DE10103961A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Testen einer elektronischen Vorrichtung unter Verwendung digitaler und analoger Signale - Google Patents

Abstract

Die Erfindung schafft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Testen einer elektronischen Vorrichtung (DUT) unter Verwendung digitaler und analoger Signale (DD, ST; AN). Dabei erfolgen ein Liefern digitaler Steuersignale (ST) von einer digitalen Testeinrichtung (DTS) an die elektronische Vorrichtung (DUT) über eine erste Leitung (1); ein Senden digitaler Ausgangssignale (DD) von der elektronischen Vorrichtung (DUT) an die digitale Testeinrichtung (DTS) über eine zweite Leitung (2); ein Liefern von Taktsignalen (CLK) von einer digitalen Testeinrichtung (DTS) an die elektronische Vorrichtung (DUT), wobei das Taktsignal (CLK) aus einer Masterfrequenz (MF) einer internen Taktsignalquelle der digitalen Testeinrichtung (DTS) erzeugt wird; ein Erzeugen analoger Testsignale (AN) in einer analogen Signalerzeugungseinrichtung (SWG) und Liefern der analogen Testsignale (AN) an die elektronische Vorrichtung (DUT); ein Senden der Masterfrequenz (MF) an eine Bezugsfrequenz-Erzeugungseinrichtung (TE) und Erzeugen einer Bezugsfrequenz (REF) aus der Masterfrequenz (MF) in der Bezugsfrequenz-Erzeugungseinrichtung (TE); ein Senden der Bezugsfrequenz (REF) an die analoge Signalerzeugungseinrichtung (SWG); und ein Schaffen einer Synchronisierung zwischen den analogen Testsignalen (AN) und den digitalen Steuersignalen (ST) mittels der Bezugsfrequenz (REF) in der analogen Signalerzeugungseinrichtung (SWG).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Testen einer elektronischen Vorrichtung unter Verwendung digitaler und analoger Signale.

Obwohl auf beliebige elektronische Vorrichtungen anwendbar, wird solch ein Testen bezüglich Mixed-Signal-ICs (z. B. ADCs) unter Verwendung von digitalen Testsystemen nachstehend er­ läutert. Das Testen von Mixed-Signal-ICs erfordert Synchroni­ tät zwischen eingeprägter analoger Signalform zum einen und der digitalen Ansteuerung des zu testenden ICs zum anderen. Durch diese Synchronität wird die Voraussetzung der zeitli­ chen Vorhersagbarkeit gewährleistet.

Bei der Bewertung von Analog-Digital-Wandlern beispielsweise ist die Synchronisierung von analoger Signalform und digita­ ler Ansteuerung eine Voraussetzung für "kohärentes Sampling", welches eine Anwendung der Fast Fourier Transformation ohne vorherige Datenmanipulation ("Windowing") und damit eine ein­ deutige Abbildung einer Signalkomponente auf einen einzelnen Frequenz-Bin ermöglicht.

Die digitale Ansteuerung eines IC erfolgt z. B. mittels eines digitalen Testsystems und die Generierung der analogen Signa­ le mittels eines "Stand alone" Waveform- bzw. Signalgenerato­ ren. Eine konstante Frequenz- und Phasenbeziehung zwischen digitalen und analogen Signalen ist ohne Synchronisierung derselben nicht gegeben.

Bisher wurde dieses Problem unter Verwendung von dedizierten Mixed-Signal-Testsystemen oder unter Verzicht auf Synchroni­ tät und Anwendung entsprechender mathematischer Algorithmen gelöst.

Entweder bietet das Testsystem entsprechenden Features zur Synchronisierung (z. B. PLL) oder es wird ein dediziertes Mi­ xed-Signal Testsystem eingesetzt, welches die Möglichkeit ei­ ner internen Synchronisierung von digitalem Taktsystem mit den internen analogen Signalquellen bietet. Letzteres bedeu­ tet allerdings eine Einschränkung auf die intern verfügbaren Signalquellen, die üblicherweise keine ausreichende Perfor­ mance bieten.

Ist keines der obigen Features vorhanden kann eine konstante Frequenz- und Phasenbeziehung durch direkte Kopplung eines Digitalkanals mit dem 10 MHz Referenzeingang der Waveform- bzw. Signalgeneratoren erreicht werden. Allerdings ist damit die Wählbarkeit der Taktfrequenz des Testsystems auf wenige, ganzzahlige Vielfache von 10 MHz beschränkt.

Im Anwendungsfall der Fast Fourier Transformation bleibt noch der Verzicht auf Synchronität und die Verwendung geeigneter mathematischer Fensterfunktionen (z. B. "Hamming Window").

Daher ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfah­ ren und eine Vorrichtung zum Testen einer elektronischen Vor­ richtung unter Verwendung digitaler und analoger Signale zu schaffen, welche Synchronität bei verbesserter Flexibilität bieten.

Das erfindungsgemäße Verfahren nach Anspruch 1 und die ent­ sprechende Vorrichtung zum Testen einer elektronischen Vor­ richtung unter Verwendung digitaler und analoger Signale nach Anspruch 6 weisen den Hauptvorteil auf, daß sie eine sehr flexible und einfach erweiterbare Testmöglichkeit bie­ ten. Die Erfindung ermöglicht ein einfaches externes Schal­ tungskonzept, basierend auf einem standardisierten Signalge­ neratorinterface (z. B. 10 MHz Referenzeingang), wobei eine Unabhängigkeit von der gewählten Pattenrate vorliegt.

Kern der Erfindung ist eine geeignete Kombination von einem digitalen Testsystem und externen Equipment durch ein einfa­ ches Schaltungskonzept durch das Senden einer Masterferquenz der digitalen Testeinrichtung an eine Bezugsfrequenz- Erzeugungseinrichtung und das Erzeugen einer Bezugsfrequenz aus der Masterfrequenz in der Bezugsfrequenz-Erzeugungsein­ richtung, wobei die Bezugsfrequenz an eine analoge Signaler­ zeugungseinrichtung gesendet wird. In der analogen Signaler­ zeugungseinrichtung wird eine Synchronisierung zwischen den analogen Testsignalen und den digitalen Steuersignalen mit­ tels der Bezugsfrequenz geschaffen.

Jedes digitale Testsystem generiert die digitalen Signale ba­ sierend auf einem internen Masterclock. Bei der hier be­ schriebenen Lösung wird genau dieser Masterclock verwendet, um den standardisierten Referenzeingang der "Stand Alone" Wa­ veform- bzw. Signalgeneratoren anzusteuern. Dabei wird vor­ ausgesetzt, dass dieser Masterclock in irgendeiner Form abgreifbar ist.

In den Unteransprüchen finden sich vorteilhafte Weiterbildun­ gen und Verbesserungen des jeweiligen Gegenstandes der Erfin­ dung.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist die elektronische Vorrichtung ein Analog-Digital-Wandler.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung nimmt die Be­ zugsfrequenz-Erzeugungseinrichtung eine Frequenzteilung, eine Tastverhältniseinstellung und eine Pegelanpassung an der Mas­ terfrequenz vor.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung werden die di­ gitalen Steuersignale und die digitalen Ausgangssignale pa­ rallel übertragen.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung beträgt die Masterfrequenz 100 MHz und die Bezugsfrequenz 10 MHz.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher er­ läutert.

In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Testen einer elektronischen Vorrichtung unter Verwendung digitaler und analoger Signale gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Teilereinrich­ tung bei der Ausführungsform der vorliegenden Er­ findung gemäß Fig. 1.

In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Komponenten.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Testen einer elektronischen Vorrichtung unter Verwendung digitaler und analoger Signale gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Die Vorrichtung zum Testen einer elektronischen Vorrichtung unter Verwendung digitaler und analoger Signale gemäß dieser Ausführungsform weist eine digitale Testeinrichtung DTS zum Liefern digitaler Steuersignale ST an die elektronische Vor­ richtung DUT über eine erste Leitung 1 und zum Empfangen di­ gitaler Ausgangssignale DD von der elektronischen Vorrichtung DUT über eine zweite Leitung 2 auf. Die digitalen Steuersig­ nale ST und die digitalen Ausgangssignale DD werden üblicher­ weise parallel an entsprechende Pins des DUT übertragen.

Die digitale Testeinrichtung DTS dient weiterhin zum Liefern eines Taktsignals CLK an die elektronische Vorrichtung DUT über eine dritte Leitung 3. Die zu testende elektronische Vorrichtung DUT ist hier ein Analog-Digital-Wandler. Das Taktsignal CLK wird aus einer Masterfrequenz MF einer inter­ nen Taktsignalquelle der digitalen Testeinrichtung DTS er­ zeugt, wobei die digitale Testeinrichtung DTS einen separaten Ausgang AUS zur Ausgabe dieser Masterfrequenz MF aufweist.

Eine analoge Signalerzeugungseinrichtung SWG dient zum Erzeu­ gen analoger Testsignale AN und zum Liefern der analogen Testsignale AN an die elektronische Vorrichtung DUT über eine vierte Leitung 6.

Eine Bezugsfrequenz-Erzeugungseinrichtung TE, welche unten mit Bezug auf Fig. 2 näher erläutert wird, dient zum Empfan­ gen der Masterfrequenz MF über eine fünfte Leitung 4 und zum Erzeugen einer Bezugsfrequenz REF aus der Masterfrequenz MF, welche über eine sechste Leitung 5 an die analoge Signaler­ zeugungseinrichtung SWG geliefert wird.

Die analoge Signalerzeugungseinrichtung SWG ist derart ges­ taltet ist, daß sie mittels der Bezugsfrequenz REF eine Syn­ chronisierung zwischen den analogen Testsignalen AN und den digitalen Steuersignalen ST schafft. Diese Synchronität er­ gibt sich daraus, daß sowohl das Taktsignal CLK als auch die Bezugsfrequenz REF aus der Masterfrequenz abgeleitet werden.

Durch die Bezugnahme auf die Masterfrequenz MF des digitalen Testsystems DTS bleibt die Synchronität unabhängig von der gewählten Pattenrate erhalten. D. h. die Einstellungsmöglich­ keiten des digitalen Testsystems DTS hinsichtlich der Fre­ quenz können voll ausgenutzt werden und die Pattenrate ent­ sprechend den Anforderungen des "DUT" frei gewählt werden. Der externe Hardware-Aufwand ist minimal und basiert auf Standardkonzepten.

Weiterhin ist damit jede am Markt verfügbare analoge Signal­ quelle einsetzbar. Konkret wird mit der angeführten Lösung z. B. "Kohärentes Sampling" von Analog-Digital-Wandlern mit einem digitalen Testsystem erreicht.

Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung einer Teilerein­ richtung bei der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gemäß Fig. 1.

Gemäß Fig. 2 weist die Bezugsfrequenz-Erzeugungseinrichtung TE einen Frequenzteiler DIV, eine Tastverhältniseinstellungs­ einrichtung DC und eine Pegelanpassungseinrichtung LA auf. So läßt sich z. B. eine Bezugsfrequenz REF von 10 MHz aus einer Masterfrequenz von 100 MHz dadurch schaffen, daß eine Teilung von 1/5 bei einem Tastverhältnis von 50% durchgeführt wird.

Obwohl die vorliegende Erfindung vorstehend anhand eines be­ vorzugten Ausführungsbeispiels beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Weise modi­ fizierbar.

Beispielsweise ist die vorliegende Erfindung nicht auf das Testen eines Analog-Digital-Wandlers beschränkt. Im Prinzip kann sie für beliebige elektronische Vorrichtungen angewendet werden.

Bezugszeichenliste

1-6

Leitungen
TE Bezugsfrequenz-Erzeugungseinrichtung
SWG analoge Signalerzeugungseinrichtung
DTS digitales Testsystem
DUT zu testende elektronische Vorrichtung
AUS Ausgang
MF Masterfrequenz
REF Bezugsfrequenz
ST Steuerdaten
DD digitale Ausgangssignale
DIV Teiler
DC Tastverhältnis-Einstelleinrichtung
LA Pegelanpassungseinrichtung

Claims (10)

1. Verfahren zum Testen einer elektronischen Vorrichtung (DUT) unter Verwendung digitaler und analoger Signale (DD, ST; AN) mit den Schritten:
Liefern digitaler Steuersignale (ST) von einer digitalen Testeinrichtung (DTS) an die elektronische Vorrichtung (DUT) über eine erste Leitung (1);
Senden digitaler Ausgangssignale (DD) von der elektronischen Vorrichtung (DUT) an die digitale Testeinrichtung (DTS) über eine zweite Leitung (2);
Liefern von Taktsignalen (CLK) von einer digitalen Testein­ richtung (DTS) an die elektronische Vorrichtung (DUT), wobei das Taktsignal (CLK) aus einer Masterfrequenz (MF) einer in­ ternen Taktsignalquelle der digitalen Testeinrichtung (DTS) erzeugt wird;
Erzeugen analoger Testsignale (AN) in einer analogen Signal­ erzeugungseinrichtung (SWG) und Liefern der analogen Testsig­ nale (AN) an die elektronische Vorrichtung (DUT);
Senden der Masterfrequenz (MF) an eine Bezugsfrequenz- Erzeugungseinrichtung (TE) und Erzeugen einer Bezugsfrequenz (REF) aus der Masterfrequenz (MF) in der Bezugsfrequenz- Erzeugungseinrichtung (TE);
Senden der Bezugsfrequenz (REF) an die analoge Signalerzeu­ gungseinrichtung (SWG); und
Schaffen einer Synchronisierung zwischen den analogen Test­ signalen (AN) und den digitalen Steuersignalen (ST) mittels der Bezugsfrequenz (REF) in der analogen Signalerzeugungsein­ richtung (SWG).

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Vorrichtung (DUT) ein Analog-Digital- Wandler ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bezugsfrequenz-Erzeugungseinrichtung (TE) eine Fre­ quenzteilung, eine Tastverhältniseinstellung und eine Pegelanpassung an der Masterfrequenz (MF) vornimmt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die digitalen Steuersignale (ST) und die digitalen Aus­ gangssignale (DD) parallel übertragen werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Masterfrequenz (MF) 100 MHz und die Bezugsfrequenz (REF) 10 MHz beträgt.

6. Vorrichtung zum Testen einer elektronischen Vorrichtung (DUT) unter Verwendung digitaler und analoger Signale (DD, ST; AN) mit:
einer digitalen Testeinrichtung (DTS) zum Liefern digitaler Steuersignale (ST) an die elektronische Vorrichtung (DUT) über eine erste Leitung (1), zum Empfangen digitaler Ausgangs­ signale (DD) von der elektronischen Vorrichtung (DUT) über eine zweite Leitung (2) und zum Liefern eines Taktsignals (CLK) an die elektronische Vorrichtung (DUT) über eine dritte Leitung (3);
wobei das Taktsignal (CLK) aus einer Masterfrequenz (MF) ei­ ner internen Taktsignalquelle der digitalen Testeinrichtung (DTS) erzeugbar ist und die digitale Testeinrichtung (DTS) einen Ausgang (AUS) zur Ausgabe der Masterfrequenz (MF) auf­ weist;
einer analogen Signalerzeugungseinrichtung (SWG) zum Erzeugen analoger Testsignale (AN) und zum Liefern der analoger Test­ signale (AN) an die elektronische Vorrichtung (DUT) über eine vierte Leitung (6);
einer Bezugsfrequenz-Erzeugungseinrichtung (TE) zum Empfangen der Masterfrequenz (MF) über eine fünfte Leitung (4) und zum Erzeugen einer Bezugsfrequenz (REF) aus der Masterfrequenz (MF), welche über eine sechste Leitung (5) an die analoge Signalerzeugungseinrichtung (SWG) lieferbar ist; und
wobei die analoge Signalerzeugungseinrichtung (SWG) derart gestaltet ist, daß sie mittels der Bezugsfrequenz (REF) eine Synchronisierung zwischen den analogen Testsignalen (AN) und den digitalen Steuersignalen (ST) schafft.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Vorrichtung (DUT) ein Analog-Digital- Wandler ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Bezugsfrequenz-Erzeugungseinrichtung (TE) einen Fre­ quenzteiler (DIV), eine Tastverhältniseinstellungseinrichtung (DC) und eine Pegelanpassungseinrichtung (LA) aufweist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die digitalen Steuersignale (ST) und die digitalen Aus­ gangssignale (DD) parallel übertragbar sind.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Masterfrequenz (MF) 100 MHz und die Bezugsfrequenz (REF) 10 MHz beträgt.