DE19806808A1 - Halbleiterprüfsystem - Google Patents

Description

Die vorliegenden Erfindung betrifft ein Halbleiter­ prüfsystem zum Prüfen von Halbleiterbausteinen, z. B. von in­ tegrierten Schaltungen (IS), und insbesondere einen Halblei­ terprüfsystememulator zum Emulieren von Hardware in einem Halbleiterprüfsystem oder auch eines durch das Halbleiter­ prüfsystem zu prüfenden Halbleiterbausteins ohne Verwendung der Hardware des Prüfsystems. Die vorliegende Erfindung be­ trifft außerdem einen in Verbindung mit einem Betriebssystem verwendbaren Halbleiterprüfsystememulator, der eine Software leicht modifizieren kann, wenn die Hardware des Halbleiter­ prüfsystems geändert wird.

In einem Halbleiterprüfsystem zum Prüfen von Halblei­ terbausteinen wird einem zu prüfenden Halbleiterbaustein ein als Prüfvektor bezeichnetes Prüfsignalmuster zugeführt, und ein vom Halbleiterbaustein erhaltenes Ausgangssignal wird mit einem im voraus festgelegten Erwartungswertsignal ver­ glichen, um zu bestimmen, ob der geprüfte Halbleiterbaustein korrekt arbeitet oder nicht. Im allgemeinen wird der Prüfvektor durch ein Prüfprogramm erzeugt. Die für das Prüf­ programm verwendeten Sprachen sind spezifisch für die ein­ zelnen Hersteller von Halbleiterprüfsystemen und variieren von Hersteller zu Hersteller. Um beispielsweise kompli­ zierte Computerchips oder Halbleiterspeicher mit großer Ka­ pazität geeignet zu prüfen, muß ein Halbleiterprüfsystem komplizierte bzw. komplexe Prüfvorgänge mit hoher Geschwin­ digkeit ausführen. Daher hat das Halbleiterprüfsystem tat­ sächlich die Struktur eines Großrechnersystems. Deshalb wird eine umfangreiche Software einschließlich des vorstehend er­ wähnten Prüfprogramms verwendet, um den Prüfvorgang und an­ dere Operationen des Halbleiterprüfsystems zu steuern.

In der Halbleiter herstellenden Industrie besteht ein großes Interesse an einer Verbesserung der Effizienz von Halbleiterprüfsystemen. Dies ist der Fall, weil herkömmliche Halbleiterprüfsysteme kompliziert und teuer sind und ein starker Preiswettbewerb für Halbleiterbausteine besteht. Da­ her muß vermieden werden, daß das Halbleiterprüfsystem aus­ schließlich für eine Verarbeitung verwendet wird, z. B. zum Erzeugen eines Prüfprogramms für zu prüfende Halbleiterbau­ steine. Außerdem ist erwünscht, daß neu erzeugte Prüfpro­ gramme in einer solchen Verarbeitung ohne Verwendung der Hardware des Halbleiterprüfsystems ausgewertet und bestätigt werden.

Daher wird in einem modernen, im oberen Grenzbereich arbeitenden Halbleiterprüfsystem häufig ein Emulator verwen­ det. In einem herkömmlichen Halbleiterprüfsystem dient ein Emulator jedoch lediglich zum Emulieren eines Betriebssy­ stems des Halbleiterprüfsystems, so daß seine Funktion unzu­ reichend ist. Beispielsweise kann der herkömmliche Emulator die Emulationsfunktion, gemäß der der Prüfvorgang für einen bestimmten Halbleiterbaustein durch Zuführen von Prüfvekto­ ren zum zu prüfenden Halbleiterbaustein und Analysieren der vom Baustein erhaltenen Signale ausgeführt wird, nicht aus­ führen.

Aufgrund der raschen Fortschritte in der Technologie von Halbleiterbausteinen muß ein zum Prüfen solcher sich rasch ändernden Halbleiterbausteine verwendetes Halbleiter­ prüfsystem häufig erweitert, modifiziert oder durch ein neu­ es Modell ersetzt werden. Beispielsweise kann in einem Prüf­ mustergenerator eines Halbleiterprüfsystems, der zu prüfen­ den Halbleiterbausteinen zuzufuhrende Prüfvektoren erzeugt, außer der Funktion zum Erzeugen eines Prüfmusters mit einer relativ normalen und einfachen Folge ein Algorithmusmuster­ generator hinzugefügt werden, um ein Prüfmuster mit einer mathematischen Folge zu erzeugen. Nenn Hardwareressourcen geändert oder hinzugefügt werden, muß die Software zum Steu­ ern der hinzugefügten oder geänderten Hardware entsprechend modifiziert werden. Dies schließt normalerweise eine Verar­ beitung zum Übertragen geeigneter Daten zu internen Regi­ stern der neu hinzugefügten oder modifizierten Hardware ein.

In der herkömmlichen Technologie ist eine solche Modi­ fizierung der Software gemäß Änderungen der Hardware nicht einfach auszuführen. In einem solchen Fall ist beispielswei­ se in der herkömmlichen Technologie ein kompliziertes Modi­ fizierungsverfahren für die Software erforderlich, wofür lange Arbeitsablaufe notwendig sind. Außerdem muß, um einen Arbeitsvorgang für eine solche Softwaremodifizierung auszu­ führen, normalerweise die modifizierte oder hinzugefügte Hardware verwendet werden. Daher ist es in der Industrie er­ wünscht, Mittel zu entwickeln, durch die die Modifizierung der Software gemäß der Änderung oder Erweiterung der Hard­ ware des Halbleiterprüfsystems leicht ausgeführt werden kann, bevor die Hardware tatsächlich geändert oder hinzuge­ fügt wird. Außerdem ist es erwünscht, eine solche Modifizie­ rung der Software oder die Entwicklung eines Prüfprogramms und seine Durchprüfung oder Fehlerbeseitigung (Debugging), die mit der Änderung oder Erweiterung der Hardware verbunden sind, nur durch Emulieren dieser Hardware durchzuführen, oh­ ne daß die dem System hinzuzufügende reale Hardware verwen­ det wird.

Daher ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen in einem Halbleiterprüfsystem zum Prüfen von Halblei­ terbausteinen verwendeten Emulator bereit zustellen, der ein Prüfprogramm erzeugen oder die Operation des Prüfprogramms bestätigen kann, ohne daß die Hardwareressourcen des Halb­ leiterprüfsystems verwendet werden.

Es ist eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen in einem Halbleiterprüfsystem zum Prüfen von Halblei­ terbausteinen verwendeten Emulator bereitzustellen, der ein Prüfprogramm erzeugen und das Prüfprogramm in weiter detail­ lierten und spezifischen Arbeitsschritten durchprüfen kann, der z. B. dem zu prüfenden Baustein ein Prüfsignal zuführen und die vom zu prüfenden Baustein erhaltenen Ausgangssignale auswerten kann.

Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Emulator für ein Halbleiterprüfsystem bereitzustellen, der die bei der Herstellung oder Anwendung des Halbleiter­ prüfsystems erhaltenen Softwareressourcen einfach und schnell auf neu hinzugefügte Hardware, modifizierte Hardware oder ein separates Prüfsystem, z. B. ein neues Halbleiter­ prüfsystemmodell, anwenden kann, ohne daß die reale Hardware des Prüfsystems verwendet wird.

Das erfindungsgemäße Halbleiterprüfsystem weist eine Emulatoreinheit, die eine Funktion jeder Hardwareeinheit des Prüfsystems emuliert, einen Bausteinemulator, der eine Funk­ tion eines zu prüfenden Halbleiterbausteins emuliert, eine Einrichtung zum Erfassen von zum Ausführen eines Prüfpro­ gramms erforderlichen Daten von der Emulatoreinheit, und ei­ nen Bausteintestemulator auf, der ein dem Bausteinemulator zuzuführendes Prüfsignal basierend auf den erfaßten Daten erzeugt und das vom Bausteinemulator erhaltene Signal mit Erwartungswertdaten vergleicht und das Vergleichsergebnis speichert.

Gemäß einer anderen Ausführungsform eines erfindungsge­ mäßen Halbleiterprüfsystems, bei dem einem zu prüfenden Halbleiterbaustein ein Prüfsignal synchron mit einem Refe­ renztakt zugeführt wird und das erhaltene Ausgangssignal des zu prüfenden Halbleiterbausteins mit einem Erwartungswertsi­ gnal verglichen wird, um festzustellen, ob der Halbleiter­ baustein korrekt arbeitet oder nicht, weist das Halbleiter­ prüfsystem auf:
eine Einrichtung zum Bereitstellen eines Prüfprogramms zum Festlegen verschiedener Prüfbedingungen, die zum Prüfen des zu prüfenden Halbleiterbausteins erforderlich sind, ein­ schließlich einer Wellenform eines einem vorgegebenen An­ schluß des zu prüfenden Halbleiterbausteins zuzuführenden Prüfsignals;
eine Kompiliereinrichtung zum Umsetzen des Prüfpro­ gramms in einen Maschinenprogrammcode und zum Interpretieren der Inhalte des Prüfprogramms;
eine Kompiliererschnittstelleneinrichtung zum Speichern von Daten, die die Hardwarekenngrößen des Halbleiterprüfsy­ stems darstellen, in einem Tabellenformat, um die Interpre­ tation des Prüfprogramms in der Kompiliereinrichtung zu un­ terstützen, und zum Modifizieren der Tabellenformatdaten in Antwort auf eine Hardwareänderung;
eine Bibliothekseinrichtung mit auf der Spezifikation des Halbleiterprüfsystems basierenden Datentabellen zum Um­ setzen des Formats der Daten, die durch die Kompilierein­ richtung kompiliert und interpretiert wurden, in Hardware­ formatdaten;
eine Treibereinrichtung zum Übertragen der Hardwarefor­ matdaten an einen Datenbus, um die Daten Registern in der Hardware des Halbleiterprüfsystems zuzuführen; und
einen Emulator, der die durch die Bibliothekseinrich­ tung erzeugten Daten von der Treibereinrichtung empfängt und die Daten in einen zugewiesenen Speicherbereich speichert und die Spezifikation und die Operation jeder der Hardware basierend auf den im Speicherbereich gespeicherten Daten emuliert.

Durch den Emulator für ein erfindungsgemäßes Halblei­ terprüfsystem können Funktionen der Hardware im Halbleiter­ prüfsystem ohne Verwendung der Hardware emuliert werden. Au­ ßerdem können auch die Prüfsignalerzeugung durch die Hard­ ware, die Erzeugung des erhaltenen Signals durch den zu prü­ fenden Baustein und der Vergleich des vom zu prüfenden Bau­ stein erhaltenen Signals mit den erwarteten Daten ohne Ver­ wendung der Hardware des Halbleiterprüfsystems emuliert wer­ den. D.h., weil die Emulation für die ebene des spezifischen Prüfvorgangs für den zu prüfenden Halbleiterbaustein ausge­ führt wird, kann das Bausteinprogramm ohne Verwendung der Hardware des Prüfsystems vollständig entwickelt und durchge­ prüft oder ausgetestet werden.

Außerdem kann im erfindungsgemäßen Halbleiterprüfsy­ stem, wenn die Hardware des Halbleiterprüfsystems geändert oder ersetzt wird, das erfindungsgemäße Halbleiterprüfsystem die Software zum Steuern der neu hinzugefügten oder ersetz­ ten Hardware leicht und schnell modifizieren. Außerdem kann, wenn die Hardware geändert oder ersetzt wird, das erfin­ dungsgemäße Halbleiterprüfsystem die Software zum Steuern der neuen Hardware modifizieren, ohne daß der Kompilierer berücksichtigt werden muß. Außerdem werden bei der vorlie­ genden Erfindung, wenn die Hardware des Halbleiterprüfsy­ stems geändert oder ersetzt wird, die Steuerdaten für die Hardware im Emulator gespeichert, und die Steuerdaten kennen bestätigt oder das Bausteinprogramm kann entwickelt oder durchgeprüft werden, ohne daß die Hardware des Halbleiter­ prüfsystems verwendet wird.

Die Erfindung wird nachstehend unter Bezug auf die Zeichnungen ausführlicher beschrieben, es zeigen:

Fig. 1 ein Blockdiagramm zum schematischen Darstellen einer Gesamtstruktur eines Halbleiterprüfsystems einschließ­ lich der Hardware und Software;

Fig. 2 ein Blockdiagramm zum schematischen Darstellen der Gesamtstruktur des Halbleiterprüfsystems von Fig. 1 durch die erfindungsgemäßen Emulatorfunktionen;

Fig. 3 ein Blockdiagramm zum Darstellen von Hardwa­ reblöcken des Halbleiterprüfsystems bezüglich der Verbindung mit dem zu prüfenden Halbleiterbaustein;

Fig. 4 ein Blockdiagramm zum Darstellen der Prüfstruk­ tur durch die erfindungsgemäßen Emulatorfunktionen bezüglich den Hardwareblöcken des Halbleiterprüfsystems und des in Fig. 3 dargestellten zu prüfenden Halbleiterbausteins;

Fig. 5 ein Ablaufdiagramm zum Darstellen der Basisope­ ration des erfindungsgemäßen Emulators unter Verwendung se­ parater Operations- oder Arbeitsabläufe;

Fig. 6 eine Impulsübersicht zum Darstellen von Signal­ wellenformen zum erfindungsgemäßen Emulieren des Halbleiter­ bausteinprüfvorgangs; und

Fig. 7 ein Blockdiagramm zum Darstellen einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei der erfin­ dungsgemäße Emulator mit der Software des Halbleiterprüfsy­ stems kombiniert ist, durch das die Software leicht modifi­ ziert werden kann, wenn die Hardware des Prüfsystems geän­ dert oder ersetzt wird.

Fig. 1 zeigt die Basisstruktur des gesamten Halblei­ terprüfsystems in einem Blockdiagramm. Ein Prüfprogramm (Bausteinprüfprogramm) 11 zum Prüfen eines Halbleiterbau­ steins wird in Abhängigkeit von der Art und dem Zweck des Prüfvorgangs für einen Halbleiterbaustein 14 erzeugt und im Halbleiterprüfsystem installiert. Im allgemeinen wird das Bausteinprogramm 11 durch den Benutzer des Halbleiterprüfsy­ stems gemäß den Typen des zu prüfenden Halbleiterbausteins 14 und den Testdetails bzw. dem Prüfzweck erzeugt. Im Bau­ steinprogramm 11 werden verschiedene Parameter festgelegt, z. B. eine Frequenz, eine Wellenform, eine Verzögerungszeit und eine Amplitude des jedem Anschluß des zu prüfenden Halb­ leiterbausteins 14 zuzuführenden Prüfsignals, und ein Erwar­ tungswertsignal, das von dem zu prüfenden Baustein 14 erhal­ ten werden sollte, wenn ihm das Prüfsignal zugeführt wird. Beispielsweise wird das Bausteinprüfprogramm in einer Prüf- Beschreibungssprache (TDL) basierend auf einer Hardware- Beschreibungssprache HDL oder VHDL geschrieben.

Das Halbleiterprüfsystem wird aus einem Betriebssystem 12 zum Kontrollieren oder Überwachen jeder Programmoperation des Prüfsystems und eines Hardwaresystems (Prüfgeräthardwa­ re) 13 gebildet. Die Prüfgeräthardware 13 ist über einen Hardwarebus, d. h. physikalische Busleitungen (Prüfgerätbus) mit dem Betriebssystem 12 verbunden. Das Prüfsignal (Prüfvektor) wird dem zu prüfenden Halbleiterbaustein 14 von der Prüfgeräthardware 13 zugeführt, und das vom zu prüfenden Baustein 14 erhaltene Ausgangssignal wird durch die Prüfge­ räthardware 13 empfangen. In der Prüfgeräthardware 13 wird das Ausgangssignal vom zu prüfenden Baustein 14 mit dem durch das Bausteinprogramm 11 definierten Erwartungswert verglichen, um festzustellen, ob der zu prüfende Baustein korrekt arbeitet oder nicht.

Fig. 2 zeigt ein Blockdiagramm zum schematischen Dar­ stellen der Gesamtstruktur des Halbleiterprüfsystems von Fig. 1 durch erfindungsgemäße Emulatorfunktionen. D.h., der erfindungsgemäße Emulator kann ausschließlich durch Software die Gesamtoperation des Halbleiterprüfsystems und außerdem die durch das Halbleiterprüfsystem für den betrachteten Halbleiterbaustein auszuführende Prüfverarbeitung ausführen. In Fig. 2 sind das Bausteinprogramm 21 und ein Betriebssy­ stem 22 die gleichen wie das Bausteinprogramm 11 bzw. das Betriebssystem 12 des realen Halbleiterprüfsystems von Fig. 1. Das Betriebssystem ist über eine durch Software gebildete imaginäre Busleitung mit einem Prüfgeräthardwareemulator 23 verbunden.

Der Prüfgeräthardwareemulator 23 emuliert die Struktur und Operation oder Funktion der Hardware des Halbleiter­ prüfsystems. Ein Bausteinemulator 24 dient zum Emulieren der Funktionen des in Fig. 1 dargestellten zu testenden Halb­ leiterbausteins 14. Der Bausteinemulator 24 ist über die Software mit dem Prüfgeräthardwareemulator 23 verbunden. Der Bausteinemulator 24 empfängt ein imaginäres Prüfsignal vom Prüfgeräthardwareemulator 23 und erzeugt ein imaginäres Aus­ gangssignal, das ein durch den betrachteten zu prüfenden Baustein zu erzeugendes Signal darstellt. Das imaginäre Aus­ gangssignal vom Bausteinemulator 24 wird durch den Prüfge­ räthardwareemulator 23 mit den erwarteten Daten verglichen. In der vorstehend beschriebenen Struktur des Emulators kann das Bausteinprogramm ohne Verwendung der realen Hardware des Halbleiterprüfsystems entwickelt und durchgeprüft oder aus­ getestet werden.

Fig. 3 zeigt ein Blockdiagramm zum Darstellen von Hardwareblöcken des Halbleiterprüfsystems bezüglich der Ver­ bindung mit dem zu prüfenden Halbleiterbaustein. In diesem Beispiel wird die Hardware des Halbleiterprüfsystems durch jeweilige Hardwareblöcke eines Raten- oder Taktgenerators 31, eines Mustergenerators 32 und einer Rahmenverarbeitungs­ einrichtung 33 gebildet. Diese Hardwareblöcke sind über ei­ nen Prüfgerätbus miteinander verbunden und werden durch das in Fig. 1 dargestellte Betriebssystem 12 überwacht und ge­ steuert. In jedem Hardwareblock ist ein Register zum Spei­ chern der erforderlichen Software für die Ausführung seiner Operation vorgesehen.

Der Taktgenerator 31 erzeugt basierend auf dem Bau­ steinprüfprogramm einen Prüfvektortakt, d. h., einen Prüfsi­ gnalperiode (Prüftakt oder -rate). Der Mustergenerator 32 erzeugt basierend auf dem Bausteinprüfprogramm ein dem zu prüfenden Halbleiterbaustein 14 zuzuführendes Prüfsignal. Der Mustergenerator 32 kann einen Bausteinfehlerspeicher (DFM) 35 zum Speichern von Informationen über die Prüfergeb­ nisse aufweisen. Die Rahmenverarbeitungseinrichtung 33 for­ matiert die Wellenform des Prüfsignals vom Mustergenerator 32 und erzeugt Anstiegs- und Abfallzeiten des Prüfsignals. Durch die Rahmenverarbeitungseinrichtung 33 wird das Prüfsi­ gnal beispielsweise in eine RZ- (return-to-zero) Wellenform, eine NRZ- (non-return-to-zero) Wellenform oder eine EOR- Exklusiv-ODER) Wellenform formatiert. Die Rahmenverarbei­ tungseinrichtung 33 bestimmt außerdem basierend auf den Zeit- oder Taktdaten vom Taktgenerator 31 Verzögerungszeiten des Prüfsignals innerhalb des Prüftakts und Abtastzeiten oder -takte, während denen die Vergleichsoperation durch ei­ ne später beschriebene Vergleicherschaltung ausgeführt wird.

Der Prüfkopf 34 dient als Schnittstelle zwischen dem Halbleiterprüfsystem und dem zu prüfenden Halbleiterbaustein 14. Wenn der Halbleiterbaustein 14 auf dem Prüfkopf angeord­ net ist, wird das wellenformatierte Prüfsignal dem Halblei­ terbaustein 14 über den Prüfkopf 34 zugeführt. Durch Zufüh­ ren des Prüfsignals wird durch den zu prüfenden Halbleiter­ baustein 14 ein Signal erzeugt. Der Prüfkopf 34 weist eine Vergleicherschaltung auf, die das vom Halbleiterbaustein 14 erhaltene Signal mit dem durch das Bausteinprogramm defi­ nierten Erwartungswert vergleicht und festlegt, ob das er­ haltene Signal geeignet ist oder nicht. Die Vergleichszeiten sind in der Vergleicherschaltung durch die durch die Rahmen­ verarbeitungseinrichtung 33 erzeugten Abtastsignale defi­ niert. Die Vergleichsergebnisse werden im Bausteinfehler Speicher 35 gespeichert, der beispielsweise im Mustergenera­ tor 32 angeordnet ist, wie vorstehend erwähnt.

Fig. 4 zeigt ein Blockdiagramm zum Darstellen der Prüfstruktur durch die erfindungsgemäßen Emulatorfunktionen bezüglich den Hardwareblöcken des Halbleiterprüfsystems und des in Fig. 3 dargestellten zu prüfenden Halbleiterbau­ steins. Die Emulatoreinheiten in Fig. 4 sind den Hardwa­ reblöcken von Fig. 3 eindeutig zugeordnet. D.h., in Fig. 4 emuliert ein Takterzeugungsemulator 41 die Prüftakterzeu­ gungsfunktion des Taktgenerators 31. Ein Prüfmustererzeu­ gungsemulator 42 emuliert die Prüfsignalerzeugungsfunktion des Mustergenerators 32. Ein Rahmenverarbeitungsemulator 43 emuliert die Funktionen der Wellenformatierung und der Zeit­ festlegung der Rahmenverarbeitungseinrichtung 33. Ein Prüf­ kopfemulator 44 emuliert die Funktionen des Prüfkopfes 34 durch Zufuhren des Prüfsignals zu einem Bausteinemulator 45 und Vergleichen des erhaltenen Ausgangssignals mit dem Er­ wartungswert. Der Bausteinemulator 45 emuliert die Funktion des zu prüfenden Halbleiterbausteins 14.

Jede Emulatoreinheit in Fig. 4 weist den Inhalten der physikalischen Register in jedem der Hardwareblöcke von Fig. 3 entsprechende Daten auf. Daher ist ein Gesamtemulator von Fig. 4 ein Register oder Speicher mit großer Kapazität, in dem Daten jeder Emulatoreinheit in einem zugeordneten Speicherbereich angeordnet sind. Wenn die Funktion jedes Hardwareblocks emuliert wird, werden die Daten im entspre­ chenden speicherbereich ausgelesen und ausgewertet. Wenn der durch das Bausteinprüfprogramm beschriebene Prüftakt außer­ halb des zulässigen oder Toleranzbereichs des Takterzeu­ gungsemulators liegt, kann ein solcher Prüftakt im Taktgene­ rator 31 nicht eingestellt werden. In diesem Fall wird durch den Emulator basierend auf den Daten im Takterzeugungsemula­ tor 41 eine Information erzeugt, die darstellt, daß dies. Einstellung im Bausteinprogramm ungeeignet ist.

Um durch den erfindungsgemäßen Emulator einen virtuel­ len oder imaginären Prüfvorgang für den betrachteten Halb­ leiterbaustein auszuführen, ist es notwendig, ein Prüfsignal durch Erfassen notwendiger Daten von jeder der Emulatorein­ heiten zu erzeugen. Im Emulator ist ein Speicher 47 zum Speichern der Daten von den Emulatoreinheiten angeordnet. Wenn das Bausteinprogramm gesetzt oder vorgegeben ist, wer­ den die zum Erzeugen des Prüfsignals mit dem Prüftakt, den Prüfdaten, den Signalwellenformen, die durch das Baustein­ prüfprogramm definiert sind, erforderlichen Daten durch jede der Emulatoreinheiten ausgelesen und im Speicher 47 gespei­ chert. Unter Verwendung der Daten im Speicher 47 erzeugt der Emulator das Prüfsignal, das durch das Bausteinprogramm de­ finiert und dem imaginären Halbleiterbaustein zugeführt wird, und der Emulator vergleicht das erhaltene Signal, um die Operation der Bausteinauswertung zu emulieren. Gemäß den vorstehend beschriebenen Funktionen des Emulators kann das Bausteinprogramm ohne Verwendung der realen Hardware des Halbleiterprüfsystems entwickelt und durchgeprüft oder aus­ getestet werden. Außerdem kann durch das derart entwickelte und durchgeprüfte Bausteinprogramm bestätigt werden, ob der vorgesehene Prüfvorgang für den betrachteten Halbleiterbau­ stein geeignet durchgeführt werden kann.

Fig. 5 zeigt ein Ablaufdiagramm zum Darstellen der Ba­ sisfunktion des erfindungsgemäßen Emulators unter Verwendung separater Operations- oder Arbeitsabläufe (Ebenen oder Stu­ fen). Das Beispiel von Fig. 5 weist drei Arbeitsabläufe des Emulators auf. Wenn das Bausteinprogramm durch eine Sprache wie beispielsweise TDL erzeugt wird, wird das Bausteinpro­ gramm durch das Betriebssystem interpretiert und in Form von Adressen und Daten an jedes Register der Hardware des Halb­ leiterprüfsystems übertragen. Durch Ausführen der Emulator­ operation werden die Adressen und Daten bei Schritt S12 über den imaginären Prüfgerätbus (Schritt S11) dem Speicher im Emulator zugeführt. Die Speicherbereiche werden im Emulator entsprechend den Registern in der Hardware des Halbleiter­ prüfsystems bereitgestellt. Wenn das Programm geeignet ist, sollten die den Speicherbereichen zuzuführenden Daten eben­ falls geeignet sein und kennen in den Speicherbereichen ge­ speichert werden. Daher wird, wenn der Emulator nur verwen­ det wird, um zu bestimmen, ob die Daten, die den Hardwa­ reblöcken des Prüfsystems zugeführt werden sollen, geeignet sind, das Ergebnis der Emulation über die Schleife (a) an das Betriebssystem zurückübertragen.

Wenn dagegen der Emulator verwendet wird, um zu bestim­ men, ob die Hardwarefunktionen geeignet sind oder nicht, wird eine solche Emulatorfunktion in der Schleife (b) ausge­ führt. D.h., bei Schritt S13 wird die Funktion jedes der Hardwareblöcke basierend auf den im Speicherbereich gespei­ cherten Daten ausgeführt. Der der Hardware des Prüfsystems entsprechende Emulator ist, wie vorstehend erwähnt, so auf­ gebaut wie in Fig. 4 dargestellt. Das Ergebnis der Emulati­ on wird über die Schleife (b) an das Betriebssystem zurück­ übertragen.

Außerdem wird, wenn der Emulator verwendet wird, um festzustellen, ob die Operationen zum Zuführen der Prüfsi­ gnale zum betrachteten Halbleiterbaustein und zum Verglei­ chen des erhaltenen Signals mit den erwarteten Daten basie­ rend auf dem Bausteinprogramm geeignet ausgeführt werden können, eine solche Emulationsoperation in der Schleife (c) ausgeführt. In dieser Schleife wird bei Schritt S14 das dem zu prüfenden Baustein zuzuführende Prüfsignal emuliert. Bei Schritt S15 wird die Funktion emuliert, gemäß der das Prüf­ signal dem zu prüfenden Baustein zugeführt wird. Daher wird bei Schritt S15 das nach Zuführen des Prüfsignals zum Bau­ stein erhaltene Signal emuliert und vom zu prüfenden Bau­ stein erhalten. Bei Schritt S16 wird die Funktion zum Ver­ gleichen des bei Schritt S15 vom zu prüfenden Baustein er­ haltenen Signals mit den erwarteten Daten emuliert. Zum Er­ fassen der Vergleichsergebnisse kehrt die Verarbeitung zu Schritt S14 zurück, in dem das nächste Prüfsignal emuliert wird. Diese Emulationsfunktion zum Zuführen des Prüfsignals und zum Vergleichen des erhaltenen Signals werden bis zum Abschluß des Bausteinprüfprogramms mit dem durch das Bau­ steinprogramm definierten Prüftakt wiederholt.

Fig. 6 zeigt eine Impulsübersicht zum Darstellen von Signalwellenformen zum Emulieren der Zuführung des Prüfsi­ gnals zum zu prüfenden Halbleiterbaustein, zum Erzeugen dem durch den zu prüfenden Baustein erhaltenen Signals und zum Vergleichen des erhaltenen Signals mit erwarteten Daten ge­ mäß der Schleife (c) von Fig. 5. Das in Fig. 6A darge­ stellte Prüfsignal wird mit der Prüftaktperiode T, der Ver­ zögerungszeit t und der Wellenform erzeugt, die durch das Bausteinprüfprogramm definiert sind, und dem zu prüfenden Baustein zugeführt. Es wird ein vom betrachteten Baustein erhaltenes Ausgangssignal erzeugt, das durch die Kenngrößen oder Eigenschaften des zu prüfenden Bausteins bestimmt ist. Das erhaltene Ausgangssignal wird gemäß dem in Fig. 6C dar­ gestellten Abtasttakt, der durch das Bausteinprüfprogramm definiert ist, mit den erwarteten Daten verglichen.

Fig. 7 zeigt ein Blockdiagramm zum Darstellen einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei der erfindungsgemäße Emulator mit dem Betriebssystem des Halbleiterprüfsystems kombiniert ist, durch das die Software leicht modifiziert werden kann, wenn die Hardware des Prüfsystems geändert oder ersetzt wird. Bei dieser Ausfüh­ rungsform können der Änderung und Erweiterung der Hardware zugeordnete Steuerdaten ausgewertet und das Bausteinprogramm entwickelt und durchgeprüft werden, ohne daß die Hardware des Prüfsystems verwendet wird.

Durch das erfindungsgemäße Halbleiterprüfsystem können Steuerprogrammdaten, die dem Ersatz oder der Erweiterung der Hardware entsprechen, gesetzt werden, indem einfach zusätz­ liche Daten in einem Satzformat in einer Tabelle bereitge­ stellt sowie Bibliotheksdaten hinzugefugt werden) Eine sol­ che Modifizierung des Steuerprogramms ist von der Kompi­ liererfunktion unabhängig. Außerdem kann bei der vorliegen­ den Erfindung durch Ändern von Definitionen in einem Regi­ ster die Hardware leicht geändert oder hinzugefügt bzw. er­ weitert werden.

Das Beispiel von Fig. 7 wird gebildet aus einem Prüf­ programm 51, einem Hauptprozessor 53, einer Hauptprozessor (MP) -schnittstelle 54, einer Prüfgerätbibliothek 56, einem Bustreiber 55, einem Prüfgerätbus 52, einem imaginären Prüf­ gerätbus 57 und einem Emulator 59. Durch diese Anordnung wird das Prüfprogramm durch den Hauptprozessor 53 unabhängig von den Daten, die die Struktur der in Frage kommenden Hard­ ware betreffen, kompiliert und interpretiert. D.h., der Hauptprozessor 53 ist in die Verarbeitungen zum Übertragen der Steuerdaten zum Ausführen des Prüfvorgangs zu den Regi­ stern 58 der Hardware 13 nicht direkt einbezogen.

Im Beispiel von Fig. 7 wird das Prüfprogramm 51 durch eine (auch durch "TDL" bezeichnete) Prüf-Beschreibungs­ sprache beschrieben. Die Prüf-Beschreibungssprache ist durch eine Hardware-Beschreibungssprache, wie beispielsweise HDL oder VHDL, strukturiert. Das Prüfprogramm 51 hat die Form eines Quellcodes. Der Benutzer stellt erforderliche Prüfpa­ rameter im Prüfprogramm bereit, um die Prüffunktion in der Hardware des Halbleiterprüfsystems zu definieren. Wenn die Hardware modifiziert oder erweitert wird, wird die Struktur der den Test der Hardware einschließenden Prüf-Beschreibungssprache (TDL) entsprechend modifiziert.

Der (auch als "MP" bezeichnete) Hauptprozessor 53 ist grundsätzlich ein Kompilierer, der durch den vorliegenden Anmelder als TDL-Kompilierer oder Just-in-Time-Kompilierer bezeichnet wird. Der Hauptprozessor 53 setzt die Prüfpro­ gramm-Beschreibungssprache TDL, die der Quellcode ist, in Maschinensprache um und interpretiert das Prüfprogramm. Der Hauptprozessor 53 führt dann die Steuerdaten den entspre­ chenden Hardwareeinheiten des Halbleiterprüfsystems zu.

Die (auch durch "MPI" bezeichnete) Hauptprozessor (MP) -schnittstelle 54 arbeitet als Tabellenabbildungsfunktion zum Zuführen von für die Interpretation erforderlichen Daten zum Hauptprozessor 53. Die Tabelle der Hauptprozessor­ schnittstelle 54 weist eine Liste von Daten im Satzformat zum Beurteilen der Grammatik der TDL-Sprache und Programmbi­ bliotheken zum Prüfen der Beurteilung auf. Die der Erweite­ rung oder Modifikation der Hardware entsprechenden neuen Da­ ten werden durch Hinzufügen einer Tabelle in der Hauptpro­ zessorschnittstelle 54 bereitgestellt. Durch Empfangen der die Grammatikstruktur der TDL-Sprache in Satzform betreffen­ den Informationsdaten von der Hauptprozessorschnittstelle 54 führt der Hauptprozessor 53 die Kompilier- und Interpretati­ onsfunktionen für das Prüfprogramm basierend auf den Infor­ mationsdaten aus. Als Ergebnis der durch den Hauptprozessor 53 ausgeführten Interpretationsfunktion wird die entspre­ chende Programmbibliothek in der Hauptprozessorschnittstelle 54 ausgeführt, und die in TDL beschriebenen Prüfdaten werden der Prüfgerätbibliothek 56 zugeführt.

Die Prüfgerätbibliothek 56 setzt das Format der Prüfda­ ten von der Hauptprozessorschnittstelle 54 basierend auf den Spezifikationen der Hardware um. Beispielsweise werden Spannungswerte oder Zeitwerte des Prüfsignals, die in Gleit­ kommaform empfangen werden, in eine Bitfolge umgesetzt, die durch die Hardware interpretiert werden kann. Außerdem wer­ den die dem Prüfprogramm zugeordneten tatsächlichen Grenzpa­ rameter basierend auf den Grenzwerten der Parameter, z. B. eines Spannungswerts, eines Stromwerts, eines Frequenzwerts usw., für jede Hardwareeinheit des Halbleiterprüfsystems de­ finiert. Der Bustreiber 55 ist ein Treiber zum übertragen von Daten zu jedem Register der Hardwareeinheiten des Halb­ leiterprüfsystems über einen Datenbus.

In der Konfiguration der vorliegenden Erfindung gibt der Hauptprozessor 53 vor dem Betrieb des Prüfsystems basie­ rend auf der Hardware des Halbleiterprüfsystems eine Anwei­ sung aus, um die in die Hauptprozessorschnittstelle 54 zu installierenden Daten und das in die Hauptprozessorschnitt­ stelle zu installierende Programm zu laden. Wenn eine Hard­ wareeinheit neu hinzugefügt wurde, kann die im Halbleiter­ prüfsystem hinzugefügte Hardware durch Interpretieren des Prüfprogramms unter Berücksichtigung der Daten und des Pro­ gramms, die einer solchen Hardwareerweiterung zugeordnet sind, effektiv verwendet werden.

Als Beispiel wird nachstehend vorausgesetzt, daß im Halbleiterprüfsystem eine Hardwareeinheit hinzugefügt wurde, so daß die Steuerdaten in Register 58 ¹, 58 ² und 58 ³ in der neuen Hardwareeinheit gespeichert werden müssen, wie in Fig. 7 dargestellt. Entsprechend der hinzugefugten Hardware werden am Beginn des Betriebs Tabellen 54 ¹, 54 ² und 54 ³ in der Hauptprozessorschnittstelle 54 hinzugefügt. Die Inhalte der Tabellen werden beispielsweise aus Daten in Satzform zum Bestimmen der Grammatik der TDL-Sprache und dem Programm zum Ausführen dieser Bestimmungsoperation gebildet.

Normalerweise muß bei einer Änderung der Hardware die Struktur des Prüfprogramms geändert werden. In diesem Fall werden gegebenenfalls, wie in Fig. 7 dargestellt, Prüfpro­ gramme 51 ¹, 51 ² und 51 ³ hinzugefügt. Die Prüfgerätbibliothek 56 erzeugt als Quellprogramm eine Parametertabelle zur Da­ tenumsetzung entsprechend den Spezifikationen der neuen Hardware. Die Prüfgerätbibliothek ist beispielsweise durch die Sprache C beschrieben.

Nach dem Empfang der neu erfaßten Daten in den Tabellen 54 ¹, 54 ² und 54 ³ von der Hauptprozessorschnittstelle 54 in­ terpretiert der Hauptprozessor 53 das Prüfprogramm 51 basie­ rend auf den Tabellendaten. Weil die Prüfprogramme 51 ¹, 51 ² und 51 ³, falls erforderlich, hinzugefügt werden, werden die­ se Prüfprogramme durch den Hauptprozessor basierend auf den entsprechenden Daten der Tabellen 54 ¹, 54 ² und 54 ³ von der Hauptprozessorschnittstelle 54 kompiliert und interpretiert. Dadurch werden die im Prüfprogramm definierten Daten über die Hauptprozessorschnittstelle 54 der Prüfgerätbibliothek 56 zugeführt. Die Prüfgerätbibliothek 56 setzt das Format der durch die Daten in den Tabellen 54 ¹, 54 ² und 54 ³ der Hauptprozessorschnittstelle erzeugten empfangenen Daten in ein Datenformat um, das durch die Hardware empfangen werden kann, und führt die formatumgesetzten Daten dem Bustreiber 55 zu. Die Steuerdaten werden über den Bustreiber 55 und den Prüfgerätbustreiber 52 an die Register 58 ¹, 58 ² und 58 ³ der Hardware 13 übertragen und darin gespeichert.

Anstatt die Steuerdaten in den Registern 58 ¹, 58 ² und 58 ³ der Hardware 13 zu speichern, können die Steuerdaten vom Bustreiber 55 bei der vorliegenden Erfindung auch über den imaginären Datenbus 57 dem Emulator 59 zugeführt werden. Wenn die Hardware 13 des Halbleiterprüfsystems nicht leicht verfügbar oder erhältlich ist, kann durch Verwendung des Emulators 59 an Stelle der hinzuzufügenden oder zu modifi­ zierenden Hardware 13 die Software entwickelt und ihre Funk­ tion bestätigt werden. Wie in Fig. 4 dargestellt, weist der Emulator 59 die Emulatoreinheiten zum Emulieren der Funktio­ nen der entsprechenden Hardwareblöcke auf. Jede der Emula­ toreinheiten ist in einem festgelegten Speicherbereich 58' organisiert.

In diesem Beispiel sind die Speicherbereiche 58 ^1', 58 ^2' und 58 ^3', die den Registern 58 ¹, 58 ² bzw. 58³ in der hinzuzu­ fügenden Hardware 13 zugeordnet sind, festgelegt. Die Daten, die durch die Prüfgerätbibliothek 56 formatumgesetzt wurden, werden über den Bustreiber 55 und den imaginären Prüfgerät­ bus 57 an die Speicherbereiche 58 ^1', 58 ^2' und 58 ^3' übertragen. Die Emulation wird basierend auf den auf diese Weise empfan­ genen Daten ausgeführt, um die Funktion der Hardwareblöcke zu prüfen, die dem Prüfsystem hinzugefügt werden sollen. Da­ her kann unter Verwendung des Emulators ohne Verwendung der Hardware überprüft werden, ob die Steuerdaten für die Hard­ ware geeignet sind, oder das Bausteinprogramm kann entwic­ kelt und durchgeprüft bzw. ausgetestet werden.

Wie vorstehend beschrieben, können durch das erfin­ dungsgemäße Halbleiterprüfsystem Funktionen der Hardware des Halbleiterprüfsystems ohne Verwendung der Hardware emuliert werden. Außerdem können auch die Prüfsignalerzeugung durch die Hardware, die Erzeugung des vom zu prüfenden Baustein erhaltenen Signals und der Vergleich des erhaltenen Signals mit den erwarteten Daten ohne Verwendung der Hardware des Halbleiterprüfsystems emuliert werden. D.h., weil die Emula­ tion für bestimmte Prüfvorgänge für den zu prüfenden Halb­ leiterbaustein ausgeführt wird, kann das Bausteinprogramm ohne Verwendung der Hardware des Prüfsystems vollständig entwickelt und durchgeprüft werden.

Außerdem kann im erfindungsgemäßen Halbleiterprüfsy­ stem, wenn die Hardware des Halbleiterprüfsystems geändert oder ersetzt wird, das erfindungsgemäße Halbleiterprüfsystem die Software zum Steuern der hinzugefügten oder ersetzten Hardware leicht und schnell modifizieren. Außerdem kann, wenn die Hardware geändert oder ersetzt wird, das erfin­ dungsgemäße Halbleiterprüfsystem die Software zum Steuern der neuen Hardware modifizieren, ohne daß der Kompilierer berücksichtigt werden muß. Darüber hinaus werden, wenn die Hardware im Halbleiterprüfsystem geändert oder ersetzt wird, die Steuerdaten für die Hardware im Emulator gespeichert, und können die Steuerdaten bestätigt werden, und kann das Bausteinprogramm entwickelt und durchgeprüft oder ausgete­ stet werden, ohne daß die Hardware des Halbleiterprüfsystems verwendet wird.

Claims (4)

1. Halbleiterprüfsystem zum Prüfen eines Halbleiterbau­ steins durch Zuführen eines Prüfsignals zu einem zu prüfenden Halbleiterbaustein synchron mit einem Refe­ renztakt und zum Vergleichen eines vom zu prüfenden Baustein erhaltenen Ausgangssignals mit einem erwarte­ ten Wert, um festzustellen, ob der Halbleiterbaustein korrekt funktioniert oder nicht, mit:
einer Emulatoreinheit zum Emulieren einer Funktion jeder Hardwareeinheit des Prüfsystems;
einem Bausteinemulator zum Emulieren einer Funkti­ on eines zu prüfenden Halbleiterbausteins;
einer Einrichtung zum Erfassen von zum Ausführen eines Prüfprogramms erforderlichen Daten von der Emula­ toreinheit; und
einem Bausteintestemulator zum Zuführen eines Prüfsignals zum Bausteinemulator basierend auf den er­ faßten Daten, zum Vergleichen der vom Bausteinemulator erhaltenen Daten mit erwarteten Daten und zum Speichern des Vergleichsergebnisses im Bausteintestemulator.

2. Halbleiterprüfsystem nach Anspruch 1, wobei die Emula­ toreinheit aufweist:
eine Taktemulatoreinheit zum Erzeugen von Daten, die eine Prüfsignalperiode definieren;
eine Mustererzeugungsemulatoreinheit zum Erzeugen eines Prüfsignals basierend auf dem Prüfprogramm; und
eine Rahmenverarbeitungsemulatoreinheit zum Forma­ tieren des Prüfsignals und zum Erzeugen von Zeitpunkten der Prüfsignale basierend auf Daten von der Taktemula­ toreinheit und der Mustererzeugungsemulatoreinheit.

3. Halbleiterprüfsystem zum Prüfen eines Halbleiterbau­ steins durch Zuführen eines Prüfsignals zu einem zu prüfenden Halbleiterbaustein synchron mit einem Refe­ renztakt, und zum Vergleichen eines vom zu prüfenden Baustein erhaltenen Ausgangssignals mit einem erwarte­ ten Wert, um festzustellen, ob der Halbleiterbaustein korrekt funktioniert oder nicht, mit:
einer Einrichtung zum Bereitstellen eines Prüfpro­ gramms, um verschiedene Prüfbedingungen festzulegen, die zum Prüfen des Halbleiterbausteins erforderlich sind, einschließlich einer Wellenform eines einem vor­ gegebenen Anschluß des zu prüfenden Halbleiterbausteins zuzuführenden Prüfsignals;
einer Kompiliereinrichtung zum Umsetzen des Prüf­ programms in Maschinensprache und zum Interpretieren des Prüfprogramms;
einer Kompiliererschnittstelleneinrichtung zum Speichern von die Hardwarekenngrößen des Halbleiter­ prüfsystems darstellenden Daten in einem Tabellenfor­ mat, um die Interpretation des Prüfprogramms in der Kompiliereinrichtung zu unterstützen, und zum Modifi­ zieren der Tabellenformatdaten in Antwort auf eine Än­ derung der Hardware;
einer Bibliothekseinrichtung mit auf der Spezifi­ kation des Halbleiterprüfsystems basierenden Datenta­ bellen zum Umsetzen der durch die Kompiliereinrichtung kompilierten und interpretierten Daten in Hardwarefor­ matdaten;
einer Treibereinrichtung zum Zuführen der Hardwa­ reformatdaten zu einem Datenbus, um die Daten Registern der Hardware des Halbleiterprüfsystems zuzuführen; und
einem Emulator, der die durch die Bibliotheksein­ richtung gebildeten Daten von der Treibereinrichtung empfängt, die Daten in zugeordneten Speicherbereichen speichert und die Spezifikation und die Operation jeder Hardwareeinheit basierend auf den im Speicherbereich gespeicherten Daten emuliert.

4. Halbleiterprüfsystem nach Anspruch 4, ferner mit einer Treiberbibliothekseinrichtung mit auf der physikali­ schen Spezifikation der Register der Hardwareeinheiten basierenden Datentabellen zum Umsetzen der Daten von der Bibliothekseinrichtung in Daten eines im Register zu speichernden Formats.