JP4650928B2 - Scan flip-flop circuit, scan test circuit and test design method using the same - Google Patents
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Description
本発明はスキャンテスト回路およびそれを含む半導体集積回路装置に関し、特にテストを容易にならしめるスキャンテスト回路に関するものである。 The present invention relates to a scan test circuit and a semiconductor integrated circuit device including the same, and more particularly to a scan test circuit that facilitates testing.
近年、LSIの高集積化に伴うテスト容易化設計手法として,よく利用されているものにスキャン設計がある。これは論理回路中の順序回路にテスト・モード用のパス(スキャン・パス)を通して制御し,一つのシフト・レジスタとして動作させる方法である。図9は一般的に使用されているスキャンフリップフロップ200である。スキャンフリップフロップ200内部にセレクターを持ち、ScanEnableに応じて組み合わせ回路からのデータ(DataIn端子信号)とシフトデータのいずれか一方を選択的にフリップフロップの入力とする回路である。テスト対象のパスに関連するフリップフロップをスキャンフリップフロップ200に置き換え、シフトデータを介して数珠つなぎに接続し、直列シフト・レジスタとして構成することにより、このシフト・レジスタ(スキャン・パス)を利用して,テスト対象のフリップフロップに対して、直接値を書き込んだり、値を読み出したりすることができるようになる。
In recent years, scan design is often used as a design for testability accompanying high integration of LSI. This is a method in which a sequential circuit in a logic circuit is controlled through a test mode path (scan path) to operate as one shift register. FIG. 9 shows a scan flip-
一方、高信頼化に対する要求の中には論理値が‘0’または‘1’に固定される縮退故障の検出のみならず、動作速度向上に伴って実動作で問題となる微妙な遅延故障の検出を行うための適切かつ容易なテスト手法(ディレイテスト)が必要とされている。
ディレイテストの方法について、図11を用いて説明する。図11はブロードサイド方式と呼ばれるディレイテストの代表的な方式のひとつである。ディレイテストを始める前段階として、シフトサイクル(スキャンイン)でシフト・レジスタ状に接続されている各スキャンフリップフロップに遷移前の値を設定する。その後、スキャンイネーブル信号(ScanEnable)を非活性状態にしている間、つまりシフトサイクルを解除した状態でクロック(TestClock)を2回入力する(A,B)。
On the other hand, among the demands for high reliability, not only the detection of stuck-at faults whose logic value is fixed to '0' or '1', but also subtle delay faults that become a problem in actual operation as the operation speed increases. There is a need for an appropriate and easy test technique (delay test) for detection.
A delay test method will be described with reference to FIG. FIG. 11 shows one of the typical delay test methods called the broadside method. As a stage before starting the delay test, a value before transition is set in each scan flip-flop connected in a shift register form in a shift cycle (scan-in). After that, the clock (TestClock) is input twice (A, B) while the scan enable signal (ScanEnable) is inactive, that is, with the shift cycle released.
1回目のクロック(A)でテスト対象となるパスの始点に当たるスキャンフリップフロップには前段の論理回路を伝播した信号Yが設定され、テスト対象となるパスの終点に当たるスキャンフリップフロップにはスキャンインで始点スキャンフリップフロップに設定された値Xの影響を論理回路に伝播した信号X’が入力・設定される。 The signal Y propagated through the logic circuit in the previous stage is set in the scan flip-flop corresponding to the start point of the path to be tested at the first clock (A), and the scan flip-flop corresponding to the end point of the path to be tested is scanned in. A signal X ′ in which the influence of the value X set in the start point scan flip-flop is propagated to the logic circuit is input and set.
2回目のクロック(B)では、テスト対象となるパスを通って終点に当たるスキャンフリップフロップに1回目のクロック(A)で始点フリップフロップに入力・設定されていた値であるYの影響を論理回路に伝播した信号Y’が入力・設定される。その後、スキャンイネーブル信号を活性状態にして各スキャンフリップフロップの値をスキャンアウトし、各スキャンフリップフロップに設定されている値が正しいかどうかが判定できる。このとき、AからBまでの時間を実動作と同じにすると、実動作速度のディレイテスト(アットスピードテスト)を行うことができる。ただし、XとYが同じ値であると正しく動作しているかどうかの判定ができないので、遅延故障のテストでは始点の論理値を遷移(X→Yを‘0’→‘1’、または‘1’→‘0’)させ、実動作速度において遷移が終点に正しく伝わるか否かを観測する必要がある。 In the second clock (B), the influence of Y, which is the value input and set in the start flip-flop at the first clock (A) to the scan flip-flop corresponding to the end point through the path to be tested, is a logic circuit. The signal Y ′ propagated to is input and set. Thereafter, the scan enable signal is activated to scan out the value of each scan flip-flop, and it can be determined whether or not the value set in each scan flip-flop is correct. At this time, if the time from A to B is the same as the actual operation, a delay test (at speed test) of the actual operation speed can be performed. However, if X and Y are the same value, it cannot be determined whether or not it is operating correctly. Therefore, in the delay fault test, the logical value of the starting point is changed (X → Y is changed from “0” to “1”, or “1”. It is necessary to observe whether the transition is correctly transmitted to the end point at the actual operation speed.
スキャンフリップフロップ200を用いたスキャンテスト設計の場合、遷移前の値Xはスキャンインにより容易に設定できるが、遷移後の値Yの設定はテスト対象パスの始点に当たるスキャンフリップフロップの前方組み合わせ回路構成に依存するため確実に遷移する値にすることが困難である。実動作周波数を用いた適切なテストを簡単に実行するために、特許文献1では、テスト対象回路からのデータ取り込みの一つ前の周期で、出力ビットを反転するスキャンフリップフロップを使用することで論理値の遷移を容易にしている。特許文献1では、静的タイミング検証を行い、タイミングに余裕のないパスの始点となるフリップフロップについてのみ出力ビットを反転するスキャンフリップフロップに置き換えることを開示している。
In the case of scan test design using the scan flip-
図10は特許文献1で開示しているクロック周期で論理値を遷移する反転容易型スキャンフリップフロップ201回路の例であり、一般的なスキャンフリップフロップ200と、選択を制御する選択信号(DelayTestMode端子信号)に応じて、前記スキャンフリップフロップ200の反転出力(QB端子信号)または組み合わせ回路からのデータ(DataIn端子信号)を選択して出力するセレクターを備えている。反転容易型スキャンフリップフロップ201は、セレクターにおいてDelayTestMode信号がハイレベル(H)のときに反転出力(QB端子信号)が入力として選択され、CLKに入力されるクロック信号(TestClocK信号)の立ち上がりで反転出力(QB端子信号)が設定され、出力される。DelayTestMode信号がロウレベル(L)のときには、組み合わせ回路からのデータ(DataIn端子信号)が選択され、同様に出力される。つまり、反転容易型スキャンフリップフロップ201を用いれば、前段の組み合わせ回路に依存せず、ディレイテスト実施時に容易に論理値を遷移させることができる。
FIG. 10 shows an example of an easy-to-invert scan flip-
しかしながら上述の静的タイミング検証で検出された、タイミングに余裕のないパスにおいては、終点となるフリップフロップに対する始点のフリップフロップ数は必ずしも1ではなく、他の始点となるフリップフロップの論理値によっては、置き換えを行った前記出力ビットを反転するスキャンフリップフロップ(反転容易型スキャンフリップフロップ201)における論理値の遷移が観測点に伝播せず、遅延故障テストができない場合がある。 However, in a path that has been detected by the above-described static timing verification and has no timing margin, the number of flip-flops at the start point relative to the flip-flop at the end point is not necessarily 1, and depending on the logic value of the flip-flop at the other start point In some cases, the transition of the logic value in the scan flip-flop (invertible scan flip-flop 201) that inverts the output bit that has been replaced does not propagate to the observation point, and the delay fault test may not be possible.
図7、図8は、前記事象を示す例である。共通の構成要素については共通に参照文字/数字を付して説明に用いる。 7 and 8 are examples showing the above events. Common constituent elements are denoted by common reference characters / numbers and used in the description.
スキャン設計をした段階では、フリップフロップ(FF)1、2、3、4、5、6、7、8、9は図9に示すスキャンフリップフロップ200が使用されている。スキャンフロップフロップ1、2、3、4とスキャンフリップフロップ6、7、8、9の間には組み合わせ回路がある。102はNAND回路、103はOR回路、104はAND回路、105はNOR回路、106はOR回路、そして107はAND回路である。各スキャンフリップフロップはシフトデータC1、C2、C3、C4、C5を介してシフトレジスタ状に接続されている。また、信号線S1,S2,S3,S4を経るパスが遅延故障テストのターゲットパスである。ターゲットパスは特許文献1で開示するように、静的タイミングチェック結果によりタイミングに余裕のないフリップフロップ間のデータ伝播経路として抽出されたものであるとし、テストサイクル中に確実に遷移を行うため、特許文献1で開示しているようにタイミングに余裕のないパスの始点となるフリップフロップ1についてのみ出力ビットを反転するスキャンフリップフロップ(反転容易型スキャンフリップフロップ201)に置き換える。
At the stage of scan design, the flip-flops (FF) 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, and 9 use the scan flip-
シフトサイクル(スキャンイン)では、通常のスキャンフリップフロップ200から反転容易型スキャンフリップフロップ201に置き換えられたスキャンフリップフロップ1には、テストサイクルで論理値‘0’から‘1’に遷移させ、それを前記ターゲットパスに伝播させる。しかしここで信号線S5の論理値が‘0’であった場合、論理的に信号線S2は信号線S1の論理に関わらず‘1’となってしまい、前記置き換えを行った前記出力ビットを反転するスキャンフリップフロップの遷移が伝播しない。したがって、信号線S5の論理値は‘1’でなくてはならない。同様にして信号線S6は論理値‘0’、信号線S7は論理値‘1’でなくてはならない。この論理を作り出すために、スキャンフリップフロップ1の論理値を‘0’から‘1’への遷移させる間、スキャンフリップフロップ2,3,4はそれぞれ‘1’,‘0’,‘1’の論理値を出力している必要がある。
In the shift cycle (scan-in), the scan flip-
しかし回路の構成上、この論理を作る事ができない場合がある。 However, there are cases where this logic cannot be created due to the circuit configuration.
スキャンフリップフロップの論理値の反転および保持は、クロック周期でのデータ入力または、スキャン入力によって行われる。すなわち図7の回路構成でテストサイクル中スキャンフリップフロップ2の出力値を‘1’に保持するためには、テストサイクルの直前でスキャンフリップフロップ2に‘1’を設定しておいて、テストサイクルの1回目のクロック(A)でシフトデータC3により‘1’を入力するか、データ入力S9により‘1’を入力するかのいずれかを行う必要がある。
The inversion and holding of the logical value of the scan flip-flop is performed by data input or scan input in a clock cycle. That is, in order to hold the output value of the scan flip-
前者の場合は、シフトデータC3により‘1’を入力するには、スキャンフリップフロップ3がテストサイクル直前に‘1’でなくてはならないが、一方前記ターゲットパスの遷移を伝播するためにはスキャンフリップフロップ3は‘0’に固定されていなくてはならないので、テストサイクル直前に設定する値も‘0’でなくてはならず、S5およびS6を同時にターゲットパスに影響しないような値に保持しておくことができないことがわかる。
In the former case, in order to input “1” by the shift data C3, the scan flip-
後者の場合は、例えば図8に示すような回路の場合、スキャンフリップフロップ2および、スキャンフリップフロップ4の保持条件を守るように信号線S9、S11の論理値を‘1’にスキャンフリップフロップ7、9の値を決定すると、同時にスキャンフリップフロップ1、3への信号線S8、S10をそれぞれ‘1’および‘0’にすることができない。このような場合に、特許文献1で開示する回路を用いれば、スキャンフリップフロップ1は、シフトデータC4論理値または信号線S8の論理値に関係なく遷移を作り出す事ができる。しかしながら、スキャンフリップフロップ3の値を‘0’に固定することができない。
In the latter case, for example, in the case of the circuit as shown in FIG. 8, the logical values of the signal lines S9 and S11 are set to “1” so as to keep the holding conditions of the scan flip-
つまり公知の技術では、テスト対象回路において遅延故障の検出のために置き換えを行った前記出力ビットを反転する反転容易型スキャンフリップフロップ201における論理値の遷移が、テスト対象回路を終点とする他のパスの始点となるフリップフロップの論理値によっては伝播せず、遅延故障テストができない場合があるということである。このため、前記他のパスを遅延テストに影響を与えない適切な値に設定することが課題である。
In other words, in the known technique, the transition of the logic value in the invertible scan flip-
入力値にかかわらず出力値を保持するモードを有するスキャンフリップフロップを用意し、テスト対象パスの終点となるフリップフロップに関連するすべてのフリップフロップのうち、ターゲットパス上にないフリップフロップを、入力値にかかわらず出力値を保持するモードを有するスキャンフリップフロップに置換することによって、ターゲットパスの遅延故障検出(ディレイテスト)時に前記ターゲットパス以外のパスを非活性化し、前記ターゲットパスの始点である反転容易型スキャンフリップフロップにおける信号の遷移を確実にテスト対象回路に伝播する。そして、本発明のテスト設計手法は、論理回路から成るLSIの内部回路をテストするための複数のフリップフロップの直列接続回路で構成されシフトレジスタとして動作させるスキャンチェーンを備え、テストモード時にテスト用のスキャンテストデータ及びクロックを入力し、前記内部回路により論理演算させ、その演算結果の出力であるスキャンアウト結果データに基づき前記内部回路が正常動作していることを確認するスキャンパス方式のテストで、入力するクロックの2周期で実動作スピードのタイミングテストを行うテスト設計において、テスト対象となる信号伝播経路を抽出する第1のステップと、前記テスト対象信号伝播経路の終点に設けられた第1のフリップフロップに前記入力されたクロックの1周期内に伝播の影響を与える第2のフリップフロップを保持反転混在型スキャンフリップフロップに置き換える第2のステップと、前記第1のフリップフロップに前記入力されたクロックの1周期内に伝播の影響を与える前記第2のフリップフロップが前記2周期の1周期目に出力する第1の値と前記2周期の2周期目に出力する第2の値とを決定する第3のステップと、前記第1の値と前記第2の値が等しいかどうかを判定する第4のステップと、前記第4のステップの判定結果が等しい場合に第1のモードに、異なる場合に第2のモードにそれぞれ前記第2のフリップフロップを使用するモードを設定する第5のステップとを有し、前記保持反転混在型スキャンフリップフロップは、前記第1のモードにおいては入力端子からの入力値に関わらず1つ前の周期に出力端子から出力した値を保持して出力し、前記第2のモードにおいては入力端子からの入力値に関わらず1つ前の周期に出力端子から出力した値を反転して出力し、第3のモードにおいて入力端子からの入力値を出力することを特徴とする。
Prepare a scan flip-flop that has a mode to hold the output value regardless of the input value, and select the flip-flops that are not on the target path among all the flip-flops related to the end-point of the test target path. Regardless of the path, the scan flip-flop having a mode for holding the output value replaces the path other than the target path at the time of delay fault detection of the target path, and inversion that is the starting point of the target path The signal transition in the easy scan flip-flop is reliably propagated to the circuit under test. The test design method of the present invention includes a scan chain configured by a series connection circuit of a plurality of flip-flops for testing an internal circuit of an LSI including a logic circuit, and operates as a shift register. Scan test data and a clock are input, logical operation is performed by the internal circuit, and a scan path test for confirming that the internal circuit is operating normally based on scan-out result data that is an output of the operation result, In a test design in which a timing test of actual operation speed is performed in two cycles of an input clock, a first step of extracting a signal propagation path to be tested and a first step provided at an end point of the test target signal propagation path The effect of propagation within one cycle of the clock input to the flip-flop A second step of replacing the second flip-flop with a holding / inverting mixed scan flip-flop, and the second flip-flop having an effect of propagation within one period of the clock input to the first flip-flop. Determines a first value to be output in the first cycle of the two cycles and a second value to be output in the second cycle of the two cycles, the first value and the second value The second flip-flop is used for the fourth step for determining whether the values are equal to the first mode when the determination results of the fourth step are equal, and for the second mode if they are different. A fifth step of setting a mode, wherein the holding and inverting mixed scan flip-flop has a previous cycle regardless of an input value from an input terminal in the first mode. The value output from the output terminal is held and output, and in the second mode, the value output from the output terminal is inverted and output in the previous cycle regardless of the input value from the input terminal. In this mode, the input value from the input terminal is output.
上記手段により、従来のスキャンチェーン構成または、データ入力の構成によりテスト不可能であったターゲットパスの遅延故障検出(ディレイテスト)をテスト可能にする。 By the above means, it becomes possible to test the delay failure detection (delay test) of the target path which could not be tested by the conventional scan chain configuration or the data input configuration.
以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, specific embodiments to which the present invention is applied will be described in detail with reference to the drawings.
図1は本発明の保持容易型スキャンフリップフロップ202での回路図であり、クロック周期が遷移しても論理値を保持する。保持容易型スキャンフリップフロップ202は、一般的なスキャンフリップフロップ200(スキャンフリップフロップ本体)と、選択を制御する選択信号(DelayTestMode端子信号)に応じて、前記スキャンフリップフロップ200の出力(Q端子信号)または組み合わせ回路からのデータ(DataIn端子信号)を選択して出力するセレクター302とを備えている。保持容易型スキャンフリップフロップ202は、セレクターにおいてDelayTestMode信号がハイレベル(H)のときに出力(Q端子信号)が入力として選択され、CLKに入力されるクロック信号(TestClocK信号)の立ち上がりエッジで出力(Q端子信号)の値が次にCLKにクロック信号(TestClocK信号)の立ち上がりエッジが入力されるまでの1TestClocK周期間の間出力される。DelayTestMode信号がロウレベル(L)のときには、組み合わせ回路からのデータ(DataIn端子信号)が選択され、同様に出力される。
FIG. 1 is a circuit diagram of an easy-to-hold scan flip-
図2は、S1、S2、S3、S4を経るパスをターゲットパスとしてディレイテストを行う際に、ターゲットパスの終点に当たるスキャンフリップフロップ5に対して1周期以内に伝播の影響を与えるスキャンフリップフロップ1、2、3、4のうち、スキャンフリップフロップ1は、論理構成上値を反転しにくく、スキャンフリップフロップ3は、論理構成上値を保持しにくいと判断し、スキャンフリップフロップ1を前記反転容易型スキャンフリップフロップ201に置換し、スキャンフリップフロップ3を前記保持容易化回路202に置換した例である。ここでは、DelayTestMode信号は1本でスキャンフリップフロップ1、3に共通に接続されているが、この限りではない。なおScanEnable信号は省略している。またスキャンフリップフロップ2およびスキャンフリップフロップ4は、論理構成により必要な値が容易につくれるものとする。
FIG. 2 shows a scan flip-
図2において、反転容易型スキャンフリップフロップ201と保持容易型スキャンフリップフロップ202にそれぞれ置換されたスキャンフリップフロップ1の出力に接続する信号S1、およびスキャンフリップフロップ3の出力に接続する信号S6のタイミングチャートを図3に示し動作を説明する。
In FIG. 2, the timing of the signal S1 connected to the output of the scan flip-
シフトサイクル(スキャンイン)の最後のサイクルT0において、スキャンフリップフロップの論理値が設定される。図3ではスキャンフリップフロップ1およびスキャンフリップフロップ3に‘0’を設定している。その後、テストサイクルにおいて、1回目のクロックタイミング(A)発生より前に、ScanEnable信号をインアクティブにすることでスキャンインが止まり、テストサイクル直前の各フリップフロップの値が決定される。次にDelayTestMode信号をアクティブにすることで、前記置換されたスキャンフリップフロップ1、3には、それぞれの出力に接続する信号S1の反転値である‘1’および、信号S6の保持値‘0’がそれぞれ入力されているため、1回目のクロックタイミング(A)ではスキャンフリップフロップ1、3はそれぞれ‘1’、‘0’を出力する。結果、スキャンフリップフロップ5の入力に接続される信号S4にはテストサイクルの1回目のクロックタイミング(A)では‘0’、2回目のクロックタイミング(B)では ‘1’が伝播し、AB間を実際の動作スピードにすればターゲットパスを‘0’から‘1’に遷移した場合の検証を行うことができる。つまり、置換したスキャンフリップフロップは、DataIn入力またはScanIn入力値によらずに、出力を反転するだけでなく保持することもでき、任意のテストパターンを作り出すことができる。
In the last cycle T0 of the shift cycle (scan-in), the logical value of the scan flip-flop is set. In FIG. 3, “0” is set in the scan flip-
この置換作業の一連のフロー例をブロードサイド方式のディレイテストを行うことを前提に図4に示す。 FIG. 4 shows an example of a series of flow of this replacement operation on the assumption that a broadside delay test is performed.
図4においてはまず、計算機等を使用しテスト対象回路のネットリストを読み込み、スタティック解析ツールなどを用いて、クリティカルパスなどの解析を行う(L11)。次に解析の結果からディレイテスト対象とするパスを選定する(L12)。選定するパスは例えば、最もタイミングがクリティカルなパスのみを選ぶ、あるいはすべての考えうるパスを選ぶ等々である。 In FIG. 4, first, a net list of a circuit to be tested is read using a computer or the like, and a critical path or the like is analyzed using a static analysis tool or the like (L11). Next, a path to be subjected to a delay test is selected from the analysis result (L12). For example, only the path with the most critical timing is selected, or all possible paths are selected.
次に選定したターゲットパスの始点となるフリップフロップの設定値である論理値が第1の値から第2の値に遷移するときに、その遷移がターゲットパスの終点となるフリップフロップの入力に伝播するための一意に決まる条件を、ターゲットパスの終点となるフリップフロップに関わるネットに対して設定していき、各条件に衝突や矛盾があるかどうかを判定する(L13)。矛盾や衝突があった場合には、ディレイテストのパタン生成が不可能であるとういことであり、そのターゲットパスのディレイテストパタンの生成は不可である(L20)。 Next, when the logical value that is the set value of the flip-flop that becomes the start point of the selected target path transitions from the first value to the second value, the transition propagates to the input of the flip-flop that becomes the end point of the target path A uniquely determined condition for setting is set for a net related to the flip-flop serving as the end point of the target path, and it is determined whether or not each condition has a collision or contradiction (L13). If there is a contradiction or collision, it means that the delay test pattern cannot be generated, and the delay test pattern for the target path cannot be generated (L20).
L13で矛盾や衝突がなかった場合には次に、ターゲットパスの終点となるフリップフロップに関わるネットの値の組み合わせを網羅的に決定していき、互いに矛盾や衝突がないように設定値が決定できるかどうかを判定する(L14)。設定値を決定する際には、回路論理的に生成可能かどうかは考慮しなくてもよい。このとき、任意の値を決定すればよい場合もあり得る。また、互いに矛盾や衝突がないように設定できない場合には、やはりディレイテストの生成は不可(L20)である。 If there is no contradiction or collision in L13, then the net value combination related to the flip-flop that is the end point of the target path is comprehensively determined, and the set value is determined so that there is no contradiction or collision with each other. It is determined whether or not it is possible (L14). When determining the setting value, it is not necessary to consider whether it can be generated logically. At this time, an arbitrary value may be determined. Also, if the settings cannot be made so that there is no contradiction or collision with each other, it is impossible to generate a delay test (L20).
L14で矛盾や衝突なくターゲットパスに関連するネットの設定値が決定できた場合には、そのネットの始点にあたるフリップフロップの値も自ずと決定される。ターゲットパス上にあるフリップフロップであれば遷移する第1と第2の値が設定されるべき値として決定されているはずであり、その他のパス上にあるフリップフロップには同じ値である第1と第2の値は同じ値が決定されているはずである。 When the set value of the net related to the target path can be determined without contradiction or collision in L14, the value of the flip-flop corresponding to the start point of the net is also determined automatically. If the flip-flop is on the target path, the first and second values to be transitioned should be determined as values to be set, and the first value that is the same value for the flip-flops on the other paths And the second value should be the same value.
次に前記決定した設定値が各スキャンフロップフロップに設定可能かどうかを判定する(L15)。ブロードサイド方式のディレイテストでは、第1の値はスキャンサイクルにおいてスキャンインにて設定することができるので、実際にはスキャンサイクルを解除したときの動作モードにて第2の値が設定できるかどうかの判定になる。具体的にはたとえば図7のような回路では、テストパターンを作成に際して値を設定すべきスキャンフリップフロップ1、2、3、4に対して1周期内に伝播影響を与えるスキャンフリップフロップ6,7,8,9に所定の値をスキャンインして設定し、スキャンモードを解除した上でクロックを1回入力し、サイドスキャンモードにした上でスキャンフリップフロップ1、2、3、4の値をスキャンアウトして観測すれば、スキャンフリップフロップ1、2、3、4に所定の値を容易に設定できるかどうかを判定できる。L14で任意の値を設定すればよいと決定された場合には、この判定(L15)では設定可能と判断する。
Next, it is determined whether or not the determined setting value can be set for each scan flop flop (L15). In the broadside delay test, the first value can be set by scan-in in the scan cycle, so whether or not the second value can actually be set in the operation mode when the scan cycle is canceled. It becomes the judgment of. Specifically, in the circuit as shown in FIG. 7, for example, the scan flip-
次に、対象となるフリップフロップにテストパターンを生成するための第2の値を設定できない場合には、そのフリップフロップがすでにほかのテストを行うための反転容易型あるいは保持容易型のスキャンフリップフロップになっているかどうかを判定する(L16)。たとえば、第1と第2の値が変化しない保持値を設定したい場合にもかかわらず、その回路がすでに他のテストを行うために遷移容易型スキャンフリップフロップに置き換えられている場合には、回路置換できないので、そのターゲットパスにおけるテストパターンは生成不可とみなす(L20)。 Next, when the second value for generating the test pattern cannot be set in the target flip-flop, the flip-flop is an easily invertible or easy-to-hold scan flip-flop for performing another test. It is determined whether or not (L16). For example, if it is desired to set a hold value that does not change the first and second values, but the circuit has already been replaced with an easy-to-transition scan flip-flop to perform another test, the circuit Since it cannot be replaced, it is considered that the test pattern in the target path cannot be generated (L20).
L16でまだ置換されていない場合には次に、第1と第2の値から成るテストパターンが保持パタン(第1と第2の値が同じ値)であるか、遷移パタン(第1と第2の値が異なる値)であるかを判定し(L17)、保持パタンの場合には、処理の対象としているフリップフロップを保持容易型スキャンフリップフロップ202に置換(L19)し、遷移パタンであれば、処理の対象としているフリップフロップを反転容易型スキャンフリップフロップ201に置換する(L18)。 If the pattern has not yet been replaced in L16, then the test pattern composed of the first and second values is the holding pattern (the first and second values are the same value) or the transition pattern (first and second values). 2 is a different value) (L17), and in the case of the holding pattern, the flip-flop to be processed is replaced with the easy-to-hold scan flip-flop 202 (L19), and the transition pattern For example, the flip-flop to be processed is replaced with the easy inversion type scan flip-flop 201 (L18).
ターゲットパスにかかわるすべてのフリップフロップに対してL13からL19の作業を繰り返す(L21)ことによりテストパターンが作成可能になるので、作成したテストパターンと置換したスキャンフリップフロップをディレイテスト情報の一部として登録する(L22)。 Since the test pattern can be created by repeating the operations from L13 to L19 for all flip-flops related to the target path (L21), the scan flip-flop replaced with the created test pattern is used as part of the delay test information. Register (L22).
他にテスト対象のパスがある場合は、同様のフローを繰り返す(L23)。以上のフローにより、ディレイテストのテストパターンが完成する。 If there are other paths to be tested, the same flow is repeated (L23). The test pattern of the delay test is completed by the above flow.
次に本発明における第2の実施例について述べる。図5は、本発明の変形例であり、保持反転混在型スキャンフリップフロップ203の回路図である。保持反転混在型スキャンフリップフロップ203は、一般的なフリップフロップ200(スキャンフリップフロップ本体)と、選択を制御する選択信号(DelayTestMode端子信号)に応じて、前記フリップフロップ200の出力(Q端子信号)または組み合わせ回路からのデータ(DataIn端子信号)、または前記フリップフロップ200の反転出力(QB端子信号)のうちいずれかを選択して出力するセレクター303とを備えており、図10のような反転容易型スキャンフリップフロップ201の機能および、図1のような保持容易化回路202の機能を両方備えたものである。この回路を用いる事で、スキャンフリップフロップを、保持容易化構成にも反転容易化構成にもすることができる。TestDelayMode信号は複数ビット構成でもよいし、時分割に情報を伝播する構成でもよい。
Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 5 is a circuit diagram of a holding / inverting mixed scan flip-
図6は、スキャンフリップフロップ1、2、3、4をすべて図5に示す保持反転混在型スキャンフリップフロップにて構成した場合の例である。この場合はスキャンフリップフロップ1、2,3,4にそれぞれ対応する2ビットずつの選択信号であるDelayTestMode1、DelayTestMode2、DelayTestMode3、DelayTestMode4をディレイテストコントローラ110にて制御する。なお、スキャンフリップフロップ1、2、3、4のDataIn信号は省略している。ここでたとえば、ディレイテストコントローラ110を制御して、スキャンフリップフロップ1を反転容易構成モードにし、スキャンフリップフロップ2、3、4を保持容易構成モードにすると、ターゲットパスS1、S2、S3、S4がディレイテスト可能であり、スキャンフリップフロップ3を反転容易構成モードにし、スキャンフリップフロップ1、2、3、4保持容易構成モードにすることで、ターゲットパスS6、S3、S4がディレイテスト可能になる。同様にして、S5、S2、S3、S4パス、S7、S4パスなどもディレイテストが可能になる。
FIG. 6 shows an example in which the scan flip-
上述のように、単一の保持反転混在型スキャンフリップフロップ203を保持容易回路構成モードあるいは反転容易回路構成モードで選択的に使用することで、レイアウト後の静的タイミング検証による選択的な置き換え(図4におけるL16)が不要となり、さらには他のテストとの競合がある場合にも構成をテストの対象となるターゲットパスによって切り替えることによって、同一の回路にて複数パスの遅延故障検出(ディレイテスト)を可能とすることができる。
As described above, by selectively using the single hold / invert mixed scan flip-
1、2、3、4、5 スキャンフリップフロップ
200 一般的なスキャンフリップフロップ回路
201 反転容易型スキャンフリップフロップ回路
202 保持容易型スキャンフリップフロップ回路
203 反転保持混在型スキャンフリップフロップ回路
1, 2, 3, 4, 5 Scan flip-
Claims (2)
テスト対象となる信号伝播経路を抽出する第1のステップと、
前記テスト対象信号伝播経路の終点に設けられた第1のフリップフロップに前記入力されたクロックの1周期内に伝播の影響を与える第2のフリップフロップを保持反転混在型スキャンフリップフロップに置き換える第2のステップと、
前記第1のフリップフロップに前記入力されたクロックの1周期内に伝播の影響を与える前記第2のフリップフロップが前記2周期の1周期目に出力する第1の値と前記2周期の2周期目に出力する第2の値とを決定する第3のステップと、
前記第1の値と前記第2の値が等しいかどうかを判定する第4のステップと、
前記第4のステップの判定結果が等しい場合に第1のモードに、異なる場合に第2のモードにそれぞれ前記第2のフリップフロップを使用するモードを設定する第5のステップとを有し、
前記保持反転混在型スキャンフリップフロップは、
前記第1のモードにおいては入力端子からの入力値に関わらず1つ前の周期に出力端子から出力した値を保持して出力し、前記第2のモードにおいては入力端子からの入力値に関わらず1つ前の周期に出力端子から出力した値を反転して出力し、第3のモードにおいて入力端子からの入力値を出力する
ことを特徴とするテスト設計手法。 A scan chain configured by a series connection circuit of a plurality of flip-flops for testing an internal circuit of an LSI composed of a logic circuit and operating as a shift register, inputs test scan test data and a clock in a test mode, This is a scan path test in which a logical operation is performed by an internal circuit and the internal circuit is confirmed to operate normally based on scanout result data that is the output of the operation result. In test design that performs the timing test of
A first step of extracting a signal propagation path to be tested;
A second flip-flop that influences propagation within one cycle of the clock input to the first flip-flop provided at the end point of the signal propagation path to be tested is replaced with a holding inversion mixed scan flip-flop. And the steps
A first value output by the second flip-flop that influences propagation within one cycle of the clock input to the first flip-flop, and two cycles of the two cycles. A third step of determining a second value to be output to the eye;
A fourth step of determining whether the first value and the second value are equal;
A fifth step of setting a mode in which the second flip-flop is used for the first mode when the determination results of the fourth step are equal, and for the second mode when they are different from each other ,
The holding inversion mixed scan flip-flop is
In the first mode, the value output from the output terminal is held and output in the previous cycle regardless of the input value from the input terminal, and in the second mode, the value input from the input terminal is related. A test design method characterized in that the value output from the output terminal is inverted and output in the previous cycle, and the input value from the input terminal is output in the third mode .
スキャンフリップフロップ本体と、
入力端子と、前記スキャンフリップフロップ本体の出力に接続された出力端子と、セレクタとを備え、
前記セレクタは、
前記第1のモードで前記スキャンフリップフロップ本体の正転出力を、
前記第2のモードで前記スキャンフリップフロップ本体の反転出力を、
前記第3のモードで前記入力端子からの入力を
前記スキャンフリップフロップ本体にそれぞれ選択出力する
スキャンフリップフロップを利用することを特徴とする請求項1に記載のテスト設計手法。 The holding inversion mixed scan flip-flop is
The scan flip-flop body,
An input terminal, an output terminal connected to the output of the scan flip-flop body, and a selector;
The selector is
The normal output of the scan flip-flop body in the first mode is
In the second mode, the inverted output of the scan flip-flop body is
In the third mode, input from the input terminal
Select and output to each scan flip-flop body
The test design method according to claim 1, wherein a scan flip-flop is used.
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