JPS6144342B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はレジスタ用集積回路、特にシフト機能
を併せ有するレジスタ用集積回路に関する。

集積回路技術の発達に伴ない高集積化が可能と
なつてきたため単一の集積回路内に収容できる論
理回路数はますます増大する傾向にあり、これら
の複雑な論理回路の故障診断を行なうことは、集
積回路の大規模化に伴ない重要となつてきた。

まして単一の集積回路の中に複数の機能を有し
これらを選択的に使用する要求が発生してき、汎
用的な利用を計ろうとすると、必然的にある機能
を利用する場合には不必要な回路部分が生じてく
る。この不必要な部分は通常状態で使用する場合
は、その機能に合つた入力を与え、所要の出力の
みを得るようにし、不必要な回路部分の動作は制
御されて無視されるため問題はない。

しかしながら、診断動作を行なおうとする場合
は、入力となるテストデータは診断しようとする
回路部分に相応するデータのみで充分であり、こ
れを供給しようとすることとなり、また、このテ
ストデータの与え方や、テスト結果の取り出し方
は、通常動作と異なつた方法で行なうことがより
診断を容易にすることとなる。

従来、この種の論理回路のうち、レジスタを伴
なうものについては、通常動作でデータを並列に
情報を与え、また出力させる場合、診断動作では
レジスタの内容をシリアルに読出し、あるいは書
込むシフトパスを設け、レジスタにシリアルに所
要の情報を与え、あるいはシリアルにレジスタの
内容を読出して当該論理回路の故障診断を行なつ
ていた。

ところが、大規模集積回路においては、その汎
用性を増すために、保持するビツト数の異なるレ
ジスタを最大のビツト数をもつレジスタとして当
該集積回路内に収容してレジスタを多用途に用い
ている。このため少ないビツト数で使用する装置
ではシフトパスにより不必要な情報が出力され、
あるいはシフトパスを用いて不必要な情報を入力
しなければならなくなる欠点があつた。

本発明の目的は、単一の集積回路に含まれるシ
フトパスを有するレジスタ回路においてシフトパ
スにバイパスを設けると共にシフトパスの一部分
をバイパスするか否か切替える手段を設けること
により所要のレジスタの内容のみを読出し、ある
いは所要のレジスタへのみ書込むレジスタ用集積
回路を提供することにある。

本発明の他の目的は、前記レジスタ用集積回路
を用いた装置においてシフトパスを用いて診断を
効率的に行ないうるレジスタ用集積回路を提供す
ることにある。

本発明は、複数個のフリツプフロツプと、前記
フリツプフロツプを縦続接続した状態で前記フリ
ツプフロツプの記憶内容を外部から前記フリツプ
フロツプに与えられるクロツクによりシフトする
シフトパス回路と、このシフトパス回路の一部と
並列に設けられたバイパス回路と、前記シフトパ
ス回路または前記シフトパス回路の一部および前
記バイパス回路を選択して前記フリツプフロツプ
内容を選択的にシフトする手段とを単一の集積回
路内に含んで構成される。

次に本発明について図面を参照して詳細に説明
する。第１図は本発明の一実施例で、レジスタ用
集積回路１００は１ビツト情報を保持出力するも
のでスキヤンイン端子１０および入力情報端子１
１に与えられた情報を選択線９４、第３の選択信
号端子９２に与えられた選択信号で選択して情報
線１２に情報を出力する選択回路１と、出力情報
端子５０および入力情報端子２１に与えられた情
報を選択線９４、第３の選択信号端子９２に与え
られた選択信号で選択して、情報線２２に情報を
出力する選択回路２と、出力情報端子６０、入力
線３３および、入力情報線３１に与えられた情報
を第１の選択端子９０、第２の選択端子９１、第
３の選択端子９２に与えられた選択信号で選択し
て情報線３２に情報を出力する選択回路３と、出
力情報端子７０、出力情報端子６０および入力情
報端子４１に与えられた情報を第１の選択端子９
０、第２の選択端子９１、第３の選択端子９２に
与えられた選択信号で選択して情報線４２に情報
を出力する選択回路４と、情報線１２，２２，３
２および４２に与えられた情報を、クロツク端子
９３に与えられたクロツクによりこれらの情報を
保持し、それぞれ出力端子５０，６０，７０およ
び８０に出力するフリツプフロツプ５，６，７お
よび８と、入力端子９０および９１に与えられた
選択信号の論理和を選択線９４に出力する論理和
回路９とを含んで構成される。

ここで、フリツプフロツプ５，６，７および８
は一例としてそれぞれ情報線１２，２２，３２お
よび４２に与えられた情報をクロツク端子９３に
与えられるクロツクのエツジでセツトするエツジ
ドトリガードフリツプフロツプがある。

次に第１図に示すレジスタ用集積回路の動作を
以下に詳細に説明する。まず第１の動作は第３の
選択端子９２に選択信号が与えられた場合であ
る。この場合、入力情報端子１１，２１，３１お
よび４１に並列に入力された入力情報が、それぞ
れ選択回路１，２，３および４を経てそれぞれ情
報線１２，２２，３２および４２に出力された
後、クロツク端子９３に与えられるクロツクによ
りそれぞれフリツプフロツプ５，６，７および８
に保持されると共に、それぞれ出力情報端子５
０，６０，７０および８０に出力される。

次に第２の動作は第１の選択端子９０に選択信
号が与えられた場合である。これにより論理和回
路９の出力が選択線９４に出力されて選択線９４
は選択状態となる。この場合、スキヤンイン端子
１０から直列に情報が与えられると、選択回路
１，２，３および４の出力は、それぞれスキヤン
イン端子１０の入力情報、フリツプフロツプ５の
出力である出力情報端子５０に与えられる情報、
フリツプフロツプ６の出力である出力情報端子６
０に与えられる情報およびフリツプフロツプ７の
出力である出力情報端子７０に与えられる情報が
選択されて出力され、それぞれ情報線１２，２
２，３２および４２に与えられ、クロツク端子９
３に与えられるクロツクにより、これらの情報が
それぞれフリツプフロツプ５，６，７および８に
保持されると共に、出力情報端子５０，６０，７
０および８０に出力される。すなわち、第２の動
作においては、スキヤンイン端子１０に直列に入
力された情報がフリツプフロツプ５に保持される
と共に、フリツプフロツプ５，６および７に保持
されていた情報がそれぞれフリツプフロツプ６，
７および８に移動して保持され出力される。

さらに第３の動作は、第２の選択端子９１に選
択信号が与えられた場合である。これにより論理
和回路９の出力が選択線９４に出力されて選択線
９４は選択状態となり、この場合にスキヤンイン
端子１０に入力情報が直列に供給されると、選択
回路１，２，３および４の出力はそれぞれスキヤ
ンイン端子１０の入力情報、フリツプフロツプ５
の出力である出力情報端子５０に与えられる情報
入力線３３に与えられる情報およびフリツプフロ
ツプ６の出力である出力情報端子６０に与えられ
る情報が、それぞれ情報線１２，２２，３２およ
び４２に出力された後、クロツク端子９３に入力
されるクロツクによりそれぞれフリツプフロツプ
５，６，７および８に保持されると共に出力情報
端子５０，６０，７０および８０に出力される。

なお、この場合入力線３３は論理“０”となる
ようにしておくと、第３の動作により出力情報端
子７０は論理“０”となり、第３の動作において
は、スキヤンイン端子１０に入力された情報がフ
リツプフロツプ５に保持されると共に、フリツプ
フロツプ５および６に保持されていた情報がそれ
ぞれフリツプフロツプ６および８に移動して保持
される。なお、フリツプフロツプ７の保持内容は
固定値にされる必要は必ずしもなく、逐時任意値
になつてもよい。

すなわち、シフトパスを用いた第２および第３
の動作において、第２の動作においてはシフトパ
スが、スキヤンイン端子１０→フリツプフロツプ
５→フリツプフロツプ６→フリツプフロツプ７→
フリツプフロツプ８となり、入力される４ビツト
の情報がフリツプフロツプに保持されるものであ
るが、第３の動作においては、スキヤンイン端子
１０→フリツプフロツプ５→フリツプフロツプ６
→フリツプフロツプ８となり、入力される３ビツ
トの情報がフリツプフロツプに保持される。すな
わち、フリツプフロツプ５，６，７および８の４
ビツトの情報を使用するような装置においては第
２の動作を行なわせ、フリツプフロツプ５，６，
８の３ビツトの情報を使用するような装置におい
てはフリツプフロツプ７をバイパスする第３の動
作を行なわせればよい。

次に第１図に示すレジスタ用集積回路の応用例
について図面を参照して説明する。第１の応用例
は、第２図に示されるように、単一の集積回路内
に、第１図に示すレジスタ用集積回路１００と、
これに接続された論理演算回路１１０から構成さ
れる。以下ではレジスタ用集積回路１００につい
てはすでに説明したので、主として論理演算回路
１１０とこれらの動作について説明する。

論理演算回路１１０は入力情報端子１１１，１
１２，１１３および１１４並びに切替制御端子１
１９を入力とし、出力情報端子１１５，１１６，
１１７および１１８を出力とし、レジスタ用集積
回路１００の出力情報端子５０，６０，７０およ
び８０とそれぞれ論理演算回路１１０の入力情報
端子１１１，１１２，１１３および１１４と接続
されているものとする。

ここで切替制御端子１１９に与えられる制御情
報により第１の状態となると論理演算回路１１０
の入力情報端子１１１，１１２，１１３，１１４
に与えられる情報および出力情報端子１１５，１
１６，１１７および１１８から出力される情報は
全て有効であるように選択され、一方切替制御端
子１１９に与えられる制御情報により第２の状態
となると入力情報端子１１１，１１２，１１４に
与えられる情報および出力情報端子１１５，１１
６および１１８から出力される情報のみが有効で
あるように制御される。

次に第１の応用例の動作について第２図を参照
して説明する。

まずレジスタ用集積回路１００が第１の動作を
行なう場合で、論理演算回路１１０が第１の状態
で使用される場合には、４ビツトの入力情報が入
力情報端子１１，２１，３１および４１に与えら
れて、クロツク端子９３にクロツクが与えられる
と、これらの情報が保持されると共に出力情報端
子５０，６０，７０および８０に出力され、さら
にこれらの情報はそれぞれ入力情報端子１１１，
１１２，１１３および１１４に与えられ、論理演
算回路１１０内で論理演算が行なわれて、出力情
報端子１１５，１１６，１１７および１１８へ出
力される。この場合の診断には、４ビツトの情報
のシフトを行なう第２の動作によるシフトパスを
用いてフリツプフロツプ５，６，７，８の情報を
読出しあるいは、これらへ書込む方法が有効であ
る。

一方、レジスタ用集積回路１００が第１の動作
で使用され、論理演算回路１１０が第２の状態で
使用される場合には、３ビツトの入力情報が入力
情報端子１１，２１および４１に与えられて、ク
ロツク端子９３にクロツクが与えられると、これ
らの情報が保持されると共に出力情報端子５０，
６０および８０に出力され、さらにこれらの情報
はそれぞれ入力情報端子１１１，１１２および１
１４に与えられ、論理演算回路内で論理演算が行
なわれて、出力情報端子１１５，１１６および、
１１８へ出力される。この場合には、入力情報端
子３１および１１３への入力情報により出力情報
端子１１５，１１６，１１７および１１８への出
力結果が変らないので、この場合の診断には、３
ビツトの情報のみのシフトを行なう第３の動作に
よるシフトパスを用いてフリツプフロツプ５，
６，８の情報を読出し、あるいはこれらへ書込む
方法が有効である。すなわち、これは第２の動作
を用いて不要な１ビツトを含む４ビツトの情報の
シフトを行なう場合に比べて有効である。

次に、第２の応用例について第３図を参照して
説明する。本発明の第２の応用例は第３図に示さ
れるように第１図で説明したレジスタ用集積回路
１００と、第２図に示す第１の応用例で説明した
論理演算回路１１０とを、単一の集積回路内に含
み第１の応用例とは異なり論理演算回路１１０の
出力情報端子１１５，１１６，１１７および１１
８がそれぞれレジスタ用集積回路１００の入力情
報端子１１，２２，３１，４１と接続されて構成
される。なお、レジスタ用集積回路１００および
論理演算回路１１０についてはすでに説明したの
で以下では第３図を参照して第２の応用例の動作
について説明する。

まず論理演算回路１１０が第１の状態で使用さ
れ、レジスタ用集積回路１００が第１の動作を行
なう場合には、入力情報が入力情報端子１１１，
１１２，１１３および１１４に与えられて論理演
算が論理演算回路１１０で行なわれて出力情報端
子１１５，１１６，１１７および１１８に出力さ
れ、これらの情報が入力情報端子１１，２１，３
１および４１に与えられてクロツク端子９３に入
力されるクロツクによりレジスタ用集積回路１０
０内のフリツプフロツプに保持されると共に出力
情報端子５０，６０，７０および８０に出力され
るこの場合には、レジスタ用集積回路１００内の
フリツプフロツプの診断を行なうためには、上述
したと同様に４ビツトの情報のシフトを行なう第
２の動作によるシフトパスを用いてフリツプフロ
ツプ５，６，７，８の情報を読出しあるいはこれ
らへ書込む方法が有効である。

一方、論理演算回路１１０が第２の状態で使用
され、レジスタ用集積回路１００が第１の動作で
使用される場合には、入力情報端子１１１，１１
２および１１４に情報が与えられて、論理演算の
結果が入力情報端子１１５，１１６および１１８
に出力され、さらにこれらの情報が入力情報端子
１１，２１および４１に与えられて、レジスタ用
集積回路１００内のフリツプフロツプにクロツク
端子９３に入力されるクロツクにより保持される
と共に出力情報端子５０，６０および８０に出力
される。この場合の診断には、入力情報端子３１
へ入力される出力情報端子１１７に出力される情
報が有用でないため、これも上述したと同様に３
ビツトの情報のみのシフトを行なう第３の動作に
よるシフトパスを用いてフリツプフロツプ５，
６，８の情報の読出し、あるいはこれらへ書込む
方法が有効である。

以上説明した第１の応用例の出力情報端子５
０，６０，７０および８０、入力情報端子１１
１，１１２，１１３および１１４、第２の応用例
の出力情報端子１１５，１１６，１１７および１
１８、入力情報端子１１，２１，３１および４１
は、これらの応用例がそれぞれ単一の集積回路内
に収容される場合直接外部との信号線と接続可能
な端子である必要はなく、また第１および第２の
選択端子９０および９１と切替制御端子１１９へ
入力される情報との関係を定める論理回路を付加
して、これらの端子数を減らすことができること
はあきらかである。

さらに上述の第１および第２の応用例に示した
レジスタ用集積回路１００および論理演算回路１
１０の入出力情報端子数はそれぞれ４個に制限さ
れることはなく、複数個の任意であればよく、シ
フトパスにつらなるフリツプフロツプの数も４個
または３個である必要もないことはあきらかであ
ろう。

また、バイパスされるフリツプフロツプが複数
であつてもよく、この複数は連続するものでなく
てもよい。すなわち、フリツプフロツプが18個あ
る場合に５番目と、14番目とがバイパスされるよ
うなものでもよい。

本発明は以上説明したように単一の集積回路に
含まれるシフトパスを有するレジスタ回路におい
てシフトパスにバイパスを設けると共にシフトパ
スを切替える手段を設けることにより、所要のレ
ジスタの内容のみを読出しあるいは所要のレジス
タへのみ書込むことができる回路も提供し、当該
回路を含む論理装置の診断も効果的に行なうこと
ができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロツク図、
第２図および第３図はそれぞれ第１図に示すレジ
スタ用集積回路の応用例を示すブロツク図であ
る。 １，２，３，４……選択回路、５，６，７，８
……フリツプフロツプ、９……論理和回路、１０
……スキヤンイン端子、１１，２１，３１，４１
……入力情報端子、１２，２２，３２，４２……
情報線、３３……入力線、５０，６０，７０，８
０……出力情報端子、９０……第１の選択端子、
９１……第２の選択端子、９２……第３の選択端
子、９３……クロツク端子、９４……選択線、１
００……レジスタ用集積回路、１１１，１１２，
１１３，１１４……入力情報端子、１１５，１１
６，１１７，１１８……出力情報端子、１１９…
…切替制御端子、１１０……論理演算回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ Ｎ（２以上の整数）個のフリツプフロツプ
   と、 該Ｎ個のフリツプフロツプと一対一対応に設け
   られそれぞれ出力を対応する該フリツプフロツプ
   に供給するＮ個の切替手段とを備え、 第１番目の前記切替手段は、第１の動作指定情
   報に応答して選択される第１の入力端子と、第２
   または第３の動作指定情報に応答して選択される
   第２の入力端子とを有し、 第ｉ（２以上Ｎ以下の整数）番目の前記切替手
   段は、第（ｉ−１）番目の前記フリツプフロツプ
   の出力が与えられ前記第２または第３の動作指定
   情報に応答して選択される第２の入力端子と、前
   記第１の動作指定情報に応答して選択される第１
   の入力端子とを有し、 第ｊ（２以上Ｎ以下で前記ｉを除く整数）番目
   の前記切替手段は、前記第１の動作指定情報に応
   答して選択される第１の入力端子と、第（ｊ−
   １）番目の前記フリツプフロツプの出力が与えら
   れ前記第２の動作指定情報に応答して選択される
   第２の入力端子と、第ｋ（１以上（ｊ−２）以下
   の整数）番目の前記フリツプフロツプの出力が与
   えられ前記第３の動作指定情報に応答して選択さ
   れる第３の入力端子とを有し、 第ｍ（２以上Ｎ以下で前記ｉおよびｊを除く整
   数）番目の前記切替手段は、前記第１の動作指定
   情報に応答して選択される第１の入力端子と、第
   （ｍ−１）番目の前記フリツプフロツプの出力が
   与えられ前記第２の動作指定情報に応答して選択
   される第２の入力端子と、前記第３の動作指定情
   報に応答して予め定めた出力を第ｍ番目の前記フ
   リツプフロツプに出力する出力端子とを有するこ
   とを特徴とするレジスタ用集積回路。