JPH04332884A - プログラマブルロジックデバイス - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、論理動作をプログラム
可能な半導体デバイスであるプログラマブルロジックデ
バイス（ＰＬＤ）、特に信号の伝達のためのパストラン
ジスタのテスト機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年のデジタル処理技術、半導体技術の
飛躍的な進歩により、各種処理にデジタル処理が採用さ
れ、その論理回路が半導体デバイスによって構成される
ようになってきている。しかし、半導体デバイスを利用
する場合には、その生産効率を考慮すると、大量に生産
する必要があり、１つのデバイスを汎用性を高くするこ
とが重要となる。このため、ユーザの要求に合わせて、
その動作を設定できるプログラマブルロジックデバイス
（ＰＬＤ）が提案され、広く普及されるようになってき
ている。

【０００３】このＰＬＤにおいては、同一の中間的な製
品について初期設定（例えば、プログラムの焼き付け等
の処理）することにより、その製品における論理を設定
することができる。そして、このようなＰＬＤにおいて
は、その汎用性の向上や設計の効率化を図るために、同
一構造のユニットセルを多数設け、このユニットセル内
の論理を設定するとともに、各ユニットセルへの信号の
入出力経路に設けられているスイッチを所定のものに設
定して、ＰＬＤ全体の信号処理を所望のものとしている
。

【０００４】ここで、各ユニットへの信号の入出力の経
路には、パストランジスタが配置される場合が多い。す
なわち、図４に示すように、ユニットセルの入出力経路
である信号線にパストランジスタ７０を設け、このパス
トランジスタ７０によりユニットセルへの信号の伝達を
制御している。

【０００５】このようなＰＬＤにおいても、通常の半導
体デバイスと同様に、製品が正常に機能するか否かをテ
ストしなければならない。そして、このテストは入力信
号の状態と出力信号の状態が所定の関係にあるか否かに
よって行っている。

【０００６】ＰＬＤの中の通常の回路は、電源とアース
の間に複数のトランジスタが直列接続されており、その
中間部分が出力となっている。そこで、その故障は信号
線がＨに固定されたり、Ｌに固定されたりするものがほ
とんどである。このため、トランジスタへの制御信号の
状態に対する出力信号の状態を調べることによって、そ
の回路のテストを行っている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このようなテ
ストによっては、図５の故障表に示すように、パストラ
ンジスタ７０の故障を十分に検出することができなかっ
た。

【０００８】すなわち、パストランジスタ７０のゲート
に供給される信号ＱがＬの場合には、パストランジスタ
７０はオフ状態にあり、出力信号線Ｙはハイインピーダ
ンス（Ｈｉ−Ｚ）となっていなければならない。このた
め、信号線がハイインピーダンス状態か否かのテストが
必要となる。そして、このハイインピーダンス状態を検
出するためには、出力信号線における電位をパストラン
ジスタ７０のオフ直後に検出しなければならない。

【０００９】一方、テストに要する時間はなるべく短い
ことが要求される。そこで、多数のパストランジスタ７
０を同時にオンオフし、オフの直後に出力信号線の状態
を取り込めばよい。

【００１０】しかし、従来のパストランジスタ７０のオ
ンオフをセットするコンフィグレーションメモリに対す
るデータの設定は、制御部がＲＯＭに記憶されている全
てのコンフィグレーションメモリについてのオンオフ設
定のデータを順次読み出し、シリアル信号として全ての
コンフィグレーションメモリに送り、ここに記憶させる
ことによって行っており、コンフィグレーションメモリ
に対するデータの１回のセットに数十ｍｓｅｃ程度の時
間を要する。このため、各コンフィグレーションメモリ
のデータ変更は異なったタイミングで行われることにな
り、出力信号線の状態を異なったタイミングで取り込む
ことが要求される。

【００１１】しかし、信号入力端子数は限られており、
多数の出力信号線の状態をすべて異なったタイミングで
取り込むことは困難であった。そこで、従来の方法にお
いては、信号線がハイインピーダンス状態にあるか否か
のテストを確実に行うことができず、ユニットセルと信
号線の接続を行うスイッチのテストを十分に行うことが
できないという問題点があった。

【００１２】本発明は、上記問題点を解決することを課
題としてなされたものであり、パストランジスタの代り
に論理回路を用い、信号非伝達状態のテストを容易に行
うことができるＰＬＤを提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、それぞれが所
定の単位論理演算を行う複数のユニットセルと、複数の
入力信号線の中から選択情報によって特定されたものを
選択し、各ユニットセルに接続する複数のスイッチ手段
と、を含むプログラマブルロジックデバイスにおいて、
前記スイッチ手段は、１つの入力信号線およびその入力
信号線についての選択情報を伝達する選択情報入力線が
それぞれ入力される複数の主信号用アンド回路と、この
複数のアンド回路の出力が入力される主信号用オア回路
と、複数アンド回路すべてに入力されているの選択情報
入力線が入力される選択情報用オア回路と、上記入力信
号線に対応してそれぞれ設けられ、その信号線に接続さ
れている前段のスイッチ手段のおいてデータが伝達され
ているかを示す補助信号線が入力される補助信号用第１
アンド回路と、選択情報用オア回路および補助信号用オ
ア回路の出力が入力される補助信号用第２アンド回路と
、を有することを特徴とする。

【００１４】

【作用】このように、この発明に係るプログラマブルロ
ジックデバイスによれば、信号の伝達非伝達を制御する
スイッチを論理回路で構成し、かつ信号選択があったか
否かを選択情報を選択情報用のオアゲートの出力として
得ることができる。このため、信号非選択状態を認識す
ることができ、このときの出力信号の状態からスイッチ
のオフ状態が正常か否かのテストが可能となる。特に、
選択情報についての出力を出力信号線とペアで伝達する
ため、選択情報をすべて非選択に設定することにより入
力信号をすべてＨとして行う出力Ｌのテストを行うこと
ができる。従って、多段のスイッチにおけるテストを容
易に行うことができる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明に係るプログラマブルロジック
デバイスについて図面に基づいて説明する。

【００１６】図１は、全体構成を示すブロック図であり
、配線ブロック１０及び複数のユニットセル１２からな
っている。

【００１７】そして、配線ブロック１０は、信号線Ｘ及
び信号線Ｙを有しており、その中の所望の信号線のみを
選択して、各ユニットセル１２と接続する。

【００１８】この信号線の選択のために、配線ブロック
１０内には、各ユニットセル１２にそれぞれ対応したク
ロスバースイッチ手段として多数の単位スイッチ２２が
設けれられている。

【００１９】そして、この単位スイッチ２２は、図２に
示すように、信号線Ｙへの経路に４つのアンドゲート３
０、３２、３４、３６と、１つのオアゲート４０を有し
ており、信号線Ｙ´への経路にアンドゲート４２、オア
ゲート４４、アンドゲート４６を有している。そして、
入力信号線は、４本の本信号線Ｘ０　〜Ｘ３　とそれぞ
れの補助信号線Ｘ’０〜Ｘ’３からなっており、出力信
号線は本信号線Ｙ０　と補助信号線Ｙ’０からなってい
る。また、入力信号線Ｘ０　〜Ｘ３　のいずれを選択す
るかについての選択情報信号線Ｑ０　〜Ｑ３　が入力さ
れている。

【００２０】そして、信号Ｘ０　、Ｑ０　はアンドゲー
ト３０に入力され、Ｘ１　、Ｑ１　はアンドゲート３２
に入力され、Ｘ２　、Ｑ２　はアンドゲート３４に入力
され、Ｘ３　、Ｑ３がアンドゲート３６に入力されて、
このアンドゲート３０〜３６の出力がオアゲート４０を
介し出力信号線Ｙ０　に接続されている。

【００２１】一方、補助信号線Ｘ’０〜Ｘ’３はアンド
ゲート４２に入力され、選択情報信号線Ｑ０　〜Ｑ３　
はオアゲート４４に入力される。そして、アンドゲート
４２、オアゲート４４の出力はアンドゲート４６を介し
補助信号線Ｙ’０に接続されている。

【００２２】従って、補助信号線Ｘ’０〜Ｘ’３のいず
れか１つでもＬであればオアゲート４２はＬを出力し、
選択情報信号線Ｑ０　〜Ｑ３　のいずれかをＨとすれば
オアゲート４４はＨを出力する。そして、アンドゲート
４６は２つの入力がＨの時にのみＨを出力する。このた
め、補助信号線Ｘ’０〜Ｘ’３に１つでもＬがあれば信
号線Ｙ´０はＬになり、また選択情報線がすべてＬであ
った場合には、信号線Ｙ´がＬとなる。そこで、信号伝
達経路のスイッチの１つでも選択情報線Ｑ０　〜Ｑ３　
がすべてＬであった場合には、これが補助信号線Ｙ´に
おいて伝達され、補助信号線Ｙ´は必ずＬとなる。

【００２３】このように、補助信号線Ｙ’０において、
このスイッチにおける信号伝達が行われたか否か（スイ
ッチがオンであることの認識）を判定することができる
。 そこで、信号を選択しない（スイッチをオフとする）の
状態を補助信号線Ｙ’０がＬであることで認識でき、こ
の状態における出力信号線Ｙ０　の状態を調べることに
より、スイッチがオフされたか否かをチェックすること
ができる。そこで、従来のパストランジスタのように、
ハイインピーダンス状態の検査をする必要がなくなり、
スイッチオフ状態の検査を容易に行うことができる。

【００２４】さらに、この補助信号線Ｙ’０の信号をそ
れぞれのパストランジスタ毎に別個に取り出すと、その
信号線の数が増えてしまうため、現実的でない。そこで
、本実施例においてはこの補助信号線Ｙ’０を本信号線
Ｙ０　とペアとして同一の部材に接続するようにしてい
る。そこで、複数のスイッチ、ユニットセル等をへた場
合にも、この２つの信号線の状態を見ることによって最
終的なＩＯセルにおいて検査結果の出力を得ることがで
きる。

【００２５】すなわち、図３に示すように、４本の入力
信号線Ｘ０　〜Ｘ３　を４つの単位スイッチ２２ａ〜２
２ｄに入力し、それぞれより出力信号線Ｙ０　〜Ｙ３　
を取り出し、このＹ０　〜Ｙ３　をそれぞれ単位スイッ
チ２２ｅ〜２２ｈに入力し、出力信号線Ｚ０　〜Ｚ３　
を得る場合を考える。この場合においても、入力信号線
及び出力信号線は本信号線と補助信号線のペアからなっ
ているとする。そして、スイッチ２２ａにおいて、この
スイッチをオフとし、出力信号線の状態をスイッチ２２
ｅからの出力信号線Ｚ０　において検査する。この場合
、スイッチ２２ｅにおいては、Ｑ０をＨとし、Ｙ０　の
信号をＺ０　に出力するようにしておく。このようにす
ると、スイッチ２２ａがオフ状態であれば、その出力信
号線Ｙ０　、Ｙ’０においては、両方ともＬとなる。そ
して、この信号がスイッチ２２ｅに入力され、Ｚ０　、
Ｚ’０はＬ、Ｌとなる。

【００２６】このようにして、スイッチ２２ｅの出力信
号線においてＬ、Ｌという信号を得ることができる。そ
こで、このＺ０　の信号を複数のスイッチ、ユニットセ
ル等を介して伝達すれば、補助信号線としてＬが得られ
、スイッチ２２ａにおけるスイッチオフ状態の検査を信
号線のＨ、Ｌの状態によって検査することができる。

【００２７】このように、本実施例によれば、スイッチ
のオフを補助信号線のＬによって判定できる。このため
、選択情報の検査を容易に行うことができる。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
信号を伝達するスイッチのオフ状態の検査を出力信号線
のＨ、Ｌによって検査することができるため、従来のよ
うなハイインピーダンス状態の検出の必要がなく、スイ
ッチの検査を容易に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るＰＬＤの全体構成図である。

【図２】単位スイッチ２２の構成図である。

【図３】単位スイッチ２２の接続状態を示す構成図であ
る。

【図４】従来のスイッチの構成を示す図である。

【図５】検査の方法の示す説明図である。

【符号の説明】

１０　　配線ブロック １２　　ユニットセル ２０　　スイッチ部 ２２　　単位スイッチ ３０〜３６　　アンドゲート ４０，４２　　オアゲート Ｘ０　〜Ｘ３　　　入力信号線 Ｘ’０〜Ｘ’３　　補助信号線 Ｑ０　〜Ｑ３　　　選択情報信号線 Ｙ０　〜Ｙ３　　　出力信号線

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】それぞれが所定の単位論理演算を行う複数
   のユニットセルと、複数の入力信号線の中から選択情報
   によって特定されたものを選択し、各ユニットセルに接
   続する複数のスイッチ手段と、を含むプログラマブルロ
   ジックデバイスにおいて、前記スイッチ手段は、１つの
   入力信号線およびその入力信号線についての選択情報を
   伝達する選択情報入力線がそれぞれ入力される複数の主
   信号用アンド回路と、この複数のアンド回路の出力が入
   力される主信号用オア回路と、複数アンド回路すべてに
   入力されているの選択情報入力線が入力される選択情報
   用オア回路と、上記入力信号線に対応してそれぞれ設け
   られ、その信号線に接続されている前段のスイッチ手段
   のおいてデータが伝達されているかを示す補助信号線が
   入力される補助信号用第１アンド回路と、選択情報用オ
   ア回路および補助信号用オア回路の出力が入力される補
   助信号用第２アンド回路と、を有することを特徴とする
   プログラマブルロジックデバイス。