータの回路構成例を
示す図、第4図はシステムクロックを1相にした場合の
クロックドインバータによる本発明の具体構成例を示す
回路図、第5図はシステムクロックを2相にした場合の
クロックドインバータによる本発明の具体構成例を示す
回路図、第6図はこの発明にかかるフリップフロツノ回
路を用いてスキャンデザイン化した論理回路の一例を示
す回路図、縞7図は第6図に示した論理回路の遅延テス
トの動作例を示すタイムチャートである。 10・・・セレクタ、20,30.Lt 、t+、+L
8・・・ラッチ、D・・・システムデータ入力端子、S
■・・・スキャンインデータ入力端子、c 、 c’・
・・システムクロック端子、A、B・・・スキャン用ク
ロック端子、Q、Q・・・システムデータ出力端子、S
O・・・スキャンアウト端子、MO、Ml 、M2 、
M3・・・MO8)ランジスタ、FO+ F 1 r 
F2 r F3 ”’フリップフロップ回路。 代理人弁理士 木 村 高 久 第1図 第3図 第4図 CAR

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1) スキャンインアウト機能を有するマスタースレ
    ーブ形のフリップフロップ回路であって、データ入力を
    第1のクロックでラッチし、スキャンイン入力を第2の
    クロックでラッチする第1のラッチ回路と、該第1のラ
    ッチ回路の出力を前記第1または第3のクロックでラッ
    チしその出力を当該フリップ70ッゾ回路のデータ出力
    とする第2のラッチ回路と、前記第1のラッチ回路の出
    力を第4のクロックでラッチしその出力を当該フリップ
    フロップ回路のスキャンアウト出力とする第3のラッチ
    回路とから成り、システム動作時には前記第1のラッチ
    回路をマスター部、前記第2のラッチ回路をスレーブ部
    として動作し、スキャン動作時には前記第1のラッチ回
    路をマ哀タ一部、前記第3のラッチ回路をスレーブ部と
    して動作することを特徴とするフリップフロップ回路。
  2. (2)前記第1、第2および第3のラッチ回路はそれぞ
    れり・hインバータによって構成される特許請求の範囲
    第(1)項記載のフリップフロップ回路。
JP58197456A 1983-10-21 1983-10-21 フリツプフロツプ回路 Pending JPS6089120A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62109337A (ja) * 1985-11-04 1987-05-20 ヒユ−ズ・エアクラフト・カンパニ− テスト/マスタ−/スレ−ブ・トリプルラツチフリツプフロツプ
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