JP2001289918A - Pll半導体装置並びにその試験の方法及び装置 - Google Patents
Pll半導体装置並びにその試験の方法及び装置Info
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Abstract
装置の試験をより簡単に行なうことにより試験所要時間
を短縮にして試験コストを低減する。 【解決手段】PLL半導体装置20には、電圧制御発振
器10Aのみならず、R分周器21、Aの値が可変であ
る(PN+A)分周器22、位相比較器23及びチャー
ジポンプ24も形成されており、これに、標準的な特性
を有することが確認されたローパスフィルタ25を外付
けすることにより、試験対象のPLL回路が構成され
る。(PN+A)分周器22はパスルスワロー方式であ
り、試験簡単化のためにAの値をユーザ通常使用時の前
後の値に設定するための入力端がPLL半導体装置20
の外部端子に接続されている。分周器22の分周値を該
前後値にして、PLL回路が所定時間内に同期発振する
かどうかをチェックすることにより、PLL半導体装置
20の良否を判定する
Description
並びにその試験の方法及び装置に関する。
対する従来の試験装置の概略ブロック図である。図10
(B)は、電圧制御発振器10の電圧信号VCと出力周
波数との関係を示す。
ソケットに差し込まれ、テスタ12から電圧制御発振器
10へ電圧信号VCが印加され、電圧制御発振器10の
出力クロックOUTがテスタ12に供給される。テスタ
12は、電圧信号VCがV1、V2及びV3である時の
各々について、出力クロックOUTの周波数が許容範囲
内であるかどうかをチェックし、全て許容範囲内であれ
ば電圧制御発振器10が良品であると判定する。
器10が良品であると判定されても、電圧制御発振器1
0をPLL回路に用いた場合に、参照クロックに対し該
PLL回路が所定時間内にロック状態になるかどうかに
ついてもチェックしなければならず、試験コストが高く
なる原因となる。特に、電圧制御発振器10が分周器等
とともにワンチップ化されているものに対しては、デバ
イス試験所要時間を短縮してコストを低減することが要
求されている。
圧制御発振器及び分周器を含むPLL半導体装置の試験
をより簡単に行なうことにより試験所要時間を短縮にし
て試験コストを低減することを可能にするPLL半導体
装置並びにその試験の方法及び装置を提供することにあ
る。
では、電圧制御発振器と、入力クロック又は該電圧制御
発振器の出力クロックを分周する可変分周器とを有する
PLL半導体装置を含むPLL回路の動作を試験するP
LL半導体装置試験方法において、該可変分周器の分周
値を通常使用時の前後の値にして、該PLL回路が所定
時間内に同期発振するかどうかをチェックすることによ
り、該PLL半導体装置の良否を判定する。
電圧制御発振器のみならず、PLL回路全体としても動
作チェックが行なわれるので、電圧制御発振器及びPL
L回路の各々について動作試験を行う従来法よりも試験
が簡単になり、試験時間が短縮されて試験コストを削減
することが可能になる。
ロック又は該電圧制御発振器の出力クロックを分周する
可変分周器とを有するPLL半導体装置を試験するPL
L半導体装置試験装置であって、良品であることが確認
された、該PLL半導体装置に接続されてPLL回路を
構成する回路と、該可変分周器の分周値を第1値にし
て、該PLL回路が所定時間内に同期発振するかどうか
をチェックし、該分周値を該第1値と異なる第2値にし
て、該PLL回路が所定時間内に同期発振するかどうか
をチェックする動作チェック回路と、チェック結果に基
づいて該PLL半導体装置の良否を判定する判定回路と
を有する。
PLL半導体装置を該試験装置に接続することにより上
記方法を容易に実施することができる。
と、入力クロック又は該電圧制御発振器の出力クロック
を分周する可変分周器とを有するPLL半導体装置であ
って、該可変分周器の分周値を通常使用時の前後の値に
定める信号が供給される外部端子を有する。
装置を用いて上記方法を容易に実施することができる。
説明から明らかになる。
施形態を説明する。
施形態のPLL回路の概略ブロック図である。
器10Aのみならず、R分周器21、Aの値が可変であ
る(PN+A)分周器22、位相比較器23及びチャー
ジポンプ24も形成されており、これにローパスフィル
タ(ループフィルタ)25を外付けすることにより、P
LL回路が構成される。
20に形成されていないのは、ローパスフィルタ25が
比較的容量の大きいキャパシタを備えているので、ロー
パスフィルタ25をPLL半導体装置20に形成する
と、PLL半導体装置20のチップ面積が増大して製品
コストが高くなるからである。
のクロック入力端Cにはそれぞれ、温度が一定のとき周
波数が一定である入力クロックCLK、及び、電圧制御
発振器10Aの出力クロックOUTが供給される。R分
周器21及び(PN+A)分周器22で分周された参照
クロックCKR及び比較クロックCKCは、位相比較器
23に供給されて両者の位相が比較される。位相比較器
23は、位相誤差が0になるように比較クロックCKC
の周波数を上げるため及び下げるためのアップ信号UP
及びダウン信号DNをチャージポンプ24に供給する。
チャージポンプ24は、アップ信号UP及びダウン信号
DNのパルスに応答して、電流パルスの信号IPをロー
パスフィルタ25に供給する。ローパスフィルタ25
は、該電流パルスで電圧が滑らかに変化するキャパシタ
を備えており、その電圧出力信号VCは電圧制御発振器
10Aの制御入力端に供給される。
方式であり、試験簡単化のためにAの値をユーザ通常使
用時の前後の値に設定するための入力端がPLL半導体
装置20の外部端子D0及びD1に接続されている。P
又はNの値を1変化させると分周値はP又はN変化す
る。簡単な構成で分周比を大きくするには、P及びNの
値をある程度以上にする必要がある。これに対し、Aの
値を1変化させれば分周値は1だけ変化するので、通常
使用時の前後の適当な値にすることが容易になる。
を示す。
供給される制御信号S2が低レベルのときP分周器とし
て機能し、制御信号S2が高レベルのとき(P+1)分
周器として機能する。プリスケーラ221は、そのクロ
ック入力端Cに供給されるクロックOUTを分周して信
号S1を生成し、メインカウンタ222のクロック入力
端Cに供給する。メインカウンタ222は、信号S1を
N分周して比較クロックCKCを生成する。
レベルに固定されていればP・N分周器であり、もし制
御信号S2が高レベルに固定されていれば(P+1)・
N分周器である。可変分周器22の分周値を両分周値の
中間の値に設定できるようにするために、スワローカウ
ンタ223、アンドゲート224及びコントロール回路
225が分周器22に備えられている。
を示す論理回路図である。
カウンタとして機能するように縦続接続されている。該
ダウンカウンタのカウントが2になった時にナンドゲー
ト34の出力が低レベルになるように、Tフリップフロ
ップ30〜33の出力S31〜S34がナンドゲート3
4に供給される。Tフリップフロップ30及びDフリッ
プフロップ35のクロック入力端Cには信号S3が供給
される。スワローカウンタ223の出力信号S4でもあ
るDフリップフロップ35の出力Qは、Tフリップフロ
ップ30〜33のロード制御入力端LDに供給される。
ビットD0〜D3は、Tフリップフロップ30〜33の
ロード制御入力端LDが低レベルのとき、それぞれTフ
リップフロップ30〜33にロードされる。
グチャートである。
ルに遷移し、次の信号S3の立ち上がりで信号S4が低
レベルに遷移し、スワローカウンタ223のカウントが
A=D3D2D1D0にセットされ、これにより信号S
35が高レベルに遷移する。この高レベルは、次の信号
S3の立ち上がりでDフリップフロップ35にラッチさ
れ、信号S4が高レベルに遷移する。その後、信号S3
が立ち上がる毎にダウンカウントされる。カウントが2
になると、このような動作が繰り返される。
ゲート224に供給され、その出力信号S3がスワロー
カウンタ223のクロック入力端Cに供給される。スワ
ローカウンタ223の出力信号S4及びメインカウンタ
222のクロックCKCがコントロール回路225に供
給され、これから制御信号S2が出力される。
グチャートである。
が高レベルとなる。制御信号S2が高レベルの間、信号
S1がアンドゲート224を通って信号S3となる。一
方では、信号S3の立ち上がりに応答してスワローカウ
ンタ223のカウントがデクリメントされ、他方では、
信号S1の立ち上がりに応答してメインカウンタ222
のカウントがデクリメントされる。A<Nであるので、
スワローカウンタ223の方がメインカウンタ222よ
りも先にカウントアップする。スワローカウンタ223
のカウントが2になると、次の信号S3の立ち上がりで
信号S4が低レベルに遷移する。その後、制御信号S2
が低レベルとなって、アンドゲート224が閉じられる
と共に、プリスケーラ221の分周値がPになる。信号
S2の高レベル期間は、信号S1のパルス周期のA倍で
ある。この後、信号S1のパルスによりメインカウンタ
222のカウントが1になると、次の信号S1の立ち上
がりでメインカウンタ222にNがロードされると共
に、クロックCKCが高レベルに遷移する。これにより
制御信号S2が高レベルに遷移して、アンドゲート22
4が開かれると共に、プリスケーラ221の分周値が
(P+1)になる。信号S2の低レベル期間は、信号S
1のパルス周期の(N−A)倍である。次の信号S1の
立ち上がりで、クロックCKCが低レベルに遷移すると
共に、信号S4が高レベルに遷移する。
1周期中に含まれる出力クロックOUTのパルス数、す
なわち分周器22の分周値は、 (P+1)A+P(N−A)=P・N+A となる。
体装置20の良否を判定する試験装置の概略ブロック図
である。
ことが確認されたローパスフィルタ25と、PLL半導
体装置20に対する動作チェック回路121と、回路1
21からチェック結果が供給される良否判定回路122
とを備えている。回路122は、第1回及び第2回の動
作結果を保持するためのフリップフロップ40及び41
と、これらの出力が供給されるアンドゲート42とを備
えている。
ソケットに接続されており、試験においてこのソケット
にPLL半導体装置20が自動的に差し込まれると、図
6の回路が構成される。すなわち、PLL半導体装置2
0とローパスフィルタ25とによりPLL回路が構成さ
れ、動作チェック回路121により(PN+A)分周器
22のビットD0及びD1が設定可能になり、回路12
1からR分周器21のクロック入力端CへクロックCL
Kを供給可能になり、電圧制御発振器10Aの出力クロ
ックOUTが回路121に供給される。
ロックOUTの周波数fcとの間には、ロック状態にお
いて次の関係が成立する。
の値をA0、出荷前の動作チェックにおいて設定される
Aの値をA1及びA2とする。A1<A0<A2であ
る。
示すフローチャートである。
及び41はリセットされている。
(PN+A)分周器22のAをA1に設定する。
体装置20が装着されると、動作チェック回路121
は、PLL半導体装置20が実際に使用されるときの標
準的な周波数fc(一定)のクロックCLKを出力す
る。 (S3)所定時間、例えば1ms経過するのを待つ。
式(1)で与えられる値であるかにより、PLL回路が
ロック状態であるかどうかを判定する。
ップ40をセットする。
する。
のステップS11〜S16の処理をA=A2ついて行
い、ロック状態を確認できればフリップフロップ41を
セットする。
ドゲート42の出力が高レベルとなり、不良品であれば
低レベルとなる。
CがそれぞれVC0、VC1及びVC2であるとする。
ロック状態において電圧信号VCと周波数foとの間に
は例えば図8に示すような関係が成立する。図8中、f
o0、fo1及びfo2はそれぞれ、AがA0、A1及
びA2の時の周波数foである。
を大きくすると、比較クロックCKCの周波数が低くな
るので、アップ信号UP信号のパルスにより電圧信号V
Cが上昇し、比較クロックCKCの周波数が参照クロッ
クCKRのそれに近づく。もしA=A0でロック状態の
とき、Aの値を小さくすると、比較クロックCKCの周
波数が高くなるので、ダウン信号DN信号のパルスによ
り電圧信号VCが下降し、比較クロックCKCの周波数
が参照クロックCKRのそれに近づく。
VC1<VC2の関係が成立する。
A2で所定時間内にロック状態にならずに不良品と判定
される場合の電圧信号VCと周波数foとの関係を示
す。図9(B)はPLL半導体装置20がA=A1で所
定時間内にロック状態にならずに不良品と判定される場
合の電圧信号VCと周波数foとの関係を示す。
ある。
は、これが使用されるボードに実装され、これによりビ
ットD0及びD1の値が固定、すなわちAの値がA0固
定される。Aの値を設定するためのPLL半導体装置2
0の外部端子D0及びD1は、PLL半導体装置20の
動作試験のためのものである。
置出荷前の試験時には外部端子からAの値をユーザ通常
使用時の値の前後の値に変更でき、これら前後の値に対
し出力クロックOUTがロック状態であるかどうかをチ
ェックすることにより、電圧制御発振器10Aのみらな
ず、PLL半導体装置20全体としても動作チェックが
行なわれるので、PLL半導体装置20の動作試験が従
来よりも簡単になり、試験時間が短縮されて試験コスト
を削減することが可能になる。
実施形態のPLL回路の概略ブロック図である。
+A)分周器22Aの分周値(PN+A)が固定されて
いる。これに対しR分周器21Aの分周値Rは、半導体
装置出荷前の試験時においてPLL半導体装置20Aの
外部端子D0及びD1から供給される信号により、ユー
ザ通常使用時の前後の値に設定可変となっている。
あっても、カウンタの出力ビット位置をセレクタで選択
することにより分周値2nのnの値を変更する構成であ
ってもよい。この場合、ビットD0及びD1はこのセレ
クタに対する選択制御信号である。
同様の試験が行なわれる。この場合、R分周器21Aの
分周値が大きくなるほどロック状態での電圧信号VCの
値が低くなる点が、上記第1実施例と異なる。
まれる。例えば、本発明はローパスフィルタ25がPL
L半導体装置20又は20A内に形成された構成であっ
てもよい。
体装置の外部端子からユーザ通常使用時の前後の値に設
定できればよく、ユーザ通常使用時に分周値を変更して
もよい。
ってもよく、例えば図4のスワローカウンタ223にお
いて、フリップフロップ30及び31のQ出力及びXQ
出力をそれぞれ信号S31及びS32として用い、図2
のコントロール回路225をオアゲートで構成してもよ
い。
ック図である。
である。
ある。
回路図である。
ある。
概略ブロック図である。
チャートである。
状態における電圧制御発振器の電圧信号VCと出力周波
数foとの関係を示す線図である。
が不良品である場合の、図8に対応した線図である。
ロック図である。
装置の概略ブロック図であり、(B)は従来の試験を説
明するための電圧制御発振器の電圧信号VCと出力周波
数foとの関係を示す線図である。
Claims (5)
- 【請求項1】 電圧制御発振器と、入力クロック又は該
電圧制御発振器の出力クロックを分周する可変分周器と
を有するPLL半導体装置を含むPLL回路の動作を試
験するPLL半導体装置試験方法において、 該可変分周器の分周値を通常使用時の前後の値にして、
該PLL回路が所定時間内に同期発振するかどうかをチ
ェックすることにより、該PLL半導体装置の良否を判
定することを特徴とするPLL半導体装置試験方法。 - 【請求項2】 上記PLL半導体装置はさらに、参照ク
ロックと比較クロックの位相を比較する位相比較器を有
し、上記PLL回路は、該PLL半導体装置と接続され
て該PLL回路を構成する残部であって良品であること
が確認されたものとからなり、 (A)上記分周値を第1値にして、該PLL回路が所定
時間内に同期発振するかどうかをチェックし、 (B)上記分周値を該第1値と異なる第2値にして、該
PLL回路が所定時間内に同期発振するかどうかをチェ
ックし、 該ステップ(A)又は(B)においてチェック結果が不
良を示している場合には、該PLL半導体装置が不良で
あると判定することを特徴とする請求項1記載のPLL
半導体装置試験方法。 - 【請求項3】 電圧制御発振器と入力クロック又は該電
圧制御発振器の出力クロックを分周する可変分周器とを
有するPLL半導体装置を試験するPLL半導体装置試
験装置であって、 良品であることが確認された、該PLL半導体装置に接
続されてPLL回路を構成する回路と、 該可変分周器の分周値を第1値にして、該PLL回路が
所定時間内に同期発振するかどうかをチェックし、該分
周値を該第1値と異なる第2値にして、該PLL回路が
所定時間内に同期発振するかどうかをチェックする動作
チェック回路と、 チェック結果に基づいて該PLL半導体装置の良否を判
定する判定回路と、 を有することを特徴とするPLL半導体装置試験装置。 - 【請求項4】 電圧制御発振器と、入力クロック又は該
電圧制御発振器の出力クロックを分周する可変分周器と
を有するPLL半導体装置であって、 該可変分周器の分周値を通常使用時の前後の値に定める
信号が供給される外部端子を有することを特徴とするP
LL半導体装置。 - 【請求項5】 上記可変分周器は、 該可変分周器の入力クロックをP分周又は(P+1)分
周するプリスケーラと、 該プリスケーラで分周されたクロックをN分周するメイ
ンカウンタと、 該プリスケーラで分周されたクロックをA分周するスワ
ローカウンタと、 を有して(P・N+A)分周するパルススワロー方式の
分周器であり、 上記外部端子は、該Aの値を決定する信号が供給される
ものである、 ことを特徴とする請求項4記載のPLL半導体装置。
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