專利名稱：用于從一鎖存電路提供掃描輸出的可掃描鎖存電路和方法
本申請涉及編號為08/790,259的美國專利申請，其于1997年1月27日申請，名稱為用為紋波多米諾邏輯的鎖存結構(LATCH STRUCTURE FORRIPPLE DOMINO LOGIC)，其公開內容在此引入以作參考。該較早申請的利益在35U.S.C.Section 120下要求保護。
本發(fā)明涉及半導體集成電路，尤其涉及可以受到掃描測試的鎖存電路。
半導體集成電路裝置可用來提供簡化的故障診斷測試。提供這種測試的一種設計技術稱為掃描通路設計(scan path design)。在掃描通路設計中，設置電路元件以包括一系列用于診斷測試目的的耦合(linked)移位寄存器。經(jīng)過這些耦合移位寄存器的位轉移路線稱作掃描通路。位轉移操作用來向每個耦合電路元件連續(xù)提供診斷測試數(shù)據(jù)。
掃描通路中每個電路元件包括一掃描輸入端以及電路元件的常規(guī)數(shù)據(jù)輸入端和數(shù)據(jù)輸出端。電路元件的掃描測試操作過程中，禁止電路元件的正常工作。隨著能夠進行掃描測試，施加給普通可掃描電路元件掃描輸入端的信號在線路元件的數(shù)據(jù)輸出端產(chǎn)生一個相應的掃描輸出信號。也可在一分開的掃描輸出端提供掃描輸出信號。由電路元件響應信號形式的掃描所產(chǎn)生的掃描輸出信號應當與會由電路正常操作產(chǎn)生的信號一致。產(chǎn)生預測掃描輸出信號的電路元件故障顯示出電路元件的故障。
盡管集成電路中掃描測試電路元件的性能簡化了診斷測試，但掃描通路設計有一些缺點。一個缺點是附加的掃描測試電路對正常工作的電路元件性能有影響。與一特殊電路元件相關的掃描測試電路可以向電路元件關鍵通路增加相當大的電容。該增加的電容導致正常工作中電路元件性能的大幅度下降。
本發(fā)明的一個目的是提供一種可掃描鎖存電路，其中在正常工作中，附加掃描電路基本上不會降低該電路的性能。本發(fā)明的另一目的是提供用于從一鎖存電路提供掃描輸出的方法，該方法基本上不會造成鎖存電路正常工作下的性能降低。
根據(jù)本發(fā)明的鎖存電路通過一反饋通路施加掃描輸入數(shù)據(jù)，該反饋通路與鎖存電路關鍵通路相隔離。在這種情況下“隔離”的意思是，反饋通路并不直接接至電路關鍵通路。反饋通路上的信號并不直接施加到電路關鍵通路上，但可用來控制電路關鍵通路上的信號。一分開的掃描輸出信號還優(yōu)選由鎖存電路反饋通路中的信號推導出。通過經(jīng)隔離反饋通路的掃描測試，掃描電路基本上沒有增加鎖存電路關鍵通路的電容。
該鎖存電路包括一鎖存數(shù)據(jù)輸入節(jié)點，該鎖存數(shù)據(jù)輸入節(jié)點經(jīng)一鎖存輸入元件接至數(shù)據(jù)輸出節(jié)點。該鎖存數(shù)據(jù)輸出節(jié)點包括電路關鍵通路。接至輸出節(jié)點的反饋通路通過第一和第二隔離元件優(yōu)選通過倒相電路與數(shù)據(jù)輸出節(jié)點相隔離?？梢园ㄍㄟ^門元件(pass gatearrangement)的掃描允許(enable)元件響應于一個掃描允許信號，在反饋通路中選擇性將第一反饋節(jié)點從第二反饋節(jié)點上解耦，由此斷開反饋通路以便于掃描測試。在正常工作中，掃描允許元件耦合第一和第二反饋節(jié)點，使鎖存電路正常工作。
當掃描允許信號施加于掃描允許元件上由此解耦合第一和第二反饋節(jié)點時，接至第二反饋節(jié)點的掃描輸入元件施加一掃描輸入信號以控制鎖存電路數(shù)據(jù)輸出節(jié)點上的信號。即，掃描輸入元件通過第二反饋節(jié)點在測試數(shù)據(jù)中施加掃描，第二反饋節(jié)點是與鎖存電路關鍵通路相隔離的點。而且，本發(fā)明優(yōu)選形式包括一掃描輸出元件，在進行掃描測試時，利用反饋通路上的信號產(chǎn)生一分開的掃描輸出信號。優(yōu)選掃描輸出元件由一掃描時鐘控制，以獨立于數(shù)據(jù)輸出節(jié)點處的信號來保持分開的掃描輸出信號。
通過經(jīng)隔離反饋通路在測試數(shù)據(jù)中施加掃描，掃描電路不向鎖存電路關鍵通路增加電容。而且，由于掃描輸出元件使用了反饋通路中的信號來產(chǎn)生掃描輸出信號，所以掃描輸出電路也不向鎖存電路關鍵通路增加電容。此外，與掃描出電路相關的優(yōu)選掃描時鐘裝置在電路不工作于掃描測試模式時，提供了附加的功能性輸出。
根據(jù)以下對優(yōu)選實施例的描述連同附圖，本發(fā)明的這些與其他目的、優(yōu)點和特性將變得清楚。


圖1是將本發(fā)明原理具體化的可掃描鎖存電路示意圖。
圖2是顯示由圖1中所示電路利用和產(chǎn)生的各種信號的時序圖。
參照圖1，可掃描鎖存電路10包括數(shù)據(jù)輸入節(jié)點11，它通過鎖存輸入元件13連接到數(shù)據(jù)輸出節(jié)點12。數(shù)據(jù)輸出節(jié)點12包括本發(fā)明這種形式的電路關鍵通路。鎖存電路10還包括一反饋通路，該反饋通路含有第一反饋節(jié)點16和第二反饋節(jié)點17。該反饋通路通過第一隔離元件18和第二隔離元件19與數(shù)據(jù)輸出節(jié)點12相隔離。為方便掃描測試，鎖存電路10含有掃描允許元件21和掃描輸入元件22。本發(fā)明的優(yōu)選形式還包括一分開的掃描輸出元件23。
鎖存電路10適于選擇在一種鎖存模式或掃描測試模式下運行。在鎖存模式下，電路10將來自數(shù)據(jù)輸入節(jié)點11的數(shù)據(jù)“d”鎖存至數(shù)據(jù)輸出節(jié)點12的鎖存輸出“q”。在掃描測試模式下，鎖存電路10經(jīng)掃描輸入元件22接收掃描測試數(shù)據(jù)，并且優(yōu)選與來自掃描輸出元件的一隔離掃描輸出信號“so”一起，在輸出節(jié)點12產(chǎn)生一掃描測試輸出。數(shù)據(jù)信號“d”和鎖存輸出“q”之間的關系以及與鎖存電路10相關的其他信號顯示在圖2的時序圖中。
在鎖存模式下，鎖存輸入元件13利用數(shù)據(jù)輸入節(jié)點11的信號“d”在數(shù)據(jù)輸出節(jié)點12上產(chǎn)生信號“q”。圖示鎖存輸入元件13包括一通過門元件，該通過門元件具有第一P型場效應晶體管(FET)和一個N型FET。N型器件27的漏-源導通路徑將數(shù)據(jù)輸入節(jié)點11連接到數(shù)據(jù)輸出節(jié)點12，同時連接器件柵極以接收鎖存輸入信號c1。P型器件26的源-漏導通路徑與N型器件27并聯(lián)連接在數(shù)據(jù)輸入節(jié)點11和數(shù)據(jù)輸出節(jié)點12之間。連接P型器件26的柵極以接收信號c1_b，信號c1_b是鎖存輸入信號c1的互補信號。包括鎖存輸入信號c1互補信號(c1_b)的本公開內容中描述的任何互補信號可由任何適當裝置產(chǎn)生，這些裝置包括適當?shù)牡瓜嚯娐?圖中未示)。
對于本公開和以下的權利要求書來說，晶體管將稱作“器件”。“器件”一詞意在包括任何適當?shù)拈_關器件，包括圖示FETs。那些本領域的普通技術人員可以理解的是，盡管本發(fā)明在圖1中公開為利用FETs，但以其他晶體管技術也可實現(xiàn)本發(fā)明。
在鎖存模式下，掃描允許元件21將第一反饋節(jié)點16耦合到第二反饋節(jié)點17上，由此關閉了反饋通路。圖示掃描允許元件21還包括一通過門元件，該裝置含有一N型器件29和一P型器件30。P型器件30其源-漏導通路徑分別連接第一和第二反饋節(jié)點16和17，并且其柵極受到連接以接收信號scanc1。N型器件29其漏-源導通路徑接在第一和第二反饋節(jié)點16和17之間，并且其柵極受到連接以接收信號scanc1_b，該信號是信號scanc1的互補信號?！暗汀毙盘杝canc1和“高”信號scanc1_b將器件29和30置于與反饋節(jié)點16和17耦合的導通狀態(tài)。該信號狀態(tài)可稱作掃描禁止信號狀態(tài)。
對于本公開內容來說，“高”電平信號包括基本上在系統(tǒng)電源電壓Vdd上的信號，代表第一邏輯狀態(tài)。“低”電平信號是指在系統(tǒng)參考電壓或地的信號，代表相對邏輯狀態(tài)。
第一隔離元件18包括一倒相電路，該倒相電路有一耦合到數(shù)據(jù)輸出節(jié)點12的倒相輸入端33和耦合到第一反饋節(jié)點16的倒相輸出端34。盡管圖1所示優(yōu)選鎖存電路10包括一倒相電路，可是那些本領域的普通技術人員可以理解的是，反饋通路可與數(shù)據(jù)輸出節(jié)點12隔離，而不需要對來自數(shù)據(jù)輸出節(jié)點的信號進行倒相。這種非倒相裝置被認為與圖1所示倒相隔離裝置等同。
第二隔離元件19包括一時鐘倒相電路，該電路由鎖存輸入信號c1及其互補信號c1_b作時鐘。圖示時鐘倒相器包括第一和第二P型器件，分別是37和38，它們的源-漏導通路徑串聯(lián)連接在系統(tǒng)電壓源Vdd與耦合到數(shù)據(jù)輸出節(jié)點12的輸出節(jié)點39之間。第一P型器件37的柵極耦合到第二反饋節(jié)點17，而第二P型器件38的柵極被接收鎖存輸入信號c1。優(yōu)選的第二隔離元件19還分別包括第一和第二N型器件40和41，它們的漏-源導通路徑串聯(lián)連接在電路輸出節(jié)點39和系統(tǒng)參考電壓或地之間。第一N型器件40的柵極耦合到第二反饋節(jié)點17，而連接第二N型器件41的柵極以接收信號c1_b。
現(xiàn)在參照圖1和2來描述電路10d鎖存模式運行。鎖存模式下，數(shù)據(jù)輸入節(jié)點11的信號“d”用來在數(shù)據(jù)輸出節(jié)點12處產(chǎn)生信號“q”。在本發(fā)明的圖示形式中，“高”電平鎖存輸入信號c1及其互補信號c1_b將鎖存輸入元件13的器件26和27置于導通狀態(tài)，允許數(shù)據(jù)輸入節(jié)點11處的信號“d”到達數(shù)據(jù)輸出節(jié)點12上。因而，鎖存輸出信號“q”跟隨鎖存輸入信號“d”。那些本領域的普通技術人員可以理解的是，盡管圖1中示出了雙器件通過門元件以用來將節(jié)點11處的數(shù)據(jù)傳遞到輸出節(jié)點12，但也可采用許多其他裝置。倒如，可以使用單個信號器件來傳遞數(shù)據(jù)。另一方面，可以用倒相裝置產(chǎn)生信號“q”，信號“q”相對于數(shù)據(jù)信號“d”倒相。利用數(shù)據(jù)輸入節(jié)點11處的信號“d”在數(shù)據(jù)輸出節(jié)點12處產(chǎn)生數(shù)據(jù)輸出信號“q”的這些替代裝置被認為與圖1所示通過門元件13等同。
數(shù)據(jù)輸出節(jié)點12處的信號在含有第一隔離元件18的倒相電路中倒相，該倒相信號沿著從第一反饋節(jié)點16經(jīng)掃描允許元件21的反饋通路，最終施加于第二反饋節(jié)點17。在本發(fā)明的圖示優(yōu)選形式中，“高”鎖存輸入信號c1及其互補信號c1_b禁止含第二隔離元件19的時鐘倒相器工作，以使倒相電路無法阻止(fight)數(shù)據(jù)輸出節(jié)點12處理想數(shù)據(jù)信號“q”的形成。然而，一旦鎖存輸入信號c1變“低”，其互補信號c1_b變“高”，就使第二隔離電路19工作，將第二反饋節(jié)點17處的信號倒相，并將該倒相信號反過來施加于數(shù)據(jù)輸出節(jié)點12。對于鎖存模式，只要鎖存輸入信號c1保持“低”而其互補信號c1_b保持“高”，電路10就在數(shù)據(jù)輸出節(jié)點12處保持理想鎖存輸出信號“q”。
在掃描測試模式下，鎖存輸入信號c1持續(xù)保持“低”而其互補信號c1_b保持“高”。這樣，包括第二隔離元件19的時鐘倒相器保持工作狀態(tài)，以便第二反饋節(jié)點17處的信號在數(shù)據(jù)輸出節(jié)點12處控制“q”。而且，在c1“低”和c1_b“高”的情況下，數(shù)據(jù)輸入節(jié)點11處的信號“d”對數(shù)據(jù)輸出節(jié)點12處的信號沒有影響。
為進行掃描測試，首先使掃描允許元件21工作，分別將第一和第二反饋節(jié)點16和17解耦，由此斷開反饋通路。在本發(fā)明的圖示形式中，信號scanc1變成“高”而其互補信號scanc1_b變?yōu)椤暗汀?，以將器?9和30均置于非導通狀態(tài)，將節(jié)點16和17解耦，防止第一反饋節(jié)點16處的信號影響第二反饋節(jié)點17處的信號。該“高”信號scanc1和“低”信號scanc1_b的結合可稱作掃描允許信號狀態(tài)。那些本領域的普通技術人員可以理解的是，許多其他裝置——倒相和非倒相的——都可用來有選擇地斷開兩個反饋節(jié)點16和17之間的反饋通路。這些其他的裝置被認為與圖1中所示結構等同。
對于自第一反饋節(jié)點16解耦的第二反饋節(jié)點17來說，掃描輸入元件22利用掃描信號“si”通過第二反饋節(jié)點控制輸出信號“q”。本發(fā)明圖示形式中，掃描輸入元件22包括時鐘倒相器，該時鐘倒相器由信號scanc1及其互補信號scanc1_b控制。當掃描輸入元件22工作時，掃描輸入信號“si”倒相，該倒相信號施加于第二反饋節(jié)點17。該信號在第二隔離元件19處再次倒相，導致數(shù)據(jù)輸出節(jié)點12處的信號“q”跟隨掃描信號“si”。一旦在數(shù)據(jù)輸出節(jié)點12處產(chǎn)生理想信號“q”，掃描允許信號scanc1可變?yōu)椤暗汀?而其互補信號scanc1_b可變?yōu)椤案摺?以使掃描允許元件21再次耦合第一和第二反饋節(jié)點16和17，因為在這種情況下，節(jié)點將承載一個共用信號(節(jié)點12處信號“q”的倒相信號)。
號“q”可圖示掃描輸入元件22包括第一和第二N型器件，分別為44和45，它們的漏-源導通路徑串聯(lián)連接在時鐘倒相器輸出節(jié)點46和系統(tǒng)參考電壓之間。倒相器輸出節(jié)點46耦合到第二反饋節(jié)點17上。連接第一N型器件44的柵極以接收掃描信號“si”，而連接第二N型器件45的柵極以接收掃描允許信號scanc1。圖示掃描輸入元件22還包括第一和第二P型器件，分別是47和48，它們的源-漏導通路徑串聯(lián)連接在電源電壓Vdd和電路輸出節(jié)點46之間。連接第一P型器件47的柵極以接收掃描信號“si”，而連接第二P型器件48的柵極以接收信號scanc1_b(scanc1的互補信號)。
盡管在電路10運行于掃描測試模式時數(shù)據(jù)輸出節(jié)點12處的輸出信作為掃描輸出信號，但圖1所示本發(fā)明的優(yōu)選形式通過掃描輸出元件23提供了一個分開的掃描輸出信號“so”。掃描輸出元件23包括倒相裝置，該倒相裝置將第一反饋節(jié)點16處產(chǎn)生的信號倒相以提供掃描輸出信號“so”。圖1所示優(yōu)選倒相掃描輸出元件23由一掃描時鐘信號c2作時鐘以保持掃描輸出信號“so”與信號“q”無關。
優(yōu)選的掃描輸出元件23包括一時鐘倒相器51，該時鐘倒相器51的倒相器輸入節(jié)點52耦合到鎖存電路反饋通路，優(yōu)選在第一反饋節(jié)點16處。時鐘倒相器51的輸出節(jié)點53耦合到第一中間節(jié)點55。時鐘倒相器51包括第一和第二N型器件，分別為56和57，它們的漏-源導通路徑串聯(lián)連接在時鐘倒相器輸出節(jié)點53和系統(tǒng)參考電壓之間。第一N型器件56的柵極耦合到倒相器輸入節(jié)點52，而第二N型器件57的柵極被連接接收掃描時鐘信號c2。優(yōu)選時鐘倒相器51還包括第一和第二P型器件，分別為58和59，它們的源-漏導通路徑串聯(lián)連接在電源電壓Vdd和時鐘倒相器輸出節(jié)點53之間。第一P型器件58的柵極耦合到電路輸入節(jié)點52，而連接第二P型器件59的柵極以接收信號c2_b，它是掃描時鐘信號c2的互補信號。
第一中間節(jié)點55耦合到一中間倒相器62的輸入節(jié)點61上，該中間倒相器62的輸出節(jié)點63耦合到第二中間節(jié)點65上。第二中間節(jié)點65向一末級(final)倒相器67提供輸入，該末級倒相器67向掃描輸出節(jié)點70提供其輸出，以作為掃描輸出信號“so”。
圖示掃描輸出元件23包括一反饋裝置，它具有第一和第二P型器件，分別為72和73，它們的源-漏導通路徑串聯(lián)連接在系統(tǒng)電源電壓Vdd和第一中間節(jié)點55之間。連接第一P型器件72的柵極通以接收第二中間節(jié)點65處的信號，而連接第二P型器件73的柵極以接收掃描時鐘信號c2。該反饋裝置還包括第一和第二N型器件，分別為74和75，它們的漏-源導通路徑串聯(lián)連接在系統(tǒng)參考電壓和第一中間節(jié)點55之間。連接第一N型器件74的柵極以接收第二中間節(jié)點65處的信號，而連接第二N型器件75的柵極以接收信號c2_b。
圖示掃描輸出元件23的運行中，第一反饋節(jié)點16處的信號在時鐘倒相器51處倒相，只有在掃描時鐘信號c2變?yōu)椤案摺焙推浠パa信號c2變?yōu)椤暗汀睍r，倒相信號才施加于第一中間節(jié)點55。第一中間節(jié)點55處的信號由中間倒相器62再次倒相，并且由末級倒相器67最后一次倒相，以在掃描輸出節(jié)點70處提供掃描輸出信號“so”。在這種情況下，“高”c2信號和“低”c2_b信號分別使反饋器件73和75截止，以便反饋裝置無法阻止來自鎖存反饋通路的進入信號。然而，一旦掃描時鐘信號c2變?yōu)椤暗汀倍浠パa信號c2_b變?yōu)椤案摺保瑨呙栎敵鲈?3的反饋裝置就保持第一中間節(jié)點55處產(chǎn)生的信號，這樣，只要掃描時鐘信號c2保持“低”，就保持掃描輸出節(jié)點70處的掃描輸出信號“so”。因此，當電路10在掃描測試模式下運行時，圖示掃描輸出元件23運行以提供分開的掃描輸出信號“so”。當電路10在鎖存模式下運行時，圖示掃描輸出元件23可在掃描輸出節(jié)點70處提供一分開的功能輸出?？瑟毩⒂跀?shù)據(jù)輸出節(jié)點12處的信號“q”而保持該分開的功能性輸出。
上述優(yōu)選實施例意在說明本發(fā)明的原理，但不限制本發(fā)明的范圍。在不脫離以下權利要求書的范圍的情況下，那些本領域的普通技術人員可以完成各種其他實施例和對這些優(yōu)選實施例的改進。例如，盡管在本發(fā)明圖示形式中提出的通過門和時鐘倒相器利用了兩個信號(例如c1和c1_b)，但本發(fā)明的其他形式可以僅用單個信號工作。各種時鐘裝置可用來控制將本發(fā)明原理具體化的可掃描鎖存電路。而且，盡管圖示鎖存電路10包括一靜態(tài)鎖存，但可根據(jù)本發(fā)明通過與定時鎖存電路相關的隔離反饋通路來施加掃描測試數(shù)據(jù)。
權利要求
1.一種鎖存電路，包括(a)一鎖存輸入元件，它連接在一數(shù)據(jù)輸入節(jié)點和一數(shù)據(jù)輸出節(jié)點之間，該鎖存輸入元件在數(shù)據(jù)輸入模式時接收數(shù)據(jù)，并且響應于鎖存輸入信號利用數(shù)據(jù)輸入模式時的數(shù)據(jù)控制數(shù)據(jù)輸出節(jié)點的信號狀態(tài)；(b)第一隔離元件，具有耦合到數(shù)據(jù)輸出節(jié)點的輸入端和耦合到第一反饋節(jié)點的輸出端，第一隔離元件利用數(shù)據(jù)輸出節(jié)點的信號狀態(tài)在第一反饋節(jié)點處產(chǎn)生第一反饋信號；(c)第二隔離元件，具有耦合到第二反饋節(jié)點的輸入端和耦合到數(shù)據(jù)輸出節(jié)點的輸出端，第二隔離元件利用第二反饋節(jié)點處的信號狀態(tài)控制數(shù)據(jù)輸出節(jié)點處的信號狀態(tài)，第一隔離元件和第二隔離元件使反饋通路與數(shù)據(jù)輸出節(jié)點相隔離；(d)一掃描允許元件，它連接在第一反饋節(jié)點和第二反饋節(jié)點之間，掃描允許元件響應于一掃描允許信號將第一反饋節(jié)點自第二反饋節(jié)點上解耦，并響應于掃描禁止信號耦合第一反饋節(jié)點和第二反饋節(jié)點；(e)一掃描輸入元件，它連接在一掃描輸入節(jié)點和第二反饋節(jié)點之間，該掃描輸入元件自掃描輸入節(jié)點接收掃描信號，并且響應于掃描允許信號，利用掃描信號控制第二反饋節(jié)點處信號狀態(tài)；和(f)一掃描輸出元件，它連接在第一反饋節(jié)點和一掃描輸出節(jié)點之間，該掃描輸出元件利用第一反饋節(jié)點處的第一反饋通路信號以在掃描輸出節(jié)點處產(chǎn)生掃描輸出信號。
2.權利要求1的鎖存電路，其中(a)鎖存輸入元件包括一通過門元件，該通過門元件包括一N型器件和一P型器件，該N型器件的漏-源導通路徑耦合數(shù)據(jù)輸入節(jié)點和數(shù)據(jù)輸出節(jié)點，而該P型器件的源-漏導通路徑耦合數(shù)據(jù)輸入節(jié)點和數(shù)據(jù)輸出節(jié)點；和(b)鎖存輸入信號施加于N型器件的柵極，而該鎖存輸入信號的互補信號施加于P型器件的柵極。
3.權利要求1的鎖存電路，其中第二隔離元件包括一倒相電路，該倒相電路具有耦合到第二反饋節(jié)點的倒相器輸入端和耦合到數(shù)據(jù)輸出節(jié)點的倒相器輸出端。
4.權利要求2的鎖存電路，其中第二隔離元件包括一時鐘倒相電路，該時鐘倒相電路包括(a)第一P型器件和第二P型器件，第一P型器件的源-漏導通路徑與第二P型器件的源-漏導通路徑串聯(lián)連接，以將一電壓源耦合到數(shù)據(jù)輸出節(jié)點，第一P型器件的柵極耦合到第二反饋節(jié)點，而連接第二P型器件的柵極以接收鎖存輸入信號；和(b)第一N型器件和第二N型器件，第一N型器件的漏-源導通路徑與第二N型器件的漏-源導通路徑串聯(lián)連接，以將參考電壓源耦合到數(shù)據(jù)輸出節(jié)點，第一N型器件的柵極耦合到第二反饋節(jié)點，連接第二N型器件的柵極以接收鎖存輸入信號的互補信號。
5.權利要求1的鎖存電路，其中(a)掃描允許元件包括一通過門元件，該過門元件具有一P型器件和一N型器件，P型器件的源-漏導通路徑將第一反饋節(jié)點耦合到第二反饋節(jié)點，N型器件的漏-源導通路徑將第一反饋節(jié)點耦合到第二反饋節(jié)點；和(b)掃描允許信號施加到P型器件的柵極，而該掃描允許信號的互補信號施加到N型器件的柵極。
6.權利要求5的鎖存電路，其中掃描輸入元件包括一時鐘倒相電路，該時鐘倒相電路包括(a)第一P型器件和第二P型器件，第一P型器件的源-漏導通路徑與第二P型器件的源-漏導通路徑串聯(lián)連接，以將一電壓源耦合到第二反饋節(jié)點，第一P型器件的柵極耦合到掃描輸入節(jié)點，而連接第二P型器件的柵極被接收掃描允許信號的互補信號；和(b)第一N型器件和第二N型器件，第一N型器件的漏-源導通路徑與第二N型器件的漏-源導通路徑串聯(lián)連接，以將一參考電壓源耦合到第二反饋節(jié)點，第一N型器件的柵極耦合到掃描輸入節(jié)點，而連接第二N型器件的柵極以接收掃描允許信號。
7.權利要求1的鎖存電路，其中(a)第一隔離元件包括一倒相電路，該倒相電路具有耦合到數(shù)據(jù)輸出節(jié)點的倒相器輸入端和耦合到第一反饋節(jié)點的倒相器輸出端；和(b)掃描輸出元件包括一倒相電路。
8.權利要求1的鎖存電路，其中掃描輸入元件包括一時鐘倒相電路，該時鐘倒相電路包括(a)第一P型器件和第二P型器件，第一P型器件的源-漏導通路徑與第二P型器件的源-漏導通路徑串聯(lián)連接，以將一電壓源耦合到第一內節(jié)點，第一P型器件的柵極耦合到第一反饋節(jié)點，連接第二P型器件的柵極以接收一掃描時鐘信號；和(b)第一N型器件和第二N型器件，第一N型器件的漏-源導通路徑與第二N型器件的漏-源導通路徑串聯(lián)連接，以將一參考電壓耦合到第一內節(jié)點，第一N型器件的柵極耦合到第一反饋節(jié)點，而連接第二N型器件的柵極以接收掃描時鐘信號的互補信號。
9.權利要求1的鎖存電路，其中第一隔離元件包括一倒相電路，而掃描輸出元件包括(a)一時鐘倒相電路，它具有耦合到第一反饋節(jié)點的輸入端和一耦合到第一內節(jié)點的輸出端；(b)一內節(jié)點反饋電路，它耦合到內節(jié)點并被連接以接收第二內節(jié)點處的信號；(c)一中間倒相電路，它具有耦合到第一內節(jié)點的輸入端和耦合到第二內節(jié)點的輸出端；和(d)一末級倒相電路，其輸入端耦合到第二內節(jié)點而輸出端耦合到掃描輸出節(jié)點。
10.權利要求9的鎖存電路，其中(a)時鐘倒相電路包括(i)第一P型器件和第二P型器件，第一P型器件的源-漏導通路徑與第二P型器件的源-漏導通路徑串聯(lián)連接，以將一電壓源耦合到第一內節(jié)點，第一P型器件的柵極耦合到第一反饋節(jié)點，第二P型器件的柵極被連接以接收一掃描時鐘信號的互補信號；和(ii)第一N型器件和第二N型器件，第一N型器件的漏-源導通路徑與第二N型器件的漏-源導通路徑串聯(lián)連接，以將一參考電壓源耦合到第一內節(jié)點，第一N型器件的柵極耦合到第一反饋節(jié)點，而第二N型器件的柵極被連接以接收掃描時鐘信號；和(b)內節(jié)點反饋電路包括(i)第一P型器件和第二P型器件，第一P型器件的源-漏導通路徑與第二P型器件的源-漏導通路徑串聯(lián)連接，以將一電壓源耦合到第一內節(jié)點，第一P型器件的柵極耦合到第二內節(jié)點，連接第二P型器件的柵極以接收一掃描時鐘信號；和(ii)第一N型器件和第二N型器件，第一N型器件的漏-源導通路徑與第二N型器件的漏-源導通路徑串聯(lián)連接，以將一參考電壓源耦合到第一內節(jié)點，第一N型器件的柵極耦合到第二內節(jié)點，而連接第二N型器件的柵極以接收掃描時鐘信號的互補信號。
11.一種用來鎖存通過一數(shù)據(jù)輸入節(jié)點提供的數(shù)據(jù)的鎖存電路，該鎖存電路包括(a)一電路關鍵通路；(b)接至該電路關鍵通路的反饋通路，該反饋通路與電路關鍵通路隔離而且包含第一反饋節(jié)點和第二反饋節(jié)點；(c)與反饋通路相關的掃描允許元件，該掃描允許元件響應于一掃描允許信號將第一反饋節(jié)點與第二反饋節(jié)點隔離，第一反饋節(jié)點處的信號狀態(tài)由電路關鍵通路處的信號狀態(tài)控制；(d)一掃描輸入元件，通過第二反饋節(jié)點控制電路關鍵通路的信號狀態(tài)，同時第二反饋節(jié)點與第一反饋節(jié)點隔離。
12.權利要求11的鎖存電路，還包括(e)一掃描輸出元件，用來利用反饋通路處的信號狀態(tài)以提供一掃描輸出信號。
13.權利要求11的鎖存電路，還包括(a)第一隔離元件，它接在電路關鍵通路和第一反饋節(jié)點之間，用來將電路關鍵通路與第一反饋節(jié)點隔離；和(b)第二隔離元件，它接在第二反饋節(jié)點和電路關鍵通路之間，用來將電路關鍵通路與第二反饋節(jié)點隔離。
14.權利要求13的鎖存電路，其中第二隔離元件包括一時鐘倒相電路，該時鐘倒相電路包括(a)第一P型器件和第二P型器件，第一P型器件的源-漏導通路徑與第二P型器件的源-漏導通路徑串聯(lián)連接，以將一電壓源耦合到電路關鍵通路，第一P型器件的柵極耦合到第二反饋節(jié)點，第二P型器件的柵極被以接收一鎖存輸入信號；和(b)第一N型器件和第二N型器件，第一N型器件的漏-源導通路徑與第二N型器件的漏-源導通路徑串聯(lián)連接，以將一參考電壓源耦合到電路關鍵通路，第一N型器件的柵極耦合到第二反饋節(jié)點，而第二N型器件的柵極被連接以接收鎖存輸入信號的互補信號。
15.權利要求13的鎖存電路，其中(a)第一隔離元件包括一倒相電路，該倒相電路具有耦合到電路關鍵通路的倒相器輸入端和耦合到第一反饋節(jié)點的倒相器輸出端；和(b)掃描輸出元件包括一倒相電路。
16.權利要求13的鎖存電路，其中第一隔離元件包括一倒相電路，并且掃描輸出元件包括(a)一時鐘倒相電路，該電路具有耦合到第一反饋節(jié)點的輸入端和耦合到第一內節(jié)點的輸出端；(b)一內節(jié)點反饋電路，它耦合到內節(jié)點并且受到連接以接收第二內節(jié)點處的信號；(c)一中間倒相電路，它具有耦合到第一內節(jié)點的輸入端和耦合到第二內節(jié)點的輸出端；和(d)一末級倒相電路，其輸入端耦合到第二內節(jié)點而其輸出端耦合到掃描輸出節(jié)點。
17.權利要求16的鎖存電路，其中(a)時鐘倒相電路包括(i)第一P型器件和第二P型器件，第一P型器件的源-漏導通路徑與第二P型器件的源-漏導通路徑串聯(lián)連接，以將一電壓源耦合到第一內節(jié)點，第一P型器件的柵極耦合到第一反饋節(jié)點，連接第二P型器件的柵極以接收一掃描時鐘信號的互補信號；和(ii)第一N型器件和第二N型器件，第一N型器件的漏-源導通路徑與第二N型器件的漏-源導通路徑串聯(lián)連接，以將一參考電壓源耦合到第一內節(jié)點，第一N型器件的柵極耦合到第一反饋節(jié)點，而連接第二N型器件的柵極以接收掃描時鐘信號；和(b)內節(jié)點反饋電路包括(i)第一P型器件和第二P型器件，第一P型器件的源-漏導通路徑與第二P型器件的源-漏導通路徑串聯(lián)連接，以將一電壓源耦合到第一內節(jié)點，第一P型器件的柵極耦合到第二內節(jié)點，連接第二P型器件的柵極以接收一掃描時鐘信號；和(ii)第一N型器件和第二N型器件，第一N型器件的漏-源導通路徑與第二N型器件的漏-源導通路徑串聯(lián)連接，以將一參考電壓源耦合到第一內節(jié)點，第一N型器件的柵極耦合到第二內節(jié)點，而連接第二N型器件的柵極以接收掃描時鐘信號的互補信號。
18.一種用來從鎖存電路提供一掃描輸出的方法，該方法包括以下步驟(a)將一反饋通路與一鎖存電路關鍵通路隔離，該反饋通路包括第一反饋節(jié)點和第二反饋節(jié)點；(b)利用電路關鍵通路處的信號控制第一反饋節(jié)點處的信號；(c)響應于一掃描允許信號，將第一反饋節(jié)點從第二反饋節(jié)點上解耦；和(d)在第一反饋節(jié)點從第二反饋節(jié)點上解耦時，施加一掃描輸入信號以通過第二反饋節(jié)點控制電路關鍵通路處的信號。
19.權利要求18的方法，還包括以下步驟(a)利用反饋通路上的信號提供一掃描輸出信號。
20.權利要求18的方法，其中將反饋通路與電路關鍵通路隔離的步驟包括(a)使電路關鍵通路處的信號倒相并向第一反饋節(jié)點施加所述倒相信號；和(b)使第二反饋節(jié)點處的信號倒相并向電路關鍵通路施加所述倒相信號。
21.權利要求18的方法，其中將第一反饋節(jié)點與第二反饋節(jié)點隔離的步驟包括(a)向第一晶體管的柵極施加掃描允許信號，第一晶體管接在第一反饋節(jié)點和第二反饋節(jié)點之間，并且向第二晶體管施加掃描允許信號的互補信號，第二晶體管與第一晶體管并聯(lián)連接在第一反饋節(jié)點和第二反饋節(jié)點之間。
22.權利要求18的方法，其中施加掃描輸入信號的步驟包括(a)將掃描輸入信號倒相并向第二反饋節(jié)點施加所述倒相信號。
23.權利要求22的方法，還包括以下步驟(a)用掃描允許信號使輸入倒相電路工作。
24.權利要求18的方法，其中利用第一反饋節(jié)點處的信號產(chǎn)生掃描輸出信號的步驟包括(a)對第一反饋節(jié)點處的信號倒相。
25.權利要求24的方法，其中利用第一反饋節(jié)點處的信號產(chǎn)生掃描輸出信號的步驟包括以下步驟(a)響應于掃描時鐘信號對第一反饋節(jié)點處的信號倒相，并向第一中間節(jié)點施加所述倒相信號；(b)對第一中間節(jié)點處的信號倒相，并向第二中間節(jié)點施加所述倒相信號；(c)對第二中間節(jié)點處的信號倒相，并向掃描輸出節(jié)點施加所述倒相信號；(d)向一反饋裝置施加第二中間節(jié)點處的信號，該反饋裝置連接成為第一中間節(jié)點。
26.權利要求25的方法，還包括用掃描時鐘信號使反饋裝置工作以保持第一中間節(jié)點處的信號的步驟。
全文摘要
一種鎖存電路(10)包括一反饋通路,該反饋通路與一電路關鍵通路(12)隔離。一掃描輸入元件(22)耦合到反饋通路上以向鎖存電路(10)提供掃描測試數(shù)據(jù)。一掃描輸出元件(23)還可耦合到反饋通路以提供一分開的掃描輸出信號。
文檔編號H03K19/096GK1254989SQ99123249
公開日2000年5月31日 申請日期1999年10月28日 優(yōu)先權日1998年11月23日
發(fā)明者小D·G·米卡, J·J·勒布朗克 申請人:國際商業(yè)機器公司