KR20130139770A - 진단 데이터 경로 상에서의 홀드 시간을 증가시키기 위한 소자들을 갖는 순차 래칭장치 - Google Patents

Abstract

제 1 및 제 2 값 사이에서 주기적으로 전환되는 클록신호에 응답하여 데이터 값을 수신, 유지 및 출력하도록 구성된 래칭장치를 제공한다. 래칭장치는, 입력 데이터 값을 수신하도록 구성된 입력 래칭 소자와, 데이터 값을 출력하도록 구성된 출력 래칭 소자를 구비하고, 입력 래칭 소자는 제 1 클록신호를 수신하도록 구성되고, 출력 래칭 소자는 제 2 클록신호를 수신하도록 구성되고, 제 1 및 제 2 클록신호는 동일한 주파수 및 위상을 갖지만 서로에 대해 반전되어 있다. 입력 및 출력 래칭 소자들 각각은 투명하여 수신된 클록신호의 제 1 값에 응답하여 입력과 출력 사이에서 데이터를 전달하고, 입력 및 출력 래칭 소자들 각각은 불투명하여 수신된 클록신호의 제 2 값에 응답하여 데이터 값을 유지하여, 제 1 및 제 2 클록신호들에 응답하여, 입력 데이터 값이 입력 및 출력 래칭 소자들을 거쳐 출력으로 클록이 공급된다. 이 래칭장치는, 기능 모드 또는 진단 모드를 표시하는 진단 인에이블 신호의 값에 응답하여, 입력 래칭 소자에 입력하기 위한 연산 데이터 값 또는 진단 데이터 값을 선택하는 선택장치와, 제 2 클록신호에 의해 클록이 공급되도록 구성되고, 투명하여 제 1 값을 갖는 제 2 클록신호에 응답하여 입력과 출력 사이에서 데이터를 전달하고 불투명하여 제 2 값을 갖는 제 2 클록신호에 응답하여 데이터 값을 유지하도록 구성된 추가적인 래칭 소자를 더 구비한다.

Description

진단 데이터 경로 상에서의 홀드 시간을 증가시키기 위한 소자들을 갖는 순차 래칭장치{SEQUENTIAL LATCHING DEVICE WITH ELEMENTS TO INCREASE HOLD TIMES ON THE DIAGNOSTIC DATA PATH}

본 발명은, 데이터 처리에 관한 것으로, 특히, 데이터 처리회로에서의 순차 소자들에 관한 것이다.

데이터 처리회로에서 클록신호에 응답하여 데이터를 기억하는 순차 기억회로가 알려져 있다. 이들 회로는, 래치회로들과 플립플롭들을 포함하며, 지연 및 에너지 면에서 처리회로의 매우 중요한 구성요소이다. 플립플롭은, 클록 사이클의 제1 단계 중에는 마스터 래치에 데이터를 입력하고 클록 사이클의 제 2 단계 중에는 슬레이브 래치에 데이터를 전달하는 마스터 슬레이브 래치의 형태를 취할 수 있다. 실제로는, 래치들이 클록 사이클의 한 개의 단계에 응답하여 투명하고 다른 단계에 응답하여 불투명하여, 기억소자가 한 개의 단계중에는 데이터를 검색한 후 다른 단계중에는 입력으로부터 격리될 수 있지만, 상기한 구성은 이들 래치가 에지(edge)에 응답하여 데이터를 기억하는 것처럼, 즉 에지 기동되는 것처럼 보이게 한다.

이들 장치를 사용하여 처리중에 연산 또는 기능 데이터를 기억하고, 이들 장치를 사용하여 진단 데이터를 기억하는 일도 많다. 이와 같은 경우에, 이들 장치는 2가지 모드, 즉 진단 모드와 연산 모드 중 한가지에서 동작하는 일이 많다. 이와 같은 플립플롭은 전통적으로 스캔 입력과 데이터 입력을 갖는다. 스캔 입력은 진단 데이터를 수신하고 연산 입력은 연산 데이터를 수신한다. 스캔 인에이블 신호에 의해 동작 모드가 제어되는데, 스캔 인에이블 신호가 하이일 때 진단 모드에 진입하고, 이 모드에서는 진단 데이터가 수신되고, 기억되며, 출력된다. 스캔 인에이블 신호가 로우일 때, 연산 데이터가 수신되고, 기억되며, 출력된다.

도 1은, 소스 플립플롭으로 불리는 플립플롭 10과 목적지 플립플롭으로 불리는 또 다른 플립플롭 20 사이에서 이동하는 신호가, 데이터 처리 연산이 일어나는 조합회로(combinational circuit)(25)를 신호가 통과하는 연산 데이터 경로를 따르거나, 목적지 플립플롭(20)으로 직접 신호가 전달되는 진단 데이터 경로를 따르는 방식을 나타낸 것이다. 동작 모드에 의존하여, 클록신호 CLK에 응답하여 전달하기 위해 데이터 값 D 또는 진단 데이터 값 SI가 소스 플립플롭에 의해 선택된다.

진단 동작 모드가 선택되면, 스캔 인에이블 SE 신호가 하이이며 멀티플렉서(12)가 소스 플립플롭(10)으로부터 데이터 출력을 선택하여 목적지 플립플롭(20)으로 직접 진단 데이터 경로(13)를 따른다. 이 데이터 경로는 그 위에 조합 논리가 존재하지 않으므로, 클록신호가 완전하게 정렬되지 않고 목적지 클록이 소스 클록에 대해 약간의 지연을 갖는 경우에, 목적지 플립플롭(20)의 클록이 하이가 되어 플립플롭 내부의 마스터 래치를 투명하게 하고 출력에서의 데이터가 수신될 수 있도록 하면, 소스 플립플롭(10)의 클록이 하이가 되어 불투명해지기 전에, 새로운 데이터 값이 아니라 오래된 데이터 값이 캡처되게 된다. 이것을 타이밍도에서 불법 화살표로 표시하였다. 이것은 홀드 타이밍 위반으로 불리며, 데이터가 매우 신속하게 전달되도록 하는 이 경로 상의 구성요소들의 부재로 인해 스캔 또는 진단 데이터 경로 상에서 일어난다. 홀드 시간은, 데이터를 신뢰할 수 있게 샘플링하도록 보장하기 위해 클록 이벤트 후에 데이터가 안정되게 유지되어야 하는 시간의 양이다.

진단 데이터 경로 상에 신호를 버퍼링하고 시간 지연을 도입하는 인버터들을 설치함으로써 이와 같은 문제가 종래기술의 장치에서 해소되었다. 이와 같은 구성의 결점은, 회로 내부의 순차 소자들의 수가 증가함에 따라, 이 값을 버퍼링하는데 필요한 버퍼들의 수도 증가하여, 이것이 결과적으로 얻어지는 회로의 면적에 대해 상당한 영향을 미칠 수 있다는 것이다. 이들 버퍼는 단지 스캔 경로가 올바르게 기능할 수 있도록 하기 위해 설치된 것이라는 점을 고려하면, 이것은 비교적 하찮은 기능에 대해 큰 오버헤드가 된다.

이러한 문제를 해소하는 또 다른 방법은, 플립플롭의 2개의 래치 사이에 지연을 도입하는 로크 업(lock up) 래치를 삽입하는 것이었다. 이 구성의 단점은, 이것이 외부에 별개의 클록이 공급되는 소자로서 클록이 재조정(balancing)을 필요로 한다는 것이다.

본 발명의 제 1 국면은, 제 1 및 제 2 값 사이에서 주기적으로 전환되는 클록신호에 응답하여 데이터 값을 수신, 유지 및 출력하도록 구성된 래칭장치로서,

입력 데이터 값을 수신하도록 구성된 입력 래칭 소자와,

상기 데이터 값을 출력하도록 구성된 출력 래칭 소자를 구비하고,

상기 입력 래칭 소자는 제 1 클록신호를 수신하도록 구성되고, 상기 출력 래칭 소자는 제 2 클록신호를 수신하도록 구성되고, 상기 제 1 및 제 2 클록신호는 동일한 주파수 및 위상을 갖지만 서로에 대해 반전되어 있고,

상기 입력 및 출력 래칭 소자들 각각은 투명하여 수신된 클록신호의 상기 제 1 값에 응답하여 입력과 출력 사이에서 데이터를 전달하고, 상기 입력 및 출력 래칭 소자들 각각은 불투명하여 상기 수신된 클록신호의 제 2 값에 응답하여 상기 데이터 값을 유지하여, 상기 제 1 및 제 2 클록신호들에 응답하여, 상기 입력 데이터 값이 상기 입력 및 출력 래칭 소자들을 거쳐 상기 출력으로 클록이 공급되고, 상기 래칭장치는,

기능 모드 또는 진단 모드를 표시하는 진단 인에이블 신호의 값에 응답하여, 상기 입력 래칭 소자에 입력하기 위한 연산 데이터 값 또는 진단 데이터 값을 선택하는 선택장치와,

상기 제 2 클록신호에 의해 클록이 공급되도록 구성되고, 투명하여 상기 제 1 값을 갖는 상기 제 2 클록신호에 응답하여 입력과 출력 사이에서 데이터를 전달하고 불투명하여 상기 제 2 값을 갖는 상기 제 2 클록신호에 응답하여 상기 데이터 값을 유지하도록 구성된 추가적인 래칭 소자를 더 구비한 래칭장치를 제공한다.

본 발명은, 래칭 소자들 사이의 진단 경로가 조합회로를 통과하지 않는 직접적인 경로이므로, 래칭장치들 사이의 클록신호들의 변동이 목적지 래치가 데이터 신호를 너무 이르게 수신하게 만들어, 새로운 데이터 신호 대신에 오래된 데이터 신호가 클록이 공급되므로, 기능 모드 또는 진단 모드에서 동작할 수 있는 래칭장치들이 진단 모드에서 동작할 때 홀드 타이밍 문제를 가질 수도 있다는 것을 인식하였다. 본 발명은 추가적인 래칭 소자를 사용하여 이와 같은 문제를 해소한다. 이와 같은 추가적인 래칭 소자는 출력 래칭 소자에 클록이 공급될 때와 동일한 클록으로 클록이 공급되는데, 이것은, 이 추가적인 래칭 소자가 입력 래칭 소자가 투명할 때에는 불투명하고 입력 래칭 소자가 불투명할 때에는 투명하며, 래칭 소자에 대한 진단 입력에 놓인다는 것을 의미한다. 이것은, 진단 데이터 입력에 입력된 진단 데이터가 이와 같이 반대로 클록이 공급된 소자를 먼저 통과해야만 하므로 이 진단 데이터가 입력 래칭 소자에 도달하기 전에 지연이 도입된다는 것을 의미한다. 이러한 지연은 홀드 시간 위반의 문제를 해소하면서도, 시스템 내부에 추가적인 절반의 클록 사이클 지연만을 도입하여 데이터가 여전히 동일한 클록 사이클에 출력된다. 이 래칭장치에 대한 셋업 시간은 클록 사이클의 절반만큼 증가하지만, 클록 주파수가 낮은 진단 모드에서만 이 래칭장치가 동작하므로, 이것이 문제가 되지는 않는다.

따라서, 한 개의 래치의 추가에 의해, 홀드 타이밍 위반 문제에 대한 훌륭한 해결책이 제공되는데, 이 해결책은 반대로 클록이 공급된 래칭 소자들을 이용하여 래칭장치에 대한 진단 신호 입력을 일관되고 반복가능하게 지연시킨다.

일부 실시예에서는, 상기 추가적인 래칭 소자가 상기 진단 모드를 표시하는 상기 진단 인에이블 신호에 응답하여 상기 제 2 클록신호를 수신하도록 구성된다.

제 2 클록신호는 항상 추가 래칭 소자에 입력되거나, 진단 모드를 표시하는 진단 인에이블 신호에 응답해서만 입력되어도 된다. 후자가 더 전력 효율적이지만 추가적인 회로를 필요로 한다.

일부 실시예에서, 상기 입력 래칭 소자는 마스터 래치이고 상기 출력 래칭 소자는 슬레이브 래치이며, 상기 추가적인 래칭 소자는 상기 슬레이브 래치와 동일한 클록신호에 응답하여 동작하도록 구성된다.

래칭장치는 일반적으로 마스터 래치 및 슬레이브 래치를 구비하고, 추가적인 래칭 소자가 슬레이브 래치와 동일한 클록신호에서 동작하도록 구성된다. 이것은, 이 추가적인 래칭 소자가 마스터 래치와 반대로 클록이 공급되어 마스터 래치에 입력되고 있는 진단 데이터에 대해 필요한 지연을 제공하도록 보장한다.

일부 실시예에서, 상기 래칭장치는 제 1 및 제 2 인버터를 구비하고, 상기 래칭장치에서 수신된 상기 클록신호는 상기 제 1 인버터에 의해 반전되어 상기 제 1 클록신호를 발생하고 상기 제 2 인버터에 의해 반전되어 상기 제 2 클록신호를 발생한다.

일반적으로, 클록신호들이 래칭장치에서 수신될 때, 신호를 소거하기 위해 사용되기 전에 이들 클록신호가 다수회 반전된다. 따라서, 래칭장치는, 신호를 입력 래칭 소자에 입력하기 전에 이 신호를 반전하는 제 1 인버터와, 신호를 출력 래칭 소자 및 추가적인 래칭 소자에 입력하기 전에 이 신호를 반전하는 제 2 인버터를 갖는다.

일부 실시예에서, 상기 클록신호의 상기 제 1 값은 상기 클록신호의 하이 값이고, 상기 클록신호의 상기 제 2 값은 상기 클록신호의 로우 값이다.

래칭 소자들이 클록신호의 임의의 값에서는 투명해지고 다른 값에서는 불투명해진다는 것이 당업자에게 있어서 자명하기는 하지만, 일부 실시예에서는, 래칭 소자들이 클록신호의 하이 값에서는 투명하고 로우 값에서는 불투명하다.

일부 실시예에서, 상기 래칭장치는,

상기 입력 및 출력 래칭 소자들의 전력이 하강하는 저전력 모드에 상기 래칭장치가 진입해야 한다는 것을 표시하는 데이터 리텐션(retention) 인에이블 신호를 수신하는 입력과,

진단 데이터와 상기 입력 래칭 소자의 출력 사이에서 선택하여 상기 진단 인에이블 신호의 값에 응답하여 상기 추가적인 래치에 입력하는 추가적인 선택장치를 더 구비하고,

상기 래칭장치는, 데이터 리텐션을 표시하는 상기 데이터 리텐션 인에이블 신호와 상기 기능 모드를 표시하는 상기 진단 인에이블 신호에 응답하여, 상기 입력 및 출력 래칭 소자들의 전력을 하강하기 전에, 상기 입력 래칭 소자로부터 상기 추가적인 선택장치를 거쳐 상기 추가적인 래칭 소자에 데이터를 전달하도록 구성되고, 상기 추가적인 래칭 소자는 데이터를 저전력 모드로 유지하도록 구성된다.

본 발명은, 입력 및 출력 래칭 소자들의 전력이 하강할 때 데이터를 저전력 모드로 유지하는데 사용되는 추가적인 래치를 포함하는 리텐션 래치가 사용가능하다는 것을 인식하였다. 또한, 본 발명은, 저전력 모드는 진단 동작 중에는 사용되지 않으므로, 진단 동작 중에, 이들 데이터 리텐션 래치들 중에 필요하지 않는 래칭 소자가 존재하는 것을 인식하였다. 따라서, 본 발명의 실시예에서는, 추가적인 래칭 소자는 데이터 리텐션 모드에서는 데이터 리텐션 래칭 소자로서의 역할을 하고 진단 모드에서는 진단 경로 상의 입력 래칭 소자로서의 역할을 한다. 이와 같은 구성은, 서로 다른 모드들 사이에서 선택하고 이에 따라 추가적인 래치를 제어하는 선택장치의 추가만으로, 진단 모드에서의 홀드 위반 시간을 해소하고 데이터 리텐션 모드에서 데이터를 유지할 수 있는 래칭장치를 제공한다.

일부 실시예에서, 상기 래칭장치는, 상기 진단 모드를 표시하는 상기 스캔 인에이블 신호에 응답하여 상기 추가적인 래칭 소자의 클록 입력에 입력하기 위해 상기 제 2 클록신호를 선택하고, 상기 래칭장치가 저전력 모드에 진입하여 상기 추가적인 래칭 소자가 불투명하다는 것을 표시하는 상기 데이터 리텐션 인에이블 신호에 응답하여 상기 클록 입력에 입력하기 위해 상기 제 2 값을 갖는 신호를 선택하는 제 2의 추가적인 선택장치를 구비한다.

추가적인 래칭 소자가 이와 같은 방식으로 사용되는 경우, 선택장치를 사용하여, 진단 모드에서 래칭장치에 제 2 클록신호를 입력하거나, 데이터 리텐션 모드를 표시하는 신호에 응답하여 래칭장치를 불투명하게 만드는 일정한 값의 신호를 입력한다. 이에 따라, 추가적인 래칭 소자는 진단 모드에서 클록이 공급되고 데이터를 수신하여 이 데이터를 입력 래칭 소자로 출력할 수 있는 한편, 데이터 리텐션 모드에서는 이 추가적인 래칭 소자는 클록이 공급되지 않고 불투명하게 유지되어, 저전력 모드가 종료할 때까지 이전에 수신한 데이터 값을 유지한다.

일부 실시예에서, 상기 제 2 값을 갖는 상기 신호가 상기 데이터 리텐션 인에이블 신호를 포함한다.

추가적인 래칭 소자를 불투명하게 만드는데 필요한 신호는 틀림없이 일정한 값을 가지고 있으므로, 일부 실시예에서는, 데이터 리텐션 인에이블 신호가 저전력 모드 중에 일정한 값을 갖게 되므로, 이 데이터 리텐션 인에이블 신호를 사용한다.

추가적인 래칭 소자가 저전력 모드에서 전력을 유지할 수 있다면 다수의 방식으로 형성되어도 되지만, 일부 실시예에서는, 이것이 벌룬 래치(balloon latch)이다.

일부 실시예에서, 상기 래칭장치는, 상기 입력 래칭 소자와 상기 출력 래칭 소자 사이에 배치되고 저전력 모드를 표시하지 않는 상기 데이터 리텐션 인에이블 신호에 응답하여 개방되도록 구성되고 저전력 모드를 표시하는 상기 데이터 리텐션 인에이블 신호에 응답하여 폐쇄되도록 구성된 제 1 전송 게이트와, 상기 추가적인 래칭 소자와 상기 출력 래칭 소자 사이에 배치되고 저전력 모드를 표시하는 상기 데이터 리텐션 인에이블 신호에 응답하여 개방되도록 구성되고 저전력 모드를 표시하지 않는 상기 데이터 리텐션 인에이블 신호에 응답하여 폐쇄되도록 구성된 제 2 전송 게이트를 구비한다.

진단 모드와 데이터 리텐션 모드에서 입력 래칭 소자, 출력 래칭 소자 및 추가적인 래칭 소자 사이에서의 데이터 흐름을 제어하기 위해, 데이터 리텐션 모드 인에이블 신호에 의해 제어되는 전송 게이트들을 사용하여, 적절히 래칭 소자들 사이에 접속을 제공하거나, 개방 회로를 제공할 수 있다.

일부 실시예에서, 상기 입력 래칭 소자, 상기 출력 래칭 소자 및 상기 추가적인 래칭 소자는, 소정의 값을 기억하기 위해 상기 래칭 소자를 리셋하는 리셋 입력을 갖는 리셋 래칭 소자들을 구비한다.

또한, 본 발명은, 추가적인 신호가 강제로 소자가 소정의 값을 기억하게 만드는 래칭 소자들을 리셋하는데 적용될 수도 있다. 이와 같은 경우에, 추가적인 래칭 소자도 이와 같은 방식으로 형성되어 이 래치에 소정의 값도 기억되도록 하는 것이 중요하다. 추가적인 래칭 소자가 진단 모드에서 입력 데이터를 래치하는 역할을 할 때, 이 추가적인 래칭 소자도 리셋 이후에 소정의 값을 기억해야 한다.

일부 실시예에서, 상기 래칭장치는 집적회로 상의 표준 배치 개소(placement site)에 끼워넣어지도록 배치된 표준 셀 레이아웃으로서 구성된다.

반도체 집적회로의 설계에 있어서, 회로 설계자들은 특정한 논리 기능을 달성하기 위해 표준 셀로서 알려지는 것을 흔히 이용한다. 표준 셀은 기본적으로 특정한 종류의 논리 기능을 행하기 위해 배선되는 사전설계된 트랜지스터들의 레이아웃이다. 이들 표준 셀은, 그들의 경계 조건이 표준으로 이들 표준 셀이 제조가능하게 서로 상호작용할 수 있도록 설계되며, 모든 표준 셀은 표준 셀 블록 내부의 배치 개소 위에 놓일 수 있다. 이에 따르면, 설계자는 인접 셀과의 상호작용을 걱정할 필요가 없이 시스템에 필요한 표준 셀들을 적절한 배치 개소에 배치할 수 있다. 본 발명에 따른 래칭 소자들은 표준 배치 개소에 끼워넣어지는 표준 셀들로 설계되므로, 이와 같은 셀들로 이루어진 회로로 사용될 수 있다.

본 발명의 제 2 국면은, 논리 시스템을 구성하기 위해 표준 셀 배치 개소 내부에 배치된 복수의 표준 셀을 구비한 집적회로로서, 상기 표준 셀들 중에서 적어도 한 개가 본 발명의 제 1 국면에 따른 래칭장치를 포함하는 표준 셀을 구비한 집적회로를 제공한다.

본 발명의 제 3 국면은, 복수의 래칭장치와 연산 데이터를 처리하는 조합회로를 구비한 동기식 데이터 처리장치로서,

상기 복수의 래칭장치는, 상기 데이터 처리장치가 기능 모드에서 동작하고 있을 때, 상기 조합회로의 일부로부터 상기 연산 데이터를 수신하고, 클록신호에 응답하여 상기 조합회로의 또 다른 부분에 상기 데이터를 전달하여, 상기 조합회로에 의해 처리된 상기 연산 데이터 값들이 클록신호에 응답하여 상기 데이터 처리장치를 거쳐 동기하여 전송되도록 구성되고,

상기 데이터 처리장치가 진단 모드에서 동작하고 있을 때에는, 상기 복수의 래칭장치가 상기 클록신호에 응답하여 진단 경로를 따라 상기 래칭장치들 사이에서 진단 데이터 값들을 전달하도록 구성되고,

상기 래칭장치들 중에서 적어도 일부는 본 발명의 제 1 국면에 따른 래칭장치들인, 동기식 데이터 처리장치를 제공한다.

래칭장치는 조합회로와 함께 데이터 처리장치에서 사용되어도 된다. 홀드 타이밍 위반이 예측되는 경우에는 본 발명의 일면에 따른 래칭장치들을 사용하고, 홀드 타이밍 위반이 예측되지 않는 경우에는 종래의 래칭장치들을 사용하는 것이 적합하다. 이와 관련하여, 종래의 래칭장치들은 더 작은 면적을 가지므로, 홀드 타이밍 위반이 예측되지 않는 경우에는, 종래의 래칭장치들이 더 적합하다.

이와 관련하여, 래칭 소자들 사이의 진단 경로의 길이는 홀드 시간 위반이 일어날 것 같은지 아닌지의 표시를 제공하며, 홀드 타이밍 위반을 가질 가능성이 더 큰 진단 경로의 길이가 더 짧은 래칭장치들은 본 발명의 일 실시예에 따른 래칭장치들로 구성되어도 된다.

본 발명의 제 4 국면은, 제 1 및 제 2 값 사이에서 주기적으로 전환되는 클록신호에 응답하여 데이터 값을 수신, 유지 및 출력하는 방법으로서,

입력 래치 소자에서 입력 데이터 값을 수신하는 단계와,

출력 래칭 소자에서 상기 데이터 값을 출력하는 단계를 포함하고,

상기 입력 래칭 소자는 제 1 클록신호를 수신하도록 구성되고, 상기 출력 래칭 소자는 제 2 클록신호를 수신하도록 구성되고, 상기 제 1 및 제 2 클록신호는 동일한 주파수 및 위상을 갖지만 서로에 대해 반전되어 있고,

상기 제 1 값을 갖는 상기 제 1 클록신호에 응답하여, 상기 입력 래칭 소자가 상기 입력 데이터를 수신하여 상기 출력 래칭 소자로 전달하고,

상기 제 1 값을 갖는 상기 제 2 클록신호에 응답하여, 상기 출력 래칭 소자가 상기 데이터를 수신하여 상기 입력 래칭 소자로부터 상기 출력으로 전달하고,

상기 방법은,

기능 모드 또는 진단 모드를 표시하는 진단 인에이블 신호의 값에 응답하여 상기 입력 래칭 소자에 입력하기 위해 연산 데이터 값 또는 진단 데이터 값을 선택하는 초기 단계를 더 포함하고,

상기 진단 인에이블 신호는, 추가적인 래칭 소자에서 상기 진단 데이터를 수신하고 상기 제 1 값을 갖는 상기 제 2 클록신호에 응답하여 상기 진단 데이터를 상기 입력 래칭 소자에 전달하는 진단 모드를 표시하는, 데이터 값의 수신, 유지 및 출력 방법을 제공한다.

본 발명의 제 5 국면은, 제 1 및 제 2 값 사이에서 주기적으로 전환되는 클록신호에 응답하여 데이터 값을 수신, 유지 및 출력하는 래칭수단으로서,

입력 데이터 값을 수신하는 입력 래칭수단과,

상기 데이터 값을 출력하는 출력 래칭수단을 구비하고,

상기 입력 래칭수단은 제 1 클록신호를 수신하도록 구성되고, 상기 출력 래칭수단은 제 2 클록신호를 수신하도록 구성되고, 상기 제 1 및 제 2 클록신호는 동일한 주파수 및 위상을 갖지만 서로에 대해 반전되어 있고,

상기 입력 및 출력 래칭수단들 각각은 투명하여 수신된 클록신호의 상기 제 1 값에 응답하여 입력과 출력 사이에서 데이터를 전달하고, 상기 입력 및 출력 래칭수단들 각각은 불투명하여 상기 수신된 클록신호의 제 2 값에 응답하여 상기 데이터 값을 유지하여, 상기 제 1 및 제 2 클록신호들에 응답하여, 상기 입력 데이터 값이 상기 입력 및 출력 래칭수단들을 거쳐 상기 출력으로 클록이 공급되고, 상기 래칭수단은

기능 모드 또는 진단 모드를 표시하는 진단 인에이블 신호의 값에 응답하여, 상기 입력 래칭수단에 입력하기 위한 연산 데이터 값 또는 진단 데이터 값을 선택하는 선택수단과,

상기 제 2 클록신호에 의해 클록이 공급되고, 상기 제 1 값을 갖는 상기 제 2 클록신호에 응답하여 입력과 출력 사이에서 데이터를 전달하고 상기 제 2 값을 갖는 상기 제 2 클록신호에 응답하여 상기 데이터 값을 유지하는 추가적인 래칭수단을 더 구비한 래칭수단을 제공한다.

본 발명의 상기한 목적, 특징 및 이점과 또 다른 목적, 특징 및 이점은 첨부도면을 참조하여 주어지는 다음의 예시적 실시예들의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.

도 1은 2개의 플립플롭 사이에 전달되는 연산 데이터 및 진단 데이터와, 이 데이터의 타이밍 및 종래기술의 장치를 개략적으로 나타낸 것이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 래칭장치를 개략적으로 나타낸 것이고,
도 3은 진단 모드에서 도 2의 래칭장치 내부 및 래칭장치 외부로의 데이터 래칭의 타이밍을 표시한 타이밍도를 개략적으로 나타낸 것이고,
도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 래칭장치를 나타낸 것이고,
도 4b는 종래기술에 따른 대응하는 래칭장치를 나타낸 것이고,
도 5는 일부가 본 발명의 일 실시예에 따른 래칭장치에 해당하는 표준 셀들로 이루어진 데이터 처리장치를 개략적으로 나타낸 것이고,
도 6a는 본 발명의 일 실시예에 따른 리텐션 능력을 갖는 래칭장치를 나타낸 것이고,
도 6b는 도 6a에 도시된 래칭장치의 동작 상태를 표시한 테이블이고,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 래칭방법에서의 단계들을 나타낸 흐름도이고,
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 리셋 래칭 소자들로 이루어진 래칭장치를 나타낸 것이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 래칭장치를 나타낸 것이다. 이 래치장치는 반대 위상의 클록들에 의해 클록이 공급되는 마스터 및 슬레이브 래치들 30 및 32를 갖고, 스캔 경로 상에 위치하고 스캔 입력신호를 래치하는 추가적인 스캔 래치(35)를 더 갖는다. 따라서, 스캔 인에이블이 인에이블되지 않으면, 입력 데이터 값이 멀티플렉서(40)를 통과한 후, 종래의 방식으로 마스터 및 슬레이브 래치들(30, 32)을 거쳐 클록이 공급된다. 그러나, 스캔이 인에이블되고 진단 동작 모드가 선택되면, 멀티플렉서(40)에서 스캔 입력 SI가 선택된다. 멀티플렉서(40)에 입력되는 값은 스캔 래치(35)를 통과한 스캔 입력신호의 래치된 값이다. 이와 같은 스캔 래치는 슬레이브 래치(32)와 동일한 위상의 클록신호에 의해 클록이 공급되고, 이것은 홀드 시간 위반이 일어나지 않도록 보장한다.

제 2 플립플롭 FF"이 도 2에 도시된 것과 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 것이 되도록 배치되는 도 1의 회로의 신호들의 타이밍도를 나타낸 도 3에 대해 이것을 나타낼 수 있다. 런치(launch) 클록 LCLK는 시프트할 데이터를 런치하고(이것은 FF1의 클록에 대응한다), CLK는 캡처 소자의 입력에서 그것을 캡처하는 클록(이것은 후술하는 것과 같은 FF2에 대한 클록에 대응한다)이다.

DCLK 및 !DCLK는 FF2의 래칭 소자들에 클록을 공급하고 도 2에 도시된 것과 같은 인버터들에 의해 클록신호 CLK로부터 발생되는데, 이때 DCLK는 CLK와 동위상이고 !DCLK는 CLK의 반전된 형태이다.

LDATA는 제 2 플립플롭 FF2의 입력 SI에 도착하는 데이터이다. 이것은 본 발명의 일 실시예에 따른 플립플롭이므로, 슬레이브 클록 DCLK에 의해 클록이 공급되는 입력에 추가적인 SI 래치가 존재한다. 따라서, DCLK가 하이일 때 LDATA가 캡처되어, 멀티플렉서(40)(도 2)를 거쳐 신호 SEL-D로서 마스터 래치의 입력으로 전달된다. 이것은 !DCLK가 하이이므로 DCLK가 로우일 때 MSTR(30)에 의해 캡처되고, 이 신호는 이번에는 슬레이브(32)에 의해 캡처되어, DCLK가 하이가 될 때 도 1의 제 2 플립플롭 FF2의 출력에서 출력된다. 따라서, 따라서, 타이밍도에서 볼 수 있듯이, 데이터 LDATA_int는 SI 입력의 추가적인 래치로 인해 절반의 사이클 지연을 갖고 제 2 플립플롭의 출력에 도착한다.

도 4a는 도 4b에 도시된 종래의 래칭장치와 비교한 본 발명의 일 실시예에 따른 래칭장치를 나타낸 것이다. 볼 수 있는 것과 같이, 도 4a에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 래칭장치는, 스캔 입력에 스캔 래치(35)가 추가된 것을 제외하고는, 도 4b에 도시된 종래의 래칭장치와 매우 유사하다. 따라서, 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 래칭장치는 동일한 입출력 포트들을 갖지만, 스캔 래치(35)를 수용하기 위해 약간 더 큰 면적을 필요로 하게 된다. 종래의 래치와 유사하다는 것은, 이 래칭장치가 홀드 타이밍 위반이 발생할 것으로 생각되는 위치에 종래의 래칭장치와 함께 표준 셀로서 사용될 수 있다는 것을 의미하므로 유리한 구성이다. 따라서, 타이밍 위반이 발생할 것 같은 장소에는 이 래칭장치를 사용하고 타이밍 위반이 발생할 것 같지 않은 장소에는 종래의 래칭장치를 사용함으로써, 이 기술을 채용하여 면적을 지나치게 증가시키지 않으면서도 타이밍 위반을 피할 수 있는 회로를 설계할 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 처리장치(80)의 개요를 개략적으로 나타낸 것이다. 이것은, 조합회로 87 및 88을 거쳐 데이터 신호를 전달하거나 플립플롭들 사이에서 직접 신호를 스캔하는 플립플롭들 82, 84 및 86을 나타내고 있다. 도면에서 알 수 있는 것과 같이, 플립플롭들의 배치로 인해, 플립플롭 82 및 84 사이의 스캔 경로가 플립플롭 84 및 86 사이의 스캔 경로보다 길다. 따라서, 본 발명의 실시예에서는, 데이터 처리장치에서의 플립플롭 86으로서 도 4a에 도시된 것과 같은 플립플롭을 사용하는 것이 유리한 한편, 플립플롭 82 및 84는 도 4b에 도시된 것과 같은 종래의 플립플롭이어도 된다.

이때, 일부 실시예에서는, 홀드 타이밍 위반의 가능성이 작은 것으로 생각되는 경우에는 종래기술의 장치에서와 같이 종래의 플립플롭이 스캔 경로 상의 한 개 또는 몇 개의 버퍼와 함께 사용되어도 되는 한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 플립플롭은 홀드 타이밍 위반의 가능성이 더 높은 경우에 사용될 수 있으며 이 가능성이 매우 낮은 경우에는 버퍼를 갖지 않는 종래의 플립플롭을 사용할 수도 있다는 점에 주목하기 바란다.

도 6a는 리텐션 능력을 갖는 본 발명의 일 실시예에 따른 래칭장치를 나타낸 것이다.

이 래칭장치는, 종래의 플립플롭에서와 같이 마스터 래치(30) 및 슬레이브 래치(32)를 구비하고, 저전력 모드에서 데이터를 유지하는데 사용될 수 있는 벌룬 래치인 추가적인 래치(36)를 더 구비한다. 본 실시예에서는, 이와 같은 벌룬 래치를 스캔 모드 중에 스캔 래치로서 사용하여, 스캔 입력에서 수신된 진단 데이터를 지연시켜 홀드 타이밍 위반을 방지하여도 된다. 이에 따르면, 한 개의 래치를 사용하여 기능 모드에서 데이터 리텐션을 행하고 스캔 모드에서 홀드 타이밍 위반을 해소할 수 있다. 이에 따르면, 회로 면적을 효율적으로 사용하는 다기능 래치가 달성된다.

이와 관련하여, 본 발명은, 스캔 모드 중에는 데이터 리텐션이 필요하지 않으므로, 이 모드에서의 데이터 리텐션을 위해 리텐션 래치(36)를 사용하지 않으며, 이에 따라 이 리텐션 래치를 도 2에 35로 나타낸 스캔 래치로서 사용하는데 이용될 수 있다는 것을 인식하였다. 따라서, 몇 개의 추가적인 멀티플렉서를 사용하여, 동작 모드에 의존하여 이 래치를 리텐션 래치 또는 진단 래치로서 사용할 수 있다.

따라서, 진단 모드에서, 스캔 인에이블 신호가 하이일 때, 멀티플렉서 52는 래치 36에 입력하기 위한 스캔 입력 신로를 선택하고, 멀티플렉서 54는 리텐션 래치 36에 클록을 공급하기 위해 슬레이브 래치(32)에 공급하는 클록에 해당하는 DCLK 클록을 선택하게 된다. 멀티플렉서 40은 마스터 래치(30)에 대한 입력으로서 래치 36으로부터 출력된 스캔 신호를 선택하게 된다. 따라서, DCLK가 하이가 되면, 리텐션 래치(36)가 투명하게 되어 스캔 입력 SI에서 데이터를 수신하게 된다. 이것은 멀티플렉서 40을 거쳐 마스터 래치(30)에 전달되게 된다. 그러나, 리텐션 래치(36)가 투명한 동안, 마스터 래치에는 반전된 클록신호 !DCLK에 의해 클록이 공급되므로 이 마스터 래치(30)는 불투명하게 되므로, 반전된 클록 !DCLK가 하이가 될 때까지 리텐션 래치가 스캔 데이터를 수신하지 않게 된다. 이 시점에서 마스터 래치(30)가 투명하게 되어 데이터를 수신하게 된다. 이것은 전송 게이트 48을 거쳐 슬레이브 래치(32)에 전달되며, 이 슬레이브 래치는 클록신호 DCLK가 하이가 될 때(이 시점에서 !DCLK가 로우가 된다) 이 데이터를 수신하게 된다. 이에 따라 도 2의 장치에서 일어난 것과 같은 방식으로 스캔 데이터가 래칭장치를 거쳐 전달된다. 전송 게이트 48에 관해서는, 전송 게이트가 저전력 모드를 표시하는 데이터 리텐션 신호에 의해 온 및 오프가 되므로, 기능 및 진단 모드 중에, 이 전송 게이트가 온되어, 마스터(30)가 슬레이브(32)에 접속된다.

이하, 기능 모드에서 동작을 설명한다. 스캔이 인에이블되지 않아 스캔 인에이블 신호가 로우일 때, 멀티플렉서 40은 데이터 입력 DIN을 선택하고 그것을 마스터 래치(30)에 입력한다. 이 시점에서는 데이터 리텐션이 필요하지 않고 장치의 전력이 하강할 필요가 없기 때문에, NRET이 하이이므로, 전송 게이트 48이 개방되어, 클록신호에 응답하여 마스터 래치(30)로부터 슬레이브 래치(32)로 데이터의 클록이 공급된다. 더구나, 추가적인 래치(36)가 현재 필요하지 않고 멀티플렉서 54가 데이터 리텐션 신호 NRET을 리텐션 래치 클록킹 입력으로 전달하여, BRET이 하이이므로, 추가적인 래치에 현재 클록이 공급되지 않고 투명한 상태이다. 스캔 인에이블이 로우이므로, 멀티플렉서 52는 마스터 래치(30)의 출력을 추가적인 래치(36)의 입력으로 선택한다.

NRET이 로우가 되어 저전력 모드에 진입할 것이라는 것을 표시하면, 전송 게이트 48이 폐쇄된다. 마찬가지로, 리텐션 래치(36)는 클록킹 신호에서 로우 신호를 수신하게 되어 불투명하게 된다. 따라서, 리텐션 래치는 마스터 래치의 출력으로부터 이전에 수신된 데이터를 유지하게 된다. 마스터 래치는 슬레이브 래치와 함께 전력이 하강할 수 있다. NRET이 로우이면, 전송 게이트 47이 개방되므로, 슬레이브 래치(32)가 리텐션 래치(36)에 유지된 데이터를 보게 된다. 그러나, 저전력 모드에서는, 마스터 및 슬레이브 래치들의 전력이 하강하여 전력을 보유하지 않게 된다. 그러나, 전력이 상승할 때, 이들 마스터 및 슬레이브 래치들의 전력이 상승하여, 슬레이브 래치(32)가 개방된 전송 게이트 47을 거쳐 리텐션 래치(36)로부터 데이터를 수신하게 된다. 그후, NRET이 하이가 되어 기능 모드를 재개할 예정인 것을 표시하면, 전송 게이트 47이 폐쇄되고 전송 게이트 48이 개방되어, 멀티플렉서 50을 거친 데이터가 다시 한번 마스터 및 슬레이브를 거쳐 클록이 공급된다. 그러나, 처음에는 슬레이브 래치(32)가 리텐션 또는 벌룬 래치(36)에 기억된 데이터를 유지하므로, 이전 데이터가 복원된다.

도 6b는, 스캔, 기능 및 데이터 리텐션 모드에서의 추가적인 래치(36)의 서로 다른 상태를 나타낸 테이블이다. 따라서, 상태 1은 기능 비-리텐션(non-retention) 상태이므로 스캔 인에이블이 0이고 NRET이 1이다. 벌룬 래치가 기능 상태에 대해 투명하여 마스터로부터 모든 상태를 수신하게 되고 그것의 출력에서 이 상태가 사용가능하다. 그러나, 이 상태에선,s, 전송 게이트 47이 폐쇄되므로, 이 전송 게이트가 이 데이터를 슬레이브 래치(32)에 전달하지 않는다.

상태 2에서는, 스캔 인에이블이 여전히 0이므로 장치가 진단 모드에 있지 않지만, NRET이 0이므로 저전력 데이터 리텐션 모드에 진입한 것을 나타낸다. 이 시점에서는, BRET 신호가 벌룬 래치(36)의 클록 입력에 입력되므로 벌룬 래치가 불투명해지므로, 이전에 유지된 기능 상태를 유지한다. 이 시점에서는, 전송 게이트 47이 개방되므로, 슬레이브 래치에 대한 입력에서 이 상태를 사용가능하지만, 마스터 및 슬레이브 래치의 전력이 현재 하강한다.

상태 3은, 스캔 인에이블이 1이고 저전력 모두가 존재하지 않아 NRET이 1일 때의 진단 상태이다. 이 모드에서는, 벌룬 래치가 도 2에서와 같이 스캔 래치(35)로서의 역할을 함으로써 스캔 입력의 시간을 재조정(retime)하므로, 하이 상태인 슬레이브 래치에 공급하는 클록에 응답하여 스캔 입력을 조정하고, 이것을 마스터 래치(30)에 출력함으로써, 스캔 경로에 절반의 클록 사이클 지연을 도입한다. NRET이 로우이므로 스캔 모드 중에 저전력 모드를 표시할 때 상태 4가 된다. 스캔 중에는 저전력 모드가 필요하지 않으므로 이것은 일반적으로 발생하는 것이 아니다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 방법의 단계들을 나타낸 흐름도이다. 처음에, 스캔이 인에이블되었는지 아닌지를 판정한다. 스캔이 인에이블되면, 제 2 클록 DCLK가 하이가 될 때 스캔 입력에 수신된 진단 데이터가 추가적인 래치 내부로 래치된다. 그후, 이 진단 데이터는 입력 래치에 입력할 데이터로서 선택된다.

스캔이 인에이블되지 않으면, 이것은 입력 래치에 입력하기 위해 선택되는 연산 데이터에 해당한다.

제 2 클록 DCLK가 로우가 되면, 이 클록의 반전 클록 !DCLK가 하이가 되고, 마스터 래치가 투명하게 되어 그것의 입력에서 데이터를 수신한다. 이것은 스캔 모드에서는 스캔 데이터가 되고 진단 모드에서는 진단 데이터가 된다.

그후, 리텐션 모드가 인에이되었는지 판정한다. 이때, 스캔 모드 중에는, 리텐션 모드가 인에이블되지 않으므로, 항상 No 라인을 따라가게 될 것이라는 점에 주목하기 바란다. 리텐션 모드가 인에이블되지 않으면, 제 2 클록 DCLK가 하이가 되고 그것의 반전된 클록 !DCLK가 로우가 될 때, 슬레이브 래치가 데이터를 수신하여 이 데이터를 마스터로부터 출력한다.

(연산 모드 중에) 데이터 리텐션 모드가 인에이블되면, 마스터로부터 추가적인 래치로 데이터가 전달되고 이 추가적인 래치에 유지된다. 그후, 입력 및 출력 래치들의 전력이 하강한다.

도 8은 플립플롭의 각각의 래치가 래치들을 소정의 값으로 리셋하기 위한 리셋 입력을 구비한 또 다른 실시예를 나타낸 것이다. 이 경우, 스캔 입력의 추가적인 래치가 마찬가지로 리셋 래치라면, 본 발명이 여전히 올바르게 가능하게 된다. 특정한 시점에서, 시스템에 소정값이 로드될 수 있는 것이 중요한 경우에 리셋 래치들을 사용할 수 있다. 래치들이 올바르게 기능하려면, 추가적인 래치(35)도 이와 같은 특성을 필요로 하며, 그렇지 않은 경우에는, 추가적인 래치가 다른 값을 기억하게 되어, 스캔이 개시될 때 이 값이 진단 경로를 따라 전파하게 된다.

첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 예시적인 실시예를 상세히 설명하였지만, 본 발명은 이들 정확한 실시예들에 한정되지 않으며, 첨부된 청구범위에 규정된 본 발명의 보호범위 및 사상을 벗어나지 않으면서 당업자에 의해 다양한 변경 및 변형이 행해질 수 있다는 것은 자명하다. 예를 들면, 다음의 종속항들의 특징과 독립항들의 특징의 다양한 조합이 행해질 수도 있다.

Claims (20)

1. 제 1 및 제 2 값 사이에서 주기적으로 전환되는 클록신호에 응답하여 데이터 값을 수신, 유지 및 출력하도록 구성된 래칭장치로서,
   입력 데이터 값을 수신하도록 구성된 입력 래칭 소자와,
   상기 데이터 값을 출력하도록 구성된 출력 래칭 소자를 구비하고,
   상기 입력 래칭 소자는 제 1 클록신호를 수신하도록 구성되고, 상기 출력 래칭 소자는 제 2 클록신호를 수신하도록 구성되고, 상기 제 1 및 제 2 클록신호는 동일한 주파수 및 위상을 갖지만 서로에 대해 반전되어 있고,
   상기 입력 및 출력 래칭 소자들 각각은 투명하여 수신된 클록신호의 상기 제 1 값에 응답하여 입력과 출력 사이에서 데이터를 전달하고, 상기 입력 및 출력 래칭 소자들 각각은 불투명하여 상기 수신된 클록신호의 제 2 값에 응답하여 상기 데이터 값을 유지하여, 상기 제 1 및 제 2 클록신호들에 응답하여, 상기 입력 데이터 값이 상기 입력 및 출력 래칭 소자들을 거쳐 상기 출력으로 클록이 공급되고, 상기 래칭장치는,
   기능 모드 또는 진단 모드를 표시하는 진단 인에이블 신호의 값에 응답하여, 상기 입력 래칭 소자에 입력하기 위한 연산 데이터 값 또는 진단 데이터 값을 선택하는 선택장치와,
   상기 제 2 클록신호에 의해 클록이 공급되도록 구성되고, 투명하여 상기 제 1 값을 갖는 상기 제 2 클록신호에 응답하여 입력과 출력 사이에서 데이터를 전달하고 불투명하여 상기 제 2 값을 갖는 상기 제 2 클록신호에 응답하여 상기 데이터 값을 유지하도록 구성된 추가적인 래칭 소자를 더 구비한, 래칭장치.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 추가적인 래칭 소자가 상기 진단 모드를 표시하는 상기 진단 인에이블 신호에 응답하여 상기 제 2 클록신호를 수신하도록 구성된 래칭장치.
   
3. 제 1항에 있어서,
   상기 입력 래칭 소자는 마스터 래치이고 상기 출력 래칭 소자는 슬레이브 래치이며, 상기 추가적인 래칭 소자는 상기 슬레이브 래치와 동일한 클록신호에 응답하여 동작하도록 구성된 래칭장치.
   
4. 제 1항에 있어서,
   상기 래칭장치는 제 1 및 제 2 인버터를 구비하고, 상기 래칭장치에서 수신된 상기 클록신호는 상기 제 1 인버터에 의해 반전되어 상기 제 1 클록신호를 발생하고 상기 제 2 인버터에 의해 반전되어 상기 제 2 클록신호를 발생하는 래칭장치.
   
5. 제 1항에 있어서,
   상기 클록신호의 상기 제 1 값은 상기 클록신호의 하이 값이고, 상기 클록신호의 상기 제 2 값은 상기 클록신호의 로우 값인 래칭장치.
   
6. 제 1항에 있어서,
   상기 래칭장치는,
   상기 입력 및 출력 래칭 소자들의 전력이 하강하는 저전력 모드에 상기 래칭장치가 진입해야 한다는 것을 표시하는 데이터 리텐션 인에이블 신호를 수신하는 입력과,
   진단 데이터와 상기 입력 래칭 소자의 출력 사이에서 선택하여 상기 진단 인에이블 신호의 값에 응답하여 상기 추가적인 래치에 입력하는 추가적인 선택장치를 더 구비하고,
   상기 래칭장치는, 데이터 리텐션을 표시하는 상기 데이터 리텐션 인에이블 신호와 상기 기능 모드를 표시하는 상기 진단 인에이블 신호에 응답하여, 상기 입력 및 출력 래칭 소자들의 전력을 하강하기 전에, 상기 입력 래칭 소자로부터 상기 추가적인 선택장치를 거쳐 상기 추가적인 래칭 소자에 데이터를 전달하도록 구성되고, 상기 추가적인 래칭 소자는 데이터를 저전력 모드로 유지하도록 구성된 래칭장치.
   
7. 제 6항에 있어서,
   상기 래칭장치는, 상기 진단 모드를 표시하는 상기 스캔 인에이블 신호에 응답하여 상기 추가적인 래칭 소자의 클록 입력에 입력하기 위해 상기 제 2 클록신호를 선택하고, 상기 래칭장치가 저전력 모드에 진입하여 상기 추가적인 래칭 소자가 불투명하다는 것을 표시하는 상기 데이터 리텐션 인에이블 신호에 응답하여 상기 클록 입력에 입력하기 위해 상기 제 2 값을 갖는 신호를 선택하는 제 2의 추가적인 선택장치를 구비한 래칭장치.
   
8. 제 7항에 있어서,
   상기 제 2 값을 갖는 상기 신호가 상기 데이터 리텐션 인에이블 신호를 포함하는 래칭장치.
   
9. 제 6항에 있어서,
   상기 추가적인 래칭 소자가 벌룬 래치를 포함하는 래칭장치.
   
10. 제 6항에 있어서,
    상기 입력 래칭 소자와 상기 출력 래칭 소자 사이에 배치되고 저전력 모드를 표시하지 않는 상기 데이터 리텐션 인에이블 신호에 응답하여 개방되도록 구성되고 저전력 모드를 표시하는 상기 데이터 리텐션 인에이블 신호에 응답하여 폐쇄되도록 구성된 제 1 전송 게이트와, 상기 추가적인 래칭 소자와 상기 출력 래칭 소자 사이에 배치되고 저전력 모드를 표시하는 상기 데이터 리텐션 인에이블 신호에 응답하여 개방되도록 구성되고 저전력 모드를 표시하지 않는 상기 데이터 리텐션 인에이블 신호에 응답하여 폐쇄되도록 구성된 제 2 전송 게이트를 구비한 래칭장치.
    
11. 제 1항에 있어서,
    상기 입력 래칭 소자, 상기 출력 래칭 소자 및 상기 추가적인 래칭 소자는, 소정의 값을 기억하기 위해 상기 래칭 소자를 리셋하는 리셋 입력을 갖는 리셋 래칭 소자들을 구비한 래칭장치.
    
12. 제 1항에 있어서,
    상기 래칭장치는 집적회로 상의 표준 배치 개소에 끼워넣어지도록 배치된 표준 셀 레이아웃으로서 구성된 래칭장치.
    
13. 논리 시스템을 구성하기 위해 표준 셀 배치 개소 내부에 배치된 복수의 표준 셀을 구비한 집적회로로서, 상기 표준 셀들 중에서 적어도 한 개가 청구항 12에 기재된 표준 셀을 구비한 집적회로.
    
14. 복수의 래칭장치와 연산 데이터를 처리하는 조합회로를 구비한 동기식 데이터 처리장치로서,
    상기 복수의 래칭장치는, 상기 데이터 처리장치가 기능 모드에서 동작하고 있을 때,
    상기 조합회로의 일부로부터 상기 연산 데이터를 수신하고, 클록신호에 응답하여 상기 조합회로의 또 다른 부분에 상기 데이터를 전달하여, 상기 조합회로에 의해 처리된 상기 연산 데이터 값들이 클록신호에 응답하여 상기 데이터 처리장치를 거쳐 동기하여 전송되도록 구성되고,
    상기 데이터 처리장치가 진단 모드에서 동작하고 있을 때에는, 상기 복수의 래칭장치가 상기 클록신호에 응답하여 진단 경로를 따라 상기 래칭장치들 사이에서 진단 데이터 값들을 전달하도록 구성되고,
    상기 래칭장치들 중에서 적어도 일부는 청구항 1에 기재된 래칭장치들인, 동기식 데이터 처리장치.
    
15. 제 14항에 있어서,
    상기 래칭장치들은 인접하는 래칭장치들 사이의 상기 진단 경로의 길이가 그들의 위치에 의존하도록 상기 데이터 처리장치 내부에 배치되고, 상기 데이터 처리장치는, 더 짧은 진단 경로들로부터 상기 진단 데이터를 수신하는 래칭장치들이 청구항 1에 기재된 래칭장치들이고 더 긴 진단 경로들로부터 상기 진단 데이터를 수신하는 래칭장치들이 플립플롭으로서 배치된 입력 래칭 소자 및 출력 래칭 소자를 구비하도록 구성된 동기식 데이터 처리장치.
    
16. 제 14항에 있어서,
    상기 데이터 처리장치는 상기 데이터 처리장치의 적어도 일부의 전력이 하강하는 저전력 리텐션 모드에서 동작하도록 구성되고, 리텐션 래칭 소자들 내부에 상태가 유지되고, 상기 래칭장치들 중에서 적어도 일부가 청구항 5에 기재된 래칭장치들을 구비하고, 상기 리텐션 래칭 소자들은 청구항 6에 기재된 상기 래칭장치들의 상기 추가적인 래칭 소자들을 구비한 동기식 데이터 처리장치.
    
17. 제 1 및 제 2 값 사이에서 주기적으로 전환되는 클록신호에 응답하여 데이터 값을 수신, 유지 및 출력하는 방법으로서,
    입력 래치 소자에서 입력 데이터 값을 수신하는 단계와,
    출력 래칭 소자에서 상기 데이터 값을 출력하는 단계를 포함하고,
    상기 입력 래칭 소자는 제 1 클록신호를 수신하도록 구성되고, 상기 출력 래칭 소자는 제 2 클록신호를 수신하도록 구성되고, 상기 제 1 및 제 2 클록신호는 동일한 주파수 및 위상을 갖지만 서로에 대해 반전되어 있고,
    상기 제 1 값을 갖는 상기 제 1 클록신호에 응답하여, 상기 입력 래칭 소자가 상기 입력 데이터를 수신하여 상기 출력 래칭 소자로 전달하고,
    상기 제 1 값을 갖는 상기 제 2 클록신호에 응답하여, 상기 출력 래칭 소자가 상기 데이터를 수신하여 상기 입력 래칭 소자로부터 상기 출력으로 전달하고,
    상기 방법은,
    기능 모드 또는 진단 모드를 표시하는 진단 인에이블 신호의 값에 응답하여 상기 입력 래칭 소자에 입력하기 위해 연산 데이터 값 또는 진단 데이터 값을 선택하는 초기 단계를 더 포함하고,
    상기 진단 인에이블 신호는, 추가적인 래칭 소자에서 상기 진단 데이터를 수신하고 상기 제 1 값을 갖는 상기 제 2 클록신호에 응답하여 상기 진단 데이터를 상기 입력 래칭 소자에 전달하는 진단 모드를 표시하는, 데이터 값의 수신, 유지 및 출력 방법.
    
18. 제 17항에 있어서,
    상기 래칭장치는, 상기 래칭장치가 저전력 모드에 진입해야 하는 것을 표시하는 데이터 리텐션 인에이블 신호를 수신하는 입력을 구비하고, 상기 방법은,
    기능 동작 모드를 표시하는 상기 스캔 인에이블 신호에 응답하여, 상기 추가적인 래치에 입력하기 위해 상기 입력 래칭 소자의 출력을 선택하는 단계와,
    저전력 모드에 진입해야 한다는 것을 표시하는 상기 데이터 리텐션 신호에 응답하여, 상기 입력 및 출력 래칭 소자들의 전력을 하강하기 전에, 상기 입력 래칭 소자로부터 출력된 데이터를 상기 추가적인 래칭 소자에 전달하는 단계를 추가로 포함하고, 상기 추가적인 래칭 소자는 저전력 모드 중에 상기 데이터를 유지하는, 데이터 값의 수신, 유지 및 출력 방법.
    
19. 제 18항에 있어서,
    상기 저전력 모드에서 벗어난다는 것을 표시하는 신호의 수신에 응답하여, 상기 추가적인 래칭 소자에 기억된 상기 데이터를 상기 출력 래칭 소자로 전달하는 단계를 추가로 포함하는, 데이터 값의 수신, 유지 및 출력 방법.
    
20. 제 1 및 제 2 값 사이에서 주기적으로 전환되는 클록신호에 응답하여 데이터 값을 수신, 유지 및 출력하는 래칭수단으로서,
    입력 데이터 값을 수신하는 입력 래칭수단과,
    상기 데이터 값을 출력하는 출력 래칭수단을 구비하고,
    상기 입력 래칭수단은 제 1 클록신호를 수신하도록 구성되고, 상기 출력 래칭수단은 제 2 클록신호를 수신하도록 구성되고, 상기 제 1 및 제 2 클록신호는 동일한 주파수 및 위상을 갖지만 서로에 대해 반전되어 있고,
    상기 입력 및 출력 래칭수단들 각각은 투명하여 수신된 클록신호의 상기 제 1 값에 응답하여 입력과 출력 사이에서 데이터를 전달하고, 상기 입력 및 출력 래칭수단들 각각은 불투명하여 상기 수신된 클록신호의 제 2 값에 응답하여 상기 데이터 값을 유지하여, 상기 제 1 및 제 2 클록신호들에 응답하여, 상기 입력 데이터 값이 상기 입력 및 출력 래칭수단들을 거쳐 상기 출력으로 클록이 공급되고, 상기 래칭수단은,
    기능 모드 또는 진단 모드를 표시하는 진단 인에이블 신호의 값에 응답하여, 상기 입력 래칭수단에 입력하기 위한 연산 데이터 값 또는 진단 데이터 값을 선택하는 선택수단과,
    상기 제 2 클록신호에 의해 클록이 공급되고, 상기 제 1 값을 갖는 상기 제 2 클록신호에 응답하여 입력과 출력 사이에서 데이터를 전달하고 상기 제 2 값을 갖는 상기 제 2 클록신호에 응답하여 상기 데이터 값을 유지하는 추가적인 래칭수단을 더 구비한. 래칭수단.

Images