(57)【要約】      （修正有）【課題】スキャンチェーンの不良フリップフロップ特定回路において、ピン数や配線領域を増加させることなく、不良フリップフロップ候補を２箇所以下に特定できる不良フリップフロップ特定方法を提供する。【解決手段】スキャン信号を入力するスキャン入力ピン02とリセット信号を入力するリセット入力ピン04とクロックを入力するクロックピンと複数のフリップフロップとスキャン出力ピン06とを含んで構成するスキャンチェーンの不良フリップフロップ特定回路100は、すべてのフリップフロップのそれぞれのリセット端子に接続されたリセット入力ピン04からリセット信号を入力し、クロック信号の入力に対応してフリップフロップのおのおののQN端子から接続された次段のフリップフロップのスキャン入力端子へ反転出力信号を入力し、最終段のフリップフロップのQN端子58に接続されたスキャン出力ピン06へスキャン信号を出力する。【選択図】図１
2010025903.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スキャン信号を入力するスキャン入力ピンとリセット信号を入力するリセット入力ピンとクロック信号を入力するクロックピンと複数のフリップフロップとスキャン出力ピンとを含んで構成するスキャンチェーンの不良フリップフロップを特定する回路において、該回路は、
前記フリップフロップのすべてについて、それぞれのリセット端子に接続された前記リセット入力ピンから、リセット信号を入力するリセット信号入力手段と、
前記クロック信号の入力に対応して、前記フリップフロップのおのおのの反転出力端子から該反転出力端子に接続された次段のフリップフロップのスキャン入力端子へ反転出力信号を入力する反転出力信号入力手段と、
前記フリップフロップのうちの最終段の前記反転出力端子に接続された前記スキャン出力ピンへスキャン信号を出力するスキャン信号出力手段とを含むことを特徴とするスキャンチェーンの不良フリップフロップ特定回路。
【請求項２】
スキャン信号を入力するスキャン入力ピンとリセット信号を入力するリセット入力ピンとクロックを入力するクロックピンと複数のフリップフロップとスキャン出力ピンとを含んで構成するスキャンチェーンの不良フリップフロップを特定する方法において、該方法は、
前記フリップフロップのすべてについて、それぞれのリセット端子に接続された前記リセット入力ピンから、リセット信号を入力するリセット信号入力工程と、
前記クロック信号の入力に対応して、前記フリップフロップのおのおのの反転出力端子から該反転出力端子に接続された次段のフリップフロップのスキャン入力端子へ反転出力信号を入力する反転出力信号入力工程と、
前記フリップフロップのうちの最終段の前記反転出力端子に接続された前記スキャン出力ピンへスキャン信号を出力するスキャン信号出力工程とを含むことを特徴とするスキャンチェーンの不良フリップフロップ特定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スキャン設計が適用される大規模集積回路（LSI: Large Scale Integration）に関するもので、とくにスキャンチェーン上に存在する不良フリップフロップ（FF: Flip Flop）を特定する回路およびその方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
LSIのテストの実施において、テストを容易に行うための技術としてスキャン設計が知られている。このスキャン設計には回路内部の信号制御および観測を容易にするためのスキャンチェーンが構成されている。スキャンチェーンとは、最初のフリップフロップのスキャン信号入力端子(SD端子)に接続されるスキャン入力ピンから、最後のフリップフロップのQ端子に接続されたスキャン出力ピンまでの接続回路のことを指し、それぞれのフリップフロップの出力端子(Q端子)が次段のフリップフロップのSD端子に順次接続されている。また、それぞれのフリップフロップは、クロックピンへのポジティブパルス（クロック）の印加によりその立ち上がり時のSD端子の信号状態を保持し、Q端子から次段のフリップフロップに送出する。このときQN端子からはQ端子と逆の信号状態を出力する。
【０００３】
さらに、スキャンチェーンに存在する不良フリップフロップを特定するために、フリップフロップをリセット、プリセット可能な回路構成、すなわち、各フリップフロップのリセット端子(R端子)へのネガティブパルス印加でQ端子に「０」を、プリセット端子(S端子) へのネガティブパルス印加でQ端子に「１」を、セットできる構成となっている。
【０００４】
ここで従来から、不良フリップフロップを確認するため、まず全段のフリップフロップのR端子にネガティブパルス印加して全段のフリップフロップのQ端子を「０」にセットし、次に一段おきのフリップフロップのS端子にネガティブパルス印加して一段おきのフリップフロップのQ端子を「１」にセットした状態とし、クロックピンへクロックを印加してスキャンシフトさせ、出力するビットパターンを観測する。その結果、ビット列が「０１０１０」と配列されていれば、不良フリップフロップはないと判断でき、また、これと異なっていれば、あらかじめビット列の配列によって不良候補のフリップフロップが多くとも２つに特定することができる。
【０００５】
ところで、特許文献１には、スキャンチェーン上に存在するフリップフロップに対して一段おきにS端子を設けて不良フリップフロップを特定する検出方法が開示されている。
【特許文献１】特開平6-230075号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来のスキャンチェーンの不良フリップフロップ特定回路およびその特定方法では、ピン数の制約が厳しいLSIにおいて、各フリップフロップに新たにS端子を設ける必要がある。そのための配線領域の増加となり面積オーバヘッドで問題があった。
【０００７】
本発明は、このような従来技術の欠点を解消し、ピン数を増加させる必要がなくまた配線領域を増加させることもなく、不良フリップフロップ候補を２箇所以下に特定することができる不良フリップフロップ特定方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によれば、上述の課題を解決するために、スキャン信号を入力するスキャン入力ピンとリセット信号を入力するリセット入力ピンとクロック信号を入力するクロックピンと複数のフリップフロップとスキャン出力ピンとを含んで構成するスキャンチェーンの不良フリップフロップを特定する回路において、この回路は、フリップフロップのすべてについて、それぞれのリセット端子に接続されたリセット入力ピンから、リセット信号を入力するリセット信号入力手段と、クロック信号の入力に対応して、フリップフロップのおのおのの反転出力端子からこの反転出力端子に接続された次段のフリップフロップのスキャン入力端子へ反転出力信号を入力する反転出力信号入力手段と、フリップフロップのうちの最終段の反転出力端子に接続されたスキャン出力ピンへスキャン信号を出力するスキャン信号出力手段とを含むことを特徴とする。
【０００９】
また、スキャン信号を入力するスキャン入力ピンとリセット信号を入力するリセット入力ピンとクロックを入力するクロックピンと複数のフリップフロップとスキャン出力ピンとを含んで構成するスキャンチェーンの不良フリップフロップを特定する方法は、フリップフロップのすべてについて、それぞれのリセット端子に接続されたリセット入力ピンから、リセット信号を入力するリセット信号入力工程と、  クロック信号の入力に対応して、フリップフロップのおのおのの反転出力端子からこの反転出力端子に接続された次段のフリップフロップのスキャン入力端子へ反転出力信号を入力する反転出力信号入力工程と、フリップフロップのうちの最終段の反転出力端子に接続されたスキャン出力ピンへスキャン信号を出力するスキャン信号出力工程とを含むことを特徴とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
次に添付図面を参照にして、本発明によるスキャンチェーン上の不良フリップフロップ特定回路の実施例を詳細に説明する。本来ならば各フリップフロップ(FF)に記載した記号の端子に対して接続される回路などが存在するが、煩雑となるため本発明の理解に直接関係のない部分は、図示を省略し、冗長な説明を避ける。
【００１１】
たとえば図１に示すように本実施例の不良フリップフロップ特定回路100は、スキャンチェーン上の不良フリップフロップを特定するために、フリップフロップのみをリセット可能な回路構成としており、スキャン入力ピン02とリセット入力ピン04と複数のフリップフロップ（FF1、FF2、FF3、FF4、FF5）とスキャン出力ピン06とを含んで構成される。
【００１２】
スキャン入力ピン02は、１段目のフリップフロップFF1のスキャン入力端子(SD端子)10に接続され、スキャン信号をFF1に送る。
【００１３】
リセット入力ピン04は、すべてのフリップフロップのそれぞれのリセット端子(R端子)に接続され、フリップフロップをリセットするためにネガティブパルスを送る。
【００１４】
１段目のフリップフロップFF1は、スキャン入力ピン02から送られるスキャン信号を受けるSD端子10と、リセット入力ピン04から送られるリセット信号を受けるR端子12と、クロック入力端子（図示せず）から送られるパルス信号を受けるクロック端子(CLK端子)14と、これらの信号によって保持しているLow信号（「０」信号）またはHigh信号（「１」信号）を出力する出力端子(Q端子)16およびQ端子16と反転した信号を出力する反転出力端子(QN端子)18とを含んで構成され、QN端子18は、次段のFF2のSD端子20に接続される。
【００１５】
２段目のフリップフロップFF2は、SD端子20が接続されているFF1のQN端子18から信号を受け、その他端子がFF1と同様の構成でFF3に接続されている。
【００１６】
３段目のフリップフロップFF3と４段目のフリップフロップFF4とも、FF2と同様の構成で、前段のフリップフロップと後段のフリップフロップに接続される。
【００１７】
最終段のフリップフロップFF5は、QN端子58がスキャン出力ピン06に接続されており、その他の端子がFF4と同様に構成される。
【００１８】
次に、本実施例のスキャンチェーンの不良フリップフロップ特定方法の動作を、図２〜図４を参照にしながら説明する。
【００１９】
まず、スキャンチェーンに存在する不良フリップフロップを特定するための初期設定を行う。すなわちリセット入力ピン04にネガティブパルスを印加することにより全段のフリップフロップのR端子にネガティブパルスが印加され、全段のフリップフロップのQN端子を「１」にセットする。この状態において、各フリップフロップが不良でないかぎり各フリップフロップのQN出力は、「１」、「１」、「１」、「１」 、「１」となる（図２）。
【００２０】
次にクロック入力ピンにクロックを印加し、フリップフロップのCLK端子にクロックを印加することによりスキャンチェーンにスキャンシフトさせる。このとき、FF1、FF2、FF3、FF4、FF5すべてが正常である場合には、スキャン出力ピンでは、順次「１」、「０」、「１」、「０」 、「１」のスキャン信号が出力され、このスキャン出力を初段から右詰で配列した出力ビット列は「１０１０１」となる。
【００２１】
これと異なったビット列が観察された場合には、スキャンチェーン内に不良のフリップフロップがあると判定される。
【００２２】
不良のフリップフロップがあると判定された時は、次の手順で不良フリップフロップを特定することができる。たとえば図３に示すようにFF2のQ端子26が「０」にホールドされた（QN端子28は「１」にホールドされている）という不良の場合には、出力ビット列は「１０１００」となる。
【００２３】
また図４に示すようにFF1のQ端子16が「１」にホールドされた（QN端子18は「０」にホールドされている）という不良の場合も出力ビット列は「１０１００」となる。このことから逆に出力ビット列が「１０１００」と観察されたときは、FF2またはFF1が不良候補として特定できる。これは、不良フリップフロップを境としてその次段から出力が変化しなくなることから、ここでは右から2番目の出力ビット、すなわち２段目のフリップフロップFF2が不良候補と判定でき、またその前段も不良の候補となると判定できるためである。
【００２４】
しかし、この場合FF1のQ端子16が「０」にホールドされた（QN端子18は「１」にホールドされている）という不良の場合に限っては、出力ビット列は「１０１０１」となり不良の判定ができないことになる。そのため、引き続き次の手順で判定を行う。
【００２５】
まず図２で示した初期設定を行った後、図５に示すように、FF1のスキャン入力に「１」を設定し、同様にフリップフロップのCLK端子にクロックを印加することによりスキャンチェーンにスキャンシフトさせる。他のフリップフロップは前段階ですべて正常と確認されており、FF1が正常であれば、出力ビット列は「１０１０１０」となる。
【００２６】
ここで、FF1のQ端子16が「０」にホールドされた（QN端子18は「１」にホールドされている）という不良の場合には出力ビット列は「１０１０１１」となるため１段目のフリップフロップFF1が不良であることが特定できる。
【００２７】
以上のように、実施例によれば、従来技術のようにプリセットピンの設置によるピン数および配線領域を増加させることなく、スキャンチェーン上に存在する不良候補のフリップフロップを従来技術と同等の２個以下に特定することができる。
【００２８】
以上、５つのフリップフロップからなるスキャンチェーンについて説明したが、５つ以下もしくは５つ以上のフリップフロップからなるスキャンチェーンでも構わないし、そのときも同様に、不良候補のフリップフロップを従来技術と同等の２個以下に特定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施例によるスキャンチェーンの不良フリップフロップ特定回路の構成例を示すブロック図である。
【図２】図１に示すスキャンチェーンの不良フリップフロップ特定回路の動作を示すブロック図である。
【図３】図１に示すスキャンチェーンの不良フリップフロップ特定回路の動作を示すブロック図である。
【図４】図１に示すスキャンチェーンの不良フリップフロップ特定回路の動作を示すブロック図である。
【図５】図１に示すスキャンチェーンの不良フリップフロップ特定回路の動作を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００３０】
100  スキャンチェーンの不良フリップフロップ特定回路
02  スキャン入力ピン
04  リセット入力ピン
06  スキャン出力ピン
08  プリセット入力ピン  
10、20  スキャン入力端子
12  リセット端子
14  クロック端子
16、26  出力端子
18、28、48、58  反転出力端子
25、45  プリセット端子  
【図１】
2010025903.tif 000003
【図２】
2010025903.tif 000004
【図３】
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【図４】
2010025903.tif 000006
【図５】
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