JP3606525B2 - スキャンテスト回路 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は,半導体集積回路のテスト方式として知られているスキャンテストにおいて,テストパターン削減,故障検出率の向上,および,スキャンテスト関連回路規模の削減に関するものであり,特に,回路内部でセットリセット信号を発生し,これを非同期セットリセットとして使用するフリップフロップ(F/F)を含む回路のスキャンテスト回路に対して有効である。
【0002】
【従来の技術】
従来,スキャンテスト回路内部でリセット信号を発生し,これを非同期リセットとして使用する回路では,通常データの入出力,スキャンデータ入出力,スキャンイネーブル入力,スキャンテストモード入力,クロック入力,および構成によっては,外部リセット入力を用いていた。
【0003】
スキャンシフトシーケンスのスキャンシフト中は,スキャンフリップフロップが変化するため,組み合わせ回路の出力がサイクルごとに変化する可能性がある。そのため,スキャンテストシーケンス中は,非同期リセット付きフリップフロップのリセット入力がアクティブにならないように固定したり,外部リセット入力を設け,スキャンテストシーケンス中は,必ず外部リセット入力が選択される構成とし,スキャンテストシーケンス中は,外部リセット入力を非アクティブとし,キャプチャシーケンス中は外部リセット入力を任意に変化させてスキャンテストを実行していた。
【0004】
また,スキャンテストモード入力によって,観測できなくなった組み合わせ回路の出力信号を観測するために,排他的論理和回路やスキャン観測専用のフリップフロップを設けて,組み合わせ回路の出力信号を可観測とし,故障検出率を上げる構成がとられていた。
【0005】
【特許文献1】
特開2002−267719
【特許文献2】
特開2001−296331
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら,上記従来の回路・方式では,スキャンテスト用の専用のスキャンテストモード入力や外部リセット入力のピンを別に設ける必要がある。そのため,LSIのピン数増加によるコスト増加,故障検出率の低下による信頼性の低下,回路規模・テストパターン(テスト時間)増加によるコスト増加につながってしまうという問題点があった。
【0007】
また,組み合わせ回路の出力が観測できず,これに関係した組み合わせ回路の故障を検出できないという問題点もあった。これを解決するために,組み合わせ回路の出力を観測するための排他的論理和回路やスキャン観測専用のフリップフロップを付加すると,回路規模が増加し,テストパターンも増加するという別の問題が生じる。
【0008】
本発明は,従来のスキャンテスト回路が有する上記問題点に鑑みてなされたものであり,本発明の目的は,LSIのピン数を削減し,テストパターン削減,故障検出率の向上,および,スキャンテスト関連回路規模の削減を図ることの可能な,新規かつ改良されたスキャンテスト回路を提供することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため,本発明の第1の観点によれば,リセット信号(RST)が入力されるリセット入力端子(R)を有し,スキャンデータ(SI)と,データ(DI)とが入力され,この入力されたスキャンデータとデータとをスキャンシフトイネーブル信号(SCAN_SE)によって切り換えて出力データ(DO)とする第1のフリップフロップ回路と,スキャンシフトイネーブル信号によって,リセット信号を制御するリセット制御手段と,リセット信号の有効・無効を制御するマスク手段と,該マスク手段を制御するマスク制御手段と,を備え,マスク制御手段は,任意のデータをロード可能な第4のフリップフロップ回路であることを特徴とする,スキャンテスト回路が提供される。ここで例えば,リセット制御手段は,リセット信号を,キャプチャシーケンス中のみ有効となるように制御するようにしてもよい。
【0010】
また,本発明によれば,スキャンテスト回路であって,スキャンテスト回路の出力信号を出力する第1のフリップフロップ回路(100)と,第1のフリップフロップ回路をスキャンテストシーケンスにシフトさせるスキャンシフトイネーブル信号(SCAN_SE)によって,第1のフリップフロップ回路をリセットするリセット信号(RST)を制御するリセット制御手段(101)とを備えたことを特徴とする,スキャンテスト回路が提供される。ここで例えば,リセット制御手段(101)は,リセット信号を,キャプチャシーケンス中のみ有効となるように制御するようにしてもよい。
【0011】
上記において,リセット制御手段(101)は,例えば,スキャンシフトイネーブル信号の反転信号と,リセット信号を制御するリセット制御信号を生成する組み合わせ回路(110)の出力信号(LO)とを入力とするANDゲートとして構成することができる(請求項3)。ANDゲートであれば回路規模の増加を最小限に抑えることができる。
【0012】
また,回路構成の一例として,スキャンチェーンが3つのフリップフロップで構成されている場合を想定すると,組み合わせ回路(110)は,例えば,第1のフリップフロップ回路に対してチェーン接続された第2,第3のフリップフロップ回路(120,130)の出力信号を入力とするANDゲートとして構成することができる(請求項4)。
【0013】
かかる回路構成によれば,スキャンテスト用の専用のスキャンテストモード入力,外部リセット入力のピンなど,テスト専用ピンを別途設ける必要がないので,LSIのピンを少なくできるという効果がある。また,リセット制御手段の追加のみで,フリップフロップ(例えば,非同期リセット付きフリップフロップ)のリセット回路のスキャンテストを実行できるので,少ないスキャンテスト回路規模でスキャンテストの故障検出率を向上できるという効果がある。また,フリップフロップ(例えば,非同期リセット付きフリップフロップ)のリセット回路の信号に対して,これの有効・無効を制御するマスク手段(202)と,該マスク手段を制御するマスク制御手段(203,TDI)とを設けているので,スキャンテスト制御性が向上し,テストパターン数を少なくできるという効果がある。
【0020】
なお上記において,括弧書きで記した構成要素および信号は,理解を容易にするため,後述の実施形態における対応する構成要素および信号を記したに過ぎず,本発明がこれに限定されるものではない。
【0021】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照しながら,本発明にかかるスキャンテスト回路の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお,本明細書および図面において,実質的に同一の機能構成を有する構成要素については,同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【0022】
(第1の実施の形態)
本実施の形態にかかる非同期リセット付きフリップフロップ回路用スキャンテスト回路(以下,単にスキャンテスト回路という)について,図1および図2を参照しながら説明する。図1は,本実施の形態にかかるスキャンテスト回路の特徴部分の構成を示す説明図である。図2は,図1の回路を含むスキャンテスト回路の全体構成の一例を示す説明図である。
【0023】
まず,図1を参照しながら説明すると,本実施の形態にかかるスキャンテスト回路は,非同期リセット付きフリップフロップ(以下,単にフリップフロップという)100と,ANDゲート101と,組み合わせ回路110を含んで構成されている。
【0024】
フリップフロップ100のスキャンシフトイネーブル入力ピンSEには,スキャンシフトイネーブル信号SCAN_SEが入力されている。フリップフロップ100のスキャンデータ入力SIには,スキャンデータSIが入力されている。スキャンデータSIは,図示しない他のフリップフロップのスキャン出力など,スキャンシフト時にフリップフロップ100にスキャンデータをシフトさせるための信号である。フリップフロップ100のデータ入力ピンDIには,データDIが入力されている。データDIは,任意の回路の出力データが入力されている。
【0025】
フリップフロップ100の出力Qからは,データDOが出力されている。フリップフロップ100の出力データDOは,フリップフロップ100のスキャン出力データとしても使用され,図示しない他のフリップフロップのスキャン入力に使用されている。また,フリップフロップ100にはクロック信号CLKが入力されている。このクロック信号CLKは,スキャンテスト時のスキャンクロックとして使用される。
【0026】
フリップフロップ100の非同期リセット入力ピン(R:正論理)には,リセット信号RSTが入力されている。リセット信号RSTは,ANDゲート101から出力されている。ANDゲート101の入力として,組み合わせ回路110の出力データLOが正論理で入力され,スキャンシフトイネーブル信号SCAN_SEが負論理で入力されている。
【0027】
次いで,図1に示した回路を含むスキャンテスト回路の全体構成の一例について,図2を参照しながら説明する。スキャンテスト回路10は,フリップフロップ100と,ANDゲート101と,組み合わせ回路110を含み,さらに,フリップフロップ120,130(本発明の第2,第3のフリップフロップ)と,バッファ111,112を含んで構成されている。
【0028】
フリップフロップ100のスキャンシフトイネーブル入力ピンSEには,スキャンシフトイネーブル信号SCAN_SEが入力されている。フリップフロップ100のスキャンデータ入力SIには,スキャンデータSIが入力されている。スキャンデータSIは,フリップフロップ120のスキャン出力,すなわち,スキャンシフト時にフリップフロップ100にスキャンデータをシフトさせるための信号である。フリップフロップ100のデータ入力ピンDIには,データDIが入力されている。データDIはフリップフロップ120の出力データがバッファ111で増幅されて入力されている。
【0029】
フリップフロップ100の出力Qからは,データDOが出力されている。フリップフロップ100の出力データDOは,フリップフロップ100のスキャン出力データとしても使用され,図示しない他のフリップフロップのスキャン入力に使用されている。また,フリップフロップ100にクロック信号CLKが入力され,スキャンテスト時のスキャンクロックとして使用される。
【0030】
フリップフロップ100の非同期リセット入力ピン(R:正論理)には,リセット信号RSTが入力されている。リセット信号RSTは,ANDゲート101から出力されている。ANDゲート101の入力として,組み合わせ回路110の出力データLOが正論理で入力され,スキャンシフトイネーブル信号SCAN_SEが負論理で入力されている。
【0031】
図2に示した例において,組み合わせ回路110は,フリップフロップ120,130の出力信号を入力とするANDゲートにより構成されている。なお,組み合わせ回路の構成は,図2に示した組み合わせ回路110の構成に限定されるものではない。フリップフロップ120の出力信号(バッファ111の入力信号)をa,フリップフロップ130の出力信号をb,ANDゲートの出力信号をyとすると,スキャンシーケンス状態終了後(スキャンシフトイネーブル信号SCAN_SE=0)の信号a,b,yと,リセット信号RST,フリップフロップ100の状態,バッファ111のピンaが0に縮退している故障(stuck at 0:SA0)をテストできる/できない,の関係は,図3に示した通りである。
【0032】
次いで,スキャンテスト回路10の動作の一例を,図4を参照しながら説明する。本実施の形態の動作を説明するタイミングチャートを図4に示す。
【0033】
t0でSCAN_SE=1となり,スキャンシフトシーケンスが始まる。
【0034】
t1からスキャンシフトが始まり,SCAN_SE=1の間,クロックに同期してスキャンシフトが行われ,t3でSCAN_SE=0となり,最初のスキャンシフトシーケンスが終了する。なお,本実施の形態では,スキャンチェーンが3つのフリップフロップ300,320,330で構成されており,図4に示したように,t0〜t3までのスキャンシーケンス中はクロックが3回振幅しているが,本発明はこれに限定されない。なお,後述の他の実施の形態についても同様である。
【0035】
t2では,最初のスキャンシフトシーケンスのシフトが完了し,組み合わせ回路110の出力LO=0となり,フリップフロップ100の入力データDI=d0となる。なお,図4におけるDI,LOの値は一例に過ぎず,DI,LOの値は任意である。
【0036】
t4で最初のキャプチャシーケンスが開始される。フリップフロップ100の入力データDI=d0であるため,t4でクロックCLKの立ち上がりでフリップフロップ100はd0をキャプチャし,クロックCLK立ち上がり後,フリップフロップ100の出力データDO=d0となる。ANDゲート101の出力RSTはt4まで図に示すようにRST=0となっている。以後,ANDゲート101の入力として,SCAN_SEが負論理で入力されているため,RST信号はスキャンシフトシーケンス中(SCAN_SE=1)は,RST=0となり,スキャンシフトシーケンス中にスキャンシフトデータがリセットされてしまうことはない。
【0037】
t4以降,同様にスキャンシフトシーケンス,キャプチャシーケンスが繰り返される。
【0038】
t5において,クロックCLKの立ち上がりで,キャプチャによって組み合わせ回路110の出力LO=1となると,ANDゲート101の出力データRST=1となるので,フリップフロップ100の出力DO=0となる。
【0039】
t6でスキャンシフトシーケンスが始まりSCAN_SE=1となるため,ANDゲート101の出力データRST=0となる。
【0040】
t6から始まったスキャンシフトシーケンスのスキャンシフトの最後のクロック立ち上がりタイミングt7直後,組み合わせ回路110の出力LO=1となると,t8ではスキャンシフトイネーブル信号SCAN_SE=0となるため,ANDゲート101の出力データRST=1となり,フリップフロップ100の出力DO=0となる。
【0041】
t9のキャプチャで組み合わせ回路110の出力LO=1が継続されるとt9〜t10まで,スキャンシフトイネーブル信号SCAN_SE=0であるため,ANDゲート101の出力データRST=1となり,フリップフロップ100の出力DO=0となる。
【0042】
t11ではANDゲート101の出力データRSTの値はt8と同様にRST=1となり,t12のキャプチャで組み合わせ回路110の出力LO=0となると,ANDゲート101の出力データRST=0となる。
【0043】
以上のように,スキャンシフトシーケンス中は非同期リセット信号によりスキャンシフトデータをリセットすることなくスキャンシフトし,キャプチャサイクル時の組み合わせ回路110の出力LOによって,フリップフロップ100のリセット・非リセット状態をテストすることができる。
【0044】
(第1の実施の形態の効果)
以上説明したように,本実施の形態によれば,スキャンテスト用の専用のスキャンテストモード入力,外部リセット入力のピンなど,テスト専用ピンを別途設ける必要がないので,LSIのピンを少なくできるという効果がある。また,ANDゲート追加のみで,フリップフロップ100のリセット回路のスキャンテストを実行できるので,少ないスキャンテスト回路規模でスキャンテストの故障検出率を向上できるという効果がある。
【0045】
(第2の実施の形態)
本実施の形態にかかる非同期リセット付きフリップフロップ回路用スキャンテスト回路(以下,単にスキャンテスト回路という)について,図5および図6を参照しながら説明する。図5は,本実施の形態にかかるスキャンテスト回路の特徴部分の構成を示す説明図である。図6は,図5の回路を含むスキャンテスト回路の全体構成の一例を示す説明図である。
【0046】
まず,図5を参照しながら説明すると,本実施の形態にかかるスキャンテスト回路は,非同期リセット付きフリップフロップ(以下,単にフリップフロップという)200と,ANDゲート201と,組み合わせ回路210と,ORゲート202と,任意データロード用スキャンフリップフロップ(本発明の第4のフリップフロップであり,以下,単にスキャンフリップフロップという)203を含んで構成されている。
【0047】
フリップフロップ200のスキャンシフトイネーブル入力ピンSEには,スキャンシフトイネーブル信号SCAN_SEが入力されている。フリップフロップ200のスキャンデータ入力SIには,スキャンデータSIが入力されている。スキャンデータSIは,図示しない他のフリップフロップのスキャン出力など,スキャンシフト時にフリップフロップ200にスキャンデータをシフトさせるための信号である。フリップフロップ200のデータ入力ピンDIには,データDIが入力されている。データDIは,任意の回路の出力データが入力されている。
【0048】
フリップフロップ200の出力Qからは,データDOが出力されている。フリップフロップ200の出力データDOは,フリップフロップ200のスキャン出力データとしても使用され,図示しない他のフリップフロップのスキャン入力に使用されている。また,フリップフロップ200にクロック信号CLKが入力されている。このクロック信号CLKは,スキャンテスト時のスキャンクロックとして使用される。
【0049】
フリップフロップ200の非同期リセット入力ピン(R:正論理)には,リセット信号RSTが入力されている。リセット信号RSTは,ANDゲート201から出力されている。ANDゲート201の入力として,組み合わせ回路210の出力データLOが正論理で入力され,ORゲート202の出力信号OROが負論理で入力されている。
【0050】
ORゲート202の入力として,スキャンフリップフロップ203の出力SFFO,および,スキャンシフトイネーブル信号SCAN_SEが入力されている。スキャンフリップフロップ203データ入力ピンDIには,排他的論理和回路の出力や,任意の組み合わせ回路の出力データを入力し,スキャン観測性を向上することも可能であるが,本実施の形態の説明では“1”を入力しておく。
【0051】
スキャンフリップフロップ203にはクロック信号CLKが入力されている。このクロック信号CLKは,スキャンテスト時のスキャンクロックとして使用される。スキャンフリップフロップ203に使用されるクロック信号は必ずしも,フリップフロップ200のクロック信号と同じである必要はないが,説明を簡潔にするため,本実施の形態の説明では同じクロックを用いるものとする。
【0052】
次いで,図5に示した回路を含むスキャンテスト回路の全体構成の一例について,図6を参照しながら説明する。スキャンテスト回路20は,フリップフロップ200と,ANDゲート201と,組み合わせ回路210と,ORゲート202と,スキャンフリップフロップ203(本発明の第4のフリップフロップ)を含み,さらに,フリップフロップ230と,バッファ211を含んで構成されている。
【0053】
フリップフロップ200のスキャンシフトイネーブル入力ピンSEには,スキャンシフトイネーブル信号SCAN_SEが入力されている。フリップフロップ200のスキャンデータ入力SIには,スキャンデータSIが入力されている。スキャンデータSIは,フリップフロップ203のスキャン出力など,スキャンシフト時にフリップフロップ200にスキャンデータをシフトさせるための信号である。フリップフロップ200のデータ入力ピンDIには,データDIが入力されている。データDIはフリップフロップ230の出力データがバッファ211で増幅されて入力されている。
【0054】
フリップフロップ200の出力Qからは,データDOが出力されている。フリップフロップ200の出力データDOは,フリップフロップ200のスキャン出力データとしても使用され,図示しない他のフリップフロップのスキャン入力に使用されている。また,フリップフロップ200にクロック信号CLKが入力されている。このクロック信号CLKは,スキャンテスト時のスキャンクロックとして使用される。
【0055】
フリップフロップ200の非同期リセット入力ピン(R:正論理)には,リセット信号RSTが入力されている。リセット信号RSTは,ANDゲート201から出力されている。ANDゲート201の入力として,組み合わせ回路210の出力データLOが正論理で入力され,ORゲート202の出力信号OROが負論理で入力されている。
【0056】
ORゲート202の入力として,スキャンフリップフロップ203の出力SFFO,および,スキャンシフトイネーブル信号SCAN_SEが入力されている。スキャンフリップフロップ203データ入力ピンDIには,排他的論理和回路の出力や,任意の組み合わせ回路の出力データを入力し,スキャン観測性を向上することも可能であるが,本実施の形態では“1”を入力しておく。
【0057】
スキャンフリップフロップ203にはクロック信号CLKが入力されている。このクロック信号CLKは,スキャンテスト時のスキャンクロックとして使用される。スキャンフリップフロップ203に使用されるクロック信号は必ずしも,フリップフロップ200のクロック信号と同じである必要はないが,説明を簡潔にするため,本実施の形態の説明では同じクロックを用いるものとする。
【0058】
図6に示した例において,組み合わせ回路210は,フリップフロップ230およびデータ入力DIを入力とするANDゲートにより構成されている。なお,組み合わせ回路の構成は,図6に示した組み合わせ回路210の構成に限定されるものではない。フリップフロップ230の出力信号(バッファ211の入力信号)をa,データDIをb,ANDゲートの出力信号をyとすると,スキャンシーケンス状態終了後(スキャンシフトイネーブル信号SCAN_SE=0)の信号a,b,yと,ORゲート202の出力信号ORO,リセット信号RST,フリップフロップ200の状態,バッファ211のピンaが0に縮退している故障(stuck at 0:SA0)をテストできる/できない,の関係は,図7に示した通りである。
【0059】
図7に示すように,マスク機能を設けることによって,フリップフロップ200のリセットを実施する/しないを自由にコントロールできるので,テストパターンの融通が効くようになる。テスト時間を短くするために,テストパターンを圧縮することが可能である。すなわち,同じ状態を実現できるテストパターンを削減する作業をツール上で行うが,マスク機能を設けることによってテストパターンを圧縮することが可能である。
【0060】
本実施の形態では,マスク機能を設けたことによって,バッファ111のピンaのAS0故障をテストできるケースが増える。1つのテストパターンで,1スキャンシーケンス後の状態から,キャプチャ動作により,多くのゲートの故障検出をするので,1つのパターンで多くの故障を検出できる方が全体のテストパターン数が少なくなる。それゆえ,ツールはより少ないパターンを探しやすくなる。なお通常,テストパターンはATPG(Automatic Test Pattern Generator)ツールで生成するが,トータルでより少ないテストパターンになるようなテストパターンを自動的に生成する。
【0061】
次いで,スキャンテスト回路20の動作の一例を,図8を参照しながら説明する。本実施の形態の動作を説明するタイミングチャートを図8に示す。スキャンテストシーケンスについては第1の実施の形態と同等である。クロックCLK,スキャンシフトイネーブル信号SCAN_SE,および,組み合わせ回路210の出力LOの波形は第1の実施の形態の動作と同様である。
【0062】
第1の実施の形態では,キャプチャシーケンス中(SCAN_SE=0)中は,組み合わせ回路210の出力LOのみによってフリップフロップ100のリセット入力信号RSTが決まるが,第2の実施の形態では,スキャンシフトシーケンスの最後のシフトタイミング,例えば,図8では,tso,ts1,ts2,ts3のクロックの立ち上がり直後のタイミング時に,スキャンフリップフロップ203にスキャンローディングされているデータ,すなわち,スキャンフリップフロップ203の出力データSFFOと,キャプチャシーケンスのクロックの立ち上がり(キャプチャ)タイミング,例えば,図8では,tc0,tc1,tc2,tc3のクロックの立ち上がり直後のタイミング時に,スキャンフリップフロップ203にキャプチャされたデータ(SFFO,本実施の形態の構成においてはDI=“1”をキャプチャするため,必ずSFFO=1となる)によっても,フリップフロップ200のリセット入力信号RSTを制御できる。
【0063】
ts0のクロック立ち上がりで,組み合わせ回路210の出力が0となり,SFFO=1となるようにスキャンフリップフロップ203にスキャンローディングすると,ORゲート202の出力ORO=1となる。ORゲート202の出力ORO=1のとき,ANDゲート201の出力RST=0となる。
【0064】
tc0において,フリップフロップ200の入力データDI=d0のため,tc0のクロックの立ち上がりでd0がキャプチャされ,フリップフロップ200の出力DO=d0となる。
【0065】
ts1のクロック立ち上がりで,組み合わせ回路210の出力LO=0となり,SFFO=1となるようにスキャンフリップフロップ203にスキャンローディングすると,ORゲート202の出力ORO=1となる。ORゲート202の出力ORO=1のとき,ANDゲート201の出力RST=0となる。
【0066】
tc1において,フリップフロップ200の入力データDI=d1のため,tc1のクロックの立ち上がりでd1がキャプチャされ,フリップフロップ200の出力DO=d1となる。ts1のクロックの立ち上がりで,LO=1となった場合,ORゲート202の出力ORO=1のため,ANDゲート201の出力RST=0のままである。
【0067】
ts2のクロック立ち上がりで,組み合わせ回路210の出力LO=1となり,SFFO=0となるようにスキャンフリップフロップ203にスキャンローディングすると,ts2後のSCAN_SEの立ち下がり(SCAN_SE=0)で,ORゲート202の出力ORO=0となる。ORゲート202の出力ORO=0のとき,ANDゲート201の出力RSTは,組み合わせ回路210の出力によって決定され,RST=1となる。このとき,フリップフロップ200の出力DO=0となる。
【0068】
tc2のクロックCLKの立ち上がりで,スキャンフリップフロップ203にはDI=1がキャプチャされ,SFFO=1となり,ORゲート202の出力ORO=1となる。このとき,ANDゲート201の出力RST=0となる。
【0069】
ts3のクロック立ち上がりで,組み合わせ回路210の出力LO=1となり,SFFO=1となるようにスキャンフリップフロップ203にスキャンローディングすると,ORゲート202の出力ORO=1となる。ORゲート202の出力ORO=1のとき,ANDゲート201の出力RST=0となる。
【0070】
tc3において,フリップフロップ200の入力データDI=d3のため,tc3のクロックの立ち上がりでd3がキャプチャされ,フリップフロップ200の出力DO=d3となる。ts3のクロックの立ち上がりで,LO=0なり,ORゲート202の出力ORO=1のため,ANDゲート201の出力RST=0のままである。
【0071】
以上のように,スキャンシフトシーケンス中は非同期リセット信号によりスキャンシフトデータをリセットすることなくスキャンシフトし,キャプチャサイクル時の組み合わせ回路210の出力LOと,これを有効・無効にマスク制御可能なスキャンフリップフロップ203によって,フリップフロップ200のリセット・非リセット状態をテストすることができる。
【0072】
(第2の実施の形態の効果)
以上説明したように,本実施の形態によれば,スキャンテスト用の専用のスキャンテストモード入力,外部リセット入力のピンなど,テスト専用ピンを余分に設ける必要がないので,LSIのピンを少なくできるという効果がある。また,ANDゲート201,ORゲート202,および,スキャンフリップフロップ203追加のみでフリップフロップ200のリセット回路のスキャンテストを実行できるので,スキャンテスト回路規模を小さくできるという効果がある。また,非同期リセット付きフリップフロップのリセット回路の信号に対して,これを有効・無効にマスク制御可能なフリップフロップ203を設けているので,スキャンテスト制御性が向上し,テストパターン数を少なくできるという効果がある。
【0073】
(第3の実施の形態)
本実施の形態にかかる非同期リセット付きフリップフロップ回路用スキャンテスト回路(以下,単にスキャンテスト回路という)について,図9および図10を参照しながら説明する。図9は,本実施の形態にかかるスキャンテスト回路の特徴部分の構成を示す説明図である。図10は,図9の回路を含むスキャンテスト回路の全体構成の一例を示す説明図である。
【0074】
まず,図9を参照しながら説明すると,本実施の形態にかかるスキャンテスト回路は,非同期リセット付きフリップフロップ(以下,単にフリップフロップという)300と,ANDゲート301と,組み合わせ回路310と,ORゲート302を含んで構成されている。同図において,符号TDIは,スキャンテスト用のテスト専用ピン(本発明の入力手段)である。なお以下の説明において,このテスト専用ピンから入力される信号も便宜上同じ符号TDIで表す。
【0075】
フリップフロップ300のスキャンシフトイネーブル入力ピンSEには,スキャンシフトイネーブル信号SCAN_SEが入力されている。フリップフロップ300のスキャンデータ入力SIには,スキャンデータSIが入力されている。スキャンデータSIは,図示しない他のフリップフロップのスキャン出力など,スキャンシフト時にフリップフロップ300にスキャンデータをシフトさせるための信号である。フリップフロップ300のデータ入力ピンDIには,データDIが入力されている。データDIは,任意の回路の出力データが入力されている。
【0076】
フリップフロップ300の出力Qからは,データDOが出力されている。フリップフロップ300の出力データDOは,フリップフロップ300のスキャン出力データとしても使用され,図示しない他のフリップフロップのスキャン入力に使用されている。また,フリップフロップ300にクロック信号CLKが火力されている。このクロック信号CLKは,スキャンテスト時のスキャンクロックとして使用される。
【0077】
フリップフロップ300の非同期リセット入力ピン(R:正論理)には,リセット信号RSTが入力されている。リセット信号RSTは,ANDゲート301から出力されている。ANDゲート301の入力として,組み合わせ回路310の出力データLOが正論理で入力され,ORゲート302の出力信号OROが負論理で入力されている。
【0078】
ORゲート302の入力として,外部からテストデータ入力TDI,および,スキャンシフトイネーブル信号SCAN_SEが入力されている。
【0079】
次いで,図9に示した回路を含むスキャンテスト回路の全体構成の一例について,図10を参照しながら説明する。スキャンテスト回路30は,フリップフロップ300と,ANDゲート301と,組み合わせ回路310と,ORゲート302を含み,さらに,フリップフロップ320,330と,バッファ311,312を含んで構成されている。
【0080】
フリップフロップ300のスキャンシフトイネーブル入力ピンSEには,スキャンシフトイネーブル信号SCAN_SEが入力されている。フリップフロップ300のスキャンデータ入力SIには,スキャンデータSIが入力されている。スキャンデータSIは,フリップフロップ320のスキャン出力など,スキャンシフト時にフリップフロップ300にスキャンデータをシフトさせるための信号である。フリップフロップ300のデータ入力ピンDIには,データDIが入力されている。データDIはフリップフロップ320の出力データがバッファ311で増幅されて入力されている。
【0081】
フリップフロップ300の出力Qからは,データDOが出力されている。フリップフロップ300の出力データDOは,フリップフロップ300のスキャン出力データとしても使用され,図示しない他のフリップフロップのスキャン入力に使用されている。また,フリップフロップ300にクロック信号CLKが入力されている。このクロック信号CLKは,スキャンテスト時のスキャンクロックとして使用される。
【0082】
フリップフロップ300の非同期リセット入力ピン(R:正論理)には,リセット信号RSTが入力されている。リセット信号RSTは,ANDゲート301から出力されている。ANDゲート301の入力として,組み合わせ回路310の出力データLOが正論理で入力され,ORゲート302の出力信号OROが負論理で入力されている。
【0083】
ORゲート302の入力として,外部からテストデータ入力TDI,および,スキャンシフトイネーブル信号SCAN_SEが入力されている。
【0084】
図10に示した例において,組み合わせ回路310は,フリップフロップ320,330の出力信号を入力とするANDゲートにより構成されている。なお,組み合わせ回路の構成は,図10に示した組み合わせ回路310の構成に限定されるものではない。フリップフロップ320の出力信号(バッファ311の入力信号)をa,フリップフロップ330の出力信号をb,ANDゲートの出力信号をyとすると,スキャンシーケンス状態終了後(スキャンシフトイネーブル信号SCAN_SE=0)の信号a,b,yと,ORゲート302の出力信号ORO,リセット信号RST,フリップフロップ300の状態,バッファ311のピンaが0に縮退している故障(stuck at 0:SA0)をテストできる/できない,の関係は,すでに参照した図7に示した通りである。
【0085】
図7に示すように,マスク機能を設けることによって,フリップフロップ300のリセットを実施する/しないを自由にコントロールできるので,テストパターンの融通が効くようになる。テスト時間を短くするために,テストパターンを圧縮することが可能である。すなわち,同じ状態を実現できるテストパターンを削減する作業をツール上で行うが,マスク機能を設けることによってテストパターンを圧縮することが可能である。
【0086】
次いで,スキャンテスト回路30の動作の一例を,図11を参照しながら説明する。本実施の形態の動作を説明するタイミングチャートを図11に示す。スキャンテストシーケンスについては第1,2の実施の形態と同様であり,また,クロックCLK,スキャンシフトイネーブル信号SCAN_SE,および,組み合わせ回路310の出力LOの波形は第1,2の実施の形態の動作と同様である。
【0087】
ts0,tc0,ts1,tc1,ts3,tc3におけるフリップフロップ300のリセット入力信号RST,フリップフロップ300のデータ入力DI,およびデータ出力DOの動作波形も第2の実施と同様である。第2の実施の形態では,スキャンフリップフロップ203にスキャンローディングされているデータSFFOによって,キャプチャシーケンス中のフリップフロップ300のリセット入力信号RSTの有効・無効を制御していたが,第3の実施の形態では外部テストデータ入力信号TDIによって制御する。
【0088】
ts2のクロック立ち上がりで,組み合わせ回路310の出力LO=1となり,外部テストデータ入力TDI=1となるように制御し,スキャンシフトイネーブル信号SCAN_SE=0となってキャプチャシーケンスが始まると,任意のタイミングt0で,外部テストデータ入力TDI=0とする。このときORゲート302の出力ORO=0となり,組み合わせ回路310の出力LO=1であるため,ANDゲート301の出力RST=1となり,フリップフロップ300はリセットされる。
【0089】
キャプチャタイミングtc2後のキャプチャシーケンス中の任意のタイミングt1で,外部テストデータ入力TDI=1とする。このときORゲート302の出力ORO=1となり,組み合わせ回路310の出力LO=1であるため,ANDゲート301の出力RST=0となり,フリップフロップ300のリセットが解除される。
【0090】
以上のように,スキャンシフトシーケンス中は非同期リセット信号によりスキャンシフトデータをリセットすることなくスキャンシフトし,キャプチャサイクル時の組み合わせ回路310の出力LOと,これを有効・無効にマスク制御可能な外部テストデータ入力TDIによって,フリップフロップ300のリセット・非リセット状態をテストすることができる。
【0091】
(第3の実施の形態の効果)
以上説明したように,本実施の形態によれば,スキャンテスト用の専用のテスト専用ピンTDI,ANDゲート301,ORゲート302追加のみでフリップフロップ300のリセット回路のスキャンテストを実行できるので,スキャンテスト回路規模を小さくできるという効果がある。非同期リセット付きフリップフロップのリセット回路の信号に対して,これを有効・無効にマスク制御可能なテスト設けているので,スキャンテスト制御性が向上し,テストパターン数を少なくできるという効果がある。また,スキャンテスト用の専用のテスト専用ピンを任意のタイミングで制御できるので,タイミング設計がしやすいという効果がある。
【0092】
以上,添付図面を参照しながら本発明にかかるスキャンテスト回路の好適な実施形態について説明したが,本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば,特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり,それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【0093】
例えば,上記実施の形態として,非同期リセット回路を用いたが,非同期セット回路にも同様に適用可能であり,セット・リセット信号のハイアクティブ・ローアクティブに関係なく用いることが可能である。また,上記実施の形態中のANDゲート,ORゲートは論理関係を示すための回路構成例であり,同様の論理を生成するものであれば,この構成に限られたものではない。
【0094】
【発明の効果】
以上説明したように,本発明によれば,以下のような優れた効果を有する。
【0095】
スキャンテスト用の専用のスキャンテストモード入力,外部リセット入力のピンなど,テスト専用ピンを別途設ける必要がないので,LSIのピンを少なくできるという効果がある。また,リセット制御手段の追加のみで,フリップフロップ(例えば,非同期リセット付きフリップフロップ)のリセット回路のスキャンテストを実行できるので,少ないスキャンテスト回路規模でスキャンテストの故障検出率を向上できるという効果がある。
【0096】
また,フリップフロップ(例えば,非同期リセット付きフリップフロップ)のリセット回路の信号に対して,これの有効・無効を制御するマスク手段と,該マスク手段を制御するマスク制御手段とを設けているので,スキャンテスト制御性が向上し,テストパターン数を少なくできるという効果がある。
【0097】
また,スキャンテスト用の専用の入力手段(例えば,テスト専用ピン)を任意のタイミングで制御できるので,タイミング設計がしやすいという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施の形態にかかるスキャンテスト回路の特徴部分の構成を示す説明図である。
【図2】第1の実施の形態にかかるスキャンテスト回路の全体構成の一例を示す説明図である。
【図3】組み合わせ回路の状態を示す説明図である。
【図4】第1の実施の形態にかかるスキャンテスト回路の動作を示す説明図である。
【図5】第2の実施の形態にかかるスキャンテスト回路の特徴部分の構成を示す説明図である。
【図6】第2の実施の形態にかかるスキャンテスト回路の全体構成の一例を示す説明図である。
【図7】組み合わせ回路の状態を示す説明図である。
【図8】第2の実施の形態にかかるスキャンテスト回路の動作を示す説明図である。
【図9】第3の実施の形態にかかるスキャンテスト回路の特徴部分の構成を示す説明図である。
【図10】第3の実施の形態にかかるスキャンテスト回路の全体構成の一例を示す説明図である。
【図11】第3の実施の形態にかかるスキャンテスト回路の動作を示す説明図である。
【符号の説明】
10,20,30 スキャンテスト回路
100,200,300 非同期リセット付きフリップフロップ
101,201,301 ANDゲート
110,210,310 組み合わせ回路
202,302 ORゲート
203 任意データロード用スキャンフリップフロップ
TDI テスト専用ピン
Claims (4)
- リセット信号が入力されるリセット入力端子を有し,スキャンデータと,データとが入力され,この入力された前記スキャンデータと前記データとをスキャンシフトイネーブル信号によって切り換えて出力データとする第1のフリップフロップ回路と,
前記スキャンシフトイネーブル信号によって,前記リセット信号を制御するリセット制御手段と,
前記リセット信号の有効・無効を制御するマスク手段と,
該マスク手段を制御するマスク制御手段と,
を備え,
前記マスク制御手段は,任意のデータをロード可能な第4のフリップフロップ回路であることを特徴とする,スキャンテスト回路。 - 前記リセット制御手段は,前記リセット信号を,キャプチャシーケンス中のみ有効となるように制御することを特徴とする,請求項1に記載のスキャンテスト回路。
- 前記リセット制御手段は,前記スキャンシフトイネーブル信号の反転信号と,前記リセット信号を制御するリセット制御信号を生成する組み合わせ回路の出力信号とを入力とするANDゲートからなることを特徴とする,請求項1または2に記載のスキャンテスト回路。
- 前記組み合わせ回路は,前記第1のフリップフロップ回路に対してチェーン接続された第2,第3のフリップフロップ回路の出力信号を入力とするANDゲートからなることを特徴とする,請求項3に記載のスキャンテスト回路。
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