(57)【要約】【課題】ＬＳＩ間、ボード間、装置（ユニット）間などのインターフェースにおいて、信号線１本当りのデータ転送効率を向上させる。【解決手段】シフト回路７１０−０は、１本のデジタル信号Ｄ１（０）をシフトさせて、３本のデジタル信号Ｄ１Ｓ（００）乃至（０２）として出力する。アナログ変換回路７２０−０は、３本のデジタル信号Ｄ１Ｓ（００）乃至（０２）を１本のアナログ信号Ａ２（０）に変換して転送する。デジタル変換回路７３０−０は、１本のアナログ信号Ａ２（０）を３本のデジタル信号Ｄ３（００）乃至（０２）に変換する。選択回路７４０−０は、３本のデジタル信号Ｄ３（００）乃至（０２）から順次選択して１本のデジタル信号Ｄ４（０）を出力する。【選択図】図２６
2010098384.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｋビット（ｋは２以上の整数）分の出力デジタル値を出力する出力デジタル値出力手段と、
ｎ個（ｎは「３≦ｎ≦（２のｋ乗）」となる整数）の離散値を含むｍ個（ｍはｎ以上の整数）の値のうちの、前記ｋビットの出力デジタル値に対応する１個の出力アナログ値を出力する出力アナログ値出力手段と、
共通トリガ信号に基づいて前記出力アナログ値を保持して出力する出力アナログフリップフロップと
を具備するインターフェース回路。
【請求項２】
前記出力デジタル値出力手段は、
前記共通トリガ信号に基づいて前記ｋビットの出力デジタル値を保持して出力する共通出力デジタル値保持手段
を備える
請求項１記載のインターフェース回路。
【請求項３】
前記出力デジタル値出力手段は、
前記出力デジタル値の制御に固有の出力トリガ信号に基づいてそれぞれ１ビットの出力デジタル値を保持して出力するｋ個の固有出力デジタル値保持手段と、
前記ｋ個のうちのｉ番目（ｉは「１≦ｉ≦（ｋ-１）」を満たす任意の整数）の固有出力デジタル値保持手段の出力をｉ＋１番目の固有出力デジタル値保持手段の入力とし、前記ｋ個の固有出力デジタル値保持手段によって保持される出力デジタル値を前記出力トリガ信号に基づいてシフトさせる固有出力デジタル値シフト手段と
をさらに備え、
前記共通出力デジタル値保持手段は、
前記共通トリガ信号に基づいて、前記ｋ個の各固有出力デジタル値保持手段から出力される計ｋビットの出力デジタル値を入力し、前記ｋビットの出力デジタル値として保持して出力する
請求項２記載のインターフェース回路。
【請求項４】
前記共通トリガ信号の周期が前記出力トリガ信号の周期のｋ倍である
請求項３記載のインターフェース回路。
【請求項５】
前記出力アナログ値保持手段が、半導体基体上に形成された拡散層領域に電荷を蓄積することによりアナログ値を保持する
請求項１乃至４のいずれかに記載のインターフェース回路。
【請求項６】
前記出力アナログ値保持手段が、半導体基体上に生じた空乏層領域に電荷を蓄積することによりアナログ値を保持する
請求項１乃至４のいずれかに記載のインターフェース回路。
【請求項７】
ｎ個（ｎは「３≦ｎ≦（２のｋ乗）」を満たす整数、ｋは２以上の整数）の離散値を含むｍ個（ｍはｎ以上の整数）の値のうちのいずれかの値を示す入力アナログ値を、共通トリガ信号に基づいて入力して保持する入力アナログフリップフロップと、
入力アナログ値に対応するｋビット分の入力デジタル値を内部に入力して保持する入力デジタル値入力手段と
を具備するインターフェース回路。
【請求項８】
前記入力デジタル値入力手段は、
前記入力アナログ値に対応するｋビット分の入力デジタル値を出力する入力デジタル値出力手段と、
前記共通トリガ信号に基づいて、前記ｋビットの入力デジタル値を保持する共通入力デジタル値保持手段と
を備える
請求項７記載のインターフェース回路。
【請求項９】
前記入力デジタル値入力手段は、
前記入力デジタル値の制御に固有の入力トリガ信号に基づいて１ビットの入力デジタル値を入力して保持する固有入力デジタル値保持手段と、
前記共通入力デジタル値保持手段が保持する前記ｋビットのうちの１ビットの入力デジタル値を前記入力トリガ信号に基づいて順次選択し、前記固有入力デジタル値保持手段の入力として供給する固有入力デジタル値選択手段と
をさらに備える
請求項８記載のインターフェース回路。
【請求項１０】
前記共通トリガ信号の周期が前記入力トリガ信号の周期のｋ倍である
請求項９記載のインターフェース回路。
【請求項１１】
前記入力アナログ値保持手段が、半導体基体上に形成された拡散層領域に電荷を蓄積することによりアナログ値を保持する
請求項７乃至１０のいずれかに記載のインターフェース回路。
【請求項１２】
前記入力アナログ値保持手段が、半導体基体上に生じた空乏層領域に電荷を蓄積することによりアナログ値を保持する
請求項７乃至１０のいずれかに記載のインターフェース回路。
【請求項１３】
共通トリガ信号に基づいて、ｋビット（ｋは２以上の整数）分の出力デジタル値を、ｎ個（ｎは「３≦ｎ≦（２のｋ乗）」を満たす整数）の離散値を含むｍ個（ｍはｎ以上の整数）の値のうちの、対応する１個の出力アナログ値として出力する出力インターフェース回路と、
前記共通トリガ信号に基づいて、前記出力アナログ値を入力アナログ値として入力し、対応するｋビット分の入力デジタル値を内部に入力する入力インターフェース回路と、
前記出力インターフェース回路および前記入力インターフェース回路に対する前記共通トリガ信号の供給を制御する制御手段と
を具備するデータ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、データ処理装置に関し、特にＬＳＩ間、ボード間、装置（ユニット）間などにおける転送を行うインターフェース回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体技術および回路技術の進歩により、ＬＳＩ内やボード内のクロック速度は高速化の一途を辿っている。このようにクロック速度が高速化した場合、ＬＳＩ間、ボード間、装置（ユニット）間などのインターフェースがボトルネックになってくる。デジタル信号のデータを送受信する際には、遅延のミニマム補償も必要になり、クロック期間よりもさらに短い期間にデータが伝送されるように調整する必要がある。
【０００３】
このようなクロック速度の高速化に対応するために、例えば、ケーブル遅延やビット間スキューを自動補正する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平１１−１１２４８３号公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述の従来技術では、位相／同期調整用のテストパターンを予め送出する必要があり、取り扱いが煩雑になる。このような調整を避けるために、インターフェースにおけるクロック速度を低速化することも考えられるが、転送速度の低下を招くおそれがある。クロック速度を低速化して転送速度を維持するためには、信号線の本数を増やして並列に転送することも考えられるが、信号線の増大は実装上許容されないおそれがある。
【０００５】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、ＬＳＩ間、ボード間、装置（ユニット）間などのインターフェースにおいて、信号線１本当りのデータ転送効率を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その第１の側面は、ｋビット（ｋは２以上の整数）分の出力デジタル値を出力する出力デジタル値出力手段と、ｎ個（ｎは「３≦ｎ≦（２のｋ乗）」となる整数）の離散値を含むｍ個（ｍはｎ以上の整数）の値のうちの、上記ｋビットの出力デジタル値に対応する１個の出力アナログ値を出力する出力アナログ値出力手段と、共通トリガ信号に基づいて上記出力アナログ値を保持して出力する出力アナログフリップフロップとを具備するインターフェース回路である。これにより、出力先の回路等で、共通トリガ信号に基づいて入力することにより、その共通トリガ信号の制御により、アナログ値の出力と入力を同期化させるものである。この場合、ｋビットのデジタル値を通信やインターフェースによりそのまま出力および入力することにより、少なくともｋ本の信号線数（例えば、ピン数、配線数、ケーブル本数等）が必要となるのに対して、そのｋビットのデジタル値に対応する１個のアナログ値で通信（またはインターフェース）することにより１本の信号線数で済むため、ピン数、配線数、ケーブル本数等を低減することができる。例えば、ｎ＝（２のｋ乗）の離散値を判別可能な精度の範囲で、１本の信号線（すなわち、１／ｋの信号線数）により転送することができる。また、これらにより、インターフェースに要する領域や通信距離を低減できるため、装置の小型化や処理の高速化を図ることができる。
【０００７】
また、この第１の側面において、上記出力デジタル値出力手段は、上記共通トリガ信号に基づいて上記ｋビットの出力デジタル値を保持して出力する共通出力デジタル値保持手段を備えてもよい。これにより、ｋビットの出力デジタル値の保持タイミングから、対応する１個の出力アナログ値の出力タイミングまでを、共通トリガ信号の制御により、共通して同期化させるものである。また、出力先の回路等における共通トリガ信号に基づく入力により、アナログ値の入出力までをも含めた全体を同期化させるものである。
【０００８】
また、この第１の側面において、上記出力デジタル値出力手段は、上記出力デジタル値の制御に固有の出力トリガ信号に基づいてそれぞれ１ビットの出力デジタル値を保持して出力するｋ個の固有出力デジタル値保持手段と、上記ｋ個のうちのｉ番目（ｉは「１≦ｉ≦（ｋ-１）」を満たす任意の整数）の固有出力デジタル値保持手段の出力をｉ＋１番目の固有出力デジタル値保持手段の入力とし、上記ｋ個の固有出力デジタル値保持手段によって保持される出力デジタル値を上記出力トリガ信号に基づいてシフトさせる固有出力デジタル値シフト手段とをさらに備え、上記共通出力デジタル値保持手段は、上記共通トリガ信号に基づいて、上記ｋ個の各固有出力デジタル値保持手段から出力される計ｋビットの出力デジタル値を入力し、上記ｋビットの出力デジタル値として保持して出力してもよい。これにより、少なくともｋ個の出力トリガ信号分の周期でｋビットの出力デジタル値を出力させるものである。
【０００９】
また、この第１の側面において、上記共通トリガ信号の周期が上記出力トリガ信号の周期のｋ倍であるようにしてもよい。これにより、共通トリガ信号に基づいて制御されるｋビットの出力デジタル値の出力から、対応する１個の出力アナログ値出力までの処理、さらには、出力先の回路等における共通トリガ信号に基づくアナログ値の入力（通信、インタフェース）までをも含めた全体を、出力トリガ信号の周期のｋ倍という遅い周期に合わせて同期化させるものである。このため、出力トリガ信号の周期が短い場合、言い換えれば高速で動作するデジタル回路から出力されるデジタル値を出力する場合等であっても、スループットを下げることなく、ｋ倍という充分な時間をかけて、例えばＬＳＩ間、ボード間、ユニット間などの、長距離の伝送処理が可能となる。
【００１０】
また、この第１の側面において、上記出力アナログ値保持手段が、半導体基体上に形成された拡散層領域に電荷を蓄積することによりアナログ値を保持してもよい。例えば、電荷転送素子としてＢＢＤ（Bucket Brigade Device／Bucket Bridge Device）を用いることができる。
【００１１】
また、この第１の側面において、上記出力アナログ値保持手段が、半導体基体上に生じた空乏層領域に電荷を蓄積することによりアナログ値を保持してもよい。例えば、電荷転送素子としてＣＣＤ（Charge Coupled Device）を用いることができる。
【００１２】
また、本発明の第２の側面は、ｎ個（ｎは「３≦ｎ≦（２のｋ乗）」を満たす整数、ｋは２以上の整数）の離散値を含むｍ個（ｍはｎ以上の整数）の値のうちのいずれかの値を示す入力アナログ値を、共通トリガ信号に基づいて入力して保持する入力アナログフリップフロップと、入力アナログ値に対応するｋビット分の入力デジタル値を内部に入力して保持する入力デジタル値入力手段とを具備するインターフェース回路である。これにより、出力元の回路等で、共通トリガ信号に基づいて出力することにより、その共通トリガ信号の制御によって、通信やインターフェースにおけるアナログ値の出力と入力を同期化させるものである。また、この場合、ｋビットのデジタル値の通信（またはインタフェース）では、少なくともｋ本の信号線数が必要となるのに対して、そのｋビットのデジタル値に対応する１個のアナログ値で通信（またはインタフェース）することにより１本の信号線数で済むため、ピン数、配線数、ケーブル本数等を低減することができる。例えば、ｎ＝（２のｋ乗）の離散値を判別可能な精度の範囲で、１本の信号線（すなわち、１／ｋの信号線数）により転送することができる。また、これらにより、インターフェースに要する領域や通信距離を低減できるため、装置の小型化や処理の高速化を図ることができる。
【００１３】
また、この第２の側面において、上記入力デジタル値入力手段は、上記入力アナログ値に対応するｋビット分の入力デジタル値を出力する入力デジタル値出力手段と、上記共通トリガ信号に基づいて、上記ｋビットの入力デジタル値を保持する共通入力デジタル値保持手段とを備えてもよい。これにより、１個の入力アナログ値の入力タイミングから、対応するｋビットの入力デジタル値の保持タイミングまでを、共通トリガ信号の制御により共通して同期化させ、さらには、出力元の回路等における共通トリガ信号に基づく出力により、アナログ値の入出力までをも含めた全体を同期化させるものである。
【００１４】
また、この第２の側面において、上記入力デジタル値入力手段は、上記入力デジタル値の制御に固有の入力トリガ信号に基づいて１ビットの入力デジタル値を入力して保持する固有入力デジタル値保持手段と、上記共通入力デジタル値保持手段が保持する上記ｋビットのうちの１ビットの入力デジタル値を上記入力トリガ信号に基づいて順次選択し、上記固有入力デジタル値保持手段の入力として供給する固有入力デジタル値選択手段とをさらに備えてもよい。これにより、少なくともｋ個の入力トリガ信号分の周期で、ｋビットの入力デジタル値を入力させるものである。
【００１５】
また、この第２の側面において、上記共通トリガ信号の周期が上記入力トリガ信号の周期のｋ倍であるようにしてもよい。これにより、共通トリガ信号に基づいて制御される１個の入力アナログ値の入力から、ｋビットの入力デジタル値の保持までの処理、さらには、出力元の回路等における共通トリガ信号に基づくアナログ値の出力（通信、インタフェース）までをも含めた全体を、入力トリガ信号の周期のｋ倍という遅い周期に合わせて同期化させるものである。このため、入力トリガ信号の周期が短い場合、言い換えれば高速で動作するデジタル回路に入力されるデジタル値を入力する場合等であっても、スループットを下げることなく、ｋ倍という充分な時間をかけて、例えばＬＳＩ間、ボード間、ユニット間などの、長距離の伝送処理が可能となる。
【００１６】
また、この第２の側面において、上記入力アナログ値保持手段が、半導体基体上に形成された拡散層領域に電荷を蓄積することによりアナログ値を保持してもよい。例えば、電荷転送素子としてＢＢＤ（Bucket Brigade Device／Bucket Bridge Device）を用いることができる。
【００１７】
また、この第２の側面において、上記入力アナログ値保持手段が、半導体基体上に生じた空乏層領域に電荷を蓄積することによりアナログ値を保持してもよい。例えば、電荷転送素子としてＣＣＤ（Charge Coupled Device）を用いることができる。
【００１８】
また、本発明の第３の側面は、共通トリガ信号に基づいて、ｋビット（ｋは２以上の整数）分の出力デジタル値を、ｎ個（ｎは「３≦ｎ≦（２のｋ乗）」を満たす整数）の離散値を含むｍ個（ｍはｎ以上の整数）の値のうちの、対応する１個の出力アナログ値として出力する出力インターフェース回路と、上記共通トリガ信号に基づいて、上記出力アナログ値を入力アナログ値として入力し、対応するｋビット分の入力デジタル値を内部に入力する入力インターフェース回路と、上記出力インターフェース回路および上記入力インターフェース回路に対する上記共通トリガ信号の供給を制御する制御手段とを具備するデータ処理装置である。これにより、共通トリガ信号の制御により、アナログ値の出力と入力（通信、インタフェース）を同期化させるものである。また、この場合、ｋビットのデジタル値をそのまま通信（またはインタフェース）すれば、少なくともｋ本の信号線数（例えば、ピン数、配線数、ケーブル本数等）が必要となるのに対して、対応する１個のアナログ値で通信（またはインタフェース）すれば１本の信号線数で済むため、ピン数、配線数、ケーブル本数等を低減することができる。例えば、ｎ＝（２のｋ乗）の離散値を判別可能な精度の範囲で、１本の信号線（すなわち、１／ｋの信号線数）により転送することができる。また、これらにより、インターフェースに要する領域や通信距離を低減できるため、装置の小型化や処理の高速化を図ることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、ＬＳＩ間、ボード間、装置（ユニット）間などのインターフェースにおいて、信号線１本当りのデータ転送効率を向上させることができるという優れた効果を奏し得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
次に本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００２１】
図１は、本発明の実施の形態におけるアナログスキャン回路１００と試験対象となる回路群との関係例を示す図である。回路１１乃至１３は、試験の際に観測対象となる回路である。回路３１乃至３３は、試験の際に制御対象となる回路である。なお、ここでは説明の便宜上、観測対象となる回路および制御対象となる回路がそれぞれ３つずつ存在することを想定しているが、これに限定されるものではない。
【００２２】
アナログスキャン回路１００は、入力端子ＩＮ１乃至ＩＮ３に入力された回路１１乃至１３の内部の信号電圧をサンプリングしてアナログ値として保持し、また、出力端子ＶＯＵＴ１乃至ＶＯＵＴ３から回路３１乃至３３に対してアナログ値を供給して各回路の内部の信号電圧として設定する機能を有する。また、アナログスキャン回路１００は、スキャンイン端子Ｓｉｎおよびスキャンアウト端子Ｓｏｕｔを備えており、（図示しない）テスタからスキャンイン端子Ｓｉｎに入力されたテストデータをアナログ値として保持し、また、スキャンアウト端子Ｓｏｕｔからテスタに対してテストデータを出力する機能を有する。
【００２３】
回路３１乃至３３の入力端子には、それぞれ２つのトランジスタ５１乃至５３および６１乃至６３が接続されており、何れか一方のトランジスタが導通することにより、回路２１乃至２３の出力端子またはアナログスキャン回路１００の出力端子ＶＯＵＴ１乃至ＶＯＵＴ３の何れかの信号が入力されるようになっている。何れのトランジスタを導通させるかは、テスト端子ＴＳ１乃至ＴＳ３の信号によって制御される。トランジスタ５１乃至５３および６１乃至６３のゲート端子には、インバータ４１乃至４３によって互いに相反する極性の信号が与えられ、両トランジスタは互いに異なる状態となるように制御される。
【００２４】
例えば、回路３１をテストする場合には、テスト端子ＴＳ１に「１」が設定され、トランジスタ６１がオン状態になり、トランジスタ５１がオフ状態になる。これにより、回路３１にはアナログスキャン回路１００のＶＯＵＴ１の信号が入力される。一方、回路３１をテストしない通常動作の場合には、テスト端子ＴＳ１に「０」が設定され、トランジスタ６１がオフ状態になり、トランジスタ５１がオン状態になる。これにより、回路３１には前段の回路２１からの信号が入力される。
【００２５】
アナログスキャン回路１００は、アナログ値を保持するセルを複数備えており、保持されるアナログ値はセルの間でシフト転送できるようになっている。この転送タイミングを制御するために、アナログスキャン回路１００にはシフト転送のためのクロック端子ＳＡｃｋおよびＳＢｃｋが設けられている。また、アナログスキャン回路１００には、アナログ値をセルに新たに保持（ロードまたはサンプリング）するためのクロック端子Ｌｃｋ、および、保持しているアナログ値を出力（ライト）するためのクロック端子Ｗｃｋが設けられている。各セルに保持されるアナログ値は、アナログ信号のパルス振幅変調（ＰＡＭ：Pulse Amplitude Modulation）信号である。すなわち、時間方向には量子化（サンプリング）されるが、振幅としてはアナログ値となる。
【００２６】
また、アナログスキャン回路１００には、ロード用制御端子ＬＣＮＴ１乃至ＬＣＮＴ３およびライト用制御端子ＷＣＮＴ１乃至ＷＣＮＴ３が設けられる。ロード用制御端子ＬＣＮＴ１乃至ＬＣＮＴ３は、入力端子ＩＮ１乃至ＩＮ３に対応し、これらを個別に制御するための端子である。また、ライト用制御端子ＷＣＮＴ１乃至ＷＣＮＴ３は、出力端子ＶＯＵＴ１乃至ＶＯＵＴ３に対応し、これらを個別に制御するための端子である。これらの制御の具体的な内容については後述する。
【００２７】
図２は、本発明の実施の形態におけるアナログスキャン回路１００の第１の実施例を示す概念図である。また、図３は、本発明の実施の形態におけるアナログスキャン回路１００の第１の実施例を示すレイアウト図である。
【００２８】
アナログスキャン回路１００は、例えばＰ型のシリコン基板１０１上に形成される。シリコン基板１０１の表面には、酸化工程により絶縁膜１０２が形成される。絶縁膜１０２の下にはＮ型の拡散層領域２２１乃至２２６が形成される。また、絶縁膜１０２の上には拡散層領域２２１乃至２２６に対応する位置にゲート電極２１１乃至２１６が形成される。このゲート電極２１１乃至２１６は、図示するように、拡散層領域２２１乃至２２６の隣接する一方の上方に延在している。
【００２９】
ゲート電極２１１乃至２１６と拡散層領域２２１乃至２２６との間の容量にはそれぞれ電荷を蓄積することができる。ゲート電極２１１乃至２１６には、１つおきにクロック信号線１２１および１２２が接続される。クロック信号線１２１にはクロック信号ＳＡｃｋが供給され、クロック信号線１２２にはクロック信号ＳＢｃｋが供給される。このクロック信号ＳＡｃｋおよびＳＢｃｋを制御することにより、蓄積された電荷が左方から右方へ転送される。
【００３０】
このアナログスキャン回路１００は、ＢＢＤ（Bucket Brigade Device／Bucket Bridge Device）を基本としたものであり、電荷を蓄積する単位としてセル２０１乃至２０６に分けることができる。なお、ここでは説明の便宜上、６つのセル２０１乃至２０６を示しているが、これに限定されるものではない。ＢＢＤのセル構造は、例えば特公昭４７−２７５７３号公報に記載されている。
【００３１】
拡散層領域２２１乃至２２６には、他の回路からの出力信号を入力することができる。この第１の実施例では、拡散層領域２２１にトランジスタ３０１を、拡散層領域２２３にトランジスタ３０２を、拡散層領域２２５にトランジスタ３０３を、それぞれ接続している。トランジスタ３０１の一端には入力端子ＩＮ１（３１１）が接続され、トランジスタ３０２の一端には入力端子ＩＮ２（３１２）が接続され、トランジスタ３０３の一端には入力端子ＩＮ３（３１３）が接続されている。
【００３２】
また、トランジスタ３０１乃至３０３のゲートにはロード用クロック信号線１３０が接続されている。このクロック信号線１３０には、ロード用クロック信号Ｌｃｋが供給される。これにより、クロック信号ＬｃｋがＨ（Ｈｉｇｈ）状態であれば、トランジスタ３０１乃至３０３がオン状態となって、入力端子ＩＮ１乃至ＩＮ３のアナログ信号が拡散層領域２２１、２２３および２２５に供給される。このようにして供給されたアナログ信号によって、ゲート電極２１１、２１３および２１５と拡散層領域２２１、２２３および２２５との間のそれぞれの容量には電荷が充電される。そして、クロック信号ＬｃｋがＬ（Ｌｏｗ）状態になると、トランジスタ３０１乃至３０３がオフ状態となり、電荷の充電は停止する。
【００３３】
この第１の実施例では、拡散層領域２２５に電荷電圧変換アンプ（ＱＶアンプ）４０１が接続されており、この電荷電圧変換アンプ４０１を介してスキャンアウト信号Ｓｏｕｔがスキャンアウト端子に出力される。この電荷電圧変換アンプ４０１は、蓄積されている電荷を電圧に変換するアンプである。また、拡散層領域２２６にはイコライズ用のイニシャル電圧Ｖｅｑが供給される。クロック信号ＳＡｃｋおよびＳＢｃｋをともにＨ状態とすることにより、拡散層領域２２１乃至２２６の電位がイコライズ用のイニシャル電圧Ｖｅｑに一致するようになり、ゲート電極２１１乃至２１６と拡散層領域２２１乃至２２６との間の各容量に保持されていた可動電荷がイニシャル値（Ｑｅｑ）になる。このイコライズは、データシフト時に途中のセルに蓄積電荷が存在すると、信号から作った電荷に加算されて精度が劣化するため、これを防ぐために行われる処理である。なお、スキャン動作によってイコライズが自動的に行われるため、２度目のスキャン以降では再度イコライズを行う必要はない。
【００３４】
図４は、本発明の実施の形態におけるアナログスキャン回路１００の第１の実施例のタイミングチャートである。
【００３５】
時刻Ｔ１では、クロック信号ＳＡｃｋおよびＳＢｃｋがともにＨ状態にされることにより、拡散層領域２２１乃至２２６における電位ＶＣ１乃至ＶＣ６はイコライズ用の電位Ｖｅｑに一致するようになり、可動電荷はイニシャル値（Ｑｅｑ）となる。したがって、このときのスキャンアウト信号Ｓｏｕｔは、イニシャル電圧（Ｖｅｑ）になる。
【００３６】
時刻Ｔ２では、クロック信号ＬｃｋがＨ状態にされることにより、入力端子ＩＮ１乃至ＩＮ３のアナログ信号が拡散層領域２２１、２２３および２２５に供給され、それぞれＶＣ１乃至ＶＣ３として電荷が蓄積される。このときのスキャンアウト信号Ｓｏｕｔは、入力端子ＩＮ３に供給されている電位と同じ電位になる。
【００３７】
時刻Ｔ３では、クロック信号ＳＡｃｋがＬ状態、クロック信号ＳＢｃｋがＨ状態にされることにより、ゲート電極２１１、２１３および２１５と拡散層領域２２１、２２３および２２５との間のそれぞれの容量に保持されていた電荷が、ゲート電極２１２、２１４および２１６と拡散層領域２２２、２２４および２２６との間のそれぞれの容量に転送される。これにより、ゲート電極２１１、２１３および２１５と拡散層領域２２１、２２３および２２５との間のそれぞれの容量における可動電荷はイニシャル値（Ｑｅｑ）になる。
【００３８】
時刻Ｔ４では、クロック信号ＳＡｃｋがＨ状態、クロック信号ＳＢｃｋがＬ状態にされることにより、ゲート電極２１２、２１４および２１６と拡散層領域２２２、２２４および２２６との間のそれぞれの容量に保持されていた電荷が、ゲート電極２１１、２１３および２１５と拡散層領域２２１、２２３および２２５との間のそれぞれの容量に転送される。このときのスキャンアウト信号Ｓｏｕｔは、時刻Ｔ２において入力端子ＩＮ２に供給されていた電位と同じ電位になる。
【００３９】
同様に、時刻Ｔ５では、クロック信号ＳＡｃｋがＬ状態、クロック信号ＳＢｃｋがＨ状態にされ、続く時刻Ｔ６では、クロック信号ＳＡｃｋがＨ状態、クロック信号ＳＢｃｋがＬ状態にされる。これにより、時刻６におけるスキャンアウト信号Ｓｏｕｔは、時刻Ｔ２において入力端子ＩＮ１に供給されていた電位と同じ電位になる。
【００４０】
時刻Ｔ７以降は、時刻Ｔ２以降の動作を繰り返すことになる。したがって、クロック信号ＳＡｃｋまたはＳＢｃｋの半周期分を１Ｔとして表すと、この第１の実施例におけるサンプリング（ロード）周期は５Ｔになる。
【００４１】
このように、本発明の実施の形態における第１の実施例では、クロック信号ＬｃｋをＨ状態にすることにより入力端子ＩＮ１乃至ＩＮ３のアナログ信号を取り込み、その後、クロック信号ＳＡｃｋおよびＳＢｃｋを交互にＨ状態にすることにより電荷を転送して、スキャンアウト信号Ｓｏｕｔとして出力することができる。
【００４２】
なお、実際のＬＳＩにおいてモニターしたい信号は、ＬＳＩの中に不規則に分散しているため、このＢＢＤセルをＬＳＩの一部分にまとめて配置してしまうと、それぞれのノードからＢＢＤセルまで配線する必要があり、チップ面積を増大させることになる。そこで、ＢＢＤセルを分割して、それぞれのノードの近くに配置し、また、トータルの配線が最短になるように一筆書きに配置するのが好ましい。図５は、本発明の実施の形態においてＢＢＤセルを分散配置する例を示す図である。この例のように、一方のＢＢＤセルにおける拡散層領域２２７と他方のＢＢＤセルにおける拡散層領域２２８との間を信号線２５１により接続することにより、分散したＢＢＤセル間においても連続するスキャンパスとして扱うことができるようになる。
【００４３】
図６は、本発明の実施の形態におけるアナログスキャン回路１００の第２の実施例を示すレイアウト図である。第１の実施例では入力端子ＩＮ１乃至ＩＮ３が接続されるトランジスタのゲートには共通のロード用クロック信号線１３０が接続されていたが、この第２の実施例では入力端子ＩＮ１乃至ＩＮ３が接続されるトランジスタのゲート電極３２１乃至３２３には個別の制御信号線が接続されている。これら個別の信号線には論理和ゲート３３１乃至３３３の出力が接続されている。
【００４４】
論理和ゲート３３１乃至３３３は、制御信号ＬＣＮＴ１乃至ＬＣＮＴ３とロード用クロック信号Ｌｃｋのそれぞれの論理和（ＯＲ）を生成する論理ゲートである。これにより、ロード用クロック信号ＬｃｋがＨ状態でない場合であっても、個別に制御信号ＬＣＮＴ１乃至ＬＣＮＴ３をＨ状態にすることにより、対応する入力端子ＩＮ１乃至ＩＮ３のアナログ信号を取り込むことができる。
【００４５】
図７は、本発明の実施の形態におけるアナログスキャン回路１００の第２の実施例のタイミングチャートである。この第２の実施例では、入力端子ＩＮ１のアナログ信号のみを取り込むために、定常的にＬＣＮＴ１＝Ｈ、ＬＣＮＴ２＝Ｌ、ＬＣＮＴ３＝Ｌ、Ｌｃｋ＝Ｌに設定されるものとする。
【００４６】
時刻Ｔ１で、制御信号ＬＣＮＴ１がＨ状態になると、拡散層領域２２１に入力端子ＩＮ１のアナログ値が供給されるようになる。また、クロック信号ＳＡｃｋがＨ状態、クロック信号ＳＢｃｋがＬ状態にされることにより、ゲート電極２１２および２１４と拡散層領域２２２および２２４との間のそれぞれの容量に保持されていた電荷が、ゲート電極２１３および２１５と拡散層領域２２３および２２５との間のそれぞれの容量に転送される。
【００４７】
時刻Ｔ２では、クロック信号ＳＡｃｋがＬ状態、クロック信号ＳＢｃｋがＨ状態にされることにより、ゲート電極２１１、２１３および２１５と拡散層領域２２１、２２３および２２５との間のそれぞれの容量に保持されていた電荷が、ゲート電極２１２、２１４および２１６と拡散層領域２２２、２２４および２２６との間のそれぞれの容量に転送される。すなわち、入力端子ＩＮ１から拡散層領域２２１に供給されるアナログ信号が、拡散層領域２２２まで供給され、クロック信号ＳＢｃｋが再びＬ状態に移行するタイミングまで電荷が蓄積されていく。
【００４８】
時刻Ｔ３では、クロック信号ＳＡｃｋがＨ状態、クロック信号ＳＢｃｋがＬ状態にされることにより、ゲート電極２１２および２１４と拡散層領域２２２および２２４との間のそれぞれの容量に保持されていた電荷が、ゲート電極２１３および２１５と拡散層領域２２３および２２５との間のそれぞれの容量に転送される。すなわち、時刻Ｔ２において入力端子ＩＮ１からゲート電極２１２と拡散層領域２２２との間に蓄積された電荷が、ゲート電極２１３と拡散層領域２２３との間に転送される。
【００４９】
時刻Ｔ４では、クロック信号ＳＡｃｋがＬ状態、クロック信号ＳＢｃｋがＨ状態にされることにより、ゲート電極２１１、２１３および２１５と拡散層領域２２１、２２３および２２５との間のそれぞれの容量に保持されていた電荷が、ゲート電極２１２、２１４および２１６と拡散層領域２２２、２２４および２２６との間のそれぞれの容量に転送される。すなわち、入力端子ＩＮ１から拡散層領域２２１に供給されるアナログ信号が、拡散層領域２２２まで供給され、クロック信号ＳＢｃｋが再びＬ状態に移行するタイミングまで電荷が蓄積されていく。また、時刻Ｔ２において入力端子ＩＮ１からゲート電極２１２と拡散層領域２２２との間に蓄積された電荷は、ゲート電極２１４と拡散層領域２２４との間に転送される。
【００５０】
時刻Ｔ５では、クロック信号ＳＡｃｋがＨ状態、クロック信号ＳＢｃｋがＬ状態にされることにより、ゲート電極２１２および２１４と拡散層領域２２２および２２４との間のそれぞれの容量に保持されていた電荷が、ゲート電極２１３および２１５と拡散層領域２２３および２２５との間のそれぞれの容量に転送される。すなわち、時刻Ｔ４においてゲート電極２１２と拡散層領域２２２との間に蓄積された電荷がゲート電極２１３と拡散層領域２２３との間に転送され、時刻Ｔ２においてゲート電極２１２と拡散層領域２２２との間に蓄積された電荷がゲート電極２１５と拡散層領域２２５との間に転送される。これにより、時刻５におけるスキャンアウト信号Ｓｏｕｔは、時刻２において入力端子ＩＮ１に供給されていた電位と同じ電位になる。
【００５１】
この第２の実施例においては、時刻Ｔ３以降は、時刻Ｔ１以降の動作を繰り返すことになる。したがって、クロック信号ＳＡｃｋまたはＳＢｃｋの半周期分を１Ｔとして表すと、この第２の実施例におけるサンプリング周期は２Ｔになる。すなわち、第１の実施例では複数の入力信号を並列に取り込んでいたためサンプリング周期が長くなっていたが、この第２の実施例のように各入力信号に対応する制御信号を個別に設けることにより、サンプリング対象を絞ることができ、サンプリング周期を短縮することができる。
【００５２】
図８は、本発明の実施の形態におけるアナログスキャン回路１００の第２の実施例の詳細タイミングチャートである。入力端子ＩＮ１に正弦波が与えられた場合の具体例を示している。
【００５３】
ＬＣＮＴ１が常にＨ状態であることから、拡散層領域２２１には常に入力端子ＩＮ１からのアナログ信号が供給される。また、クロック信号ＳＢｃｋがＨ状態にある期間は、拡散層領域２２２にも入力端子ＩＮ１からのアナログ信号が供給される。これにより、ゲート電極２１２と拡散層領域２２２との間に電荷が蓄積される。そして、クロック信号ＳＡｃｋおよびＳＢｃｋが交互に制御されることにより、蓄積された電荷が左方から右方へ転送される。
【００５４】
図９は、本発明の実施の形態におけるアナログスキャン回路１００の第３の実施例を示す概念図である。また、図１０は、本発明の実施の形態におけるアナログスキャン回路１００の第３の実施例を示すレイアウト図である。
【００５５】
この第３の実施例では、スキャンイン端子Ｓｉｎからの信号が拡散層領域２２０に供給される。これにより、ゲート電極２１１と拡散層領域２２１との間に電荷が蓄積される。そして、クロック信号ＳＡｃｋおよびＳＢｃｋが交互に制御されることにより、蓄積された電荷が左方から右方へ転送される。
【００５６】
この第３の実施例では、拡散層領域２２１、２２３および２２５に、電荷電圧変換アンプ４１１乃至４１３を、それぞれ接続している。この電荷電圧変換アンプ４１１乃至４１３は、上述のように、蓄積されている電荷を電圧に変換するアンプである。このアンプの出力は電圧となり、ハイインピーダンスにはならない。
【００５７】
電荷電圧変換アンプ４１１乃至４１３の出力は、拡散層領域４５１乃至４５３からトランジスタ４２１乃至４２３に加えられる。トランジスタ４２１乃至４２３のゲートには出力用のクロック信号Ｗｃｋがクロック信号線１４０を介して供給される。このクロック信号ＷｃｋがＨ状態のときにトランジスタ４２１乃至４２３はオン状態となって、拡散層領域４６１乃至４６３と電極４７１乃至４７３とから構成されるコンデンサ４３１乃至４３３を充電する。また、クロック信号ＷｃｋがＬ状態のときにトランジスタ４２１乃至４２３はオフ状態となって、充電された電圧値はホールドされる。このように、トランジスタ４２１乃至４２３およびコンデンサ４３１乃至４３３はサンプル・アンド・ホールド回路を構成する。このサンプル・アンド・ホールド回路の出力には、それぞれアンプ４４１乃至４４３が接続されており、各出力はそれぞれ出力端子ＶＯＵＴ１乃至ＶＯＵＴ３に供給される。
【００５８】
図１１は、本発明の実施の形態におけるアナログスキャン回路１００の第３の実施例のタイミングチャートである。
【００５９】
時刻Ｔ１では、クロック信号ＳＡｃｋおよびＳＢｃｋがともにＨ状態にされることにより、拡散層領域２２１乃至２２６における電位ＶＣ１乃至ＶＣ６はイコライズ用の電位Ｖｅｑに一致するようになり、可動電荷はイニシャル値（Ｑｅｑ）となる。
【００６０】
時刻Ｔ２では、クロック信号ＳＡｃｋがＨ状態、クロック信号ＳＢｃｋがＬ状態にされることにより、スキャンイン端子Ｓｉｎからの信号Ａ１が拡散層領域２２１に供給され、拡散層領域２２１とゲート電極２１１との間の容量に信号Ａ１の電荷が蓄積される（ＶＣ１）。
【００６１】
時刻Ｔ３では、クロック信号ＳＡｃｋがＬ状態、クロック信号ＳＢｃｋがＨ状態にされることにより、ゲート電極２１１、２１３および２１５と拡散層領域２２１、２２３および２２５との間のそれぞれの容量に保持されていた電荷が、ゲート電極２１２、２１４および２１６と拡散層領域２２２、２２４および２２６との間のそれぞれの容量に転送される。すなわち、この時刻Ｔ３では、時刻Ｔ２で拡散層領域２２１とゲート電極２１１との間に蓄積された信号Ａ１の電荷が、拡散層領域２２２とゲート電極２１２との間に転送される（ＶＣ２）。
【００６２】
時刻Ｔ４では、クロック信号ＳＡｃｋがＨ状態、クロック信号ＳＢｃｋがＬ状態にされることにより、スキャンイン端子Ｓｉｎからの信号Ｂ１が拡散層領域２２１に供給され、拡散層領域２２１とゲート電極２１１との間の容量に信号Ｂ１の電荷が蓄積される。また、ゲート電極２１２および２１４と拡散層領域２２２および２２４との間のそれぞれの容量に保持されていた電荷が、ゲート電極２１３および２１５と拡散層領域２２３および２２５との間のそれぞれの容量に転送される。すなわち、この時刻Ｔ４では、時刻Ｔ２で拡散層領域２２１とゲート電極２１１との間に蓄積された信号Ａ１の電荷が、拡散層領域２２３とゲート電極２１３との間に転送される（ＶＣ３）。
【００６３】
時刻Ｔ５では、クロック信号ＳＡｃｋがＬ状態、クロック信号ＳＢｃｋがＨ状態にされることにより、ゲート電極２１１、２１３および２１５と拡散層領域２２１、２２３および２２５との間のそれぞれの容量に保持されていた電荷が、ゲート電極２１２、２１４および２１６と拡散層領域２２２、２２４および２２６との間のそれぞれの容量に転送される。すなわち、この時刻Ｔ５では、時刻Ｔ２で拡散層領域２２１とゲート電極２１１との間に蓄積された信号Ａ１の電荷が、拡散層領域２２４とゲート電極２１４との間にまで転送されたことになり（ＶＣ４）、同時に、時刻Ｔ４で拡散層領域２２１とゲート電極２１１との間に蓄積された信号Ｂ１の電荷が、拡散層領域２２２とゲート電極２１２との間に転送される（ＶＣ２）。
【００６４】
時刻Ｔ６では、クロック信号ＳＡｃｋがＨ状態、クロック信号ＳＢｃｋがＬ状態にされることにより、スキャンイン端子Ｓｉｎからの信号Ｃ１が拡散層領域２２１に供給され、拡散層領域２２１とゲート電極２１１との間の容量に信号Ｃ１の電荷が蓄積される。また、ゲート電極２１２および２１４と拡散層領域２２２および２２４との間のそれぞれの容量に保持されていた電荷が、ゲート電極２１３および２１５と拡散層領域２２３および２２５との間のそれぞれの容量に転送される。すなわち、この時刻Ｔ６では、時刻Ｔ２で拡散層領域２２１とゲート電極２１１との間に蓄積された信号Ａ１の電荷が、拡散層領域２２５とゲート電極２１５との間に転送されたことになり（ＶＣ５）、同時に、時刻Ｔ４で拡散層領域２２１とゲート電極２１１との間に蓄積された信号Ｂ１の電荷が、拡散層領域２２３とゲート電極２１３との間に転送される（ＶＣ３）。
【００６５】
また、この時刻Ｔ６において、ライト用のクロック信号ＷｃｋがＨ状態にされることにより、出力端子ＶＯＵＴ１乃至ＶＯＵＴ３には、アナログ値Ｃ１、Ｂ１およびＡ１がそれぞれ供給される。これら出力端子ＶＯＵＴ１乃至ＶＯＵＴ３の値は、サンプル・アンド・ホールド回路によって、次にクロック信号ＷｃｋがＨ状態にされる時刻Ｔ１２の直前まで同じ値が維持される。
【００６６】
時刻Ｔ７以降は、同様の要領で動作を繰り返す。この場合、クロック信号ＳＡｃｋまたはＳＢｃｋの半周期分を１Ｔとして表すと、この第３の実施例における出力周期は６Ｔになる。
【００６７】
図１２は、本発明の実施の形態におけるアナログスキャン回路１００の第３の実施例のためのスキャンイン端子Ｓｉｎからの信号の例である。ＶＯＵＴ１用信号、ＶＯＵＴ２用信号、および、ＶＯＵＴ３用信号は、それぞれ出力端子ＶＯＵＴ１乃至ＶＯＵＴ３から出力させようとする信号である。ＶＯＵＴ１用信号は、サンプリングされた順に、Ａ１、Ａ２、Ａ３などの信号列となる。ＶＯＵＴ２用信号は、サンプリングされた順に、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３などの信号列となる。ＶＯＵＴ３用信号は、サンプリングされた順に、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３などの信号列となる。
【００６８】
スキャンイン信号Ｓｉｎは、これらＶＯＵＴ１用信号、ＶＯＵＴ２用信号、および、ＶＯＵＴ３用信号を合成したものであり、Ａ１、Ｂ１、Ｃ１、Ａ２、Ｂ２、Ｃ２、Ａ３、Ｂ３、Ｃ３等の信号列に並び替えられる。このようにして生成されたスキャンイン信号Ｓｉｎは、同図のように各点で変化するＰＡＭ信号となる。
【００６９】
図１３は、本発明の実施の形態におけるアナログスキャン回路１００の第４の実施例を示すレイアウト図である。第３の実施例では出力端子ＶＯＵＴ１乃至ＶＯＵＴ３が接続されるトランジスタのゲートには共通のライト用クロック信号線１４０が接続されていたが、この第４の実施例では出力端子ＶＯＵＴ１乃至ＶＯＵＴ３が接続されるトランジスタのゲート電極４９１乃至４９３には個別の制御信号線が接続されている。これら個別の信号線には論理積ゲート４８１乃至４８３の出力が接続されている。
【００７０】
論理積ゲート４８１乃至４８３は、ライト用制御信号ＷＣＮＴ１乃至ＷＣＮＴ３とライト用クロック信号Ｗｃｋのそれぞれの論理積（ＡＮＤ）を生成する論理ゲートである。これにより、個別に制御信号ＷＣＮＴ１乃至ＷＣＮＴ３をＨ状態にすることにより、ライト用クロック信号ＷｃｋがＨ状態になったタイミングで、対応する出力端子ＶＯＵＴ１乃至ＶＯＵＴ３にアナログ信号を出力することができる。
【００７１】
図１４は、本発明の実施の形態におけるアナログスキャン回路１００の第４の実施例のタイミングチャートである。この第４の実施例では、個別に制御信号ＷＣＮＴ１乃至ＷＣＮＴ３をＨ状態にすることにより、出力端子ＶＯＵＴ１乃至ＶＯＵＴ３に対してアナログ信号を出力する。
【００７２】
この例では、スキャンイン信号Ｓｉｎは、時刻Ｔ１でＢ１、時刻Ｔ３でＣ１、時刻Ｔ５でＢ３、時刻Ｔ７でＢ４、時刻Ｔ９でＡ１、時刻Ｔ１１でＢ６、時刻Ｔ１３でＣ２の各アナログ値を示す。このスキャンイン信号Ｓｉｎは、クロック信号ＳＡｃｋがＨ状態となるタイミングでゲート電極２１１と拡散層領域２２１との間に供給され、電荷が充電される。そして、クロック信号ＳＡｃｋおよびＳＢｃｋの制御により、蓄積された電荷が左方から右方へ転送される。
【００７３】
時刻Ｔ４では、クロック信号ＷｃｋがＨ状態になる際に、出力端子ＶＯＵＴ１乃至ＶＯＵＴ３が全てＨ状態にされる。これにより、出力端子ＶＯＵＴ１にはアナログ値Ｃ１が、出力端子ＶＯＵＴ２にはアナログ値Ｂ１が、出力端子ＶＯＵＴ３にはアナログ値「０」が、それぞれ出力される。
【００７４】
時刻Ｔ８では、クロック信号ＷｃｋがＨ状態になる際に、出力端子ＶＯＵＴ２のみがＨ状態にされる。これにより、出力端子ＶＯＵＴ２にはアナログ値Ｂ３が出力され、他の出力端子ＶＯＵＴ１およびＶＯＵＴ３の出力には変化は生じない。
【００７５】
同様に、時刻Ｔ１０では、クロック信号ＷｃｋがＨ状態になる際に、出力端子ＶＯＵＴ２のみがＨ状態にされる。これにより、出力端子ＶＯＵＴ２にはアナログ値Ｂ４が出力され、他の出力端子ＶＯＵＴ１およびＶＯＵＴ３の出力には変化は生じない。
【００７６】
また、時刻Ｔ１４では、クロック信号ＷｃｋがＨ状態になる際に、出力端子ＶＯＵＴ１乃至ＶＯＵＴ３が全てＨ状態にされる。これにより、出力端子ＶＯＵＴ１にはアナログ値Ｃ２が、出力端子ＶＯＵＴ２にはアナログ値Ｂ６が、出力端子ＶＯＵＴ３にはアナログ値Ａ１が、それぞれ出力される。この場合、クロック信号ＳＡｃｋまたはＳＢｃｋの半周期分を１Ｔとして表すと、この第４の実施例における出力周期は２Ｔになる。
【００７７】
図１５は、本発明の実施の形態におけるアナログスキャン回路１００の第４の実施例のためのスキャンイン端子Ｓｉｎからの信号の例である。
【００７８】
スキャンイン信号Ｓｉｎには、出力端子ＶＯＵＴ１乃至ＶＯＵＴ３に出力される各信号が含まれている。ここで、出力端子ＶＯＵＴ１に出力される信号はゆっくり変化する三角波であり、出力端子ＶＯＵＴ２に出力される信号は周波数の高いサイン波であり、出力端子ＶＯＵＴ３に出力される信号は少し周波数の高い２値信号である。
【００７９】
このような信号を想定した場合、周波数の高い信号については出力周期を短くし、周波数の低い信号については出力周期を長くすることで、各セルを有効に利用することができる。上述の第４の実施例によれば、出力端子を個別に制御することができるため、信号の性質に応じて出力頻度を決定することができる。
【００８０】
図１６は、本発明の実施の形態におけるアナログスキャン回路１００の第５の実施例を示す概念図である。また、図１７は、本発明の実施の形態におけるアナログスキャン回路１００の第５の実施例を示すレイアウト図である。この第５の実施例では、拡散層領域２２１にトランジスタ３０１を、拡散層領域２２３に電荷電圧変換アンプ４１２を、拡散層領域２２５にトランジスタ３０３を、それぞれ接続している。また、拡散層領域２２５には電荷電圧変換アンプ４０１が接続されており、この電荷電圧変換アンプ４０１の出力はスキャンアウト端子Ｓｏｕｔに供給される。
【００８１】
トランジスタ３０１の一端には入力端子ＩＮ１が接続され、トランジスタ３０３の一端には入力端子ＩＮ３が接続されている。トランジスタ３０１および３０３のゲートにはロード用クロック信号線１３０が接続されている。このクロック信号線１３０には、ロード用クロック信号Ｌｃｋが供給される。これにより、クロック信号ＬｃｋがＨ状態であれば、トランジスタ３０１および３０３がオン状態となって、入力端子ＩＮ１およびＩＮ３のアナログ信号が拡散層領域２２１および２２５に供給される。このようにして供給されたアナログ信号によって、ゲート電極２１１および２１５と拡散層領域２２１および２２５との間のそれぞれの容量には電荷が充電される。そして、クロック信号ＬｃｋがＬ状態になると、トランジスタ３０１および３０３がオフ状態となり、電荷の充電は停止する。
【００８２】
電荷電圧変換アンプ４１２の出力は、拡散層領域４５２からトランジスタ４２２に加えられる。トランジスタ４２２のゲートには出力用のクロック信号Ｗｃｋがクロック信号線１４０を介して供給される。このクロック信号ＷｃｋがＨ状態のときにトランジスタ４２２はオン状態となって、拡散層領域４６２と電極４７２とから構成されるコンデンサ４３２を充電する。また、クロック信号ＷｃｋがＬ状態のときにトランジスタ４２２はオフ状態となって、充電された電圧値はホールドされる。このように、トランジスタ４２２およびコンデンサ４３２はサンプル・アンド・ホールド回路を構成する。このサンプル・アンド・ホールド回路の出力にはアンプ４４２が接続されており、その出力は出力端子ＶＯＵＴ２に供給される。
【００８３】
すなわち、この第５の実施例は、図３に示した第１の実施例と図１０に示した第３の実施例とを同時に実現したものである。したがって、その動作も両者を組み合わせたものになる。
【００８４】
図１８は、本発明の実施の形態におけるアナログスキャン回路１００の第５の実施例のタイミングチャートである。この第５の実施例では、クロック信号ＬｃｋがＨ状態になるタイミングで、入力端子ＩＮ１およびＩＮ３からアナログ信号が供給され、それぞれゲート電極２１１および２１５と拡散層領域２２１および２２５との間に電荷が充電される。また、クロック信号ＳＡｃｋがＨ状態になるタイミングで、スキャンイン端子Ｓｉｎからアナログ信号が供給され、ゲート電極２１１と拡散層領域２２１との間に電荷が充電される。そして、クロック信号ＳＡｃｋおよびＳＢｃｋの制御により、蓄積された電荷が左方から右方へ転送される。
【００８５】
また、クロック信号ＷｃｋがＨ状態になるタイミングで、出力端子ＶＯＵＴ２には、ゲート電極２１３と拡散層領域２２３との間に充電されていた電荷に相当する電位が出力される。
【００８６】
この第５の実施例では、クロック信号ＳＡｃｋまたはＳＢｃｋの半周期分を１Ｔとして表すと、サンプリング周期および出力周期はともに５Ｔになる。
【００８７】
なお、本発明の実施の形態におけるＢＢＤは、電荷転送によりアナログ信号を転送するため、電荷が途中でリークして電荷量が減衰する場合もありえる。この信号は外部からスキャンイン端子Ｓｉｎを介して入力した既知の信号であり、読み出された電圧から電荷の変化量を校正することができる。例えば、スキャンアウト端子Ｓｏｕｔの時刻Ｔ９における信号Ｂ１および時刻Ｔ１４における信号Ｂ２はともに既知であるため、両信号に基づいて校正することにより電圧アジャストを実現することができる。また、アナログスキャン回路１００に故障がある場合にも、アナログスキャン回路１００自体を試験するために、このスキャンアウト端子Ｓｏｕｔの出力を用いることができる。
【００８８】
図１９は、本発明の実施の形態におけるアナログスキャン回路１００の第６の実施例を示すレイアウト図である。この第６の実施例では、拡散層領域２２１、２２３および２２５に、トランジスタ３０１乃至３０３および電荷電圧変換アンプ４１１乃至４１３の両者を、それぞれ接続している。
【００８９】
すなわち、この第６の実施例は、図６に示した第２の実施例と図１３に示した第４の実施例とを同時に実現したものである。したがって、その動作も両者を組み合わせたものになる。但し、図６に示した第２の実施例ではクロック信号Ｌｃｋと制御信号ＬＣＮＴ１乃至ＬＣＮＴ３との間の論理和を生成していたが、この第６の実施例では、両者間の論理積を論理積ゲート３８１乃至３８３によって生成している。基本的な動作は同様であり、例えば、ＩＮ１のみを選択して、他のＩＮ２およびＩＮ３を非選択にするには、クロック信号Ｌｃｋおよび制御信号ＬＣＮＴ１をＨ状態として、制御信号ＬＣＮＴ２およびＬＣＮＴ３をＬ状態にすればよい。
【００９０】
なお、この第６の実施例では、一般形として同一セルに入出力の両者を接続しているが、同一セルにおいては同タイミングでは何れか一方しか動作できない。
【００９１】
図２０は、本発明の実施の形態におけるアナログスキャン回路１００の第７の実施例を示すレイアウト図である。この第７の実施例は、第６の実施例と比べて、スキャンイン端子にＤ／Ａ（Digital to Analog）コンバータ２０９が接続され、スキャンアウト端子にＡ／Ｄ（Analog to Digital）コンバータ４０９が接続されている。これにより、ＬＳＩテスタからＤ／Ａコンバータ２０９を介してデジタル信号を入力することができるようになり、また、Ａ／Ｄコンバータ４０９を介してデジタル信号をＬＳＩテスタに出力することができるようになる。
【００９２】
アナログＬＳＩを測定する場合には、ＬＳＩテスタからアナログ値による電圧を加え、アナログ値による電圧を読み出すのが一般的である。しかし、ＬＳＩテスタは一般に、高速にアナログ信号を発生し、測定するのはあまり得意ではない。一方、ＬＳＩテスタは、デジタル信号であれば高速に発生し、測定することは可能である。特に、ＬＳＩから内部信号を読み出して、並べ変え、フィルタリングもしくは信号処理する場合には、デジタルデータとして取り込んだ場合の方が処理し易い。そのため、この第７の実施例では、Ｄ／Ａコンバータ２０９およびＡ／Ｄコンバータ４０９が新たに設けられる。
【００９３】
これらＤ／Ａコンバータ２０９およびＡ／Ｄコンバータ４０９は、必要に応じて適宜用いられるものであり、ＬＳＩの内部に備えられてもよく、ＬＳＩの外部に備えられてもよい。ＬＳＩの内部に備えた場合は、ＢＩＳＴ（Built-In Self-Test）と呼ばれ、変換速度や耐ノイズ性の点でメリットがあるが、チップ面積が増大するというデメリットもある。一方、ＬＳＩの外部に備えた場合は、ＢＯＳＴ（Built-Out Self-Test）と呼ばれ、ＢＩＳＴとは逆の得失がある。本発明は何れの場合であっても適用可能である。これらＤ／Ａコンバータ２０９およびＡ／Ｄコンバータ４０９を設けることにより、デジタルデータと同様にアナログ信号を取り扱うことができるようになる。また、これにより、特にデジアナ混在ＬＳＩとの親和性を向上させることができる。
【００９４】
なお、ここまでの実施例では、アナログ値の転送機能をＢＢＤにより実現する例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）により実現してもよい。
【００９５】
図２１は、本発明の実施の形態におけるアナログスキャン回路１００の第８の実施例を示すレイアウト図である。この第８の実施例は、アナログ値の転送機能をＣＣＤにより実現する例である。ＣＣＤは、シリコン基板上の酸化膜の上に２層のポリシリコン電極が配置されて構成される。このＣＣＤでは、電極に電圧を加えることにより隣接する空乏層をつなげて、隣接容量の電荷をパンチスルーにより転送する。
【００９６】
この第８の実施例では、３相クロックによるＣＣＤを想定し、電極６１１乃至６１９に対して３本のクロック信号線６３１乃至６３３の何れか１本を接続している。また、図３の第１の実施例と同様に、ロード用クロック信号線６７０をゲートに接続したトランジスタを電極６１１、６１４および６１７に接続している。トランジスタの他端には入力端子ＩＮ１乃至ＩＮ３が接続される。なお、トランジスタは、ソースおよびドレインに相当する拡散層領域６５１乃至６５３および６６１乃至６６３の対と、ゲートに相当するクロック信号線６７０により形成される。
【００９７】
また、電極６１９には、拡散層領域６６４を介して、電荷電圧変換アンプ６８０およびトランジスタ６４０が接続される。電荷電圧変換アンプ６８０により、拡散層領域６６４を介してスキャンアウト信号Ｓｏｕｔがスキャンアウト端子に出力される。また、トランジスタ６４０の他端にはイコライズ用の端子Ｖｅｑが接続され、ゲートにはイコライズ駆動端子Ｔｅｑが接続される。イコライズ駆動端子ＴｅｑをＨ状態にすることによって、拡散層領域６６４を介してイコライズが行われる。
【００９８】
クロック信号線６７０がＨ状態にされると、入力端子ＩＮ１乃至ＩＮ３からのアナログ信号が電極６１１、６１４および６１７の下の電荷蓄積領域（空乏層）に供給され、電荷が蓄積される。そして、クロック信号線６３１乃至６３３によって３相のクロック信号ＳＡｃｋ、ＳＢｃｋおよびＳＣｃｋを順番にＨ状態とすることにより、左から右へ電荷が転送されていく。転送された電荷は順次、電荷電圧変換アンプ６８０に入力されて電圧に変換され、スキャンアウト信号Ｓｏｕｔとしてスキャンアウト端子に出力されていく。
【００９９】
このように、ＣＣＤはＢＢＤと比べて電荷を転送する仕組みは異なるが、基本的な動作はＢＢＤと同様である。なお、第８の実施例では、３相クロックによるＣＣＤを想定したが、これ以外に、２相や４相などの他の多相クロックによるＣＣＤに適用することができる。２相および４相クロックによるＣＣＤの構造については、例えば、米本和也著「ＣＣＤ／ＣＭＯＳのイメージセンサの基礎と応用」（ＣＱ出版）を参照することができる。
【０１００】
次に、本発明の実施の形態の具体的な適用例について説明する。
【０１０１】
図２２は、本発明の実施の形態におけるアナログスキャン回路を用いたＩＩＲフィルタの構成例を示す図である。ＩＩＲ（Infinite Impulse Response）フィルタは、システムのインパルス応答列が無限に続くフィルタ（無限インパルス応答フィルタ）である。ＩＩＲフィルタはデジタルフィルタとして実現されることが多く、この場合、各要素はデジタル回路により構成される。これに対し、本発明の実施の形態では、各要素を以下のようにアナログ回路により実現する。
【０１０２】
本発明の実施の形態におけるＩＩＲフィルタは、アナログ加算器８１０および８５０と、アナログ乗算器８３１乃至８４９と、アナログ同期回路８２１乃至８２９とを備えている。アナログ加算器８１０は、入力されるアナログ信号Ｘ（ｔ）と、アナログ乗算器８３１乃至８３９の出力とを加算する加算器である。アナログ加算器８５０は、アナログ乗算器８４０乃至８４９の出力を加算する加算器である。アナログ乗算器８３１乃至８３９は、アナログ同期回路８２１乃至８２９の出力に対してそれぞれ定数ａ１乃至ａｎ−１を乗算する乗算器である。アナログ乗算器８４０乃至８４９は、アナログ加算器８１０およびアナログ同期回路８２１乃至８２９の出力に対してそれぞれ定数ｂ０乃至ｂｎ−１を乗算する乗算器である。アナログ同期回路８２１乃至８２９は、アナログ加算器８１０の出力を１サンプリング時間ずつ遅延させる遅延器である。このアナログ同期回路８２１乃至８２９は、本発明の実施の形態におけるアナログスキャン回路により実現することができる。
【０１０３】
すなわち、本発明の実施の形態におけるＩＩＲフィルタでは、アナログ同期回路８２１乃至８２９をアナログスキャン回路により実現することにより、フィルタ全体に亘ってアナログ信号を扱うことを可能としている。これにより、従来のデジタルフィルタと比較して、構成要素を減らすことができ、消費電力やコストを低減することができる。また、デジタルフィルタの設計手法を用いることができるため、従来のアナログフィルタと比較して、フィルタ周波数特性の調整が不要であり、ＬＣＲ成分に依存せずに周波数特性を決定することができる。
【０１０４】
なお、ここでは、本発明の実施の形態におけるアナログスキャン回路を用いたＩＩＲフィルタの構成例について説明したが、本発明のアナログスキャン回路はＦＩＲフィルタにも同様に適用することができる。ＦＩＲ（Finite Impulse Response）フィルタは、システムのインパルス応答列が有限時間で０に収束するフィルタ（有限インパルス応答フィルタ）である。
【０１０５】
図２３は、本発明の実施の形態のアナログスキャン回路をアナログ回路の同期化制御に用いた場合の例を示す図である。この例では、ＬＳＩ９００内の回路９１０と回路９２０の間にアナログスキャン回路９５０が挿入され、回路９２０と回路９３０の間にアナログスキャン回路９６０が挿入されている。アナログスキャン回路９５０および９６０は、それぞれ１ビット分のアナログフリップフロップ（ＡＦＦ）９５１および９６１を複数備えることができる。これにより、回路９１０の出力はアナログスキャン回路９５０において一旦同期化され、その後、回路９２０に入力される。同様に、回路９２０の出力はアナログスキャン回路９６０において一旦同期化され、その後、回路９３０に入力される。
【０１０６】
アナログスキャン回路９５０とアナログスキャン回路９６０の間はスキャンチェーン９５９により接続されており、両者は一体化されたスキャンパスを形成する。また、アナログスキャン回路９５０のスキャンイン端子にはＤ／Ａコンバータ９４０が接続され、アナログスキャン回路９６０のスキャンアウト端子にはＡ／Ｄコンバータ９７０が接続されている。これにより、ＬＳＩテスタとの間でデジタル信号によるインターフェースを形成する。すなわち、任意の同期化されたタイミングにおいて、回路９１０または９２０から出力されるアナログ信号を読み出すことができ、また、回路９２０または９３０に入力されるべきアナログ信号を設定することができる。アナログスキャン回路９５０および９６０に保持される値はアナログ値であり、これによりアナログ信号のスキャンパスを実現することができる。
【０１０７】
なお、これらのスキャンパスは、ＬＳＩ単体の検証時の他、装置として組み込まれた後であっても利用することができる。装置として組み込まれた後は、例えば、定期的なメンテナンスや、故障時の解析のためのログダンプ採取、あるいは、これらの場合の検証等のためのステップアンドダンプ（所望の値を所望の箇所に埋め込んで、任意のクロック後の各部出力データ等を採取する、または、ログダンプする）やテストプログラムの実行などに利用することができる。
【０１０８】
図２４は、本発明の実施の形態のアナログスキャン回路をアナログ回路の同期化制御に用いた場合のレイアウト図である。ここでは、アナログフリップフロップ（ＡＦＦ）の１つ（１本のアナログ信号に相当する単位）として、ゲート電極２１８および２１９と、拡散層領域２２８および２２９が示されている。ゲート電極２１８にはクロック信号線１２１によりＳＡｃｋが供給され、ゲート電極２１９にはクロック信号線１２２によりＳＢｃｋが供給される。また、ゲート電極２１８の下方の拡散層領域２２７にはシフトイン端子Ｓｉｎからの信号が供給される。そして、拡散層領域２２９からシフトアウト端子Ｓｏｕｔを介してシフトアウト信号が出力される。この構成では、デジタル回路における１ビット用のマスタスレーブタイプのスキャン機能付のフリップフロップと概念的に類似の動作を行う。この場合、拡散層領域２２８の電位Ｖｂ（ｉ）がマスタ側ラッチの出力に、拡散層領域２２９の電位Ｖｃ（ｉ）がスレーブ側ラッチの出力に、それぞれ対応すると考えられる。なお、このアナログフリップフロップは、当然に、スキャンパスの一部を構成する。
【０１０９】
拡散層領域２２８には信号線１３０をゲート接続したトランジスタ３０９が接続される。このトランジスタ３０９の他端には入力端子ＩＮ（ｉ）が接続される。拡散層領域２２９には電荷電圧変換アンプ４１９が接続される。この電荷電圧変換アンプ４１９には信号線１４０をゲート接続したトランジスタ４２９が接続される。このトランジスタ４２９の他端にはコンデンサ４３９およびアンプ４４９が接続される。トランジスタ４２９およびコンデンサ４３９はサンプル・アンド・ホールド回路を構成する。
【０１１０】
図２５は、本発明の実施の形態におけるアナログスキャン回路をアナログ回路の同期化制御に用いた場合のタイミングチャートである。第ｉ段目のアナログフリップフロップについては「（ｉ）」の添え字を付し、第（ｉ＋１）段目のアナログフリップフロップについては「（ｉ＋１）」の添え字を付している。
【０１１１】
時刻Ｔ１では、クロック信号ＳＡｃｋおよびＳＢｃｋがともにＨ状態にされることにより、拡散層領域２２８および２２９（Ｖｂ（ｉ）、Ｖｃ（ｉ）、Ｖｂ（ｉ＋１）、Ｖｃ（ｉ＋１））における可動電荷はイニシャル値（Ｑｅｑ）となる。
【０１１２】
時刻Ｔ２では、クロック信号ＬｃｋがＨ状態にされることにより、入力端子ＩＮ（ｉ）に入力されるアナログ信号「ａ」がゲート電極２１８と拡散層領域２２８の間に供給され、電荷が蓄積される（Ｖｂ（ｉ））。
【０１１３】
時刻Ｔ３では、クロック信号ＳＢｃｋがＨ状態にされることにより、ゲート電極２１８と拡散層領域２２８の間に保持される電荷「ａ」がゲート電極２１９と拡散層領域２２９の間に転送される（Ｖｃ（ｉ））。また、このとき、ライト用クロック信号ＷｃｋがＨ状態にされることにより、ゲート電極２１９と拡散層領域２２９の間に転送された電荷「ａ」に相当する電位が出力端子ＶＯＵＴ（ｉ）に出力される。
【０１１４】
第ｉ段目のアナログフリップフロップ（例えば、図２３のアナログスキャン回路９５０）の出力端子ＶＯＵＴ（ｉ）から出力された信号電位に基づいて、次段の回路（例えば、図２３の回路９２０）が動作する。この次段の回路において生成された信号には、図２５においてダッシュ記号を付している。例えば、時刻Ｔ３において出力端子ＶＯＵＴ（ｉ）から出力された信号「ａ」は、次段の回路によって処理され、信号「ａ'」として、第（ｉ＋１）段目のアナログフリップフロップの入力端子ＩＮ（ｉ＋１）に入力される。
【０１１５】
時刻Ｔ４では、クロック信号ＬｃｋがＨ状態にされることにより、第ｉ段目のＩＮ（ｉ）に入力された信号「ｂ」がＶｂ（ｉ）に供給され、電荷が蓄積される。同様に、第（ｉ＋１）段目のＩＮ（ｉ＋１）に入力された信号「ａ'」がＶｂ（ｉ＋１）に供給され、電荷が蓄積される。
【０１１６】
また、時刻Ｔ５では、クロック信号ＳＢｃｋがＨ状態にされることにより、Ｖｂ（ｉ）に蓄積されていた電荷「ｂ」がＶｃ（ｉ）に転送され、Ｖｂ（ｉ＋１）に蓄積されていた電荷「ａ'」がＶｃ（ｉ＋１）に転送される。また、このとき、ライト用クロック信号ＷｃｋがＨ状態にされることにより、Ｖｃ（ｉ）に転送された電荷「ｂ」に相当する電位が出力端子ＶＯＵＴ（ｉ）に出力され、Ｖｃ（ｉ＋１）に転送された電荷「ａ'」に相当する電位が出力端子ＶＯＵＴ（ｉ＋１）に出力される。
【０１１７】
これ以降は、同様の要領で動作を繰り返す。この場合、クロック信号ＳＢｃｋの半周期分を１Ｔとして表すと、サンプリング周期および出力周期はともに２Ｔになる。すなわち、クロック信号ＬｃｋおよびＷｃｋを半周期ずつずらして与えることにより、アナログスキャン回路は、前段のアナログ回路からアナログ信号を受け取って、一旦同期をとり、後段のアナログ回路にそのアナログ信号を供給することができる。
【０１１８】
図２６は、本発明の実施の形態におけるアナログスキャン回路を用いたＬＳＩ間転送の一例を示す図である。ここでは、ＬＳＩ−Ａ７０１からＬＳＩ−Ｂ７０２にアナログ信号を転送する場合の構成例について説明する。
【０１１９】
ＬＳＩ−Ａ７０１は、デジタル信号を受けてシフト動作を行うシフト回路７１０−０乃至３と、デジタル信号からアナログ信号に変換するアナログ変換回路７２０−０乃至３とを備える。このＬＳＩ−Ａ７０１においては、３本のアナログ信号線７０９−０乃至２によりＬＳＩ−Ｂ７０２との間を接続することを想定し、各回路を３つずつ設けているが、これに限定されるものではない。シフト回路７１０−０乃至３のそれぞれをシフト回路７１０と称する。また、アナログ変換回路７２０−０乃至３それぞれをアナログ変換回路７２０と称する。
【０１２０】
ＬＳＩ−Ｂ７０２は、アナログ信号をデジタル信号に変換するデジタル変換回路７３０−０乃至３と、複数のデジタル信号から１つを順次選択する選択回路７４０−０乃至３とを備える。このＬＳＩ−Ｂ７０２においても、３本のアナログ信号線７０９−０乃至２によりＬＳＩ−Ａ７０１との間を接続することを想定し、各回路を３つずつ設けているが、これに限定されるものではない。デジタル変換回路７３０−０乃至３のそれぞれをデジタル変換回路７３０と称する。また、選択回路７４０−０乃至３のそれぞれを選択回路７４０と称する。
【０１２１】
図２７は、本発明の実施の形態におけるシフト回路７１０の一構成例を示す図である。このシフト回路７１０は、フリップフロップ回路７１１乃至７１３を備え、これらを直列に接続した構成を有している。フリップフロップ回路７１１乃至７１３は、入力されたデジタル信号を保持して出力する回路である。
【０１２２】
第１段目のフリップフロップ回路７１３のデータ入力端子Ｄｉには、シフト回路７１０のデータ入力端子Ｄｉが接続される。第１段目のフリップフロップ回路７１３のデータ出力端子Ｄｔは、第２段目のフリップフロップ回路７１２のデータ入力端子Ｄｉに接続される。第２段目のフリップフロップ回路７１２のデータ出力端子Ｄｔは、第３段目のフリップフロップ回路７１１のデータ入力端子Ｄｉに接続される。フリップフロップ回路７１１乃至７１３のデータ出力端子Ｄｔは、シフト回路７１０のデータ出力端子Ｄｔ（０）乃至（２）に接続される。
【０１２３】
第１段目のフリップフロップ回路７１３のスキャン入力端子Ｓｉｎには、シフト回路７１０のスキャン入力端子ＤＳｉが接続される。第１段目のフリップフロップ回路７１３のスキャン出力端子Ｓｏｕｔは、第２段目のフリップフロップ回路７１２のスキャン入力端子Ｓｉｎに接続される。第２段目のフリップフロップ回路７１２のスキャン出力端子Ｓｏｕｔは、第３段目のフリップフロップ回路７１１のスキャン入力端子Ｓｉｎに接続される。第３段目のフリップフロップ回路７１１のスキャン出力端子Ｓｏｕｔは、シフト回路７１０のスキャン出力端子ＤＳｔに接続される。
【０１２４】
フリップフロップ回路７１１乃至７１３のデータクロック端子Ｄｃは、シフト回路７１０のデータクロック端子Ｄｃに接続される。また、フリップフロップ回路７１１乃至７１３のスキャンクロック端子ＤＳｃは、シフト回路７１０のスキャンクロック端子ＤＳｃに接続される。
【０１２５】
なお、シフト回路７１０は、特許請求の範囲に記載の出力デジタル値出力手段、固有出力デジタル値シフト手段または出力インターフェース回路の一例である。また、フリップフロップ回路７１１乃至７１３は、特許請求の範囲に記載の出力デジタル値出力手段または固有出力デジタル値保持手段の一例である。
【０１２６】
図２８は、本発明の実施の形態におけるフリップフロップ回路７１１の一構成例を示す図である。ここでは、フリップフロップ回路７１１の構成例について説明するが、他のフリップフロップ回路７１２および７１３についても同様の構成を有する。フリップフロップ回路７１１は、論理積ゲート５１１乃至５１４、５２１乃至５２４、５３１乃至５３４を備える。
【０１２７】
論理積ゲート５１１乃至５１４は、データクロック端子Ｄｃおよびスキャンクロック端子ＤＳｃからの入力に基づいてクロック信号を生成するものである。スキャンモード端子ＳｍがＨ状態であればデータクロックが論理積ゲート５２１に供給され、スキャンモード端子ＳｍがＬ状態であればスキャンクロックが論理積ゲート５２２に供給される。また、論理積ゲート５１４は、データクロックまたはスキャンクロックの反転信号ＳＢｃｋを論理積ゲート５３１に供給する。すなわち、論理積ゲート５１４は、特許請求の範囲に記載の制御手段の一例である。
【０１２８】
論理積ゲート５２１乃至５２４は、フリップフロップのマスタ側ラッチに相当するものである。データクロックまたはスキャンクロックがＨ状態であればデータ入力端子Ｄｉからのデータまたはスキャン入力端子Ｓｉｎからのスキャンデータが取り込まれ、データクロックまたはスキャンクロックがＬ状態であれば論理積ゲート５２４の出力Ｂｉが保持される。
【０１２９】
論理積ゲート５３１乃至５３４は、フリップフロップのスレーブ側ラッチに相当するものである。論理積ゲート５３１は、論理積ゲート５１４からのクロックＳＢｃｋがＨ状態の間に論理積ゲート５２４の出力Ｂｉを取り込む。論理積ゲート５３２は、論理積ゲート５１４からのクロックＳＢｃｋの反転信号がＨ状態の間に論理積ゲート５３４の出力Ｓｏｕｔを取り込む。論理積ゲート５３３の出力はデータ出力端子Ｄｔに接続される。論理積ゲート５３４の出力はスキャン出力端子Ｓｏｕｔに接続される。ただし、ここではデータ出力端子Ｄｔおよびスキャン出力端子Ｓｏｕｔは同じ値を示す。
【０１３０】
図２９は、本発明の実施の形態におけるフリップフロップ回路７１１の動作タイミング例を示す図である。
【０１３１】
まず、時刻Ｔ１からＴ６までは、スキャンモード端子Ｓｍの値がＬ状態、すなわち通常のデータシフトモードであることを想定している。このとき、データ入力端子Ｄｉからの入力信号が、データクロック端子Ｄｃのクロックに従って入力される。たとえば、時刻Ｔ１において入力された信号「ａ」は、時刻Ｔ１の前半にマスタ側ラッチに取り込まれ、時刻Ｔ１の後半にスレーブ側ラッチに取り込まれる。
【０１３２】
一方、時刻Ｔ１１からＴ１６までは、スキャンモード端子Ｓｍの値がＨ状態、すなわちスキャンモードであることを想定している。このとき、スキャン入力端子Ｓｉｎからのスキャン入力信号が、スキャンクロック端子ＤＳｃのクロックに従って入力される。たとえば、時刻Ｔ１１において入力された信号「ａ」は、時刻Ｔ１の前半にマスタ側ラッチに取り込まれ、時刻Ｔ１の後半にスレーブ側ラッチに取り込まれる。
【０１３３】
ここでは、入力の各状態（Ｓｍ、Ｄｃ、ＤＳｃ）における、入力端子（Ｄｉ、Ｓｉｎ）と出力端子（Ｄｔ、Ｓｏｕｔ）の関係を、論理回路的に理解できるように、論理ゲートにより表現して説明した。ただし、実際の回路としては、トライステートバッファタイプや、ＴＴＬやＭＯＳその他のトランジスタを組み合わせた回路等の、いわゆるフリップフロップの動作を行う論理的に同等の回路（図２９の動作を行う回路）により実現することができる。なお、図２６や図２７と同様に、以降の図においても、煩雑さを避けるために、スキャンモード端子Ｓｍ、データクロック端子Ｄｃ、スキャンクロック端子Ｓｃ等の図示は省略する。また、スキャンモード端子Ｓｍ、データクロック端子Ｄｃ、スキャンクロック端子Ｓｃ等のＬＳＩ内での分配も、１ブロックに対して１入力でなくても良く、論理的に同等の動作を行う分配であれば、同様に適用することができる。
【０１３４】
図３０は、本発明の実施の形態におけるアナログ変換回路７２０の一構成例を示す図である。このアナログ変換回路７２０は、フリップフロップ回路７２１乃至７２３と、Ｄ／Ａ（Digital to Analog）変換回路７２４と、アナログフリップフロップ７２５とを備えている。
【０１３５】
フリップフロップ回路７２１乃至７２３は、入力されたデジタル信号を保持して出力する回路であり、図２８により説明したフリップフロップ回路７１１と同様の構成を備えるものである。フリップフロップ回路７２１のデータ入力端子Ｄｉにはアナログ変換回路７２０のデータ入力端子Ｄｉ（０）が接続される。フリップフロップ回路７２２のデータ入力端子Ｄｉにはアナログ変換回路７２０のデータ入力端子Ｄｉ（１）が接続される。フリップフロップ回路７２３のデータ入力端子Ｄｉにはアナログ変換回路７２０のデータ入力端子Ｄｉ（２）が接続される。なお、シフト回路７１０のデータ出力端子Ｄｔ（０）乃至（２）は、それぞれ信号線Ｄ１Ｓ（００）乃至（０２）により、アナログ変換回路７２０のデータ入力端子Ｄｉ（０）乃至（２）に接続される。
【０１３６】
第１段目のフリップフロップ回路７２３のスキャン入力端子Ｓｉｎには、アナログ変換回路７２０のスキャン入力端子ＤＳｉが接続される。第１段目のフリップフロップ回路７２３のスキャン出力端子Ｓｏｕｔは、第２段目のフリップフロップ回路７２２のスキャン入力端子Ｓｉｎに接続される。第２段目のフリップフロップ回路７２２のスキャン出力端子Ｓｏｕｔは、第３段目のフリップフロップ回路７２１のスキャン入力端子Ｓｉｎに接続される。第３段目のフリップフロップ回路７２１のスキャン出力端子Ｓｏｕｔは、アナログ変換回路７２０のスキャン出力端子ＤＳｔに接続される。
【０１３７】
フリップフロップ回路７２１乃至７２３のデータクロック端子Ｄｃは、アナログ変換回路７２０のデータクロック端子Ｄｃに接続される。また、フリップフロップ回路７２１乃至７２３のスキャンクロック端子Ｓｃは、アナログ変換回路７２０のスキャンクロック端子ＤＳｃに接続される。
【０１３８】
なお、フリップフロップ回路７２１乃至７２３の各データ出力端子Ｄｔからの信号は信号線Ｄｔ（０）乃至（２）を介してＤ／Ａ変換回路７２４に供給される。この信号線Ｄｔ（０）乃至（２）のデータは、後述のタイミングチャートではＤ２（０）乃至（２）と呼称する。
【０１３９】
Ｄ／Ａ変換回路７２４は、フリップフロップ回路７２１乃至７２３の各データ出力端子Ｄｔからの計３ビットを８値のアナログ信号に変換して、１本の信号線として出力するものである。このＤ／Ａ変換回路７２４の出力は、アナログフリップフロップ７２５に供給されるとともに、増幅器７２６を介してアナログ信号観測端子Ａｉｔに供給される。
【０１４０】
アナログフリップフロップ７２５は、Ｄ／Ａ変換回路７２４から供給されたアナログ値を保持するフリップフロップである。基本的な構成は、図２４により説明したものと同様である。アナログフリップフロップ７２５のデータ入力端子Ａｉは、Ｄ／Ａ変換回路７２４の出力端子に接続される。アナログフリップフロップ７２５のデータ出力端子Ａｔは、アナログ変換回路７２０のデータ出力端子Ａｔに接続される。アナログフリップフロップ７２５のスキャン入力端子ＡＳｉｎは、アナログ変換回路７２０のスキャン入力端子ＡＳｉに接続される。アナログフリップフロップ７２５のスキャン出力端子ＡＳｏｕｔは、アナログ変換回路７２０のスキャン出力端子ＡＳｔに接続される。
【０１４１】
アナログフリップフロップ７２５のデータクロック端子Ａｃは、アナログ変換回路７２０のアナログデータクロック端子Ａｃに接続される。また、アナログフリップフロップ７２５のスキャンクロック端子Ｓｃは、アナログ変換回路７２０のアナログスキャンクロック端子ＡＳｃに接続される。アナログフリップフロップ７２５は、データクロック端子Ａｃのクロックに従って、データ入力端子Ａｉからのデータ信号を保持し、データ出力端子Ａｔに出力する。また、アナログフリップフロップ７２５は、スキャンクロック端子Ｓｃのクロックに従って、スキャン入力端子ＡＳｉｎからのスキャンデータ信号を保持し、スキャン出力端子ＡＳｏｕｔに出力する。
【０１４２】
アナログフリップフロップ７２５では、アナログデータクロック端子Ａｃおよびアナログスキャンクロック端子ＡＳｃから入力されたクロックから、フリップフロップ回路７１１の論理積ゲート５１１乃至５１４と同様の構成によりクロックＳＢｃｋが生成される。ライト用クロックＷｃｋは、ＳＢｃｋと同じ信号を利用することができる。また、ロード用クロックＬｃｋは、ＳＢｃｋの反転信号を利用することができる。
【０１４３】
このようにしてアナログ変換回路７２０から出力されたアナログ信号は、ＬＳＩ−Ａ７０１からＬＳＩ−Ｂ７０２へ転送される。
【０１４４】
なお、フリップフロップ回路７２１乃至７２３は、特許請求の範囲に記載の出力デジタル値出力手段または共通出力デジタル値保持手段の一例である。また、Ｄ／Ａ変換回路７２４は、特許請求の範囲に記載の出力アナログ値出力手段の一例である。また、アナログフリップフロップ７２５は、特許請求の範囲に記載の出力アナログフリップフロップの一例である。また、アナログ変換回路７２０は、特許請求の範囲に記載の出力インターフェース回路の一例である。
【０１４５】
図３１は、本発明の実施の形態におけるデジタル変換回路７３０の一構成例を示す図である。このデジタル変換回路７３０は、アナログフリップフロップ７３１と、Ａ／Ｄ（Analog to Digital）変換回路７３２と、フリップフロップ回路７３３乃至７３５とを備える。
【０１４６】
アナログフリップフロップ７３１は、ＬＳＩ−Ａ７０１から供給されたアナログ値を保持するフリップフロップである。基本的な構成はアナログフリップフロップ７２５と同様である。アナログフリップフロップ７３１のデータ入力端子Ａｉは、デジタル変換回路７３０のデータ入力端子Ａｉに接続される。アナログフリップフロップ７３１のデータ出力端子Ａｔは、Ａ／Ｄ変換回路７３２の入力端子に接続される。アナログフリップフロップ７３１のスキャン入力端子ＡＳｉｎは、デジタル変換回路７３０のスキャン入力端子ＡＳｉに接続される。アナログフリップフロップ７３１のスキャン出力端子ＡＳｏｕｔは、デジタル変換回路７３０のスキャン出力端子ＡＳｔに接続される。
【０１４７】
アナログフリップフロップ７３１のデータクロック端子Ａｃは、デジタル変換回路７３０のアナログデータクロック端子Ａｃに接続される。また、アナログフリップフロップ７３１のスキャンクロック端子Ｓｃは、デジタル変換回路７３０のアナログスキャンクロック端子ＡＳｃに接続される。アナログフリップフロップ７３１は、データクロック端子Ａｃのクロックに従って、データ入力端子Ａｉからのデータ信号を保持し、データ出力端子Ａｔに出力する。このアナログフリップフロップ７３１のデータ出力端子から出力されるデータは、後述のタイミングチャートではＡ３と呼称する。また、アナログフリップフロップ７３１は、スキャンクロック端子Ｓｃのクロックに従って、スキャン入力端子ＡＳｉｎからのスキャンデータ信号を保持し、スキャン出力端子ＡＳｏｕｔに出力する。
【０１４８】
Ａ／Ｄ変換回路７３２は、アナログフリップフロップ７３１から出力されたアナログ信号を量子化して、３ビットのデジタル信号に変換するものである。このＡ／Ｄ変換回路７３２の出力端子Ｄｉ（０）乃至（２）は、それぞれフリップフロップ回路７３３乃至７３５に１本ずつ供給される。
【０１４９】
フリップフロップ回路７３３乃至７３５は、入力されたデジタル信号を保持して出力する回路であり、図２８により説明したフリップフロップ回路７１１と同様の構成を備えるものである。フリップフロップ回路７３３のデータ入力端子ＤｉにはＡ／Ｄ変換回路７３２の出力端子Ｄｉ（０）が接続される。フリップフロップ回路７３４のデータ入力端子ＤｉにはＡ／Ｄ変換回路７３２の出力端子Ｄｉ（１）が接続される。フリップフロップ回路７３５のデータ入力端子ＤｉにはＡ／Ｄ変換回路７３２の出力端子Ｄｉ（２）が接続される。フリップフロップ回路７３３乃至７３５のデータ出力端子Ｄｔは、それぞれデジタル変換回路７３０のデータ出力端子Ｄｔ（０）乃至（２）に接続される。
【０１５０】
第１段目のフリップフロップ回路７３５のスキャン入力端子Ｓｉｎには、デジタル変換回路７３０のスキャン入力端子ＤＳｉが接続される。第１段目のフリップフロップ回路７３５のスキャン出力端子Ｓｏｕｔは、第２段目のフリップフロップ回路７３４のスキャン入力端子Ｓｉｎに接続される。第２段目のフリップフロップ回路７３４のスキャン出力端子Ｓｏｕｔは、第３段目のフリップフロップ回路７３３のスキャン入力端子Ｓｉｎに接続される。第３段目のフリップフロップ回路７３３のスキャン出力端子Ｓｏｕｔは、デジタル変換回路７３０のスキャン出力端子ＤＳｔに接続される。
【０１５１】
フリップフロップ回路７３３乃至７３５のデータクロック端子Ｄｃは、デジタル変換回路７３０のデータクロック端子Ｄｃに接続される。また、フリップフロップ回路７３３乃至７３５のスキャンクロック端子Ｓｃは、デジタル変換回路７３０のスキャンクロック端子ＤＳｃに接続される。
【０１５２】
なお、アナログフリップフロップ７３１は、特許請求の範囲に記載の入力アナログフリップフロップの一例である。また、Ａ／Ｄ変換回路７３２は、特許請求の範囲に記載の入力デジタル値入力手段または入力デジタル値出力手段の一例である。また、フリップフロップ回路７３３乃至７３５は、特許請求の範囲に記載の入力デジタル値入力手段または共通入力デジタル値保持手段の一例である。また、デジタル変換回路７３０は、特許請求の範囲に記載の入力インターフェース回路の一例である。
【０１５３】
図３２は、本発明の実施の形態における選択回路７４０の一構成例を示す図である。この選択回路７４０は、セレクタ７４１およびフリップフロップ回路７４２を備える。
【０１５４】
セレクタ７４１は、選択回路７４０のデータ入力端子Ｄｉ（０）乃至（２）から入力された信号を順番に選択するものである。このセレクタ７４１によって、データ入力端子Ｄｉ（０）乃至（２）から入力された信号は、１クロック毎にフリップフロップ回路７４２に供給される。
【０１５５】
フリップフロップ回路７４２は、入力されたデジタル信号を保持して出力する回路であり、図２８により説明したフリップフロップ回路７１１と同様の構成を備えるものである。
【０１５６】
フリップフロップ回路７４２のデータ入力端子Ｄｉにはセレクタ７４１の出力端子が接続される。フリップフロップ回路７４２のデータ出力端子Ｄｔは、選択回路７４０のデータ出力端子Ｄｔに接続される。フリップフロップ回路７４２のスキャン入力端子Ｓｉｎには、選択回路７４０のスキャン入力端子ＤＳｉが接続される。フリップフロップ回路７４２のスキャン出力端子Ｓｏｕｔは、選択回路７４０のスキャン出力端子ＤＳｔに接続される。フリップフロップ回路７４２のデータクロック端子Ｄｃは、選択回路７４０のデータクロック端子Ｄｃに接続される。また、フリップフロップ回路７４２のスキャンクロック端子Ｓｃは、選択回路７４０のスキャンクロック端子ＤＳｃに接続される。
【０１５７】
なお、セレクタ７４１は、特許請求の範囲に記載の入力デジタル値入力手段または固有入力デジタル値選択手段の一例である。また、フリップフロップ回路７４２は、特許請求の範囲に記載の入力デジタル値入力手段または固有入力デジタル値保持手段の一例である。また、選択回路７４０は、特許請求の範囲に記載の入力インターフェース回路の一例である。
【０１５８】
図３３は、本発明の実施の形態におけるアナログスキャン回路を用いたＬＳＩ間転送（図２６）のタイミングチャート例を示す図である。この例では、デジタル信号を扱うための内部クロックと、アナログ信号を転送するためのクロックとの速度比を３対１に設定した例を示している。すなわち、アナログ信号を転送するためのクロックは、デジタル信号を扱うためのクロックの３分の１の速度（３倍の周期）となっている。
【０１５９】
シフト回路７１０−０のデータ入力端子Ｄ１（０）には、時刻Ｔ１に信号「ａ」、時刻Ｔ２に信号「ｂ」、時刻Ｔ３に信号「ｃ」といった要領で、データクロック毎にデータ信号が入力されていく。シフト回路７１０−０内のフリップフロップ回路７１１乃至７１３によって各データはシフトされる（図２７参照）。例えば、信号「ａ」は、時刻Ｔ２で信号線Ｄ１Ｓ（０２）に、時刻Ｔ３で信号線Ｄ１Ｓ（０１）に、時刻Ｔ４で信号線Ｄ１Ｓ（００）に、順次出力される。同様に、信号「ｂ」および信号「ｃ」も、それぞれ１データクロックずつ遅れて順次出力される。
【０１６０】
アナログ変換回路７２０−０では、フリップフロップ回路７２１乃至７２３のデータクロック端子Ｄｃにアナログクロックを与えることにより、時刻Ｔ５には、フリップフロップ回路７２１乃至７２３から信号「ａ」乃至「ｃ」が出力される（図３０参照）。なお、アナログ変換回路７２０のデータクロック端子Ｄｃには、アナログデータクロック端子Ａｃと同信号が分配されるため、これらを１つの端子で共用して、同一入力端子からの信号を内部で分配してもよい。信号「ａ」乃至「ｃ」（Ｄ２（００）乃至（０２））は、Ｄ／Ａ変換回路７２４によってアナログ信号「Ａ」に変換され、時刻Ｔ８から、信号線７０９−０により出力される。この信号線７０９−０のデータ幅は１本分であるが、アナログ値であるため、多値表現が可能である。この例では、３ビットの信号「ａ」乃至「ｃ」が１本のアナログ信号線により伝送される（Ａ２（０））。
【０１６１】
デジタル変換回路７３０−０では、アナログフリップフロップ７３１にアナログクロックを与えることにより（図３１参照）、アナログ変換回路７２０−０からのアナログ信号がアナログフリップフロップ７３１により保持され、時刻Ｔ１１から出力される（Ａ３（０））。このアナログ信号「Ａ」は、Ａ／Ｄ変換回路７３２によってデジタル信号「ａ」乃至「ｃ」に変換され、フリップフロップ回路７３３乃至７３５に保持され、時刻Ｔ１４から出力される（Ｄ３（００）乃至（０２））。このフリップフロップ回路７３３乃至７３５にも、アナログクロックが与えられる。ここで、データクロック端子Ｄｃには、アナログデータクロック端子Ａｃと同信号が分配されるため、アナログ変換回路７２０と同様にデジタル変換回路７３０においても、これらを１つの端子で共用して、同一入力端子からの信号を内部で分配してもよい。
【０１６２】
選択回路７４０−０では、フリップフロップ回路７４２にデータクロックを与えることにより（図３２参照）、データクロック毎にデータ信号が出力されていく（Ｄ４（０））。この例では、時刻Ｔ１５に信号「ａ」が出力され、時刻Ｔ１６に信号「ｂ」が出力され、時刻Ｔ１７に信号「ｃ」が出力されている。
【０１６３】
この例では、アナログクロックに同期した３本のデジタル信号Ｄ２（００）乃至（０２）が、同じくアナログクロックに同期した１本のアナログ信号Ａ２（０）として、信号線７０９−０により転送されている。すなわち、本発明の実施の形態によれば、同じクロック速度であれば、データ転送に必要な信号線の数を減らすことができる。
【０１６４】
また、この例では、ＬＳＩ−Ａ７０１およびＬＳＩ−Ｂ７０２の内部のデータ（Ｄ１（０）およびＤ４（０））のクロックの３分の１の速度で、ＬＳＩ−Ａ７０１とＬＳＩ−Ｂ７０２との間の転送が行われている（Ａ２（０）およびＡ３（０））。デジタルのデータクロックを基準として１Ｔとすると、ここでは、スループット３Ｔ、ターンアラウンドタイム３Ｔの転送が行われていることになる。すなわち、本発明の実施の形態によれば、本来のクロック速度よりも低い速度によりデータ転送を行うことができる。これにより、データ転送の信頼度を向上させることができる。また、途中のフリップフロップが不要となることから、回路配置を柔軟に行うことができるとともに、回路規模を小さくすることができる。
【０１６５】
なお、ここでは、スループット３Ｔ、ターンアラウンドタイム３Ｔの単純なアナログ値の転送例について説明したが、アナログ変換回路７２０とデジタル変換回路７３０との間には、３Ｔ以内で処理が可能な範囲であれば、他のアナログ回路を設けることができる。例えば、図３４（ａ）に示すように、ＬＳＩ−Ａ７０１とＬＳＩ−Ｂ７０２との間にアナログ回路７５１を設けるようにしてもよい。また、図３４（ｂ）に示すように、ＬＳＩ−Ａ７０１の内部にアナログ回路７５２を設けるようにしてもよい。また、図３４（ｃ）に示すように、ＬＳＩ−Ｂ７０２の内部にアナログ回路７５３を設けるようにしてもよい。これらは、上述の低速データ転送により途中のフリップフロップが不要となったことの副次的効果である。
【０１６６】
本発明の実施の形態では、ｋ＝３ビット分のデジタル値を、ｎ＝８個の離散値を含むｍ＝８の値のうちの、対応する１個のアナログ値として１本の信号線で転送（送信：出力、受信：入力）している。ただし、これは、ｍ＞８の分解能（例えばｍ＝９）があれば、表現可能な多値（例えば９値）のうちのｎ個の値（例えば「０」から「７」の８値）に対応付けて割り当てればよいため、ｍ≧ｎでよいことになる。また、ｋ＝３ビットで通常表現できる「０」から「７」の８値のうち、論理構成上出現しないような値が存在する場合には、ｎ≦７の離散値を表現できる（分解能が７以上の）アナログ信号を利用することができる。論理構成上出現しないような値とは、例えば、モジュロ７の場合の「７」などがこれに該当する。
【０１６７】
次に、本発明の実施の形態におけるアナログスキャン回路を用いてアナログおよびデジタル混在のスキャンパスを実現する例について説明する。
【０１６８】
図３５は、本発明の実施の形態におけるスキャンパス用Ｄ／Ａコンバータの実現例を示す図である。ここでは、図３０により説明したアナログ変換回路７２０を用いて、デジタル回路７９１のスキャン出力端子ＤＳｔからアナログ回路７９２のスキャン入力端子ＡＳｉに接続することを想定する。
【０１６９】
デジタル回路７９１のスキャン出力端子ＤＳｔは、アナログ変換回路７２０のスキャン入力端子ＤＳｉに、信号線ＤＡｉｎを介して接続される。アナログ回路７９２のスキャン入力端子ＡＳｉは、アナログ変換回路７２０のスキャン出力端子ＡＳｔに、信号線ＤＡｏｕｔを介して接続される。他のデータ入出力端子およびスキャン入出力端子は使用されないため、各入力は「０」に設定される。
【０１７０】
また、アナログ変換回路７２０のデータクロック端子Ｄｃには「０」が設定される。アナログ変換回路７２０のスキャンクロック端子ＤＳｃには内部データ用のデータクロックＤｓｃｋが入力される。アナログ変換回路７２０のアナログクロック端子Ａｃにはアナログ信号用のアナログクロックＡｓｃｋが入力される。アナログ変換回路７２０のアナログスキャンクロック端子ＡＳｃには「０」が設定される。
【０１７１】
図３６は、本発明の実施の形態におけるスキャンパス用Ｄ／Ａコンバータのタイミングチャート例を示す図である。
【０１７２】
時刻Ｔ１においてデジタル回路７９１から信号線ＤＡｉｎを介して入力された信号「ａ」は、データクロックＤｓｃｋに同期して、アナログ変換回路７２０のフリップフロップ回路７２３に保持される。信号「ａ」は、時刻Ｔ２にフリップフロップ回路７２３から出力され、フリップフロップ回路７２２に保持される。そして、信号「ａ」は、時刻Ｔ３にフリップフロップ回路７２２から出力され、フリップフロップ回路７２１に保持され、時刻Ｔ４にフリップフロップ回路７２１から出力される。同様に、信号「ｂ」および信号「ｃ」も、それぞれ１データクロックずつ遅れて順次出力される。
【０１７３】
時刻Ｔ４には、Ｄ／Ａ変換回路７２４において信号「ａ」乃至「ｃ」がアナログ信号「Ａ」に変換される。そして、時刻Ｔ５には、アナログクロックＡｓｃｋに同期して、アナログフリップフロップ７２５からアナログ信号「Ａ」が出力される。
【０１７４】
このように、アナログ変換回路７２０を用いることにより、デジタル信号のスキャン信号をアナログ信号のスキャン信号に変換することができる。これにより、１本のスキャンパスにおいてデジタル信号とアナログ信号を混在させることができる。
【０１７５】
なお、この例では、アナログ回路７９２のスキャン入力端子ＡＳｉに対して、アナログ変換回路７２０のスキャン出力端子ＡＳｔを接続する例について説明したが、アナログ変換回路７２０のデータ出力端子Ａｔを接続しても同様の結果を得ることができる。また、以下に示すように、アナログ変換回路７２０のアナログ信号観測端子Ａｉｔをアナログ変換回路７２０のスキャン入力端子ＡＳｉに接続しても同様の結果を得ることができる。
【０１７６】
図３７は、本発明の実施の形態におけるスキャンパス用Ｄ／Ａコンバータの他の実現例を示す図である。この例では、図３５と異なり、アナログ変換回路７２０のスキャン入力端子ＡＳｉにアナログ信号観測端子Ａｉｔを接続している。また、アナログ変換回路７２０のアナログクロック端子Ａｃには「０」が設定され、アナログスキャンクロック端子ＡＳｃにはアナログ信号用のアナログクロックＡｓｃｋが入力されている。このように、アナログ信号観測端子Ａｉｔの出力をフィードバックすることによって、アナログ変換回路７２０のアナログフリップフロップ７２５のスキャンパスに直接入力することも可能である。
【０１７７】
図３８は、本発明の実施の形態におけるスキャンパス用Ａ／Ｄコンバータの実現例を示す図である。ここでは、図３１により説明したデジタル変換回路７３０および図３２により説明した選択回路７４０を用いて、アナログ回路７９３のスキャン出力端子ＡＳｔからデジタル回路７９４のスキャン入力端子ＤＳｉに接続することを想定する。
【０１７８】
アナログ回路７９３のスキャン出力端子ＡＳｔは、デジタル変換回路７３０のスキャン入力端子ＤＳｉに、信号線ＡＤｉｎを介して接続される。デジタル回路７９４のスキャン入力端子ＤＳｉは、選択回路７４０のスキャン出力端子ＤＳｔに、信号線ＡＤｏｕｔを介して接続される。デジタル変換回路７３０のデータ出力端子Ｄｔ（０）乃至（２）は、選択回路７４０のデータ入力端子Ｄｉ（０）乃至（２）に接続される。他のデータ入出力端子およびスキャン入出力端子は使用されないため、各入力は「０」に設定される。
【０１７９】
また、デジタル変換回路７３０のアナログクロック端子Ａｃおよびスキャンクロック端子ＤＳｃには「０」が設定される。デジタル変換回路７３０のアナログスキャンクロック端子ＡＳｃおよびデータクロック端子Ｄｃにはアナログ信号用のアナログクロックＡｓｃｋが入力される。選択回路７４０のデータクロック端子Ｄｃには内部データ用のデータクロックＤｓｃｋが入力される。選択回路７４０のスキャンクロック端子ＤＳｃには「０」が設定される。
【０１８０】
図３９は、本発明の実施の形態におけるスキャンパス用Ａ／Ｄコンバータのタイミングチャート例を示す図である。
【０１８１】
時刻Ｔ１においてアナログ回路７９３から信号線ＡＤｉｎを介して入力されたアナログ信号「Ａ」は、アナログクロックＡｓｃｋに同期して、デジタル変換回路７３０のアナログフリップフロップ回路７３１に保持される。このアナログ信号「Ａ」は、デジタル信号「ａ」乃至「ｃ」から成る信号のアナログ値を示す。アナログフリップフロップ回路７３１は、時刻Ｔ５からアナログ信号「Ａ」を出力する。
【０１８２】
アナログ信号「Ａ」は、デジタル変換回路７３０のＡ／Ｄ変換回路７３２によってデジタル信号「ａ」乃至「ｃ」に変換され、フリップフロップ回路７３３乃至７３５に保持される。フリップフロップ回路７３３乃至７３５は、アナログクロックＡｓｃｋに同期して、時刻Ｔ８からそれぞれデジタル信号「ａ」乃至「ｃ」を出力する。
【０１８３】
選択回路７４０のフリップフロップ回路７４２は、データクロックＳｓｃｋに同期して、信号「ａ」乃至「ｃ」を順次保持する。これにより、時刻Ｔ９から信号「ａ」乃至「ｃ」が順次出力される。
【０１８４】
このように、デジタル変換回路７３０および選択回路７４０を用いることにより、アナログ信号のスキャン信号をデジタル信号のスキャン信号に変換することができる。これにより、１本のスキャンパスにおいてデジタル信号とアナログ信号を混在させることができる。
【０１８５】
なお、本発明の実施の形態は本発明を具現化するための一例を示したものであり、上述のように特許請求の範囲における発明特定事項とそれぞれ対応関係を有する。ただし、本発明は実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変形を施すことができる。
【０１８６】
また、本発明の実施の形態において説明した処理手順は、これら一連の手順を有する方法として捉えてもよく、また、これら一連の手順をコンピュータに実行させるためのプログラム乃至そのプログラムを記憶する記録媒体として捉えてもよい。この記録媒体として、例えば、ＣＤ（Compact Disc）、ＭＤ（MiniDisc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）、メモリカード、ブルーレイディスク（Blu-ray Disc（登録商標））等を用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１８７】
【図１】本発明の実施の形態におけるアナログスキャン回路１００と試験対象となる回路群との関係例を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態におけるアナログスキャン回路１００の第１の実施例を示す概念図である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態におけるアナログスキャン回路１００の第１の実施例を示すレイアウト図である。
【図４】本発明の実施の形態におけるアナログスキャン回路１００の第１の実施例のタイミングチャートである。
【図５】本発明の実施の形態においてＢＢＤセルを分散配置する例を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態におけるアナログスキャン回路１００の第２の実施例を示すレイアウト図である。
【図７】本発明の実施の形態におけるアナログスキャン回路１００の第２の実施例のタイミングチャートである。
【図８】本発明の実施の形態におけるアナログスキャン回路１００の第２の実施例の詳細タイミングチャートである。
【図９】本発明の実施の形態におけるアナログスキャン回路１００の第３の実施例を示す概念図である。
【図１０】本発明の実施の形態におけるアナログスキャン回路１００の第３の実施例を示すレイアウト図である。
【図１１】本発明の実施の形態におけるアナログスキャン回路１００の第３の実施例のタイミングチャートである。
【図１２】本発明の実施の形態におけるアナログスキャン回路１００の第３の実施例のためのスキャンイン端子Ｓｉｎからの信号の例である。
【図１３】本発明の実施の形態におけるアナログスキャン回路１００の第４の実施例を示すレイアウト図である。
【図１４】本発明の実施の形態におけるアナログスキャン回路１００の第４の実施例のタイミングチャートである。
【図１５】本発明の実施の形態におけるアナログスキャン回路１００の第４の実施例のためのスキャンイン端子Ｓｉｎからの信号の例である。
【図１６】本発明の実施の形態におけるアナログスキャン回路１００の第５の実施例を示す概念図である。
【図１７】図１７は、本発明の実施の形態におけるアナログスキャン回路１００の第５の実施例を示すレイアウト図である。
【図１８】本発明の実施の形態におけるアナログスキャン回路１００の第５の実施例のタイミングチャートである。
【図１９】本発明の実施の形態におけるアナログスキャン回路１００の第６の実施例を示すレイアウト図である。
【図２０】本発明の実施の形態におけるアナログスキャン回路１００の第７の実施例を示すレイアウト図である。
【図２１】本発明の実施の形態におけるアナログスキャン回路１００の第８の実施例を示すレイアウト図である。
【図２２】本発明の実施の形態におけるアナログスキャン回路を用いたＩＩＲフィルタの構成例を示す図である。
【図２３】本発明の実施の形態のアナログスキャン回路をアナログ回路の同期化制御に用いた場合の例を示す図である。
【図２４】本発明の実施の形態のアナログスキャン回路をアナログ回路の同期化制御に用いた場合のレイアウト図である。
【図２５】本発明の実施の形態におけるアナログスキャン回路をアナログ回路の同期化制御に用いた場合のタイミングチャートである。
【図２６】本発明の実施の形態におけるアナログスキャン回路を用いたＬＳＩ間転送の一例を示す図である。
【図２７】本発明の実施の形態におけるシフト回路７１０の一構成例を示す図である。
【図２８】本発明の実施の形態におけるフリップフロップ回路７１１の一構成例を示す図である。
【図２９】本発明の実施の形態におけるフリップフロップ回路７１１の動作タイミング例を示す図である。
【図３０】本発明の実施の形態におけるアナログ変換回路７２０の一構成例を示す図である。
【図３１】本発明の実施の形態におけるデジタル変換回路７３０の一構成例を示す図である。
【図３２】本発明の実施の形態における選択回路７４０の一構成例を示す図である。
【図３３】本発明の実施の形態におけるアナログスキャン回路を用いたＬＳＩ間転送（図２６）のタイミングチャート例を示す図である。
【図３４】本発明の実施の形態におけるアナログスキャン回路を用いたＬＳＩ間転送の変形例を示す図である。
【図３５】本発明の実施の形態におけるスキャンパス用Ｄ／Ａコンバータの実現例を示す図である。
【図３６】本発明の実施の形態におけるスキャンパス用Ｄ／Ａコンバータのタイミングチャート例を示す図である。
【図３７】本発明の実施の形態におけるスキャンパス用Ｄ／Ａコンバータの他の実現例を示す図である。
【図３８】本発明の実施の形態におけるスキャンパス用Ａ／Ｄコンバータの実現例を示す図である。
【図３９】本発明の実施の形態におけるスキャンパス用Ａ／Ｄコンバータのタイミングチャート例を示す図である。
【符号の説明】
【０１８８】
１１〜１３、２１〜２３、３１〜３３  回路
４１〜４３  インバータ
５１〜５３、６１〜６３  トランジスタ
１００  アナログスキャン回路
１０１  シリコン基板
１０２  絶縁膜
１２１  クロック信号線（ＳＡｃｋ）
１２２  クロック信号線（ＳＢｃｋ）
１３０  クロック信号線（Ｌｃｋ）
１４０  クロック信号線（Ｗｃｋ）
２０１〜２０６  ＢＢＤセル
２０９  Ｄ／Ａコンバータ
２１１〜２１９  電極
２２０〜２２９  拡散層領域
３０１〜３０４、３０９  トランジスタ
３２１〜３２３  電極
３３１〜３３３  論理和ゲート
３８１〜３８３  論理積ゲート
４０１、４１１〜４１３、４１９  電荷電圧変換アンプ
４０９  Ａ／Ｄコンバータ
４２１〜４２３、４２９  トランジスタ
４３１〜４３３、４３９  コンデンサ
４４１〜４４３、４４９  アンプ
４５１〜４５３、４６１〜４６３  拡散層領域
４７１〜４７３、４９１〜４９３  電極
４８１〜４８３  論理積ゲート
６１１〜６１９  電極
６３１〜６３３  クロック信号線
６４０  トランジスタ
６５１〜６５３、６６１〜６６４  拡散層領域
６７０  クロック信号線（Ｌｃｋ）
６８０  電荷電圧変換アンプ
７０１、７０２  ＬＳＩ
７１０  シフト回路
７２０  アナログ変換回路
７３０  デジタル変換回路
７４０  選択回路
８１０、８５０  アナログ加算器
８２１〜８２９  アナログ同期回路
８３１〜８４９  アナログ乗算器
９１０、９２０、９３０  回路
９４０  Ｄ／Ａコンバータ
９５０、９６０  アナログスキャン回路
９７０  Ａ／Ｄコンバータ
【図１】
2010098384.tif 000003
【図２】
2010098384.tif 000004
【図４】
2010098384.tif 000005
【図７】
2010098384.tif 000006
【図８】
2010098384.tif 000007
【図９】
2010098384.tif 000008
【図１１】
2010098384.tif 000009
【図１４】
2010098384.tif 000010
【図１６】
2010098384.tif 000011
【図１８】
2010098384.tif 000012
【図２２】
2010098384.tif 000013
【図２３】
2010098384.tif 000014
【図２５】
2010098384.tif 000015
【図２６】
2010098384.tif 000016
【図２７】
2010098384.tif 000017
【図２８】
2010098384.tif 000018
【図２９】
2010098384.tif 000019
【図３０】
2010098384.tif 000020
【図３１】
2010098384.tif 000021
【図３２】
2010098384.tif 000022
【図３３】
2010098384.tif 000023
【図３４】
2010098384.tif 000024
【図３５】
2010098384.tif 000025
【図３６】
2010098384.tif 000026
【図３７】
2010098384.tif 000027
【図３８】
2010098384.tif 000028
【図３９】
2010098384.tif 000029
【図３】
2010098384.tif 000030
【図５】
2010098384.tif 000031
【図６】
2010098384.tif 000032
【図１０】
2010098384.tif 000033
【図１２】
2010098384.tif 000034
【図１３】
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【図１５】
2010098384.tif 000036
【図１７】
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【図１９】
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【図２０】
2010098384.tif 000039
【図２１】
2010098384.tif 000040
【図２４】
2010098384.tif 000041