JP2000266818A - スキャン・テスト回路 - Google Patents

スキャン・テスト回路

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JP2000266818A
JP2000266818A JP11072275A JP7227599A JP2000266818A JP 2000266818 A JP2000266818 A JP 2000266818A JP 11072275 A JP11072275 A JP 11072275A JP 7227599 A JP7227599 A JP 7227599A JP 2000266818 A JP2000266818 A JP 2000266818A
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JP
Japan
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clock
scan
test
delay
clk1
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JP11072275A
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English (en)
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Tomomasa Murakami
倫正 村上
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Oki Electric Industry Co Ltd
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Oki Electric Industry Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 LSIのスキャン・テスト時に、本来異なる
周波数のクロックを使用するところを単一クロックで行
う。このとき、本来の機能とは無関係な遅延素子をデ−
タのラインであるスキャン・パスに入れて調整してい
る。 【解決手段】 スキャン・テスト時に使用するため分配
される単一のテスト・クロックを各クロック・バッファ
・ツリ−ごとに遅延させる。通常時に使用のクロックと
スキャン・テスト用のクロックを選択するセレクタ10
がある。このセレクタはクロック・バッファ・ツリ−ご
とに設ける。 この各クロック・バッファ・ツリ−のセ
レクタの前で各遅延素子によりテスト・クロックを遅延
させる。各遅延素子の各遅延量は、各クロック・バッフ
ァ・ツリ−のテスト・クロックによる各遅延量を計算し
て算出したものである。これにより、スキャン・パスで
のクロック・スキュ−を低減できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、LSI、ASICでのス
キャン・テスト時に於けるクロック・スキューを低減さ
せるスキャン・テスト用クロック回路である。
【0002】
【従来技術】LSI、ASIC等のテスト容易化の方式の一つ
としてスキャン回路が挙げられる。スキャン回路は、順
序回路及び順序回路間の組合せ回路のテストに対して用
いられる回路である。スキャン設計された順序回路で
は、フリップフロップを鎖状に接続しシフトレジスタと
して動作させる。これによって、回路は、各フリップフ
ロップに設定されたデータを直列に読み出すことが出
来、素子及び配線の不具合を検査することが出来る。
【0003】ところで、LSI、ASICでは、周波数の異な
るクロックを回路内に複数有する場合が普通である。こ
れらのうち、スキャン・テスト専用のクロック端子を持
たないLSI、ASICがある。これらのLSI、ASICは、複数の
クロックの中から1本を選択し、スキャン・テスト用の
クロックとしても使う。この場合、このクロックもしく
は端子は、本来のクロックの機能とスキャン・テスト用
クロックとして併用される。この場合、周波数は変更で
きる。
【0004】選択されたクロック以外のクロック系につ
いては、スキャン・テスト時用にスキャン・テスト用ク
ロックが分配される。そして、クロック・バッファ・ツ
リーの根元部に設けられたセレクタにより通常クロック
と、スキャン・テスト用クロックのどちらを使用するか
を選択する。
【0005】図2に周波数の異なるクロックを2個有す
る従来技術の回路の例を示す。FF21,FF22,FF2
3,FF24はスキャン機能付きフリップフロップで、デ
−タ入力、デ−タ出力、スキャン入力、クロック端子を
有する。FF21,FF22,FF23,FF24は、シフトレ
ジスタを構成し、スキャン・パスとなっている。SEL1
0はセレクタで通常時とテスト時のクロックの選択を行
なう。Delay40はFF23からFF22のスキャン・パス
に生じるホ−ルド・タイム違反を解消するのに十分な大
きさの遅延を有する遅延素子である。
【0006】遅延素子Delay40は、シフトレジスタの
デ−タのラインに遅延を起こしている。図の矢印は、ス
キャンパスを構成するデ−タのラインであることを示
す。図示しないが、FF21とFF22の間及びFF23とFF
24の間にもスキャン・パスを構成するデ−タのライン
が存在している。
【0007】通常動作時はセレクタSEL10においてTMO
DE=0とすることにより、FF21/FF22はCLK1、FF23/
FF24はCLK2により動作する。そのCLKの状態を図3に
示す。CLK1とCLK2は周波数、位相がともに異なってい
る。それぞれは、独自の周波数で動作している。
【0008】スキャン・テスト時にはセレクタSEL10
をTMODE=1とする。これによりクロックはセレクタSEL1
0によってCLK1が選択される。よって、全てのフリップ
フロップがCLK1に基本的に同期して、つまり遅延を除け
ばCLK1でスキャン動作を行なうということになる。この
とき、FF21,FF22,FF23,FF24に入力されるテ
スト・クロックの周波数は当然CLK1の周波数と同じで
ある。
【0009】しかし、通常動作時に於いてクロックCLK1
とCLK2に接続される末段のフリップ・フロップの数、要
求されるスキュー値、ACスペックなどの仕様が異なる。
このことから、クロック・バッファの段数は、CLK1のク
ロック・バッファ・ツリ−とCLK2のクロック・バッファ
・ツリ−で異なる。このため、テスト時のCLK1のクロッ
ク・バッファ・ツリーの遅延と、通常時にCLK2で動くと
ころにCLK1を入力した場合のクロック・バッファ・ツ
リーの遅延は当然異なってくる。この状態のクロックの
例を図4に示す。
【0010】図4では、CLK1の入力から各バッファに
より遅延が生じ、異なる遅延量になっているCLK1系、C
LK1−2系が示されている。図4のタイムチャ−トのCL
K1系は、図2に示すスキャン・テスト用のFF21、FF2
2を動作させるクロックである。CLK1−2系は、スキ
ャン・テスト用のFF23、FF24を動作させるCLKであ
る。CLK1−2系とは、CLK1を通常時にCLK2で動作す
る回路に入力したということを意味している。ここで
は、図2に示すCLK1−2系の箇所とする。
【0011】このようなテスト時に、スキャン・パスは
FF23からFF22の間のように異なるクロック系統に跨
ることになる。このようなスキャン・パスに於いてはデ
ータのホ−ルド・タイム不足が発生することが考えられ
る。つまり、クロック系統がCLK1−2系からCLK1系に
変わるので、遅延の違いにより同一タイミングでないク
ロックでFF22がラッチするためである。
【0012】この状態のタイムチャ−トを図5に示す。
CLK1系は、通常時CLK1で動作を行う回路でCLK1が遅
延したものであり、FF21、FF22のクロックである。
CLK1系の立ち上がり時のあとのScanData FF2入力の
デ−タ確定時間が短く、ホ−ルド・タイムを確保できな
い。CLK1−2系は、CLK1がSEL10で選択されて、通
常時にはCLK2が通過するバッファを通ったもので図2
に示すとおりFF23、FF24のクロックである。
【0013】現状、異なる周波数のクロックに跨るスキ
ャン・パスに於いてホールド・タイム不足が発生する場
合には、デ−タのラインに遅延素子を挿入することによ
って対策を施している。この状態のタイムチャ−トを図
6に示す。ScanData FF2入力のデ−タ確定時間は遅延
素子を経ているため遅れている。よって、CLK1系の立
ち上がり後にも、ScanData FF2のデ−タ確定時間が充分
にある。これによりCLK1系とScanData FF2入力のタイ
ミング関係は、ホ−ルド・タイムを確保できる。
【0014】また、図8に異なるクロックが4種類ある
場合の回路構成例を示す。FF21,FF22,FF23,FF
24,FF25,FF26,FF27,FF28は、シフトレジ
スタを構成し、スキャン・パスとなっている。SEL1
0,SEL11,SEL12はクロック選択のセレクタであ
る。Buffer30,31,32,33,34,35,3
6,37,38,39,60,61,62,63は、ク
ロック用のバッファである。
【0015】この例では、スキャン・パスにおいてシフ
トレジスタの間でクロック系統が変わるところに遅延素
子を挿入している。CLK1とCLK2の間のスキャン・パス
にDelay41,CLK2とCLK3の間のスキャン・パスにDela
y42,CLK3とCLK4の間のスキャン・パスにDelay43が
挿入されている。動作原理は図2の場合の積み重ねであ
る。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】現状では、設計者が問
題となるスキャン・パスに対して個別にホールド・タイ
ム対策用の遅延素子を挿入している。このため、ホール
ド・タイム不足のスキャン・パスの数が増えるに伴って
本来の論理とは無関係な遅延素子が増えることになる。
これでは、消費電力や面積が増加する。また、ホールド
・タイム不足の発生するパスや、対策に必要な遅延の大
きさはレイアウト結果により変わってくる。このため、
現状ではレイアウト後の遅延シミュレーション結果を見
ながら人手により素子の挿入を行なっている。これが設
計期間増大の一つの原因となっている。
【0017】
【課題を解決するための手段】2種類以上のクロック・
バッファ・ツリ−を有する電子回路で、スキャン・テス
ト時は、各2種類以上のクロック・バッファ・ツリ−の
各セレクタにより2種類以上のクロック・バッファ・ツ
リ−のクロックを単一のテスト・クロックにそれぞれ切
替えるスキャン・テスト回路において、2種類以上のク
ロック・バッファ・ツリ−ごとの遅延素子をテスト・ク
ロックに各セレクタの前段で入れ、テスト・クロックを
それぞれの遅延量を遅延させることにより、スキャン・
パスのタイミング調整を行うことを特徴とするスキャン
・テスト回路。
【0018】各遅延素子の各遅延量は、各2種類以上の
クロック・バッファ・ツリ−においてテスト・クロック
で動作したときの各テスト・クロック遅延をそれぞれ比
較し、スキャン・パスのタイミングを成立させるために
それぞれ計算した各遅延量であるスキャン・テスト回
路。
【0019】
【発明の実施の形態】第1の実施例を説明する。図1に
本発明の実施例の回路構成を示す。クロック・バッファ
・ツリ−とスキャン・テスト用のフリップフロップを示
したものである。FF21,FF22,FF23,FF24はス
キャン機能付きフリップフロップで、データ入力、デー
タ出力、スキャン入力、クロック端子を有する。
【0020】FF21〜FF24はシフトレジスタを構成
し、スキャン・パスとなっている。矢印はスキャン・パ
スであるとともにデ−タのラインであることを示す。ス
キャン・パスは、スキャン・テスト時に取得するスキャ
ン・デ−タを保持するフリップフロップでシフトレジス
タを構成されている。スキャン・パスは、スキャン・テ
ストのときのデ−タの読み出し経路である。
【0021】図示しないが、FF21とFF22,FF23と
FF24の間にもデ−タのラインがあり、シフトレジスタ
を構成し、スキャン・パスとなっている。また、各CLK
系統にバッファ(Buffer)が挿入されている。バッファ
の数、構成は、従来技術に記載したように各CLK系統に
より異なる。
【0022】バッファは、クロックをドライブさせるた
めに入れられている。バッファ30,31,32,3
3,34は、通常動作時にはCLK1が通る。バッファ3
5,36,37は、通常動作時にはCLK2が通る。図1に
示すとおり、従来技術と同様にFF21、FF22の入力ク
ロックをCLK1系とする。また、FF23、FF24の入力クロッ
クをCLK1−2系とする。
【0023】SEL10はセレクタであり、通常時とスキ
ャン・テスト時のクロックの選択を行なう。Delay50
はCLK1系とCLK1−2系の遅延差分の大きさを持つ遅延素
子である。つまり、本発明の回路構成は、デ−タではな
くテスト・クロックを遅延素子で遅らせるものである。
遅延素子はクロック用のものを選択する。Delay50の
遅延量は、CLK1系とCLK1−2系のクロック・バッファ
・ツリ−における遅延量を算出し、その差を取ったもの
にする。
【0024】次に、本発明の動作を説明する。通常動作
時はセレクタSEL10をTMODE=0とすることにより、FF21
/FF22のクロック・バッファ・ツリ−にはCLK1が、FF
23/FF24のクロック・バッファ・ツリ−にはCLK2が
供給されている。CLK1とCLK2では周波数が異なる。こ
れらのクロックにより、図示しない各回路は通常動作す
る。このときは、スキャン・テストは行われないので、
FF21〜FF24のシフトレジスタは動作しない。
【0025】スキャン・テスト時にはセレクタSEL10
のTMODE=1とすることによりテスト・クロックとしてCLK
1が選択される。よって、全てのフリップフロップ、FF
21〜FF24がCLK1に基本的に同期してスキャン動作を
行なう。このとき、FF21〜FF24に入力されるテスト
・クロックの周波数は同じである。
【0026】図1に示すようにFF21,FF22は、CLK
1が遅延したCLK1系により動作する。FF23,FF24は
選択されたCLK1が遅延素子Delay50、セレクタSEL1
0、バッファ35、36等により遅延したCLK1−2系に
より動作する。
【0027】図7に本発明のスキャン・テスト時のタイ
ムチャ−トを示す。ここで、セレクタSEL10の前段に
挿入された遅延素子Delay50により、スキャン・テス
ト時のCLK1を基にしたクロック・バッファ・ツリーの遅
延は、CLK1系とCLK1−2系でほぼ等しい。つまり、CL
K1系とCLK1−2系は周波数が同じで位相がほぼ等し
い。これは、遅延素子のDelay50で、計算された遅延
量でCLK2系を遅延させているからである。
【0028】このCLK1−2系によりFF23,FF24は
動作し、スキャン・デ−タを出力する。その結果、Scan
Data FF3出力は遅れることになるのでScanData FF2入力
も遅れる。したがって、FF22においてCLK1系で動作
するときに、CLK1系の立ち上がり後のScanData FF2
入力のデ−タの確定時間が充分にある。
【0029】よって、タイミング関係としては、ホ−ル
ド・タイムを充分確保できる。これにより、FF23か
らのスキャン・デ−タを確実にラッチすることができる
ので、スキャン・テストが適確に行える。これにより、
クロック・スキュ−が低減されたことになる。
【0030】以下に第2の実施例を示す。第1の実施例
では、2種類のクロックを有する回路について示した
が、3種類以上のクロックの場合についても同様な回路
構成を取ることにより、スキャン・テスト時のクロック
・スキュー低減に利用出来る。
【0031】ここでは、4種類のクロックの場合を例に
説明する。図9は、4種類のクロックの場合の回路構成
例である。構成は、各クロック毎にテスト・クロックで
あるCLK1に個別遅延量の遅延素子Delay51,Delay5
2,Delay53を各セレクタSEL10、SEL11、SEL12
の前に入れている。
【0032】各遅延素子の各遅延量は、テスト・クロッ
クを入れた場合の遅延を基にした計算による。FF21,
FF22,FF23,FF24,FF25,FF26,FF27,FF
28は、シフトレジスタを構成し、スキャン・パスとな
っている。
【0033】通常時に、CLK2が通るバッファは、バッ
ファ35,36,37,68,69である。通常時にCL
K3が通るバッファは、バッファ38,39,60,6
4,65である。通常時にCLK4が通るバッファは、バッ
ファ61,62,63,66,67である。
【0034】動作は、スキャン・テスト時に実施例1の
動作を各クロック間で繰り返すことになる。遅延素子De
lay53とセレクタSEL12、バッファ61、66、62
等により、遅延されたテスト・クロックでFF27からス
キャン・デ−タが出力される。
【0035】FF26ではテスト・クロックが遅延素子De
lay52とセレクタSEL11、バッファ38、64、39
等で遅延したテスト・クロックでFF27からのスキャン
・デ−タを保持する。これは、遅延量が違っても第1の
実施例と同じ原理である。これをFF25とFF24間でも
繰り返す。FF23とFF22間も同様である。
【0036】
【発明の効果】スキャン・テスト時のクロック間の遅延
差分を調整するための遅延素子をクロック・バッファ・
ツリーの根元部分に挿入する。つまり、クロックのセレ
クタの前でテスト・クロックに遅延素子に挿入する。こ
れにより、通常動作時のクロック性能に影響を与えるこ
と無く、スキャン・テスト時のクロック・スキューを低
減することが出来る。
【0037】また、このような回路を用いることによ
り、ホールド・タイム違反が発生していた異なるクロッ
ク系間にまたがるスキャン・パスに対して個別に挿入し
ていた遅延素子が不用となる。よって、設計の容易化、
消費電力、面積を小さくすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明で実現したスキャン・テスト用クロック
回路
【図2】従来技術で実現したスキャン・テスト用クロッ
ク回路
【図3】通常時のクロックのタイムチャ−ト
【図4】スキャン・テスト時のクロックのタイムチャ−
【図5】スキャン・テストで未対策時のタイムチャ−ト
【図6】スキャン・テストで従来技術による対策時のタ
イムチャ−ト
【図7】スキャン・テストで本発明による対策時のタイ
ムチャ−ト
【図8】4系統の異なるクロックを有する場合の従来技
術のスキャン・テスト用クロック回路
【図9】4系統の異なるクロックを有する場合の本発明
のスキャン・テスト用クロック回路
【符号の説明】
10、11、12 SEL(セレクタ) 11 、22、23、24、25、26、27、28 F
F(フリップフロップ) 12、31、32、33、34、35、36,37、3
8、39、60、61、62、63、64、65、6
6、67 Buffer(バッファ) 、41、42、43、50、51、52、53 Delay
(遅延素子)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 2種類以上のクロック・バッファ・ツリ
    −を有する電子回路で、スキャン・テスト時は、各前記
    2種類以上のクロック・バッファ・ツリ−の各セレクタ
    により前記2種類以上のクロック・バッファ・ツリ−の
    クロックを単一のテスト・クロックにそれぞれ切替える
    スキャン・テスト回路において、 前記2種類以上のクロック・バッファ・ツリ−ごとの遅
    延素子を前記テスト・クロックに各前記セレクタの前段
    で入れ、前記テスト・クロックをそれぞれの遅延量を遅
    延させることにより、スキャン・パスのタイミング調整
    を行うことを特徴とするスキャン・テスト回路。
  2. 【請求項2】 各前記遅延素子の各前記遅延量は、 各前記2種類以上のクロック・バッファ・ツリ−におい
    て前記テスト・クロックで動作したときの各テスト・ク
    ロック遅延をそれぞれ比較し、 前記スキャン・パスのタイミングを成立させるためにそ
    れぞれ計算した各前記遅延量である請求項1のスキャン
    ・テスト回路。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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