JPH07146338A - 半導体集積回路の入出力端子セルおよび半導体集積回路装置 - Google Patents

半導体集積回路の入出力端子セルおよび半導体集積回路装置

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JPH07146338A
JPH07146338A JP5291747A JP29174793A JPH07146338A JP H07146338 A JPH07146338 A JP H07146338A JP 5291747 A JP5291747 A JP 5291747A JP 29174793 A JP29174793 A JP 29174793A JP H07146338 A JPH07146338 A JP H07146338A
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JP
Japan
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input
terminals
output
flip
flops
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Application number
JP5291747A
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English (en)
Inventor
Seiji Yamaguchi
聖司 山口
Takao Yamamoto
崇夫 山本
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 若干の端子数の増加だけで半導体集積回路装
置の内部論理回路の可観測性の向上ならびに故障検出率
の向上のために内部論理回路の状態とは独立して容易に
実現する半導体集積回路の出力端子セルを提供する。 【構成】 2個のデータ端子(Dn1,Dn2)と、ク
ロック端子CKと、データ端子(Dn1,Dn2)のデ
ータをクロック端子CKのクロックでデータを取り込む
フリップフロップ2,4と、フリップフロップ2,4の出
力端子(Qn1,Qn2)と、フリップフロップ2,4の
出力をデコードするデコード手段6と、デコード手段6
の出力を制御信号として最大4個の信号から1個の信号
を選択する選択手段8と、選択手段8で選択された信号
を外部に駆動する出力バッファ10とを具備する半導体
集積回路の出力端子セルである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体集積回路装置に係
わり、特に半導体集積回路の内部論理回路の故障検出率
の向上および可観測性の向上を図るものである。
【0002】
【従来の技術】半導体集積回路の回路規模が大きくなる
につれて半導体集積回路装置の内部論理回路の状態を観
測可能にすることが困難になる。これは微細化によって
指数関数的に回路規模を大きくすることは可能である
が、内部論理回路の状態を観測するために端子数を増加
させることは容易にはできない。回路規模の大きな半導
体集積回路にとっては論理回路の故障検出率の向上およ
び可観測性の向上が大きな問題になっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、半導体集積回路の回路規模が大きくなっても内部論
理回路の状態の可観測性の向上と故障検出率の向上を若
干の端子数を増加だけで実現する半導体集積回路の入出
力端子セルを提供することにある。
【0004】また本発明の目的は、内部論理回路の状態
とは独立して内部状態を観測するあるいは内部論理回路
のノードにテストベクトルを与えるための状態設定がで
きる半導体集積回路装置を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、請求項1の発明はn個のデータ端子と、クロック端
子と、前記n個のデータ端子のデータを前記クロック端
子のクロックでデータを取り込むn個のフリップフロッ
プと、前記n個のフリップフロップの出力端子と、前記
n個のフリップフロップの出力をデコードするデコード
手段と、前記デコード手段の出力を制御信号として最大
n個の信号から1個の信号を選択する選択手段と、前
記選択手段で選択された信号を外部に駆動する出力バッ
ファとを具備する半導体集積回路の出力端子セルであ
る。
【0006】請求項2の発明ではn個のデータ端子と、
クロック端子と、前記n個のデータ端子のデータを前記
クロック端子のクロックでデータを取り込むn個のフリ
ップフロップと、前記n個のフリップフロップの出力端
子と、前記n個のフリップフロップの出力をデコードす
るデコード手段と、外部から供給される信号の入力バッ
ファと、前記デコード手段の出力を制御信号として前記
入力バッファ出力の転送先に最大2n個のノードから1
個のノードを選択する選択手段とを具備する半導体集積
回路の入力端子セルである。
【0007】請求項3の発明ではn個のデータ端子と、
クロック端子と、前記n個のデータ端子のデータを前記
クロック端子のクロックでデータを取り込むn個のフリ
ップフロップと、前記n個のフリップフロップの出力端
子と、前記n個のフリップフロップの出力をエンコード
するエンコード手段と、外部から供給される信号の入力
バッファと、前記エンコード手段の出力を制御信号とし
て前記入力バッファ出力の転送先として最大2n個のノ
ードに転送するための接続手段とを具備する半導体集積
回路の入力端子セルである。
【0008】請求項4の発明ではn個のデータ入力端子
と、1個のクロック入力端子と、請求項1、請求項2、
請求項3のm個の入出力端子セルを具備する半導体集積
回路装置において、前記m個の入出力端子セルのクロッ
ク端子を前記クロック入力端子と共通接続して、前記n
個のデータ入力端子を前記1個の入出力端子セルのn個
のデータ端子に接続して、前記入出力端子セルのn個の
フリップフロップの出力端子を次の前記入出力端子セル
のn個のデータ端子に接続して、以下残りの入出力端子
セルのn個のフリップフロップのデータ端子と出力端子
を直列接続したことを特徴とする半導体集積回路装置で
ある。
【0009】請求項5の発明ではn個のデータ入力端子
と、1個のクロック入力端子と、請求項1、請求項2、
請求項3のk+m個の入出力端子セルを具備する半導体
集積回路装置において、前記m個の入出力端子セルのク
ロック端子を前記クロック入力端子の正転クロックと共
通接続して、前記n個のデータ入力端子を前記1個の入
出力端子セルのn個のデータ端子に接続して、前記入出
力端子セルのn個のフリップフロップの出力端子を次の
前記入出力端子セルのn個のデータ端子に接続して、以
下残りの入出力端子セルのn個のフリップフロップのデ
ータ端子と出力端子を直列接続し、前記k個の入出力端
子セルのクロック端子を前記クロック入力端子の反転ク
ロックと共通接続して、前記n個のデータ入力端子を前
記1個の入出力端子セルのn個のデータ端子に接続し
て、前記入出力端子セルのn個のフリップフロップの出
力端子を次の前記入出力端子セルのn個のデータ端子に
接続して、以下残りの入出力端子セルのn個のフリップ
フロップのデータ端子と出力端子を直列接続したことを
特徴とする半導体集積回路装置である。
【0010】
【作用】上記の構成により、半導体集積回路の内部論理
回路の状態の観測性の向上と故障検出率の向上を若干の
端子数を増加だけで実現する。また、内部論理回路の状
態を観測するあるいは内部論理回路のノードにテストベ
クトルを与えるための状態設定が容易に実現できる。
【0011】
【実施例】図1は本発明の第1の実施例を示す入出力端
子セルのブロック図である。n=2の場合について説明
する。図1において、2、4はフリップフロップ、6は
デコーダ、8はセレクタ、10は出力バッファ、12は
入力バッファ、14はパッドである。フリップフロップ
2、4はそれぞれデータ端子Dn1、Dn2のデータを
クロック端子CKの立ち上がりでフリップフロップ2、
4が保持する。フリップフロップ2、4の記憶情報に基
づいてデコーダ6ではセレクタ8の選択すべきパスを指
定する。例えば、フリップフロップ2、4の2進値に応
じて”00”の場合はO0、”01”の場合はO1、”
10”の場合はO2、”11”の場合はO3に設定する
ことができる。また、図1では特に記述していないがリ
セット状態ではフリップフロップ2、4が”00”の状
態になるようにしておいて、通常動作モードの信号をO
0に割り当てておき、リセット直後に、通常動作モード
に移行することが可能である。これによって半導体集積
回路の内部論理回路のノードO0、O1、O2、O3の
いづれか一つが選択されて、出力バッファ10に入力さ
れて出力イネーブルOEによりパッド14に出力され
る。このようにフリップフロップ2、4の状態を変更す
ることによって1個の出力端子を用いて半導体集積回路
の内部ノードを複数個観測することが可能になる。
【0012】図1では入出力端子セルの場合を回路図に
示しているが、入力バッファ12の存在を特に限定する
ものではない。また、出力バッファ10は出力制御信号
OEによりハイインピーダンス状態に設定できるように
しているが、出力端子の機能のみの場合は出力制御信号
OEの存在を特に限定するものではない。
【0013】図2は本発明の第2の実施例を示す入出力
端子セルのブロック図である。n=2の場合について説
明する。図2において、2、4はフリップフロップ、1
6はデコーダ、18はセレクタ、10は出力バッファ、
12は入力バッファ、14はパッドである。フリップフ
ロップ2、4はそれぞれデータ端子Dn1、Dn2のデ
ータをクロック端子CKの立ち上がりでフリップフロッ
プ2、4が保持する。フリップフロップ2、4の記憶情
報に基づいてデコーダ16ではセレクタ18の選択すべ
きパスを指定する。例えば、フリップフロップ2、4の
2進値に応じて”00”の場合はI0、”01”の場合
はI1、”10”の場合はI2、”11”の場合はI3
に設定することができる。また、図2では特に記述して
いないがリセット状態ではフリップフロップ2、4が”
00”の状態になるようにしておいて、通常動作モード
の信号をI0に割り当てておき、リセット直後に、通常
動作モードに移行することが可能である。これによって
半導体集積回路の内部論理回路のノードI0、I1、I
2、I3のいづれか一つが選択されて、外部から供給さ
れる信号の入力バッファ12からセレクタ18を通して
内部ノードに転送することができる。このようにフリッ
プフロップ2、4の状態を変更することによって1個の
入力端子を用いて外部から半導体集積回路の内部論理回
路のノードに信号を転送することが可能になり、内部論
理回路の状態の観測性を高めることができる。
【0014】図2では入出力端子セルの場合を回路図に
示しているが、出力バッファ10および出力制御信号O
Eの存在を特に限定するものではない。
【0015】図3は本発明の第3の実施例を示す入出力
端子セルのブロック図である。n=2の場合について説
明する。図3において、2、4はフリップフロップ、2
6はエンコーダ、28はスイッチ、10は出力バッフ
ァ、12は入力バッファ、14はパッドである。フリッ
プフロップ2、4はそれぞれデータ端子Dn1、Dn2
のデータをクロック端子CKの立ち上がりでフリップフ
ロップ2、4が保持する。フリップフロップ2、4の記
憶情報に基づいてエンコーダ26ではスイッチ28の選
択すべきパスを指定する。例えば、フリップフロップ
2、4の2進値に応じて”00”の場合はI0、”0
1”の場合はI0、I1、”10”の場合はI0、I
1、I2、”11”の場合はI0、I1、I2、I3に
設定することができる。これはエンコーダ26、スイッ
チ28の一例を示しているだけである。また、図3では
特に記述していないがリセット状態ではフリップフロッ
プ2、4が”00”の状態になるようにしておいて、通
常動作モードの信号をI0に割り当てておき、リセット
直後に、通常動作モードに移行することが可能である。
これによって半導体集積回路の内部論理回路のノードI
0、I1、I2、I3のうちの1個以上にノードに、外
部から供給される信号を入力バッファ12、スイッチ2
8を通して内部論理回路のノードに転送することができ
る。このようにフリップフロップ2、4の状態を変更す
ることによって1個の入力端子を用いて外部から半導体
集積回路の複数の内部論理回路のノードに信号を転送す
ることが可能になり、内部論理回路の状態の観測性を高
めることができる。
【0016】図3では入出力端子セルの場合を回路図に
示しているが、出力バッファ10および出力制御信号O
Eの存在を特に限定するものではない。
【0017】図4は本発明の第4の実施例を示す半導体
集積回路装置のブロック図である。図4では、前記第1
の実施例、第2の実施例、第3の実施例に示す何れかの
入出力端子セルを用いて半導体集積回路装置を構成して
いる。n=2の場合について説明する。図4において、
30は前記第1の実施例、第2の実施例、第3の実施例
の入出力端子セル、32、34はデータ入力端子、36
はクロック入力端子、38は内部論理回路、40は半導
体集積回路装置である。クロック入力端子36はすべて
の入出力端子セルのクロック端子と共通接続されてい
る。データ入力端子32、34は1番目の入出力端子セ
ル30−1の2個のデータ端子にそれぞれ接続される。
1番目の入出力端子セル30−1の2個のフリップフロ
ップの出力端子は次の入出力端子セル30−2の2個の
データ端子にそれぞれ接続される。以下、同様に前段の
入出力端子セル30−iの2個のフリップフロップの出
力端子は次の入出力端子セル30−i+1の2個のデー
タ端子にそれぞれ接続される。
【0018】上述のように入出力端子セル間を接続する
ことによってクロック入力端子にクロックを与えれば、
データ入力端子32、34の情報が各入出力端子セルの
フリップフロップに次々とシフト転送されて、各入出力
端子セルの条件設定を行うことができる。この条件設定
は内部論理回路38の状態には依存しないで独立に行う
ことができる。
【0019】さらに条件設定のためには高々入出力端子
セル数のテストパターンを発生すれば設定が可能であ
る。条件設定が終了すれば、内部論理回路38に対する
テストベクトルを印加することにより故障検出率の評価
を実施することができる。さらに、内部論理回路38の
状態を観測することが可能である。
【0020】図5は本発明の第5の実施例を示す半導体
集積回路装置のブロック図である。図5では、前記第1
の実施例、第2の実施例、第3の実施例に示す何れかの
入出力端子セルを用いて半導体集積回路装置を構成して
いる。n=2の場合について説明する。図5において、
30は前記第1の実施例、第2の実施例、第3の実施例
に示す何れかの入出力端子セル、32、34はデータ入
力端子、36はクロック入力端子、38は内部論理回
路、40は半導体集積回路装置である。クロック入力端
子36は正転信号は30−1〜7の入出力端子セルのク
ロック端子と共通接続されている。クロック入力端子3
6は反転信号は30−a〜gの入出力端子セルのクロッ
ク端子と共通接続されている。
【0021】データ入力端子32、34は1番目の入出
力端子セル30−1の2個のデータ端子にそれぞれ接続
される。1番目の入出力端子セル30−1の2個のフリ
ップフロップの出力端子は次の入出力端子セル30−2
の2個のデータ端子にそれぞれ接続される。以下、同様
に前段の入出力端子セル30−iの2個のフリップフロ
ップの出力端子は次の入出力端子セル30−i+1の2
個のデータ端子にそれぞれ接続される。
【0022】また、データ入力端子32、34は1番目
の入出力端子セル30−aの2個のデータ端子にそれぞ
れ接続される。1番目の入出力端子セル30−aの2個
のフリップフロップの出力端子は次の入出力端子セル3
0−bの2個のデータ端子にそれぞれ接続される。以
下、同様に前段の入出力端子セル30−iの2個のフリ
ップフロップの出力端子は次の入出力端子セル30−i
+1の2個のデータ端子にそれぞれ接続される。
【0023】上述のように入出力端子セル間を接続する
ことによってクロック入力端子にクロックを与えれば、
クロックの立ち上がりでデータ入力端子32、34の情
報が各入出力端子セル30−1〜7のフリップフロップ
に次々とシフト転送されて、各入出力端子セルの条件設
定を行うことができる。またクロックの立ち下がりでデ
ータ入力端子32、34の情報が各入出力端子セル30
−a〜gのフリップフロップに次々とシフト転送され
て、各入出力端子セルの条件設定を行うことができる。
この条件設定は内部論理回路38の状態には依存しない
で独立に行うことができる。
【0024】さらに条件設定のためには高々入出力端子
セル数の約半分のテストパターンを発生すれば設定が可
能である。条件設定が終了すれば、内部論理回路38に
対するテストベクトルを印加することにより故障検出率
の評価を実施することができる。さらに、内部論理回路
38の状態を観測することが可能である。
【0025】
【発明の効果】上述のように、本発明によれば、若干の
端子数の増加で半導体集積路装置の内部論理回路の状態
を十分に観測することが可能である。また、観測するた
めの状態設定を内部論理回路の状態とは独立に容易に設
定することができる。
【0026】さらに、入力端子から内部論理回路の多数
のノードにテストベクトルを転送することができるので
若干の端子数の増加だけで故障検出率を向上させること
が可能である。また、テストベクトルを転送するための
状態設定を内部論理回路の状態とは独立に容易に設定す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例の半導体集積回路の入出
力端子セルのブロック図
【図2】本発明の第2の実施例の半導体集積回路の入出
力端子セルのブロック図
【図3】本発明の第3の実施例の半導体集積回路の入出
力端子セルのブロック図
【図4】本発明の第4の実施例の半導体集積回路装置の
ブロック図
【図5】本発明の第5の実施例の半導体集積回路装置の
ブロック図
【符号の説明】
2、4 フリップフロップ 6、16 デコーダ 8、18 セレクタ 10 出力バッファ 12 入力バッファ 14 パッド 26 エンコーダ 28 スイッチ 30 入出力端子セル 32、34 データ入力端子 36 クロック入力端子 38 内部論理回路 40 半導体集積回路装置

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】n個のデータ端子と、 クロック端子と、 前記n個のデータ端子のデータを前記クロック端子のク
    ロックでデータを取り込むn個のフリップフロップと、 前記n個のフリップフロップの出力端子と、 前記n個のフリップフロップの出力をデコードするデコ
    ード手段と、 前記デコード手段の出力を制御信号として最大2n個の
    信号から1個の信号を選択する選択手段と、 前記選択手段で選択された信号を外部に駆動する出力バ
    ッファとを具備する半導体集積回路の出力端子セル。
  2. 【請求項2】n個のデータ端子と、 クロック端子と、 前記n個のデータ端子のデータを前記クロック端子のク
    ロックでデータを取り込むn個のフリップフロップと、 前記n個のフリップフロップの出力端子と、 前記n個のフリップフロップの出力をデコードするデコ
    ード手段と、 外部から供給される信号の入力バッファと、 前記デコード手段の出力を制御信号として前記入力バッ
    ファ出力の転送先に最大2n個のノードから1個のノー
    ドを選択する選択手段とを具備する半導体集積回路の入
    力端子セル。
  3. 【請求項3】n個のデータ端子と、 クロック端子と、 前記n個のデータ端子のデータを前記クロック端子のク
    ロックでデータを取り込むn個のフリップフロップと、 前記n個のフリップフロップの出力端子と、 前記n個のフリップフロップの出力をエンコードするエ
    ンコード手段と、 外部から供給される信号の入力バッファと、 前記エンコード手段の出力を制御信号として前記入力バ
    ッファ出力の転送先として最大2n個のノードに転送す
    るための接続手段とを具備する半導体集積回路の入力端
    子セル。
  4. 【請求項4】n個のデータ入力端子と、 クロック入力端子と、 請求項1、請求項2、請求項3のm個の入出力端子セル
    とを具備する半導体集積回路装置において、 前記m個の入出力端子セルのクロック端子を前記クロッ
    ク入力端子と共通接続して、前記n個のデータ入力端子
    を前記1個の入出力端子セルのn個のデータ端子に接続
    して、前記入出力端子セルのn個のフリップフロップの
    出力端子を次の前記入出力端子セルのn個のデータ端子
    に接続して、以下残りの入出力端子セルのn個のフリッ
    プフロップのデータ端子と出力端子を直列接続したこと
    を特徴とする半導体集積回路装置。
  5. 【請求項5】n個のデータ入力端子と、 クロック入力端子と、 請求項1、請求項2、請求項3のk+m個の入出力端子
    セルとを具備する半導体集積回路装置において、 前記m個の入出力端子セルのクロック端子を前記クロッ
    ク入力端子の正転クロックと共通接続して、前記n個の
    データ入力端子を前記1個の入出力端子セルのn個のデ
    ータ端子に接続して、前記入出力端子セルのn個のフリ
    ップフロップの出力端子を次の前記入出力端子セルのn
    個のデータ端子に接続して、以下残りの入出力端子セル
    のn個のフリップフロップのデータ端子と出力端子を直
    列接続し、前記k個の入出力端子セルのクロック端子を
    前記クロック入力端子の反転クロックと共通接続して、
    前記n個のデータ入力端子を前記1個の入出力端子セル
    のn個のデータ端子に接続して、前記入出力端子セルの
    n個のフリップフロップの出力端子を次の前記入出力端
    子セルのn個のデータ端子に接続して、以下残りの入出
    力端子セルのn個のフリップフロップのデータ端子と出
    力端子を直列接続したことを特徴とする半導体集積回路
    装置。
JP5291747A 1993-11-22 1993-11-22 半導体集積回路の入出力端子セルおよび半導体集積回路装置 Pending JPH07146338A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014215178A (ja) * 2013-04-25 2014-11-17 セイコーインスツル株式会社 半導体装置

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014215178A (ja) * 2013-04-25 2014-11-17 セイコーインスツル株式会社 半導体装置

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