JPH03116278A - スキャン論理の自動生成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、スキャン論理設計にスキャンマツプファイル
を利用して、自動的にスキャン論理を生成できるように
したスキャン論理の自動生成方法に関する。

［従来の技術］ 従来より、ＬＳＩ内の回路設計では、通常動作を行わせ
るための論理回路設計と、その論理回路をスキャン（走
査）して試験するためのスキャン論理回路設計とが、並
列的に行われている。例えば、フリップフロップにおけ
るＤ端子、ＣＬＫ端子に接続される論理回路は通常動作
のための回路設計であり、Ｓ端子、Ｒ端子に接続される
論理回路はスキャン論理のための回路設計である。

スキャン論理回路を設計する場合には、従来より人手に
より行っていた。すなわち、設計自動化システム（ＤＡ
システム）を利用して、スキャン論理を含む装置の論理
設計を行う場合、一般に第５図に示す手順で行っていた
。

第５図（ａ）は、従来のスキャン論理設計の手順を示す
フローチャートであり、第５図（ｂ）は、第５図（ａ）
で作成されたファイルの利用関係を示す図である。

第５図（ａ）（ｂ）に示すように、先ず機能論理モジュ
ールの作成を行う（ステップ５１）。

通常、フリップフロップ、４ビツトアダー等のレベルの
論理を機能論理モジュールと呼んでいる。

これに対して、さらに詳細なＡＮＤ、ＯＲ等の基本的論
理回路に対応するレベルの論理は、詳細論理モジュール
と呼ばれている。この作業過程では、機能論理モジュー
ルの名前（モジュールタイプ名）と、機能論理モジュー
ルで使用する入出力ビンとを、ＤＡシステムに登録する
。特に、スキャンの可能なフリップフロップは、第６図
の６０で示すように、装置本来の機能を構成する論理（
通常論理）で使用する部分（ここでは、Ｄ（データ）端
子とＣＫ（クロック）端子）と、スキャン論理で使用す
る部分（フリップフロップのスキャン論理部、ここでは
Ｓ（セット）端子とＲ（リセット）端子）とが備えられ
ているので、通常論理６１とスキャン論理６２に分けて
登録する。

次に、論理変換ライブラリを作成する（ステップ５２）
。ここでは、前述の詳細論理モジュールで記載された詳
細ファイル、つまりＡＮＤ、ＯＲ等の基本的論理回路に
対応するレベルの詳細論理モジュールで作成された論理
ファイルを作成するための論理変換規則である論理変換
ライブラリが作成される。詳細論理モジュールを使用し
て記述された論理は、詳細論理と呼ばれる。

次に、論理合成ルールファイルを作成する（ステシブ５
３）。ここでは、スキャン論理をどのような制限の下で
、どのように自動設計するかを、論理合成ルール記述言
語で記述することにより登録する０例えば、クロック条
件等の制限の下で、シリアルスキャン方式等によるスキ
ャンを行うように、自動設計を行うことを記述して登録
する。

次に、機能論理ファイルを作成する（ステップ５４）。

前述のように、機能論理モジュール、プール式、真理値
表等を使用して記述した論理を、機能論理と呼んでいる
。ここでは、第５図（ｂ）に示すように、機能論理ファ
イルは機能論理モジュールを利用し、設計者がＬＳＩ毎
にプール式や真理値表を用いて記述することにより作成
される。

すなわち、機能論理ファイルは、通常論理を機能論理形
式で記述することにより入力したものである。

次に、詳細論理ファイルを作成する（ステップ５５）。

ここでは、第５図（ｂ）に示すように、機能論理ファイ
ルをもとに、論理変換ライブラリに従い、論理合成ルー
ルファイルを用いて詳細論理ファイルを作成する。すな
わち、ＤＡシステムが、機能論理ファイル内の機能論理
モジュールを論理変換ライブラリをもとに詳細論理に置
き換える処理を行う。例えば、プール式、真理値表は、
ＤＡシステム内の変換規則に従って詳細論理に置き換え
られる。また、機能論理ファイル内のフリップフロップ
に対して、論理合成ルールファイルの内容に従い、詳細
論理形式のスキャン論理を自動的に生成する。

〔発明が解決しようとする課題〕

このように、従来におけるスキャン論理の自動生成方法
では、機能論理ファイル内の全てのフリップフロップを
共通の論理合成ルールに適用させて詳細論理に置き換え
ることによりスキャン論理を自動的に生成しているが、
特定のフリップフロップを任意の論理合成ルールに適用
させることは考えていなかった。そして、上述のスキャ
ン論理自動生成方法は、テスト容易化機能としてのスキ
ャン論理を自動生成する場合に、スキャン論理の設計工
数の低減、および設計期間の短縮等の点で効果があった
。すなわち、この方法では、テスト容易化機能がフリッ
プフロップ毎にスキャン制御方法を変更する必要がなく
、どの場合にも論理合成ルールファイルに記述されてい
るルールに従ったスキャンアドレスをフリップフロップ
に持たせるか、またはフリップフロップがシフトレジス
タを形成しているかのいずれがでよいため、極めて簡単
な論理ですむ。

しかしながら、スキャン論理がテスト容易化以外の機能
、例えばＲＡＳ機能等を兼用する場合には、特定のフリ
ップフロップを任意のスキャン制御方法で設計する必要
がある。

例えば、第７図（ａ）では、フリップフロップ８個で構
成されているレジスタをスキャンアドレス１バイトに対
応させて、１回のスキャングロックパルスの入力で８個
のフリップフロップを全てリセット状態にする論理回路
が、また第７図（ｂ）では、特定のフリップフロップを
通常論理からの信号によりセット状態にする論理回路が
、それぞれ示されている。第７図（ａ）（ｂ）のいずれ
の場合にも、上記のような従来のスキャン論理の自動生
成方法を適用することはできないため、人手によりスキ
ャン論理を設計して、通常論理の一部として機能論理フ
ァイルに入力している。

しかし、人手による作業では、２０，０００ゲ一ト程度
の装置で約１，０００個のフリップフロップを使用して
いる場合には、約１０〜８０時間の設計工数を必要とす
る。また、従来の方法では、第５図に示すように、機能
論理を詳細論理に置き換えることがスキャン論理の自動
生成であったため、スキャン論理を機能論理形式で自動
生成することができなかった。その結果、スキャン論理
を修正する場合には、詳細論理ファイルを修正しなけれ
ばならないが、この論理図は見難いため、作業が困難と
なる。

一般に、機能論理はブロックの中は考えずに、そのブロ
ックに接続される入出力端子を考えるだけでよいため、
スキャン論理を自動生成し、それを修正する場合等に極
めて便利である。これに対して、詳細論理では、ブロッ
クの中味であるＡＮＤ−〇Ｒ等の組み合わせについて考
慮する必要があるため、自動生成や生成後の修正が面側
となる。

なお、従来のスキャン論理の自動生成方法に関する文献
としては、例えば、特開昭６３−２７９７６号公報があ
る。上記公報に記載の技術では、ファイルに定義された
テスト容易化機能のルールに従って、フリップフロップ
を直接接続のシフトレジスタにするスキャン論理を自動
的に生成している６しかし、上記方法では、テスト容易
性の高いスキャン論理を自動生成しているが、特定のフ
リップフロップを任意の論理合成ルールに適用させるこ
とは全く考慮していない。

このように、従来の技術では、殆んどの場合、スキャン
論理を人手により設計していたため、工数および品質の
面で満足されておらず、スキャン論理の設計に対して制
限を与えるとともに、スキャン論理の修正を困難にして
いた。これは、スキャン論理にテスト容易化以外の機能
を兼用させる場合、大きな障害となっていた。

本発明の目的は、このような従来の課題を解決し、スキ
ャン論理の設計上の制限を少なくするとともに、修正が
簡単な機能論理形式のスキャン論理の自動生成方法を提
供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、本発明によるスキャン論理の
自動生成方法は、通常論埋設計と並行して行われるスキ
ャン論理設計を自動生成する方法において、複数のスキ
ャン制御方法を機能論理形式で記述した論理合成ルール
ファイルと、スキャンアドレスに対応するフリップフロ
ップおよび該フリップフロップに適用するスキャン制御
方法を示すスキャンコードを、表形式で記述したスキャ
ンマツプファイルとを用い、該スキャンマツプファイル
に定義されているスキャンコードに対応するスキャン制
御方法が各フリップフロップに使用している機能論理モ
ジュールに適用可能か否かを、論理合成ルールファイル
のフリップフロップ接続情報にもとづきチェックするこ
とにより、スキャン論理を機能論理形式で生成し、生成
された論理を出力することに特徴がある。

〔作　　用〕

本発明においては、論理シミュレーションで使用してい
たスキャンマツプファイルを、スキャン論理設計に利用
できることに着目した６すなわち、本発明では、複数の
スキャン制御方法を機能論理形式で記述した論理合成ル
ールファイル、およびスキャンアドレスに対応するフリ
ップフロップとそのフリップフロップに適用するスキャ
ン制御方法を示すスキャンコードを表形式で記述したス
キャンマツプファイルの各情報をもとに、スキャン論理
を機能論理形式で出力する。これにより、フリップフロ
ップ毎にスキャン制御方法を変更することが可能であり
、またスキャン制御方法を機能論理形式で記述するため
、簡単に追加、変更が可能であり、必要に応じてスキャ
ン制御以外の機能も定義することが可能である。さらに
、スキャン論理を機能論理形式で出力するので、論理回
路全体を機能論理形式で記述することが可能である。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を、図面を用いて詳細に説明す
る。

第１図は、本発明の一実施例を示すスキャン論理の構成
図である。

第１図に示すように、本発明のスキャン論理は、共通ス
キャン制御論理７を通した後、フリップフロップ別のス
キャン制御論理８を通して全てのフリップフロップ９に
接続されている。従って、フリップフロップ毎にスキャ
ン制御方法を変更することができる。

３．５．６はアドレス、スキャングロック、および外部
制御信号の各入力線、４はアドレス、スキャンクロック
信号、外部制御信号の各デコーダ、７が全てのフリップ
フロップに共通なスキャン制御論理である共通スキャン
制御論理、８は複数のフリップフロップ別スキャン制御
論理、９は複数のフリップフロップのスキャン論理部、
１０はスキャンアウトセレクタである。

スキャン論理は、スキャンイン、スキャンアウトの対象
となるフリップフロップのアドレスを、スキャンアドレ
スビンを介して装置の外部から指定するとともに、スキ
ャンクロック信号および外部制御信号を外部から入力す
る。これらの各信号は、それぞれデコーダ４においてデ
コードされた後、共通スキャン制御論理７に入力される
。ここで、共通スキャンの制御コードまたは外部制御信
号別に分離出力されて、フリップフロップ別スキャン制
御論理８に入力される。そして、フリップフロップ９を
それぞれ別個のスキャン制御方法で制御することにより
、フリップフロップ９をスキャンし、スキャンアウトセ
レクタ１０でスキャン出力を選択して出力させる。

第２図は、第１図における複数のスキャン制御方法を機
能論理形式で記述した論理合成ルールファイルの内容を
示す図である。

第２図において、１１はスキャン制御方法を示すスキャ
ンコード、１２は共通スキャン制御論理との接続情報、
または外部制御信号がある場合にはその情報、１３はス
キャン制御方法を機能論理形式で記述した論理合成ルー
ル、１４はフリップフロップとの接続情報（Ｓはセット
端子、Ｒはリセット端子）である。ここで、記号にバー
が付加されている場合には、逆数を示す。なお、第２図
（ａ）は、スキャン制御方法の１つであって、スキャン
アドレスの１ビット単位にリセットをスキャンインし、
スキャンアドレス１ビット単位にセットをスキャンイン
する場合の例である。また、第２図（ｂ）は、スキャン
制御方法の他の１つであって、スキャンアドレスの１ビ
ット単位にリセット、セットをスキャンインする場合の
例である。また、モード変換信号（通常論理モードとス
キャン論理モードを切り換える信号）および外部制御信
号により、リセットのスキャンインを可能とする場合の
例である。

第３図は、本発明で利用されるスキャンマツプファイル
の記述内容を示す図である。

第３図において、１５はフリップフロップのスキャンア
ドレス、１６はフリップフロップの出力信号名、１７は
スキャンコードである。

スキャンアドレス（ＳＡ）の００番地には、フリップフ
ロップの出力信号名としてＧＲＥＧＯが、またスキャン
コードとしてＡ１が、それぞれ記述されている。スキャ
ンアドレスの０５番地には、出力信号名としてＣ０ＮＴ
Ｒ０Ｌ１、スキャンインとしてＢｌがそれぞれ記述され
ている。

第４図は、本発明の一実施例を示すスキャン論理の自動
生成処理のフローチャートである。

第４図に−おいて、長方形ブロックは処理を示し、筒形
ブロックはデータが格納されたファイルを示し、菱形ブ
ロックは判断を示し、下方破裂の紙形ブロックはプリン
タ出力を示している。また、４１は機能論理ファイル、
４２は論理合成ルールファイル、４３は一時フアイル、
４４はスキャン論理ファイル、４５はスキャンマツプフ
ァイルである。

先ず、（イ）機能論理ファイル４１に存在し、スキャン
可能なモジュールタイプを使用しているフリップフロッ
プがスキャンマツプファイル４５に定義されているか、
あるいは（ロ）機能論理ファイル４１に存在し、スキャ
ン不可能なモジュールタイプを使用しているフリップフ
ロップが機能論理ファイル４１に定義されていないか、
あるいは（ハ）スキャンマツプファイル４５に定義され
ているフリップフロップが、機能論理ファイル４１に存
在するか、あるいは（ニ）スキャンマツプファイル４５
に定義されているフリップフロップは、機能論理ファイ
ル４１でスキャン可能なモジュールタイプを使用してい
るか、をチェックする（ステップ１０１）。これらのい
ずれかに一致していれば、次のステップ１０２に進み、
不一致であれば、エラーメツセージを行う（ステップ１
１０）。

次に、機能論理ファイル４１からフリップフロップが使
用しているモジュールタイプ名を、スキャンマツプファ
イル４５にコピーする（ステップ１０２）。ステップ１
０１と１０２は、全てのフリップフロップに対して行わ
れる。いずれにおいても、ステップ１０１のチェック項
目のいずれかに該当するフリップフロップが検出された
場合には、ステップ１０１および１０２の処理を終了す
る。

次に、スキャンマツプファイル４５に定義されているス
キャンコードに対応するスキャン制御方法が、フリップ
フロップに使用されている機能論理モジュールに対して
適用可能か否かを、論理合成ルールファイル４２のフリ
ップフロップ接続情報に基づいてチェックする（ステッ
プ１０３）。適用可能の場合には次のステップ１０４に
進み、適用不可能の場合にはエラーメツセージを出しく
ステップ１１０）、処理を終了する。

次に、フリップフロップに対応するスキャン制御方法を
、スキャンコードをもとに論理合成ルールファイル４２
から選択する（ステップ１ｏ４）。

次に、ステップ１０４で選択したスキャン制御方法を適
用し、フリップフロップ９のスキャン論理部とフリップ
フロップ別スキャン制御論理８を機能論理形式で生成し
て、−時ファイル４３に格納する（ステップ１０５）。

ステップ１０４と１０５とを、全てのフリップフロップ
に対して行う。

次に、ステップ１０５で生成した一時フアイル４３のス
キャン論理に対して使用セル数の最少化、つまり余分で
不要な配線と回路の省略化を行い、再度−時ファイル４
３に格納する（ステップ１０６）。

次に、ステップ１０６で必要となるアドレスデコーダ４
、スキャンアウトセレクタ１０等のスキャン論理部およ
び共通スキャン制御論理部７を、機能論理形式で生成す
る（ステップ１０７）。また、必要に応じて機能論理フ
ァイル４１からの引き込み信号、その他の信号を機能論
理形式で生成する。

そして、この結果を、ステップ１０６で使用した一時フ
アイル４３に格納する。

次に、−時ファイル４３に格納されているスキャン論理
を、スキャン入力ビンからスキャン出力ビンまでの論理
の流れに従って出力する（ステップ１０８）。

最後に、自動生成したスキャン論理を、通常論理の機能
論理ファイル４１に併合する処理を行う（ステップ１０
９）。

このようにして、第１図に示すフリップフロップのスキ
ャン論理部とそのスキャンアドレス線を含むスキャン論
理を、機能論理形式で自動生成する′ことができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、表形式のスキャ
ンマツプファイルを利用してスキャン論理を自動生成す
るので、設計工数や設計期間が大幅に減少できるととも
に、設計上の制限の少ない生成工程を実現することがで
きる。また、スキャン論理を含む全ての論理を機能論理
形式で記述できるので、簡単に追加、変更が可能となる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の対象となる装置のスキャン論理の一例
を示すブロック図、第２図は本発明で使用する論理合成
ルールファイルを示す図、第３図は本発明で使用するス
キャンマツプファイルの記述内容を示す図、第４図は本
発明の一実施例を示すスキャン論理の自動生成処理フロ
ーチャート、第５図はＤＡシステムを利用した従来の論
理設計方法のフローチャート、第６図はフリップフロッ
プの機能論理モジュールを示す図、第７図は特定のフリ
ップフロップに任意のスキャン制御方法を適用した例を
示す回路図である。 ３；スキャンアドレスビン、５ニスキャンクロック信号
ビン、６：外部制御信号ビン、４ニアドレスデコーダ、
スキャンクロック信号回路、外部制御信号回路、７：共
通スキャン制御論理、８：フリップフロップ別スキャン
制御論理、９：フリップフロップ、ｌＯニスキャンアウ
トセレクタ、４１：機能論理ファイル、４２：論理合成
ルールファイル、 ４３ニ一時ファイル、 ４４ニスキヤン 論理ファイル、４５ ニスキャンマツプファイル。 （ａ） 第 図 第 図 第 ５ 図 （ａ） 第 図（その２） （ｂ） 第 図 １ ２ 第 図（その１）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、通常論埋設計と並行して行われるスキャン論理設計
   を自動生成する方法において、複数のスキャン制御方法
   を機能論理形式で記述した論理合成ルールファイルと、
   スキャンアドレスに対応するフリップフロップおよび該
   フリップフロップに適用するスキャン制御方法を示すス
   キャンコードを、表形式で記述したスキャンマップファ
   イルとを用い、該スキャンマップファイルに定義されて
   いるスキャンコードに対応するスキャン制御方法が各フ
   リップフロップに使用している機能論理モジュールに適
   用可能か否かを、上記論理合成ルールファイルのフリッ
   プフロップ接続情報にもとづきチェックすることにより
   、スキャン論理を機能論理形式で生成し、生成された論
   理を出力することを特徴とするスキャン論理の自動生成
   方法。