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JP2009192461A - Semiconductor integrated circuit device - Google Patents

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JP2009192461A
JP2009192461A JP2008035627A JP2008035627A JP2009192461A JP 2009192461 A JP2009192461 A JP 2009192461A JP 2008035627 A JP2008035627 A JP 2008035627A JP 2008035627 A JP2008035627 A JP 2008035627A JP 2009192461 A JP2009192461 A JP 2009192461A
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JP
Japan
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flop
flip
scan
output
data
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Pending
Application number
JP2008035627A
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Japanese (ja)
Inventor
Toyohito Iketani
豊人 池谷
Toshio Sasaki
敏夫 佐々木
Takashi Kuraishi
孝 倉石
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Renesas Technology Corp
Original Assignee
Renesas Technology Corp
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Publication date
Application filed by Renesas Technology Corp filed Critical Renesas Technology Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce a delay overhead in a multiplexer-scanning flip-flop and make a layout area smaller. <P>SOLUTION: During normal operation, a selector 4a selects a data signal D, and a data-saving flip-flop 3 is in a holding state. During a scan path test, a scanning operation is performed by setting a standby signal Standby EN at a Lo level, and by setting the standby signal Standby EN at a Hi level, respectively. The data-saving flip-flop 3 always holds data obtained one cycle before, because data is transferred from the data-scanning flip-flop 3 to a multiplexer-scanning flip-flop 4. Thus, a buffer becomes unnecessary that is normally inserted in the scan path as measures to hold. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、半導体集積回路装置に設けられるフリップフロップに関し、特に、スキャン機能付きのフリップフロップにおけるディレイオーバヘッドの低減に有効な技術に関する。   The present invention relates to a flip-flop provided in a semiconductor integrated circuit device, and more particularly to a technique effective for reducing delay overhead in a flip-flop with a scan function.

半導体集積回路装置においては、データ保持用フリップフロップが広く用いられている。このデータ保持用フリップフロップは、たとえば、データ入力部にMUX(マルチプレクサ)スキャン用の2to1セレクタが接続されたスキャンフリップフロップを備え、該スキャンフリップフロップのゲートを介してデータ退避用のフリップフロップが直接接続されたものが知られている。   In a semiconductor integrated circuit device, a data holding flip-flop is widely used. This data holding flip-flop includes, for example, a scan flip-flop in which a MUX (multiplexer) scan 2-to-1 selector is connected to a data input unit, and the data saving flip-flop is directly connected via the scan flip-flop gate. What is connected is known.

ところが、上記のようなデータ保持用のフリップフロップでは、次のような問題点があることが本発明者により見い出された。   However, the present inventors have found that the data holding flip-flop as described above has the following problems.

一般に、MUXスキャン方式のフリップフロップは、フリップフロップのデータを外部から書き込んだり、読み出したりするスキャン動作時に、システムクロックで同期転送しているため、フリップフロップとフリップフロップとの間にホールド違反を防止するディレイが設けられている。   In general, MUX scan flip-flops use the system clock to perform synchronous transfer during scan operations that write or read flip-flop data from the outside, preventing hold violations between flip-flops. A delay is provided.

このディレイは、製造ばらつきなどを考慮してディレイマージンが大きく設計されており、それに伴い、該ディレイのレイアウト面積が大きくなり、半導体集積回路装置の小型化が妨げられる恐れがある。   This delay is designed with a large delay margin in consideration of manufacturing variations and the like, and accordingly, the layout area of the delay is increased, which may hinder the miniaturization of the semiconductor integrated circuit device.

また、データ退避用のフリップフロップは、スキャンフリップフロップに直接接続されるために、容量負荷が増大してしまい、その結果、高速化動作の妨げになってしまうという問題がある。   Further, since the data saving flip-flop is directly connected to the scan flip-flop, there is a problem that the capacity load increases, and as a result, the speed-up operation is hindered.

本発明の目的は、スキャン機能を有したマルチプレクサスキャン方式のフリップフロップにおけるディレイオーバヘッドを低減し、レイアウト面積を小さくすることのできる技術を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a technique capable of reducing a delay overhead and a layout area in a multiplexer scan flip-flop having a scan function.

本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴については、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。   The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。   Of the inventions disclosed in the present application, the outline of typical ones will be briefly described as follows.

本発明は、複数の内部論理回路ブロックにより構成された複数の論理モジュールを有した半導体集積回路装置であって、任意の論理モジュールに設けられる機能付きフリップフロップを有し、該機能付きフリップフロップは、マルチプレクサスキャン機能を有し、一方の入力部に入力信号が入力されるように接続された第1のフリップフロップと、データ退避用として用いられ、該第1のフリップフロップの他方の入力部に出力部が接続される第2のフリップフロップと、該第2のフリップフロップの入力部に、出力部が接続され、選択信号に基づいて、第1のフリップフロップから出力されるデータ、またはスキャンパステスト用のスキャン信号のいずれか一方を選択し、第2のフリップフロップに出力するセレクタとよりなり、該セレクタは、通常動作時に第1のフリップフロップの出力信号を選択し、スキャンパステスト時にスキャン信号を選択して出力し、第2のフリップフロップは、 通常動作時に退避用フリップフロップとして動作し、スキャンパステスト時にセレクタから出力されたスキャン信号を半サイクル遅らせて第1のフリップフロップに出力し、第1のフリップフロップのホールド違反対策用のフリップフロップとして動作するものである。   The present invention is a semiconductor integrated circuit device having a plurality of logic modules configured by a plurality of internal logic circuit blocks, having a flip-flop with a function provided in an arbitrary logic module, and the flip-flop with a function A first flip-flop having a multiplexer scan function and connected so that an input signal is input to one input section, and used for data saving, and connected to the other input section of the first flip-flop. A second flip-flop to which the output unit is connected, and an output unit connected to the input unit of the second flip-flop, and data output from the first flip-flop based on a selection signal, or a scan path A selector that selects one of the test scan signals and outputs the selected scan signal to the second flip-flop. Selects the output signal of the first flip-flop during normal operation, selects and outputs the scan signal during the scan path test, and the second flip-flop operates as a saving flip-flop during normal operation, The scan signal output from the selector at the time of the test is delayed by a half cycle and output to the first flip-flop, and operates as a flip-flop for hold violation countermeasure of the first flip-flop.

また、本発明は、前記第1のフリップフロップが、データ退避時に、第2のフリップフロップが保持するデータを選択して出力するものである。   In the present invention, the first flip-flop selects and outputs data held by the second flip-flop when data is saved.

さらに、本発明は、前記論理モジュールを低消費電力制御する低電力制御部を備え、機能付きフリップフロップが設けられた論理モジュールは、該低電力制御部による低電力制御の対象よりなるものである。   Furthermore, the present invention includes a low power control unit that controls low power consumption of the logic module, and the logic module provided with a function flip-flop is a target of low power control by the low power control unit. .

また、本発明は、前記第2のフリップフロップが、常時電源電圧が供給され、低電力制御部の低電力制御によって論理モジュールの電源が遮断された際でもデータを保持するものである。   Further, according to the present invention, the second flip-flop holds data even when the power supply voltage is constantly supplied and the power of the logic module is shut off by the low power control of the low power control unit.

さらに、本願のその他の発明の概要を簡単に示す。   Furthermore, the outline | summary of the other invention of this application is shown briefly.

本発明は、複数の内部論理回路ブロックにより構成された複数の論理モジュールを有した半導体集積回路装置であって、任意の論理モジュールに設けられる機能付きフリップフロップを有し、該機能付きフリップフロップは、マルチプレクサスキャン機能を有し、一方の入力部に入力信号が入力されるように接続された第1のフリップフロップと、データ退避用として用いられ、該第1のフリップフロップの出力部に、入力部が接続される第2のフリップフロップと、第1のフリップフロップの他方の入力部に、出力部が接続され、選択信号に基づいて、第2のフリップフロップから出力されるデータ、またはスキャンパステスト用のスキャン信号のいずれか一方を選択し、第1のフリップフロップの一方の入力部に出力するセレクタとよりなり、該セレクタは、通常動作時に第2のフリップフロップの出力信号を選択して出力し、スキャンパステスト時にスキャン信号を選択して出力し、第2のフリップフロップは、通常動作時に退避用フリップフロップとして動作し、スキャンパステスト時に第1のフリップフロップから出力された信号をスキャン信号として出力するものである。   The present invention is a semiconductor integrated circuit device having a plurality of logic modules configured by a plurality of internal logic circuit blocks, having a flip-flop with a function provided in an arbitrary logic module, and the flip-flop with a function A first flip-flop having a multiplexer scan function and connected so that an input signal is input to one input unit, and used for data saving, and an input to the output unit of the first flip-flop The output part is connected to the second flip-flop to which the part is connected and the other input part of the first flip-flop, and the data output from the second flip-flop or the scan path based on the selection signal A selector that selects one of the test scan signals and outputs it to one input section of the first flip-flop. The selector selects and outputs the output signal of the second flip-flop during the normal operation, selects and outputs the scan signal during the scan path test, and the second flip-flop is a saving flip-flop during the normal operation. The signal output from the first flip-flop during the scan path test is output as a scan signal.

本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。   Among the inventions disclosed in the present application, effects obtained by typical ones will be briefly described as follows.

(1)第1のフリップフロップのディレイオーバヘッドを大幅に低減することができる。   (1) The delay overhead of the first flip-flop can be greatly reduced.

(2)また、上記(1)により、スキャンパステスト時にホールド対策用のディレイ素子などを不要とすることができるので、半導体集積回路装置のレイアウト面積を小さくすることができる。   (2) Further, according to the above (1), it is possible to eliminate the need for a delay element for holding during the scan path test, so that the layout area of the semiconductor integrated circuit device can be reduced.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that components having the same function are denoted by the same reference symbols throughout the drawings for describing the embodiment, and the repetitive description thereof will be omitted.

(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1による機能付きフリップフロップの構成例を示すブロック図、図2は、図1の機能付きフリップフロップに設けられたフリップフロップの動作例を示す説明図、図3は、図1の機能付きフリップフロップに設けられたラッチの動作例を示す説明図、図4は、図1の機能付きフリップフロップに設けられたデータ退避用フリップフロップの動作機能例を示した説明図、図5は、図1の機能付きフリップフロップをゲートレベルにより記述した回路図、図6は、本発明の実施の形態1による半導体集積回路装置の内部論理回路ブロックと機能付きフリップフロップとの接続構成を示す説明図、図7は、本発明の実施の形態1による機能付きフリップフロップを適用した半導体集積回路装置の構成例を示すブロック図、図8は、図7の半導体集積回路装置における機能付きフリップフロップの一例を示す制御真理値の説明図、図9は、図1の機能付きフリップフロップの動作例を示すタイムチャート、図10は、図1の機能付きフリップフロップにスキャンパステストが適用されている際の動作例を示すタイムチャート、図11は、本発明の実施の形態1による機能付きフリップフロップにおける動作の他の例を示すタイムチャート、図12は、本発明の実施の形態1によるDAツールを用いた機能付きフリップフロップの設計例を示すフローチャートである。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of a function-equipped flip-flop according to Embodiment 1 of the present invention, and FIG. 2 is an explanatory diagram showing an operation example of the flip-flop provided in the function-equipped flip-flop of FIG. 3 is an explanatory diagram showing an example of operation of a latch provided in the flip-flop with function of FIG. 1, and FIG. 4 shows an example of operation function of a flip-flop for data saving provided in the flip-flop with function of FIG. FIG. 5 is a circuit diagram describing the flip-flop with function of FIG. 1 at the gate level, and FIG. 6 is an internal logic circuit block and flip-flop with function of the semiconductor integrated circuit device according to the first embodiment of the present invention. FIG. 7 is a block diagram showing a configuration example of a semiconductor integrated circuit device to which the function-equipped flip-flop according to the first embodiment of the present invention is applied. 8 is an explanatory diagram of a control truth value showing an example of the function-equipped flip-flop in the semiconductor integrated circuit device of FIG. 7, FIG. 9 is a time chart showing an operation example of the function-equipped flip-flop of FIG. 1, and FIG. FIG. 11 is a time chart showing an operation example when the scan path test is applied to the function-equipped flip-flop of FIG. 1, and FIG. 11 is a time showing another example of the operation of the function-equipped flip-flop according to the first embodiment of the present invention. FIG. 12 is a flowchart showing a design example of a function-equipped flip-flop using the DA tool according to the first embodiment of the present invention.

本実施の形態1において、機能付きフリップフロップ1は、半導体集積回路装置の内部論理回路ブロックに設けられ、ラッチなどとして用いられるフリップフロップであり、たとえば、マルチプレクサなどによってテスト信号が切り換えられる、いわゆるマルチプレクサスキャン(Mux Scan)によるスキャンパステストが可能となっている。   In the first embodiment, the function-equipped flip-flop 1 is a flip-flop provided in an internal logic circuit block of a semiconductor integrated circuit device and used as a latch. For example, a so-called multiplexer in which a test signal is switched by a multiplexer or the like. A scan path test by scanning (Mux Scan) is possible.

機能付きフリップフロップ1は、図1に示すように、セレクタ2、データ退避用フリップフロップ3、マルチプレクサスキャンフリップフロップ4、およびバッファ5,6から構成されている。   As shown in FIG. 1, the function-equipped flip-flop 1 includes a selector 2, a data saving flip-flop 3, a multiplexer scan flip-flop 4, and buffers 5 and 6.

機能付きフリップフロップ1では、第2のフリップフロップとなるデータ退避用フリップフロップ3が、第1のフリップフロップであるマルチプレクサスキャンフリップフロップ4の入力端子に接続されており、該データ退避用フリップフロップ3の前段に設けられたセレクタ2によって、スキャン入力(スキャン入力信号SIN)とマルチプレクサスキャンフリップフロップ4からの出力信号とを選択することができる構成となっている。   In the function-equipped flip-flop 1, the data saving flip-flop 3 serving as the second flip-flop is connected to the input terminal of the multiplexer scan flip-flop 4 serving as the first flip-flop, and the data saving flip-flop 3 is connected. The selector 2 provided in the previous stage can select a scan input (scan input signal SIN) and an output signal from the multiplexer scan flip-flop 4.

また、データ退避用フリップフロップ3、ならびにマルチプレクサスキャンフリップフロップ4は、スキャンパスホールド対策になるよう近接配置されている。   Further, the data saving flip-flop 3 and the multiplexer scan flip-flop 4 are arranged close to each other as a measure against a scan path hold.

セレクタ2の制御端子には、データ退避制御信号である選択信号Scan/Holdが入力されるように接続されており、該セレクタ2の一方の入力部には、スキャン入力信号SINが入力されるように接続されている。   The selection terminal Scan / Hold, which is a data saving control signal, is connected to the control terminal of the selector 2 so that the scan input signal SIN is input to one input portion of the selector 2. It is connected to the.

また、セレクタ2の他方の入力部には、マルチプレクサスキャンフリップフロップ4から出力される出力信号が入力されるように接続されている。セレクタ2の出力部には、データ退避用フリップフロップ3の入力部が接続されている。   Further, the other input part of the selector 2 is connected so that an output signal outputted from the multiplexer scan flip-flop 4 is inputted. The output part of the selector 2 is connected to the input part of the data saving flip-flop 3.

このセレクタ2は、制御端子に入力される選択信号Scan/Holdに基づいて、スキャン入力信号SIN、またはマルチプレクサスキャンフリップフロップ4から出力される出力信号のいずれかを選択して出力する。   The selector 2 selects and outputs either the scan input signal SIN or the output signal output from the multiplexer scan flip-flop 4 based on the selection signal Scan / Hold input to the control terminal.

データ退避用フリップフロップ3は、ラッチ3a、論理積回路3b、およびインバータ3cから構成されている。ラッチ3aのデータ端子dには、セレクタ2の出力部が接続されており、該ラッチ3aのクロック端子ckには、論理積回路3bの出力部が接続されている。また、ラッチ3aのデータ出力端子qには、マルチプレクサスキャンフリップフロップ4の他方の入力部が接続されている。   The data saving flip-flop 3 includes a latch 3a, an AND circuit 3b, and an inverter 3c. An output part of the selector 2 is connected to the data terminal d of the latch 3a, and an output part of the AND circuit 3b is connected to the clock terminal ck of the latch 3a. The other input portion of the multiplexer scan flip-flop 4 is connected to the data output terminal q of the latch 3a.

インバータ3cの入力部には、データ退避制御信号であるスタンバイ信号StandbyENが入力されるように接続されており、該インバータ3cの出力部には、論理積回路3bの一方の入力部が接続されている。   A standby signal StandbyEN, which is a data saving control signal, is connected to the input part of the inverter 3c, and one input part of the AND circuit 3b is connected to the output part of the inverter 3c. Yes.

この論理積回路3bの他方の入力部には、クロック信号CLKが入力されるように接続されている。スタンバイ信号StandbyENがアクティブとなると、ラッチ3aに供給されるクロック信号CLKを停止状態にする。   The other input section of the AND circuit 3b is connected to receive the clock signal CLK. When the standby signal StandbyEN becomes active, the clock signal CLK supplied to the latch 3a is stopped.

マルチプレクサスキャンフリップフロップ4は、セレクタ4aとエッジトリガタイプのフリップフロップ4bとから構成されている。セレクタ4aの制御端子には、スキャン入力信号SINと通常のデータ信号Dとを選択する選択信号SENが入力されるように接続されている。   The multiplexer scan flip-flop 4 includes a selector 4a and an edge trigger type flip-flop 4b. A selection signal SEN for selecting the scan input signal SIN and the normal data signal D is connected to the control terminal of the selector 4a.

セレクタ4aの出力部には、フリップフロップ4bの入力端子が接続されている。このフリップフロップ4bの出力端子には、前述したセレクタ2の他方の入力部、ならびにバッファ5,6の入力部がそれぞれ接続されている。フリップフロップ4bの出力端子は、マルチプレクサスキャンフリップフロップ4の出力部となる。   The output terminal of the selector 4a is connected to the input terminal of the flip-flop 4b. The other input section of the selector 2 and the input sections of the buffers 5 and 6 are connected to the output terminal of the flip-flop 4b. The output terminal of the flip-flop 4b is an output section of the multiplexer scan flip-flop 4.

そして、バッファ5の出力部から出力される信号が、機能付きフリップフロップ1の出力信号Qとなり、バッファ6の出力部から出力される信号が、機能付きフリップフロップ1のスキャン出力信号SOUTとなる。   The signal output from the output unit of the buffer 5 becomes the output signal Q of the flip-flop 1 with function, and the signal output from the output unit of the buffer 6 becomes the scan output signal SOUT of the flip-flop 1 with function.

図2は、フリップフロップ4bの動作例を示す説明図である。   FIG. 2 is an explanatory diagram showing an operation example of the flip-flop 4b.

フリップフロップ4bは、図示するように、ラッチパルスとなるクロック信号CLKの立ち上がり、または立ち下がりの変化点でデータ信号Dが取り込まれる。   As shown in the figure, the flip-flop 4b takes in the data signal D at the rising or falling change point of the clock signal CLK serving as a latch pulse.

図3は、ラッチ3aの動作例を示す説明図である。   FIG. 3 is an explanatory diagram showing an operation example of the latch 3a.

この場合、ラッチ3aは、図示するように、クロック信号CLKのHiレベル期間中のデータ信号Dが取り込まれることになる。   In this case, the latch 3a takes in the data signal D during the Hi level period of the clock signal CLK as shown in the figure.

図4は、データ退避用フリップフロップ3の動作機能例を示した説明図である。   FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of an operation function of the data saving flip-flop 3.

データ退避用フリップフロップ3には、常時ONの電源電圧VDDが供給される構成となっている。これにより、機能付きフリップフロップ1におけるデータ退避用フリップフロップ3以外の電源が遮断されても、データ退避用フリップフロップ3以外の電源が遮断する直前にスタンバイ信号StandbyENをHi信号とすることで、データを保持することができる。   The data saving flip-flop 3 is configured to be supplied with a power supply voltage VDD that is always ON. Thus, even if the power supply other than the data saving flip-flop 3 in the function-equipped flip-flop 1 is cut off, the standby signal StandbyEN is set to the Hi signal immediately before the power supply other than the data saving flip-flop 3 is cut off. Can be held.

図5は、機能付きフリップフロップ1をゲートレベルにより記述した回路図である。   FIG. 5 is a circuit diagram describing the flip-flop 1 with function at the gate level.

セレクタ2は、トライステートバッファB1,B2から構成されており、データ退避用フリップフロップ3は、インバータIv1,Iv2、トライステートバッファB3、トランスファゲートTG1、およびクロックゲート用の2入力の否定論理和回路NORから構成されている。   The selector 2 includes tristate buffers B1 and B2, and the data saving flip-flop 3 includes inverters Iv1 and Iv2, tristate buffer B3, transfer gate TG1, and a 2-input negative OR circuit for clock gates. It consists of NOR.

また、マルチプレクサスキャンフリップフロップ4において、セレクタ4aは、セレクタ2と同様に、トライステートバッファB4,B5から構成されている。フリップフロップ4bは、トランスファゲートTG2,TG3、インバータIv3〜Iv7、ならびにトライステートバッファB6,B7から構成されている。   In the multiplexer scan flip-flop 4, the selector 4a is composed of tristate buffers B4 and B5, like the selector 2. The flip-flop 4b includes transfer gates TG2 and TG3, inverters Iv3 to Iv7, and tristate buffers B6 and B7.

フリップフロップ4bは、トランスファゲートTG2、インバータIv3、およびトライステートバッファB6によって構成されるラッチと、トランスファゲートTG3、インバータIv4、ならびにトライステートバッファB7によって構成されるラッチとが2段接続された構成となっており、初段のラッチは、クロック信号CLKがLoレベルでアクティブ、2段目のラッチは、クロック信号CLKがHiレベルでアクティブとなるようにクロック極性を合わせている。   The flip-flop 4b has a configuration in which a latch configured by the transfer gate TG2, the inverter Iv3, and the tristate buffer B6 and a latch configured by the transfer gate TG3, the inverter Iv4, and the tristate buffer B7 are connected in two stages. The first-stage latch is active when the clock signal CLK is at the Lo level, and the second-stage latch is adjusted so that the clock polarity is active when the clock signal CLK is at the Hi level.

データ退避用フリップフロップ3の入力は、セレクタ2によって、前段のスキャン入力とマルチプレクサスキャンフリップフロップ4の出力信号とが選択される。   The selector 2 selects the scan input of the previous stage and the output signal of the multiplexer scan flip-flop 4 as the input of the data saving flip-flop 3.

図6は、半導体集積回路装置の内部論理回路ブロックBと機能付きフリップフロップ1との接続構成を示す説明図である。   FIG. 6 is an explanatory diagram showing a connection configuration between the internal logic circuit block B and the function-equipped flip-flop 1 of the semiconductor integrated circuit device.

内部論理回路ブロックBの前段に設けられた機能付きフリップフロップ1において、該機能付きフリップフロップ1の出力信号Qは、内部論理回路ブロックBの入力部に入力されるように接続されている。   In the flip-flop with function 1 provided in the preceding stage of the internal logic circuit block B, the output signal Q of the flip-flop with function 1 is connected so as to be input to the input section of the internal logic circuit block B.

また、内部論理回路ブロックBの前段に設けられた機能付きフリップフロップ1のスキャン出力信号SOUTは、スキャン入力信号SINとして内部論理回路ブロックBの前段に設けられた機能付きフリップフロップ1に入力されるように接続される。   Further, the scan output signal SOUT of the flip-flop 1 with function provided in the preceding stage of the internal logic circuit block B is input to the flip-flop 1 with function provided in the preceding stage of the internal logic circuit block B as the scan input signal SIN. So that they are connected.

データ退避用フリップフロップ3は、実動作時においてはデータ退避用フリップフロップとして動作し、半導体集積回路装置のスキャンパステスト時には、スキャンデータを半サイクル遅らせて出力することでホールド違反対策用のフリップフロップとして動作する。   The data saving flip-flop 3 operates as a data saving flip-flop in actual operation, and at the time of a scan path test of the semiconductor integrated circuit device, the scan data is delayed by half a cycle and output, thereby causing a hold violation countermeasure flip-flop. Works as.

また、マルチプレクサスキャンフリップフロップ4とデータ退避用フリップフロップ3とは、ホールド対策のため、たとえば、1セルのスタンダードセルで構成するか、レイアウト時に近接配置することが望ましい。   Further, the multiplexer scan flip-flop 4 and the data saving flip-flop 3 are preferably configured by, for example, one standard cell or arranged close to each other for layout in order to prevent hold.

これによって、機能付きフリップフロップ間に設けられていたスキャンパステスト時におけるホールド違反対策用のディレイ素子が不要となり、半導体チップのレイアウト面積のオーバヘッドを低減することが可能となる。   As a result, a delay element for countermeasure against hold violation at the time of the scan path test provided between the function-equipped flip-flops becomes unnecessary, and the overhead of the layout area of the semiconductor chip can be reduced.

図7は、機能付きフリップフロップ1を適用した半導体集積回路装置7の構成例を示すブロック図である。   FIG. 7 is a block diagram showing a configuration example of the semiconductor integrated circuit device 7 to which the function-equipped flip-flop 1 is applied.

半導体集積回路装置7は、個別に低消費電力制御などの電源制御(遮断)が可能な論理モジュール8,9、半導体集積回路装置7の電源制御を行う電源制御モジュール10、および半導体集積回路装置7のスキャンパステストの制御を行うテスト制御モジュール11を備えている。   The semiconductor integrated circuit device 7 includes logic modules 8 and 9 that can individually control power supply (shut down) such as low power consumption control, a power supply control module 10 that performs power supply control of the semiconductor integrated circuit device 7, and the semiconductor integrated circuit device 7. A test control module 11 for controlling the scan path test.

論理モジュール8,9には、複数の機能付きフリップフロップ1、ならびに論理モジュールモジュール8,9の電源を電源制御モジュール10の制御に基づいて、それぞれ制御する電源スイッチ回路8a,9aがそれぞれ設けられている。   The logic modules 8 and 9 are provided with a plurality of function-equipped flip-flops 1 and power switch circuits 8a and 9a for controlling the power of the logic module modules 8 and 9 based on the control of the power control module 10, respectively. Yes.

低電力制御部である電源制御モジュール10からは、選択信号Scan/Hold1,Scan/Hold2、スタンバイ信号StandbyEN1,StandbyEN2、電源制御信号Power1,Power2、および選択信号PSEN1,PSEN2がそれぞれ出力される。また、テスト制御モジュール11からは、選択信号TSEN1,TSEN2がそれぞれ出力される。   The power supply control module 10 which is a low power control unit outputs selection signals Scan / Hold1, Scan / Hold2, standby signals StandbyEN1, StandbyEN2, power supply control signals Power1, Power2, and selection signals PSEN1, PSEN2. The test control module 11 outputs selection signals TSEN1 and TSEN2, respectively.

選択信号Scan/Hold1、およびスタンバイ信号StandbyEN1は、論理モジュール8に設けられている機能付きフリップフロップ1のデータ退避制御信号となり、選択信号Scan/Hold2、ならびにタンバイ信号StandbyEN2は、論理モジュール9に設けられている機能付きフリップフロップ1のデータ退避制御信号となる。   The selection signal Scan / Hold1 and the standby signal StandbyEN1 are data saving control signals of the flip-flop 1 with function provided in the logic module 8, and the selection signal Scan / Hold2 and the standby signal StandbyEN2 are provided in the logic module 9. It becomes a data saving control signal of the functioned flip-flop 1.

電源制御信号Power1は、低消費電力モードを設定する際に電源スイッチ回路8aを制御する制御信号であり、電源制御信号Power2は、低消費電力モードを設定する際に電源スイッチ回路9aを制御する制御信号である。   The power control signal Power1 is a control signal for controlling the power switch circuit 8a when setting the low power consumption mode, and the power control signal Power2 is a control for controlling the power switch circuit 9a when setting the low power consumption mode. Signal.

選択信号PSEN1,TSEN1は、スキャンパステスト時における論理モジュール8に設けられたマルチプレクサスキャンフリップフロップ4の制御信号であり、選択信号PSEN2,TSEN2は、スキャンパステスト時における論理モジュール9に設けられたマルチプレクサスキャンフリップフロップ4の制御信号である。   The selection signals PSEN1 and TSEN1 are control signals for the multiplexer scan flip-flop 4 provided in the logic module 8 during the scan path test, and the selection signals PSEN2 and TSEN2 are multiplexers provided in the logic module 9 during the scan path test. This is a control signal for the scan flip-flop 4.

選択信号PSEN1,PSEN2,TSEN1,TSEN2は、本来スキャンパステストのための制御信号であるが、選択信号PSEN1,PSEN2は、データ退避時に制御することが必要であるため、たとえば、論理和回路OR1,OR2などのゲート論理を介して論理モジュール8,9に接続され、選択信号SENとしてそれぞれ入力される。   The selection signals PSEN1, PSEN2, TSEN1, and TSEN2 are originally control signals for the scan path test. However, since the selection signals PSEN1 and PSEN2 need to be controlled when data is saved, for example, OR circuits OR1, It is connected to the logic modules 8 and 9 through gate logic such as OR2, and is input as the selection signal SEN.

このゲート論理は制御方法に応じて任意の論理を組むため、論理和ゲートには限定されない。また、高速なクロックで駆動される場合、このゲート論理は、パスディレイを合わせ込み易くするため、テスト制御モジュール直後に配置するか、機能付きフリップフロップ1に接続される直前に配置することが望ましい。   Since this gate logic forms an arbitrary logic according to the control method, it is not limited to an OR gate. Further, when driven by a high-speed clock, this gate logic is preferably arranged immediately after the test control module or just before being connected to the function-equipped flip-flop 1 in order to easily adjust the path delay. .

図8は、図7の半導体集積回路装置7における機能付きフリップフロップ1の一例を示す制御真理値の説明図である。   FIG. 8 is an explanatory diagram of control truth values showing an example of the function-equipped flip-flop 1 in the semiconductor integrated circuit device 7 of FIG.

半導体集積回路装置7が通常動作をしている場合には、図示するように、スタンバイ信号StandbyENがHi(’1’)レベルとなり、その他の信号(選択信号Scan/Hold,SEN)はLo(’0’)レベルとなる。   When the semiconductor integrated circuit device 7 is operating normally, as shown in the figure, the standby signal StandbyEN becomes Hi ('1') level, and other signals (selection signals Scan / Hold, SEN) are Lo (' 0 ') level.

また、データ退避時には、スタンバイ信号StandbyEN、および選択信号Scan/Hold,SENがすべてLoレベルとなり、論理モジュール8(,9)の電源OFF時には、スタンバイ信号StandbyENがHiレベルとなる。   Further, at the time of data saving, the standby signal Standbyby and the selection signals Scan / Hold, SEN are all at the Lo level, and when the logic module 8 (, 9) is powered off, the standby signal Standbyby is at the Hi level.

さらに、スキャンパステストのデータスキャン時には、スタンバイ信号StandbyENが、Loレベルとなり、選択信号Scan/Hold,SENがHiレベルとなる。スキャンパステストのデータキャプチャ時には、スタンバイ信号StandbyENと選択信号SENが、Loレベルとなり、選択信号Scan/HoldがHiレベルとなる。   Further, at the time of data scan in the scan path test, the standby signal StandbyBY becomes Lo level, and the selection signals Scan / Hold, SEN become Hi level. At the time of data capture of the scan path test, the standby signal StandbyBY and the selection signal SEN are at the Lo level, and the selection signal Scan / Hold is at the Hi level.

次に、本実施の形態による機能付きフリップフロップ1の動作について説明する。   Next, the operation of the function-equipped flip-flop 1 according to the present embodiment will be described.

図9は、機能付きフリップフロップ1の動作例を示すタイムチャートである。図9において、上方から下方にかけては、クロック信号CLK、選択信号SEN、スタンバイ信号StandbyEN、論理モジュールに供給される電源電圧、選択信号Scan/Hold、マルチプレクサスキャンフリップフロップ4の保持値、およびデータ退避用フリップフロップ3の保持値における信号タイミングをそれぞれ示している。   FIG. 9 is a time chart showing an operation example of the function-equipped flip-flop 1. In FIG. 9, from the upper side to the lower side, the clock signal CLK, the selection signal SEN, the standby signal StandbyEN, the power supply voltage supplied to the logic module, the selection signal Scan / Hold, the hold value of the multiplexer scan flip-flop 4, and the data saving Signal timings at the holding values of the flip-flop 3 are shown.

通常の使用状態では、選択信号SENがLoレベルで、セレクタ4aがデータ信号Dを選択する状態となる。また、スタンバイ信号StandbyENがHiレベルの状態で、ラッチ3aのクロック端子ckに供給されるクロック信号CLKの抑制状態となり、退避用フリップフロップ3が保持状態となる。   In a normal use state, the selection signal SEN is at the Lo level, and the selector 4a selects the data signal D. In addition, when the standby signal StandbyEN is at the Hi level, the clock signal CLK supplied to the clock terminal ck of the latch 3a is suppressed, and the saving flip-flop 3 is held.

クロック信号CLKを抑制状態とすることによって、通常の使用状態で、データ退避用フリップフロップ3を停止させて、無駄な電力を消費しないという効果もある。   By setting the clock signal CLK to the suppressed state, there is also an effect that the data saving flip-flop 3 is stopped in a normal use state so that useless power is not consumed.

データを退避させる際は、選択信号SENをHiレベルの状態にし、スタンバイ信号StandbyENをLoレベルの状態にして、クロック信号CLKを印加することによってデータ退避用フリップフロップ3へのデータコピーが完了する。   When saving the data, the selection signal SEN is set to the Hi level, the standby signal StandbyEN is set to the Lo level, and the clock signal CLK is applied to complete the data copy to the data saving flip-flop 3.

また、再度、スタンバイ信号StandbyENをHiレベルにして、機能モジュールに供給される電源電圧を遮断すると、データ退避用フリップフロップ3のみにデータを保持することができる。   Further, when the standby signal StandbyEN is set to the Hi level again to cut off the power supply voltage supplied to the functional module, the data can be held only in the data saving flip-flop 3.

電源投入後復帰するためには、選択信号SENをHiレベルにし、スタンバイ信号StandbyENをLoレベルにして、クロック信号CLKを1回印加することにより、データ退避用フリップフロップ3への復帰が完了する。   In order to recover after the power is turned on, the selection signal SEN is set to the Hi level, the standby signal StandbyBY is set to the Lo level, and the clock signal CLK is applied once, whereby the return to the data saving flip-flop 3 is completed.

その後、通常使用状態に戻すため、選択信号SENをLoレベルとしてセレクタ4aがデータ信号Dを選択する状態とし、スタンバイ信号StandbyENをHiレベルにしてクロック信号CLKの抑制状態を解除する。   After that, in order to return to the normal use state, the selection signal SEN is set to Lo level, the selector 4a selects the data signal D, the standby signal StandbyEN is set to Hi level, and the suppression state of the clock signal CLK is released.

この場合、選択信号Scan/Holdは、常時Loレベルであるが、これはマルチプレクサスキャンフリップフロップ4のスキャンアウトをセレクタ2が選択しているためであり、スキャンパステスト時には、選択信号Scan/HoldをHiレベルにしてスキャン入力を選択する。   In this case, the selection signal Scan / Hold is always at the Lo level because the selector 2 selects the scan-out of the multiplexer scan flip-flop 4, and the selection signal Scan / Hold is applied during the scan path test. Set to Hi level and select scan input.

図10は、機能付きフリップフロップ1にスキャンパステストが適用されている際の動作例を示すタイムチャートである。図10において、上方から下方にかけては、クロック信号CLK、選択信号SEN、スタンバイ信号StandbyEN、論理モジュールに供給される電源電圧、選択信号Scan/Hold、マルチプレクサスキャンフリップフロップ4の保持値、およびデータ退避用フリップフロップ3の保持値における信号タイミングをそれぞれ示している。   FIG. 10 is a time chart showing an operation example when the scan path test is applied to the flip-flop 1 with function. In FIG. 10, from the top to the bottom, the clock signal CLK, the selection signal SEN, the standby signal StandbyEN, the power supply voltage supplied to the logic module, the selection signal Scan / Hold, the hold value of the multiplexer scan flip-flop 4, and the data saving Signal timings at the holding values of the flip-flop 3 are shown.

スキャンパステスト時には、スタンバイ信号StandbyENをLoレベルの状態、スタンバイ信号StandbyENをHiレベルの状態にそれぞれ設定することにより、スキャン動作が行われる。   During the scan path test, the scan operation is performed by setting the standby signal StandbyEN to the Lo level state and the standby signal StandbyEN to the Hi level state.

スキャン動作を行なうと、データ退避用フリップフロップ3からマルチプレクサスキャンフリップフロップ4へデータを転送するため、該データ退避用フリップフロップ3には、常に1サイクル前のデータが保持される。   When the scan operation is performed, data is transferred from the data saving flip-flop 3 to the multiplexer scan flip-flop 4, and thus the data saving flip-flop 3 always holds data one cycle before.

たとえば、マルチプレクサスキャンフリップフロップ4の保持値S1に対して、データ退避用フリップフロップ3の保持値は保持値S2となるが、クロック信号CLKがHiレベルの状態では、データ退避用フリップフロップ3が書込み状態であるために、この期間で前段の機能付きフリップフロップ1のスキャン出力からのディレイを合わせることが必要となる。   For example, with respect to the hold value S1 of the multiplexer scan flip-flop 4, the hold value of the data save flip-flop 3 becomes the hold value S2, but when the clock signal CLK is at the Hi level, the data save flip-flop 3 writes Because of this state, it is necessary to match the delay from the scan output of the flip-flop 1 with the function at the previous stage during this period.

クロック信号CLKがLoレベルの期間では、データ退避用フリップフロップ3が保持状態になるために前段の機能付きフリップフロップ1のスキャン出力を受け付けないが、マルチプレクサスキャンフリップフロップ4への転送は、次のクロック信号CLKの立ち上がりで転送するため、データ退避用フリップフロップ3で保持したデータを確実に転送することができる。   During the period when the clock signal CLK is at the Lo level, the data saving flip-flop 3 is in the holding state, so that the scan output of the preceding function-equipped flip-flop 1 is not accepted, but the transfer to the multiplexer scan flip-flop 4 is as follows. Since the data is transferred at the rising edge of the clock signal CLK, the data held by the data saving flip-flop 3 can be reliably transferred.

要するに、マルチプレクサスキャンフリップフロップ4から見ると、セットアップは1/2サイクル分厳しくなるが、ホールド側はケアする必要がなくなるため、ホールド対策として、一般的にスキャンパスに挿入されるバッファを不要とすることができる。   In short, from the viewpoint of the multiplexer scan flip-flop 4, the setup becomes strict for 1/2 cycle, but it is not necessary to care on the hold side, so that a buffer inserted in the scan path is generally unnecessary as a countermeasure against the hold. be able to.

スキャンでテストデータを転送した後、テストするときは、選択信号SENをLoレベルにして、後述する図11と同様に、通常パスからデータを取り込み、続いて、選択信号SENをHiレベルに戻してスキャンデータを出力する。   When testing after transferring the test data by scanning, the selection signal SEN is set to Lo level, the data is fetched from the normal path as in FIG. 11 described later, and then the selection signal SEN is returned to Hi level. Output scan data.

図11は、機能付きフリップフロップ1における動作の他の例を示すタイムチャートである。この図11においても、上方から下方にかけては、クロック信号CLK、選択信号SEN、スタンバイ信号StandbyEN、論理モジュールに供給される電源電圧、選択信号Scan/Hold、マルチプレクサスキャンフリップフロップ4の保持値、およびデータ退避用フリップフロップ3の保持値における信号タイミングをそれぞれ示している。   FIG. 11 is a time chart showing another example of the operation in the flip-flop 1 with function. Also in FIG. 11, from above to below, the clock signal CLK, the selection signal SEN, the standby signal StandbyEN, the power supply voltage supplied to the logic module, the selection signal Scan / Hold, the held value of the multiplexer scan flip-flop 4, and the data Signal timings at the holding values of the saving flip-flop 3 are shown.

図11では、機能付きフリップフロップ1の通常の使用状態において、選択信号SENがLoレベルに設定されているケースであり、データ退避用フリップフロップ3にスキャンからのデータが毎サイクル入ってくる。このデータは、スキャンパスからのデータであり、通常動作では関係のないデータである。   FIG. 11 shows a case where the selection signal SEN is set to Lo level in the normal use state of the function-equipped flip-flop 1, and data from the scan enters the data saving flip-flop 3 every cycle. This data is data from the scan path and is irrelevant in normal operation.

この場合、機能上の問題はないが、データ退避用フリップフロップ3が常に動作してしまうことになるので、消費電力が増加することになる。   In this case, although there is no functional problem, the data saving flip-flop 3 always operates, and thus power consumption increases.

図12は、DA(Design Automation)ツールを用いた機能付きフリップフロップ1の設計例を示すフローチャートである。   FIG. 12 is a flowchart showing a design example of the function-equipped flip-flop 1 using a DA (Design Automation) tool.

まず、論理合成により出力されたネットリストを(ステップS101)、DFT(Design For Test)ツールでスキャンパステスト回路を挿入し(ステップS102)、同時に機能付きフリップフロップ1に置き換える。   First, a net list output by logic synthesis is inserted (step S101), a scan path test circuit is inserted using a DFT (Design For Test) tool (step S102), and at the same time, the flip-flop 1 with function is replaced.

機能付きフリップフロップ1には、データ退避用の制御信号があるため、該当信号が浮いた状態(あるいはHiレベル/Loレベルに固定された状態)となる。また、DFTツールによっては、テスト用途以外の信号は扱えないこともあるため、これらの信号を正しく電源制御モジュール10(図7)に接続する処理が必要になる(ステップS103)。   Since the function-equipped flip-flop 1 has a control signal for saving data, the corresponding signal is in a floating state (or a state where the signal is fixed at the Hi level / Lo level). Further, depending on the DFT tool, signals other than those for test use may not be handled, and thus processing for correctly connecting these signals to the power supply control module 10 (FIG. 7) is required (step S103).

以下に、電源制御モジュール10の生成方法を述べる。   Below, the production | generation method of the power supply control module 10 is described.

まず、DFTツールがテスト用途以外の信号を扱えないときは、通常の機能付きフリップフロップを生成するようにして、本発明の機能付きフリップフロップ1に差し替える。その後、半導体集積回路装置のネットリスト内に電源制御モジュール10のネットリストを生成し、制御信号を接続する。   First, when the DFT tool cannot handle a signal other than the test purpose, a normal function flip-flop is generated and replaced with the function flip-flop 1 of the present invention. Thereafter, the net list of the power supply control module 10 is generated in the net list of the semiconductor integrated circuit device, and the control signal is connected.

このとき、スキャンパステストとデータ退避の両方で使用する選択信号SENは、任意の場所にゲート論理を挿入するか、もしくは予めゲート論理を挿入しておいて、制御信号を付加して、電源制御モジュール10の生成は完了する。そして、電源制御モジュール10の生成が終了すると、半導体チップ上へのレイアウト行うレイアウト設計を行う(ステップS104)。   At this time, the selection signal SEN used for both the scan path test and the data save is inserted with gate logic at an arbitrary place, or gate logic is inserted in advance and a control signal is added to control the power supply. Generation of module 10 is complete. When the generation of the power supply control module 10 is completed, layout design is performed for layout on the semiconductor chip (step S104).

機能付きフリップフロップ1は、クロックと制御信号で退避、および復帰制御ができる単純な構成のため、DAツールによる設計の際、ツールライブラリへの反映を容易とすることができる。   Since the flip-flop with function 1 has a simple configuration that can be saved and restored with a clock and a control signal, it can be easily reflected in the tool library when designing with the DA tool.

それにより、本実施の形態1によれば、負荷となる退避用フリップフロップをスキャンパスに配置することにより、マルチプレクサスキャンフリップフロップ4のディレイオーバヘッドを低減することができる。   Thereby, according to the first embodiment, the delay overhead of the multiplexer scan flip-flop 4 can be reduced by arranging the saving flip-flop serving as a load in the scan path.

また、スキャンパステスト時において、データ退避用フリップフロップ3によってスキャンデータの転送サイクルが半サイクル遅れるため、ホールド対策用のディレイ素子が不必要となり、半導体集積回路装置7のレイアウト面積を小さくすることができる。   In the scan path test, the data saving flip-flop 3 delays the scan data transfer cycle by a half cycle, so that a hold countermeasure delay element is unnecessary and the layout area of the semiconductor integrated circuit device 7 can be reduced. it can.

(実施の形態2)
図13は、本発明の実施の形態2による機能付きフリップフロップの構成例を示すブロック図、図14は、図13の機能付きフリップフロップをゲートレベルにより記述した回路図である。
(Embodiment 2)
FIG. 13 is a block diagram showing a configuration example of a function-equipped flip-flop according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 14 is a circuit diagram describing the function-equipped flip-flop of FIG. 13 at the gate level.

本実施の形態2において、機能付きフリップフロップ1は、半導体集積回路装置の内部論理回路ブロックに設けられるフリップフロップであり、図13に示すように、セレクタ2、データ退避用フリップフロップ3、マルチプレクサスキャンフリップフロップ4、およびバッファ5,6から構成されている。   In the second embodiment, the function-equipped flip-flop 1 is a flip-flop provided in an internal logic circuit block of a semiconductor integrated circuit device. As shown in FIG. 13, a selector 2, a data saving flip-flop 3, a multiplexer scan It consists of a flip-flop 4 and buffers 5 and 6.

また、前記実施の形態1と同様に、データ退避用フリップフロップ3は、ラッチ3a、論理積回路3b、およびインバータ3cから構成されており、マルチプレクサスキャンフリップフロップ4は、セレクタ4aとエッジトリガタイプのフリップフロップ4bとから構成されている。   Similarly to the first embodiment, the data saving flip-flop 3 includes a latch 3a, an AND circuit 3b, and an inverter 3c. The multiplexer scan flip-flop 4 is of the edge trigger type and the selector 4a. And a flip-flop 4b.

図13に示す機能付きフリップフロップ1では、マルチプレクサスキャンフリップフロップ4の出力部にデータ退避用フリップフロップ3を接続した点が、前記実施の形態1の機能付きフリップフロップ1と異なるところである。   The functional flip-flop 1 shown in FIG. 13 is different from the functional flip-flop 1 of the first embodiment in that the data saving flip-flop 3 is connected to the output section of the multiplexer scan flip-flop 4.

また、図14は、図13の機能付きフリップフロップ1をゲートレベルにより記述した回路図である。   FIG. 14 is a circuit diagram describing the function-equipped flip-flop 1 of FIG. 13 at the gate level.

セレクタ2は、トライステートバッファB1,B2からなる図5と同様の構成に、インバータIv8が新たに追加されている。インバータIv8は、トライステートバッファB1の前段に接続されている。   In the selector 2, an inverter Iv8 is newly added to the same configuration as that of FIG. 5 including the tristate buffers B1 and B2. The inverter Iv8 is connected to the preceding stage of the tristate buffer B1.

また、データ退避用フリップフロップ3は、インバータIv1,Iv2、トライステートバッファB3、トランスファゲートTG1、およびクロックゲート用の2入力の否定論理和回路NORからなる図5と同様の構成に、インバータIv9,Iv10が新たに追加された構成となっている。インバータIv9は、否定論理和回路NORの一方の入力部に接続されており、インバータIv10は、バッファ6の前段に接続されている。   The data saving flip-flop 3 includes inverters Iv1 and Iv2, a tristate buffer B3, a transfer gate TG1, and a 2-input negative OR circuit NOR for a clock gate. Iv10 is newly added. The inverter Iv9 is connected to one input part of the NOR circuit NOR, and the inverter Iv10 is connected to the preceding stage of the buffer 6.

さらに、マルチプレクサスキャンフリップフロップ4は、セレクタ4aとフリップフロップ4bとから構成されている。セレクタ4aは、図5と同様に、トライステートバッファB4,B5からなり、フリップフロップ4bも、図5と同様に、トランスファゲートTG2,TG3、インバータIv3〜Iv7、およびトライステートバッファB6,B7から構成されている。   Further, the multiplexer scan flip-flop 4 includes a selector 4a and a flip-flop 4b. The selector 4a is composed of tristate buffers B4 and B5 as in FIG. 5, and the flip-flop 4b is composed of transfer gates TG2 and TG3, inverters Iv3 to Iv7, and tristate buffers B6 and B7 as in FIG. Has been.

図5との相違点は、前述したように、マルチプレクサスキャンフリップフロップ4の出力部にデータ退避用フリップフロップ3が直接接続された構成となっており、該データ退避用フリップフロップ3の出力がそのままスキャン出力になることである。   The difference from FIG. 5 is that, as described above, the data saving flip-flop 3 is directly connected to the output section of the multiplexer scan flip-flop 4, and the output of the data saving flip-flop 3 remains as it is. It becomes a scan output.

それにより、本実施の形態2おいても、負荷となるデータ退避用フリップフロップをスキャンパスに配置することにより、マルチプレクサスキャンフリップフロップ4のディレイオーバヘッドを低減することができる。   Thereby, also in the second embodiment, the delay overhead of the multiplexer scan flip-flop 4 can be reduced by arranging the data saving flip-flop serving as a load in the scan path.

また、スキャンパステスト時において、データ退避用フリップフロップ3によってスキャンデータの転送サイクルが半サイクル遅れるため、ホールド対策用のディレイ素子が不必要となり、半導体集積回路装置7のレイアウト面積を小さくすることができる。   In the scan path test, the data saving flip-flop 3 delays the scan data transfer cycle by a half cycle, so that a delay element for holding is not required, and the layout area of the semiconductor integrated circuit device 7 can be reduced. it can.

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。   As mentioned above, the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiment. However, the present invention is not limited to the embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Needless to say.

たとえば、機能付きフリップフロップ1は、図15に示すように、スキャンアウトのバッファ6(SOUT)から信号を、データ退避用フリップフロップ3のセレクタ2に引き込むようにしてもよい。   For example, the function-equipped flip-flop 1 may draw a signal from the scan-out buffer 6 (SOUT) into the selector 2 of the data saving flip-flop 3, as shown in FIG.

この場合、機能的には、図1と同じであるが、フリップフロップ4bから配線を直接引き出すよりも配線遅延を軽減することが可能となる。   In this case, the function is the same as that in FIG. 1, but the wiring delay can be reduced as compared with the case where the wiring is directly drawn out from the flip-flop 4b.

また、前記実施の形態1では、他の領域を電源遮断してもデータ退避用フリップフロップ3に常時源電圧VDDが供給される構成としたが、データ退避用フリップフロップ3は、図16に示すように、常時源電圧VDDが供給されない構成としてもよい。   In the first embodiment, the source voltage VDD is always supplied to the data saving flip-flop 3 even if the power of other areas is shut off. The data saving flip-flop 3 is shown in FIG. As described above, the source voltage VDD may not be constantly supplied.

この場合も、データ退避用フリップフロップ3は、ラッチ3a、論理積回路3b、およびインバータ3cから構成されており、スタンバイ信号StandbyENがHi信号となるスタンバイ状態となり、クロック端子ckからの入力を抑制する。   Also in this case, the data saving flip-flop 3 includes the latch 3a, the AND circuit 3b, and the inverter 3c, and enters a standby state in which the standby signal StandbyEN becomes a Hi signal, thereby suppressing input from the clock terminal ck. .

本発明は、ラッチとして用いられるスキャン機能を有した機能付きフリップフロップのレイアウト面積、およびディレイオーバヘッドの低減技術に適している。   The present invention is suitable for a technique for reducing the layout area of a flip-flop with a function having a scan function used as a latch and delay overhead.

本発明の実施の形態1による機能付きフリップフロップの構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the flip-flop with a function by Embodiment 1 of this invention. 図1の機能付きフリップフロップに設けられたフリップフロップの動作例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the operation example of the flip-flop provided in the flip-flop with a function of FIG. 図1の機能付きフリップフロップに設けられたラッチの動作例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the operation example of the latch provided in the flip-flop with a function of FIG. 図1の機能付きフリップフロップに設けられたデータ退避用フリップフロップの動作機能例を示した説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating an example of an operation function of a data saving flip-flop provided in the function-equipped flip-flop of FIG. 1. 図1の機能付きフリップフロップをゲートレベルにより記述した回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram describing the function-equipped flip-flop of FIG. 1 at a gate level. 本発明の実施の形態1による半導体集積回路装置の内部論理回路ブロックと機能付きフリップフロップとの接続構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the connection structure of the internal logic circuit block and flip-flop with a function of the semiconductor integrated circuit device by Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1による機能付きフリップフロップを適用した半導体集積回路装置の構成例を示すブロック図である。1 is a block diagram illustrating a configuration example of a semiconductor integrated circuit device to which a function-equipped flip-flop according to a first embodiment of the present invention is applied. 図7の半導体集積回路装置における機能付きフリップフロップの一例を示す制御真理値の説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram of control truth values showing an example of a function-equipped flip-flop in the semiconductor integrated circuit device of FIG. 7. 図1の機能付きフリップフロップの動作例を示すタイムチャートである。3 is a time chart showing an operation example of the function-equipped flip-flop of FIG. 1. 図10は、図1の機能付きフリップフロップにスキャンパステストが適用されている際の動作例を示すタイムチャートである。FIG. 10 is a time chart showing an operation example when the scan path test is applied to the function-equipped flip-flop of FIG. 本発明の実施の形態1による機能付きフリップフロップにおける動作の他の例を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows the other example of operation | movement in the flip-flop with a function by Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1によるDAツールを用いた機能付きフリップフロップの設計例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the design example of the flip-flop with a function using the DA tool by Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態2による機能付きフリップフロップの構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the flip-flop with a function by Embodiment 2 of this invention. 図13の機能付きフリップフロップをゲートレベルにより記述した回路図である。It is the circuit diagram which described the flip-flop with a function of FIG. 13 by the gate level. 本発明の他の実施の形態による機能付きフリップフロップの構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the flip-flop with a function by other embodiment of this invention. 本発明の他の実施の形態による機能付きフリップフロップに設けられたデータ退避用フリップフロップの動作機能の他の例を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the other example of the operation | movement function of the data saving flip-flop provided in the flip-flop with a function by other embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 機能付きフリップフロップ
2 セレクタ
3 データ退避用フリップフロップ
3a ラッチ
3b 論理積回路
3c インバータ
4 マルチプレクサスキャンフリップフロップ
4a セレクタ
4b フリップフロップ
5,6 バッファ
7 半導体集積回路装置
8 論理モジュール
8a 電源スイッチ回路
9 論理モジュール
9a 電源スイッチ回路
10 電源制御モジュール
11 テスト制御モジュール
B 内部論理回路ブロック
B1〜B7 トライステートバッファ
Iv1〜Iv10 インバータ
TG1〜TG3 トランスファゲート
NOR 否定論理和回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Flip-flop with function 2 Selector 3 Data saving flip-flop 3a Latch 3b AND circuit 3c Inverter 4 Multiplexer scan flip-flop 4a Selector 4b Flip-flop 5, 6 Buffer 7 Semiconductor integrated circuit device 8 Logic module 8a Power switch circuit 9 Logic module 9a Power switch circuit 10 Power control module 11 Test control module B Internal logic circuit blocks B1 to B7 Tristate buffers Iv1 to Iv10 Inverters TG1 to TG3 Transfer gate NOR Negative OR circuit

Claims (7)

複数の内部論理回路ブロックにより構成された複数の論理モジュールを有した半導体集積回路装置であって、
任意の前記論理モジュールに設けられる機能付きフリップフロップを有し、
前記機能付きフリップフロップは、
マルチプレクサスキャン機能を有し、一方の入力部に入力信号が入力されるように接続された第1のフリップフロップと、
データ退避用として用いられ、前記第1のフリップフロップの他方の入力部に出力部が接続される第2のフリップフロップと、
前記第2のフリップフロップの入力部に、出力部が接続され、選択信号に基づいて、前記第1のフリップフロップから出力されるデータ、またはスキャンパステスト用のスキャン信号のいずれか一方を選択し、前記第2のフリップフロップに出力するセレクタとよりなり、
前記セレクタは、
通常動作時に前記第1のフリップフロップの出力信号を選択し、スキャンパステスト時にスキャン信号を選択して出力し、
前記第2のフリップフロップは、
通常動作時に退避用フリップフロップとして動作し、スキャンパステスト時に前記セレクタから出力されたスキャン信号を半サイクル遅らせて前記第1のフリップフロップに出力し、前記第1のフリップフロップのホールド違反対策用のフリップフロップとして動作することを特徴とする半導体集積回路装置。
A semiconductor integrated circuit device having a plurality of logic modules configured by a plurality of internal logic circuit blocks,
A flip-flop with a function provided in any of the logic modules;
The flip-flop with the function is
A first flip-flop having a multiplexer scan function and connected so that an input signal is input to one input unit;
A second flip-flop that is used for saving data and has an output connected to the other input of the first flip-flop;
An output unit is connected to an input unit of the second flip-flop, and either one of data output from the first flip-flop or a scan signal for a scan path test is selected based on a selection signal. And a selector that outputs to the second flip-flop,
The selector is
Select the output signal of the first flip-flop during normal operation, select and output the scan signal during the scan path test,
The second flip-flop
It operates as a saving flip-flop during normal operation, and a scan signal output from the selector during a scan path test is delayed by a half cycle and output to the first flip-flop, for countermeasure against hold violation of the first flip-flop. A semiconductor integrated circuit device which operates as a flip-flop.
請求項1記載の半導体集積回路装置において、
前記第1のフリップフロップは、
データ退避時に、前記第2のフリップフロップが保持するデータを選択して出力することを特徴とする半導体集積回路装置。
The semiconductor integrated circuit device according to claim 1.
The first flip-flop
2. A semiconductor integrated circuit device, wherein the data held by the second flip-flop is selected and output when data is saved.
請求項1または2記載の半導体集積回路装置において、
前記論理モジュールを低消費電力制御する低電力制御部を備え、
前記機能付きフリップフロップが設けられた論理モジュールは、
前記低電力制御部による低電力制御の対象であることを特徴とする半導体集積回路装置。
The semiconductor integrated circuit device according to claim 1 or 2,
A low power control unit for controlling low power consumption of the logic module;
The logic module provided with the flip-flop with the function is
A semiconductor integrated circuit device, which is a target of low power control by the low power control unit.
請求項3記載の半導体集積回路装置において、
前記第2のフリップフロップは、
常時電源電圧が供給され、前記低電力制御部の低電力制御によって前記論理モジュールの電源が遮断された際でもデータを保持することを特徴とする半導体集積回路装置。
The semiconductor integrated circuit device according to claim 3.
The second flip-flop
A semiconductor integrated circuit device, wherein a power supply voltage is constantly supplied and data is retained even when the power supply of the logic module is shut off by low power control of the low power control unit.
複数の内部論理回路ブロックにより構成された複数の論理モジュールを有した半導体集積回路装置であって、
任意の前記論理モジュールに設けられる機能付きフリップフロップを有し、
前記機能付きフリップフロップは、
マルチプレクサスキャン機能を有し、一方の入力部に入力信号が入力されるように接続された第1のフリップフロップと、
データ退避用として用いられ、前記第1のフリップフロップの出力部に、入力部が接続される第2のフリップフロップと、
前記第1のフリップフロップの他方の入力部に、出力部が接続され、選択信号に基づいて、前記第2のフリップフロップから出力されるデータ、またはスキャンパステスト用のスキャン信号のいずれか一方を選択し、前記第1のフリップフロップの一方の入力部に出力するセレクタとよりなり、
前記セレクタは、
通常動作時に前記第2のフリップフロップの出力信号を選択して出力し、スキャンパステスト時にスキャン信号を選択して出力し、
前記第2のフリップフロップは、
通常動作時に退避用フリップフロップとして動作し、スキャンパステスト時に前記第1のフリップフロップから出力された信号をスキャン信号として出力することを特徴とする半導体集積回路装置。
A semiconductor integrated circuit device having a plurality of logic modules configured by a plurality of internal logic circuit blocks,
A flip-flop with a function provided in any of the logic modules;
The flip-flop with the function is
A first flip-flop having a multiplexer scan function and connected so that an input signal is input to one input unit;
A second flip-flop that is used for data saving and has an input connected to the output of the first flip-flop;
An output unit is connected to the other input unit of the first flip-flop, and either one of data output from the second flip-flop or a scan signal for a scan path test is received based on a selection signal. A selector that selects and outputs to one input of the first flip-flop;
The selector is
Select and output the output signal of the second flip-flop during normal operation, select and output the scan signal during a scan path test,
The second flip-flop
A semiconductor integrated circuit device which operates as a saving flip-flop during a normal operation and outputs a signal output from the first flip-flop as a scan signal during a scan path test.
請求項5記載の半導体集積回路装置において、
前記第1のフリップフロップは、
データ退避時に、前記第2のフリップフロップが保持するデータを選択して出力することを特徴とする半導体集積回路装置。
The semiconductor integrated circuit device according to claim 5.
The first flip-flop
2. A semiconductor integrated circuit device, wherein the data held by the second flip-flop is selected and output when data is saved.
請求項5または6記載の半導体集積回路装置において、
前記論理モジュールを低消費電力制御する低電力制御部を備え、
前記機能付きフリップフロップが設けられた論理モジュールは、
前記低電力制御部による低電力制御の対象であることを特徴とする半導体集積回路装置。
The semiconductor integrated circuit device according to claim 5 or 6,
A low power control unit for controlling low power consumption of the logic module;
The logic module provided with the flip-flop with the function is
A semiconductor integrated circuit device, which is a target of low power control by the low power control unit.
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