WO2009081743A1 - アナログスキャン回路、アナログフリップフロップおよびデータ処理装置 - Google Patents

アナログスキャン回路、アナログフリップフロップおよびデータ処理装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2009081743A1
WO2009081743A1 PCT/JP2008/072475 JP2008072475W WO2009081743A1 WO 2009081743 A1 WO2009081743 A1 WO 2009081743A1 JP 2008072475 W JP2008072475 W JP 2008072475W WO 2009081743 A1 WO2009081743 A1 WO 2009081743A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
analog
input
analog value
output
scan
Prior art date
Application number
PCT/JP2008/072475
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Kazutoshi Shimizume
Ikuro Hata
Akira Ishizuka
Original Assignee
Sony Corporation
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP2007330562A external-priority patent/JP5130905B2/ja
Priority claimed from JP2008265623A external-priority patent/JP2010096546A/ja
Application filed by Sony Corporation filed Critical Sony Corporation
Priority to CN2008801212429A priority Critical patent/CN101903784A/zh
Priority to US12/808,074 priority patent/US8458542B2/en
Priority to EP08864980.1A priority patent/EP2233935A4/en
Publication of WO2009081743A1 publication Critical patent/WO2009081743A1/ja

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/28Testing of electronic circuits, e.g. by signal tracer
    • G01R31/316Testing of analog circuits
    • G01R31/3163Functional testing
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/28Testing of electronic circuits, e.g. by signal tracer
    • G01R31/317Testing of digital circuits
    • G01R31/3181Functional testing
    • G01R31/3185Reconfiguring for testing, e.g. LSSD, partitioning
    • G01R31/318533Reconfiguring for testing, e.g. LSSD, partitioning using scanning techniques, e.g. LSSD, Boundary Scan, JTAG
    • G01R31/318536Scan chain arrangements, e.g. connections, test bus, analog signals

Definitions

  • the scan path test provides a path (scan path) in which flip-flops are serially connected to each other and allows the flip-flop to hold an arbitrary value through the scan path or is held in the flip-flop through the scan path.
  • This is a technique for examining the state of a circuit by reading out the value being read.
  • all normally used flip-flops are connected in series in the test mode so that arbitrary data can be set to all flip-flops from the outside (improvement of controllability). Then, after switching to the normal mode and adding the externally set flip-flop data to the combination gate in the LSI, adding one clock, the outputs of those gates are taken into the same flip-flop.
  • the present invention has been made to solve the above problems, and a first aspect thereof includes a plurality of analog value holding means for holding analog values, and a plurality of analog value holding means for holding the analog values.
  • Input means for inputting to hold at least one
  • transfer means for transferring the analog values held in the plurality of analog value holding means between the plurality of analog value holding means, and the plurality of analog values
  • An analog scan circuit comprising: output means for reading out and outputting at least one of the analog values held in the holding means.
  • the input means may hold the analog value in at least one of the plurality of analog value holding means according to the shift synchronization signal.
  • an analog signal from an LSI tester can be held via a scan-in terminal.
  • the input means holds the analog values corresponding to the analog value holding means in accordance with individual input control signals corresponding to the analog values. Also good. For example, an analog signal from an analog circuit or the like can be held via an input terminal in accordance with an individual load control signal.
  • the output means may read the analog value from the plurality of analog value holding means simultaneously according to a common output control signal.
  • an analog signal can be output to an analog circuit or the like via an output terminal in accordance with the write clock signal.
  • the plurality of analog value holding means may hold the analog values by accumulating charges in a diffusion layer region formed on the semiconductor substrate.
  • a BBD Buscket Bridge Device
  • the charge transfer element can be used as the charge transfer element.
  • the plurality of analog value holding means may hold the analog value by accumulating electric charges in a depletion layer region generated on the semiconductor substrate.
  • a charge coupled device CCD
  • CCD charge coupled device
  • a data processing device comprising an output circuit for outputting analog data and an analog scan circuit for receiving the analog data, wherein each of the analog scan circuits holds an analog value.
  • a plurality of analog value holding means an input means for inputting an instantaneous value of the analog data as the analog value so as to be held in at least one of the plurality of analog value holding means, and a plurality of analog value holding means Transfer means for transferring the analog value held between the plurality of analog value holding means; and output means for reading and outputting at least one of the analog values held in the plurality of analog value holding means.
  • a data processing device comprising an analog scan circuit for supplying analog data and an input circuit for receiving and inputting the analog data, wherein the analog scan circuit has an analog value.
  • a plurality of analog value holding means an input means for inputting the analog value so as to be held in at least one of the plurality of analog value holding means, and the above-mentioned held in the plurality of analog value holding means.
  • Transfer means for transferring an analog value between the plurality of analog value holding means; and output means for reading at least one of the analog values held in the plurality of analog value holding means and outputting the analog data as the analog data.
  • an output circuit that outputs first analog data
  • an analog scan circuit that receives the first analog data and supplies second analog data
  • the second analog data A data processing apparatus comprising an input circuit for receiving and inputting data, wherein the analog scan circuit includes a plurality of analog value holding means for holding analog values, and the instantaneous value of the first analog data.
  • An input unit that inputs an analog value so as to be held in at least one of the plurality of analog value holding units, and the analog value held in the plurality of analog value holding units is between the plurality of analog value holding units.
  • a data processing device characterized in that it comprises an output means for outputting the log data. As a result, the analog signal from the output circuit is taken in and made observable, and the analog signal is set for the input circuit.
  • the input analog value is one of m (m is an integer greater than or equal to n) discrete values including n (n is an integer greater than or equal to 3) discrete values. It may be shown. As a result, within a range of accuracy capable of recognizing m discrete values, deformation of the waveform as analog data, addition of noise, and the like are allowed, and waveform shaping and reproduction are allowed.
  • the input analog value holding means may include an input means for inputting the input analog value based on an input trigger signal.
  • an input means for inputting the input analog value based on an input trigger signal like a master-slave type digital flip-flop, it is controlled by two trigger signals (for example, positive and negative trigger signals of the same signal).
  • the input means includes a first input means for inputting a first analog value as the input analog value based on a first trigger signal, and a first input based on a second trigger signal.
  • 2nd input means which inputs 2 analog values as said input analog value may be provided.
  • the input analog value is selectively input and held based on the control of application of the input trigger signal.
  • the sixth aspect of the present invention provides a plurality of analog flip-flops capable of inputting and holding arbitrary analog data representing arbitrary analog values, respectively, and operation timings of the plurality of analog flip-flops.
  • Each of the plurality of analog flip-flops includes an input analog value holding means for holding an input analog value, and the input analog held by the input analog value holding means.
  • Output analog value holding means for inputting a value based on a transfer trigger signal and holding it as an output analog value, wherein the control means supplies the same transfer trigger signal to the plurality of analog flip-flops
  • a data processing apparatus including trigger signal supply means whereby, the holding timing of the output analog value of each of the plurality of analog flip-flops is synchronized by controlling the transfer trigger signal.
  • the analog LSI includes a digital / analog mixed LSI in which an analog circuit and a digital circuit are mixed.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a relationship example between an analog scan circuit 100 and a circuit group to be tested in the embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a conceptual diagram showing a first example of the analog scan circuit 100 according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a layout diagram illustrating a first example of the analog scan circuit 100 according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a timing chart of the first example of the analog scan circuit 100 according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a diagram showing an example in which BBD cells are distributed and arranged in the embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a layout diagram showing a second example of the analog scan circuit 100 according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a relationship example between an analog scan circuit 100 and a circuit group to be tested in the embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a conceptual diagram showing a first example of the analog scan circuit 100 according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a timing chart of the second example of the analog scan circuit 100 according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a detailed timing chart of the second example of the analog scan circuit 100 according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a conceptual diagram showing a third example of the analog scan circuit 100 in the embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a layout diagram showing a third example of the analog scan circuit 100 according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a timing chart of the third example of the analog scan circuit 100 according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is an example of a signal from the scan-in terminal Sin for the third example of the analog scan circuit 100 in the embodiment of the present invention.
  • the analog scan circuit 100 samples the signal voltages inside the circuits 11 to 13 input to the input terminals IN1 to IN3 and holds them as analog values, and also outputs analog signals from the output terminals VOUT1 to VOUT3 to the circuits 31 to 33. It has a function of supplying a value and setting it as a signal voltage inside each circuit.
  • the analog scan circuit 100 includes a scan-in terminal Sin and a scan-out terminal Sout, holds test data input from a tester (not shown) to the scan-in terminal Sin as an analog value, and also has a scan-out terminal. It has a function of outputting test data from Sout to the tester.
  • the analog scan circuit 100 includes a plurality of cells that hold analog values, and the held analog values can be shifted and transferred between the cells.
  • the analog scan circuit 100 is provided with clock terminals SAck and SBck for shift transfer.
  • the analog scan circuit 100 is provided with a clock terminal Lck for newly holding (loading or sampling) an analog value in a cell and a clock terminal Wck for outputting (writing) the held analog value. It has been.
  • the analog value held in each cell is a pulse amplitude modulation (PAM) signal of an analog signal. That is, although it is quantized (sampled) in the time direction, the amplitude is an analog value.
  • PAM pulse amplitude modulation
  • Charges can be stored in the capacitors between the gate electrodes 211 to 216 and the diffusion layer regions 221 to 226, respectively. Every other clock signal line 121 and 122 is connected to the gate electrodes 211 to 216.
  • the clock signal line 121 is supplied with the clock signal SAck
  • the clock signal line 122 is supplied with the clock signal SBck.
  • a charge-voltage conversion amplifier (QV amplifier) 401 is connected to the diffusion layer region 225, and a scan-out signal Sout is output to the scan-out terminal via the charge-voltage conversion amplifier 401.
  • the charge-voltage conversion amplifier 401 is an amplifier that converts accumulated charges into a voltage.
  • the equalizing initial voltage Veq is supplied to the diffusion layer region 226.
  • the clock signal SAck is in the H state and the clock signal SBck is in the L state, so that the capacitance between the gate electrodes 212, 214, and 216 and the diffusion layer regions 222, 224, and 226 is held.
  • the charges are transferred to the respective capacitances between the gate electrodes 211, 213 and 215 and the diffusion layer regions 221, 223 and 225.
  • the scan-out signal Sout at this time becomes the same potential as the potential supplied to the input terminal IN2 at time T2.
  • the scan-out signal Sout at time 6 becomes the same potential as the potential supplied to the input terminal IN1 at time T2.
  • FIG. 7 is a timing chart of the second example of the analog scan circuit 100 according to the embodiment of the present invention.
  • LCNT1 H
  • LCNT2 L
  • LCNT3 L
  • Lck L are constantly set in order to capture only the analog signal of the input terminal IN1.
  • FIG. 9 is a conceptual diagram showing a third example of the analog scan circuit 100 in the embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a layout diagram showing a third example of the analog scan circuit 100 in the embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a timing chart of the third example of the analog scan circuit 100 according to the embodiment of the present invention.
  • the clock signal SAck is set to the H state and the clock signal SBck is set to the L state, whereby the signal C1 from the scan-in terminal Sin is supplied to the diffusion layer region 221 and the diffusion layer region 221 and the gate electrode 211 The charge of the signal C1 is accumulated in the capacitor between them.
  • the charges held in the respective capacitances between the gate electrodes 212 and 214 and the diffusion layer regions 222 and 224 are transferred to the respective capacitances between the gate electrodes 213 and 215 and the diffusion layer regions 223 and 225. Is done.
  • the operation is repeated in the same manner.
  • the half period of the clock signal SAck or SBck is expressed as 1T
  • the output period in the third embodiment is 6T.
  • FIG. 12 is an example of a signal from the scan-in terminal Sin for the third example of the analog scan circuit 100 according to the embodiment of the present invention.
  • the signal for VOUT1, the signal for VOUT2, and the signal for VOUT3 are signals to be output from the output terminals VOUT1 to VOUT3, respectively.
  • the signal for VOUT1 becomes a signal sequence such as C1, C2, and C3 in the order of sampling.
  • the signal for VOUT2 becomes a signal sequence such as B1, B2, and B3 in the order of sampling.
  • the signal for VOUT3 becomes a signal sequence such as A1, A2, A3 in the order of sampling.
  • AND gates 481 to 483 are logic gates that generate respective logical products (AND) of the write control signals WCNT1 to WCNT3 and the write clock signal Wck.
  • AND logical products
  • FIG. 15 is an example of a signal from the scan-in terminal Sin for the fourth example of the analog scan circuit 100 according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 16 is a conceptual diagram showing a fifth example of the analog scan circuit 100 in the embodiment of the present invention.
  • FIG. 17 is a layout diagram showing a fifth example of the analog scan circuit 100 in the embodiment of the present invention.
  • the transistor 301 is connected to the diffusion layer region 221
  • the charge-voltage conversion amplifier 412 is connected to the diffusion layer region 223
  • the transistor 303 is connected to the diffusion layer region 225.
  • a charge voltage conversion amplifier 401 is connected to the diffusion layer region 225, and an output of the charge voltage conversion amplifier 401 is supplied to the scan-out terminal Sout.
  • FIG. 18 is a timing chart of the fifth example of the analog scan circuit 100 in the embodiment of the present invention.
  • analog signals are supplied from the input terminals IN1 and IN3 at the timing when the clock signal Lck becomes H state, and electric charges are generated between the gate electrodes 211 and 215 and the diffusion layer regions 221 and 225, respectively. Charged.
  • an analog signal is supplied from the scan-in terminal Sin at the timing when the clock signal SAck is in the H state, and charges are charged between the gate electrode 211 and the diffusion layer region 221. The accumulated charges are transferred from the left to the right under the control of the clock signals SAck and SBck.
  • the sampling period and the output period are both 5T.
  • BBD in embodiment of this invention transfers an analog signal by charge transfer
  • a charge may leak on the way and the amount of charges may attenuate.
  • This signal is a known signal input from the outside via the scan-in terminal Sin, and the amount of change in charge can be calibrated from the read voltage.
  • the signal B1 at time T9 and the signal B2 at time T14 of the scan-out terminal Sout are both known, voltage adjustment can be realized by calibrating based on both signals. Even when the analog scan circuit 100 has a failure, the output of the scan-out terminal Sout can be used to test the analog scan circuit 100 itself.
  • both input and output are connected to the same cell as a general form, but only one of them can operate at the same timing in the same cell.
  • the analog value transfer function is realized by the BBD.
  • the present invention is not limited to this, and may be realized by, for example, a CCD (Charge (Coupled Device). Good.
  • the basic operation of the CCD is the same as that of the BBD, although the CCD has a different mechanism for transferring charges than the BBD.
  • a CCD with a three-phase clock is assumed.
  • the present invention can be applied to a CCD with another multi-phase clock such as a two-phase or four-phase clock.
  • a CCD with two-phase and four-phase clocks see, for example, Kazuya Yonemoto, “Basics and Applications of CCD / CMOS Image Sensors” (CQ Publishing).
  • FIG. 23 is a diagram illustrating an example in which the analog scan circuit according to the embodiment of the present invention is used for synchronization control of an analog circuit.
  • an analog scan circuit 950 is inserted between the circuits 910 and 920 in the LSI 900
  • an analog scan circuit 960 is inserted between the circuits 920 and 930.
  • Each of the analog scan circuits 950 and 960 can include a plurality of 1-bit analog flip-flops (AFF) 951 and 961. Accordingly, the output of the circuit 910 is once synchronized in the analog scan circuit 950 and then input to the circuit 920. Similarly, the output of the circuit 920 is once synchronized in the analog scan circuit 960 and then input to the circuit 930.
  • AFF analog flip-flops
  • these scan paths can be used not only when verifying an LSI alone but also after being incorporated as a device. After installation as a device, for example, periodic maintenance, log dump collection for analysis at the time of failure, or step and dump for verification in these cases (desired values are embedded in desired locations) Thus, the output data of each part after an arbitrary clock can be collected or log dumped) or used for execution of a test program.
  • FIG. 25 is a timing chart when the analog scan circuit according to the embodiment of the present invention is used for synchronization control of an analog circuit.
  • the subscript “(i)” is attached to the i-th stage analog flip-flop, and the subscript “(i + 1)” is attached to the (i + 1) -th stage analog flip-flop.
  • the LSI-B 702 includes digital conversion circuits 730-0 to 730-2 that convert an analog signal into a digital signal, and selection circuits 740-0 to 740-2 that sequentially select one from a plurality of digital signals.
  • this LSI-B 702 three circuits are provided assuming that the three analog signal lines 709-0 to 702 are connected to the LSI-A 701.
  • the present invention is not limited to this. is not.
  • Each of the digital conversion circuits 730-0 to 730-2 is referred to as a digital conversion circuit 730.
  • Each of the selection circuits 740-0 to 740-2 is referred to as a selection circuit 740.
  • FIG. 27 is a diagram showing a configuration example of the shift circuit 710 in the embodiment of the present invention.
  • the shift circuit 710 includes flip-flop circuits 711 to 713 and has a configuration in which these are connected in series.
  • the flip-flop circuits 711 to 713 are circuits that hold and output input digital signals.
  • the data clock terminal Ac of the analog flip-flop 725 is connected to the analog data clock terminal Ac of the analog conversion circuit 720.
  • the scan clock terminal Sc of the analog flip-flop 725 is connected to the analog scan clock terminal ASc of the analog conversion circuit 720.
  • the analog flip-flop 725 holds the data signal from the data input terminal Ai according to the clock of the data clock terminal Ac, and outputs it to the data output terminal At.
  • the analog flip-flop 725 holds the scan data signal from the scan input terminal ASin according to the clock of the scan clock terminal Sc, and outputs it to the scan output terminal ASout.
  • the analog flip-flop 731 is a flip-flop that holds an analog value supplied from the LSI-A 701.
  • the basic configuration is the same as that of the analog flip-flop 725.
  • the data input terminal Ai of the analog flip-flop 731 is connected to the data input terminal Ai of the digital conversion circuit 730.
  • the data output terminal At of the analog flip-flop 731 is connected to the input terminal of the A / D conversion circuit 732.
  • the scan input terminal ASin of the analog flip-flop 731 is connected to the scan input terminal ASi of the digital conversion circuit 730.
  • the scan output terminal ASout of the analog flip-flop 731 is connected to the scan output terminal Ast of the digital conversion circuit 730.
  • the flip-flop circuit 742 is a circuit that holds and outputs an input digital signal, and has the same configuration as the flip-flop circuit 711 described with reference to FIG.
  • FIG. 33 is a diagram showing a timing chart example of inter-LSI transfer (FIG. 26) using the analog scan circuit in the embodiment of the present invention.
  • the speed ratio between the internal clock for handling the digital signal and the clock for transferring the analog signal is set to 3: 1. That is, the clock for transferring the analog signal has a speed (three times the speed) of one-third that of the clock for handling the digital signal.
  • the selection circuit 740-0 by supplying a data clock to the flip-flop circuit 742 (see FIG. 32), a data signal is output for each data clock (D4 (0)).
  • D4 (0) data clock
  • the signal “a” is output at time T15
  • the signal “b” is output at time T16
  • the signal “c” is output at time T17.
  • FIG. 35 is a diagram showing an implementation example of the scan path D / A converter in the embodiment of the present invention.
  • the analog conversion circuit 720 described with reference to FIG. 30 is used to connect the scan output terminal DSt of the digital circuit 791 to the scan input terminal ASi of the analog circuit 792.
  • a digital signal scan signal can be converted into an analog signal scan signal.
  • digital signals and analog signals can be mixed in one scan path.
  • FIG. 38 is a diagram showing an implementation example of the A / D converter for scan path in the embodiment of the present invention.
  • the digital conversion circuit 730 described with reference to FIG. 31 and the selection circuit 740 described with reference to FIG. 32 are used to connect the scan output terminal ASt of the analog circuit 793 to the scan input terminal DSi of the digital circuit 794.
  • “0” is set to the analog clock terminal Ac and the scan clock terminal DSc of the digital conversion circuit 730.
  • An analog clock Asck for analog signals is input to the analog scan clock terminal ASc and the data clock terminal Dc of the digital conversion circuit 730.
  • a data clock Dsck for internal data is input to the data clock terminal Dc of the selection circuit 740.
  • “0” is set to the scan clock terminal DSc of the selection circuit 740.
  • the processing procedure described in the embodiment of the present invention may be regarded as a method having a series of these procedures, and a program for causing a computer to execute the series of procedures or a recording medium storing the program May be taken as
  • this recording medium for example, a CD (Compact Disc), an MD (MiniDisc), a DVD (Digital Versatile Disc), a memory card, a Blu-ray Disc (Blu-ray Disc (registered trademark)), or the like can be used.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Tests Of Electronic Circuits (AREA)

Abstract

 アナログLSIの試験における観測性および制御性を向上させる。入力端子IN1乃至IN3から入力されたアナログ信号はトランジスタ301乃至303を介して拡散層領域221、223および225に供給され、電荷として蓄積される。ゲート電極211乃至216に交互に接続される信号線121および122にクロック信号が与えられることにより、蓄積されていた電荷が右方向に転送される。拡散層領域221、223および225には電荷電圧変換アンプ411乃至413が接続され、蓄積されていた電荷は電圧に変換されて出力端子VOUT1乃至VOUT3にアナログ信号として出力される。拡散層領域220にはスキャンイン端子Sinが接続され、拡散層領域225には電荷電圧変換アンプ401を介してスキャンアウト端子Soutが接続される。

Description

アナログスキャン回路、アナログフリップフロップおよびデータ処理装置
 本発明は、データ処理装置に関し、特に回路内のアナログデータの瞬時値をアナログ値として保持し、または、保持するアナログ値を回路内のアナログデータとして供給するアナログスキャン回路、並びに、アナログデータの同期化を行うアナログフリップフロップに関する。
 現在のデジタルLSIにおいて、その試験手法は大きな技術革新がなされ、そのチップの試験を行うための試験回路や試験のための信号列であるテストパターンは、自動的に生成できるまでになっている。すなわち、デジタルLSIは、「0」および「1」の2値信号処理を扱うものであり、アナログLSIに比べて試験し易いことや、単一縮退故障に限定することで故障モデルを簡素化することができるため、スキャンパステスト等の手法で自動化がされている。
 ここで、スキャンパステストとは、フリップフロップ同士をシリアルに連結したパス(スキャンパス)を設けて、このスキャンパスを通じてフリップフロップに任意の値を保持させ、または、スキャンパスを通じてフリップフロップに保持されている値を読み出すことにより、回路の状態を調べる手法である。このスキャンパステストにおいては、通常使用される全てのフリップフロップをテストモードにおいてシリーズに接続させて、全てのフリップフロップに任意のデータを外部から設定できるようにする(制御性の改善)。そして、次に通常モードに切り替えてLSI内部の組み合わせゲートに外部から設定したフリップフロップのデータを加えた後に、クロックを1個加えることにより、それらのゲートの出力を同じフリップフロップに取り込む。最後に、またテストモードにてスキャンアウト(観測性の改善)して、LSIの外部に内部ゲートの信号を出力することでゲート出力が正常か異常かを判定する。この動作が所望のフォルトカバレッジを達成するまで繰り返される。このように、デジタルLSIの試験を行うためにスキャンパステストを用いる例は広く知られている(例えば、特許第2550521号公報(図5)参照。)。
 これに対し、アナログLSIは連続的なアナログ値を扱うため、処理が複雑になり、現在でも充分な故障検出のアルゴリズムが無く、自動化が遅れている。アナログ信号処理では、一般にフリップフロップは使われず、LSIに交流や直流のアナログ信号が加えられる。例えば、アンプやフィルタなどはLSIに直接、様々なレベルや周波数の信号を加えることで比較的簡単に制御することができる。すなわち、アナログLSIではノードの電位等一義的に決まる回路が多く、制御性は良い場合が多い。一方、例えば、LSIの内部にフィルタが存在することを想定すると、フィルタの入力には前述の様に比較的簡単に所望の信号を加えられるため、その出力が次の信号処理回路に入力されることになる。この場合、フィルタの出力を観測するには特殊な試験回路を内蔵する必要がある。すなわち、アナログLSIでは観測性が悪いのが一般的である。
 したがって、アナログLSIにおいて、内部の信号や電位を把握することは観測性を改善するという点において有用である。また、制御性をより向上させることは試験の効率化のために有用である。
 本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、アナログLSIの試験における観測性および制御性を向上させ、さらには全体の同期化を図ることを目的とする。
 本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その第1の側面は、アナログ値をそれぞれ保持する複数のアナログ値保持手段と、上記アナログ値を上記複数のアナログ値保持手段の少なくとも1つに保持させるように入力する入力手段と、上記複数のアナログ値保持手段に保持される上記アナログ値を上記複数のアナログ値保持手段の間で転送する転送手段と、上記複数のアナログ値保持手段に保持される上記アナログ値の少なくとも1つを読み出して出力する出力手段とを具備することを特徴とするアナログスキャン回路である。これにより、アナログ回路等からのアナログ信号を入力し、または、アナログ回路等に対してアナログ信号を出力させるという作用をもたらす。
 また、この第1の側面において、上記転送手段は、シフト同期信号に従って上記転送を行ってもよい。例えば、シフト同期信号として、2相クロック信号を用いることができる。
 また、この第1の側面において、上記入力手段は、上記シフト同期信号に従って上記アナログ値を上記複数のアナログ値保持手段の少なくとも1つに保持させてもよい。例えば、スキャンイン端子を介してLSIテスタからのアナログ信号を保持させることができる。
 また、この第1の側面において、上記出力手段は、上記シフト同期信号に従って上記複数のアナログ値保持手段から上記アナログ値を読み出してもよい。例えば、スキャンアウト端子を介してLSIテスタにアナログ信号を出力することができる。
 また、この第1の側面において、上記入力手段は、共通入力制御信号に従って同時に複数の上記アナログ値を上記複数のアナログ値保持手段の対応するものに保持させてもよい。例えば、ロード用クロック信号に合わせて、入力端子を介してアナログ回路等からのアナログ信号を保持させることができる。
 また、この第1の側面において、上記入力手段は、複数の上記アナログ値のそれぞれに対応する個別入力制御信号に従って上記複数のアナログ値を上記複数のアナログ値保持手段の対応するものに保持させてもよい。例えば、個別のロード用制御信号に合わせて、入力端子を介してアナログ回路等からのアナログ信号を保持させることができる。
 また、この第1の側面において、上記出力手段は、共通出力制御信号に従って同時に上記複数のアナログ値保持手段から上記アナログ値を読み出してもよい。例えば、ライト用クロック信号に合わせて、出力端子を介してアナログ回路等にアナログ信号を出力することができる。
 また、この第1の側面において、上記出力手段は、複数の上記アナログ値のそれぞれに対応する個別出力制御信号に従って上記複数のアナログ値保持手段から上記アナログ値を読み出してもよい。例えば、個別のライト用制御信号に合わせて、出力端子を介してアナログ回路等にアナログ信号を出力することができる。
 また、この第1の側面において、上記複数のアナログ値保持手段は、半導体基体上に形成された拡散層領域に電荷を蓄積することにより上記アナログ値を保持してもよい。例えば、電荷転送素子としてBBD(Bucket Bridge Device)を用いることができる。
 また、この第1の側面において、上記複数のアナログ値保持手段は、半導体基体上に生じた空乏層領域に電荷を蓄積することにより上記アナログ値を保持してもよい。例えば、電荷転送素子としてCCD(Charge Coupled Device)を用いることができる。
 また、本発明の第2の側面は、アナログデータを出力する出力回路と、上記アナログデータを受けるアナログスキャン回路とを具備するデータ処理装置であって、上記アナログスキャン回路は、アナログ値をそれぞれ保持する複数のアナログ値保持手段と、上記アナログデータの瞬時値を上記アナログ値として上記複数のアナログ値保持手段の少なくとも1つに保持させるように入力する入力手段と、上記複数のアナログ値保持手段に保持される上記アナログ値を上記複数のアナログ値保持手段の間で転送する転送手段と、上記複数のアナログ値保持手段に保持される上記アナログ値の少なくとも1つを読み出して出力する出力手段とを備えることを特徴とするデータ処理装置である。これにより、出力回路からのアナログ信号を取り込んで観測可能な状態にさせるという作用をもたらす。
 また、本発明の第3の側面は、アナログデータを供給するアナログスキャン回路と、上記アナログデータを受けて入力する入力回路とを具備するデータ処理装置であって、上記アナログスキャン回路は、アナログ値をそれぞれ保持する複数のアナログ値保持手段と、上記アナログ値を上記複数のアナログ値保持手段の少なくとも1つに保持させるように入力する入力手段と、上記複数のアナログ値保持手段に保持される上記アナログ値を上記複数のアナログ値保持手段の間で転送する転送手段と、上記複数のアナログ値保持手段に保持される上記アナログ値の少なくとも1つを読み出して上記アナログデータとして出力する出力手段とを備えることを特徴とするデータ処理装置である。これにより、入力回路に対して任意のアナログ値を設定して制御させるという作用をもたらす。
 また、本発明の第4の側面は、第1のアナログデータを出力する出力回路と、上記第1のアナログデータを受けて第2のアナログデータを供給するアナログスキャン回路と、上記第2のアナログデータを受けて入力する入力回路とを具備するデータ処理装置であって、上記アナログスキャン回路は、アナログ値をそれぞれ保持する複数のアナログ値保持手段と、上記第1のアナログデータの瞬時値を上記アナログ値として上記複数のアナログ値保持手段の少なくとも1つに保持させるように入力する入力手段と、上記複数のアナログ値保持手段に保持される上記アナログ値を上記複数のアナログ値保持手段の間で転送する転送手段と、上記複数のアナログ値保持手段に保持される上記アナログ値の少なくとも1つを読み出して上記第2のアナログデータとして出力する出力手段とを備えることを特徴とするデータ処理装置である。これにより、出力回路からのアナログ信号を取り込んで観測可能な状態にさせるとともに、そのアナログ信号を入力回路に対して設定させるという作用をもたらす。
 また、本発明の第5の側面は、入力アナログ値を保持する入力アナログ値保持手段と、上記入力アナログ値保持手段が保持する上記入力アナログ値を、転送トリガ信号に基づいて転送して、出力アナログ値として保持する出力アナログ値保持手段とを具備するアナログフリップフロップである。これにより、各アナログフリップフロップにおける出力アナログ値の保持タイミングを、転送トリガ信号の制御により同期化させるものである。
 また、この第5の側面において、上記入力アナログ値は、n個(nは3以上の整数)の離散値を含むm個(mはn以上の整数)の値のうちのいずれかの値を示すものであってもよい。これにより、m個の離散値を認識可能な精度の範囲内で、アナログデータとしての波形の変形やノイズの付加等を許容させ、波形の整形や再生等を許容させるものである。
 また、この第5の側面において、上記入力アナログ値保持手段は、入力トリガ信号に基づいて、上記入力アナログ値を入力する入力手段を備えてもよい。これにより、マスタスレーブタイプのデジタルフリップフロップのように、2つのトリガ信号(例えば、同一信号の正負のトリガ信号等)により制御させるものである。
 また、この第5の側面において、上記入力手段は、第1のトリガ信号に基づいて第1のアナログ値を上記入力アナログ値として入力する第1入力手段と、第2のトリガ信号に基づいて第2のアナログ値を上記入力アナログ値として入力する第2入力手段とを備えてもよい。これにより、入力トリガ信号の印加の制御に基づいて、入力アナログ値を選択的に入力および保持させるものである。
 また、この第5の側面において、上記第1および第2のトリガ信号の一方は、スキャン動作指示のための入力トリガ信号としてもよい。これにより、隣接するアナログフリップフロップの出力アナログ値を、対応する(第1または第2の)入力アナログ値として接続することで、他方の入力トリガ信号で通常入力が可能なスキャン機能付のフリップフロップとして実現させるものである。
 また、この第5の側面において、上記出力アナログ値保持手段が保持する上記出力アナログ値を、出力トリガ信号に基づいて出力する出力手段をさらに備えてもよい。これにより、出力トリガ信号の制御に基づいて出力タイミングの制御をさせるものである。
 また、この第5の側面において、上記入力アナログ値保持手段および上記出力アナログ値保持手段の少なくとも一方が、半導体基体上に形成された拡散層領域に電荷を蓄積することによりアナログ値を保持してもよい。例えば、電荷転送素子としてBBD(Bucket Brigade Device/Bucket Bridge Device)を用いることができる。
 また、この第5の側面において、上記入力アナログ値保持手段および上記出力アナログ値保持手段の少なくとも一方が、半導体基体上に生じた空乏層領域に電荷を蓄積することによりアナログ値を保持してもよい。例えば、電荷転送素子としてCCD(Charge Coupled Device)を用いることができる。
 また、本発明の第6の側面は、任意のアナログ値を示す任意のアナログデータをそれぞれ入力して保持して出力が可能な複数のアナログフリップフロップと、これら複数のアナログフリップフロップの動作タイミングを制御する制御手段とを具備するデータ処理装置であって、上記複数のアナログフリップフロップのそれぞれは、入力アナログ値を保持する入力アナログ値保持手段と、上記入力アナログ値保持手段が保持する上記入力アナログ値を、転送トリガ信号に基づいて入力して、出力アナログ値として保持する出力アナログ値保持手段とを備え、上記制御手段は、上記複数のアナログフリップフロップに同一の上記転送トリガ信号を供給する転送トリガ信号供給手段を備えるデータ処理装置である。これにより、転送トリガ信号の制御によって、複数の各アナログフリップフロップの出力アナログ値の保持タイミングを同期化させるものである。
 本発明によれば、アナログLSIの試験における観測性および制御性を向上させ、さらには全体を同期化させることができるという優れた効果を奏し得る。なお、本発明において、アナログLSIは、アナログ回路とデジタル回路とが混在するデジアナ混在LSIを含むものとする。
図1は、本発明の実施の形態におけるアナログスキャン回路100と試験対象となる回路群との関係例を示す図である。 図2は、本発明の実施の形態におけるアナログスキャン回路100の第1の実施例を示す概念図である。 図3は、本発明の実施の形態におけるアナログスキャン回路100の第1の実施例を示すレイアウト図である。 図4は、本発明の実施の形態におけるアナログスキャン回路100の第1の実施例のタイミングチャートである。 図5は、本発明の実施の形態においてBBDセルを分散配置する例を示す図である。 図6は、本発明の実施の形態におけるアナログスキャン回路100の第2の実施例を示すレイアウト図である。 図7は、本発明の実施の形態におけるアナログスキャン回路100の第2の実施例のタイミングチャートである。 図8は、本発明の実施の形態におけるアナログスキャン回路100の第2の実施例の詳細タイミングチャートである。 図9は、本発明の実施の形態におけるアナログスキャン回路100の第3の実施例を示す概念図である。 図10は、本発明の実施の形態におけるアナログスキャン回路100の第3の実施例を示すレイアウト図である。 図11は、本発明の実施の形態におけるアナログスキャン回路100の第3の実施例のタイミングチャートである。 図12は、本発明の実施の形態におけるアナログスキャン回路100の第3の実施例のためのスキャンイン端子Sinからの信号の例である。 図13は、本発明の実施の形態におけるアナログスキャン回路100の第4の実施例を示すレイアウト図である。 図14は、本発明の実施の形態におけるアナログスキャン回路100の第4の実施例のタイミングチャートである。 図15は、本発明の実施の形態におけるアナログスキャン回路100の第4の実施例のためのスキャンイン端子Sinからの信号の例である。 図16は、本発明の実施の形態におけるアナログスキャン回路100の第5の実施例を示す概念図である。 図17は、本発明の実施の形態におけるアナログスキャン回路100の第5の実施例を示すレイアウト図である。 図18は、本発明の実施の形態におけるアナログスキャン回路100の第5の実施例のタイミングチャートである。 図19は、本発明の実施の形態におけるアナログスキャン回路100の第6の実施例を示すレイアウト図である。 図20は、本発明の実施の形態におけるアナログスキャン回路100の第7の実施例を示すレイアウト図である。 図21は、本発明の実施の形態におけるアナログスキャン回路100の第8の実施例を示すレイアウト図である。 図22は、本発明の実施の形態におけるアナログスキャン回路を用いたIIRフィルタの構成例を示す図である。 図23は、本発明の実施の形態のアナログスキャン回路をアナログ回路の同期化制御に用いた場合の例を示す図である。 図24は、本発明の実施の形態のアナログスキャン回路をアナログ回路の同期化制御に用いた場合のレイアウト図である。 図25は、本発明の実施の形態におけるアナログスキャン回路をアナログ回路の同期化制御に用いた場合のタイミングチャートである。 図26は、本発明の実施の形態におけるアナログスキャン回路を用いたLSI間転送の一例を示す図である。 図27は、本発明の実施の形態におけるシフト回路710の一構成例を示す図である。 図28は、本発明の実施の形態におけるフリップフロップ回路711の一構成例を示す図である。 図29は、本発明の実施の形態におけるフリップフロップ回路711の動作タイミング例を示す図である。 図30は、本発明の実施の形態におけるアナログ変換回路720の一構成例を示す図である。 図31は、本発明の実施の形態におけるデジタル変換回路730の一構成例を示す図である。 図32は、本発明の実施の形態における選択回路740の一構成例を示す図である。 図33は、本発明の実施の形態におけるアナログスキャン回路を用いたLSI間転送(図26)のタイミングチャート例を示す図である。 図34は、本発明の実施の形態におけるアナログスキャン回路を用いたLSI間転送の変形例を示す図である。 図35は、本発明の実施の形態におけるスキャンパス用D/Aコンバータの実現例を示す図である。 図36は、本発明の実施の形態におけるスキャンパス用D/Aコンバータのタイミングチャート例を示す図である。 図37は、本発明の実施の形態におけるスキャンパス用D/Aコンバータの他の実現例を示す図である。 図38は、本発明の実施の形態におけるスキャンパス用A/Dコンバータの実現例を示す図である。 図39は、本発明の実施の形態におけるスキャンパス用A/Dコンバータのタイミングチャート例を示す図である。
 次に本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
 図1は、本発明の実施の形態におけるアナログスキャン回路100と試験対象となる回路群との関係例を示す図である。回路11乃至13は、試験の際に観測対象となる回路である。回路31乃至33は、試験の際に制御対象となる回路である。なお、ここでは説明の便宜上、観測対象となる回路および制御対象となる回路がそれぞれ3つずつ存在することを想定しているが、これに限定されるものではない。
 アナログスキャン回路100は、入力端子IN1乃至IN3に入力された回路11乃至13の内部の信号電圧をサンプリングしてアナログ値として保持し、また、出力端子VOUT1乃至VOUT3から回路31乃至33に対してアナログ値を供給して各回路の内部の信号電圧として設定する機能を有する。また、アナログスキャン回路100は、スキャンイン端子Sinおよびスキャンアウト端子Soutを備えており、(図示しない)テスタからスキャンイン端子Sinに入力されたテストデータをアナログ値として保持し、また、スキャンアウト端子Soutからテスタに対してテストデータを出力する機能を有する。
 回路31乃至33の入力端子には、それぞれ2つのトランジスタ51乃至53および61乃至63が接続されており、何れか一方のトランジスタが導通することにより、回路21乃至23の出力端子またはアナログスキャン回路100の出力端子VOUT1乃至VOUT3の何れかの信号が入力されるようになっている。何れのトランジスタを導通させるかは、テスト端子TS1乃至TS3の信号によって制御される。トランジスタ51乃至53および61乃至63のゲート端子には、インバータ41乃至43によって互いに相反する極性の信号が与えられ、両トランジスタは互いに異なる状態となるように制御される。
 例えば、回路31をテストする場合には、テスト端子TS1に「1」が設定され、トランジスタ61がオン状態になり、トランジスタ51がオフ状態になる。これにより、回路31にはアナログスキャン回路100のVOUT1の信号が入力される。一方、回路31をテストしない通常動作の場合には、テスト端子TS1に「0」が設定され、トランジスタ61がオフ状態になり、トランジスタ51がオン状態になる。これにより、回路31には前段の回路21からの信号が入力される。
 アナログスキャン回路100は、アナログ値を保持するセルを複数備えており、保持されるアナログ値はセルの間でシフト転送できるようになっている。この転送タイミングを制御するために、アナログスキャン回路100にはシフト転送のためのクロック端子SAckおよびSBckが設けられている。また、アナログスキャン回路100には、アナログ値をセルに新たに保持(ロードまたはサンプリング)するためのクロック端子Lck、および、保持しているアナログ値を出力(ライト)するためのクロック端子Wckが設けられている。各セルに保持されるアナログ値は、アナログ信号のパルス振幅変調(PAM:Pulse Amplitude Modulation)信号である。すなわち、時間方向には量子化(サンプリング)されるが、振幅としてはアナログ値となる。
 また、アナログスキャン回路100には、ロード用制御端子LCNT1乃至LCNT3およびライト用制御端子WCNT1乃至WCNT3が設けられる。ロード用制御端子LCNT1乃至LCNT3は、入力端子IN1乃至IN3に対応し、これらを個別に制御するための端子である。また、ライト用制御端子WCNT1乃至WCNT3は、出力端子VOUT1乃至VOUT3に対応し、これらを個別に制御するための端子である。これらの制御の具体的な内容については後述する。
 図2は、本発明の実施の形態におけるアナログスキャン回路100の第1の実施例を示す概念図である。また、図3は、本発明の実施の形態におけるアナログスキャン回路100の第1の実施例を示すレイアウト図である。
 アナログスキャン回路100は、例えばP型のシリコン基板101上に形成される。シリコン基板101の表面には、酸化工程により絶縁膜102が形成される。絶縁膜102の下にはN型の拡散層領域221乃至226が形成される。また、絶縁膜102の上には拡散層領域221乃至226に対応する位置にゲート電極211乃至216が形成される。このゲート電極211乃至216は、図示するように、拡散層領域221乃至226の隣接する一方の上方に延在している。
 ゲート電極211乃至216と拡散層領域221乃至226との間の容量にはそれぞれ電荷を蓄積することができる。ゲート電極211乃至216には、1つおきにクロック信号線121および122が接続される。クロック信号線121にはクロック信号SAckが供給され、クロック信号線122にはクロック信号SBckが供給される。このクロック信号SAckおよびSBckを制御することにより、蓄積された電荷が左方から右方へ転送される。
 このアナログスキャン回路100は、BBD(Bucket Brigade Device/Bucket Bridge Device)を基本としたものであり、電荷を蓄積する単位としてセル201乃至206に分けることができる。なお、ここでは説明の便宜上、6つのセル201乃至206を示しているが、これに限定されるものではない。BBDのセル構造は、例えば特公昭47-27573号公報に記載されている。
 拡散層領域221乃至226には、他の回路からの出力信号を入力することができる。この第1の実施例では、拡散層領域221にトランジスタ301を、拡散層領域223にトランジスタ302を、拡散層領域225にトランジスタ303を、それぞれ接続している。トランジスタ301の一端には入力端子IN1(311)が接続され、トランジスタ302の一端には入力端子IN2(312)が接続され、トランジスタ303の一端には入力端子IN3(313)が接続されている。
 また、トランジスタ301乃至303のゲートにはロード用クロック信号線130が接続されている。このクロック信号線130には、ロード用クロック信号Lckが供給される。これにより、クロック信号LckがH(High)状態であれば、トランジスタ301乃至303がオン状態となって、入力端子IN1乃至IN3のアナログ信号が拡散層領域221、223および225に供給される。このようにして供給されたアナログ信号によって、ゲート電極211、213および215と拡散層領域221、223および225との間のそれぞれの容量には電荷が充電される。そして、クロック信号LckがL(Low)状態になると、トランジスタ301乃至303がオフ状態となり、電荷の充電は停止する。
 この第1の実施例では、拡散層領域225に電荷電圧変換アンプ(QVアンプ)401が接続されており、この電荷電圧変換アンプ401を介してスキャンアウト信号Soutがスキャンアウト端子に出力される。この電荷電圧変換アンプ401は、蓄積されている電荷を電圧に変換するアンプである。また、拡散層領域226にはイコライズ用のイニシャル電圧Veqが供給される。クロック信号SAckおよびSBckをともにH状態とすることにより、拡散層領域221乃至226の電位がイコライズ用のイニシャル電圧Veqに一致するようになり、ゲート電極211乃至216と拡散層領域221乃至226との間の各容量に保持されていた可動電荷がイニシャル値(Qeq)になる。このイコライズは、データシフト時に途中のセルに蓄積電荷が存在すると、信号から作った電荷に加算されて精度が劣化するため、これを防ぐために行われる処理である。なお、スキャン動作によってイコライズが自動的に行われるため、2度目のスキャン以降では再度イコライズを行う必要はない。
 図4は、本発明の実施の形態におけるアナログスキャン回路100の第1の実施例のタイミングチャートである。
 時刻T1では、クロック信号SAckおよびSBckがともにH状態にされることにより、拡散層領域221乃至226における電位VC1乃至VC6はイコライズ用の電位Veqに一致するようになり、可動電荷はイニシャル値(Qeq)となる。したがって、このときのスキャンアウト信号Soutは、イニシャル電圧(Veq)になる。
 時刻T2では、クロック信号LckがH状態にされることにより、入力端子IN1乃至IN3のアナログ信号が拡散層領域221、223および225に供給され、それぞれVC1乃至VC3として電荷が蓄積される。このときのスキャンアウト信号Soutは、入力端子IN3に供給されている電位と同じ電位になる。
 時刻T3では、クロック信号SAckがL状態、クロック信号SBckがH状態にされることにより、ゲート電極211、213および215と拡散層領域221、223および225との間のそれぞれの容量に保持されていた電荷が、ゲート電極212、214および216と拡散層領域222、224および226との間のそれぞれの容量に転送される。これにより、ゲート電極211、213および215と拡散層領域221、223および225との間のそれぞれの容量における可動電荷はイニシャル値(Qeq)になる。
 時刻T4では、クロック信号SAckがH状態、クロック信号SBckがL状態にされることにより、ゲート電極212、214および216と拡散層領域222、224および226との間のそれぞれの容量に保持されていた電荷が、ゲート電極211、213および215と拡散層領域221、223および225との間のそれぞれの容量に転送される。このときのスキャンアウト信号Soutは、時刻T2において入力端子IN2に供給されていた電位と同じ電位になる。
 同様に、時刻T5では、クロック信号SAckがL状態、クロック信号SBckがH状態にされ、続く時刻T6では、クロック信号SAckがH状態、クロック信号SBckがL状態にされる。これにより、時刻6におけるスキャンアウト信号Soutは、時刻T2において入力端子IN1に供給されていた電位と同じ電位になる。
 時刻T7以降は、時刻T2以降の動作を繰り返すことになる。したがって、クロック信号SAckまたはSBckの半周期分を1Tとして表すと、この第1の実施例におけるサンプリング(ロード)周期は5Tになる。
 このように、本発明の実施の形態における第1の実施例では、クロック信号LckをH状態にすることにより入力端子IN1乃至IN3のアナログ信号を取り込み、その後、クロック信号SAckおよびSBckを交互にH状態にすることにより電荷を転送して、スキャンアウト信号Soutとして出力することができる。
 なお、実際のLSIにおいてモニターしたい信号は、LSIの中に不規則に分散しているため、このBBDセルをLSIの一部分にまとめて配置してしまうと、それぞれのノードからBBDセルまで配線する必要があり、チップ面積を増大させることになる。そこで、BBDセルを分割して、それぞれのノードの近くに配置し、また、トータルの配線が最短になるように一筆書きに配置するのが好ましい。図5は、本発明の実施の形態においてBBDセルを分散配置する例を示す図である。この例のように、一方のBBDセルにおける拡散層領域227と他方のBBDセルにおける拡散層領域228との間を信号線251により接続することにより、分散したBBDセル間においても連続するスキャンパスとして扱うことができるようになる。
 図6は、本発明の実施の形態におけるアナログスキャン回路100の第2の実施例を示すレイアウト図である。第1の実施例では入力端子IN1乃至IN3が接続されるトランジスタのゲートには共通のロード用クロック信号線130が接続されていたが、この第2の実施例では入力端子IN1乃至IN3が接続されるトランジスタのゲート電極321乃至323には個別の制御信号線が接続されている。これら個別の信号線には論理和ゲート331乃至333の出力が接続されている。
 論理和ゲート331乃至333は、制御信号LCNT1乃至LCNT3とロード用クロック信号Lckのそれぞれの論理和(OR)を生成する論理ゲートである。これにより、ロード用クロック信号LckがH状態でない場合であっても、個別に制御信号LCNT1乃至LCNT3をH状態にすることにより、対応する入力端子IN1乃至IN3のアナログ信号を取り込むことができる。
 図7は、本発明の実施の形態におけるアナログスキャン回路100の第2の実施例のタイミングチャートである。この第2の実施例では、入力端子IN1のアナログ信号のみを取り込むために、定常的にLCNT1=H、LCNT2=L、LCNT3=L、Lck=Lに設定されるものとする。
 時刻T1で、制御信号LCNT1がH状態になると、拡散層領域221に入力端子IN1のアナログ値が供給されるようになる。また、クロック信号SAckがH状態、クロック信号SBckがL状態にされることにより、ゲート電極212および214と拡散層領域222および224との間のそれぞれの容量に保持されていた電荷が、ゲート電極213および215と拡散層領域223および225との間のそれぞれの容量に転送される。
 時刻T2では、クロック信号SAckがL状態、クロック信号SBckがH状態にされることにより、ゲート電極211、213および215と拡散層領域221、223および225との間のそれぞれの容量に保持されていた電荷が、ゲート電極212、214および216と拡散層領域222、224および226との間のそれぞれの容量に転送される。すなわち、入力端子IN1から拡散層領域221に供給されるアナログ信号が、拡散層領域222まで供給され、クロック信号SBckが再びL状態に移行するタイミングまで電荷が蓄積されていく。
 時刻T3では、クロック信号SAckがH状態、クロック信号SBckがL状態にされることにより、ゲート電極212および214と拡散層領域222および224との間のそれぞれの容量に保持されていた電荷が、ゲート電極213および215と拡散層領域223および225との間のそれぞれの容量に転送される。すなわち、時刻T2において入力端子IN1からゲート電極212と拡散層領域222との間に蓄積された電荷が、ゲート電極213と拡散層領域223との間に転送される。
 時刻T4では、クロック信号SAckがL状態、クロック信号SBckがH状態にされることにより、ゲート電極211、213および215と拡散層領域221、223および225との間のそれぞれの容量に保持されていた電荷が、ゲート電極212、214および216と拡散層領域222、224および226との間のそれぞれの容量に転送される。すなわち、入力端子IN1から拡散層領域221に供給されるアナログ信号が、拡散層領域222まで供給され、クロック信号SBckが再びL状態に移行するタイミングまで電荷が蓄積されていく。また、時刻T2において入力端子IN1からゲート電極212と拡散層領域222との間に蓄積された電荷は、ゲート電極214と拡散層領域224との間に転送される。
 時刻T5では、クロック信号SAckがH状態、クロック信号SBckがL状態にされることにより、ゲート電極212および214と拡散層領域222および224との間のそれぞれの容量に保持されていた電荷が、ゲート電極213および215と拡散層領域223および225との間のそれぞれの容量に転送される。すなわち、時刻T4においてゲート電極212と拡散層領域222との間に蓄積された電荷がゲート電極213と拡散層領域223との間に転送され、時刻T2においてゲート電極212と拡散層領域222との間に蓄積された電荷がゲート電極215と拡散層領域225との間に転送される。これにより、時刻5におけるスキャンアウト信号Soutは、時刻2において入力端子IN1に供給されていた電位と同じ電位になる。
 この第2の実施例においては、時刻T3以降は、時刻T1以降の動作を繰り返すことになる。したがって、クロック信号SAckまたはSBckの半周期分を1Tとして表すと、この第2の実施例におけるサンプリング周期は2Tになる。すなわち、第1の実施例では複数の入力信号を並列に取り込んでいたためサンプリング周期が長くなっていたが、この第2の実施例のように各入力信号に対応する制御信号を個別に設けることにより、サンプリング対象を絞ることができ、サンプリング周期を短縮することができる。
 図8は、本発明の実施の形態におけるアナログスキャン回路100の第2の実施例の詳細タイミングチャートである。入力端子IN1に正弦波が与えられた場合の具体例を示している。
 LCNT1が常にH状態であることから、拡散層領域221には常に入力端子IN1からのアナログ信号が供給される。また、クロック信号SBckがH状態にある期間は、拡散層領域222にも入力端子IN1からのアナログ信号が供給される。これにより、ゲート電極212と拡散層領域222との間に電荷が蓄積される。そして、クロック信号SAckおよびSBckが交互に制御されることにより、蓄積された電荷が左方から右方へ転送される。
 図9は、本発明の実施の形態におけるアナログスキャン回路100の第3の実施例を示す概念図である。また、図10は、本発明の実施の形態におけるアナログスキャン回路100の第3の実施例を示すレイアウト図である。
 この第3の実施例では、スキャンイン端子Sinからの信号が拡散層領域220に供給される。これにより、ゲート電極211と拡散層領域221との間に電荷が蓄積される。そして、クロック信号SAckおよびSBckが交互に制御されることにより、蓄積された電荷が左方から右方へ転送される。
 この第3の実施例では、拡散層領域221、223および225に、電荷電圧変換アンプ411乃至413を、それぞれ接続している。この電荷電圧変換アンプ411乃至413は、上述のように、蓄積されている電荷を電圧に変換するアンプである。このアンプの出力は電圧となり、ハイインピーダンスにはならない。
 電荷電圧変換アンプ411乃至413の出力は、拡散層領域451乃至453からトランジスタ421乃至423に加えられる。トランジスタ421乃至423のゲートには出力用のクロック信号Wckがクロック信号線140を介して供給される。このクロック信号WckがH状態のときにトランジスタ421乃至423はオン状態となって、拡散層領域461乃至463と電極471乃至473とから構成されるコンデンサ431乃至433を充電する。また、クロック信号WckがL状態のときにトランジスタ421乃至423はオフ状態となって、充電された電圧値はホールドされる。このように、トランジスタ421乃至423およびコンデンサ431乃至433はサンプル・アンド・ホールド回路を構成する。このサンプル・アンド・ホールド回路の出力には、それぞれアンプ441乃至443が接続されており、各出力はそれぞれ出力端子VOUT1乃至VOUT3に供給される。
 図11は、本発明の実施の形態におけるアナログスキャン回路100の第3の実施例のタイミングチャートである。
 時刻T1では、クロック信号SAckおよびSBckがともにH状態にされることにより、拡散層領域221乃至226における電位VC1乃至VC6はイコライズ用の電位Veqに一致するようになり、可動電荷はイニシャル値(Qeq)となる。
 時刻T2では、クロック信号SAckがH状態、クロック信号SBckがL状態にされることにより、スキャンイン端子Sinからの信号A1が拡散層領域221に供給され、拡散層領域221とゲート電極211との間の容量に信号A1の電荷が蓄積される(VC1)。
 時刻T3では、クロック信号SAckがL状態、クロック信号SBckがH状態にされることにより、ゲート電極211、213および215と拡散層領域221、223および225との間のそれぞれの容量に保持されていた電荷が、ゲート電極212、214および216と拡散層領域222、224および226との間のそれぞれの容量に転送される。すなわち、この時刻T3では、時刻T2で拡散層領域221とゲート電極211との間に蓄積された信号A1の電荷が、拡散層領域222とゲート電極212との間に転送される(VC2)。
 時刻T4では、クロック信号SAckがH状態、クロック信号SBckがL状態にされることにより、スキャンイン端子Sinからの信号B1が拡散層領域221に供給され、拡散層領域221とゲート電極211との間の容量に信号B1の電荷が蓄積される。また、ゲート電極212および214と拡散層領域222および224との間のそれぞれの容量に保持されていた電荷が、ゲート電極213および215と拡散層領域223および225との間のそれぞれの容量に転送される。すなわち、この時刻T4では、時刻T2で拡散層領域221とゲート電極211との間に蓄積された信号A1の電荷が、拡散層領域223とゲート電極213との間に転送される(VC3)。
 時刻T5では、クロック信号SAckがL状態、クロック信号SBckがH状態にされることにより、ゲート電極211、213および215と拡散層領域221、223および225との間のそれぞれの容量に保持されていた電荷が、ゲート電極212、214および216と拡散層領域222、224および226との間のそれぞれの容量に転送される。すなわち、この時刻T5では、時刻T2で拡散層領域221とゲート電極211との間に蓄積された信号A1の電荷が、拡散層領域224とゲート電極214との間にまで転送されたことになり(VC4)、同時に、時刻T4で拡散層領域221とゲート電極211との間に蓄積された信号B1の電荷が、拡散層領域222とゲート電極212との間に転送される(VC2)。
 時刻T6では、クロック信号SAckがH状態、クロック信号SBckがL状態にされることにより、スキャンイン端子Sinからの信号C1が拡散層領域221に供給され、拡散層領域221とゲート電極211との間の容量に信号C1の電荷が蓄積される。また、ゲート電極212および214と拡散層領域222および224との間のそれぞれの容量に保持されていた電荷が、ゲート電極213および215と拡散層領域223および225との間のそれぞれの容量に転送される。すなわち、この時刻T6では、時刻T2で拡散層領域221とゲート電極211との間に蓄積された信号A1の電荷が、拡散層領域225とゲート電極215との間に転送されたことになり(VC5)、同時に、時刻T4で拡散層領域221とゲート電極211との間に蓄積された信号B1の電荷が、拡散層領域223とゲート電極213との間に転送される(VC3)。
 また、この時刻T6において、ライト用のクロック信号WckがH状態にされることにより、出力端子VOUT1乃至VOUT3には、アナログ値C1、B1およびA1がそれぞれ供給される。これら出力端子VOUT1乃至VOUT3の値は、サンプル・アンド・ホールド回路によって、次にクロック信号WckがH状態にされる時刻T12の直前まで同じ値が維持される。
 時刻T7以降は、同様の要領で動作を繰り返す。この場合、クロック信号SAckまたはSBckの半周期分を1Tとして表すと、この第3の実施例における出力周期は6Tになる。
 図12は、本発明の実施の形態におけるアナログスキャン回路100の第3の実施例のためのスキャンイン端子Sinからの信号の例である。VOUT1用信号、VOUT2用信号、および、VOUT3用信号は、それぞれ出力端子VOUT1乃至VOUT3から出力させようとする信号である。VOUT1用信号は、サンプリングされた順に、C1、C2、C3などの信号列となる。VOUT2用信号は、サンプリングされた順に、B1、B2、B3などの信号列となる。VOUT3用信号は、サンプリングされた順に、A1、A2、A3などの信号列となる。
 スキャンイン信号Sinは、これらVOUT1用信号、VOUT2用信号、および、VOUT3用信号を合成したものであり、A1、B1、C1、A2、B2、C2、A3、B3、C3等の信号列に並び替えられる。このようにして生成されたスキャンイン信号Sinは、同図のように各点で変化するPAM信号となる。
 図13は、本発明の実施の形態におけるアナログスキャン回路100の第4の実施例を示すレイアウト図である。第3の実施例では出力端子VOUT1乃至VOUT3が接続されるトランジスタのゲートには共通のライト用クロック信号線140が接続されていたが、この第4の実施例では出力端子VOUT1乃至VOUT3が接続されるトランジスタのゲート電極491乃至493には個別の制御信号線が接続されている。これら個別の信号線には論理積ゲート481乃至483の出力が接続されている。
 論理積ゲート481乃至483は、ライト用制御信号WCNT1乃至WCNT3とライト用クロック信号Wckのそれぞれの論理積(AND)を生成する論理ゲートである。これにより、個別に制御信号WCNT1乃至WCNT3をH状態にすることにより、ライト用クロック信号WckがH状態になったタイミングで、対応する出力端子VOUT1乃至VOUT3にアナログ信号を出力することができる。
 図14は、本発明の実施の形態におけるアナログスキャン回路100の第4の実施例のタイミングチャートである。この第4の実施例では、個別に制御信号WCNT1乃至WCNT3をH状態にすることにより、出力端子VOUT1乃至VOUT3に対してアナログ信号を出力する。
 この例では、スキャンイン信号Sinは、時刻T1でB1、時刻T3でC1、時刻T5でB3、時刻T7でB4、時刻T9でA1、時刻T11でB6、時刻T13でC2の各アナログ値を示す。このスキャンイン信号Sinは、クロック信号SAckがH状態となるタイミングでゲート電極211と拡散層領域221との間に供給され、電荷が充電される。そして、クロック信号SAckおよびSBckの制御により、蓄積された電荷が左方から右方へ転送される。
 時刻T4では、クロック信号WckがH状態になる際に、出力端子VOUT1乃至VOUT3が全てH状態にされる。これにより、出力端子VOUT1にはアナログ値C1が、出力端子VOUT2にはアナログ値B1が、出力端子VOUT3にはアナログ値「0」が、それぞれ出力される。
 時刻T8では、クロック信号WckがH状態になる際に、出力端子VOUT2のみがH状態にされる。これにより、出力端子VOUT2にはアナログ値B3が出力され、他の出力端子VOUT1およびVOUT3の出力には変化は生じない。
 同様に、時刻T10では、クロック信号WckがH状態になる際に、出力端子VOUT2のみがH状態にされる。これにより、出力端子VOUT2にはアナログ値B4が出力され、他の出力端子VOUT1およびVOUT3の出力には変化は生じない。
 また、時刻T14では、クロック信号WckがH状態になる際に、出力端子VOUT1乃至VOUT3が全てH状態にされる。これにより、出力端子VOUT1にはアナログ値C2が、出力端子VOUT2にはアナログ値B6が、出力端子VOUT3にはアナログ値A1が、それぞれ出力される。この場合、クロック信号SAckまたはSBckの半周期分を1Tとして表すと、この第4の実施例における出力周期は2Tになる。
 図15は、本発明の実施の形態におけるアナログスキャン回路100の第4の実施例のためのスキャンイン端子Sinからの信号の例である。
 スキャンイン信号Sinには、出力端子VOUT1乃至VOUT3に出力される各信号が含まれている。ここで、出力端子VOUT1に出力される信号はゆっくり変化する三角波であり、出力端子VOUT2に出力される信号は周波数の高いサイン波であり、出力端子VOUT3に出力される信号は少し周波数の高い2値信号である。
 このような信号を想定した場合、周波数の高い信号については出力周期を短くし、周波数の低い信号については出力周期を長くすることで、各セルを有効に利用することができる。上述の第4の実施例によれば、出力端子を個別に制御することができるため、信号の性質に応じて出力頻度を決定することができる。
 図16は、本発明の実施の形態におけるアナログスキャン回路100の第5の実施例を示す概念図である。また、図17は、本発明の実施の形態におけるアナログスキャン回路100の第5の実施例を示すレイアウト図である。この第5の実施例では、拡散層領域221にトランジスタ301を、拡散層領域223に電荷電圧変換アンプ412を、拡散層領域225にトランジスタ303を、それぞれ接続している。また、拡散層領域225には電荷電圧変換アンプ401が接続されており、この電荷電圧変換アンプ401の出力はスキャンアウト端子Soutに供給される。
 トランジスタ301の一端には入力端子IN1が接続され、トランジスタ303の一端には入力端子IN3が接続されている。トランジスタ301および303のゲートにはロード用クロック信号線130が接続されている。このクロック信号線130には、ロード用クロック信号Lckが供給される。これにより、クロック信号LckがH状態であれば、トランジスタ301および303がオン状態となって、入力端子IN1およびIN3のアナログ信号が拡散層領域221および225に供給される。このようにして供給されたアナログ信号によって、ゲート電極211および215と拡散層領域221および225との間のそれぞれの容量には電荷が充電される。そして、クロック信号LckがL状態になると、トランジスタ301および303がオフ状態となり、電荷の充電は停止する。
 電荷電圧変換アンプ412の出力は、拡散層領域452からトランジスタ422に加えられる。トランジスタ422のゲートには出力用のクロック信号Wckがクロック信号線140を介して供給される。このクロック信号WckがH状態のときにトランジスタ422はオン状態となって、拡散層領域462と電極472とから構成されるコンデンサ432を充電する。また、クロック信号WckがL状態のときにトランジスタ422はオフ状態となって、充電された電圧値はホールドされる。このように、トランジスタ422およびコンデンサ432はサンプル・アンド・ホールド回路を構成する。このサンプル・アンド・ホールド回路の出力にはアンプ442が接続されており、その出力は出力端子VOUT2に供給される。
 すなわち、この第5の実施例は、図3に示した第1の実施例と図10に示した第3の実施例とを同時に実現したものである。したがって、その動作も両者を組み合わせたものになる。
 図18は、本発明の実施の形態におけるアナログスキャン回路100の第5の実施例のタイミングチャートである。この第5の実施例では、クロック信号LckがH状態になるタイミングで、入力端子IN1およびIN3からアナログ信号が供給され、それぞれゲート電極211および215と拡散層領域221および225との間に電荷が充電される。また、クロック信号SAckがH状態になるタイミングで、スキャンイン端子Sinからアナログ信号が供給され、ゲート電極211と拡散層領域221との間に電荷が充電される。そして、クロック信号SAckおよびSBckの制御により、蓄積された電荷が左方から右方へ転送される。
 また、クロック信号WckがH状態になるタイミングで、出力端子VOUT2には、ゲート電極213と拡散層領域223との間に充電されていた電荷に相当する電位が出力される。
 この第5の実施例では、クロック信号SAckまたはSBckの半周期分を1Tとして表すと、サンプリング周期および出力周期はともに5Tになる。
 なお、本発明の実施の形態におけるBBDは、電荷転送によりアナログ信号を転送するため、電荷が途中でリークして電荷量が減衰する場合もありえる。この信号は外部からスキャンイン端子Sinを介して入力した既知の信号であり、読み出された電圧から電荷の変化量を校正することができる。例えば、スキャンアウト端子Soutの時刻T9における信号B1および時刻T14における信号B2はともに既知であるため、両信号に基づいて校正することにより電圧アジャストを実現することができる。また、アナログスキャン回路100に故障がある場合にも、アナログスキャン回路100自体を試験するために、このスキャンアウト端子Soutの出力を用いることができる。
 図19は、本発明の実施の形態におけるアナログスキャン回路100の第6の実施例を示すレイアウト図である。この第6の実施例では、拡散層領域221、223および225に、トランジスタ301乃至303および電荷電圧変換アンプ411乃至413の両者を、それぞれ接続している。
 すなわち、この第6の実施例は、図6に示した第2の実施例と図13に示した第4の実施例とを同時に実現したものである。したがって、その動作も両者を組み合わせたものになる。但し、図6に示した第2の実施例ではクロック信号Lckと制御信号LCNT1乃至LCNT3との間の論理和を生成していたが、この第6の実施例では、両者間の論理積を論理積ゲート381乃至383によって生成している。基本的な動作は同様であり、例えば、IN1のみを選択して、他のIN2およびIN3を非選択にするには、クロック信号Lckおよび制御信号LCNT1をH状態として、制御信号LCNT2およびLCNT3をL状態にすればよい。
 なお、この第6の実施例では、一般形として同一セルに入出力の両者を接続しているが、同一セルにおいては同タイミングでは何れか一方しか動作できない。
 図20は、本発明の実施の形態におけるアナログスキャン回路100の第7の実施例を示すレイアウト図である。この第7の実施例は、第6の実施例と比べて、スキャンイン端子にD/A(Digital to Analog)コンバータ209が接続され、スキャンアウト端子にA/D(Analog to Digital)コンバータ409が接続されている。これにより、LSIテスタからD/Aコンバータ209を介してデジタル信号を入力することができるようになり、また、A/Dコンバータ409を介してデジタル信号をLSIテスタに出力することができるようになる。
 アナログLSIを測定する場合には、LSIテスタからアナログ値による電圧を加え、アナログ値による電圧を読み出すのが一般的である。しかし、LSIテスタは一般に、高速にアナログ信号を発生し、測定するのはあまり得意ではない。一方、LSIテスタは、デジタル信号であれば高速に発生し、測定することは可能である。特に、LSIから内部信号を読み出して、並べ変え、フィルタリングもしくは信号処理する場合には、デジタルデータとして取り込んだ場合の方が処理し易い。そのため、この第7の実施例では、D/Aコンバータ209およびA/Dコンバータ409が新たに設けられる。
 これらD/Aコンバータ209およびA/Dコンバータ409は、必要に応じて適宜用いられるものであり、LSIの内部に備えられてもよく、LSIの外部に備えられてもよい。LSIの内部に備えた場合は、BIST(Built-In Self-Test)と呼ばれ、変換速度や耐ノイズ性の点でメリットがあるが、チップ面積が増大するというデメリットもある。一方、LSIの外部に備えた場合は、BOST(Built-Out Self-Test)と呼ばれ、BISTとは逆の得失がある。本発明は何れの場合であっても適用可能である。これらD/Aコンバータ209およびA/Dコンバータ409を設けることにより、デジタルデータと同様にアナログ信号を取り扱うことができるようになる。また、これにより、特にデジアナ混在LSIとの親和性を向上させることができる。
 なお、ここまでの実施例では、アナログ値の転送機能をBBDにより実現する例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、CCD(Charge Coupled Device)により実現してもよい。
 図21は、本発明の実施の形態におけるアナログスキャン回路100の第8の実施例を示すレイアウト図である。この第8の実施例は、アナログ値の転送機能をCCDにより実現する例である。CCDは、シリコン基板上の酸化膜の上に2層のポリシリコン電極が配置されて構成される。このCCDでは、電極に電圧を加えることにより隣接する空乏層をつなげて、隣接容量の電荷をパンチスルーにより転送する。
 この第8の実施例では、3相クロックによるCCDを想定し、電極611乃至619に対して3本のクロック信号線631乃至633の何れか1本を接続している。また、図3の第1の実施例と同様に、ロード用クロック信号線670をゲートに接続したトランジスタを電極611、614および617に接続している。トランジスタの他端には入力端子IN1乃至IN3が接続される。なお、トランジスタは、ソースおよびドレインに相当する拡散層領域651乃至653および661乃至663の対と、ゲートに相当するクロック信号線670により形成される。
 また、電極619には、拡散層領域664を介して、電荷電圧変換アンプ680およびトランジスタ640が接続される。電荷電圧変換アンプ680により、拡散層領域664を介してスキャンアウト信号Soutがスキャンアウト端子に出力される。また、トランジスタ640の他端にはイコライズ用の端子Veqが接続され、ゲートにはイコライズ駆動端子Teqが接続される。イコライズ駆動端子TeqをH状態にすることによって、拡散層領域664を介してイコライズが行われる。
 クロック信号線670がH状態にされると、入力端子IN1乃至IN3からのアナログ信号が電極611、614および617の下の電荷蓄積領域(空乏層)に供給され、電荷が蓄積される。そして、クロック信号線631乃至633によって3相のクロック信号SAck、SBckおよびSCckを順番にH状態とすることにより、左から右へ電荷が転送されていく。転送された電荷は順次、電荷電圧変換アンプ680に入力されて電圧に変換され、スキャンアウト信号Soutとしてスキャンアウト端子に出力されていく。
 このように、CCDはBBDと比べて電荷を転送する仕組みは異なるが、基本的な動作はBBDと同様である。なお、第8の実施例では、3相クロックによるCCDを想定したが、これ以外に、2相や4相などの他の多相クロックによるCCDに適用することができる。2相および4相クロックによるCCDの構造については、例えば、米本和也著「CCD/CMOSのイメージセンサの基礎と応用」(CQ出版)を参照することができる。
 次に、本発明の実施の形態の具体的な適用例について説明する。
 図22は、本発明の実施の形態におけるアナログスキャン回路を用いたIIRフィルタの構成例を示す図である。IIR(Infinite Impulse Response)フィルタは、システムのインパルス応答列が無限に続くフィルタ(無限インパルス応答フィルタ)である。IIRフィルタはデジタルフィルタとして実現されることが多く、この場合、各要素はデジタル回路により構成される。これに対し、本発明の実施の形態では、各要素を以下のようにアナログ回路により実現する。
 本発明の実施の形態におけるIIRフィルタは、アナログ加算器810および850と、アナログ乗算器831乃至849と、アナログ同期回路821乃至829とを備えている。アナログ加算器810は、入力されるアナログ信号X(t)と、アナログ乗算器831乃至839の出力とを加算する加算器である。アナログ加算器850は、アナログ乗算器840乃至849の出力を加算する加算器である。アナログ乗算器831乃至839は、アナログ同期回路821乃至829の出力に対してそれぞれ定数a乃至an-1を乗算する乗算器である。アナログ乗算器840乃至849は、アナログ加算器810およびアナログ同期回路821乃至829の出力に対してそれぞれ定数b乃至bn-1を乗算する乗算器である。アナログ同期回路821乃至829は、アナログ加算器810の出力を1サンプリング時間ずつ遅延させる遅延器である。このアナログ同期回路821乃至829は、本発明の実施の形態におけるアナログスキャン回路により実現することができる。
 すなわち、本発明の実施の形態におけるIIRフィルタでは、アナログ同期回路821乃至829をアナログスキャン回路により実現することにより、フィルタ全体に亘ってアナログ信号を扱うことを可能としている。これにより、従来のデジタルフィルタと比較して、構成要素を減らすことができ、消費電力やコストを低減することができる。また、デジタルフィルタの設計手法を用いることができるため、従来のアナログフィルタと比較して、フィルタ周波数特性の調整が不要であり、LCR成分に依存せずに周波数特性を決定することができる。
 なお、ここでは、本発明の実施の形態におけるアナログスキャン回路を用いたIIRフィルタの構成例について説明したが、本発明のアナログスキャン回路はFIRフィルタにも同様に適用することができる。FIR(Finite Impulse Response)フィルタは、システムのインパルス応答列が有限時間で0に収束するフィルタ(有限インパルス応答フィルタ)である。
 図23は、本発明の実施の形態のアナログスキャン回路をアナログ回路の同期化制御に用いた場合の例を示す図である。この例では、LSI900内の回路910と回路920の間にアナログスキャン回路950が挿入され、回路920と回路930の間にアナログスキャン回路960が挿入されている。アナログスキャン回路950および960は、それぞれ1ビット分のアナログフリップフロップ(AFF)951および961を複数備えることができる。これにより、回路910の出力はアナログスキャン回路950において一旦同期化され、その後、回路920に入力される。同様に、回路920の出力はアナログスキャン回路960において一旦同期化され、その後、回路930に入力される。
 アナログスキャン回路950とアナログスキャン回路960の間はスキャンチェーン959により接続されており、両者は一体化されたスキャンパスを形成する。また、アナログスキャン回路950のスキャンイン端子にはD/Aコンバータ940が接続され、アナログスキャン回路960のスキャンアウト端子にはA/Dコンバータ970が接続されている。これにより、LSIテスタとの間でデジタル信号によるインターフェースを形成する。すなわち、任意の同期化されたタイミングにおいて、回路910または920から出力されるアナログ信号を読み出すことができ、また、回路920または930に入力されるべきアナログ信号を設定することができる。アナログスキャン回路950および960に保持される値はアナログ値であり、これによりアナログ信号のスキャンパスを実現することができる。
 なお、これらのスキャンパスは、LSI単体の検証時の他、装置として組み込まれた後であっても利用することができる。装置として組み込まれた後は、例えば、定期的なメンテナンスや、故障時の解析のためのログダンプ採取、あるいは、これらの場合の検証等のためのステップアンドダンプ(所望の値を所望の箇所に埋め込んで、任意のクロック後の各部出力データ等を採取する、または、ログダンプする)やテストプログラムの実行などに利用することができる。
 図24は、本発明の実施の形態のアナログスキャン回路をアナログ回路の同期化制御に用いた場合のレイアウト図である。ここでは、アナログフリップフロップ(AFF)の1つ(1本のアナログ信号に相当する単位)として、ゲート電極218および219と、拡散層領域228および229が示されている。ゲート電極218にはクロック信号線121によりSAckが供給され、ゲート電極219にはクロック信号線122によりSBckが供給される。また、ゲート電極218の下方の拡散層領域227にはシフトイン端子Sinからの信号が供給される。そして、拡散層領域229からシフトアウト端子Soutを介してシフトアウト信号が出力される。この構成では、デジタル回路における1ビット用のマスタスレーブタイプのスキャン機能付のフリップフロップと概念的に類似の動作を行う。この場合、拡散層領域228の電位Vb(i)がマスタ側ラッチの出力に、拡散層領域229の電位Vc(i)がスレーブ側ラッチの出力に、それぞれ対応すると考えられる。なお、このアナログフリップフロップは、当然に、スキャンパスの一部を構成する。
 拡散層領域228には信号線130をゲート接続したトランジスタ309が接続される。このトランジスタ309の他端には入力端子IN(i)が接続される。拡散層領域229には電荷電圧変換アンプ419が接続される。この電荷電圧変換アンプ419には信号線140をゲート接続したトランジスタ429が接続される。このトランジスタ429の他端にはコンデンサ439およびアンプ449が接続される。トランジスタ429およびコンデンサ439はサンプル・アンド・ホールド回路を構成する。
 なお、ゲート電極218および拡散層領域228は、特許請求の範囲に記載の入力アナログ値保持手段の一例である。また、ゲート電極219および拡散層領域229は、特許請求の範囲に記載の出力アナログ値保持手段の一例である。また、トランジスタ309は、特許請求の範囲に記載の入力手段、第1または第2入力手段の一例である。また、ゲート電極218および拡散層領域227は、特許請求の範囲に記載の入力手段、第1または第2入力手段の一例である。また、トランジスタ429は、特許請求の範囲に記載の出力手段の一例である。
 図25は、本発明の実施の形態におけるアナログスキャン回路をアナログ回路の同期化制御に用いた場合のタイミングチャートである。第i段目のアナログフリップフロップについては「(i)」の添え字を付し、第(i+1)段目のアナログフリップフロップについては「(i+1)」の添え字を付している。
 時刻T1では、クロック信号SAckおよびSBckがともにH状態にされることにより、拡散層領域228および229(Vb(i)、Vc(i)、Vb(i+1)、Vc(i+1))における可動電荷はイニシャル値(Qeq)となる。
 時刻T2では、クロック信号LckがH状態にされることにより、入力端子IN(i)に入力されるアナログ信号「a」がゲート電極218と拡散層領域228の間に供給され、電荷が蓄積される(Vb(i))。
 時刻T3では、クロック信号SBckがH状態にされることにより、ゲート電極218と拡散層領域228の間に保持される電荷「a」がゲート電極219と拡散層領域229の間に転送される(Vc(i))。また、このとき、ライト用クロック信号WckがH状態にされることにより、ゲート電極219と拡散層領域229の間に転送された電荷「a」に相当する電位が出力端子VOUT(i)に出力される。
 第i段目のアナログフリップフロップ(例えば、図23のアナログスキャン回路950)の出力端子VOUT(i)から出力された信号電位に基づいて、次段の回路(例えば、図23の回路920)が動作する。この次段の回路において生成された信号には、図25においてダッシュ記号を付している。例えば、時刻T3において出力端子VOUT(i)から出力された信号「a」は、次段の回路によって処理され、信号「a'」として、第(i+1)段目のアナログフリップフロップの入力端子IN(i+1)に入力される。
 時刻T4では、クロック信号LckがH状態にされることにより、第i段目のIN(i)に入力された信号「b」がVb(i)に供給され、電荷が蓄積される。同様に、第(i+1)段目のIN(i+1)に入力された信号「a'」がVb(i+1)に供給され、電荷が蓄積される。
 また、時刻T5では、クロック信号SBckがH状態にされることにより、Vb(i)に蓄積されていた電荷「b」がVc(i)に転送され、Vb(i+1)に蓄積されていた電荷「a'」がVc(i+1)に転送される。また、このとき、ライト用クロック信号WckがH状態にされることにより、Vc(i)に転送された電荷「b」に相当する電位が出力端子VOUT(i)に出力され、Vc(i+1)に転送された電荷「a'」に相当する電位が出力端子VOUT(i+1)に出力される。
 これ以降は、同様の要領で動作を繰り返す。この場合、クロック信号SBckの半周期分を1Tとして表すと、サンプリング周期および出力周期はともに2Tになる。すなわち、クロック信号LckおよびWckを半周期ずつずらして与えることにより、アナログスキャン回路は、前段のアナログ回路からアナログ信号を受け取って、一旦同期をとり、後段のアナログ回路にそのアナログ信号を供給することができる。
 図26は、本発明の実施の形態におけるアナログスキャン回路を用いたLSI間転送の一例を示す図である。ここでは、LSI-A701からLSI-B702にアナログ信号を転送する場合の構成例について説明する。
 LSI-A701は、デジタル信号を受けてシフト動作を行うシフト回路710-0乃至2と、デジタル信号からアナログ信号に変換するアナログ変換回路720-0乃至2とを備える。このLSI-A701においては、3本のアナログ信号線709-0乃至2によりLSI-B702との間を接続することを想定し、各回路を3つずつ設けているが、これに限定されるものではない。シフト回路710-0乃至2のそれぞれをシフト回路710と称する。また、アナログ変換回路720-0乃至2それぞれをアナログ変換回路720と称する。
 LSI-B702は、アナログ信号をデジタル信号に変換するデジタル変換回路730-0乃至2と、複数のデジタル信号から1つを順次選択する選択回路740-0乃至2とを備える。このLSI-B702においても、3本のアナログ信号線709-0乃至2によりLSI-A701との間を接続することを想定し、各回路を3つずつ設けているが、これに限定されるものではない。デジタル変換回路730-0乃至2のそれぞれをデジタル変換回路730と称する。また、選択回路740-0乃至2のそれぞれを選択回路740と称する。
 図27は、本発明の実施の形態におけるシフト回路710の一構成例を示す図である。このシフト回路710は、フリップフロップ回路711乃至713を備え、これらを直列に接続した構成を有している。フリップフロップ回路711乃至713は、入力されたデジタル信号を保持して出力する回路である。
 第1段目のフリップフロップ回路713のデータ入力端子Diには、シフト回路710のデータ入力端子Diが接続される。第1段目のフリップフロップ回路713のデータ出力端子Dtは、第2段目のフリップフロップ回路712のデータ入力端子Diに接続される。第2段目のフリップフロップ回路712のデータ出力端子Dtは、第3段目のフリップフロップ回路711のデータ入力端子Diに接続される。フリップフロップ回路711乃至713のデータ出力端子Dtは、シフト回路710のデータ出力端子Dt(0)乃至(2)に接続される。
 第1段目のフリップフロップ回路713のスキャン入力端子Sinには、シフト回路710のスキャン入力端子DSiが接続される。第1段目のフリップフロップ回路713のスキャン出力端子Soutは、第2段目のフリップフロップ回路712のスキャン入力端子Sinに接続される。第2段目のフリップフロップ回路712のスキャン出力端子Soutは、第3段目のフリップフロップ回路711のスキャン入力端子Sinに接続される。第3段目のフリップフロップ回路711のスキャン出力端子Soutは、シフト回路710のスキャン出力端子DStに接続される。
 フリップフロップ回路711乃至713のデータクロック端子Dcは、シフト回路710のデータクロック端子Dcに接続される。また、フリップフロップ回路711乃至713のスキャンクロック端子DScは、シフト回路710のスキャンクロック端子DScに接続される。
 図28は、本発明の実施の形態におけるフリップフロップ回路711の一構成例を示す図である。ここでは、フリップフロップ回路711の構成例について説明するが、他のフリップフロップ回路712および713についても同様の構成を有する。フリップフロップ回路711は、論理積ゲート511乃至514、521乃至524、531乃至534を備える。
 論理積ゲート511乃至514は、データクロック端子Dcおよびスキャンクロック端子DScからの入力に基づいてクロック信号を生成するものである。スキャンモード端子SmがH状態であればデータクロックが論理積ゲート521に供給され、スキャンモード端子SmがL状態であればスキャンクロックが論理積ゲート522に供給される。また、論理積ゲート514は、データクロックまたはスキャンクロックの反転信号SBckを論理積ゲート531に供給する。すなわち、論理積ゲート514は、特許請求の範囲に記載の転送トリガ信号供給手段の一例である。
 論理積ゲート521乃至524は、フリップフロップのマスタ側ラッチに相当するものである。データクロックまたはスキャンクロックがH状態であればデータ入力端子Diからのデータまたはスキャン入力端子Sinからのスキャンデータが取り込まれ、データクロックまたはスキャンクロックがL状態であれば論理積ゲート524の出力Biが保持される。
 論理積ゲート531乃至534は、フリップフロップのスレーブ側ラッチに相当するものである。論理積ゲート531は、論理積ゲート514からのクロックSBckがH状態の間に論理積ゲート524の出力Biを取り込む。論理積ゲート532は、論理積ゲート514からのクロックSBckの反転信号がH状態の間に論理積ゲート534の出力Soutを取り込む。論理積ゲート533の出力はデータ出力端子Dtに接続される。論理積ゲート534の出力はスキャン出力端子Soutに接続される。ただし、ここではデータ出力端子Dtおよびスキャン出力端子Soutは同じ値を示す。
 図29は、本発明の実施の形態におけるフリップフロップ回路711の動作タイミング例を示す図である。
 まず、時刻T1からT6までは、スキャンモード端子Smの値がL状態、すなわち通常のデータシフトモードであることを想定している。このとき、データ入力端子Diからの入力信号が、データクロック端子Dcのクロックに従って入力される。たとえば、時刻T1において入力された信号「a」は、時刻T1の前半にマスタ側ラッチに取り込まれ、時刻T1の後半にスレーブ側ラッチに取り込まれる。
 一方、時刻T11からT16までは、スキャンモード端子Smの値がH状態、すなわちスキャンモードであることを想定している。このとき、スキャン入力端子Sinからのスキャン入力信号が、スキャンクロック端子DScのクロックに従って入力される。たとえば、時刻T11において入力された信号「a」は、時刻T1の前半にマスタ側ラッチに取り込まれ、時刻T1の後半にスレーブ側ラッチに取り込まれる。
 ここでは、入力の各状態(Sm、Dc、DSc)における、入力端子(Di、Sin)と出力端子(Dt、Sout)の関係を、論理回路的に理解できるように、論理ゲートにより表現して説明した。ただし、実際の回路としては、トライステートバッファタイプや、TTLやMOSその他のトランジスタを組み合わせた回路等の、いわゆるフリップフロップの動作を行う論理的に同等の回路(図29の動作を行う回路)により実現することができる。なお、図26や図27と同様に、以降の図においても、煩雑さを避けるために、スキャンモード端子Sm、データクロック端子Dc、スキャンクロック端子Sc等の図示は省略する。また、スキャンモード端子Sm、データクロック端子Dc、スキャンクロック端子Sc等のLSI内での分配も、1ブロックに対して1入力でなくても良く、論理的に同等の動作を行う分配であれば、同様に適用することができる。
 図30は、本発明の実施の形態におけるアナログ変換回路720の一構成例を示す図である。このアナログ変換回路720は、フリップフロップ回路721乃至723と、D/A(Digital to Analog)変換回路724と、アナログフリップフロップ725とを備えている。
 フリップフロップ回路721乃至723は、入力されたデジタル信号を保持して出力する回路であり、図28により説明したフリップフロップ回路711と同様の構成を備えるものである。フリップフロップ回路721のデータ入力端子Diにはアナログ変換回路720のデータ入力端子Di(0)が接続される。フリップフロップ回路722のデータ入力端子Diにはアナログ変換回路720のデータ入力端子Di(1)が接続される。フリップフロップ回路723のデータ入力端子Diにはアナログ変換回路720のデータ入力端子Di(2)が接続される。なお、シフト回路710のデータ出力端子Dt(0)乃至(2)は、それぞれ信号線D1S(00)乃至(02)により、アナログ変換回路720のデータ入力端子Di(0)乃至(2)に接続される。
 第1段目のフリップフロップ回路723のスキャン入力端子Sinには、アナログ変換回路720のスキャン入力端子DSiが接続される。第1段目のフリップフロップ回路723のスキャン出力端子Soutは、第2段目のフリップフロップ回路722のスキャン入力端子Sinに接続される。第2段目のフリップフロップ回路722のスキャン出力端子Soutは、第3段目のフリップフロップ回路721のスキャン入力端子Sinに接続される。第3段目のフリップフロップ回路721のスキャン出力端子Soutは、アナログ変換回路720のスキャン出力端子DStに接続される。
 フリップフロップ回路721乃至723のデータクロック端子Dcは、アナログ変換回路720のデータクロック端子Dcに接続される。また、フリップフロップ回路721乃至723のスキャンクロック端子Scは、アナログ変換回路720のスキャンクロック端子DScに接続される。
 なお、フリップフロップ回路721乃至723の各データ出力端子Dtからの信号は信号線Dt(0)乃至(2)を介してD/A変換回路724に供給される。この信号線Dt(0)乃至(2)のデータは、後述のタイミングチャートではD2(0)乃至(2)と呼称する。
 D/A変換回路724は、フリップフロップ回路721乃至723の各データ出力端子Dtからの計3ビットを8値のアナログ信号に変換して、1本の信号線として出力するものである。このD/A変換回路724の出力は、アナログフリップフロップ725に供給されるとともに、増幅器726を介してアナログ信号観測端子Aitに供給される。
 アナログフリップフロップ725は、D/A変換回路724から供給されたアナログ値を保持するフリップフロップである。基本的な構成は、図24により説明したものと同様である。アナログフリップフロップ725のデータ入力端子Aiは、D/A変換回路724の出力端子に接続される。アナログフリップフロップ725のデータ出力端子Atは、アナログ変換回路720のデータ出力端子Atに接続される。アナログフリップフロップ725のスキャン入力端子ASinは、アナログ変換回路720のスキャン入力端子ASiに接続される。アナログフリップフロップ725のスキャン出力端子ASoutは、アナログ変換回路720のスキャン出力端子AStに接続される。
 アナログフリップフロップ725のデータクロック端子Acは、アナログ変換回路720のアナログデータクロック端子Acに接続される。また、アナログフリップフロップ725のスキャンクロック端子Scは、アナログ変換回路720のアナログスキャンクロック端子AScに接続される。アナログフリップフロップ725は、データクロック端子Acのクロックに従って、データ入力端子Aiからのデータ信号を保持し、データ出力端子Atに出力する。また、アナログフリップフロップ725は、スキャンクロック端子Scのクロックに従って、スキャン入力端子ASinからのスキャンデータ信号を保持し、スキャン出力端子ASoutに出力する。
 アナログフリップフロップ725では、アナログデータクロック端子Acおよびアナログスキャンクロック端子AScから入力されたクロックから、フリップフロップ回路711の論理積ゲート511乃至514と同様の構成によりクロックSBckが生成される。ライト用クロックWckは、SBckと同じ信号を利用することができる。また、ロード用クロックLckは、SBckの反転信号を利用することができる。
 このようにしてアナログ変換回路720から出力されたアナログ信号は、LSI-A701からLSI-B702へ転送される。
 図31は、本発明の実施の形態におけるデジタル変換回路730の一構成例を示す図である。このデジタル変換回路730は、アナログフリップフロップ731と、A/D(Analog to Digital)変換回路732と、フリップフロップ回路733乃至735とを備える。
 アナログフリップフロップ731は、LSI-A701から供給されたアナログ値を保持するフリップフロップである。基本的な構成はアナログフリップフロップ725と同様である。アナログフリップフロップ731のデータ入力端子Aiは、デジタル変換回路730のデータ入力端子Aiに接続される。アナログフリップフロップ731のデータ出力端子Atは、A/D変換回路732の入力端子に接続される。アナログフリップフロップ731のスキャン入力端子ASinは、デジタル変換回路730のスキャン入力端子ASiに接続される。アナログフリップフロップ731のスキャン出力端子ASoutは、デジタル変換回路730のスキャン出力端子AStに接続される。
 アナログフリップフロップ731のデータクロック端子Acは、デジタル変換回路730のアナログデータクロック端子Acに接続される。また、アナログフリップフロップ731のスキャンクロック端子Scは、デジタル変換回路730のアナログスキャンクロック端子AScに接続される。アナログフリップフロップ731は、データクロック端子Acのクロックに従って、データ入力端子Aiからのデータ信号を保持し、データ出力端子Atに出力する。このアナログフリップフロップ731のデータ出力端子から出力されるデータは、後述のタイミングチャートではA3と呼称する。また、アナログフリップフロップ731は、スキャンクロック端子Scのクロックに従って、スキャン入力端子ASinからのスキャンデータ信号を保持し、スキャン出力端子ASoutに出力する。
 A/D変換回路732は、アナログフリップフロップ731から出力されたアナログ信号を量子化して、3ビットのデジタル信号に変換するものである。このA/D変換回路732の出力端子Di(0)乃至(2)は、それぞれフリップフロップ回路733乃至735に1本ずつ供給される。
 フリップフロップ回路733乃至735は、入力されたデジタル信号を保持して出力する回路であり、図28により説明したフリップフロップ回路711と同様の構成を備えるものである。フリップフロップ回路733のデータ入力端子DiにはA/D変換回路732の出力端子Di(0)が接続される。フリップフロップ回路734のデータ入力端子DiにはA/D変換回路732の出力端子Di(1)が接続される。フリップフロップ回路735のデータ入力端子DiにはA/D変換回路732の出力端子Di(2)が接続される。フリップフロップ回路733乃至735のデータ出力端子Dtは、それぞれデジタル変換回路730のデータ出力端子Dt(0)乃至(2)に接続される。
 第1段目のフリップフロップ回路735のスキャン入力端子Sinには、デジタル変換回路730のスキャン入力端子DSiが接続される。第1段目のフリップフロップ回路735のスキャン出力端子Soutは、第2段目のフリップフロップ回路734のスキャン入力端子Sinに接続される。第2段目のフリップフロップ回路734のスキャン出力端子Soutは、第3段目のフリップフロップ回路733のスキャン入力端子Sinに接続される。第3段目のフリップフロップ回路733のスキャン出力端子Soutは、デジタル変換回路730のスキャン出力端子DStに接続される。
 フリップフロップ回路733乃至735のデータクロック端子Dcは、デジタル変換回路730のデータクロック端子Dcに接続される。また、フリップフロップ回路733乃至735のスキャンクロック端子Scは、デジタル変換回路730のスキャンクロック端子DScに接続される。
 図32は、本発明の実施の形態における選択回路740の一構成例を示す図である。この選択回路740は、セレクタ741およびフリップフロップ回路742を備える。
 セレクタ741は、選択回路740のデータ入力端子Di(0)乃至(2)から入力された信号を順番に選択するものである。このセレクタ741によって、データ入力端子Di(0)乃至(2)から入力された信号は、1クロック毎にフリップフロップ回路742に供給される。
 フリップフロップ回路742は、入力されたデジタル信号を保持して出力する回路であり、図28により説明したフリップフロップ回路711と同様の構成を備えるものである。
 フリップフロップ回路742のデータ入力端子Diにはセレクタ741の出力端子が接続される。フリップフロップ回路742のデータ出力端子Dtは、選択回路740のデータ出力端子Dtに接続される。フリップフロップ回路742のスキャン入力端子Sinには、選択回路740のスキャン入力端子DSiが接続される。フリップフロップ回路742のスキャン出力端子Soutは、選択回路740のスキャン出力端子DStに接続される。フリップフロップ回路742のデータクロック端子Dcは、選択回路740のデータクロック端子Dcに接続される。また、フリップフロップ回路742のスキャンクロック端子Scは、選択回路740のスキャンクロック端子DScに接続される。
 図33は、本発明の実施の形態におけるアナログスキャン回路を用いたLSI間転送(図26)のタイミングチャート例を示す図である。この例では、デジタル信号を扱うための内部クロックと、アナログ信号を転送するためのクロックとの速度比を3対1に設定した例を示している。すなわち、アナログ信号を転送するためのクロックは、デジタル信号を扱うためのクロックの3分の1の速度(3倍の周期)となっている。
 シフト回路710-0のデータ入力端子D1(0)には、時刻T1に信号「a」、時刻T2に信号「b」、時刻T3に信号「c」といった要領で、データクロック毎にデータ信号が入力されていく。シフト回路710-0内のフリップフロップ回路711乃至713によって各データはシフトされる(図27参照)。例えば、信号「a」は、時刻T2で信号線D1S(02)に、時刻T3で信号線D1S(01)に、時刻T4で信号線D1S(00)に、順次出力される。同様に、信号「b」および信号「c」も、それぞれ1データクロックずつ遅れて順次出力される。
 アナログ変換回路720-0では、フリップフロップ回路721乃至723のデータクロック端子Dcにアナログクロックを与えることにより、時刻T5には、フリップフロップ回路721乃至723から信号「a」乃至「c」が出力される(図30参照)。なお、アナログ変換回路720のデータクロック端子Dcには、アナログデータクロック端子Acと同信号が分配されるため、これらを1つの端子で共用して、同一入力端子からの信号を内部で分配してもよい。信号「a」乃至「c」(D2(00)乃至(02))は、D/A変換回路724によってアナログ信号「A」に変換され、時刻T8から、信号線709-0により出力される。この信号線709-0のデータ幅は1本分であるが、アナログ値であるため、多値表現が可能である。この例では、3ビットの信号「a」乃至「c」が1本のアナログ信号線により伝送される(A2(0))。
 デジタル変換回路730-0では、アナログフリップフロップ731にアナログクロックを与えることにより(図31参照)、アナログ変換回路720-0からのアナログ信号がアナログフリップフロップ731により保持され、時刻T11から出力される(A3(0))。このアナログ信号「A」は、A/D変換回路732によってデジタル信号「a」乃至「c」に変換され、フリップフロップ回路733乃至735に保持され、時刻T14から出力される(D3(00)乃至(02))。このフリップフロップ回路733乃至735にも、アナログクロックが与えられる。ここで、データクロック端子Dcには、アナログデータクロック端子Acと同信号が分配されるため、アナログ変換回路720と同様にデジタル変換回路730においても、これらを1つの端子で共用して、同一入力端子からの信号を内部で分配してもよい。
 選択回路740-0では、フリップフロップ回路742にデータクロックを与えることにより(図32参照)、データクロック毎にデータ信号が出力されていく(D4(0))。この例では、時刻T15に信号「a」が出力され、時刻T16に信号「b」が出力され、時刻T17に信号「c」が出力されている。
 この例では、アナログクロックに同期した3本のデジタル信号D2(00)乃至(02)が、同じくアナログクロックに同期した1本のアナログ信号A2(0)として、信号線709-0により転送されている。すなわち、本発明の実施の形態によれば、同じクロック速度であれば、データ転送に必要な信号線の数を減らすことができる。
 また、この例では、LSI-A701およびLSI-B702の内部のデータ(D1(0)およびD4(0))のクロックの3分の1の速度で、LSI-A701とLSI-B702との間の転送が行われている(A2(0)およびA3(0))。デジタルのデータクロックを基準として1Tとすると、ここでは、スループット3T、ターンアラウンドタイム3Tの転送が行われていることになる。すなわち、本発明の実施の形態によれば、本来のクロック速度よりも低い速度によりデータ転送を行うことができる。これにより、データ転送の信頼度を向上させることができる。また、途中のフリップフロップが不要となることから、回路配置を柔軟に行うことができるとともに、回路規模を小さくすることができる。
 なお、ここでは、スループット3T、ターンアラウンドタイム3Tの単純なアナログ値の転送例について説明したが、アナログ変換回路720とデジタル変換回路730との間には、3T以内で処理が可能な範囲であれば、他のアナログ回路を設けることができる。例えば、図34(a)に示すように、LSI-A701とLSI-B702との間にアナログ回路751を設けるようにしてもよい。また、図34(b)に示すように、LSI-A701の内部にアナログ回路752を設けるようにしてもよい。また、図34(c)に示すように、LSI-B702の内部にアナログ回路753を設けるようにしてもよい。これらは、上述の低速データ転送により途中のフリップフロップが不要となったことの副次的効果である。
 次に、本発明の実施の形態におけるアナログスキャン回路を用いてアナログおよびデジタル混在のスキャンパスを実現する例について説明する。
 図35は、本発明の実施の形態におけるスキャンパス用D/Aコンバータの実現例を示す図である。ここでは、図30により説明したアナログ変換回路720を用いて、デジタル回路791のスキャン出力端子DStからアナログ回路792のスキャン入力端子ASiに接続することを想定する。
 デジタル回路791のスキャン出力端子DStは、アナログ変換回路720のスキャン入力端子DSiに、信号線DAinを介して接続される。アナログ回路792のスキャン入力端子ASiは、アナログ変換回路720のスキャン出力端子AStに、信号線DAoutを介して接続される。他のデータ入出力端子およびスキャン入出力端子は使用されないため、各入力は「0」に設定される。
 また、アナログ変換回路720のデータクロック端子Dcには「0」が設定される。アナログ変換回路720のスキャンクロック端子DScには内部データ用のデータクロックDsckが入力される。アナログ変換回路720のアナログクロック端子Acにはアナログ信号用のアナログクロックAsckが入力される。アナログ変換回路720のアナログスキャンクロック端子AScには「0」が設定される。
 図36は、本発明の実施の形態におけるスキャンパス用D/Aコンバータのタイミングチャート例を示す図である。
 時刻T1においてデジタル回路791から信号線DAinを介して入力された信号「a」は、データクロックDsckに同期して、アナログ変換回路720のフリップフロップ回路723に保持される。信号「a」は、時刻T2にフリップフロップ回路723から出力され、フリップフロップ回路722に保持される。そして、信号「a」は、時刻T3にフリップフロップ回路722から出力され、フリップフロップ回路721に保持され、時刻T4にフリップフロップ回路721から出力される。同様に、信号「b」および信号「c」も、それぞれ1データクロックずつ遅れて順次出力される。
 時刻T4には、D/A変換回路724において信号「a」乃至「c」がアナログ信号「A」に変換される。そして、時刻T5には、アナログクロックAsckに同期して、アナログフリップフロップ725からアナログ信号「A」が出力される。
 このように、アナログ変換回路720を用いることにより、デジタル信号のスキャン信号をアナログ信号のスキャン信号に変換することができる。これにより、1本のスキャンパスにおいてデジタル信号とアナログ信号を混在させることができる。
 なお、この例では、アナログ回路792のスキャン入力端子ASiに対して、アナログ変換回路720のスキャン出力端子AStを接続する例について説明したが、アナログ変換回路720のデータ出力端子Atを接続しても同様の結果を得ることができる。また、以下に示すように、アナログ変換回路720のアナログ信号観測端子Aitをアナログ変換回路720のスキャン入力端子ASiに接続しても同様の結果を得ることができる。
 図37は、本発明の実施の形態におけるスキャンパス用D/Aコンバータの他の実現例を示す図である。この例では、図35と異なり、アナログ変換回路720のスキャン入力端子ASiにアナログ信号観測端子Aitを接続している。また、アナログ変換回路720のアナログクロック端子Acには「0」が設定され、アナログスキャンクロック端子AScにはアナログ信号用のアナログクロックAsckが入力されている。このように、アナログ信号観測端子Aitの出力をフィードバックすることによって、アナログ変換回路720のアナログフリップフロップ725のスキャンパスに直接入力することも可能である。
 図38は、本発明の実施の形態におけるスキャンパス用A/Dコンバータの実現例を示す図である。ここでは、図31により説明したデジタル変換回路730および図32により説明した選択回路740を用いて、アナログ回路793のスキャン出力端子AStからデジタル回路794のスキャン入力端子DSiに接続することを想定する。
 アナログ回路793のスキャン出力端子AStは、デジタル変換回路730のスキャン入力端子DSiに、信号線ADinを介して接続される。デジタル回路794のスキャン入力端子DSiは、選択回路740のスキャン出力端子DStに、信号線ADoutを介して接続される。デジタル変換回路730のデータ出力端子Dt(0)乃至(2)は、選択回路740のデータ入力端子Di(0)乃至(2)に接続される。他のデータ入出力端子およびスキャン入出力端子は使用されないため、各入力は「0」に設定される。
 また、デジタル変換回路730のアナログクロック端子Acおよびスキャンクロック端子DScには「0」が設定される。デジタル変換回路730のアナログスキャンクロック端子AScおよびデータクロック端子Dcにはアナログ信号用のアナログクロックAsckが入力される。選択回路740のデータクロック端子Dcには内部データ用のデータクロックDsckが入力される。選択回路740のスキャンクロック端子DScには「0」が設定される。
 図39は、本発明の実施の形態におけるスキャンパス用A/Dコンバータのタイミングチャート例を示す図である。
 時刻T1においてアナログ回路793から信号線ADinを介して入力されたアナログ信号「A」は、アナログクロックAsckに同期して、デジタル変換回路730のアナログフリップフロップ731に保持される。このアナログ信号「A」は、デジタル信号「a」乃至「c」から成る信号のアナログ値を示す。アナログフリップフロップ731は、時刻T5からアナログ信号「A」を出力する。
 アナログ信号「A」は、デジタル変換回路730のA/D変換回路732によってデジタル信号「a」乃至「c」に変換され、フリップフロップ回路733乃至735に保持される。フリップフロップ回路733乃至735は、アナログクロックAsckに同期して、時刻T8からそれぞれデジタル信号「a」乃至「c」を出力する。
 選択回路740のフリップフロップ回路742は、データクロックSsckに同期して、信号「a」乃至「c」を順次保持する。これにより、時刻T9から信号「a」乃至「c」が順次出力される。
 このように、デジタル変換回路730および選択回路740を用いることにより、アナログ信号のスキャン信号をデジタル信号のスキャン信号に変換することができる。これにより、1本のスキャンパスにおいてデジタル信号とアナログ信号を混在させることができる。
 なお、本発明の実施の形態は本発明を具現化するための一例を示したものであり、上述のように特許請求の範囲における発明特定事項とそれぞれ対応関係を有する。ただし、本発明は実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変形を施すことができる。
 また、本発明の実施の形態において説明した処理手順は、これら一連の手順を有する方法として捉えてもよく、また、これら一連の手順をコンピュータに実行させるためのプログラム乃至そのプログラムを記憶する記録媒体として捉えてもよい。この記録媒体として、例えば、CD(Compact Disc)、MD(MiniDisc)、DVD(Digital Versatile Disk)、メモリカード、ブルーレイディスク(Blu-ray Disc(登録商標))等を用いることができる。

Claims (22)

  1.  アナログ値をそれぞれ保持する複数のアナログ値保持手段と、
     前記アナログ値を前記複数のアナログ値保持手段の少なくとも1つに保持させるように入力する入力手段と、
     前記複数のアナログ値保持手段に保持される前記アナログ値を前記複数のアナログ値保持手段の間で転送する転送手段と、
     前記複数のアナログ値保持手段に保持される前記アナログ値の少なくとも1つを読み出して出力する出力手段とを具備することを特徴とするアナログスキャン回路。
  2.  前記転送手段は、シフト同期信号に従って前記転送を行うことを特徴とする請求項1記載のアナログスキャン回路。
  3.  前記入力手段は、前記シフト同期信号に従って前記アナログ値を前記複数のアナログ値保持手段の少なくとも1つに保持させることを特徴とする請求項2記載のアナログスキャン回路。
  4.  前記出力手段は、前記シフト同期信号に従って前記複数のアナログ値保持手段から前記アナログ値を読み出すことを特徴とする請求項2記載のアナログスキャン回路。
  5.  前記入力手段は、共通入力制御信号に従って同時に複数の前記アナログ値を前記複数のアナログ値保持手段の対応するものに保持させることを特徴とする請求項1記載のアナログスキャン回路。
  6.  前記入力手段は、複数の前記アナログ値のそれぞれに対応する個別入力制御信号に従って前記複数のアナログ値を前記複数のアナログ値保持手段の対応するものに保持させることを特徴とする請求項1記載のアナログスキャン回路。
  7.  前記出力手段は、共通出力制御信号に従って同時に前記複数のアナログ値保持手段から前記アナログ値を読み出すことを特徴とする請求項1記載のアナログスキャン回路。
  8.  前記出力手段は、複数の前記アナログ値のそれぞれに対応する個別出力制御信号に従って前記複数のアナログ値保持手段から前記アナログ値を読み出すことを特徴とする請求項1記載のアナログスキャン回路。
  9.  前記複数のアナログ値保持手段は、半導体基体上に形成された拡散層領域に電荷を蓄積することにより前記アナログ値を保持することを特徴とする請求項1記載のアナログスキャン回路。
  10.  前記複数のアナログ値保持手段は、半導体基体上に生じた空乏層領域に電荷を蓄積することにより前記アナログ値を保持することを特徴とする請求項1記載のアナログスキャン回路。
  11.  アナログデータを出力する出力回路と、前記アナログデータを受けるアナログスキャン回路とを具備するデータ処理装置であって、
     前記アナログスキャン回路は、
     アナログ値をそれぞれ保持する複数のアナログ値保持手段と、
     前記アナログデータの瞬時値を前記アナログ値として前記複数のアナログ値保持手段の少なくとも1つに保持させるように入力する入力手段と、前記複数のアナログ値保持手段に保持される前記アナログ値を前記複数のアナログ値保持手段の間で転送する転送手段と、
     前記複数のアナログ値保持手段に保持される前記アナログ値の少なくとも1つを読み出して出力する出力手段とを備えることを特徴とするデータ処理装置。
  12.  アナログデータを供給するアナログスキャン回路と、前記アナログデータを受けて入力する入力回路とを具備するデータ処理装置であって、
     前記アナログスキャン回路は、
     アナログ値をそれぞれ保持する複数のアナログ値保持手段と、
     前記アナログ値を前記複数のアナログ値保持手段の少なくとも1つに保持させるように入力する入力手段と、
     前記複数のアナログ値保持手段に保持される前記アナログ値を前記複数のアナログ値保持手段の間で転送する転送手段と、
     前記複数のアナログ値保持手段に保持される前記アナログ値の少なくとも1つを読み出して前記アナログデータとして出力する出力手段とを備えることを特徴とするデータ処理装置。
  13.  第1のアナログデータを出力する出力回路と、前記第1のアナログデータを受けて第2のアナログデータを供給するアナログスキャン回路と、前記第2のアナログデータを受けて入力する入力回路とを具備するデータ処理装置であって、
     前記アナログスキャン回路は、
     アナログ値をそれぞれ保持する複数のアナログ値保持手段と、
     前記第1のアナログデータの瞬時値を前記アナログ値として前記複数のアナログ値保持手段の少なくとも1つに保持させるように入力する入力手段と、
     前記複数のアナログ値保持手段に保持される前記アナログ値を前記複数のアナログ値保持手段の間で転送する転送手段と、
     前記複数のアナログ値保持手段に保持される前記アナログ値の少なくとも1つを読み出して前記第2のアナログデータとして出力する出力手段とを備えることを特徴とするデータ処理装置。
  14.  入力アナログ値を保持する入力アナログ値保持手段と、
     前記入力アナログ値保持手段が保持する前記入力アナログ値を、転送トリガ信号に基づいて転送して、出力アナログ値として保持する出力アナログ値保持手段とを具備するアナログフリップフロップ。
  15.  前記入力アナログ値は、n個(nは3以上の整数)の離散値を含むm個(mはn以上の整数)の値のうちのいずれかの値を示す請求項14記載のアナログフリップフロップ。
  16.  前記入力アナログ値保持手段は、入力トリガ信号に基づいて、前記入力アナログ値を入力する入力手段を備える請求項14または15記載のアナログフリップフロップ。
  17.  前記入力手段は、
     第1のトリガ信号に基づいて第1のアナログ値を前記入力アナログ値として入力する第1入力手段と、
     第2のトリガ信号に基づいて第2のアナログ値を前記入力アナログ値として入力する第2入力手段とを備える請求項16記載のアナログフリップフロップ。
  18.  前記第1および第2のトリガ信号の一方が、スキャン動作指示のための入力トリガ信号である請求項17記載のアナログフリップフロップ。
  19.  前記出力アナログ値保持手段が保持する前記出力アナログ値を、出力トリガ信号に基づいて出力する出力手段をさらに備える請求項14乃至18のいずれかに記載のアナログフリップフロップ。
  20.  前記入力アナログ値保持手段および前記出力アナログ値保持手段の少なくとも一方が、半導体基体上に形成された拡散層領域に電荷を蓄積することによりアナログ値を保持する請求項14乃至19のいずれかに記載のアナログフリップフロップ。
  21.  前記入力アナログ値保持手段および前記出力アナログ値保持手段の少なくとも一方が、半導体基体上に生じた空乏層領域に電荷を蓄積することによりアナログ値を保持する請求項14乃至19のいずれかに記載のアナログフリップフロップ。
  22.  任意のアナログ値を示す任意のアナログデータをそれぞれ入力して保持して出力が可能な複数のアナログフリップフロップと、これら複数のアナログフリップフロップの動作タイミングを制御する制御手段とを具備するデータ処理装置であって、
     前記複数のアナログフリップフロップのそれぞれは、
     入力アナログ値を保持する入力アナログ値保持手段と、
     前記入力アナログ値保持手段が保持する前記入力アナログ値を、転送トリガ信号に基づいて入力して、出力アナログ値として保持する出力アナログ値保持手段とを備え、
     前記制御手段は、
     前記複数のアナログフリップフロップに同一の前記転送トリガ信号を供給する転送トリガ信号供給手段を備えるデータ処理装置。
PCT/JP2008/072475 2007-12-21 2008-12-11 アナログスキャン回路、アナログフリップフロップおよびデータ処理装置 WO2009081743A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2008801212429A CN101903784A (zh) 2007-12-21 2008-12-11 模拟扫描电路、模拟触发器和数据处理设备
US12/808,074 US8458542B2 (en) 2007-12-21 2008-12-11 Analog scan circuit, analog flip-flop, and data processing apparatus
EP08864980.1A EP2233935A4 (en) 2007-12-21 2008-12-11 ANALOG SCAN CIRCUIT, ANALOG FLIP FLOP AND DATA PROCESSING DEVICE

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007330562A JP5130905B2 (ja) 2007-12-21 2007-12-21 アナログスキャン回路およびデータ処理装置
JP2007-330562 2007-12-21
JP2008265623A JP2010096546A (ja) 2008-10-14 2008-10-14 アナログフリップフロップおよびデータ処理装置
JP2008-265623 2008-10-14

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2009081743A1 true WO2009081743A1 (ja) 2009-07-02

Family

ID=40801050

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2008/072475 WO2009081743A1 (ja) 2007-12-21 2008-12-11 アナログスキャン回路、アナログフリップフロップおよびデータ処理装置

Country Status (6)

Country Link
US (1) US8458542B2 (ja)
EP (1) EP2233935A4 (ja)
KR (1) KR20100103506A (ja)
CN (1) CN101903784A (ja)
TW (1) TW200950322A (ja)
WO (1) WO2009081743A1 (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8037382B2 (en) * 2009-08-13 2011-10-11 Advanced Micro Devices, Inc. Multi-mode programmable scan flop
KR102547483B1 (ko) * 2015-07-24 2023-06-27 삼성전자주식회사 하이브리드 연결부를 포함하는 하이브리드 칩
US9948301B2 (en) 2014-07-24 2018-04-17 Samsung Electronics Co., Ltd Hybrid chip comprising hybrid connector

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6192078A (ja) * 1984-10-12 1986-05-10 Hitachi Ltd 固体撮像素子
JPH05307367A (ja) * 1992-04-06 1993-11-19 Nec Corp 液晶表示回路
JPH10104321A (ja) * 1996-08-06 1998-04-24 Matsushita Electron Corp 集積回路及びそのテスト方法

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4058717A (en) * 1976-07-06 1977-11-15 General Electric Company Surface charge signal processing apparatus
US5369357A (en) 1992-06-18 1994-11-29 Eastman Kodak Company CCD imager with test structure
JPH0655773A (ja) 1992-08-04 1994-03-01 Minolta Camera Co Ltd 固体走査型プリントヘッド
JPH07209381A (ja) 1993-12-10 1995-08-11 Internatl Business Mach Corp <Ibm> 回路ネットワークにおけるバウンダリ・スキャン検査システム及び方法
JP3983318B2 (ja) * 1995-05-31 2007-09-26 テキサス インスツルメンツ インコーポレイテツド 低オーバヘッド入力および出力境界走査セルを含む集積回路
TW413981B (en) 1996-03-01 2000-12-01 Nat Science Council Design of analog boundary scan circuits
US5974578A (en) * 1996-08-06 1999-10-26 Matsushita Electronics Corporation Integrated circuit and test method therefor
JP3189802B2 (ja) * 1998-09-14 2001-07-16 日本電気株式会社 半導体集積回路
TW495616B (en) 1999-04-06 2002-07-21 Advantest Corp Test device and method for electrically testing electronic device
US6988232B2 (en) * 2001-07-05 2006-01-17 Intellitech Corporation Method and apparatus for optimized parallel testing and access of electronic circuits
US7159159B2 (en) * 2002-05-01 2007-01-02 Logicvision, Inc. Circuit and method for adding parametric test capability to digital boundary scan
US7096386B2 (en) * 2002-09-19 2006-08-22 Oki Electric Industry Co., Ltd. Semiconductor integrated circuit having functional modules each including a built-in self testing circuit
JP2005020349A (ja) * 2003-06-26 2005-01-20 Renesas Technology Corp 半導体集積回路および電子システム
US7350122B2 (en) * 2005-11-03 2008-03-25 International Business Machines Corporation Method, apparatus and computer program product for implementing scan-chain-specific control signals as part of a scan chain

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6192078A (ja) * 1984-10-12 1986-05-10 Hitachi Ltd 固体撮像素子
JPH05307367A (ja) * 1992-04-06 1993-11-19 Nec Corp 液晶表示回路
JPH10104321A (ja) * 1996-08-06 1998-04-24 Matsushita Electron Corp 集積回路及びそのテスト方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR20100103506A (ko) 2010-09-27
US20100289549A1 (en) 2010-11-18
CN101903784A (zh) 2010-12-01
TWI373912B (ja) 2012-10-01
US8458542B2 (en) 2013-06-04
TW200950322A (en) 2009-12-01
EP2233935A1 (en) 2010-09-29
EP2233935A4 (en) 2013-04-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7596733B2 (en) Dynamically reconfigurable shared scan-in test architecture
US7113116B2 (en) Sample and hold apparatus
US5463338A (en) Dual latch clocked LSSD and method
JP3275867B2 (ja) スキャンテスト回路及びスキャンテスト回路を含む半導体集積回路及びスキャンテスト回路を搭載した半導体集積回路試験用基板
JPH02181676A (ja) 境界走査試験セル
WO2009081743A1 (ja) アナログスキャン回路、アナログフリップフロップおよびデータ処理装置
US7051255B2 (en) Method and apparatus for reducing power dissipation in latches during scan operation
WO2010044375A1 (ja) インターフェース回路、アナログフリップフロップおよびデータ処理装置
US20150346274A1 (en) Input/output cell, integrated circuit device and methods of providing on-chip test functionality
JP2010096546A (ja) アナログフリップフロップおよびデータ処理装置
JP5130905B2 (ja) アナログスキャン回路およびデータ処理装置
JP2010098384A (ja) インターフェース回路およびデータ処理装置
US7373570B2 (en) LSI device having scan separators provided in number reduced from signal lines of combinatorial circuits
JP5761819B2 (ja) スキャン非同期記憶素子およびそれを備えた半導体集積回路ならびにその設計方法およびテストパターン生成方法
US6791357B2 (en) Bus signal hold cell, bus system, and method
JP2509685B2 (ja) 論理回路装置
Hamed et al. Testing of N-stage pipelined ADC using test input regeneration and sliding window techniques
JP4351786B2 (ja) 集積回路
JP2010085230A (ja) アナログディジタル混在集積回路装置
JPS63172976A (ja) 論理装置のテスト方法
JPS61200460A (ja) 走査信号中の定常パタ−ンノイズの除去装置

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 200880121242.9

Country of ref document: CN

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 08864980

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 4114/DELNP/2010

Country of ref document: IN

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20107012819

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 12808074

Country of ref document: US

Ref document number: 2008864980

Country of ref document: EP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE