JPS61176136A - 半導体集積回路装置 - Google Patents
半導体集積回路装置Info
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/02—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
- H01L27/04—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body
- H01L27/10—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including a plurality of individual components in a repetitive configuration
- H01L27/118—Masterslice integrated circuits
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- Design And Manufacture Of Integrated Circuits (AREA)
- Semiconductor Integrated 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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明はマスタスライス型半導体集積回路装置に係り、
特に診断人出口専用パッドの大幅な低減が可能で、高い
診断検出率を得るに好適なマスタスライス型半導体集積
回路装置に関する。
特に診断人出口専用パッドの大幅な低減が可能で、高い
診断検出率を得るに好適なマスタスライス型半導体集積
回路装置に関する。
マスタスライスLSIとは、L8 It−製造する時に
用いる/O数枚のマスクのうちで配線に相当するマスク
のみを開発品種に応じて作成して所望の電気回路動作を
有するLSIを製造するものである。
用いる/O数枚のマスクのうちで配線に相当するマスク
のみを開発品種に応じて作成して所望の電気回路動作を
有するLSIを製造するものである。
従来のマスタスライスLSIの構成を第2図に示す。L
SIチップ11は、その外周にボンデングパッドおよび
人出口回路領域12を持ち、内部にはトランジスタ等の
素子から成る基本セル13tX軸方向に配列した基本セ
ル列14を配線領域15をはさんで繰返し配置した構成
を採っている。
SIチップ11は、その外周にボンデングパッドおよび
人出口回路領域12を持ち、内部にはトランジスタ等の
素子から成る基本セル13tX軸方向に配列した基本セ
ル列14を配線領域15をはさんで繰返し配置した構成
を採っている。
所望の電気回路動作を得るために、隣接した基本セル列
13を1個あるいは数個結線してNANDゲートやフリ
ップ70ツブなどを形成する(以後、このようにして形
成した論理ゲートをブロックと呼ぶ)。そして、複数個
の基本セル13で形成した各種論理ブロック間を論理図
に従って結線することによって一つのLSIを形成する
。論理ブロックの配置、配線はDAシステム■esig
n Au −tomation System )によ
り自動的に行なわれる。
13を1個あるいは数個結線してNANDゲートやフリ
ップ70ツブなどを形成する(以後、このようにして形
成した論理ゲートをブロックと呼ぶ)。そして、複数個
の基本セル13で形成した各種論理ブロック間を論理図
に従って結線することによって一つのLSIを形成する
。論理ブロックの配置、配線はDAシステム■esig
n Au −tomation System )によ
り自動的に行なわれる。
第3図は従来の一例を示す基本セル13の平面図を示し
たものである。基本セル13は、P型MO8)ランジス
タ(以後PMO8と記す)のソースあるいはドレインと
なるPI型領領域20N聾MOSトランジスタ(以後N
MO8と記す)のソースあるいはドレインとなるN9型
領域21、N“型領域を形成するためにNm基板内に形
成されるP−WELL領域(図示せず)、PMO8及び
bMO8のポリS;ゲート電極(うち1本はPM(8と
N]1fO8で共有)22、両トランジスタに電源電圧
を供給するVcc電源線25.GND電源線26から形
成される。この場合、品種毎に変わるマスク(カスタム
マスク)は、該P0形領域20またはN′″形領域21
、ポリSI電極22とAtI配線とを接続するためのコ
ンタクト孔(CT孔と記す)のマスク、All配線マス
ク、ALl配線とAt2配線を接続するための層間絶縁
膜にあけるコンタクト孔(TH孔と記す)の1スクそれ
にAt2配線マスクの4枚少々である。
たものである。基本セル13は、P型MO8)ランジス
タ(以後PMO8と記す)のソースあるいはドレインと
なるPI型領領域20N聾MOSトランジスタ(以後N
MO8と記す)のソースあるいはドレインとなるN9型
領域21、N“型領域を形成するためにNm基板内に形
成されるP−WELL領域(図示せず)、PMO8及び
bMO8のポリS;ゲート電極(うち1本はPM(8と
N]1fO8で共有)22、両トランジスタに電源電圧
を供給するVcc電源線25.GND電源線26から形
成される。この場合、品種毎に変わるマスク(カスタム
マスク)は、該P0形領域20またはN′″形領域21
、ポリSI電極22とAtI配線とを接続するためのコ
ンタクト孔(CT孔と記す)のマスク、All配線マス
ク、ALl配線とAt2配線を接続するための層間絶縁
膜にあけるコンタクト孔(TH孔と記す)の1スクそれ
にAt2配線マスクの4枚少々である。
第3図において、23.24はそれぞれCT孔を介して
Nil基板とP −WE L L領域にVcc電位、G
ND電位を供給するためのP4″型領域、N”を領域で
ある。
Nil基板とP −WE L L領域にVcc電位、G
ND電位を供給するためのP4″型領域、N”を領域で
ある。
第4図(a)に、基本セル列14の上に3人力NAND
ゲートの論理ブロック(第4図(b)に論理シンボルを
示す)を構成した列を示す。下地の基本セルは単純化の
ためのトランジスタ記号を使いシンボライズ化し、第3
図に示し友ものと同一物。
ゲートの論理ブロック(第4図(b)に論理シンボルを
示す)を構成した列を示す。下地の基本セルは単純化の
ためのトランジスタ記号を使いシンボライズ化し、第3
図に示し友ものと同一物。
同等物は、同じ記号で示す。第4図(a)において点大
の実線はAt1配線、点線はAt2配線、x印はCT孔
、口印はT)(孔である。At1配線で2人力NAND
のトランジスタ間結線を行ない、入力端子A、B、C(
等電位端子A’ 、B’ 、C’)はAtI配線で、出
力端子D(等電位端子D’ )はAt2配線で形成する
。このように、主にAt1配線を使ってトランジスタの
結線パターンを形成することにより、種々の論理ブロッ
クを形成する。
の実線はAt1配線、点線はAt2配線、x印はCT孔
、口印はT)(孔である。At1配線で2人力NAND
のトランジスタ間結線を行ない、入力端子A、B、C(
等電位端子A’ 、B’ 、C’)はAtI配線で、出
力端子D(等電位端子D’ )はAt2配線で形成する
。このように、主にAt1配線を使ってトランジスタの
結線パターンを形成することにより、種々の論理ブロッ
クを形成する。
そして、これらの論理ブロックは基本セル列14内の任
意の位置に配置され、論理ブロック間は、配線チャンネ
ル領域15において主にX方向はAtI配線を、Y方向
はAt2配線を、接続点にはTH孔を使って配線される
。なお、入出力回路領域12には入出力バッファを構成
するための入出力回路セル(I/Oセル)が配列されて
いる。
意の位置に配置され、論理ブロック間は、配線チャンネ
ル領域15において主にX方向はAtI配線を、Y方向
はAt2配線を、接続点にはTH孔を使って配線される
。なお、入出力回路領域12には入出力バッファを構成
するための入出力回路セル(I/Oセル)が配列されて
いる。
ところで、論理LSIにおいては高集積化に伴ない、故
障回路が指数関数的に増大するためLSI中の故障を全
て検出できるようなテストパターンを作成する作業が困
難になると同時に、その作業工数(診断工数)が急増す
る。特に、ゲートアレイの場合、品種展開時の全開発工
数に占める診断工数の割合は大きく、開発期間短縮の大
きなネックとなっている。そのため、一般にカスタムL
SIの場合、全体の回路を組合せ回路群と順次回路群に
分割して、個々の組合せ回路群の診断に置換えるいわゆ
る分割診断方式が広く採用されている。
障回路が指数関数的に増大するためLSI中の故障を全
て検出できるようなテストパターンを作成する作業が困
難になると同時に、その作業工数(診断工数)が急増す
る。特に、ゲートアレイの場合、品種展開時の全開発工
数に占める診断工数の割合は大きく、開発期間短縮の大
きなネックとなっている。そのため、一般にカスタムL
SIの場合、全体の回路を組合せ回路群と順次回路群に
分割して、個々の組合せ回路群の診断に置換えるいわゆ
る分割診断方式が広く採用されている。
この場合、個々のフリップ70ツブは診断データ(組合
せ回路群の入力テストパターンまたは出力テストハター
ン)を外部ビンからライト(スキャンイン)、リード(
スキャンアウト)できる機能を有する必要がある。一方
、診断データ入出力用などの診断用ビンは、通常ビンと
共用できないため制約が大きく、シたがって、診断のた
めの回路方式は制約の大きいものであった。たとえば、
診断専用ピン数を低減するため内部のフリップフロップ
をシフトレジスタ状に結線して、シフトレジスタ動作で
スキャンイン、スキャンアウトするLSSD方式がある
(%公昭57−3/O7、論理装置のレベル感知形試験
方法、IBM社)。しかし、マスタスライスLSIに適
用する上でテストステンプ数が大きい傾向がある。
せ回路群の入力テストパターンまたは出力テストハター
ン)を外部ビンからライト(スキャンイン)、リード(
スキャンアウト)できる機能を有する必要がある。一方
、診断データ入出力用などの診断用ビンは、通常ビンと
共用できないため制約が大きく、シたがって、診断のた
めの回路方式は制約の大きいものであった。たとえば、
診断専用ピン数を低減するため内部のフリップフロップ
をシフトレジスタ状に結線して、シフトレジスタ動作で
スキャンイン、スキャンアウトするLSSD方式がある
(%公昭57−3/O7、論理装置のレベル感知形試験
方法、IBM社)。しかし、マスタスライスLSIに適
用する上でテストステンプ数が大きい傾向がある。
なお、そのため論理回路の一部をチップ内のI/Oセル
全部に組込んでおく例(特開昭58−44741)もあ
るが、I/Oセル数が大きい場合所要ゲート面積が増大
する傾向がある。
全部に組込んでおく例(特開昭58−44741)もあ
るが、I/Oセル数が大きい場合所要ゲート面積が増大
する傾向がある。
本発明の目的は通常ビンを診断用ビンとして兼用可能に
することにより、診断性能の向上が期待できる診断用回
路組込型マスタスライスLSI’に提供することにある
。
することにより、診断性能の向上が期待できる診断用回
路組込型マスタスライスLSI’に提供することにある
。
本発明は分割診断方式金ゲートアレイに適用するにあた
シ、通常パッドを診断パッドとしても兼用可能な回路方
式を実現することにより診断専用パッドの低減をはかっ
たもので、特に、データバスを介して数ビツト同時にリ
ード/ライト(スキャンアウト、スキャンイン)する診
断方式への適用を考えている。
シ、通常パッドを診断パッドとしても兼用可能な回路方
式を実現することにより診断専用パッドの低減をはかっ
たもので、特に、データバスを介して数ビツト同時にリ
ード/ライト(スキャンアウト、スキャンイン)する診
断方式への適用を考えている。
第5図は本発明を適用した前記診断方式を採用するゲー
トアレイLSIのチップ構成を示したもので、前出のも
のと同一、同等物は同一記号で表わす。チップ11にお
いて、周辺領域12内のI/Oセル領域45には、I/
Oセルたとえば44−〇〜44−4が配置され、基本セ
ル列14内には種々の論理ブロックが記章される。説明
の便宜上、ここでは全体の回路が組合せ回路群41−1
と組合せ回路ブロック41−2、FFブロック40−1
.40−2と40−3に分割されたとする642はデコ
ーダおよびランダムゲートから成る診断タイミング発生
回路ブロック、43−1〜43−4はI/Oセル制御用
論理ブロックでいずれも診断用付加回路ブロックである
。
トアレイLSIのチップ構成を示したもので、前出のも
のと同一、同等物は同一記号で表わす。チップ11にお
いて、周辺領域12内のI/Oセル領域45には、I/
Oセルたとえば44−〇〜44−4が配置され、基本セ
ル列14内には種々の論理ブロックが記章される。説明
の便宜上、ここでは全体の回路が組合せ回路群41−1
と組合せ回路ブロック41−2、FFブロック40−1
.40−2と40−3に分割されたとする642はデコ
ーダおよびランダムゲートから成る診断タイミング発生
回路ブロック、43−1〜43−4はI/Oセル制御用
論理ブロックでいずれも診断用付加回路ブロックである
。
診断の手順は下記の手順で行なう。まず、診断クロック
、リードライト信号などの診断専用パッドを持つ診断信
号群46とFFアドレス信号ADRが診断タイミング発
生回路ブロック42に入力され、各FFブロックのリー
ドライト信号群47が発生する。個々のFFブロックは
前記信号群47により選択され、点大の実線で示す診断
パス(双方向データバス)を経由して外部パッド(図示
せず)から診断入力データSIO,SII、診断出カデ
ータ800.Solがそれぞれ入力、出力される。診断
パッドと通常パッドが兼用できるためには、通常モード
および診断モードを設け、診断モードにおいてI/Oセ
ル44−0〜44−2は入カパツファとして、I/Oセ
ル44−3.!:44−4は出力バッファとして動作す
る必要がある。
、リードライト信号などの診断専用パッドを持つ診断信
号群46とFFアドレス信号ADRが診断タイミング発
生回路ブロック42に入力され、各FFブロックのリー
ドライト信号群47が発生する。個々のFFブロックは
前記信号群47により選択され、点大の実線で示す診断
パス(双方向データバス)を経由して外部パッド(図示
せず)から診断入力データSIO,SII、診断出カデ
ータ800.Solがそれぞれ入力、出力される。診断
パッドと通常パッドが兼用できるためには、通常モード
および診断モードを設け、診断モードにおいてI/Oセ
ル44−0〜44−2は入カパツファとして、I/Oセ
ル44−3.!:44−4は出力バッファとして動作す
る必要がある。
そこで、本発明ではI/Oセル論理機能を通常モード/
診断モード信号で切換えるため、I/Oセル制御用論理
ブロック43−1〜43−4′f:診断バスに挿入する
こととした。前記I/Oセル制御用論理ブロックは内部
論理ブロックにより構成され、ユーザ設計の論理図にお
いて結線されているI/Oセルと内部論理ブロック間に
通常動作モードにおける信号論理を変えずに挿入すれば
よいので、DAプログラムにより診断用回路を自動生成
するに好都合である。また、必要な診断用パッドの数だ
けI/Oセル制御用論理ブロックを生成すればよいので
、前記I/Oセル制御用論理ブロックと等価な全論理機
能をI/Oセル内におさめておく方式と比べても、診断
用付加回路面積を大幅に低減できる。たとえば、後者の
方式でi、I/Oセル制御ブロックが最大6ゲート(2
人力NAND換算)で構成され、パッド数180の場合
、/O80ゲートも診断用回路として費やされる。
診断モード信号で切換えるため、I/Oセル制御用論理
ブロック43−1〜43−4′f:診断バスに挿入する
こととした。前記I/Oセル制御用論理ブロックは内部
論理ブロックにより構成され、ユーザ設計の論理図にお
いて結線されているI/Oセルと内部論理ブロック間に
通常動作モードにおける信号論理を変えずに挿入すれば
よいので、DAプログラムにより診断用回路を自動生成
するに好都合である。また、必要な診断用パッドの数だ
けI/Oセル制御用論理ブロックを生成すればよいので
、前記I/Oセル制御用論理ブロックと等価な全論理機
能をI/Oセル内におさめておく方式と比べても、診断
用付加回路面積を大幅に低減できる。たとえば、後者の
方式でi、I/Oセル制御ブロックが最大6ゲート(2
人力NAND換算)で構成され、パッド数180の場合
、/O80ゲートも診断用回路として費やされる。
なお、前記診断用付加回路ブロックは通常の論環ブロッ
クと同じように自動配置されてもよいし、あるいは自動
配置、配線される前にあらかじめ接続すれるべきI/O
セルの近くなどに固定配置されてもよい。この場合は自
動配線プログラムによる自動配線に好結果が期待で紮る
、すなわち未配線本数を少なくできる効果がある。
クと同じように自動配置されてもよいし、あるいは自動
配置、配線される前にあらかじめ接続すれるべきI/O
セルの近くなどに固定配置されてもよい。この場合は自
動配線プログラムによる自動配線に好結果が期待で紮る
、すなわち未配線本数を少なくできる効果がある。
ここで、I/Oセル制御用論理ブロックの挿入原理を第
6図に示す。第6図(a)は通常論理の場合で、I/O
セル/O0は配線A、B、・・・Nで内部論理ブロック
(図示せず)に、また配線/O4でボンデングパッド(
以後、単にパッドと呼ぶ)/O2に接続される。ここで
、通常論理とは診断用付加回路なしの論理、または論理
設計者(ゲートアレイの場合顧客、ユーザ)が診断を意
識しないで設計した論理を意味する。この論理において
、バスト/O2を診断用に兼用するため、第6図(b)
に示すようにI/Oセル制御用論理ブロック/O1を該
内部論理ブロックと該I/Oセル/O0との間に挿入す
る。該論理ブロック/O1において、信号線群/O3は
診断用信号線群で、診断モード信号、診断ライトタイミ
ング信号、診断リードタイミング信号などが重畳される
が、これらは該I/Oセル制御用論理ブロック/O1の
種類によって決まる。
6図に示す。第6図(a)は通常論理の場合で、I/O
セル/O0は配線A、B、・・・Nで内部論理ブロック
(図示せず)に、また配線/O4でボンデングパッド(
以後、単にパッドと呼ぶ)/O2に接続される。ここで
、通常論理とは診断用付加回路なしの論理、または論理
設計者(ゲートアレイの場合顧客、ユーザ)が診断を意
識しないで設計した論理を意味する。この論理において
、バスト/O2を診断用に兼用するため、第6図(b)
に示すようにI/Oセル制御用論理ブロック/O1を該
内部論理ブロックと該I/Oセル/O0との間に挿入す
る。該論理ブロック/O1において、信号線群/O3は
診断用信号線群で、診断モード信号、診断ライトタイミ
ング信号、診断リードタイミング信号などが重畳される
が、これらは該I/Oセル制御用論理ブロック/O1の
種類によって決まる。
以上の構成から明らかなように、該I/Oセル制御用論
理ブロックの追加によって、該信号線A。
理ブロックの追加によって、該信号線A。
B、・・・Nと内部論理ブロックの接続関係(通常論理
回路)は不変であシ、しかも通常動作モード時には、該
信号A、B、・・・Nと該パッド/O2間の信号論理は
第6図(a)の場合と同じに保たれる。本発明は通常用
と診断用を兼用するパッド毎に、すなわちI/Oセル毎
に(パッドとI/Oセルは対応している)前記I/Oセ
ル制御用論理ブロックを挿入するのが特徴である。
回路)は不変であシ、しかも通常動作モード時には、該
信号A、B、・・・Nと該パッド/O2間の信号論理は
第6図(a)の場合と同じに保たれる。本発明は通常用
と診断用を兼用するパッド毎に、すなわちI/Oセル毎
に(パッドとI/Oセルは対応している)前記I/Oセ
ル制御用論理ブロックを挿入するのが特徴である。
なお、該論理セルの挿入によって通常パスの信号プレイ
が増加するが、実施例で述べるようにその影響は小さい
。
が増加するが、実施例で述べるようにその影響は小さい
。
以下、本発明の一実施例金第1図により説明する。第1
図は通常モード時でパッド仕様が入力。
図は通常モード時でパッド仕様が入力。
出力、3ステート入出力パツフアの場合に、診断モード
時に要求される各種論理機能に対してI/OセルとI/
Oセル制御ブロックの組合せを示したものである。
時に要求される各種論理機能に対してI/OセルとI/
Oセル制御ブロックの組合せを示したものである。
まず、通常モードで入カパツファの場合を考える。すな
わち、診断なしの場合は第1図(a)に示すようにI/
Oセル61で表わされる。ここで、62はパッド、Kは
入力信号、kは該I/Oセルの出力信号である。第1図
(b)は診断モードでアドレス入力の場合金示し、信号
にラインにインバータブロック63.63’を接続して
アドレス信号aiを内部論理回路に供給する。信号にの
速度は、負荷がファンアウト1個、At配線が若干増加
するだけであl)影響されない。診断データ入力の場合
は第1図(b)で括弧内に示すように、ライトタイミン
グ信号SWで制御される3ステートバツフアブロツク6
4を信号にラインにつなぎ、内部論理回路に診断データ
dJt供給する。該3ステートバツフアブロツク64は
、第7図に示す回路(クロックドゲートインバータ)で
形成される。
わち、診断なしの場合は第1図(a)に示すようにI/
Oセル61で表わされる。ここで、62はパッド、Kは
入力信号、kは該I/Oセルの出力信号である。第1図
(b)は診断モードでアドレス入力の場合金示し、信号
にラインにインバータブロック63.63’を接続して
アドレス信号aiを内部論理回路に供給する。信号にの
速度は、負荷がファンアウト1個、At配線が若干増加
するだけであl)影響されない。診断データ入力の場合
は第1図(b)で括弧内に示すように、ライトタイミン
グ信号SWで制御される3ステートバツフアブロツク6
4を信号にラインにつなぎ、内部論理回路に診断データ
dJt供給する。該3ステートバツフアブロツク64は
、第7図に示す回路(クロックドゲートインバータ)で
形成される。
すなわち、PMOSトランジスタMl、M2、NMO8
)ランジスタM3.M4tVcc端子72とGND端子
73間に直列接続して成シ、入力信号にはインバータ7
0を介してMlとM4のゲート電極に共通に入力され、
ライトタイミング信号SWはM3のゲート電極およびイ
ンバータ71を介してM2のゲート電極に入力される。
)ランジスタM3.M4tVcc端子72とGND端子
73間に直列接続して成シ、入力信号にはインバータ7
0を介してMlとM4のゲート電極に共通に入力され、
ライトタイミング信号SWはM3のゲート電極およびイ
ンバータ71を介してM2のゲート電極に入力される。
したがって、該ライトタイミング信号SWが“O”レベ
ルの時はM2のゲート電極入力(インバータ71出力)
が@″l”レベル、M3のゲート入力が/O”レベルと
なるのでM2とM3Hオフ、すなわち、出力信号d1は
ハイインピーダンス状態トなる。
ルの時はM2のゲート電極入力(インバータ71出力)
が@″l”レベル、M3のゲート入力が/O”レベルと
なるのでM2とM3Hオフ、すなわち、出力信号d1は
ハイインピーダンス状態トなる。
次に、該信号SWが“1#レベルのときは前記論理レベ
ルと反対のレベルになるので、M2.M3はともにオン
になシ、’J比出力信号にと同−論理レベル出力となる
。一方、診断モード時データ出力の場合は、第1図(C
)に示される。通常モード時、出力パンツ762′の出
力り、と入力信号にとの競合を防ぐため、入カパツファ
I/Oセル61は3ステート人出力バツファI/Oセル
62に置換えられ、リードタイミング信号SRで制御さ
れる。該I/Oセル62は実際は第8図の回路構成で示
され、3ステート付バツフア62′はVcc端子72と
GND端子73間にソースおよびドレインが直列接続さ
れたPMO8)ランジスタM5とNMO8)ランジスタ
M6、それに3ステ一ト制御用内部論理ブロック62“
から構成される。該論理ブロック62“は、2人力NA
ND80.2人力N0R81、インバータ82から成る
。動作について説明する。まず、通常モード時ではリー
ドタイミング信号SRが0”レベルであり、該2NAN
−D80の入力の一方が/O”レベル、該ZNOR81
の入力の一方が“1”レベルとなるので、信号線83は
“1”レベル、信号線84は@O#レベルとなシ、M5
.M6ともにオフとなる。したがって、信号K / D
Iラインはハイインピーダンス状態になり、パッド6
2は入力バッドとして機能する。次に、該リードタイミ
ング信号SRが′1#レベル時(診断モード時起る)F
i、、該2NAND80の入力の一方が″1”レベル、
該2NO几81の入力の一方が/O#レベルとなるので
、信号線83および84はともに該診断データd、の反
転論理レベルとなシ、出力信号に/Drはd、と同−論
理レベルになる。なお、3ステート付出カバソフア62
′は、前記第7図のクロックドゲートインバータ型でも
よく、この場合は3ステ一ト制御用内部論理ブロック6
2“が不要な利点があるっ 通常モードにおいて、I/Oセルが出力バッファの場合
を考える。診断パッド不要の場合は第1図(d)に示す
ように、I/Oセルは出力バッファ65を形成する。S
は該出力バッファの入力信号、Sは出力信号である。ま
ず、診断モード時(モード信号M=″′0#)アドレス
人力パッドとして使う場合を第1図(e)に示す。すな
わち、I/Oセル65は3ステート入出力パツフアI/
Oセル62に置換えられる。該3ステート入出力バツフ
ア62は診断モード信号Mで3ステート制御される3ス
テート付出力バツフア62′と入力バッファ61から成
る。診断モードの時(M=−0”)は該3ステート付出
力パツフア62′の出力が・・イインピーダンス状態に
なるので、アドレス信号A+Fi該入カパツファ61に
入力され、アドレス信号a、が内部診断用論理に供給さ
れる。診断データ入力の場合にさらに3ステートバツフ
アブロツク64を追加し、ライトタイミング信号SWに
同期して診断データdjを発生させる<5W=/O”レ
ベルの時はd、信号ラインはハイインピーダンス状態と
なる)。通常モードの時(M=′″1#)は、3ステー
ト付出力バツ7762′は通常のノンインバーテング出
力バツ7アを構成し、出力信号Sを外部パッドから出力
する。この場合、出力側負荷容量は入力バッファ61の
ゲート容量の分だけ増加するが、外部負荷容量に比べて
充分小さく、出力信号Sの速度への影響は小さい。
ルと反対のレベルになるので、M2.M3はともにオン
になシ、’J比出力信号にと同−論理レベル出力となる
。一方、診断モード時データ出力の場合は、第1図(C
)に示される。通常モード時、出力パンツ762′の出
力り、と入力信号にとの競合を防ぐため、入カパツファ
I/Oセル61は3ステート人出力バツファI/Oセル
62に置換えられ、リードタイミング信号SRで制御さ
れる。該I/Oセル62は実際は第8図の回路構成で示
され、3ステート付バツフア62′はVcc端子72と
GND端子73間にソースおよびドレインが直列接続さ
れたPMO8)ランジスタM5とNMO8)ランジスタ
M6、それに3ステ一ト制御用内部論理ブロック62“
から構成される。該論理ブロック62“は、2人力NA
ND80.2人力N0R81、インバータ82から成る
。動作について説明する。まず、通常モード時ではリー
ドタイミング信号SRが0”レベルであり、該2NAN
−D80の入力の一方が/O”レベル、該ZNOR81
の入力の一方が“1”レベルとなるので、信号線83は
“1”レベル、信号線84は@O#レベルとなシ、M5
.M6ともにオフとなる。したがって、信号K / D
Iラインはハイインピーダンス状態になり、パッド6
2は入力バッドとして機能する。次に、該リードタイミ
ング信号SRが′1#レベル時(診断モード時起る)F
i、、該2NAND80の入力の一方が″1”レベル、
該2NO几81の入力の一方が/O#レベルとなるので
、信号線83および84はともに該診断データd、の反
転論理レベルとなシ、出力信号に/Drはd、と同−論
理レベルになる。なお、3ステート付出カバソフア62
′は、前記第7図のクロックドゲートインバータ型でも
よく、この場合は3ステ一ト制御用内部論理ブロック6
2“が不要な利点があるっ 通常モードにおいて、I/Oセルが出力バッファの場合
を考える。診断パッド不要の場合は第1図(d)に示す
ように、I/Oセルは出力バッファ65を形成する。S
は該出力バッファの入力信号、Sは出力信号である。ま
ず、診断モード時(モード信号M=″′0#)アドレス
人力パッドとして使う場合を第1図(e)に示す。すな
わち、I/Oセル65は3ステート入出力パツフアI/
Oセル62に置換えられる。該3ステート入出力バツフ
ア62は診断モード信号Mで3ステート制御される3ス
テート付出力バツフア62′と入力バッファ61から成
る。診断モードの時(M=−0”)は該3ステート付出
力パツフア62′の出力が・・イインピーダンス状態に
なるので、アドレス信号A+Fi該入カパツファ61に
入力され、アドレス信号a、が内部診断用論理に供給さ
れる。診断データ入力の場合にさらに3ステートバツフ
アブロツク64を追加し、ライトタイミング信号SWに
同期して診断データdjを発生させる<5W=/O”レ
ベルの時はd、信号ラインはハイインピーダンス状態と
なる)。通常モードの時(M=′″1#)は、3ステー
ト付出力バツ7762′は通常のノンインバーテング出
力バツ7アを構成し、出力信号Sを外部パッドから出力
する。この場合、出力側負荷容量は入力バッファ61の
ゲート容量の分だけ増加するが、外部負荷容量に比べて
充分小さく、出力信号Sの速度への影響は小さい。
診断データ出力として兼用する場合は第1図(f)に示
される。I/Oセル65は通常と同じように出力反転バ
ッファを構成するが、該I/Oセル65と該入力信号S
との間にマルチプレクサ論理ブロック67が挿入される
。診断モード時、リードタイミング信号S几=′a1“
となると該マルチプレクサブロック67は診断データd
je選択し、該I/Oセル65は診断データD、を出力
する。
される。I/Oセル65は通常と同じように出力反転バ
ッファを構成するが、該I/Oセル65と該入力信号S
との間にマルチプレクサ論理ブロック67が挿入される
。診断モード時、リードタイミング信号S几=′a1“
となると該マルチプレクサブロック67は診断データd
je選択し、該I/Oセル65は診断データD、を出力
する。
通常モード時は5R=/O#であり、今度は通常入力信
号Sを選択し、通常動作を行なう。
号Sを選択し、通常動作を行なう。
通常モードにおいて、3ステート入出力バツフアI/O
セル(第1図(g))全診断用と兼用する場合について
説明する。g1図(g)において、Cは3ステ一ト制御
信号、Sは出力バッファ62′の入力信号、kは入力信
号であシ、■/Oセル62は実際は第1図(C)で説明
し九のと同じ論理ブロック62“とI/Oセル62で構
成される。まず、アドレス入力として兼用する場合を第
1図但)に示す。
セル(第1図(g))全診断用と兼用する場合について
説明する。g1図(g)において、Cは3ステ一ト制御
信号、Sは出力バッファ62′の入力信号、kは入力信
号であシ、■/Oセル62は実際は第1図(C)で説明
し九のと同じ論理ブロック62“とI/Oセル62で構
成される。まず、アドレス入力として兼用する場合を第
1図但)に示す。
この場合、I/Oセル62に変わらず、2人力ANDゲ
ートブロック68が追加される。なお、この図に限らず
前出と同一、同等物は同一記号で表わす。診断モード時
(M=@0”)は該2人力ANDゲートブロック68出
力がMO”レベルになり、該3ステート付バツフア62
′はオフになるので、アドレス入力kIn人カバツファ
61、インバータブロック63.63’を介して入力さ
れる。診断データ入力と兼用する場合は、さらに第11
g(h)で括弧内に示す3ステートバツフアブロツク6
4t−追加する。動作は前記と同じであるので省略する
。通常モード(M=”l”)時では2人力ANDゲート
ブロック68田力は3ステ一ト制御信号Cと同−論理レ
ベルとなるので、I/Oセル62は通常の3ステート入
出力パツフアを形成するっ 診断データ出力と兼用する場合に第1図(i)に示され
ている。この場合もI/Oセルは通常の3ステート入出
力パツフアI/Oセル62と同じでよいが、新たに、2
人力ORゲートブロック69.2人力2ワイドAN D
−ORゲート70が追加される。診断モード時(M=
′″0”)は、該ORゲートブロック69の出力が11
”レベルとなるので、3ステート付出力バツフア62′
はノンインバーテング出力パツファとして動作する。ま
た、該ゲート70は診断データdt’に出力するので外
部パッドには診断データDjが出力される。一方、通常
モード時(M=″′l”)/fi、該ゲート70が通常
入力信号Sを出力し、該O几デートは通常3ステ一ト制
御信号c f 3ステート付バツフア62′に供給する
ので、外部パッドには該信号Cが”1″レベルの時通常
出力信号Sが出力される。すなわち、通常動作を行なう
。
ートブロック68が追加される。なお、この図に限らず
前出と同一、同等物は同一記号で表わす。診断モード時
(M=@0”)は該2人力ANDゲートブロック68出
力がMO”レベルになり、該3ステート付バツフア62
′はオフになるので、アドレス入力kIn人カバツファ
61、インバータブロック63.63’を介して入力さ
れる。診断データ入力と兼用する場合は、さらに第11
g(h)で括弧内に示す3ステートバツフアブロツク6
4t−追加する。動作は前記と同じであるので省略する
。通常モード(M=”l”)時では2人力ANDゲート
ブロック68田力は3ステ一ト制御信号Cと同−論理レ
ベルとなるので、I/Oセル62は通常の3ステート入
出力パツフアを形成するっ 診断データ出力と兼用する場合に第1図(i)に示され
ている。この場合もI/Oセルは通常の3ステート入出
力パツフアI/Oセル62と同じでよいが、新たに、2
人力ORゲートブロック69.2人力2ワイドAN D
−ORゲート70が追加される。診断モード時(M=
′″0”)は、該ORゲートブロック69の出力が11
”レベルとなるので、3ステート付出力バツフア62′
はノンインバーテング出力パツファとして動作する。ま
た、該ゲート70は診断データdt’に出力するので外
部パッドには診断データDjが出力される。一方、通常
モード時(M=″′l”)/fi、該ゲート70が通常
入力信号Sを出力し、該O几デートは通常3ステ一ト制
御信号c f 3ステート付バツフア62′に供給する
ので、外部パッドには該信号Cが”1″レベルの時通常
出力信号Sが出力される。すなわち、通常動作を行なう
。
本発明によれば、任意位置の通常用途のパッドを診断用
途のパッドに兼用できるので、診断専用パッド数を最小
限に押えることができると同時に、診断用付加回路によ
り故障検出率を大さくできる効果がある。ま7’t、I
/Oセル内にではなく、内部論理ブロックにI/Oセル
制御用回路を組込むので、診断パッド数分の診断用ブロ
ックを用意すればよく、診断用付加回路面積を小さくで
きる利点がある。さらに、該当I/Oセルと接続されて
いる通常内部論理ブロック間に、前記I/Oセル制御ブ
ロックを挿入するので、DAによる診断回路の生成が容
易な効果がある。
途のパッドに兼用できるので、診断専用パッド数を最小
限に押えることができると同時に、診断用付加回路によ
り故障検出率を大さくできる効果がある。ま7’t、I
/Oセル内にではなく、内部論理ブロックにI/Oセル
制御用回路を組込むので、診断パッド数分の診断用ブロ
ックを用意すればよく、診断用付加回路面積を小さくで
きる利点がある。さらに、該当I/Oセルと接続されて
いる通常内部論理ブロック間に、前記I/Oセル制御ブ
ロックを挿入するので、DAによる診断回路の生成が容
易な効果がある。
第1図は本発明の構成の一実施列を示す回路図、第2図
は従来のマスタスライスLSIの構成を示すチップ平面
図、第3図は従来の基本セルの1例を示す平面図、第4
図(a)は従来の論理ブロックを示す結線図、第4図(
b)は論理シンボル図、第5図は本発明の概要を示すチ
ップ平面図、第6図は本発明の原理を示すブロック図、
第7図および第8図は第1図を補足説明する回路図。 /O0・・・I/Oセル、/O1・・・I/Oセル制御
用論理ブロック、61・・・入カパツファ、62・・・
3ステート入出力バツフア、62′・・・3ステート付
出カバツフア、63.63’・・・インバータゲート、
64・・・3ステ一ト付内部バッファ、65・・・反転
出力バッファ、67・・・マルチプレクサ・ブロック、
69・・・2人力ORゲート、70・・・2ワイド2人
力AND−0几ゲートゥ
は従来のマスタスライスLSIの構成を示すチップ平面
図、第3図は従来の基本セルの1例を示す平面図、第4
図(a)は従来の論理ブロックを示す結線図、第4図(
b)は論理シンボル図、第5図は本発明の概要を示すチ
ップ平面図、第6図は本発明の原理を示すブロック図、
第7図および第8図は第1図を補足説明する回路図。 /O0・・・I/Oセル、/O1・・・I/Oセル制御
用論理ブロック、61・・・入カパツファ、62・・・
3ステート入出力バツフア、62′・・・3ステート付
出カバツフア、63.63’・・・インバータゲート、
64・・・3ステ一ト付内部バッファ、65・・・反転
出力バッファ、67・・・マルチプレクサ・ブロック、
69・・・2人力ORゲート、70・・・2ワイド2人
力AND−0几ゲートゥ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、半導体チップ上に、基本トランジスタ素子を固定配
置した基本セルが配置され、また該半導体チップ周辺部
に入力バッファ、出力バッファを構成するトランジスタ
素子群からなるI/Oセルが配置され、さらに該I/O
セルと接続され該半導体チップ周辺に外部パッドが配置
されたマスタスライス型半導体集積回路装置において、 該I/Oセルと、このI/Oセルと通常端子が接続され
る論理ブロック間に通常動作モード、および診断動作モ
ードとを切換えるI/Oセル制御用論理ブロックを具備
させ、このI/Oセル制御用論理ブロックは通常動作モ
ードにおける信号論理を変えず単に診断の入出力仕様に
応じて決まるように構成したことを特徴とする半導体集
積回路装置。 2、特許請求の範囲第1項において、該I/Oセルと少
なくとも1個以上のフリップフロップが診断用スキャン
イン/またはスキャンアウトデータバスラインを介して
接続され、かつ該バスライン上に前記I/Oセル制御用
論理ブロックを挿入して成ることを特徴とする半導体集
積回路装置。 3、特許請求の範囲第1、2項において、該I/Oセル
および該I/Oセル制御用論理ブロックは診断モード信
号/あるいはスキャンインのタイミング信号またはスキ
ャンアウトのタイミング信号を入力とすることを特徴と
する半導体集積回路装置。 4、特許請求の範囲第1、2、3項において、通常論理
ブロックと同じように、該I/Oセル制御用論理ブロッ
クがDA(DesignAutomation)プログ
ラムにより自動配置、配線されることを特徴とする半導
体集積回路装置。 5、特許請求の範囲第4項において、該I/Oセル制御
用論理ブロックが複数の論理ブロックから成る半導体集
積回路装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60017489A JPH0626234B2 (ja) | 1985-01-31 | 1985-01-31 | 半導体集積回路装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60017489A JPH0626234B2 (ja) | 1985-01-31 | 1985-01-31 | 半導体集積回路装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61176136A true JPS61176136A (ja) | 1986-08-07 |
JPH0626234B2 JPH0626234B2 (ja) | 1994-04-06 |
Family
ID=11945414
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60017489A Expired - Lifetime JPH0626234B2 (ja) | 1985-01-31 | 1985-01-31 | 半導体集積回路装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0626234B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4945395A (en) * | 1986-08-12 | 1990-07-31 | Fujitsu Limited | Semiconductor device |
JPH0323658A (ja) * | 1989-06-20 | 1991-01-31 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体集積回路装置 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS59111343A (ja) * | 1982-12-16 | 1984-06-27 | Nec Corp | 集積回路装置 |
-
1985
- 1985-01-31 JP JP60017489A patent/JPH0626234B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS59111343A (ja) * | 1982-12-16 | 1984-06-27 | Nec Corp | 集積回路装置 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4945395A (en) * | 1986-08-12 | 1990-07-31 | Fujitsu Limited | Semiconductor device |
JPH0323658A (ja) * | 1989-06-20 | 1991-01-31 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体集積回路装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0626234B2 (ja) | 1994-04-06 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
EXPY | Cancellation because of completion of term |