JPH11271401A - スキャンテスト回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 テスト回路増加による面積増加を抑えなが
ら、順序回路のテストの故障検出率や設計不良検出率を
向上する。 【解決手段】 順序回路中でシフトレジスタとして用い
られているフリップフロップＦＦ２〜ＦＦ４も、スキャ
ンテストに活用するため、テストに際して観測したい組
合せ回路中の論理状態を取り込む、補足観測動作の有効
を示すスキャンモード信号ＳＭを新たに設ける。スキャ
ン選択信号ＳＥが“０”（無効）で、かつ、スキャンモ
ード信号ＳＭが“１”（有効）の場合に、マルチプレク
サＭ１〜Ｍ４を切り換え、前記補足観測動作を実際に行
う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、テスト対象となる
順序回路のフリップフロップの入力及び出力を順次接続
し、これらをシフトレジスタとして動作させ、それぞれ
のフリップフロップの論理状態を設定しながら、前記順
序回路の組合せ回路部分の動作をテストしてゆくスキャ
ンテスト回路に係り、特に、テスト回路増加による面積
増加を抑えながら、順序回路のテストの故障検出率や設
計不良検出率を向上することができるスキャンテスト回
路に関する。

【０００２】

【従来の技術】順序回路の動作をテストするために、ス
キャンテスト方法がある。このスキャンテスト方法は、
例えば図１の一点鎖線に示すように、スキャン選択信号
が有効の場合には、テスト対象となる順序回路のフリッ
プフロップＦＦの入力及び出力を順次接続して、スキャ
ン回路を構成する。又、これらフリップフロップＦＦを
シフトレジスタとして動作させ、それぞれのフリップフ
ロップＦＦの論理状態を設定しながら、前記順序回路の
組合せ回路１部分の動作をテストしてゆき、これにより
該順序回路の動作をテストする。

【０００３】なお、このようにフリップフロップで構成
されるシフトレジスタを、以下スキャン回路シフトレジ
スタと称する。

【０００４】このスキャンテスト方法において、フリッ
プフロップＦＦのスキャン回路は、例えば図２のように
構成する。

【０００５】図２において、スキャン選択信号ＳＥは、
“０（Ｌ状態）”の場合に無効となり、“１（Ｈ状
態）”の場合に有効となる。

【０００６】スキャン選択信号ＳＥが“０（Ｌ状態）”
の場合、マルチプレクサＭｉ（ｉはこの図で１〜５）
は、テスト対象の組合せ回路から信号ＤＩｉを取り込
む。従って、フリップフロップＦＦｉは、それぞれ信号
ＤＩｉ及び信号ＤＯｉで組合せ回路１に接続され、それ
ぞれ順序回路の一部となり、動作する。以降、この動作
を取込み動作状態と称する。

【０００７】スキャン選択信号ＳＥが“１（Ｈ状態）”
の場合、マルチプレクサＭｉ（ｉはこの図で１〜５）
は、スキャン回路において前段となるフリップフロップ
ＦＦの出力を選択する。従って、複数のフリップフロッ
プＦＦｉは、その入力及び出力が順次接続され、スキャ
ン回路を構成する。又、これらフリップフロップＦＦを
スキャン回路シフトレジスタとして動作させ、それぞれ
のフリップフロップＦＦの論理状態を設定しながら、前
記順序回路の組合せ回路１部分の動作をテストしてゆ
き、これにより該順序回路の動作をテストする。以降、
この動作をスキャン動作状態と称する。

【０００８】スキャンテスト方法では、まず、スキャン
動作状態にして、テスト対象の順序回路のフリップフロ
ップの初期状態を設定する（以降、スキャン・イン動作
と称する）。この後、取込み動作状態にして、該順序回
路を動作させる。続いて、再びスキャン動作状態にし、
取込み状態での動作の結果を外部に読み出しながら、該
動作状態を観測する（以降、スキャン・アウト動作と称
する）。スキャンテスト方法では、以上のような動作を
行いながら、当該順序回路の動作をテストする。

【０００９】ここで、複数のフリップフロップが、元
々、テスト対象となる順序回路（ユーザ回路）において
シフトレジスタを構成している場合がある。このような
場合には、スキャン回路は、例えば図３のように構成さ
れる。あるいは、同一機能の回路を図４のように構成す
る。図３及び図４において、フリップフロップＦＦ２〜
４が、このようにユーザ回路で元々シフトレジスタを構
成している。これら図３及び図４の違いは、論理回路設
計に用いるＣＡＤ（computer aided design ）ツールの
相違による。あるいは、図３のように設計後、冗長なマ
ルチプレクサＭｉを除去して、回路の最適化を図り、図
４の回路を得る場合もある。

【００１０】なお、ユーザ回路でこのようにフリップフ
ロップで構成されるシフトレジスタを、以下ユーザ回路
シフトレジスタと称する。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】通常スキャン回路は、
取込み動作及びスキャン動作の双方でデータの観測を行
うが、ユーザ回路シフトレジスタ回路の場合には、回路
構成上、これらが一緒になり、スキャン動作のみにな
り、スキャン回路が有効活用されないという問題があ
る。即ち、組合せ回路の観測点及び／又は制御点として
利用できるノードの減少を伴い、順序回路のテストの故
障検出率や設計不良検出率を更に向上することが求めら
れる。例えば、ＡＴＰＧ（automatic test pattern gen
eration ）効率を向上することが望まれる。このＡＴＰ
Ｇは、テストパターンを自動的に生成するためのＣＡＤ
ツールの１つである。又、この際、テスト回路増加によ
る面積増加を抑えることも望まれる。

【００１２】本発明は、テスト回路増加による面積増加
を抑えながら、順序回路のテストの故障検出率や設計不
良検出率を向上することができるスキャンテスト回路を
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】本願の発明に係るスキャ
ンテスト回路は、テスト対象となる順序回路のフリップ
フロップの入力及び出力を順次接続して、スキャン回路
を構成し、これらフリップフロップをシフトレジスタと
して動作させ、それぞれのフリップフロップの論理状態
を設定しながら、前記順序回路の組合せ回路部分の動作
をテストしてゆくスキャンテスト回路において、前記フ
リップフロップの内、前記順序回路中でシフトレジスタ
として用いられているものに、テストに際して観測した
い前記組合せ回路中の論理状態を取り込む、補足観測動
作のためのスキャンモード信号を新たに設け、前記シフ
トレジスタ用フリップフロップの入力側に、前記スキャ
ン回路で前段となるフリップフロップの出力する論理状
態、又は、観測したい前記組合せ回路中の論理状態を選
択するマルチプレクサと、前記スキャン選択信号が無効
で、かつ、前記スキャンモード信号が有効の場合に、観
測する前記組合せ回路中の論理状態を前記マルチプレク
サが選択するように指示する信号を生成する動作モード
制御回路とを備えるようにしたことにより、前記課題を
解決したものである。

【００１４】又、上記のスキャンテスト回路において、
前記動作モード制御回路を、前記スキャン選択信号及び
前記スキャンモード信号の排他論理和を演算するエクス
クルーシブＯＲ回路で構成するようにすることで、該動
作モード制御回路を比較的簡単に、又少ない素子で構成
することができる。

【００１５】以下、本発明の作用について、簡単に説明
する。

【００１６】通常では、スキャンテスト方法においてフ
リップフロップは、取込み動作状態あるいはスキャン動
作状態のいずれかに応じ、フリップフロップはそれぞれ
独立動作する状態になったり、スキャン回路の構成状態
になったりする。又、スキャンテスト方法において外部
で観測できるものは、スキャン動作状態に切り換える直
前のフリップフロップの論理状態である。

【００１７】これに対して、順序回路のテストの故障検
出率や設計不良検出率を向上するためには、テスト対象
の順序回路中の、より多くの回路部分の論理状態を制御
・観測できることが望ましい。即ち、スキャン動作状態
に切り換える直前のフリップフロップの論理状態以外に
も、任意の回路部分の論理状態を制御・観測できること
が望ましい。

【００１８】ここで、図３や図４のように、ユーザ回路
シフトレジスタを構成するためのフリップフロップの場
合、該ユーザ回路シフトレジスタを構成しているフリッ
プフロップ間は、前述の取込み動作状態あるいはスキャ
ン動作状態に拘わらず常時接続状態にある。従って、ス
キャン回路が有効に活用されているとは言えない。本発
明では、このようなフリップフロップを活用すること
で、テスト回路増加による面積増加を抑えながら、順序
回路のテストの故障検出率や設計不良検出率を容易に向
上する。

【００１９】即ち、本発明では、フリップフロップの
内、ユーザ回路シフトレジスタを構成するためのもの
に、テストに際して観測したい該順序回路にある組合せ
回路中の論理状態を取り込むようにしている。本発明で
は、このように論理状態を取り込む補足観測動作のため
のスキャンモード信号を新たに設ける。又、従来からあ
るスキャン選択信号が無効で、かつ、このスキャンモー
ド信号が有効の場合に、上記の補足観測動作を実際に行
う。

【００２０】以上説明したように、本発明では、テスト
対象の順序回路中の、より多くの回路部分の論理状態を
制御・観測できる。従って、順序回路のテストの故障検
出率や設計不良検出率を向上することができる。又、該
論理状態の制御・観測には、テスト対象の順序回路が備
えるフリップフロップを流用しているので、テスト回路
増加による素子数増加が抑えられ、面積増加を抑えるこ
とができる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、図を用いて本発明の実施の
形態を詳細に説明する。

【００２２】図５は、本発明が適用されたスキャン回路
の回路図である。

【００２３】この図５において、スキャン選択信号ＳＥ
は、従来の図２〜図４と同様、“０”の場合に無効とな
り、“１”の場合に有効となる。又、本実施形態では、
本発明を適用し、フリップフロップの内、ユーザ回路シ
フトレジスタを構成するためのものに、テストに際して
観測したい前記組合せ回路中の論理状態を取り込む、補
足観測動作の有効を示すスキャンモード信号ＳＭを新た
に設ける。該スキャンモード信号ＳＭは、“０”の場合
に無効となり、“１”の場合に有効となる。

【００２４】本実施形態において、ユーザ回路シフトレ
ジスタを構成するためのものを含め、フリップフロップ
ＦＦｉの入力側には、スキャン回路で前段となるフリッ
プフロップの出力する論理状態、又は、観測したい組合
せ回路中の論理状態を選択するマルチプレクサＭｉが設
けられている。

【００２５】更に、本発明の動作モード制御回路は、本
実施形態では、エクスクルーシブＯＲ論理回路Ｇで構成
されている。該エクスクルーシブＯＲ論理回路Ｇは、ス
キャン選択信号ＳＥが“０”（無効）で、かつ、スキャ
ンモード信号ＳＭが“１”（有効）の場合に、観測する
組合せ回路中の論理状態を取り込むための信号ＤＩｉ
を、マルチプレクサＭｉが選択するように指示する信号
を生成する。

【００２６】又、スキャン選択信号ＳＥ及びスキャンモ
ード信号ＳＭにおいて、以下の状態Ａ１〜Ａ３のよう
に、３種類の動作状態が設定される。

【００２７】Ａ１．通常動作状態：スキャン選択信号Ｓ
Ｅが“０”、かつ、スキャンモード信号ＳＭが“０”の
場合は、マルチプレクサＭｉ（ｉはこの図５では１及び
５）は、テスト対象の組合せ回路から信号ＤＩｉを取り
込む。一方、フリップフロップＦＦｉの内、元々、テス
ト対象となる順序回路においてユーザ回路シフトレジス
タを構成するものは、当該ユーザ回路シフトレジスタで
実際にレジスタとして動作するように構成される。又、
各フリップフロップＦＦｉの出力は、信号ＤＯｉで組合
せ回路１に接続され、それぞれ順序回路の一部となり、
動作する。

【００２８】Ａ２．取込み動作状態：スキャン選択信号
ＳＥが“０”、かつ、スキャンモード信号ＳＭが
“１”。マルチプレクサＭｉ（ｉはこの図で１〜５）
は、テスト対象の組合せ回路から信号ＤＩｉを取り込
む。従って、フリップフロップＦＦｉは、ユーザ回路シ
フトレジスタのものも、そうでないものも、それぞれ信
号ＤＩｉ及び信号ＤＯｉで組合せ回路１に接続され、そ
れぞれ順序回路の一部となり、動作する。このようにス
キャン選択信号ＳＥが無効で、かつ、スキャンモード信
号ＳＭが有効の場合に、本発明における補足観測動作に
対応する動作が行われる。

【００２９】Ａ３．スキャン動作状態：スキャン選択信
号ＳＥが“１”、かつ、スキャンモード信号ＳＭが
“１”。マルチプレクサＭｉ（ｉはこの図で１〜５）
は、スキャン回路を構成するように、該スキャン回路に
おいて前段となるフリップフロップＦＦの出力を選択す
る。従って、複数のフリップフロップＦＦｉは、ユーザ
回路シフトレジスタのものも、そうでないものも、その
入力及び出力が順次接続され、スキャン回路を構成す
る。又、ユーザ回路シフトレジスタのものも含め、これ
らフリップフロップＦＦをスキャン回路シフトレジスタ
として動作させ、それぞれのフリップフロップＦＦの論
理状態を設定しながら、順序回路の組合せ回路１部分の
動作をテストしてゆき、これにより該順序回路の動作を
テストする。

【００３０】なお、従来の図２〜図４における取込み動
作状態が、本実施形態では、ユーザ回路シフトレジスタ
のフリップフロップＦＦｉに設定する動作状態に応じ、
通常動作状態及び取込み動作状態に分割されている。即
ち、ユーザ回路シフトレジスタが、ユーザ回路シフトレ
ジスタとして機能する状態か（通常動作状態）、あるい
はスキャン回路シフトレジスタとして機能する状態か
（取込み動作状態）で、２つに分割されている。

【００３１】このように本実施形態では、本発明を効果
的に適用することができる。スキャンモード信号ＳＭを
切り換えることで、テスト時には、ユーザ回路シフトレ
ジスタとして構成するフリップフロップをスキャン回路
シフトレジスタとして、ユーザ回路シフトレジスタでは
ないフリップフロップと同様に動作させることが可能で
ある。又、このユーザ回路シフトレジスタのフリップフ
ロップは、このようにしても通常動作に影響を与えるこ
とがない。

【００３２】このように、本実施形態では、ユーザ回路
シフトレジスタとして構成するフリップフロップを、テ
ストに際して、ユーザ回路内のノードの論理状態の設定
や観測に用いることができる。従って、論理状態の設定
や観測ができるノードが増え、順序回路のテストの故障
検出率や設計不良検出率を向上することができる。

【００３３】例えば、本実施形態では、図５において、
信号ＤＩ２〜ＤＩ４で論理状態の観測ができる。又、信
号ＤＯ２〜ＤＯ４で論理状態の設定ができる。これに対
して、従来、図３や図４において、ユーザ回路シフトレ
ジスタのフリップフロップでは、これら観測や設定がで
きない。

【００３４】又、本実施形態では、ユーザ回路シフトレ
ジスタとして構成するフリップフロップをテスト回路
に、少なくとも一部流用している。このため、テスト回
路増加による面積増加を抑えることができる。

【００３５】なお、本実施形態では、スキャン選択信号
ＳＥについては、図２〜図４の従来のものと同様であ
る。従って、各種既存設計ツールやテストツールの適用
に際し、特別に考慮する必要がない。

【００３６】

【発明の効果】本発明によれば、テスト回路増加による
面積増加を抑えながら、順序回路のテストの故障検出率
や設計不良検出率を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】スキャンテスト方法のテスト対象となる順序回
路の一例の回路図

【図２】従来のスキャン回路の回路例の回路図

【図３】ユーザ回路シフトレジスタのフリップフロップ
での、従来のスキャン回路の回路例の第１例の回路図

【図４】ユーザ回路シフトレジスタのフリップフロップ
での、従来のスキャン回路の回路例の第２例の回路図

【図５】本発明が適用された実施形態の回路図

【符号の説明】 １…組合せ回路 ＦＦ、ＦＦ１〜ＦＦ５…フリップフロップ Ｍ１〜Ｍ５…マルチプレクサ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】テスト対象となる順序回路のフリップフロ
   ップの入力及び出力を順次接続して、スキャン回路を構
   成し、これらフリップフロップをシフトレジスタとして
   動作させ、それぞれのフリップフロップの論理状態を設
   定しながら、前記順序回路の組合せ回路部分の動作をテ
   ストしてゆくスキャンテスト回路において、 前記フリップフロップの内、前記順序回路中でシフトレ
   ジスタとして用いられているものに、テストに際して観
   測したい前記組合せ回路中の論理状態を取り込む、補足
   観測動作のためのスキャンモード信号を新たに設け、 前記シフトレジスタ用フリップフロップの入力側に、前
   記スキャン回路で前段となるフリップフロップの出力す
   る論理状態、又は、観測したい前記組合せ回路中の論理
   状態を選択するマルチプレクサと、 前記スキャン選択信号が無効で、かつ、前記スキャンモ
   ード信号が有効の場合に、観測する前記組合せ回路中の
   論理状態を前記マルチプレクサが選択するように指示す
   る信号を生成する動作モード制御回路とを備えるように
   したことを特徴とするスキャンテスト回路。
2. 【請求項２】請求項１に記載のスキャンテスト回路にお
   いて、前記動作モード制御回路を、前記スキャン選択信
   号及び前記スキャンモード信号の排他論理和を演算する
   エクスクルーシブＯＲ回路で構成するようにしたことを
   特徴とするスキャンテスト回路。