JP2004077224A - 観測装置及び故障検査装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】電源電流の周波数スペクトルを効率良く観測することができる観測装置及び観測方法、被測定集積回路の故障検出を効率良く行うことができる故障検出装置及び故障検出方法を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明にかかる観測装置では、タイミング発生手段２が、テスト信号の印加周期毎にタイミング信号を発生させると、サンプリング手段３が、タイミング信号に基づいて電源電流の電流観測信号をサンプリングしてデータ格納手段５に格納する。そして、データ数調整手段６が、データ数が整数の累乗となるようにサンプリングデータのデータ数を調整し、このデータ数を調整されたサンプリングデータにフーリエ変換を施して周波数スペクトルを観測する。また、本発明にかかる故障検査装置は、このような観測装置を用いて電源電流の周波数スペクトルを解析して被試験集積回路の故障を検査する。
【選択図】 図１
【解決手段】本発明にかかる観測装置では、タイミング発生手段２が、テスト信号の印加周期毎にタイミング信号を発生させると、サンプリング手段３が、タイミング信号に基づいて電源電流の電流観測信号をサンプリングしてデータ格納手段５に格納する。そして、データ数調整手段６が、データ数が整数の累乗となるようにサンプリングデータのデータ数を調整し、このデータ数を調整されたサンプリングデータにフーリエ変換を施して周波数スペクトルを観測する。また、本発明にかかる故障検査装置は、このような観測装置を用いて電源電流の周波数スペクトルを解析して被試験集積回路の故障を検査する。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電源電流の周波数スペクトルを観測する観測装置及び観測方法、電源電流の周波数スペクトルを解析することにより前記被試験集積回路の故障を検査する故障検査装置及び故障検査方法、並びにこれらをコンピュータに対して実現するプログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体集積回路に流れる電源電流の周波数解析により、半導体集積回路の故障検出を行う技術が提案されている。この技術においては、半導体集積回路に故障が存在したときに流れる異常電源電流のパワースペクトルを観測し、半導体集積回路の故障を検出する。
【０００３】
半導体集積回路に故障が存在するときの異常電源電流の観測方法では、被測定集積回路（ＤＵＴ：Ｄｅｖｉｃｅ Ｕｎｄｅｒ Ｔｅｓｔ）である半導体集積回路に一連のテスト信号を連続的に間断なく繰返し印加し、そのとき被測定集積回路に流れる電源電流の周波数スペクトルを観測して故障検出を行う。このとき、観測した電源電流の周波数スペクトルと予め定められた周波数スペクトルとを比較することにより、被測定集積回路である半導体集積回路に流れる異常電源電流を検出し、被測定集積回路の故障を検出している。
【０００４】
このような半導体集積回路の故障検出を行う従来の故障検査装置及び故障検査方法について図１２及び図１３を用いて説明する（例えば、特許３０８５２８４号公報参照）。図１２に示すように、従来の故障検査装置は、制御手段１００１、タイミング発生手段１００２、サンプリング手段１００３、演算手段１００４、及びデータ格納手段１００５を含む。
【０００５】
タイミング発生手段１００２は、一定の周期ごとにタイミング信号を発生させる。制御手段１００１は、このタイミング信号に基づき電流観測信号のデータのサンプリングする開始合図とサンプリングの終了合図を生成させる。サンプリング手段１００３は、サンプリング開始合図の受信により電流観測信号のサンプリングを開始させ、それとともにサンプリング終了合図の受信により電流観測信号のサンプリングを終了させる。また、サンプリングしたサンプリングデータは、逐次、データ格納手段５に送信されて記憶される。
【０００６】
制御手段１００１は、サンプリング終了合図を生成した後、演算命令を生成して演算手段１００４に送信する。演算手段１００４は、制御手段１００１から演算命令を受信すると、データ格納手段１００５からサンプリングデータを読み出し、読み出した離散フーリエ変換（ＤＦＴ）を実行して結果を出力する。
【０００７】
図１３は、電源電流の周波数スペクトルの観測時に行う処理フローを示すフローチャートである。図１３に示すように、従来例の電源電流の周波数スペクトルを観測して故障を検出する故障検査方法について説明する。タイミング発生手段１００２は、予め定められた周期すなわちテスト信号の印加周期でタイミング信号を生成する（Ｓ１１０１）。制御手段１００１は、このタイミング信号をタイミング発生手段１００２から受けると、電源電流の電流観測信号をサンプリングするサンプリング開始合図を生成させる。このサンプリングの開始合図によって、サンプリング手段１００３は、電流観測信号のサンプリングを開始する（Ｓ１１０２）。このとき、サンプリングは予め定められた一定の間隔で行われる。また、サンプリングしたサンプリングデータは、逐次、データ格納手段５に送られて記憶保持される。
【０００８】
制御手段１００１は、電流観測信号をサンプリングすると、電流観測信号のサンプリングの終了合図を生成させる。このサンプリングの終了合図により、サンプリング手段１００３は、電流観測信号のサンプリングを終了する（Ｓ１１０３）。制御手段１００１は、サンプリングの終了合図を生成した後、演算命令を演算手段１００４に対して送る。演算手段１００４は、電流観測信号をサンプリングしたデータをデータ格納手段１００５から読み出し、フーリエ変換（ＤＦＴ）演算を実行する（Ｓ１１０５）。この演算手段１００４が実行した演算結果は、電流観測信号の各周波数成分の大きさであり、これを結果として出力する（Ｓ１１０６）。
【０００９】
しかしながら、このような従来の電源電流の周波数スペクトルを観測して故障を検査する故障検査方法では、サンプリングデータのデータ数が電流観測時間とサンプリング周期で決まる不定数である。つまり、サンプリング周期をサンプリングレートで割った数がサンプリングデータのデータ数となる。
【００１０】
さらに、フーリエ変換演算に離散フーリエ変換（ＤＦＴ）を使用する場合、必要な演算回数は、サンプリングデータのデータ数をＮとするとＮの２乗になる（例えば、社団法人電子通信学会編、辻井重男著、「伝送回路」コロナ社、昭和５８年初版発行、ｐ２６参照。）。そのため、サンプリングデータ数であるＮが多くなると、フーリエ変換を行う演算実行時間はＮの２乗倍に比例して長くなる。
【００１１】
このように、電流観測信号とサンプリング周期とによりサンプリングデータ数が決まり、かつサンプリングデータのデータ数の増加に伴ってフーリエ変換の実行時間が２乗倍に比例して長くなるため、サンプリングデータのデータ数が多くなると、フーリエ変換の演算実行時間が膨大に長くなる。これにより、電源電流の周波数スペクトルを観測するのに必要な時間が長くなり、電源電流の周波数スペクトル観測を効率良く行うことができない。
【００１２】
またさらに、演算手段１００４は離散フーリエ変換（ＤＦＴ）又は高速フーリエ変換（ＦＦＴ）により演算を実行する。離散フーリエ変換（ＤＦＴ）により演算実行する場合には、フーリエ変換の演算実行時間が長くなるという問題がある。また、特許文献１には不定数データに対する高速フーリエ変換（ＦＦＴ）の具体的な実行手順が明示されていないが、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）により演算実行する場合には、サンプリングデータのデータ数は２の累乗だけ必要である。そのため、従来の故障検査装置では、サンプリングデータのデータ数が２の累乗となるまでサンプリングを行う必要があり、電源電流の周波数スペクトルを効率良くサンプリングすることができない。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
このように、従来の観測装置及び観測方法、故障検出装置及び故障検出方法、並びにプログラムでは、サンプリングのデータ数が電流観測時間とサンプリング周期で決まるため、電源電流の周波数スペクトルの観測を効率良く行うことができず、被測定集積回路の故障検出を効率良く行うことができないという問題点があった。
【００１４】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、電源電流の周波数スペクトルを効率良く観測することができる観測装置及び観測方法、被測定集積回路の故障検出を効率良く行うことができる故障検出装置及び故障検出方法、並びにこれらをコンピュータに対して実現させるプログラムを提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明にかかる観測装置は、被試験集積回路に対して印加するテスト信号に応じて前記被試験集積回路に流れる電源電流を測定する電流観測信号に基づいて当該電源電流の周波数スペクトルを観測する観測装置であって、前記電流観測信号をサンプリングするサンプリング手段（例えば、発明の実施の形態におけるサンプリング手段３）と、該サンプリング手段がサンプリングしたサンプリングデータを格納するデータ格納手段（例えば、発明の実施の形態におけるデータ格納手段５）と、該データ格納手段に格納されたサンプリングデータのデータ数を調整するデータ数調整手段（例えば、発明の実施の形態におけるデータ数調整手段６）と、該データ数調整手段に対して、前記データ数が所定の整数の累乗となるように調整するように制御する制御手段（例えば、発明の実施の形態における制御手段１）と、基準となる整数である基数の累乗個あるデータを前記基数個の集合毎に分解した後に前記集合毎にデータを演算する第一演算処理と、該第一演算処理による前記集合毎の演算結果に基づいて前記分解前のデータを演算する第二演算処理とを有する演算処理により、前記データ数調整手段によりデータ数が調整されたサンプリングデータを繰り返し前記所定の整数個の集合毎に分解して演算し、前記周波数スペクトルを生成する演算手段（例えば、発明の実施の形態における演算手段４）とを備えたものである。このような構成により、電源電流の周波数スペクトルを効率良く観測することができる。
【００１６】
さらに、本発明にかかる観測装置では、前記データ数調整手段は、前記サンプリングデータからデータを間引く又は前記サンプリングデータにデータを挿入することにより前記データ数を調整することができる。これにより、サンプリングの周期やサンプリングレートに関わらず、電源電流の周波数スペクトルを効率良く観測することができる。
【００１７】
さらにまた、本発明にかかる観測装置では、前記データ数調整手段は、前記データ格納手段に格納されたサンプリングの格納アドレスに基づいて前記サンプリングデータからデータを間引く又は前記サンプリングデータにデータを挿入することができる。これにより、迅速にサンプリングデータのデータ数を調整することができる。
【００１８】
また、本発明にかかる観測装置では、前記データ数調整手段は、前記調整されたサンプリングデータのデータ数に基づいて、サンプリングデータの前記間引き又は前記挿入を選択することができる。これにより、より迅速にサンプリングデータのデータ数を調整することができる。
【００１９】
好ましくは、本発明にかかる観測装置では、前記演算処理は、前記所定の整数が２である高速フーリエ変換である。これにより、電源電流の周波数スペクトルを高速に生成することができる。
【００２０】
本発明にかかる故障検査装置は、被試験集積回路に対して印加するテスト信号に応じて前記被試験集積回路に流れる電源電流を測定する電流観測信号に基づいて当該電源電流の周波数スペクトルを観測し、該周波数スペクトルを解析して前記被試験集積回路の故障を検査する故障検査装置であって、前記電流観測信号をサンプリングするサンプリング手段（例えば、発明の実施の形態におけるサンプリングユニット４５）と、該サンプリング手段がサンプリングしたサンプリングデータを格納するデータ格納手段（例えば、発明の実施の形態におけるデータ格納ユニット４６）と、該データ格納手段に格納されたサンプリングデータのデータ数を調整するデータ数調整手段（例えば、発明の実施の形態におけるデータ調整ユニット４７）と、該データ数調整手段に対して、前記データ数が所定の整数の累乗となるように調整するように制御する制御手段（例えば、発明の実施の形態における制御ユニット４３）と、基準となる整数である基数の累乗個あるデータを前記基数個の集合毎に分解した後に前記集合毎にデータを演算する第一演算処理と、該第一演算処理による前記集合毎の演算結果に基づいて前記分解前のデータを演算する第二演算処理とを有する演算処理により、前記データ数調整手段によりデータ数が調整されたサンプリングデータを繰り返し前記所定の整数個の集合毎に分解して演算し、前記周波数スペクトルを生成する演算手段（例えば、発明の実施の形態における演算ユニット４８）と、該演算手段から前記周波数スペクトルを入力され、該入力された周波数スペクトルを解析する周波数スペクトル解析手段（例えば、発明の実施の形態におけるＬＳＩテスタ３７）とを備えたものである。このような構成により、電源電流の周波数スペクトルを効率良く観測して故障を検査することができる。
【００２１】
本発明にかかる観測方法は、被試験集積回路に対して印加するテスト信号に応じて前記被試験集積回路に流れる電源電流を測定する電流観測信号に基づいて当該電源電流の周波数スペクトルを観測する観測方法であって、前記電流観測信号をサンプリングするステップと、該サンプリングされたサンプリングデータを格納するステップと、該格納されたサンプリングデータのデータ数が所定の整数の累乗となるように前記データ数を調整するステップと、基準となる整数である基数の累乗個あるデータを前記基数個の集合毎に分解した後に前記集合毎にデータを演算する第一演算処理と、該第一演算処理による前記集合毎の演算結果に基づいて前記分解前のデータを演算する第二演算処理とを有する演算処理により、前記データ数が調整されたサンプリングデータを繰り返し前記所定の整数個の集合毎に分解して演算し、前記周波数スペクトルを生成するステップとを備えたものである。このような方法により、電源電流の周波数スペクトルを効率良く観測することができる。
【００２２】
さらに、本発明にかかる観測方法では、前記サンプリングデータからデータを間引く又は前記サンプリングデータにデータを挿入することにより前記データ数を調整することができる。これにより、サンプリングの周期やサンプリングレートに関わらず、電源電流の周波数スペクトルを効率良く観測することができる。
【００２３】
さらにまた、本発明にかかる観測方法では、前記格納されたサンプリングの格納アドレスに基づいて前記サンプリングデータからデータを間引く又は前記サンプリングデータにデータを挿入することができる。これにより、迅速にサンプリングデータのデータ数を調整することができる。
【００２４】
また、本発明にかかる観測方法では、前記調整されたサンプリングデータのデータ数に基づいて、前記サンプリングデータの前記間引き又は前記挿入を選択する。これにより、より迅速にサンプリングデータのデータ数を調整することができる。
【００２５】
好ましくは、本発明にかかる観測装置は、前記演算処理は、前記所定の整数が２である高速フーリエ変換である。これにより、電源電流の周波数スペクトルを高速に生成することができる。
【００２６】
本発明にかかる故障検査方法は、被試験集積回路に対して印加するテスト信号に応じて前記被試験集積回路に流れる電源電流を測定する電流観測信号に基づいて当該電源電流の周波数スペクトルを観測し、該周波数スペクトルを解析して前記被試験集積回路の故障を検査する故障検査方法であって、前記電流観測信号をサンプリングするステップと、該サンプリングされたサンプリングデータを格納するステップと、該格納されたサンプリングデータのデータ数が所定の整数の累乗となるように前記データ数を調整するステップと、基準となる整数である基数の累乗個あるデータを前記基数個の集合毎に分解した後に前記集合毎にデータを演算する第一演算処理と、該第一演算処理による前記集合毎の演算結果に基づいて前記分解前のデータを演算する第二演算処理とを有する演算処理により、前記データ数が調整されたサンプリングデータを繰り返し前記所定の整数個の集合毎に分解して演算し、前記周波数スペクトルを生成するステップと、該演算して生成された周波数スペクトルを解析するステップとを備えたものである。このような方法により、電源電流の周波数スペクトルを効率良く観測して故障を検査することができる。
【００２７】
本発明にかかるプログラムは、被試験集積回路に対して印加するテスト信号に応じて前記被試験集積回路に流れる電源電流を測定する電流観測信号に基づいて当該電源電流の周波数スペクトルを観測することをコンピュータに対して実現するプログラムであって、前記電流観測信号をサンプリングするステップと、該サンプリングされたサンプリングデータを格納するステップと、該格納されたサンプリングデータのデータ数が所定の整数の累乗となるように前記データ数を調整するステップと、基準となる整数である基数の累乗個あるデータを前記基数個の集合毎に分解した後に前記集合毎にデータを演算する第一演算処理と、該第一演算処理による前記集合毎の演算結果に基づいて前記分解前のデータを演算する第二演算処理とを有する演算処理により、前記データ数が調整されたサンプリングデータを繰り返し前記所定の整数個の集合毎に分解して演算し、前記周波数スペクトルを生成するステップとをコンピュータに対して実現するものである。このような構成により、電源電流の周波数スペクトルを効率良く観測することができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。
【００２９】
本発明の実施の形態において、発明の実施の形態１ではサンプリングしたサンプリングデータからデータを間引いてデータの数を２の累乗個に調整する場合について説明し、発明の実施の形態２ではサンプリングしたサンプリングデータにデータを挿入してデータの数を２の累乗個に調整する場合について説明する。さらに、発明の実施の形態３ではサンプリングしたサンプリングデータからのデータの間引き又はサンプリングデータへのデータの挿入を選択してデータの数を２の累乗個に調整する場合について説明する。
【００３０】
発明の実施の形態１．
発明の実施の形態１（以下、実施形態１と略す）では、サンプリングしたサンプリングデータからデータを間引いてデータの数を２の累乗個に調整する電源電流の周波数スペクトルの観測装置について説明する。また、実施形態１における観測装置は、被測定集積回路の電源電流について特定の周波数及びその高調波成分の大きさを高速フーリエ変換（ＦＦＴ）によって演算実行して高速に求める。
【００３１】
まず、図１を用いて、実施形態１における観測装置の構成について説明する。図１は、観測装置の一構成例を示すブロック図である。図１に示すように、観測装置は、主たる要素として、タイミング発生手段２、サンプリング手段３、データ格納手段５、データ数調整手段６、演算手段４、制御手段１から構成される。
【００３２】
タイミング発生手段２は、一定の周期ごとにタイミング信号を発生させる機能を有する。タイミング発生手段２が発生させたタイミング信号は、制御手段１に対して出力される。サンプリング手段３は、タイミング発生手段２の発生させるタイミング信号に基づき、電源電流の電流観測信号のデータサンプリングを行う機能を有する。さらに、サンプリング手段３は、タイミング信号に基づき、電流観測信号のサンプリングを終了させる機能を有する。サンプリング手段３がサンプリングしたサンプリングデータは、データ格納手段５に対して出力される。
【００３３】
データ格納手段５は、サンプリング手段３がサンプリングしたサンプリングデータをサンプリング手段３により入力されて記憶保存する機能を有する。データ数調整手段６は、制御手段１からの動作命令に従って、データ格納手段５に格納された任意個数のデータを高速フーリエ変換（ＦＦＴ）により演算実行可能な２の累乗のデータ数に調整する機能を有する。そして、２の累乗のデータ数に調整されたデータは、データ数調整手段６から演算手段４に対して出力される。演算手段４は、データ数調整手段６によりデータ数を調整されたサンプリングデータに基づき高速フーリエ変換（ＦＦＴ）による演算を実行する機能を有し、特定の周波数及びその高調波の大きさ等を求める機能を有する。
【００３４】
制御手段１は、装置全体の動作制御を司る機能を備える。制御手段１は、タイミング発生手段２からタイミング信号を入力され、このタイミング信号に基づき、サンプリング手段３に対して電源電流の電流観測信号のデータサンプリングを開始させる。さらに、制御手段１は、タイミング発生手段２により入力されたタイミング信号に基づき、サンプリング手段３に対して電流観測信号のサンプリングを終了させる。そして、制御手段１は、データ数調整手段６に対して動作命令を入力し、データを高速フーリエ変換（ＦＦＴ）による演算実行可能な２の累乗のデータ数に調整させる。また、制御手段１は、演算手段４に対して演算命令を入力し、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）によりフーリエ変換の演算を実行させる。
【００３５】
実施形態１の観測装置では、コンピュータ上で実行されるプログラム制御により、前述のような各機能を実現するように構成することができる。この場合、各機能を実行するプログラムを予め記憶媒体に記憶しておき、コンピュータでこれらのプログラムをロードして機能を実行することができる。また、各機能を実行するコンピュータ等のハードウェア資源により分散的に処理する構成としても良いし、単一のコンピュータ等により物理的に単一に構成しても良い。
【００３６】
次に、図２及び図３を用いて、実施形態１における観測装置の動作の概略について説明する。図２は実施形態１の観測装置の一処理フローを示すチャート図であり、図３は実施形態１の観測装置の動作を示すタイミング図及び概略模式図である。なお、図３（ｄ）及び図３（ｅ）における横軸は、時間と格納手段５におけるメモリ空間でのメモリアドレスとを示す。
【００３７】
タイミング発生手段２はタイミング信号を発生させる（図２のステップＳ１０１）。図３（ａ）に示すように、タイミング発生手段２は、予め決められた周期Ｔごとにタイミング信号を発生させ、制御手段１に対して出力する。図３（ｂ）に示すように、タイミング信号を入力された制御手段１は、サンプリング手段３に対してサンプリング開始合図を出力する。サンプリング開始合図を入力されたサンプリング手段３は、図３（ｃ）に示すように、サンプリング開始合図により、電流観測信号を予め定められたサンプリングレートでサンプリングを開始する（図２のステップＳ１０２）。
【００３８】
そして、タイミング発生手段２は、周期Ｔの後、サンプリング信号を発生させる。ここで、このサンプリング信号は、図３（ａ）に示すように、サンプリング開始合図を示すサンプリング信号の次のタイミング信号となっている。この次のサンプリング信号を入力された制御手段１は、図３（ｂ）に示すように、サンプリング手段３にサンプリング終了合図を出力する。図３（ｃ）に示すように、サンプリング終了合図を入力されたサンプリング手段３は、サンプリング終了合図により、電流観測信号のサンプリングを終了する（図２のステップＳ１０３）。
【００３９】
図３（ｄ）に示すように、サンプリング手段３によりサンプリングされたサンプリングデータは、データ格納手段５に対して出力され、一時的にデータ格納手段５に格納保存される。このとき、サンプリングデータは、格納アドレス”０”を先頭アドレスとして昇順に格納されている。また、格納されるサンプリングデータのデータ数は、タイミング信号の発生周期Ｔとサンプリングレートｔで決まり、データ数＝Ｔ／ｔ（剰余切り捨て）となっている。
【００４０】
データ格納手段５にサンプリングデータが一時的に格納されると、制御手段１はデータ数調整手段６に対して、データ数の調整を行わせるための動作命令であるデータ数調整指示を出力する。これにより、データ数調整手段６は、データ格納手段５に格納されるサンプリングデータのデータ数を調整する（図２のステップＳ１０４）。このとき、データ数調整手段６は、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）によりフーリエ変換の演算を実行する際に２の累乗個のデータが必要であるため、データ数が２の累乗個となるように調整が行われる。
【００４１】
実施形態１における観測装置では、図３（ｅ）に示すように、データ数調整手段６は、データ格納手段５に格納されたデータからデータを間引くことにより、データ数の調整を行う。例えば、サンプリングされたデータ数をＮ（不定数）とすると、データ数調整手段６は、データを間引くことにより、データ数Ｎを超えない最大の２の累乗となる数（ここで、この数をＭａとする）にデータ数を調整する。そして、データ数調整手段６は、サンプリングデータのデータ数を調整すると、データ数調整されたサンプリングデータを演算手段４に対して出力する。
【００４２】
データ数調整手段６がサンプリングデータのデータ数を調整すると、制御手段１は演算手段４に対して、演算処理を行わせるための動作命令である演算開始指示を出力する。これにより、演算手段４は、データ数が調整された後のサンプリングデータを読み込んで高速フーリエ変換（ＦＦＴ）の演算を実行する（図２のステップＳ１０５）。その後、演算手段４は、当該観測装置の表示部等に演算結果を出力する（図２のステップＳ１０６）。
【００４３】
さらに、図４及び図５を用いて、実施形態１における観測装置の動作の詳細について説明する。図４は実施形態１の観測装置が行うデータ間引きの一処理フローを示すフローチャートであり、図５は実施形態１の観測装置が行うデータ間引きの一処理例を示すブロック図である。
【００４４】
図２及び図３に示すように、実施形態１の観測装置では、データ調整手段６により、サンデータ格納手段５に格納されたプリングデータからいくつかのデータを間引いてサンプリングデータのデータ数の調整が行われる。このとき、サンプリングデータは、２の累乗個となるように間引きされる。
【００４５】
図４を用いて、サンプリングデータが２の累乗個となるように間引きする処理について説明する。サンプリング手段３によりサンプリングされたサンプリングデータは、データ格納手段５に先頭アドレス”０”（以下、” ”内の数字は２進表示とする）から昇順に格納される。このデータ格納手段５に格納されるデータ数をＮとすると、最大格納アドレスはＮ−１となる。ここで、Ｎ−１の２進表示桁数をＰ（＝ｌｏｇ２（Ｎ−１）、ただし小数点以下は切り上げ）とする（図４のステップＳ１１１）。
【００４６】
データ格納手段５に格納されたサンプリングデータについて、データ数調整手段６は、まず、最大格納アドレスの全桁の値が”１”つまり最大格納アドレスが”１１・・・１（Ｐ個の１）”であるか否かを判断する（図４のステップＳ１１２）。ここで、最大格納アドレスの全桁の値が”１”であるとき、データ数Ｎは既に２の累乗であるため、当該サンプリングデータの間引きは実施する必要がない（図４のステップＳ１２０）。
【００４７】
最大格納アドレスの全桁の値が”１”でなければ、データ数Ｎを超えない最大の２の累乗数Ｍａをデータ調整数に設定する。それとともに、データ数調整手段６が着目する着目桁数Ｒと、データを選択するために設定する選択数Ｌをともに”０”に初期化する（図４のステップＳ１１３）。
【００４８】
着目桁数Ｒの初期値は０であるので、最初にＬＳＢ（Ｌｅａｓｔ Ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ Ｂｉｔ：最下位ビット）寄りの１からＲ＋１＝０＋１＝１ビット目、つまりデータの最下位１ビット目に着目する。そのデータの最下位１ビットの値が２Ｒ−１＝２０−１＝０であることを選択条件としてアドレスを先頭番地側から選択する。すなわち、この選択条件を基に、データ格納手段５に先頭”０”から昇順に格納されるサンプリングデータを、先頭”０”の昇順に選択する。そして、アドレスを一つ選択する度にＬに１を加算する（図４のステップＳ１１４）。
【００４９】
着目桁数Ｒと選択数Ｌとに着目してサンプリングデータを選択した後、Ｌの加算が行われ、その度に選択数Ｌとデータ数Ｎを超えない最大の２の累乗数Ｍａとを比較する。選択数Ｌがデータ数Ｎを超えない最大の２の累乗数Ｍａと値が異なれば、選択条件を満たす次のアドレスを選択する（図４のステップＳ１１５）。ここで、図４においては、選択数Ｌに１が加算されるごとに増えるが、選択数Ｌの初期値が０であり、データ数Ｎを超えない最大の２の累乗数Ｍａが自然数であるため、選択数Ｌとデータ数Ｎを超えない最大の２の累乗数Ｍａとの値が異なるとき、ＬはＭａより小さくなっている。
【００５０】
このように順次選択し、着目桁の選択条件を満たすアドレスを全て選択完了したら（図４のステップＳ１１７）、着目桁を１桁増やし、新たにＲ＝Ｒ＋１とする（図４のステップＳ１１８）。アドレスの選択が完了していなければ（図４のステップＳ１１７）、図４のステップＳ１１４に戻り、全てにアドレスを選択するまで各着目桁の選択条件に基づいて順次選択を行う。例えば、初期の着目桁数Ｒは０なので、着目桁を１桁増やして新たにＲ＝Ｒ＋１とすると、次の着目桁数はＲ＝１となる。これにより、着目ビットをＬＳＢ寄りの１からＲ＋１＝１＋１＝２ビット目となり、その値が２Ｒ−１＝２１−１＝”０１”であることを選択条件とし先頭番地側からアドレスの選択する。
【００５１】
着目桁数Ｒを順次１づつ加算しながら、図４のＳ１１４からＳ１１８に至る処理を着目桁数ＲがＮ−１の２進表示桁数Ｐと等しくならない限り続ける（図４のステップＳ１１９）。このような処理を続けると、Ｌ＝Ｍａとなる時がある。Ｌ＝Ｍａとなった時、２の累乗個のデータが選択されたので未選択のデータを間引、２の累乗であるＭａ個のデータを得る調整が完了する（図４のステップＳ１１６）。
【００５２】
図５を用いて、図４に示すようなデータの間引きの一処理例について具体的に説明する。図５においては、図５（ａ）に示すように、データ格納手段５のアドレス”００００”からアドレス”１０００”にデータが格納されている。すなわち、図５においては、データ格納手段５に格納されるサンプリングデータの格納データ数ＮはＮ＝９となり、図５（ｂ）に示すようにＮ−１の２進表示桁数ＰをＰ＝４とする（図４のステップＳ１１１）。ここで、図５においては、最大格納アドレス”１０００”の全桁の値が”１”でないので、データ数Ｎを超えない最大の２の累乗数Ｍａがデータ調整数に設定される（図４のステップＳ１１２）。図５（ｂ）に示すように、データ数Ｎ＝９により、データ数Ｎを超えない最大の２の累乗数ＭａをＭａ＝８（２の３乗）に設定する。それとともに、着目桁数Ｒとデータ選択数Ｌをともに０に初期化する（図４のステップＳ１１３）。
【００５３】
図５（ｃ）に示すように、データ格納手段５に格納されたサンプリングデータについて、着目桁数Ｒの初期値は０であるので、アドレスのＬＳＢ寄りの１ビット目からＲ＋１＝１ビット目、すなわちＬＳＢに着目する。ＬＳＢが２Ｒ−１＝２０−１＝”０”であるアドレスのデータを低番地側（”００００”側）から選択し、アドレスを一つ選択したらＬに１を加算する。図５において、ＬＳＢが”０”であるアドレスは、”００００”、”００１０”、”０１００”、”０１１０”、”１０００”である。これらのアドレスに格納されたデータが順に選択され、同時にＬが１〜５に順次１加算されてカウントアップする（図４のステップＳ１１４）。
【００５４】
そして、選択数Ｌとデータ数Ｎを超えない最大の２の累乗数Ｍａとを比較する（図４のステップＳ１１５）。図５（ｃ）に示すように、選択数Ｌ＝５、データ数Ｎを超えない最大の２の累乗数Ｍａ＝８であり、選択数Ｌとデータ数Ｎを超えない最大の２の累乗数Ｍａとは異なる。
【００５５】
データ格納手段５のアドレスのＬＳＢ寄りにある１からＲ＋１＝１ビット目（ＬＳＢ）に着目してデータの選択を完了する（図４のステップＳ１１７）。この時点で着目桁数ＲはＲ＝０でＰ（＝４）より小さいので、図５（ｄ）に示すように、着目桁数Ｒに１を加算してＲ＝１とする。そして、データ格納手段５に格納されたデータについて、アドレスのＬＳＢ寄りの１からＲ＋１＝２ビット目に着目する。ＬＳＢ寄りの１から２ビット目が２Ｒ−１＝２１−１＝”０１”であるアドレスのデータを低番地側から選択し、アドレスを一つ選択したらＬに１を加算する。図５において、ＬＳＢよりの１から２ビット目が”０１”であるアドレスは、”０００１”、”０１０１”である。これらのアドレスに格納されたデータが順に選択され、同時にＬが６〜７に順次１加算されてカウントアップする（図４のステップＳ１１４）。
【００５６】
そして、選択数Ｌとデータ数Ｎを超えない最大の２の累乗数Ｍａとを比較する（図４のステップＳ１１５）。図５（ｄ）に示すように、選択数Ｌ＝７、データ数Ｎを超えない最大の２の累乗数Ｍａ＝８であり、選択数Ｌとデータ数Ｎを超えない最大の２の累乗数Ｍａとは異なる。
【００５７】
データ格納手段５のアドレスでＬＳＢ寄りの１からＲ＋１＝２ビット目に着目してデータの選択を完了する（図４のステップＳ１１７）。この時点で着目桁数ＲはＲ＝１でＰ（＝４）より小さいので、図５（ｅ）に示すように、着目桁数Ｒに１を加算してＲ＝２とする。そして、データ格納手段５に格納されたデータについて、アドレスのＬＳＢ寄りの１からＲ＋１＝３ビット目に着目する。ＬＳＢ寄りの１から３ビット目が２Ｒ−１＝２２−１＝”０１１”であるアドレスのデータを低番地側から選択し、アドレスを一つ選択したらＬを１加算する。図５において、ＬＳＢから１から３ビット目が”０１１”であるアドレスは、”００１１”である。
【００５８】
そして、選択数Ｌとデータ数Ｎを超えない最大の２の累乗数Ｍａとを比較する（図４のステップＳ１１５）。図５（ｅ）に示すように、選択数Ｌ＝８、データ数Ｎを超えない最大の２の累乗数Ｍａ＝８であるので、選択数Ｌとデータ数Ｎを超えない最大の２の累乗数Ｍａとが等しくなる。つまり、このアドレス”００１１”に格納されたサンプリングデータを選択すると、選択数ＬがＬ＝８となるので、Ｌ＝Ｍａとなり２の累乗である８個のデータを選択し終わる（図４のステップＳ１１９）。それとともに、図５（ｆ）に示すように、ここまでの処理で未選択のアドレス”０１１１”は間引きされ、データの間引き処理が完了する（図５のステップＳ１１６）。
【００５９】
以上のように、実施形態１における観測装置は、サンプリング手段３によりサンプリングして得られたサンプリングデータのデータ数を、サンプリングしたデータのデータ数Ｎを超えない最大の２の累乗Ｍａに調整する。一般に、データ数Ｎは、タイミング信号の発生周期Ｔとサンプリングレートｔとから決まる（Ｎ＝Ｔ／ｔ：剰余切り捨て）ため、電源電流の周波数スペクトルを効率良く観測するためにタイミング信号の発生周期Ｔを小さくしたりサンプリングレートｔを大きくしたりするとするとデータ数Ｎが減少する。これに対して、サンプリングデータのデータ数を、サンプリングしたデータのデータ数Ｎを超えない最大の２の累乗Ｍａに調整することにより、タイミング信号の発生周期Ｔやサンプリングレートｔに関わらず、フーリエ変換の演算を効率良く実行することが可能となる。
【００６０】
さらに、実施形態１の観測装置では、サンプリングデータのデータ数を、サンプリングしたデータのデータ数Ｎを超えない最大の２の累乗Ｍａに調整するため、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を用いてフーリエ変換の演算を実行することが可能となる。一般に、サンプリングデータのデータ数をｍ（ｍ：任意の２の累乗である数）とすると、離散フーリエ変換（ＤＦＴ）を用いた演算回数がｍ２オーダであるのに対して、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を用いた場合の演算回数がｌｏｇ２ｍオーダとなる。実施形態１の観測装置では、データ数をＭａに調整しているので、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）によりフーリエ変換の演算実行が可能である。そのため、実施形態１の観測装置では、フーリエ変換演算回数を（Ｍａ／２）ｌｏｇ２Ｍａの演算回数にすることができ、（Ｍａ／２）ｌｏｇ２Ｍａ＜Ｎ２であるため電流観測信号の周波数スペクトル観測を高速化できる。これにより、実施形態１の観測装置では、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）により演算実行するため、離散フーリエ変換（ＤＦＴ）により演算実行するのに比べて演算回数を大幅に低減することができる。そして、このような高速フーリエ変換（ＦＦＴ）の高速な演算実行により、高速で効率の良い電源電流の周波数スペクトル観測を実現することができる。
【００６１】
また、実施形態１の観測装置では、データ数調整手段６がデータ数Ｎを超えない最大の２の累乗Ｍａにデータ数Ｎを調整する際、新たにサンプリングデータを選択して削除する演算処理を行うことなく、サンプリングデータが格納されたデータ格納手段５におけるメモリ空間のアドレスに基づいてデータの調整を行う。そのため、データ数を調整するために演算を行うことなく、データ数を効率良く調整することができ、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）をより一層効率良く演算実行することが可能である。またさらに、実施形態１の観測装置においては、データ数調整手段６は、データ格納手段５に格納されたサンプリングデータを間引きすることによりデータ数を調整するため、データ格納手段５から間引きされるサンプリングデータを削除して簡便且つ効率良くデータ数の調整を行うことができる。
【００６２】
特に、実施形態１の観測装置では、調整後のデータ数であるＭａを、データ数Ｎを超えない最大の２の累乗に調整するため、調整前のデータ数Ｎが多数ある場合でフーリエ変換を施して演算実行するのにデータ数を減少させる必要がある場合に有効である。このような場合に、データ数Ｎを減少させて高速フーリエ変換（ＦＦＴ）をより効率良く演算実行することができる。
【００６３】
発明の実施の形態２．
発明の実施の形態２（以下、実施形態２と略す）では、サンプリングしたサンプリングデータにデータを挿入してデータの数を２の累乗個に調整する電源電流の周波数スペクトルの観測装置について説明する。また、実施形態２における観測装置は、被測定集積回路の電源電流について特定の周波数及びその高調波成分の大きさを高速フーリエ変換（ＦＦＴ）によって演算実行して高速に求める。
【００６４】
まず、実施形態２における観測装置の構成について説明する。実施形態２における観測装置は、図１に示すように、実施形態１と同様に構成することができる。ここで、データ数調整手段６について説明し、その他については実施形態１と同様であり、その説明を省略する。
【００６５】
実施形態１における観測装置では、データ数調整手段６は、サンプリング手段３によりサンプリングされたサンプリングデータからデータを間引いてデータの数を２の累乗個に調整する。これに対して、実施形態２における観測装置では、データ数調整手段６は、サンプリングしたサンプリングデータにデータを挿入してデータの数を２の累乗個に調整する機能を有する。それにともなって、制御手段１は、データ数調整手段６に対して動作命令を入力し、データを高速フーリエ変換（ＦＦＴ）による演算実行可能な２の累乗のデータ数にサンプリングデータにデータを挿入させて調整させる。
【００６６】
次に、図６及び図７を用いて、実施形態２における観測装置の動作の概略について説明する。図６は実施形態２の観測装置の一処理フローを示すチャート図であり、図７は実施形態１の観測装置の動作を示すタイミング図及び概略模式図である。なお、図７（ｄ）及び図７（ｅ）における横軸は、時間と格納手段５におけるメモリ空間でのメモリアドレスとを示す。
【００６７】
図６及び図７において、ステップＳ１０１〜Ｓ１０３（図７では（ａ）〜（ｃ））については、実施形態１と同様であり、ここでは説明するのを省略し、図６のステップＳ１０７〜Ｓ１０６（図７では（ｄ）及び（ｅ））について説明する。
【００６８】
図７（ｄ）に示すように、サンプリング手段３によりサンプリングされたサンプリングデータは、データ格納手段５に対して出力され、一時的にデータ格納手段５に格納保存される。このとき、サンプリングデータは、格納アドレス”０”を先頭アドレスとして昇順に格納されている。また、格納されるサンプリングデータのデータ数は、タイミング信号の発生周期Ｔとサンプリングレートｔで決まり、データ数＝Ｔ／ｔ（剰余切り捨て）となっている。
【００６９】
データ格納手段５にサンプリングデータが一時的に格納されると、制御手段１はデータ数調整手段６に対して、データ数の調整を行わせるための動作命令であるデータ数調整指示を出力する。これにより、データ数調整手段６は、データ格納手段５に格納されるサンプリングデータのデータ数を調整する（図６のステップＳ１０７）。このとき、データ数調整手段６は、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）によりフーリエ変換の演算を実行する際に２の累乗個のデータが必要であるため、データ数が２の累乗個となるように調整が行われる。
【００７０】
実施形態２における観測装置では、図７（ｅ）に示すように、データ数調整手段６は、データ格納手段５に格納されたデータにデータを挿入ことにより、データ数の調整を行う。例えば、サンプリングされたデータ数をＮ（不定数）とすると、データ数調整手段６は、データを挿入することにより、データ数Ｎを超えない最小の２の累乗となる数（ここで、この数をＭｂとする）にデータ数を調整する。そして、データ数調整手段６は、サンプリングデータのデータ数を調整すると、データ数調整されたサンプリングデータを演算手段４に対して出力する。
【００７１】
データ数調整手段６がサンプリングデータのデータ数を調整すると、制御手段１は演算手段４に対して、演算処理を行わせるための動作命令である演算開始指示を出力する。これにより、演算手段４は、データ数が調整された後のサンプリングデータを読み込んで高速フーリエ変換（ＦＦＴ）の演算を実行する（図６のステップＳ１０５）。その後、演算手段４は、当該観測装置の表示部等に演算結果を出力する（図６のステップＳ１０６）。
【００７２】
さらに、図８及び図９を用いて、実施形態２における観測装置の動作の詳細について説明する。図８は実施形態２の観測装置が行うデータ挿入の一処理フローを示すフローチャートであり、図９は実施形態２の観測装置が行うデータ挿入の一処理例を示すブロック図である。
【００７３】
図８及び図９に示すように、実施形態２の観測装置では、データ調整手段６により、サンデータ格納手段５に格納されたプリングデータにいくつかのデータが挿入されてサンプリングデータのデータ数の調整が行われる。このとき、サンプリングデータは、２の累乗個となるように挿入される。
【００７４】
図８を用いて、サンプリングデータが２の累乗個となるようにデータを挿入する処理について説明する。サンプリング手段３によりサンプリングされたサンプリングデータは、データ格納手段５に先頭アドレス”０”（以下、” ”内の数字は２進表示とする）から昇順に格納される。このデータ格納手段５に格納されるデータ数をＮとすると、最大格納アドレスはＮ−１となる。ここで、Ｎ−１の２進表示桁数をＰ（＝ｌｏｇ２（Ｎ−１）、ただし小数点以下は切り上げ）とする（図８のステップＳ１５１）。
【００７５】
データ格納手段５に格納されたサンプリングデータについて、データ数調整手段６は、まず、最大格納アドレスの全桁の値が”１”つまり最大格納アドレスが”１１・・・１（Ｐ個の１）”であるか否かを判断する（図８のステップＳ１５２）。ここで、最大格納アドレスの全桁の値が”１”であるとき、データ数Ｎは既に２の累乗であるため、当該サンプリングデータの間引きは実施する必要がない（図８のステップＳ１６０）。
【００７６】
最大格納アドレスの全桁の値が”１”でなければ、データ数Ｎを超える最小の２の累乗数Ｍｂをデータ調整数に設定する。それとともに、データ数調整手段６が着目する着目桁数ＲをＲ＝Ｐ−１、データを選択するために設定する選択数ＬをＬ＝Ｎに初期化する（図８のステップＳ１５３）。
【００７７】
着目桁数Ｒの初期値はＰ―１であるので、最初にＬＳＢ（Ｌｅａｓｔ Ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ Ｂｉｔ：最下位ビット）寄りの１からＲ＋１＝Ｐビット目、つまりデータの最上位１ビット目に着目する。そのデータの最上位１ビットの値が２Ｒ−１＝２（Ｐ−１）−１であることを選択条件としてアドレスを先頭番地側から選択する。すなわち、この選択条件を基に、データ格納手段５に先頭”０”から昇順に格納されるサンプリングデータを、先頭”０”の昇順に選択する。そして、アドレスを一つ選択する度にＬに１を加算する（図４のステップＳ１１４）。
【００７８】
着目桁数Ｒと選択数Ｌとに着目してサンプリングデータを選択した後、Ｌの加算が行われ、その度に選択数Ｌとデータ数Ｎを超える最小の２の累乗数Ｍｂとを比較する。選択数Ｌがデータ数Ｎを超える最小の２の累乗数Ｍｂと値が異なれば、選択条件を満たす次のアドレスを選択する（図８のステップＳ１５５）。ここで、図８においては、選択数Ｌに１が加算されるごとに増えるが、選択数Ｌの初期値がＮであり、データ数Ｎを超える最小の２の累乗数Ｍｂが自然数であるため、選択数Ｌとデータ数Ｎを超える最小の２の累乗数Ｍｂとの値が異なるとき、ＬはＭａより小さくなっている。
【００７９】
このように順次選択し、着目桁の選択条件を満たすアドレスを全て選択完了したら（図４のステップＳ１１７）、着目桁を１桁減らし、新たにＲ＝Ｒ−１とする（図８のステップＳ１５８）。アドレスの選択が完了していなければ（図８のステップＳ１５７）、図８のステップＳ１５４に戻り、全てにアドレスを選択するまで各着目桁の選択条件に基づいて順次選択を行う。例えば、初期の着目桁数ＲはＰ−１なので、着目桁を１桁減らして新たにＲ＝Ｒ−１とすると、次の着目桁数はＲ＝Ｐ−２となる。これにより、着目ビットをＬＳＢ寄りの１からＲ＋１＝Ｐ−１目となり、その値が２Ｒ−１＝２（Ｐ−２）−１であることを選択条件とし先頭番地側からアドレスの選択する。
【００８０】
着目桁数Ｒを順次１づつ減算しながら、図８のＳ１５４からＳ１５８に至る処理を着目桁数Ｒが０と等しくならない限り続ける（図８のステップＳ１５９）。このような処理を続けると、Ｌ＝Ｍｂとなる時がある。Ｌ＝Ｍｂとなった時、２の累乗個のデータが選択されたので未選択のデータを挿入し、２の累乗であるＭｂ個のデータを得る調整が完了する（図８のステップＳ１５６）。
【００８１】
図９を用いて、図８に示すようなデータの間引きの一処理例について具体的に説明する。図９においては、図９（ａ）に示すように、データ格納手段５のアドレス”００００”からアドレス”１０００”にデータが格納されている。すなわち、図９においては、データ格納手段５に格納されるサンプリングデータの格納データ数ＮはＮ＝９となり、図９（ｂ）に示すようにＮ−１の２進表示桁数ＰをＰ＝４とする（図８のステップＳ１５１）。ここで、図５においては、最大格納アドレス”１０００”の全桁の値が”１”でないので、データ数Ｎを超える最小の２の累乗数Ｍｂがデータ調整数に設定される（図８のステップＳ１５２）。図９（ｂ）に示すように、データ数Ｎ＝９により、データ数Ｎを超える最小の２の累乗数ＭｂをＭｂ＝１６（２の４乗）に設定する。それとともに、着目桁数ＲをＲ＝Ｐ−１＝３とデータ選択数ＬをＬ＝Ｎ＝９に初期化する（図８のステップＳ１５３）。
【００８２】
図９（ｃ）に示すように、データ格納手段５に格納されたサンプリングデータについて、着目桁数Ｒの初期値はＰ−１＝３であるので、アドレスのＬＳＢ寄りの１ビット目からＲ＋１＝４ビット目、つまり全ビットに着目する。ＬＳＢ寄りの１ビット目から４ビットが２Ｒ−１＝２３−１＝”０１１１”であるアドレスのデータを低番地側（”００００”側）から選択し、アドレスを一つ選択したらＬに１を加算する。図９において、ＬＳＢ寄りの１ビット目から４ビットが”０１１１”であるアドレスは、”０１１１”である。このアドレスに格納されたデータが選択され、同時にＬが１０に１加算されてカウントアップする（図８のステップＳ１５４）。
【００８３】
そして、選択数Ｌとデータ数Ｎを超える最小の２の累乗数Ｍｂとを比較する（図８のステップＳ１５５）。図９（ｃ）に示すように、選択数Ｌ＝１０、データ数Ｎを超える最小の２の累乗数Ｍｂ＝１６であり、選択数Ｌとデータ数Ｎを超える最小の２の累乗数Ｍｂとは異なる。
【００８４】
データ格納手段５のアドレスのＬＳＢ寄りにある１からＲ＋１＝４ビット目（ＬＳＢ）に着目してデータの選択を完了する（図８のステップＳ１５７）。この時点で着目桁数ＲはＲ＝３でＰ（＝０）より大きいので、図９（ｄ）に示すように、着目桁数Ｒに１を減算してＲ＝２とする。そして、データ格納手段５に格納されたデータについて、アドレスのＬＳＢ寄りの１からＲ＋１＝３ビット目に着目する。ＬＳＢ寄りの１から３ビット目が２Ｒ−１＝２２−１＝”０１１”であるアドレスのデータを低番地側から選択し、アドレスを一つ選択したらＬに１を加算する。図９において、ＬＳＢよりの１から３ビット目が”０１１”であるアドレスは、”００１１”である。このアドレスに格納されたデータが選択され、同時にＬが１１に１加算されてカウントアップする（図８のステップＳ１５４）。
【００８５】
そして、選択数Ｌとデータ数Ｎを超える最小の２の累乗数Ｍｂとを比較する（図８のステップＳ１５５）。図９（ｄ）に示すように、選択数Ｌ＝１１、データ数Ｎを超える最小の２の累乗数Ｍｂ＝１６であり、選択数Ｌとデータ数Ｎを超える最小の２の累乗数Ｍｂとは異なる。
【００８６】
データ格納手段５のアドレスでＬＳＢ寄りの１からＲ＋１＝３ビット目に着目してデータの選択を完了する（図８のステップＳ１５７）。この時点で着目桁数ＲはＲ＝２でＰ（＝０）より大きいので、図９（ｅ）に示すように、着目桁数Ｒに１を減算してＲ＝１とする。そして、データ格納手段５に格納されたデータについて、アドレスのＬＳＢ寄りの１からＲ＋１＝２ビット目に着目する。ＬＳＢ寄りの１から２ビット目が２Ｒ−１＝２１−１＝”０１”であるアドレスのデータを低番地側から選択し、アドレスを一つ選択したらＬを１加算する。図９において、ＬＳＢから１から２ビット目が”０１”であるアドレスは、”０００１” 、”０１０１”である。これらのアドレスに格納されたデータが選択され、同時にＬが１２〜１３に順次１加算されてカウントアップする（図８のステップＳ１５４）。
【００８７】
そして、選択数Ｌとデータ数Ｎを超える最小の２の累乗数Ｍｂとを比較する（図８のステップＳ１５５）。図９（ｅ）に示すように、選択数Ｌ＝１３、データ数Ｎを超える最小の２の累乗数Ｍｂ＝１６であり、選択数Ｌとデータ数Ｎを超える最小の２の累乗数Ｍｂとは異なる。
【００８８】
データ格納手段５のアドレスでＬＳＢ寄りの１からＲ＋１＝２ビット目に着目してデータの選択を完了する（図８のステップＳ１５７）。この時点で着目桁数ＲはＲ＝１でＰ（＝０）より大きいので、図９（ｆ）に示すように、着目桁数Ｒに１を減算してＲ＝０とする。そして、データ格納手段５に格納されたデータについて、アドレスのＬＳＢ寄りの１からＲ＋１＝１ビット目、すなわちＬＳＢに着目する。ＬＳＢ寄りの１から２ビット目が２Ｒ−１＝２０−１＝”０”であるアドレスのデータを低番地側から選択し、アドレスを一つ選択したらＬを１加算する。図９において、ＬＳＢから１から２ビット目が”０”であるアドレスは、”００００” 、”００１１” 、”０１００”である。これらのアドレスに格納されたデータが選択され、同時にＬが１４〜１６に順次１加算されてカウントアップする（図８のステップＳ１５４）。
【００８９】
そして、選択数Ｌとデータ数Ｎを超える最小の２の累乗数Ｍｂとを比較する（図８のステップＳ１５５）。図５（ｆ）に示すように、選択数Ｌ＝１６、データ数Ｎを超える最小の２の累乗数Ｍｂ＝１６であるので、選択数Ｌとデータ数Ｎを超える最小の２の累乗数Ｍｂとが等しくなる。つまり、このアドレス”００００”、”００１１” 、”０１００”に格納されたサンプリングデータを選択すると、選択数ＬがＬ＝１６となるので、Ｌ＝Ｍａとなり２の累乗である１６個のデータを選択し終わる（図８のステップＳ１５９）。それとともに、図５（ｆ）に示すように、ここまでの処理で未選択のアドレス”０１１０” 、”１０００”は挿入されず、データの挿入処理が完了する（図９のステップＳ１５６）。
【００９０】
以上のように、実施形態２における観測装置は、サンプリング手段３によりサンプリングして得られたサンプリングデータのデータ数を、サンプリングしたデータのデータ数Ｎを超える最小の２の累乗Ｍｂに調整する。一般に、データ数Ｎは、タイミング信号の発生周期Ｔとサンプリングレートｔとから決まる（Ｎ＝Ｔ／ｔ：剰余切り捨て）ため、電源電流の周波数スペクトルを効率良く観測するためにタイミング信号の発生周期Ｔを小さくしたりサンプリングレートｔを大きくしたりするとするとデータ数Ｎが減少する。これに対して、サンプリングデータのデータ数を、サンプリングしたデータのデータ数Ｎを超える最小の２の累乗Ｍｂに調整することにより、タイミング信号の発生周期Ｔやサンプリングレートｔに関わらず、フーリエ変換の演算を効率良く実行することが可能となる。
【００９１】
さらに、実施形態２の観測装置では、サンプリングデータのデータ数を、サンプリングしたデータのデータ数Ｎを超える最小の２の累乗Ｍｂに調整するため、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を用いてフーリエ変換の演算を実行することが可能となる。一般に、サンプリングデータのデータ数をｍ（ｍ：任意の２の累乗である数）とすると、離散フーリエ変換（ＤＦＴ）を用いた演算回数がｍ２オーダであるのに対して、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を用いた場合の演算回数がｌｏｇ２ｍオーダとなる。実施形態２の観測装置では、データ数をＭｂに調整しているので、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）によりフーリエ変換の演算実行が可能である。そのため、実施形態２の観測装置では、フーリエ変換演算回数を（Ｍｂ／２）ｌｏｇ２Ｍｂの演算回数にすることができ、（Ｍｂ／２）ｌｏｇ２Ｍｂ＜Ｎ２であるため電流観測信号のスペクトル観測を高速化できる。これにより、実施形態２の観測装置では、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）により演算実行するため、離散フーリエ変換（ＤＦＴ）により演算実行するのに比べて演算回数を大幅に低減することができる。そして、このような高速フーリエ変換（ＦＦＴ）の高速な演算実行により、高速で効率の良い電源電流の周波数スペクトル観測を実現することができる。
【００９２】
また、実施形態２の観測装置では、データ数調整手段６がデータ数Ｎを超える最小の２の累乗Ｍｂにデータ数Ｎを調整する際、新たなデータを生成する演算処理を行うことなく、サンプリングデータが格納されたデータ格納手段５におけるメモリ空間のアドレスに基づいてデータの調整を行う。そのため、データ数を調整するために演算を行うことなく、データ数を効率良く調整することができ、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）をより一層効率良く演算実行することが可能である。またさらに、実施形態２の観測装置においては、データ数調整手段６は、データ格納手段５に格納されたサンプリングデータにデータを挿入することによりデータ数を調整するため、データ格納手段５にサンプリングデータを挿入して簡便且つ効率良くデータ数の調整を行うことができる。
【００９３】
特に、実施形態２の観測装置では、調整後のデータ数であるＭｂを、データ数Ｎを超える最小の２の累乗に調整するため、調整前のデータ数Ｎが少数ある場合でフーリエ変換を施して演算実行するのにデータ数を増加させる必要がある場合に有効である。このような場合に、データ数Ｎを増加させて高速フーリエ変換（ＦＦＴ）をより効率良く演算実行することができる。
【００９４】
発明の実施の形態３．
発明の実施の形態３（以下、実施形態３と略す）では、サンプリングしたサンプリングデータから間引き又はサンプリングデータにデータを挿入してデータの数を２の累乗個に調整する電源電流の周波数スペクトルの観測装置について説明する。また、実施形態３における観測装置は、被測定集積回路の電源電流について特定の周波数及びその高調波成分の大きさを高速フーリエ変換（ＦＦＴ）によって演算実行して高速に求める。
【００９５】
まず、実施形態３における観測装置の構成について説明する。実施形態３における観測装置は、図１に示すように、実施形態１や実施形態２と同様に構成することができる。ここで、データ数調整手段６について説明し、その他については実施形態１や実施形態２と同様であり、その説明を省略する。
【００９６】
前述のように、実施形態１における観測装置では、データ数調整手段６は、サンプリングデータからデータを間引いてデータ数を２の累乗個に調整する。さらに、前述のように、実施形態２における観測装置では、データ数調整手段６は、サンプリングデータにデータを挿入してデータ数を２の累乗個に調整する。
【００９７】
これに対して、実施形態３における観測装置では、データ数調整手段６は、サンプリングデータからデータを間引く、又はサンプリングデータにデータを挿入し、データの数を２の累乗個に調整する機能を有する。さらに、実施形態３における観測装置のデータ数調整手段６は、データ数の調整を行う際にサンプリングデータを間引くかデータを挿入するかを選択する機能を有する。また、制御手段１は、データ数調整手段６に対して動作命令を入力し、データ数調整手段６にサンプリングデータの間引き又は挿入を選択させ、データを高速フーリエ変換（ＦＦＴ）により演算実行可能な２の累乗のデータ数にサンプリングデータにデータを挿入させて調整させる。
【００９８】
次に、図１０を用いて、実施形態３における観測装置の動作の概略について説明する。図１０は実施形態３の観測装置の一処理フローを示すチャート図である。また、図１０において、ステップＳ１０１及びＳ１０２については、実施形態１や実施形態２と同様であり、ここでは説明するのを省略し、図１０のステップＳ１０３ａ〜Ｓ１０６について説明する。
【００９９】
サンプリング終了合図を入力されたサンプリング手段３は、サンプリング終了合図により、電流観測信号のサンプリングを終了する。サンプリング手段３によりサンプリングされたサンプリングデータは、データ格納手段５に対して出力され、一時的にデータ格納手段５に格納保存される。このとき、サンプリングデータは、格納アドレス”０”を先頭アドレスとして昇順に格納されている。また、格納されるサンプリングデータのデータ数は、タイミング信号の発生周期Ｔとサンプリングレートｔで決まり、データ数＝Ｔ／ｔ（剰余切り捨て）となっている。
【０１００】
データ格納手段５にサンプリングデータが一時的に格納されると、制御手段１はデータ数調整手段６に対して、データ数の調整を行わせるための動作命令であるデータ数調整指示を出力する。これにより、データ数調整手段６は、データ格納手段５に格納されるサンプリングデータのデータ数を調整する（図６のステップＳ１０７）。このとき、データ数調整手段６は、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）によりフーリエ変換の演算を実行する際に２の累乗個のデータが必要であるため、データ数が２の累乗個となるように調整が行われる。
【０１０１】
実施形態３における観測装置では、データ数調整手段６は、制御手段１のデータ数調整指示により、データ数の調整を行う前にサンプリングデータの間引きと挿入とを選択する。その後、サンプリングデータからデータを間引いたり、サンプリングデータにデータを挿入したりし、データ数の調整を行う。そして、制御手段１からの動作指示により、サンプリングを終了すると、データ数Ｎとデータ数Ｎを超えない最大の２の累乗Ｍａ、データ数Ｎを超える最小の２の累乗Ｍｂを設定する（図１０のステップＳ１０３ａ）。
【０１０２】
例えば、サンプリングされたデータ数をＮ（不定数）とすると、データ数調整手段６は、データ数Ｎとデータ数Ｎを超えない最大の２の累乗Ｍａ、データ数Ｎを超える最小の２の累乗Ｍｂとの近さにより、データの間引き又は挿入を選択する。データ数調整手段６は、（Ｍｂ−Ｎ）−（Ｎ−Ｍａ）の値が、０より大きい（データ数Ｎがデータ数Ｎを超えない最大の２の累乗Ｍａに近い）の場合にはサンプリングデータの間引きを行い、０より小さい（データ数Ｎがデータ数Ｎを超える最小の２の累乗Ｍｂに近い）の場合にはサンプリングデータの挿入を行う。また、０に等しい（データ数Ｎが、データ数Ｎがデータ数Ｎを超えない最大の２の累乗Ｍａとデータ数Ｎがデータ数Ｎを超える最小の２の累乗Ｍｂと等距離）の場合には、サンプリングデータの間引きを行うものとする（図１０のステップＳ１０８）。
【０１０３】
データ調整手段６は、データの間引きを選択した場合、前述の実施形態１と同様にしてサンプリングデータの間引きを行う（図１０のステップＳ１０４ａ）。また、データ調整手段６は、データの挿入を選択した場合、前述の実施形態２と同様にしてサンプリングデータにデータの挿入を行う（図１０のステップＳ１０７ａ）。ここでは、データの間引きと挿入について説明するの省略する。そして、データ数調整手段６は、サンプリングデータのデータ数を調整すると、データ数調整されたサンプリングデータを演算手段４に対して出力する。
【０１０４】
データ数調整手段６がサンプリングデータのデータ数を調整すると、制御手段１は演算手段４に対して、演算処理を行わせるための動作命令である演算開始指示を出力する。これにより、演算手段４は、データ数が調整された後のサンプリングデータを読み込んで高速フーリエ変換（ＦＦＴ）の演算を実行する（図１０のステップＳ１０５）。その後、演算手段４は、当該観測装置の表示部等に演算結果を出力する（図１０のステップＳ１０６）。
【０１０５】
以上のように、実施形態３における観測装置は、サンプリング手段３によりサンプリングして得られたサンプリングデータのデータ数を、サンプリングしたデータのデータ数Ｎを超えない最大の２の累乗Ｍａ又はデータ数Ｎを超える最小の２の累乗Ｍｂに調整する（以下、この調整後のデータ数をＭ＝Ｍａ又はＭｂとする）。一般に、データ数Ｎは、タイミング信号の発生周期Ｔとサンプリングレートｔとから決まる（Ｎ＝Ｔ／ｔ：剰余切り捨て）ため、電源電流の周波数スペクトルを効率良く観測するためにタイミング信号の発生周期Ｔを小さくしたりサンプリングレートｔを大きくしたりするとするとデータ数Ｎが減少する。これに対して、サンプリングデータのデータ数をＭ（＝Ｍａ又はＭｂ）に調整することにより、タイミング信号の発生周期Ｔやサンプリングレートｔに関わらず、フーリエ変換の演算を効率良く実行することが可能となる。
【０１０６】
さらに、実施形態３の観測装置では、サンプリングデータのデータ数を、サンプリングしたデータのデータ数ＮをＭに調整するため、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を用いてフーリエ変換の演算を実行することが可能となる。一般に、サンプリングデータのデータ数をｍ（ｍ：任意の２の累乗である数）とすると、離散フーリエ変換（ＤＦＴ）を用いた演算回数がｍ２オーダであるのに対して、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を用いた場合の演算回数がｌｏｇ２ｍオーダとなる。実施形態３の観測装置では、データ数をＭに調整しているので、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）によりフーリエ変換の演算実行が可能である。そのため、実施形態３の観測装置では、フーリエ変換演算回数を（Ｍ／２）ｌｏｇ２Ｍの演算回数にすることができ、（Ｍ／２）ｌｏｇ２Ｍ＜Ｎ２であるため電流観測信号のスペクトル観測を高速化できる。これにより、実施形態３の観測装置では、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）により演算実行するため、離散フーリエ変換（ＤＦＴ）により演算実行するのに比べて演算回数を大幅に低減することができる。そして、このような高速フーリエ変換（ＦＦＴ）の高速な演算実行により、高速で効率の良い電源周波数のスペクトル観測を実現することができる。
【０１０７】
また、実施形態３の観測装置では、データ数調整手段６がデータ数Ｎを超えない最大の２の累乗Ｍにデータ数Ｎを調整する際、新たにサンプリングデータを選択して削除したり新たにデータを生成したりする演算処理を行うことなく、サンプリングデータが格納されたデータ格納手段５におけるメモリ空間のアドレスに基づいてデータの調整を行う。そのため、データ数を調整するために演算を行うことなく、データ数を効率良く調整することができ、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）をより一層効率良く演算実行することが可能である。またさらに、実施形態３の観測装置においては、データ数調整手段６は、データ格納手段５に格納されたサンプリングデータの間引き・挿入を選択することによりデータ数を調整するため、データ格納手段５に格納されるデータ数Ｎの大きさに関わらず、簡便且つ効率良くデータ数の調整を確実に行うことができる。
【０１０８】
さらにまた、実施形態３における観測装置では、サンプリングデータの間引き又は挿入を選択してデータ数の調整を行う。例えば、Ｎ＝３１であった時、データの間引きを選択してＮ＝３１から１５のデータを間引き２の４乗である１６個データに調整するのでなく、１個のデータを挿入することで２の５乗である３２個のデータに調整する。この場合、間引きに比べ挿入の方法を選択する方がデータ加工量を少なくすることができる。このように、実施形態３の観測装置では、データの間引く数と挿入する数とを比較して少ない方を選択することにより、データの加工量が減少し、効率良くデータ数の調整を行うことができる。さらに、サンプリングデータの間引く数と挿入する数とを比較して少ない方を選択することにより、データ数の調整を行うことによりデータ調整後のフーリエ変換の結果が本質的に持つデータ数調整前のフーリエ変換の結果に対する誤差を抑制することができる。そのため、データの間引く数と挿入する数とを比較して少ない方を選択し、データ調整後のフーリエ変換の結果を、データ数調整前のフーリエ変換結果に近づけること可能となる。
【０１０９】
発明の実施の形態４．
発明の実施の形態４（以下、実施形態４と略す）では、前述の実施形態１乃至実施形態３の観測装置の応用として、前述の電源電流の周波数スペクトルを観測する観測装置を実装して被測定集積回路の故障を検査する故障検査装置について説明する。
【０１１０】
まず、図１１を用いて、実施形態４における故障検査装置の構成について説明する。図１１は、故障検査装置の一構成例を示すブロック図である。図１１に示すように、故障検査装置は、主たる要素として、ＬＳＩテスタ３７、テストパタン格納ユニット３８、プログラム格納ユニット３９、電源４０、電流検出ユニット４１、観測装置を備えている。
【０１１１】
ＬＳＩテスタ３７は、当該被測定集積回路である被試験集積回路４２に対して、故障検査を行うためのテスト信号を印加するコンピュータ等の装置である。テストパタン格納ユニット３８は、ＬＳＩテスタ３７により被試験集積回路４２に印加されるテスト信号の種類やパタン等の情報が格納された装置である。プログラム格納ユニット３９は、ＬＳＩテスタ３７が被試験集積回路４２に印加するテスト信号を作成するためにＬＳＩテスタ３７を操作する情報を記憶された装置である。また、ＬＳＩテスタ３７には、テストパタン格納ユニット３８とプログラム格納ユニット３９が接続されている。それとともに、ＬＳＩテスタ３７には、被試験集積回路４２が接続され、被試験集積回路４２にテスト信号を印加できるようになっている。
【０１１２】
電源４０は、被試験集積回路１２が動作を行うのに必要な電源電流を供給する。電流検出ユニット４１は、電源４０からの電源電流を被試験集積回路４２に対して送る装置である。それとともに、電流検出ユニット４１は、被試験集積回路４２に供給する電源電流を観測し、その観測結果に基づく情報を電流観測信号としてサンプリングユニット４５に送る装置である。
【０１１３】
図１１に示すように、当該観測装置は、主たる要素として、タイミング信号生成ユニット４４、サンプリングユニット４５、データ格納ユニット４６、データ数調整ユニット４７、演算ユニット４８、制御ユニット４３から構成される。
【０１１４】
タイミング発生手段２は、一定の周期ごとにタイミング信号を発生させる装置である。サンプリングユニット４５は、タイミング信号生成ユニット４４の発生させるタイミング信号に基づき、電源電流の電流観測信号のデータサンプリングを行う装置である。データ格納ユニット４６は、サンプリングユニット４５がサンプリングしたサンプリングデータを記憶保存する装置である。
【０１１５】
データ数調整手段６は、制御手段１からの動作命令に従って、データ格納ユニット４６に格納された任意個数のデータを高速フーリエ変換（ＦＦＴ）により演算実行可能な２の累乗のデータ数に調整する装置である。演算ユニット４８は、データ数調整ユニット４７によりデータ数を調整されたサンプリングデータに基づき、特定の周波数及びその高調波の大きさを求める高速フーリエ変換（ＦＦＴ）演算を実行する装置である。また、制御ユニット４３は、当該観測装置全体の動作制御を司る装置である。そして、実施形態１乃至実施形態３と同様に、観測装置の各ユニットは接続されている。
【０１１６】
次に、実施形態４における故障検査装置の動作について説明する。なお、故障検査装置に実装された観測装置は、実施形態１乃至実施形態３と同様に動作を行い、入力された電流観測信号から演算結果を出力する。
【０１１７】
当該故障検査の対象となる被試験集積回路４２は、電流検出ユニット４１に接続され、電流検出ユニット４１を介して電源４０から電源電流を供給される。これにより、被試験集積回路４２は動作を行っている。また、被試験集積回路４２は、ＬＳＩテスタ３７からテスト信号を入力されている。
【０１１８】
ＬＳＩテスタ３７は、プログラム格納ユニット３９に格納されたプログラムに従って動作を行い、テスト信号を生成する。また、このテスト信号は、テストパタン格納ユニット３８に格納されるテストパタンに基づいて生成される。
【０１１９】
電流検出ユニット４１は、被試験集積回路４２に電源電流を供給するとともに、被試験集積回路４２に供給する電源電流を観測して被試験集積回路４２での電源電流の状態を示す電流を検出する。そして、電流検出ユニット４１は、検出した電流を、電流観測信号としてサンプリングユニット４５に対して入力する。
【０１２０】
当該観測装置のタイミング信号生成ユニット４４は、ＬＳＩテスタ３７に接続され、被試験集積回路４２に入力するテスト信号の印加情報を受けてタイミング信号を生成している。制御ユニット４３は、タイミング信号生成ユニット４４に接続され、タイミング信号を入力され、サンプリングユニット４５にサンプリングの開始合図と終了合図を入力する。このサンプリング可の開始合図と終了合図に基づいて、サンプリングユニット４５はサンプリングの開始と終了とを行う。そして、電流検出ユニット４１から入力された電流観測信号をサンプリングする。
【０１２１】
サンプリングユニット４５によりサンプリングされたサンプリングデータは、データ格納ユニット４６に対して入力され、データ格納ユニット４６に格納される。そして、制御ユニット４３からデータ数調整ユニット４７に対してデータ格納ユニット４６のデータ数を調整するための動作指示が入力される。それにともない、前述の実施形態１乃至実施形態３に示すように、データ数調整ユニット４７はサンプリングデータの間引きや挿入を行ってデータ数の調整を行う。ここで、サンプリングデータのデータ数は、例えば、実施形態１乃至実施形態３と同様に、２の累乗となるように調整される。
【０１２２】
データ数調整ユニット４７によりデータ格納ユニット４６のサンプリングデータのデータ数が調整されると、制御ユニット４３は、演算ユニット４８に対して演算を行う動作指示である演算命令を入力する。これにともない、演算ユニット４８は、データ格納ユニット４６に格納され、さらにはデータ調整ユニット４７によりデータ数が調整されたサンプリングデータを読み込む。そして、演算ユニット４８は、実施形態１乃至実施形態３と同様に、演算ユニット４３からの演算命令によって、読み込んだサンプリングデータを用いて高速フーリエ変換（ＦＦＴ）によりフーリエ変換を演算実行する。
【０１２３】
演算ユニット４８は、演算実行した演算結果を当該故障検査装置のモニタ等の表示部に出力する。そとともに、演算ユニット４８は、ＬＳＩユニット３７に接続され、ＬＳＩユニット３７に対して演算結果を出力する。ＬＳＩユニット３７は、演算ユニット４８から入力された演算結果から被試験集積回路４２の故障の有無を判定する。被試験集積回路４２の故障の有無は、演算ユニット４８から入力される当該演算結果と、被試験集積回路４２が正常に動作する場合の演算結果とを比較して行うことができる。例えば、予め被試験集積回路４２が正常に動作する時の周波数スペクトルをテストパタン格納ユニット３８に格納し、この正常時の周波数スペクトルと演算ユニット４８から出力される当該演算結果の周波数スペクトルと比較する。そして、ＬＳＩユニット３７で異常電源電流のパワースペクトルを検出して故障を検出することができる。
【０１２４】
以上のように、実施形態４における故障検査装置は、実施形態１乃至実施形態３の観測装置を実装している。また、当該観測装置は、タイミング信号生成ユニット４４が生成するタイミング信号の発生周期やサンプリングレートに関わらずフーリエ変換の演算を効率良く実行することができる。これにより、観測装置が検査結果である演算結果を効率出力し、検査結果を効率良く入手することができる。
【０１２５】
さらに、実施形態４の故障検査装置に実装される観測装置では、サンプリングデータのデータ数を、サンプリングしたデータのデータ数を２の累乗に調整するため、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を用いてフーリエ変換の演算を高速に実行することが可能となる。これにより、実施形態４の故障検査装置では、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を用いて、離散フーリエ変換（ＤＦＴ）により演算実行するのに比べて演算回数を大幅に低減することができ、検査結果を迅速に入手することができる。そして、このような高速フーリエ変換（ＦＦＴ）の高速な演算実行により、高速で効率の良い電源電流の周波数スペクトル観測を用いた故障検査装置を実現することができる。
【０１２６】
また、故障検査装置の観測装置では、データ数調整ユニット４７がデータ数を調整する際、新たにサンプリングデータを選択して削除したり新たにデータを生成したりする演算処理を行うことなく、サンプリングデータが格納されたデータ格納ユニット４６におけるメモリ空間のアドレスに基づいてデータの調整を行う。そのため、データ数を調整するために演算を行うことなく、データ数を効率良く調整することができる。これにより、より一層効率が良く高速な電源電流の周波数のスペクトル観測を用いた故障検査装置を得ることができる。
【０１２７】
なお、本発明の実施の形態においては、データ数を２の累乗となるように調整したが、２以外の整数の累乗となるように調整しても良い。また、本発明の実施の形態においては、高速フーリエ変換としてＣｏｏｌｅｙ−Ｔｕｃｋｅｙ型高速フーリエ変換を用いて説明したが、Ｐｒｉｍｅ Ｆａｃｔｏｒ型高速フーリエ変換であっても良い。さらに、Ｃｏｏｌｅｙ−Ｔｕｃｋｅｙ型高速フーリエ変換の場合、複数の整数に基づくＳｐｌｉｔ−Ｒａｄｉｘ高速フーリエ変換によりフーリエ変換を演算実行しても良い。また、Ｐｒｉｍｅ Ｆａｃｔｏｒ型高速フーリエ変換の場合、サンプリングデータのデータ数を所望の整数毎に因数分解されるようにデータ数の調整を行うようにすることができる。このように、サンプリングデータのデータ数を高速フーリエ変換に応じて種々の基準により調整することにより、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）によりフーリエ変換をより高速化することができ、電源電流の周波数スペクトル観測をより一層迅速に効率良く行うことができる。
【０１２８】
なおまた、本実施形態においては、フーリエ変換により電源電流の周波数スペクトルを生成したが、フーリエ変換に限らずハートレイ変換、ウェブレット変換等のような他の信号変換により生成しても良い。また、このようなフーリエ変換以外の信号変換に対して高速フーリエ変換を用いることが可能である。これにより、電源電流の周波数スペクトル観測をさらに一層効率良く行うことができる。
【０１２９】
【発明の効果】
本発明によれば、電源電流の周波数スペクトルを効率良く観測することができる観測装置及び観測方法、被測定集積回路の故障検出を効率良く行うことができる故障検出装置及び故障検出方法、並びにこれらをコンピュータに対して実現させるプログラムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１における観測装置の一構成例を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態１における観測装置の処理フローを示すフローチャートである。
【図３】本発明の実施の形態１における観測装置の動作を示すタイミング図及びメモリ空間の概略模式図である。
【図４】本発明の実施の形態１における観測装置のデータ間引きの処理フローを示すフローチャートである。
【図５】本発明の実施の形態１における観測装置のデータ間引きの処理フローを示すブロック図である。
【図６】本発明の実施の形態２における観測装置の処理フローを示すフローチャートである。
【図７】本発明の実施の形態２における観測装置の動作を示すタイミング図及びメモリ空間の概略模式図である。
【図８】本発明の実施の形態２における観測装置のデータ挿入の処理フローを示すフローチャートである。
【図９】本発明の実施の形態２における観測装置のデータ挿入の処理フローを示すブロック図である。
【図１０】本発明の実施の形態３における観測装置の処理選択の処理フローを示すフローチャートである。
【図１１】本発明の実施の形態４における故障検査装置の一構成例を示すブロック図である。
【図１２】従来の観測装置の一構成例を示すブロック図である。
【図１３】従来の観測装置の処理フローを示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ 制御手段、 ２ タイミング発生手段、 ３ サンプリング手段、 ４ 演算手段、 ５ データ格納手段、 ６ データ数調整手段、 ３７ ＬＳＩテスタ、 ３８ テストパタン格納ユニット、 ３９ プログラム格納ユニット、 ４０ 電源、 ４１ 電流検出ユニット、 ４２ 被試験集積回路、 ４３ 制御ユニット、 ４４ タイミング信号生成ユニット、 ４５ サンプリングユニット、 ４６ データ格納ユニット、 ４７ データ数調整ユニット、 ４８ 演算ユニット
【発明の属する技術分野】
本発明は、電源電流の周波数スペクトルを観測する観測装置及び観測方法、電源電流の周波数スペクトルを解析することにより前記被試験集積回路の故障を検査する故障検査装置及び故障検査方法、並びにこれらをコンピュータに対して実現するプログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体集積回路に流れる電源電流の周波数解析により、半導体集積回路の故障検出を行う技術が提案されている。この技術においては、半導体集積回路に故障が存在したときに流れる異常電源電流のパワースペクトルを観測し、半導体集積回路の故障を検出する。
【０００３】
半導体集積回路に故障が存在するときの異常電源電流の観測方法では、被測定集積回路（ＤＵＴ：Ｄｅｖｉｃｅ Ｕｎｄｅｒ Ｔｅｓｔ）である半導体集積回路に一連のテスト信号を連続的に間断なく繰返し印加し、そのとき被測定集積回路に流れる電源電流の周波数スペクトルを観測して故障検出を行う。このとき、観測した電源電流の周波数スペクトルと予め定められた周波数スペクトルとを比較することにより、被測定集積回路である半導体集積回路に流れる異常電源電流を検出し、被測定集積回路の故障を検出している。
【０００４】
このような半導体集積回路の故障検出を行う従来の故障検査装置及び故障検査方法について図１２及び図１３を用いて説明する（例えば、特許３０８５２８４号公報参照）。図１２に示すように、従来の故障検査装置は、制御手段１００１、タイミング発生手段１００２、サンプリング手段１００３、演算手段１００４、及びデータ格納手段１００５を含む。
【０００５】
タイミング発生手段１００２は、一定の周期ごとにタイミング信号を発生させる。制御手段１００１は、このタイミング信号に基づき電流観測信号のデータのサンプリングする開始合図とサンプリングの終了合図を生成させる。サンプリング手段１００３は、サンプリング開始合図の受信により電流観測信号のサンプリングを開始させ、それとともにサンプリング終了合図の受信により電流観測信号のサンプリングを終了させる。また、サンプリングしたサンプリングデータは、逐次、データ格納手段５に送信されて記憶される。
【０００６】
制御手段１００１は、サンプリング終了合図を生成した後、演算命令を生成して演算手段１００４に送信する。演算手段１００４は、制御手段１００１から演算命令を受信すると、データ格納手段１００５からサンプリングデータを読み出し、読み出した離散フーリエ変換（ＤＦＴ）を実行して結果を出力する。
【０００７】
図１３は、電源電流の周波数スペクトルの観測時に行う処理フローを示すフローチャートである。図１３に示すように、従来例の電源電流の周波数スペクトルを観測して故障を検出する故障検査方法について説明する。タイミング発生手段１００２は、予め定められた周期すなわちテスト信号の印加周期でタイミング信号を生成する（Ｓ１１０１）。制御手段１００１は、このタイミング信号をタイミング発生手段１００２から受けると、電源電流の電流観測信号をサンプリングするサンプリング開始合図を生成させる。このサンプリングの開始合図によって、サンプリング手段１００３は、電流観測信号のサンプリングを開始する（Ｓ１１０２）。このとき、サンプリングは予め定められた一定の間隔で行われる。また、サンプリングしたサンプリングデータは、逐次、データ格納手段５に送られて記憶保持される。
【０００８】
制御手段１００１は、電流観測信号をサンプリングすると、電流観測信号のサンプリングの終了合図を生成させる。このサンプリングの終了合図により、サンプリング手段１００３は、電流観測信号のサンプリングを終了する（Ｓ１１０３）。制御手段１００１は、サンプリングの終了合図を生成した後、演算命令を演算手段１００４に対して送る。演算手段１００４は、電流観測信号をサンプリングしたデータをデータ格納手段１００５から読み出し、フーリエ変換（ＤＦＴ）演算を実行する（Ｓ１１０５）。この演算手段１００４が実行した演算結果は、電流観測信号の各周波数成分の大きさであり、これを結果として出力する（Ｓ１１０６）。
【０００９】
しかしながら、このような従来の電源電流の周波数スペクトルを観測して故障を検査する故障検査方法では、サンプリングデータのデータ数が電流観測時間とサンプリング周期で決まる不定数である。つまり、サンプリング周期をサンプリングレートで割った数がサンプリングデータのデータ数となる。
【００１０】
さらに、フーリエ変換演算に離散フーリエ変換（ＤＦＴ）を使用する場合、必要な演算回数は、サンプリングデータのデータ数をＮとするとＮの２乗になる（例えば、社団法人電子通信学会編、辻井重男著、「伝送回路」コロナ社、昭和５８年初版発行、ｐ２６参照。）。そのため、サンプリングデータ数であるＮが多くなると、フーリエ変換を行う演算実行時間はＮの２乗倍に比例して長くなる。
【００１１】
このように、電流観測信号とサンプリング周期とによりサンプリングデータ数が決まり、かつサンプリングデータのデータ数の増加に伴ってフーリエ変換の実行時間が２乗倍に比例して長くなるため、サンプリングデータのデータ数が多くなると、フーリエ変換の演算実行時間が膨大に長くなる。これにより、電源電流の周波数スペクトルを観測するのに必要な時間が長くなり、電源電流の周波数スペクトル観測を効率良く行うことができない。
【００１２】
またさらに、演算手段１００４は離散フーリエ変換（ＤＦＴ）又は高速フーリエ変換（ＦＦＴ）により演算を実行する。離散フーリエ変換（ＤＦＴ）により演算実行する場合には、フーリエ変換の演算実行時間が長くなるという問題がある。また、特許文献１には不定数データに対する高速フーリエ変換（ＦＦＴ）の具体的な実行手順が明示されていないが、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）により演算実行する場合には、サンプリングデータのデータ数は２の累乗だけ必要である。そのため、従来の故障検査装置では、サンプリングデータのデータ数が２の累乗となるまでサンプリングを行う必要があり、電源電流の周波数スペクトルを効率良くサンプリングすることができない。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
このように、従来の観測装置及び観測方法、故障検出装置及び故障検出方法、並びにプログラムでは、サンプリングのデータ数が電流観測時間とサンプリング周期で決まるため、電源電流の周波数スペクトルの観測を効率良く行うことができず、被測定集積回路の故障検出を効率良く行うことができないという問題点があった。
【００１４】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、電源電流の周波数スペクトルを効率良く観測することができる観測装置及び観測方法、被測定集積回路の故障検出を効率良く行うことができる故障検出装置及び故障検出方法、並びにこれらをコンピュータに対して実現させるプログラムを提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明にかかる観測装置は、被試験集積回路に対して印加するテスト信号に応じて前記被試験集積回路に流れる電源電流を測定する電流観測信号に基づいて当該電源電流の周波数スペクトルを観測する観測装置であって、前記電流観測信号をサンプリングするサンプリング手段（例えば、発明の実施の形態におけるサンプリング手段３）と、該サンプリング手段がサンプリングしたサンプリングデータを格納するデータ格納手段（例えば、発明の実施の形態におけるデータ格納手段５）と、該データ格納手段に格納されたサンプリングデータのデータ数を調整するデータ数調整手段（例えば、発明の実施の形態におけるデータ数調整手段６）と、該データ数調整手段に対して、前記データ数が所定の整数の累乗となるように調整するように制御する制御手段（例えば、発明の実施の形態における制御手段１）と、基準となる整数である基数の累乗個あるデータを前記基数個の集合毎に分解した後に前記集合毎にデータを演算する第一演算処理と、該第一演算処理による前記集合毎の演算結果に基づいて前記分解前のデータを演算する第二演算処理とを有する演算処理により、前記データ数調整手段によりデータ数が調整されたサンプリングデータを繰り返し前記所定の整数個の集合毎に分解して演算し、前記周波数スペクトルを生成する演算手段（例えば、発明の実施の形態における演算手段４）とを備えたものである。このような構成により、電源電流の周波数スペクトルを効率良く観測することができる。
【００１６】
さらに、本発明にかかる観測装置では、前記データ数調整手段は、前記サンプリングデータからデータを間引く又は前記サンプリングデータにデータを挿入することにより前記データ数を調整することができる。これにより、サンプリングの周期やサンプリングレートに関わらず、電源電流の周波数スペクトルを効率良く観測することができる。
【００１７】
さらにまた、本発明にかかる観測装置では、前記データ数調整手段は、前記データ格納手段に格納されたサンプリングの格納アドレスに基づいて前記サンプリングデータからデータを間引く又は前記サンプリングデータにデータを挿入することができる。これにより、迅速にサンプリングデータのデータ数を調整することができる。
【００１８】
また、本発明にかかる観測装置では、前記データ数調整手段は、前記調整されたサンプリングデータのデータ数に基づいて、サンプリングデータの前記間引き又は前記挿入を選択することができる。これにより、より迅速にサンプリングデータのデータ数を調整することができる。
【００１９】
好ましくは、本発明にかかる観測装置では、前記演算処理は、前記所定の整数が２である高速フーリエ変換である。これにより、電源電流の周波数スペクトルを高速に生成することができる。
【００２０】
本発明にかかる故障検査装置は、被試験集積回路に対して印加するテスト信号に応じて前記被試験集積回路に流れる電源電流を測定する電流観測信号に基づいて当該電源電流の周波数スペクトルを観測し、該周波数スペクトルを解析して前記被試験集積回路の故障を検査する故障検査装置であって、前記電流観測信号をサンプリングするサンプリング手段（例えば、発明の実施の形態におけるサンプリングユニット４５）と、該サンプリング手段がサンプリングしたサンプリングデータを格納するデータ格納手段（例えば、発明の実施の形態におけるデータ格納ユニット４６）と、該データ格納手段に格納されたサンプリングデータのデータ数を調整するデータ数調整手段（例えば、発明の実施の形態におけるデータ調整ユニット４７）と、該データ数調整手段に対して、前記データ数が所定の整数の累乗となるように調整するように制御する制御手段（例えば、発明の実施の形態における制御ユニット４３）と、基準となる整数である基数の累乗個あるデータを前記基数個の集合毎に分解した後に前記集合毎にデータを演算する第一演算処理と、該第一演算処理による前記集合毎の演算結果に基づいて前記分解前のデータを演算する第二演算処理とを有する演算処理により、前記データ数調整手段によりデータ数が調整されたサンプリングデータを繰り返し前記所定の整数個の集合毎に分解して演算し、前記周波数スペクトルを生成する演算手段（例えば、発明の実施の形態における演算ユニット４８）と、該演算手段から前記周波数スペクトルを入力され、該入力された周波数スペクトルを解析する周波数スペクトル解析手段（例えば、発明の実施の形態におけるＬＳＩテスタ３７）とを備えたものである。このような構成により、電源電流の周波数スペクトルを効率良く観測して故障を検査することができる。
【００２１】
本発明にかかる観測方法は、被試験集積回路に対して印加するテスト信号に応じて前記被試験集積回路に流れる電源電流を測定する電流観測信号に基づいて当該電源電流の周波数スペクトルを観測する観測方法であって、前記電流観測信号をサンプリングするステップと、該サンプリングされたサンプリングデータを格納するステップと、該格納されたサンプリングデータのデータ数が所定の整数の累乗となるように前記データ数を調整するステップと、基準となる整数である基数の累乗個あるデータを前記基数個の集合毎に分解した後に前記集合毎にデータを演算する第一演算処理と、該第一演算処理による前記集合毎の演算結果に基づいて前記分解前のデータを演算する第二演算処理とを有する演算処理により、前記データ数が調整されたサンプリングデータを繰り返し前記所定の整数個の集合毎に分解して演算し、前記周波数スペクトルを生成するステップとを備えたものである。このような方法により、電源電流の周波数スペクトルを効率良く観測することができる。
【００２２】
さらに、本発明にかかる観測方法では、前記サンプリングデータからデータを間引く又は前記サンプリングデータにデータを挿入することにより前記データ数を調整することができる。これにより、サンプリングの周期やサンプリングレートに関わらず、電源電流の周波数スペクトルを効率良く観測することができる。
【００２３】
さらにまた、本発明にかかる観測方法では、前記格納されたサンプリングの格納アドレスに基づいて前記サンプリングデータからデータを間引く又は前記サンプリングデータにデータを挿入することができる。これにより、迅速にサンプリングデータのデータ数を調整することができる。
【００２４】
また、本発明にかかる観測方法では、前記調整されたサンプリングデータのデータ数に基づいて、前記サンプリングデータの前記間引き又は前記挿入を選択する。これにより、より迅速にサンプリングデータのデータ数を調整することができる。
【００２５】
好ましくは、本発明にかかる観測装置は、前記演算処理は、前記所定の整数が２である高速フーリエ変換である。これにより、電源電流の周波数スペクトルを高速に生成することができる。
【００２６】
本発明にかかる故障検査方法は、被試験集積回路に対して印加するテスト信号に応じて前記被試験集積回路に流れる電源電流を測定する電流観測信号に基づいて当該電源電流の周波数スペクトルを観測し、該周波数スペクトルを解析して前記被試験集積回路の故障を検査する故障検査方法であって、前記電流観測信号をサンプリングするステップと、該サンプリングされたサンプリングデータを格納するステップと、該格納されたサンプリングデータのデータ数が所定の整数の累乗となるように前記データ数を調整するステップと、基準となる整数である基数の累乗個あるデータを前記基数個の集合毎に分解した後に前記集合毎にデータを演算する第一演算処理と、該第一演算処理による前記集合毎の演算結果に基づいて前記分解前のデータを演算する第二演算処理とを有する演算処理により、前記データ数が調整されたサンプリングデータを繰り返し前記所定の整数個の集合毎に分解して演算し、前記周波数スペクトルを生成するステップと、該演算して生成された周波数スペクトルを解析するステップとを備えたものである。このような方法により、電源電流の周波数スペクトルを効率良く観測して故障を検査することができる。
【００２７】
本発明にかかるプログラムは、被試験集積回路に対して印加するテスト信号に応じて前記被試験集積回路に流れる電源電流を測定する電流観測信号に基づいて当該電源電流の周波数スペクトルを観測することをコンピュータに対して実現するプログラムであって、前記電流観測信号をサンプリングするステップと、該サンプリングされたサンプリングデータを格納するステップと、該格納されたサンプリングデータのデータ数が所定の整数の累乗となるように前記データ数を調整するステップと、基準となる整数である基数の累乗個あるデータを前記基数個の集合毎に分解した後に前記集合毎にデータを演算する第一演算処理と、該第一演算処理による前記集合毎の演算結果に基づいて前記分解前のデータを演算する第二演算処理とを有する演算処理により、前記データ数が調整されたサンプリングデータを繰り返し前記所定の整数個の集合毎に分解して演算し、前記周波数スペクトルを生成するステップとをコンピュータに対して実現するものである。このような構成により、電源電流の周波数スペクトルを効率良く観測することができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。
【００２９】
本発明の実施の形態において、発明の実施の形態１ではサンプリングしたサンプリングデータからデータを間引いてデータの数を２の累乗個に調整する場合について説明し、発明の実施の形態２ではサンプリングしたサンプリングデータにデータを挿入してデータの数を２の累乗個に調整する場合について説明する。さらに、発明の実施の形態３ではサンプリングしたサンプリングデータからのデータの間引き又はサンプリングデータへのデータの挿入を選択してデータの数を２の累乗個に調整する場合について説明する。
【００３０】
発明の実施の形態１．
発明の実施の形態１（以下、実施形態１と略す）では、サンプリングしたサンプリングデータからデータを間引いてデータの数を２の累乗個に調整する電源電流の周波数スペクトルの観測装置について説明する。また、実施形態１における観測装置は、被測定集積回路の電源電流について特定の周波数及びその高調波成分の大きさを高速フーリエ変換（ＦＦＴ）によって演算実行して高速に求める。
【００３１】
まず、図１を用いて、実施形態１における観測装置の構成について説明する。図１は、観測装置の一構成例を示すブロック図である。図１に示すように、観測装置は、主たる要素として、タイミング発生手段２、サンプリング手段３、データ格納手段５、データ数調整手段６、演算手段４、制御手段１から構成される。
【００３２】
タイミング発生手段２は、一定の周期ごとにタイミング信号を発生させる機能を有する。タイミング発生手段２が発生させたタイミング信号は、制御手段１に対して出力される。サンプリング手段３は、タイミング発生手段２の発生させるタイミング信号に基づき、電源電流の電流観測信号のデータサンプリングを行う機能を有する。さらに、サンプリング手段３は、タイミング信号に基づき、電流観測信号のサンプリングを終了させる機能を有する。サンプリング手段３がサンプリングしたサンプリングデータは、データ格納手段５に対して出力される。
【００３３】
データ格納手段５は、サンプリング手段３がサンプリングしたサンプリングデータをサンプリング手段３により入力されて記憶保存する機能を有する。データ数調整手段６は、制御手段１からの動作命令に従って、データ格納手段５に格納された任意個数のデータを高速フーリエ変換（ＦＦＴ）により演算実行可能な２の累乗のデータ数に調整する機能を有する。そして、２の累乗のデータ数に調整されたデータは、データ数調整手段６から演算手段４に対して出力される。演算手段４は、データ数調整手段６によりデータ数を調整されたサンプリングデータに基づき高速フーリエ変換（ＦＦＴ）による演算を実行する機能を有し、特定の周波数及びその高調波の大きさ等を求める機能を有する。
【００３４】
制御手段１は、装置全体の動作制御を司る機能を備える。制御手段１は、タイミング発生手段２からタイミング信号を入力され、このタイミング信号に基づき、サンプリング手段３に対して電源電流の電流観測信号のデータサンプリングを開始させる。さらに、制御手段１は、タイミング発生手段２により入力されたタイミング信号に基づき、サンプリング手段３に対して電流観測信号のサンプリングを終了させる。そして、制御手段１は、データ数調整手段６に対して動作命令を入力し、データを高速フーリエ変換（ＦＦＴ）による演算実行可能な２の累乗のデータ数に調整させる。また、制御手段１は、演算手段４に対して演算命令を入力し、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）によりフーリエ変換の演算を実行させる。
【００３５】
実施形態１の観測装置では、コンピュータ上で実行されるプログラム制御により、前述のような各機能を実現するように構成することができる。この場合、各機能を実行するプログラムを予め記憶媒体に記憶しておき、コンピュータでこれらのプログラムをロードして機能を実行することができる。また、各機能を実行するコンピュータ等のハードウェア資源により分散的に処理する構成としても良いし、単一のコンピュータ等により物理的に単一に構成しても良い。
【００３６】
次に、図２及び図３を用いて、実施形態１における観測装置の動作の概略について説明する。図２は実施形態１の観測装置の一処理フローを示すチャート図であり、図３は実施形態１の観測装置の動作を示すタイミング図及び概略模式図である。なお、図３（ｄ）及び図３（ｅ）における横軸は、時間と格納手段５におけるメモリ空間でのメモリアドレスとを示す。
【００３７】
タイミング発生手段２はタイミング信号を発生させる（図２のステップＳ１０１）。図３（ａ）に示すように、タイミング発生手段２は、予め決められた周期Ｔごとにタイミング信号を発生させ、制御手段１に対して出力する。図３（ｂ）に示すように、タイミング信号を入力された制御手段１は、サンプリング手段３に対してサンプリング開始合図を出力する。サンプリング開始合図を入力されたサンプリング手段３は、図３（ｃ）に示すように、サンプリング開始合図により、電流観測信号を予め定められたサンプリングレートでサンプリングを開始する（図２のステップＳ１０２）。
【００３８】
そして、タイミング発生手段２は、周期Ｔの後、サンプリング信号を発生させる。ここで、このサンプリング信号は、図３（ａ）に示すように、サンプリング開始合図を示すサンプリング信号の次のタイミング信号となっている。この次のサンプリング信号を入力された制御手段１は、図３（ｂ）に示すように、サンプリング手段３にサンプリング終了合図を出力する。図３（ｃ）に示すように、サンプリング終了合図を入力されたサンプリング手段３は、サンプリング終了合図により、電流観測信号のサンプリングを終了する（図２のステップＳ１０３）。
【００３９】
図３（ｄ）に示すように、サンプリング手段３によりサンプリングされたサンプリングデータは、データ格納手段５に対して出力され、一時的にデータ格納手段５に格納保存される。このとき、サンプリングデータは、格納アドレス”０”を先頭アドレスとして昇順に格納されている。また、格納されるサンプリングデータのデータ数は、タイミング信号の発生周期Ｔとサンプリングレートｔで決まり、データ数＝Ｔ／ｔ（剰余切り捨て）となっている。
【００４０】
データ格納手段５にサンプリングデータが一時的に格納されると、制御手段１はデータ数調整手段６に対して、データ数の調整を行わせるための動作命令であるデータ数調整指示を出力する。これにより、データ数調整手段６は、データ格納手段５に格納されるサンプリングデータのデータ数を調整する（図２のステップＳ１０４）。このとき、データ数調整手段６は、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）によりフーリエ変換の演算を実行する際に２の累乗個のデータが必要であるため、データ数が２の累乗個となるように調整が行われる。
【００４１】
実施形態１における観測装置では、図３（ｅ）に示すように、データ数調整手段６は、データ格納手段５に格納されたデータからデータを間引くことにより、データ数の調整を行う。例えば、サンプリングされたデータ数をＮ（不定数）とすると、データ数調整手段６は、データを間引くことにより、データ数Ｎを超えない最大の２の累乗となる数（ここで、この数をＭａとする）にデータ数を調整する。そして、データ数調整手段６は、サンプリングデータのデータ数を調整すると、データ数調整されたサンプリングデータを演算手段４に対して出力する。
【００４２】
データ数調整手段６がサンプリングデータのデータ数を調整すると、制御手段１は演算手段４に対して、演算処理を行わせるための動作命令である演算開始指示を出力する。これにより、演算手段４は、データ数が調整された後のサンプリングデータを読み込んで高速フーリエ変換（ＦＦＴ）の演算を実行する（図２のステップＳ１０５）。その後、演算手段４は、当該観測装置の表示部等に演算結果を出力する（図２のステップＳ１０６）。
【００４３】
さらに、図４及び図５を用いて、実施形態１における観測装置の動作の詳細について説明する。図４は実施形態１の観測装置が行うデータ間引きの一処理フローを示すフローチャートであり、図５は実施形態１の観測装置が行うデータ間引きの一処理例を示すブロック図である。
【００４４】
図２及び図３に示すように、実施形態１の観測装置では、データ調整手段６により、サンデータ格納手段５に格納されたプリングデータからいくつかのデータを間引いてサンプリングデータのデータ数の調整が行われる。このとき、サンプリングデータは、２の累乗個となるように間引きされる。
【００４５】
図４を用いて、サンプリングデータが２の累乗個となるように間引きする処理について説明する。サンプリング手段３によりサンプリングされたサンプリングデータは、データ格納手段５に先頭アドレス”０”（以下、” ”内の数字は２進表示とする）から昇順に格納される。このデータ格納手段５に格納されるデータ数をＮとすると、最大格納アドレスはＮ−１となる。ここで、Ｎ−１の２進表示桁数をＰ（＝ｌｏｇ２（Ｎ−１）、ただし小数点以下は切り上げ）とする（図４のステップＳ１１１）。
【００４６】
データ格納手段５に格納されたサンプリングデータについて、データ数調整手段６は、まず、最大格納アドレスの全桁の値が”１”つまり最大格納アドレスが”１１・・・１（Ｐ個の１）”であるか否かを判断する（図４のステップＳ１１２）。ここで、最大格納アドレスの全桁の値が”１”であるとき、データ数Ｎは既に２の累乗であるため、当該サンプリングデータの間引きは実施する必要がない（図４のステップＳ１２０）。
【００４７】
最大格納アドレスの全桁の値が”１”でなければ、データ数Ｎを超えない最大の２の累乗数Ｍａをデータ調整数に設定する。それとともに、データ数調整手段６が着目する着目桁数Ｒと、データを選択するために設定する選択数Ｌをともに”０”に初期化する（図４のステップＳ１１３）。
【００４８】
着目桁数Ｒの初期値は０であるので、最初にＬＳＢ（Ｌｅａｓｔ Ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ Ｂｉｔ：最下位ビット）寄りの１からＲ＋１＝０＋１＝１ビット目、つまりデータの最下位１ビット目に着目する。そのデータの最下位１ビットの値が２Ｒ−１＝２０−１＝０であることを選択条件としてアドレスを先頭番地側から選択する。すなわち、この選択条件を基に、データ格納手段５に先頭”０”から昇順に格納されるサンプリングデータを、先頭”０”の昇順に選択する。そして、アドレスを一つ選択する度にＬに１を加算する（図４のステップＳ１１４）。
【００４９】
着目桁数Ｒと選択数Ｌとに着目してサンプリングデータを選択した後、Ｌの加算が行われ、その度に選択数Ｌとデータ数Ｎを超えない最大の２の累乗数Ｍａとを比較する。選択数Ｌがデータ数Ｎを超えない最大の２の累乗数Ｍａと値が異なれば、選択条件を満たす次のアドレスを選択する（図４のステップＳ１１５）。ここで、図４においては、選択数Ｌに１が加算されるごとに増えるが、選択数Ｌの初期値が０であり、データ数Ｎを超えない最大の２の累乗数Ｍａが自然数であるため、選択数Ｌとデータ数Ｎを超えない最大の２の累乗数Ｍａとの値が異なるとき、ＬはＭａより小さくなっている。
【００５０】
このように順次選択し、着目桁の選択条件を満たすアドレスを全て選択完了したら（図４のステップＳ１１７）、着目桁を１桁増やし、新たにＲ＝Ｒ＋１とする（図４のステップＳ１１８）。アドレスの選択が完了していなければ（図４のステップＳ１１７）、図４のステップＳ１１４に戻り、全てにアドレスを選択するまで各着目桁の選択条件に基づいて順次選択を行う。例えば、初期の着目桁数Ｒは０なので、着目桁を１桁増やして新たにＲ＝Ｒ＋１とすると、次の着目桁数はＲ＝１となる。これにより、着目ビットをＬＳＢ寄りの１からＲ＋１＝１＋１＝２ビット目となり、その値が２Ｒ−１＝２１−１＝”０１”であることを選択条件とし先頭番地側からアドレスの選択する。
【００５１】
着目桁数Ｒを順次１づつ加算しながら、図４のＳ１１４からＳ１１８に至る処理を着目桁数ＲがＮ−１の２進表示桁数Ｐと等しくならない限り続ける（図４のステップＳ１１９）。このような処理を続けると、Ｌ＝Ｍａとなる時がある。Ｌ＝Ｍａとなった時、２の累乗個のデータが選択されたので未選択のデータを間引、２の累乗であるＭａ個のデータを得る調整が完了する（図４のステップＳ１１６）。
【００５２】
図５を用いて、図４に示すようなデータの間引きの一処理例について具体的に説明する。図５においては、図５（ａ）に示すように、データ格納手段５のアドレス”００００”からアドレス”１０００”にデータが格納されている。すなわち、図５においては、データ格納手段５に格納されるサンプリングデータの格納データ数ＮはＮ＝９となり、図５（ｂ）に示すようにＮ−１の２進表示桁数ＰをＰ＝４とする（図４のステップＳ１１１）。ここで、図５においては、最大格納アドレス”１０００”の全桁の値が”１”でないので、データ数Ｎを超えない最大の２の累乗数Ｍａがデータ調整数に設定される（図４のステップＳ１１２）。図５（ｂ）に示すように、データ数Ｎ＝９により、データ数Ｎを超えない最大の２の累乗数ＭａをＭａ＝８（２の３乗）に設定する。それとともに、着目桁数Ｒとデータ選択数Ｌをともに０に初期化する（図４のステップＳ１１３）。
【００５３】
図５（ｃ）に示すように、データ格納手段５に格納されたサンプリングデータについて、着目桁数Ｒの初期値は０であるので、アドレスのＬＳＢ寄りの１ビット目からＲ＋１＝１ビット目、すなわちＬＳＢに着目する。ＬＳＢが２Ｒ−１＝２０−１＝”０”であるアドレスのデータを低番地側（”００００”側）から選択し、アドレスを一つ選択したらＬに１を加算する。図５において、ＬＳＢが”０”であるアドレスは、”００００”、”００１０”、”０１００”、”０１１０”、”１０００”である。これらのアドレスに格納されたデータが順に選択され、同時にＬが１〜５に順次１加算されてカウントアップする（図４のステップＳ１１４）。
【００５４】
そして、選択数Ｌとデータ数Ｎを超えない最大の２の累乗数Ｍａとを比較する（図４のステップＳ１１５）。図５（ｃ）に示すように、選択数Ｌ＝５、データ数Ｎを超えない最大の２の累乗数Ｍａ＝８であり、選択数Ｌとデータ数Ｎを超えない最大の２の累乗数Ｍａとは異なる。
【００５５】
データ格納手段５のアドレスのＬＳＢ寄りにある１からＲ＋１＝１ビット目（ＬＳＢ）に着目してデータの選択を完了する（図４のステップＳ１１７）。この時点で着目桁数ＲはＲ＝０でＰ（＝４）より小さいので、図５（ｄ）に示すように、着目桁数Ｒに１を加算してＲ＝１とする。そして、データ格納手段５に格納されたデータについて、アドレスのＬＳＢ寄りの１からＲ＋１＝２ビット目に着目する。ＬＳＢ寄りの１から２ビット目が２Ｒ−１＝２１−１＝”０１”であるアドレスのデータを低番地側から選択し、アドレスを一つ選択したらＬに１を加算する。図５において、ＬＳＢよりの１から２ビット目が”０１”であるアドレスは、”０００１”、”０１０１”である。これらのアドレスに格納されたデータが順に選択され、同時にＬが６〜７に順次１加算されてカウントアップする（図４のステップＳ１１４）。
【００５６】
そして、選択数Ｌとデータ数Ｎを超えない最大の２の累乗数Ｍａとを比較する（図４のステップＳ１１５）。図５（ｄ）に示すように、選択数Ｌ＝７、データ数Ｎを超えない最大の２の累乗数Ｍａ＝８であり、選択数Ｌとデータ数Ｎを超えない最大の２の累乗数Ｍａとは異なる。
【００５７】
データ格納手段５のアドレスでＬＳＢ寄りの１からＲ＋１＝２ビット目に着目してデータの選択を完了する（図４のステップＳ１１７）。この時点で着目桁数ＲはＲ＝１でＰ（＝４）より小さいので、図５（ｅ）に示すように、着目桁数Ｒに１を加算してＲ＝２とする。そして、データ格納手段５に格納されたデータについて、アドレスのＬＳＢ寄りの１からＲ＋１＝３ビット目に着目する。ＬＳＢ寄りの１から３ビット目が２Ｒ−１＝２２−１＝”０１１”であるアドレスのデータを低番地側から選択し、アドレスを一つ選択したらＬを１加算する。図５において、ＬＳＢから１から３ビット目が”０１１”であるアドレスは、”００１１”である。
【００５８】
そして、選択数Ｌとデータ数Ｎを超えない最大の２の累乗数Ｍａとを比較する（図４のステップＳ１１５）。図５（ｅ）に示すように、選択数Ｌ＝８、データ数Ｎを超えない最大の２の累乗数Ｍａ＝８であるので、選択数Ｌとデータ数Ｎを超えない最大の２の累乗数Ｍａとが等しくなる。つまり、このアドレス”００１１”に格納されたサンプリングデータを選択すると、選択数ＬがＬ＝８となるので、Ｌ＝Ｍａとなり２の累乗である８個のデータを選択し終わる（図４のステップＳ１１９）。それとともに、図５（ｆ）に示すように、ここまでの処理で未選択のアドレス”０１１１”は間引きされ、データの間引き処理が完了する（図５のステップＳ１１６）。
【００５９】
以上のように、実施形態１における観測装置は、サンプリング手段３によりサンプリングして得られたサンプリングデータのデータ数を、サンプリングしたデータのデータ数Ｎを超えない最大の２の累乗Ｍａに調整する。一般に、データ数Ｎは、タイミング信号の発生周期Ｔとサンプリングレートｔとから決まる（Ｎ＝Ｔ／ｔ：剰余切り捨て）ため、電源電流の周波数スペクトルを効率良く観測するためにタイミング信号の発生周期Ｔを小さくしたりサンプリングレートｔを大きくしたりするとするとデータ数Ｎが減少する。これに対して、サンプリングデータのデータ数を、サンプリングしたデータのデータ数Ｎを超えない最大の２の累乗Ｍａに調整することにより、タイミング信号の発生周期Ｔやサンプリングレートｔに関わらず、フーリエ変換の演算を効率良く実行することが可能となる。
【００６０】
さらに、実施形態１の観測装置では、サンプリングデータのデータ数を、サンプリングしたデータのデータ数Ｎを超えない最大の２の累乗Ｍａに調整するため、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を用いてフーリエ変換の演算を実行することが可能となる。一般に、サンプリングデータのデータ数をｍ（ｍ：任意の２の累乗である数）とすると、離散フーリエ変換（ＤＦＴ）を用いた演算回数がｍ２オーダであるのに対して、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を用いた場合の演算回数がｌｏｇ２ｍオーダとなる。実施形態１の観測装置では、データ数をＭａに調整しているので、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）によりフーリエ変換の演算実行が可能である。そのため、実施形態１の観測装置では、フーリエ変換演算回数を（Ｍａ／２）ｌｏｇ２Ｍａの演算回数にすることができ、（Ｍａ／２）ｌｏｇ２Ｍａ＜Ｎ２であるため電流観測信号の周波数スペクトル観測を高速化できる。これにより、実施形態１の観測装置では、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）により演算実行するため、離散フーリエ変換（ＤＦＴ）により演算実行するのに比べて演算回数を大幅に低減することができる。そして、このような高速フーリエ変換（ＦＦＴ）の高速な演算実行により、高速で効率の良い電源電流の周波数スペクトル観測を実現することができる。
【００６１】
また、実施形態１の観測装置では、データ数調整手段６がデータ数Ｎを超えない最大の２の累乗Ｍａにデータ数Ｎを調整する際、新たにサンプリングデータを選択して削除する演算処理を行うことなく、サンプリングデータが格納されたデータ格納手段５におけるメモリ空間のアドレスに基づいてデータの調整を行う。そのため、データ数を調整するために演算を行うことなく、データ数を効率良く調整することができ、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）をより一層効率良く演算実行することが可能である。またさらに、実施形態１の観測装置においては、データ数調整手段６は、データ格納手段５に格納されたサンプリングデータを間引きすることによりデータ数を調整するため、データ格納手段５から間引きされるサンプリングデータを削除して簡便且つ効率良くデータ数の調整を行うことができる。
【００６２】
特に、実施形態１の観測装置では、調整後のデータ数であるＭａを、データ数Ｎを超えない最大の２の累乗に調整するため、調整前のデータ数Ｎが多数ある場合でフーリエ変換を施して演算実行するのにデータ数を減少させる必要がある場合に有効である。このような場合に、データ数Ｎを減少させて高速フーリエ変換（ＦＦＴ）をより効率良く演算実行することができる。
【００６３】
発明の実施の形態２．
発明の実施の形態２（以下、実施形態２と略す）では、サンプリングしたサンプリングデータにデータを挿入してデータの数を２の累乗個に調整する電源電流の周波数スペクトルの観測装置について説明する。また、実施形態２における観測装置は、被測定集積回路の電源電流について特定の周波数及びその高調波成分の大きさを高速フーリエ変換（ＦＦＴ）によって演算実行して高速に求める。
【００６４】
まず、実施形態２における観測装置の構成について説明する。実施形態２における観測装置は、図１に示すように、実施形態１と同様に構成することができる。ここで、データ数調整手段６について説明し、その他については実施形態１と同様であり、その説明を省略する。
【００６５】
実施形態１における観測装置では、データ数調整手段６は、サンプリング手段３によりサンプリングされたサンプリングデータからデータを間引いてデータの数を２の累乗個に調整する。これに対して、実施形態２における観測装置では、データ数調整手段６は、サンプリングしたサンプリングデータにデータを挿入してデータの数を２の累乗個に調整する機能を有する。それにともなって、制御手段１は、データ数調整手段６に対して動作命令を入力し、データを高速フーリエ変換（ＦＦＴ）による演算実行可能な２の累乗のデータ数にサンプリングデータにデータを挿入させて調整させる。
【００６６】
次に、図６及び図７を用いて、実施形態２における観測装置の動作の概略について説明する。図６は実施形態２の観測装置の一処理フローを示すチャート図であり、図７は実施形態１の観測装置の動作を示すタイミング図及び概略模式図である。なお、図７（ｄ）及び図７（ｅ）における横軸は、時間と格納手段５におけるメモリ空間でのメモリアドレスとを示す。
【００６７】
図６及び図７において、ステップＳ１０１〜Ｓ１０３（図７では（ａ）〜（ｃ））については、実施形態１と同様であり、ここでは説明するのを省略し、図６のステップＳ１０７〜Ｓ１０６（図７では（ｄ）及び（ｅ））について説明する。
【００６８】
図７（ｄ）に示すように、サンプリング手段３によりサンプリングされたサンプリングデータは、データ格納手段５に対して出力され、一時的にデータ格納手段５に格納保存される。このとき、サンプリングデータは、格納アドレス”０”を先頭アドレスとして昇順に格納されている。また、格納されるサンプリングデータのデータ数は、タイミング信号の発生周期Ｔとサンプリングレートｔで決まり、データ数＝Ｔ／ｔ（剰余切り捨て）となっている。
【００６９】
データ格納手段５にサンプリングデータが一時的に格納されると、制御手段１はデータ数調整手段６に対して、データ数の調整を行わせるための動作命令であるデータ数調整指示を出力する。これにより、データ数調整手段６は、データ格納手段５に格納されるサンプリングデータのデータ数を調整する（図６のステップＳ１０７）。このとき、データ数調整手段６は、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）によりフーリエ変換の演算を実行する際に２の累乗個のデータが必要であるため、データ数が２の累乗個となるように調整が行われる。
【００７０】
実施形態２における観測装置では、図７（ｅ）に示すように、データ数調整手段６は、データ格納手段５に格納されたデータにデータを挿入ことにより、データ数の調整を行う。例えば、サンプリングされたデータ数をＮ（不定数）とすると、データ数調整手段６は、データを挿入することにより、データ数Ｎを超えない最小の２の累乗となる数（ここで、この数をＭｂとする）にデータ数を調整する。そして、データ数調整手段６は、サンプリングデータのデータ数を調整すると、データ数調整されたサンプリングデータを演算手段４に対して出力する。
【００７１】
データ数調整手段６がサンプリングデータのデータ数を調整すると、制御手段１は演算手段４に対して、演算処理を行わせるための動作命令である演算開始指示を出力する。これにより、演算手段４は、データ数が調整された後のサンプリングデータを読み込んで高速フーリエ変換（ＦＦＴ）の演算を実行する（図６のステップＳ１０５）。その後、演算手段４は、当該観測装置の表示部等に演算結果を出力する（図６のステップＳ１０６）。
【００７２】
さらに、図８及び図９を用いて、実施形態２における観測装置の動作の詳細について説明する。図８は実施形態２の観測装置が行うデータ挿入の一処理フローを示すフローチャートであり、図９は実施形態２の観測装置が行うデータ挿入の一処理例を示すブロック図である。
【００７３】
図８及び図９に示すように、実施形態２の観測装置では、データ調整手段６により、サンデータ格納手段５に格納されたプリングデータにいくつかのデータが挿入されてサンプリングデータのデータ数の調整が行われる。このとき、サンプリングデータは、２の累乗個となるように挿入される。
【００７４】
図８を用いて、サンプリングデータが２の累乗個となるようにデータを挿入する処理について説明する。サンプリング手段３によりサンプリングされたサンプリングデータは、データ格納手段５に先頭アドレス”０”（以下、” ”内の数字は２進表示とする）から昇順に格納される。このデータ格納手段５に格納されるデータ数をＮとすると、最大格納アドレスはＮ−１となる。ここで、Ｎ−１の２進表示桁数をＰ（＝ｌｏｇ２（Ｎ−１）、ただし小数点以下は切り上げ）とする（図８のステップＳ１５１）。
【００７５】
データ格納手段５に格納されたサンプリングデータについて、データ数調整手段６は、まず、最大格納アドレスの全桁の値が”１”つまり最大格納アドレスが”１１・・・１（Ｐ個の１）”であるか否かを判断する（図８のステップＳ１５２）。ここで、最大格納アドレスの全桁の値が”１”であるとき、データ数Ｎは既に２の累乗であるため、当該サンプリングデータの間引きは実施する必要がない（図８のステップＳ１６０）。
【００７６】
最大格納アドレスの全桁の値が”１”でなければ、データ数Ｎを超える最小の２の累乗数Ｍｂをデータ調整数に設定する。それとともに、データ数調整手段６が着目する着目桁数ＲをＲ＝Ｐ−１、データを選択するために設定する選択数ＬをＬ＝Ｎに初期化する（図８のステップＳ１５３）。
【００７７】
着目桁数Ｒの初期値はＰ―１であるので、最初にＬＳＢ（Ｌｅａｓｔ Ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ Ｂｉｔ：最下位ビット）寄りの１からＲ＋１＝Ｐビット目、つまりデータの最上位１ビット目に着目する。そのデータの最上位１ビットの値が２Ｒ−１＝２（Ｐ−１）−１であることを選択条件としてアドレスを先頭番地側から選択する。すなわち、この選択条件を基に、データ格納手段５に先頭”０”から昇順に格納されるサンプリングデータを、先頭”０”の昇順に選択する。そして、アドレスを一つ選択する度にＬに１を加算する（図４のステップＳ１１４）。
【００７８】
着目桁数Ｒと選択数Ｌとに着目してサンプリングデータを選択した後、Ｌの加算が行われ、その度に選択数Ｌとデータ数Ｎを超える最小の２の累乗数Ｍｂとを比較する。選択数Ｌがデータ数Ｎを超える最小の２の累乗数Ｍｂと値が異なれば、選択条件を満たす次のアドレスを選択する（図８のステップＳ１５５）。ここで、図８においては、選択数Ｌに１が加算されるごとに増えるが、選択数Ｌの初期値がＮであり、データ数Ｎを超える最小の２の累乗数Ｍｂが自然数であるため、選択数Ｌとデータ数Ｎを超える最小の２の累乗数Ｍｂとの値が異なるとき、ＬはＭａより小さくなっている。
【００７９】
このように順次選択し、着目桁の選択条件を満たすアドレスを全て選択完了したら（図４のステップＳ１１７）、着目桁を１桁減らし、新たにＲ＝Ｒ−１とする（図８のステップＳ１５８）。アドレスの選択が完了していなければ（図８のステップＳ１５７）、図８のステップＳ１５４に戻り、全てにアドレスを選択するまで各着目桁の選択条件に基づいて順次選択を行う。例えば、初期の着目桁数ＲはＰ−１なので、着目桁を１桁減らして新たにＲ＝Ｒ−１とすると、次の着目桁数はＲ＝Ｐ−２となる。これにより、着目ビットをＬＳＢ寄りの１からＲ＋１＝Ｐ−１目となり、その値が２Ｒ−１＝２（Ｐ−２）−１であることを選択条件とし先頭番地側からアドレスの選択する。
【００８０】
着目桁数Ｒを順次１づつ減算しながら、図８のＳ１５４からＳ１５８に至る処理を着目桁数Ｒが０と等しくならない限り続ける（図８のステップＳ１５９）。このような処理を続けると、Ｌ＝Ｍｂとなる時がある。Ｌ＝Ｍｂとなった時、２の累乗個のデータが選択されたので未選択のデータを挿入し、２の累乗であるＭｂ個のデータを得る調整が完了する（図８のステップＳ１５６）。
【００８１】
図９を用いて、図８に示すようなデータの間引きの一処理例について具体的に説明する。図９においては、図９（ａ）に示すように、データ格納手段５のアドレス”００００”からアドレス”１０００”にデータが格納されている。すなわち、図９においては、データ格納手段５に格納されるサンプリングデータの格納データ数ＮはＮ＝９となり、図９（ｂ）に示すようにＮ−１の２進表示桁数ＰをＰ＝４とする（図８のステップＳ１５１）。ここで、図５においては、最大格納アドレス”１０００”の全桁の値が”１”でないので、データ数Ｎを超える最小の２の累乗数Ｍｂがデータ調整数に設定される（図８のステップＳ１５２）。図９（ｂ）に示すように、データ数Ｎ＝９により、データ数Ｎを超える最小の２の累乗数ＭｂをＭｂ＝１６（２の４乗）に設定する。それとともに、着目桁数ＲをＲ＝Ｐ−１＝３とデータ選択数ＬをＬ＝Ｎ＝９に初期化する（図８のステップＳ１５３）。
【００８２】
図９（ｃ）に示すように、データ格納手段５に格納されたサンプリングデータについて、着目桁数Ｒの初期値はＰ−１＝３であるので、アドレスのＬＳＢ寄りの１ビット目からＲ＋１＝４ビット目、つまり全ビットに着目する。ＬＳＢ寄りの１ビット目から４ビットが２Ｒ−１＝２３−１＝”０１１１”であるアドレスのデータを低番地側（”００００”側）から選択し、アドレスを一つ選択したらＬに１を加算する。図９において、ＬＳＢ寄りの１ビット目から４ビットが”０１１１”であるアドレスは、”０１１１”である。このアドレスに格納されたデータが選択され、同時にＬが１０に１加算されてカウントアップする（図８のステップＳ１５４）。
【００８３】
そして、選択数Ｌとデータ数Ｎを超える最小の２の累乗数Ｍｂとを比較する（図８のステップＳ１５５）。図９（ｃ）に示すように、選択数Ｌ＝１０、データ数Ｎを超える最小の２の累乗数Ｍｂ＝１６であり、選択数Ｌとデータ数Ｎを超える最小の２の累乗数Ｍｂとは異なる。
【００８４】
データ格納手段５のアドレスのＬＳＢ寄りにある１からＲ＋１＝４ビット目（ＬＳＢ）に着目してデータの選択を完了する（図８のステップＳ１５７）。この時点で着目桁数ＲはＲ＝３でＰ（＝０）より大きいので、図９（ｄ）に示すように、着目桁数Ｒに１を減算してＲ＝２とする。そして、データ格納手段５に格納されたデータについて、アドレスのＬＳＢ寄りの１からＲ＋１＝３ビット目に着目する。ＬＳＢ寄りの１から３ビット目が２Ｒ−１＝２２−１＝”０１１”であるアドレスのデータを低番地側から選択し、アドレスを一つ選択したらＬに１を加算する。図９において、ＬＳＢよりの１から３ビット目が”０１１”であるアドレスは、”００１１”である。このアドレスに格納されたデータが選択され、同時にＬが１１に１加算されてカウントアップする（図８のステップＳ１５４）。
【００８５】
そして、選択数Ｌとデータ数Ｎを超える最小の２の累乗数Ｍｂとを比較する（図８のステップＳ１５５）。図９（ｄ）に示すように、選択数Ｌ＝１１、データ数Ｎを超える最小の２の累乗数Ｍｂ＝１６であり、選択数Ｌとデータ数Ｎを超える最小の２の累乗数Ｍｂとは異なる。
【００８６】
データ格納手段５のアドレスでＬＳＢ寄りの１からＲ＋１＝３ビット目に着目してデータの選択を完了する（図８のステップＳ１５７）。この時点で着目桁数ＲはＲ＝２でＰ（＝０）より大きいので、図９（ｅ）に示すように、着目桁数Ｒに１を減算してＲ＝１とする。そして、データ格納手段５に格納されたデータについて、アドレスのＬＳＢ寄りの１からＲ＋１＝２ビット目に着目する。ＬＳＢ寄りの１から２ビット目が２Ｒ−１＝２１−１＝”０１”であるアドレスのデータを低番地側から選択し、アドレスを一つ選択したらＬを１加算する。図９において、ＬＳＢから１から２ビット目が”０１”であるアドレスは、”０００１” 、”０１０１”である。これらのアドレスに格納されたデータが選択され、同時にＬが１２〜１３に順次１加算されてカウントアップする（図８のステップＳ１５４）。
【００８７】
そして、選択数Ｌとデータ数Ｎを超える最小の２の累乗数Ｍｂとを比較する（図８のステップＳ１５５）。図９（ｅ）に示すように、選択数Ｌ＝１３、データ数Ｎを超える最小の２の累乗数Ｍｂ＝１６であり、選択数Ｌとデータ数Ｎを超える最小の２の累乗数Ｍｂとは異なる。
【００８８】
データ格納手段５のアドレスでＬＳＢ寄りの１からＲ＋１＝２ビット目に着目してデータの選択を完了する（図８のステップＳ１５７）。この時点で着目桁数ＲはＲ＝１でＰ（＝０）より大きいので、図９（ｆ）に示すように、着目桁数Ｒに１を減算してＲ＝０とする。そして、データ格納手段５に格納されたデータについて、アドレスのＬＳＢ寄りの１からＲ＋１＝１ビット目、すなわちＬＳＢに着目する。ＬＳＢ寄りの１から２ビット目が２Ｒ−１＝２０−１＝”０”であるアドレスのデータを低番地側から選択し、アドレスを一つ選択したらＬを１加算する。図９において、ＬＳＢから１から２ビット目が”０”であるアドレスは、”００００” 、”００１１” 、”０１００”である。これらのアドレスに格納されたデータが選択され、同時にＬが１４〜１６に順次１加算されてカウントアップする（図８のステップＳ１５４）。
【００８９】
そして、選択数Ｌとデータ数Ｎを超える最小の２の累乗数Ｍｂとを比較する（図８のステップＳ１５５）。図５（ｆ）に示すように、選択数Ｌ＝１６、データ数Ｎを超える最小の２の累乗数Ｍｂ＝１６であるので、選択数Ｌとデータ数Ｎを超える最小の２の累乗数Ｍｂとが等しくなる。つまり、このアドレス”００００”、”００１１” 、”０１００”に格納されたサンプリングデータを選択すると、選択数ＬがＬ＝１６となるので、Ｌ＝Ｍａとなり２の累乗である１６個のデータを選択し終わる（図８のステップＳ１５９）。それとともに、図５（ｆ）に示すように、ここまでの処理で未選択のアドレス”０１１０” 、”１０００”は挿入されず、データの挿入処理が完了する（図９のステップＳ１５６）。
【００９０】
以上のように、実施形態２における観測装置は、サンプリング手段３によりサンプリングして得られたサンプリングデータのデータ数を、サンプリングしたデータのデータ数Ｎを超える最小の２の累乗Ｍｂに調整する。一般に、データ数Ｎは、タイミング信号の発生周期Ｔとサンプリングレートｔとから決まる（Ｎ＝Ｔ／ｔ：剰余切り捨て）ため、電源電流の周波数スペクトルを効率良く観測するためにタイミング信号の発生周期Ｔを小さくしたりサンプリングレートｔを大きくしたりするとするとデータ数Ｎが減少する。これに対して、サンプリングデータのデータ数を、サンプリングしたデータのデータ数Ｎを超える最小の２の累乗Ｍｂに調整することにより、タイミング信号の発生周期Ｔやサンプリングレートｔに関わらず、フーリエ変換の演算を効率良く実行することが可能となる。
【００９１】
さらに、実施形態２の観測装置では、サンプリングデータのデータ数を、サンプリングしたデータのデータ数Ｎを超える最小の２の累乗Ｍｂに調整するため、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を用いてフーリエ変換の演算を実行することが可能となる。一般に、サンプリングデータのデータ数をｍ（ｍ：任意の２の累乗である数）とすると、離散フーリエ変換（ＤＦＴ）を用いた演算回数がｍ２オーダであるのに対して、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を用いた場合の演算回数がｌｏｇ２ｍオーダとなる。実施形態２の観測装置では、データ数をＭｂに調整しているので、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）によりフーリエ変換の演算実行が可能である。そのため、実施形態２の観測装置では、フーリエ変換演算回数を（Ｍｂ／２）ｌｏｇ２Ｍｂの演算回数にすることができ、（Ｍｂ／２）ｌｏｇ２Ｍｂ＜Ｎ２であるため電流観測信号のスペクトル観測を高速化できる。これにより、実施形態２の観測装置では、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）により演算実行するため、離散フーリエ変換（ＤＦＴ）により演算実行するのに比べて演算回数を大幅に低減することができる。そして、このような高速フーリエ変換（ＦＦＴ）の高速な演算実行により、高速で効率の良い電源電流の周波数スペクトル観測を実現することができる。
【００９２】
また、実施形態２の観測装置では、データ数調整手段６がデータ数Ｎを超える最小の２の累乗Ｍｂにデータ数Ｎを調整する際、新たなデータを生成する演算処理を行うことなく、サンプリングデータが格納されたデータ格納手段５におけるメモリ空間のアドレスに基づいてデータの調整を行う。そのため、データ数を調整するために演算を行うことなく、データ数を効率良く調整することができ、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）をより一層効率良く演算実行することが可能である。またさらに、実施形態２の観測装置においては、データ数調整手段６は、データ格納手段５に格納されたサンプリングデータにデータを挿入することによりデータ数を調整するため、データ格納手段５にサンプリングデータを挿入して簡便且つ効率良くデータ数の調整を行うことができる。
【００９３】
特に、実施形態２の観測装置では、調整後のデータ数であるＭｂを、データ数Ｎを超える最小の２の累乗に調整するため、調整前のデータ数Ｎが少数ある場合でフーリエ変換を施して演算実行するのにデータ数を増加させる必要がある場合に有効である。このような場合に、データ数Ｎを増加させて高速フーリエ変換（ＦＦＴ）をより効率良く演算実行することができる。
【００９４】
発明の実施の形態３．
発明の実施の形態３（以下、実施形態３と略す）では、サンプリングしたサンプリングデータから間引き又はサンプリングデータにデータを挿入してデータの数を２の累乗個に調整する電源電流の周波数スペクトルの観測装置について説明する。また、実施形態３における観測装置は、被測定集積回路の電源電流について特定の周波数及びその高調波成分の大きさを高速フーリエ変換（ＦＦＴ）によって演算実行して高速に求める。
【００９５】
まず、実施形態３における観測装置の構成について説明する。実施形態３における観測装置は、図１に示すように、実施形態１や実施形態２と同様に構成することができる。ここで、データ数調整手段６について説明し、その他については実施形態１や実施形態２と同様であり、その説明を省略する。
【００９６】
前述のように、実施形態１における観測装置では、データ数調整手段６は、サンプリングデータからデータを間引いてデータ数を２の累乗個に調整する。さらに、前述のように、実施形態２における観測装置では、データ数調整手段６は、サンプリングデータにデータを挿入してデータ数を２の累乗個に調整する。
【００９７】
これに対して、実施形態３における観測装置では、データ数調整手段６は、サンプリングデータからデータを間引く、又はサンプリングデータにデータを挿入し、データの数を２の累乗個に調整する機能を有する。さらに、実施形態３における観測装置のデータ数調整手段６は、データ数の調整を行う際にサンプリングデータを間引くかデータを挿入するかを選択する機能を有する。また、制御手段１は、データ数調整手段６に対して動作命令を入力し、データ数調整手段６にサンプリングデータの間引き又は挿入を選択させ、データを高速フーリエ変換（ＦＦＴ）により演算実行可能な２の累乗のデータ数にサンプリングデータにデータを挿入させて調整させる。
【００９８】
次に、図１０を用いて、実施形態３における観測装置の動作の概略について説明する。図１０は実施形態３の観測装置の一処理フローを示すチャート図である。また、図１０において、ステップＳ１０１及びＳ１０２については、実施形態１や実施形態２と同様であり、ここでは説明するのを省略し、図１０のステップＳ１０３ａ〜Ｓ１０６について説明する。
【００９９】
サンプリング終了合図を入力されたサンプリング手段３は、サンプリング終了合図により、電流観測信号のサンプリングを終了する。サンプリング手段３によりサンプリングされたサンプリングデータは、データ格納手段５に対して出力され、一時的にデータ格納手段５に格納保存される。このとき、サンプリングデータは、格納アドレス”０”を先頭アドレスとして昇順に格納されている。また、格納されるサンプリングデータのデータ数は、タイミング信号の発生周期Ｔとサンプリングレートｔで決まり、データ数＝Ｔ／ｔ（剰余切り捨て）となっている。
【０１００】
データ格納手段５にサンプリングデータが一時的に格納されると、制御手段１はデータ数調整手段６に対して、データ数の調整を行わせるための動作命令であるデータ数調整指示を出力する。これにより、データ数調整手段６は、データ格納手段５に格納されるサンプリングデータのデータ数を調整する（図６のステップＳ１０７）。このとき、データ数調整手段６は、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）によりフーリエ変換の演算を実行する際に２の累乗個のデータが必要であるため、データ数が２の累乗個となるように調整が行われる。
【０１０１】
実施形態３における観測装置では、データ数調整手段６は、制御手段１のデータ数調整指示により、データ数の調整を行う前にサンプリングデータの間引きと挿入とを選択する。その後、サンプリングデータからデータを間引いたり、サンプリングデータにデータを挿入したりし、データ数の調整を行う。そして、制御手段１からの動作指示により、サンプリングを終了すると、データ数Ｎとデータ数Ｎを超えない最大の２の累乗Ｍａ、データ数Ｎを超える最小の２の累乗Ｍｂを設定する（図１０のステップＳ１０３ａ）。
【０１０２】
例えば、サンプリングされたデータ数をＮ（不定数）とすると、データ数調整手段６は、データ数Ｎとデータ数Ｎを超えない最大の２の累乗Ｍａ、データ数Ｎを超える最小の２の累乗Ｍｂとの近さにより、データの間引き又は挿入を選択する。データ数調整手段６は、（Ｍｂ−Ｎ）−（Ｎ−Ｍａ）の値が、０より大きい（データ数Ｎがデータ数Ｎを超えない最大の２の累乗Ｍａに近い）の場合にはサンプリングデータの間引きを行い、０より小さい（データ数Ｎがデータ数Ｎを超える最小の２の累乗Ｍｂに近い）の場合にはサンプリングデータの挿入を行う。また、０に等しい（データ数Ｎが、データ数Ｎがデータ数Ｎを超えない最大の２の累乗Ｍａとデータ数Ｎがデータ数Ｎを超える最小の２の累乗Ｍｂと等距離）の場合には、サンプリングデータの間引きを行うものとする（図１０のステップＳ１０８）。
【０１０３】
データ調整手段６は、データの間引きを選択した場合、前述の実施形態１と同様にしてサンプリングデータの間引きを行う（図１０のステップＳ１０４ａ）。また、データ調整手段６は、データの挿入を選択した場合、前述の実施形態２と同様にしてサンプリングデータにデータの挿入を行う（図１０のステップＳ１０７ａ）。ここでは、データの間引きと挿入について説明するの省略する。そして、データ数調整手段６は、サンプリングデータのデータ数を調整すると、データ数調整されたサンプリングデータを演算手段４に対して出力する。
【０１０４】
データ数調整手段６がサンプリングデータのデータ数を調整すると、制御手段１は演算手段４に対して、演算処理を行わせるための動作命令である演算開始指示を出力する。これにより、演算手段４は、データ数が調整された後のサンプリングデータを読み込んで高速フーリエ変換（ＦＦＴ）の演算を実行する（図１０のステップＳ１０５）。その後、演算手段４は、当該観測装置の表示部等に演算結果を出力する（図１０のステップＳ１０６）。
【０１０５】
以上のように、実施形態３における観測装置は、サンプリング手段３によりサンプリングして得られたサンプリングデータのデータ数を、サンプリングしたデータのデータ数Ｎを超えない最大の２の累乗Ｍａ又はデータ数Ｎを超える最小の２の累乗Ｍｂに調整する（以下、この調整後のデータ数をＭ＝Ｍａ又はＭｂとする）。一般に、データ数Ｎは、タイミング信号の発生周期Ｔとサンプリングレートｔとから決まる（Ｎ＝Ｔ／ｔ：剰余切り捨て）ため、電源電流の周波数スペクトルを効率良く観測するためにタイミング信号の発生周期Ｔを小さくしたりサンプリングレートｔを大きくしたりするとするとデータ数Ｎが減少する。これに対して、サンプリングデータのデータ数をＭ（＝Ｍａ又はＭｂ）に調整することにより、タイミング信号の発生周期Ｔやサンプリングレートｔに関わらず、フーリエ変換の演算を効率良く実行することが可能となる。
【０１０６】
さらに、実施形態３の観測装置では、サンプリングデータのデータ数を、サンプリングしたデータのデータ数ＮをＭに調整するため、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を用いてフーリエ変換の演算を実行することが可能となる。一般に、サンプリングデータのデータ数をｍ（ｍ：任意の２の累乗である数）とすると、離散フーリエ変換（ＤＦＴ）を用いた演算回数がｍ２オーダであるのに対して、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を用いた場合の演算回数がｌｏｇ２ｍオーダとなる。実施形態３の観測装置では、データ数をＭに調整しているので、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）によりフーリエ変換の演算実行が可能である。そのため、実施形態３の観測装置では、フーリエ変換演算回数を（Ｍ／２）ｌｏｇ２Ｍの演算回数にすることができ、（Ｍ／２）ｌｏｇ２Ｍ＜Ｎ２であるため電流観測信号のスペクトル観測を高速化できる。これにより、実施形態３の観測装置では、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）により演算実行するため、離散フーリエ変換（ＤＦＴ）により演算実行するのに比べて演算回数を大幅に低減することができる。そして、このような高速フーリエ変換（ＦＦＴ）の高速な演算実行により、高速で効率の良い電源周波数のスペクトル観測を実現することができる。
【０１０７】
また、実施形態３の観測装置では、データ数調整手段６がデータ数Ｎを超えない最大の２の累乗Ｍにデータ数Ｎを調整する際、新たにサンプリングデータを選択して削除したり新たにデータを生成したりする演算処理を行うことなく、サンプリングデータが格納されたデータ格納手段５におけるメモリ空間のアドレスに基づいてデータの調整を行う。そのため、データ数を調整するために演算を行うことなく、データ数を効率良く調整することができ、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）をより一層効率良く演算実行することが可能である。またさらに、実施形態３の観測装置においては、データ数調整手段６は、データ格納手段５に格納されたサンプリングデータの間引き・挿入を選択することによりデータ数を調整するため、データ格納手段５に格納されるデータ数Ｎの大きさに関わらず、簡便且つ効率良くデータ数の調整を確実に行うことができる。
【０１０８】
さらにまた、実施形態３における観測装置では、サンプリングデータの間引き又は挿入を選択してデータ数の調整を行う。例えば、Ｎ＝３１であった時、データの間引きを選択してＮ＝３１から１５のデータを間引き２の４乗である１６個データに調整するのでなく、１個のデータを挿入することで２の５乗である３２個のデータに調整する。この場合、間引きに比べ挿入の方法を選択する方がデータ加工量を少なくすることができる。このように、実施形態３の観測装置では、データの間引く数と挿入する数とを比較して少ない方を選択することにより、データの加工量が減少し、効率良くデータ数の調整を行うことができる。さらに、サンプリングデータの間引く数と挿入する数とを比較して少ない方を選択することにより、データ数の調整を行うことによりデータ調整後のフーリエ変換の結果が本質的に持つデータ数調整前のフーリエ変換の結果に対する誤差を抑制することができる。そのため、データの間引く数と挿入する数とを比較して少ない方を選択し、データ調整後のフーリエ変換の結果を、データ数調整前のフーリエ変換結果に近づけること可能となる。
【０１０９】
発明の実施の形態４．
発明の実施の形態４（以下、実施形態４と略す）では、前述の実施形態１乃至実施形態３の観測装置の応用として、前述の電源電流の周波数スペクトルを観測する観測装置を実装して被測定集積回路の故障を検査する故障検査装置について説明する。
【０１１０】
まず、図１１を用いて、実施形態４における故障検査装置の構成について説明する。図１１は、故障検査装置の一構成例を示すブロック図である。図１１に示すように、故障検査装置は、主たる要素として、ＬＳＩテスタ３７、テストパタン格納ユニット３８、プログラム格納ユニット３９、電源４０、電流検出ユニット４１、観測装置を備えている。
【０１１１】
ＬＳＩテスタ３７は、当該被測定集積回路である被試験集積回路４２に対して、故障検査を行うためのテスト信号を印加するコンピュータ等の装置である。テストパタン格納ユニット３８は、ＬＳＩテスタ３７により被試験集積回路４２に印加されるテスト信号の種類やパタン等の情報が格納された装置である。プログラム格納ユニット３９は、ＬＳＩテスタ３７が被試験集積回路４２に印加するテスト信号を作成するためにＬＳＩテスタ３７を操作する情報を記憶された装置である。また、ＬＳＩテスタ３７には、テストパタン格納ユニット３８とプログラム格納ユニット３９が接続されている。それとともに、ＬＳＩテスタ３７には、被試験集積回路４２が接続され、被試験集積回路４２にテスト信号を印加できるようになっている。
【０１１２】
電源４０は、被試験集積回路１２が動作を行うのに必要な電源電流を供給する。電流検出ユニット４１は、電源４０からの電源電流を被試験集積回路４２に対して送る装置である。それとともに、電流検出ユニット４１は、被試験集積回路４２に供給する電源電流を観測し、その観測結果に基づく情報を電流観測信号としてサンプリングユニット４５に送る装置である。
【０１１３】
図１１に示すように、当該観測装置は、主たる要素として、タイミング信号生成ユニット４４、サンプリングユニット４５、データ格納ユニット４６、データ数調整ユニット４７、演算ユニット４８、制御ユニット４３から構成される。
【０１１４】
タイミング発生手段２は、一定の周期ごとにタイミング信号を発生させる装置である。サンプリングユニット４５は、タイミング信号生成ユニット４４の発生させるタイミング信号に基づき、電源電流の電流観測信号のデータサンプリングを行う装置である。データ格納ユニット４６は、サンプリングユニット４５がサンプリングしたサンプリングデータを記憶保存する装置である。
【０１１５】
データ数調整手段６は、制御手段１からの動作命令に従って、データ格納ユニット４６に格納された任意個数のデータを高速フーリエ変換（ＦＦＴ）により演算実行可能な２の累乗のデータ数に調整する装置である。演算ユニット４８は、データ数調整ユニット４７によりデータ数を調整されたサンプリングデータに基づき、特定の周波数及びその高調波の大きさを求める高速フーリエ変換（ＦＦＴ）演算を実行する装置である。また、制御ユニット４３は、当該観測装置全体の動作制御を司る装置である。そして、実施形態１乃至実施形態３と同様に、観測装置の各ユニットは接続されている。
【０１１６】
次に、実施形態４における故障検査装置の動作について説明する。なお、故障検査装置に実装された観測装置は、実施形態１乃至実施形態３と同様に動作を行い、入力された電流観測信号から演算結果を出力する。
【０１１７】
当該故障検査の対象となる被試験集積回路４２は、電流検出ユニット４１に接続され、電流検出ユニット４１を介して電源４０から電源電流を供給される。これにより、被試験集積回路４２は動作を行っている。また、被試験集積回路４２は、ＬＳＩテスタ３７からテスト信号を入力されている。
【０１１８】
ＬＳＩテスタ３７は、プログラム格納ユニット３９に格納されたプログラムに従って動作を行い、テスト信号を生成する。また、このテスト信号は、テストパタン格納ユニット３８に格納されるテストパタンに基づいて生成される。
【０１１９】
電流検出ユニット４１は、被試験集積回路４２に電源電流を供給するとともに、被試験集積回路４２に供給する電源電流を観測して被試験集積回路４２での電源電流の状態を示す電流を検出する。そして、電流検出ユニット４１は、検出した電流を、電流観測信号としてサンプリングユニット４５に対して入力する。
【０１２０】
当該観測装置のタイミング信号生成ユニット４４は、ＬＳＩテスタ３７に接続され、被試験集積回路４２に入力するテスト信号の印加情報を受けてタイミング信号を生成している。制御ユニット４３は、タイミング信号生成ユニット４４に接続され、タイミング信号を入力され、サンプリングユニット４５にサンプリングの開始合図と終了合図を入力する。このサンプリング可の開始合図と終了合図に基づいて、サンプリングユニット４５はサンプリングの開始と終了とを行う。そして、電流検出ユニット４１から入力された電流観測信号をサンプリングする。
【０１２１】
サンプリングユニット４５によりサンプリングされたサンプリングデータは、データ格納ユニット４６に対して入力され、データ格納ユニット４６に格納される。そして、制御ユニット４３からデータ数調整ユニット４７に対してデータ格納ユニット４６のデータ数を調整するための動作指示が入力される。それにともない、前述の実施形態１乃至実施形態３に示すように、データ数調整ユニット４７はサンプリングデータの間引きや挿入を行ってデータ数の調整を行う。ここで、サンプリングデータのデータ数は、例えば、実施形態１乃至実施形態３と同様に、２の累乗となるように調整される。
【０１２２】
データ数調整ユニット４７によりデータ格納ユニット４６のサンプリングデータのデータ数が調整されると、制御ユニット４３は、演算ユニット４８に対して演算を行う動作指示である演算命令を入力する。これにともない、演算ユニット４８は、データ格納ユニット４６に格納され、さらにはデータ調整ユニット４７によりデータ数が調整されたサンプリングデータを読み込む。そして、演算ユニット４８は、実施形態１乃至実施形態３と同様に、演算ユニット４３からの演算命令によって、読み込んだサンプリングデータを用いて高速フーリエ変換（ＦＦＴ）によりフーリエ変換を演算実行する。
【０１２３】
演算ユニット４８は、演算実行した演算結果を当該故障検査装置のモニタ等の表示部に出力する。そとともに、演算ユニット４８は、ＬＳＩユニット３７に接続され、ＬＳＩユニット３７に対して演算結果を出力する。ＬＳＩユニット３７は、演算ユニット４８から入力された演算結果から被試験集積回路４２の故障の有無を判定する。被試験集積回路４２の故障の有無は、演算ユニット４８から入力される当該演算結果と、被試験集積回路４２が正常に動作する場合の演算結果とを比較して行うことができる。例えば、予め被試験集積回路４２が正常に動作する時の周波数スペクトルをテストパタン格納ユニット３８に格納し、この正常時の周波数スペクトルと演算ユニット４８から出力される当該演算結果の周波数スペクトルと比較する。そして、ＬＳＩユニット３７で異常電源電流のパワースペクトルを検出して故障を検出することができる。
【０１２４】
以上のように、実施形態４における故障検査装置は、実施形態１乃至実施形態３の観測装置を実装している。また、当該観測装置は、タイミング信号生成ユニット４４が生成するタイミング信号の発生周期やサンプリングレートに関わらずフーリエ変換の演算を効率良く実行することができる。これにより、観測装置が検査結果である演算結果を効率出力し、検査結果を効率良く入手することができる。
【０１２５】
さらに、実施形態４の故障検査装置に実装される観測装置では、サンプリングデータのデータ数を、サンプリングしたデータのデータ数を２の累乗に調整するため、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を用いてフーリエ変換の演算を高速に実行することが可能となる。これにより、実施形態４の故障検査装置では、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を用いて、離散フーリエ変換（ＤＦＴ）により演算実行するのに比べて演算回数を大幅に低減することができ、検査結果を迅速に入手することができる。そして、このような高速フーリエ変換（ＦＦＴ）の高速な演算実行により、高速で効率の良い電源電流の周波数スペクトル観測を用いた故障検査装置を実現することができる。
【０１２６】
また、故障検査装置の観測装置では、データ数調整ユニット４７がデータ数を調整する際、新たにサンプリングデータを選択して削除したり新たにデータを生成したりする演算処理を行うことなく、サンプリングデータが格納されたデータ格納ユニット４６におけるメモリ空間のアドレスに基づいてデータの調整を行う。そのため、データ数を調整するために演算を行うことなく、データ数を効率良く調整することができる。これにより、より一層効率が良く高速な電源電流の周波数のスペクトル観測を用いた故障検査装置を得ることができる。
【０１２７】
なお、本発明の実施の形態においては、データ数を２の累乗となるように調整したが、２以外の整数の累乗となるように調整しても良い。また、本発明の実施の形態においては、高速フーリエ変換としてＣｏｏｌｅｙ−Ｔｕｃｋｅｙ型高速フーリエ変換を用いて説明したが、Ｐｒｉｍｅ Ｆａｃｔｏｒ型高速フーリエ変換であっても良い。さらに、Ｃｏｏｌｅｙ−Ｔｕｃｋｅｙ型高速フーリエ変換の場合、複数の整数に基づくＳｐｌｉｔ−Ｒａｄｉｘ高速フーリエ変換によりフーリエ変換を演算実行しても良い。また、Ｐｒｉｍｅ Ｆａｃｔｏｒ型高速フーリエ変換の場合、サンプリングデータのデータ数を所望の整数毎に因数分解されるようにデータ数の調整を行うようにすることができる。このように、サンプリングデータのデータ数を高速フーリエ変換に応じて種々の基準により調整することにより、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）によりフーリエ変換をより高速化することができ、電源電流の周波数スペクトル観測をより一層迅速に効率良く行うことができる。
【０１２８】
なおまた、本実施形態においては、フーリエ変換により電源電流の周波数スペクトルを生成したが、フーリエ変換に限らずハートレイ変換、ウェブレット変換等のような他の信号変換により生成しても良い。また、このようなフーリエ変換以外の信号変換に対して高速フーリエ変換を用いることが可能である。これにより、電源電流の周波数スペクトル観測をさらに一層効率良く行うことができる。
【０１２９】
【発明の効果】
本発明によれば、電源電流の周波数スペクトルを効率良く観測することができる観測装置及び観測方法、被測定集積回路の故障検出を効率良く行うことができる故障検出装置及び故障検出方法、並びにこれらをコンピュータに対して実現させるプログラムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１における観測装置の一構成例を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態１における観測装置の処理フローを示すフローチャートである。
【図３】本発明の実施の形態１における観測装置の動作を示すタイミング図及びメモリ空間の概略模式図である。
【図４】本発明の実施の形態１における観測装置のデータ間引きの処理フローを示すフローチャートである。
【図５】本発明の実施の形態１における観測装置のデータ間引きの処理フローを示すブロック図である。
【図６】本発明の実施の形態２における観測装置の処理フローを示すフローチャートである。
【図７】本発明の実施の形態２における観測装置の動作を示すタイミング図及びメモリ空間の概略模式図である。
【図８】本発明の実施の形態２における観測装置のデータ挿入の処理フローを示すフローチャートである。
【図９】本発明の実施の形態２における観測装置のデータ挿入の処理フローを示すブロック図である。
【図１０】本発明の実施の形態３における観測装置の処理選択の処理フローを示すフローチャートである。
【図１１】本発明の実施の形態４における故障検査装置の一構成例を示すブロック図である。
【図１２】従来の観測装置の一構成例を示すブロック図である。
【図１３】従来の観測装置の処理フローを示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ 制御手段、 ２ タイミング発生手段、 ３ サンプリング手段、 ４ 演算手段、 ５ データ格納手段、 ６ データ数調整手段、 ３７ ＬＳＩテスタ、 ３８ テストパタン格納ユニット、 ３９ プログラム格納ユニット、 ４０ 電源、 ４１ 電流検出ユニット、 ４２ 被試験集積回路、 ４３ 制御ユニット、 ４４ タイミング信号生成ユニット、 ４５ サンプリングユニット、 ４６ データ格納ユニット、 ４７ データ数調整ユニット、 ４８ 演算ユニット
Claims (13)
- 被試験集積回路に対して印加するテスト信号に応じて前記被試験集積回路に流れる電源電流を測定する電流観測信号に基づいて当該電源電流の周波数スペクトルを観測する観測装置であって、
前記電流観測信号をサンプリングするサンプリング手段と、
該サンプリング手段がサンプリングしたサンプリングデータを格納するデータ格納手段と、
該データ格納手段に格納されたサンプリングデータのデータ数を調整するデータ数調整手段と、
該データ数調整手段に対して、前記データ数が所定の整数の累乗となるように調整するように制御する制御手段と、
基準となる整数である基数の累乗個あるデータを前記基数個の集合毎に分解した後に前記集合毎にデータを演算する第一演算処理と、該第一演算処理による前記集合毎の演算結果に基づいて前記分解前のデータを演算する第二演算処理とを有する演算処理により、前記データ数調整手段によりデータ数が調整されたサンプリングデータを繰り返し前記所定の整数個の集合毎に分解して演算し、前記周波数スペクトルを生成する演算手段とを備えた観測装置。 - 前記データ数調整手段は、前記サンプリングデータからデータを間引く又は前記サンプリングデータにデータを挿入することにより前記データ数を調整することを特徴とする請求項１記載の観測装置。
- 前記データ数調整手段は、前記データ格納手段に格納されたサンプリングの格納アドレスに基づいて前記サンプリングデータからデータを間引く又は前記サンプリングデータにデータを挿入することを特徴とする請求項２記載の観測装置。
- 前記データ数調整手段は、前記調整されたサンプリングデータのデータ数に基づいて、サンプリングデータの前記間引き又は前記挿入を選択することを特徴とする請求項２又は３記載の観測装置。
- 前記演算処理は、前記所定の整数が２である高速フーリエ変換であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一つに記載の観測装置。
- 被試験集積回路に対して印加するテスト信号に応じて前記被試験集積回路に流れる電源電流を測定する電流観測信号に基づいて当該電源電流の周波数スペクトルを観測し、該周波数スペクトルを解析して前記被試験集積回路の故障を検査する故障検査装置であって、
前記電流観測信号をサンプリングするサンプリング手段と、
該サンプリング手段がサンプリングしたサンプリングデータを格納するデータ格納手段と、
該データ格納手段に格納されたサンプリングデータのデータ数を調整するデータ数調整手段と、
該データ数調整手段に対して、前記データ数が所定の整数の累乗となるように調整するように制御する制御手段と、
基準となる整数である基数の累乗個あるデータを前記基数個の集合毎に分解した後に前記集合毎にデータを演算する第一演算処理と、該第一演算処理による前記集合毎の演算結果に基づいて前記分解前のデータを演算する第二演算処理とを有する演算処理により、前記データ数調整手段によりデータ数が調整されたサンプリングデータを繰り返し前記所定の整数個の集合毎に分解して演算し、前記周波数スペクトルを生成する演算手段と、
該演算手段から前記周波数スペクトルを入力され、該入力された周波数スペクトルを解析する周波数スペクトル解析手段とを備えた故障検査装置。 - 被試験集積回路に対して印加するテスト信号に応じて前記被試験集積回路に流れる電源電流を測定する電流観測信号に基づいて当該電源電流の周波数スペクトルを観測する観測方法であって、
前記電流観測信号をサンプリングするステップと、
該サンプリングされたサンプリングデータを格納するステップと、
該格納されたサンプリングデータのデータ数が所定の整数の累乗となるように前記データ数を調整するステップと、
基準となる整数である基数の累乗個あるデータを前記基数個の集合毎に分解した後に前記集合毎にデータを演算する第一演算処理と、該第一演算処理による前記集合毎の演算結果に基づいて前記分解前のデータを演算する第二演算処理とを有する演算処理により、前記データ数が調整されたサンプリングデータを繰り返し前記所定の整数個の集合毎に分解して演算し、前記周波数スペクトルを生成するステップとを備えた観測方法。 - 前記サンプリングデータからデータを間引く又は前記サンプリングデータにデータを挿入することにより前記データ数を調整することを特徴とする請求項７記載の観測方法。
- 前記格納されたサンプリングの格納アドレスに基づいて前記サンプリングデータからデータを間引く又は前記サンプリングデータにデータを挿入することを特徴とする請求項８記載の観測方法。
- 前記調整されたサンプリングデータのデータ数に基づいて、前記サンプリングデータの前記間引き又は前記挿入を選択することを特徴とする請求項８又は９記載の観測方法。
- 前記演算処理は、前記所定の整数が２である高速フーリエ変換であることを特徴とする請求項７乃至１０のいずれか一つに記載の観測方法。
- 被試験集積回路に対して印加するテスト信号に応じて前記被試験集積回路に流れる電源電流を測定する電流観測信号に基づいて当該電源電流の周波数スペクトルを観測し、該周波数スペクトルを解析して前記被試験集積回路の故障を検査する故障検査方法であって、
前記電流観測信号をサンプリングするステップと、
該サンプリングされたサンプリングデータを格納するステップと、
該格納されたサンプリングデータのデータ数が所定の整数の累乗となるように前記データ数を調整するステップと、
基準となる整数である基数の累乗個あるデータを前記基数個の集合毎に分解した後に前記集合毎にデータを演算する第一演算処理と、該第一演算処理による前記集合毎の演算結果に基づいて前記分解前のデータを演算する第二演算処理とを有する演算処理により、前記データ数が調整されたサンプリングデータを繰り返し前記所定の整数個の集合毎に分解して演算し、前記周波数スペクトルを生成するステップと、
該演算して生成された周波数スペクトルを解析するステップとを備えた故障検査方法。 - 被試験集積回路に対して印加するテスト信号に応じて前記被試験集積回路に流れる電源電流を測定する電流観測信号に基づいて当該電源電流の周波数スペクトルを観測することをコンピュータに対して実現するプログラムであって、
前記電流観測信号をサンプリングするステップと、
該サンプリングされたサンプリングデータを格納するステップと、
該格納されたサンプリングデータのデータ数が所定の整数の累乗となるように前記データ数を調整するステップと、
基準となる整数である基数の累乗個あるデータを前記基数個の集合毎に分解した後に前記集合毎にデータを演算する第一演算処理と、該第一演算処理による前記集合毎の演算結果に基づいて前記分解前のデータを演算する第二演算処理とを有する演算処理により、前記データ数が調整されたサンプリングデータを繰り返し前記所定の整数個の集合毎に分解して演算し、前記周波数スペクトルを生成するステップとをコンピュータに対して実現するプログラム。
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