JP2005184196A - 遅延調整回路、集積回路装置、及び遅延調整方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 遅延信号の遅延時間を最適に調整できる遅延調整回路、集積回路装置、遅延調整方法を提供すること。
【解決手段】遅延回路10は、複数の遅延ユニットDI〜DNを含み、入力信号ISが入力されて遅延信号を出力する。比較回路20は、遅延回路10に入力されたテスト用入力信号ISのパルスのパルス幅時間と、遅延回路10のタップPM〜PNから出力される遅延信号PM〜PNの遅延時間との比較結果データを、比較結果レジスタ30に記憶する。調整回路40は遅延回路10での遅延信号の遅延時間を調整する。比較結果レジスタ30から読み出された比較結果データに基づき、遅延時間の調整データADTを設定する。遅延時間が調整された後にテスト用入力信号を再度入力し、比較結果レジスタから比較結果データを再度読み出して、調整後の遅延時間を確認する。
【選択図】 図2
【解決手段】遅延回路10は、複数の遅延ユニットDI〜DNを含み、入力信号ISが入力されて遅延信号を出力する。比較回路20は、遅延回路10に入力されたテスト用入力信号ISのパルスのパルス幅時間と、遅延回路10のタップPM〜PNから出力される遅延信号PM〜PNの遅延時間との比較結果データを、比較結果レジスタ30に記憶する。調整回路40は遅延回路10での遅延信号の遅延時間を調整する。比較結果レジスタ30から読み出された比較結果データに基づき、遅延時間の調整データADTを設定する。遅延時間が調整された後にテスト用入力信号を再度入力し、比較結果レジスタから比較結果データを再度読み出して、調整後の遅延時間を確認する。
【選択図】 図2
Description
本発明は、遅延調整回路、集積回路装置、及び遅延調整方法に関する。
集積回路装置(IC)においては、ホールドタイムなどの信号のAC特性を仕様書に規定される許容範囲に収めるために、遅延回路を用いる場合がある。ところが、遅延回路での信号の遅延時間は、その遅延回路を含むICの製造ロットや動作電圧や温度条件などの変動に応じてばらつく。このため、このような遅延回路を用いて、信号のAC特性を設定する場合には、ICの仕様書のAC特性の項目には、そのバラツキを考慮した数値を記載せざるを得ないという課題があった。
特開平7−130183号公報
本発明は、以上のような課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、遅延信号の遅延時間を最適に調整できる遅延調整回路、この遅延調整回路を含む集積回路装置、及びこの遅延調整回路を用いる遅延調整方法を提供することにある。
本発明は、複数の遅延ユニットを含み、入力信号が入力され、入力信号の遅延信号を出力する遅延回路と、前記遅延回路に入力されたテスト用入力信号のパルスのパルス幅時間と、前記遅延回路の前記複数の遅延ユニット間の複数のタップのうち第M〜第N(M、NはN>Mとなる整数)のタップから出力される第M〜第Nの遅延信号の第M〜第Nの遅延時間との比較結果データを、比較結果レジスタに記憶する比較回路と、前記遅延回路での遅延信号の遅延時間を調整する調整回路とを含む遅延調整回路に関係する。
本発明によれば、テスト用入力信号のパルス幅時間と、遅延回路の第M〜第Nの遅延信号の第M〜第Nの遅延時間とが比較され、その比較結果が比較結果レジスタに記憶される。そして調整回路により、遅延回路での遅延時間が調整される。従ってテスタ等が、比較結果レジスタから比較結果データを読み出し、読み出された比較結果データに基づいて、調整回路での遅延時間の調整の度合いを設定すれば、遅延時間の最適な調整を実現できる。
また本発明では、前記比較回路が、第1〜第(N−M+1)の論理回路と、第1〜第(N−M+1)のフリップフロップ回路により構成される前記比較結果レジスタとを含み、前記第1〜第(N−M+1)の論理回路の第1の入力には、前記テスト用入力信号が入力され、前記第1〜第(N−M+1)の論理回路の第2の入力には、前記第M〜第Nの遅延信号が入力され、前記第1〜第(N−M+1)の論理回路の出力が、前記第1〜第(N−M+1)のフリップフロップ回路のクロック端子に入力されるようにしてもよい。
また本発明では、前記比較回路が、第1〜第(N−M+1)のフリップフロップ回路により構成される前記比較結果レジスタを含み、前記第1〜第(N−M+1)のフリップフロップ回路のデータ端子には、前記第M〜第Nの遅延信号が入力され、前記第1〜第(N−M+1)のフリップフロップ回路のクロック端子には、前記テスト用入力信号が入力されるようにしてもよい。
このようにすれば、テスト用入力信号のパルス幅時間と第M〜第Nの遅延時間との比較結果データを、第1〜第(N−M+1)のフリップフロップ回路に自動的に取り込むことが可能になる。
また本発明では、前記調整回路が、前記遅延回路の複数のタップのうち第K〜第L(K、LはL>Kとなる整数)のタップから出力される第K〜第Lの遅延信号が入力され、前記第K〜第Lの遅延信号のうちのいずれかの遅延信号を選択して出力する遅延時間調整用の第1の選択回路を含み、前記第1の選択回路の出力が、前記遅延回路の第(L+1)のタップがその出力に接続される第(L+1)の遅延ユニットに入力されるようにしてもよい。
このようにすれば、第K〜第Lのタップから出力される第K〜第Lの遅延信号のいずれかが、バイパスされて、第(L+1)の遅延ユニットにより入力されるようになり、これにより遅延回路での遅延時間の調整を実現できる。
また本発明では、前記調整回路が、前記遅延回路の複数のタップのうち第I〜第J(I、JはJ>Iとなる整数)のタップから出力される第I〜第Jの遅延信号が入力され、前記第I〜第Jの遅延信号のうちのいずれかの遅延信号を選択して出力する遅延時間のティピカル値設定用の第2の選択回路を含み、前記第2の選択回路の出力が、前記遅延回路の第(J+1)のタップがその出力に接続される第(J+1)の遅延ユニットに入力されるようにしてもよい。
このようにすれば、第I〜第Jのタップから出力される第I〜第Jの遅延信号のいずれかが、バイパスされて、第(J+1)の遅延ユニットにより入力されるようになり、これにより遅延回路での遅延時間の調整を実現できる。
また本発明では、定電圧を発生する定電圧発生回路を含み、前記遅延回路が、前記定電圧発生回路で発生された定電圧を電源電圧として動作するようにしてもよい。
このようにすれば、遅延回路での遅延時間が電源電圧の変動に依存しないようになり、遅延時間の変動要素を低減できる。
また本発明では、遅延信号の遅延時間を調整するための調整データを出力する初期状態設定回路を含み、前記調整回路が、前記初期状態設定回路からの前記調整データに基づいて、遅延信号の遅延時間を調整するようにしてもよい。
このようにすれば、初期状態として設定される調整データに基づいて、遅延回路での遅延時間を調整できるようになる。
また本発明では、前記初期状態設定回路が、ヒューズ素子又は不揮発性メモリ素子の設定状態を前記調整データとして取り込んで記憶するラッチ回路と、前記ヒューズ素子又は不揮発性メモリ素子の設定状態を前記ラッチ回路に取り込むためのラッチクロックを生成するラッチクロック生成回路とを含み、前記ラッチクロック生成回路が、前記遅延回路に入力信号が入力される前に先だって、前記ラッチクロックを生成して前記ラッチ回路に出力し、前記ラッチ回路が、生成された前記ラッチクロックに基づいて、前記遅延回路に入力信号が入力される前に先だって、前記ヒューズ素子又は不揮発性メモリ素子の設定状態を取り込むようにしてもよい。
このようにすれば、遅延回路に入力信号が入力される前にだけ、ヒューズ素子又は不揮発性メモリの設定状態をラッチ回路に取り込むことが可能になるため、低消費電力化を図れる。
また本発明は、入力信号が入力される第1のI/Oセルと、出力信号が出力される第2のI/Oセルと、前記第1のI/Oセルを介して入力信号が入力され、遅延時間が調整された遅延信号を出力する上記のいずれかの遅延調整回路と、前記第2のI/Oセルを介して出力される出力信号の出力制御信号を、前記遅延調整回路からの遅延信号に基づいて生成する出力制御信号生成回路とを含む集積回路装置に関係する。
本発明によれば、遅延調整回路によりその遅延時間が最適に調整された遅延信号に基づいて、第2のI/Oセルを介して出力される出力信号の出力制御信号が生成されるようになる。これにより、第2のI/Oセルを介して出力される出力信号のAC特性の仕様等に対する厳しい要求を満たすことが可能になる。
また本発明では、前記出力制御信号生成回路が、前記遅延信号に基づいて、前記第2のI/Oセルのアウトプットイネーブル信号を生成するようにしてもよい。
また本発明は、上記のいずれかの遅延調整回路を用いた遅延時間の調整方法であって、所定のパルス幅時間のパルスを有する前記テスト用入力信号を前記遅延回路に入力し、前記テスト用入力信号の前記パルス幅時間と前記第M〜第Nの遅延時間との比較結果データを、前記比較結果レジスタから読み出し、読み出された前記比較結果データに基づいて、遅延信号の遅延時間を調整するための調整データを設定する遅延調整方法に関係する。
本発明によれば、テスト用入力信号のパルス幅時間と第M〜第Nの遅延時間との比較結果データに基づいて、調整データが設定され、この調整データに基づいて調整回路が遅延時間を調整するようになる。これにより遅延時間の最適な調整を実現できる。
また本発明では、前記調整データを設定して前記遅延時間が調整された後に、所定のパルス幅時間のパルスを有するテスト用入力信号を前記遅延回路に再度入力し、再度入力された前記テスト用入力信号の前記パルス幅時間と前記第M〜第Nの遅延時間との比較結果データを、前記比較結果レジスタから読み出して、調整後の遅延時間を確認するようにしてもよい。
このようにすれば、遅延調整が適切に行われたか否かを確実且つ容易に確認できるようになる。
以下、本発明の好適な実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。
1.AC特性の調整
集積回路装置(IC)においては、その仕様書に、信号のAC特性を規定する項目がある。例えば図1において、XRD(「X」は負論理を意味する)はリード信号であり、DATAは、XRDをアクティブ(図1ではLレベル)にすることで読み出されるデータである。即ち集積回路装置(液晶ドライバ等)の外部装置(CPU等)は、集積回路装置からDATAを読み出す場合には、図1のようにリード信号XRDをアクティブにする。すると集積回路装置は、XRDがアクティブになった後に、DATAをI/Oセルから出力する。そして外部装置は、XRDの例えば立ち上がりエッジに同期してDATAをラッチする。この場合、DATAのホールドタイムTHLが短すぎると、外部装置がDATAのラッチに失敗してしまう。このため、このホールドタイムTHLの項目が信号のAC特性として仕様書に記載される。
集積回路装置(IC)においては、その仕様書に、信号のAC特性を規定する項目がある。例えば図1において、XRD(「X」は負論理を意味する)はリード信号であり、DATAは、XRDをアクティブ(図1ではLレベル)にすることで読み出されるデータである。即ち集積回路装置(液晶ドライバ等)の外部装置(CPU等)は、集積回路装置からDATAを読み出す場合には、図1のようにリード信号XRDをアクティブにする。すると集積回路装置は、XRDがアクティブになった後に、DATAをI/Oセルから出力する。そして外部装置は、XRDの例えば立ち上がりエッジに同期してDATAをラッチする。この場合、DATAのホールドタイムTHLが短すぎると、外部装置がDATAのラッチに失敗してしまう。このため、このホールドタイムTHLの項目が信号のAC特性として仕様書に記載される。
集積回路装置を使用するユーザが仕様として要求するホールドタイムTHLのティピカル値、最小値、最大値が、各々、例えば60ns、40ns、80ns(nsはナノセカンドを意味する)であったとする。そしてこの仕様を満たすために、複数の遅延ユニット(遅延素子)を有する遅延回路を設け、この遅延回路により生成された遅延信号を用いてティピカル値が60nsのホールドタイムTHLを設定したとする。この場合に、遅延回路での信号の遅延時間は、ICの製造ロットや電源電圧や温度条件によって変動する。ICの製造ロット、電源電圧、温度条件による変動係数を、各々、例えば0.72〜1.32、0.85〜1.15、0.95〜1.07とすると、合計の変動係数は0.6〜1.6になる。従ってティピカル値が60nsである場合には、ホールドタイムTHLは36ns〜96nsの範囲でばらついてしまい、40ns〜80nsという上記仕様を満たすことができない。そこで、このような仕様を満たすために、遅延時間を最適に調整できる遅延調整回路が必要になる。
2.遅延調整回路の構成
図2に本実施形態の遅延調整回路(遅延測定回路、遅延自己診断回路)の構成例を示す。本実施形態の遅延調整回路は、遅延回路10と、比較回路20と、調整回路40を含む。なお本実施形態の遅延調整回路は図2の構成に限定されず、これらの回路ブロックの一部を省略したり、各回路ブロックの接続形態を変更したり、各回路ブロックの構成、機能を変更してもよい。例えば本実施形態では図2の調整回路40を省略した遅延測定回路の構成にすることもできる。或いは遅延回路10と比較回路20とを図2とは異なる接続形態で接続する構成にすることもできる。
図2に本実施形態の遅延調整回路(遅延測定回路、遅延自己診断回路)の構成例を示す。本実施形態の遅延調整回路は、遅延回路10と、比較回路20と、調整回路40を含む。なお本実施形態の遅延調整回路は図2の構成に限定されず、これらの回路ブロックの一部を省略したり、各回路ブロックの接続形態を変更したり、各回路ブロックの構成、機能を変更してもよい。例えば本実施形態では図2の調整回路40を省略した遅延測定回路の構成にすることもできる。或いは遅延回路10と比較回路20とを図2とは異なる接続形態で接続する構成にすることもできる。
遅延回路10は、複数の遅延ユニットDI〜DJ、DK〜DL、DM〜DNを含む。ここで、I、J、K、L、M、Nは、J>I、L>K、N>Mを満たす整数である。遅延回路10の各遅延ユニットは例えばインバータ回路(バッファ回路)などの遅延素子により構成される。そして遅延回路10は、入力信号ISが入力され、ISを遅延ユニットDI〜DNで遅延させた遅延信号DSを出力する。また遅延回路10の複数の遅延ユニット間の第M〜第NのタップPM〜PNからは第M〜第Nの遅延信号DSM〜DSNが出力される。なお図2では遅延回路10が1つの遅延パス(シリアルに接続される遅延ユニットで形成されるパス)しか有していないが、複数の遅延パスを有するようにしてもよい。そしてこれらの複数の遅延パスの複数のタップPM〜PNから遅延信号DSM〜DSNを出力するようにしてもよい。
図3のA1に示すように入力信号ISとして所定のパルス幅時間TP(例えば50ns)のパルスを有するテスト用入力信号が入力される。すると、A2に示すように、遅延回路10のタップPM〜PNからは、入力信号ISから第M〜第Nの遅延時間TDM〜TDNだけ遅れた遅延信号DSM〜DSNが出力される。即ち遅延信号DSM〜DSNは、入力信号ISの立ち下がりエッジ(広義には第1のエッジ)から遅延時間TDM〜TDNだけ遅れてハイレベル(広義には第1のレベル)からローレベル(広義には第2のレベル)に変化する。またまた入力信号ISの立ち上がりエッジ(広義には第2のエッジ)から遅延時間TDM〜TDNだけ遅れてローレベルからハイレベルに変化する。なお図3では、テスト用の入力信号ISや遅延信号DSM〜DSNはローレベルのパルス信号になっているが、ハイレベルのパルス信号にしてもよい。
比較回路20は比較結果レジスタ30を含む。そして比較回路20は、テスト用入力信号ISのパルス幅時間TPと遅延回路10での遅延信号の遅延時間との比較結果データ(遅延測定データ、遅延テーブル値)を、比較結果レジスタ30に記憶する。具体的には、パルス幅時間TPと、遅延回路10のタップPM〜PNに出力される遅延信号DSM〜DSNの遅延時間TDM〜TDNとの比較結果データを、比較結果レジスタ30に記憶する。図3を例にとると、比較回路20での比較処理により、遅延信号DSM〜DSM+2の遅延時間TDM〜TDM+2は、パルス幅時間TPよりも短いと判断される。一方、遅延信号DSM+3〜DSNの遅延時間TDM+3〜TDNはパルス幅時間TPよりも長いと判断される。従って比較結果レジスタ30に記憶される比較結果データは、遅延信号DSM+2又はDSM+3の遅延時間TDM+2又はTDM+3が、パルス幅時間TPとほぼ一致するということを示すデータになる。
調整回路40は、例えば調整データADTなどに基づいて、遅延回路10での遅延信号の遅延時間を調整する。例えば、比較結果レジスタ30に記憶される比較結果データに基づいて、遅延回路10での遅延信号の遅延時間が短いと判断された場合には、調整回路40により、遅延時間を長くする調整が行われる。一方、比較結果レジスタ30に記憶される比較結果データに基づいて、遅延回路10での遅延信号の遅延時間が長いと判断された場合には、調整回路40により、遅延時間を短くする調整が行われる。
より具体的には遅延調整回路を含む集積回路装置をテストする際に、テスタが、比較結果レジスタ30の比較結果データを読み出し、遅延時間が短いか長いかを判断する。そして遅延時間が短い場合には、遅延時間を長くする調整データADTをテスタが設定する。そして調整回路40が、この設定された調整データADTに基づいて遅延時間を長くする調整処理を行う。一方、遅延時間が長い場合には、遅延時間を短くする調整データADTをテスタが設定する。そして調整回路40が、この設定された調整データADTに基づいて遅延時間を短くする調整処理を行う。この場合の調整データADTは、後述するヒューズ素子や不揮発性メモリ素子(EEPROMなどの書き換え可能な不揮発性メモリ素子)を用いて設定できる。即ち、アルミやポリシリコンで形成されるヒューズ素子をカットしたり、不揮発性メモリ素子からデータを読み出すことで、調整データADTを設定できる。
遅延信号の遅延調整手法としては、テスタにより入力信号を集積回路装置に入力し、その入力信号の遅延信号である出力信号の遅延時間をテスタにより測定し、その測定結果に基づいて遅延時間を調整する手法がある。しかしながら、テスト時に出力用I/Oセルの出力端子に付加される寄生容量(テスタのIC基板の配線容量等)は非常に大きく、この大きな寄生容量を充放電するような駆動能力を、出力用I/Oセルを構成するCMOSトランジスタは備えていない。従って出力用I/Oセルからの出力信号の波形が鈍ってしまい、出力信号の正確な遅延時間をテスタが測定できないという課題がある。
一方、テスタの駆動能力は十分に高く、入力用I/Oセルを構成するCMOSトランジスタのゲート容量は、この駆動能力に比して十分に低い。従って入力用I/Oセルでは、その入力端子に付加される寄生容量は、出力用I/Oセルの場合とは異なり、信号遅延等にそれほど悪影響を与えない。
本実施形態では、この点に着目して、図2のような構成の遅延調整回路を採用している。即ち図3のA1に示すようなテスト用入力信号ISをテスタにより入力した場合に、テスタの駆動駆動能力は十分に高いため入力信号ISの波形はほとんど鈍らない。従って、正確なパルス幅時間TPを有するテスト用入力信号ISを、テスタにより入力することができる。そしてこの入力信号ISの正確なパルス幅時間TPと、遅延信号DSM〜DSNの遅延時間TDM〜TDNとを、図2の比較回路20で比較することで、遅延回路10での遅延時間を正確に測定できる。そしてこの測定結果(比較結果データ)に基づき設定された調整データADTにより、調整回路40が遅延回路10の遅延時間を調整すれば、正確なパルス幅時間TPとほぼ同等の遅延時間で遅延する信号を得ることができる。そして得られた遅延信号に基づいて、図1のホールドタイムTHLなどのAC特性を調整すれば、AC特性の仕様についてのユーザの厳しい要求にも応えることが可能になる。
3.遅延回路、比較回路の構成例
図4に遅延回路10、比較回路20の第1の構成例を示す。
図4に遅延回路10、比較回路20の第1の構成例を示す。
遅延回路10が含む各遅延ユニットDI〜DNは、例えばシリアル接続された2段のインバータ回路により構成される。なおインバータ回路以外の遅延素子を用いて各遅延ユニットDI〜DNを構成してもよい。
比較回路20は、第1〜第(N−M+1)の論理回路LG1〜LGN-M+1を含む。図4では各論理回路LG1〜LGN-M+1はNOR回路により構成される。なお各論理回路LG1〜LGN-M+1を例えばNAND回路などの他の構成の回路で構成してもよい。また比較回路20が含む比較結果レジスタ30は、第1〜第(N−M+1)のフリップフロップ回路DF1〜DFN-M+1により構成される。
論理回路LG1〜LGN-M+1の第1の入力には、パルス幅時間TPのテスト用入力信号IS(ISをバッファリングした信号や反転した信号も含む)が入力される。論理回路LG1〜LGN-M+1の第2の入力には、遅延回路10のタップPM〜PNからの遅延信号DSM〜DSN(DSM〜DSNをバッファリングした信号や反転した信号も含む)が入力される。そして論理回路LG1〜LGN-M+1の出力(LG1〜LGN-M+1の出力をバッファリングした信号や反転した信号も含む)が、クロックCK1〜CKN-M+1として、フリップフロップ回路DF1〜DFN-M+1のクロック端子に入力される。そしてフリップフロップ回路DF1〜DFN-M+1の出力端子からは、比較結果データRD1〜RDN-M+1が出力される。
なおフリップフロップ回路DF1〜DFN-M+1のデータ端子にはVDD(広義には第1の電源電圧)が接続され、リセット端子にはリセット信号RESが接続される。このリセット信号RESがアクティブになることで、フリップフロップ回路DF1〜DFN-M+1には初期時において「0」のデータ(初期値データ)を保持される。
論理回路LG1〜LGN-M+1は、入力信号ISと遅延信号DSM〜DSNを比較し、これらの信号が共にローレベル(第2のレベル)になった期間で、CK1〜CKN-M+1がアクティブ(ハイレベル)になる。そしてフリップフロップ回路DF1〜DFN-M+1のデータ端子には、ハイレベルのVDDが接続されているため、CK1〜CKN-M+1がアクティブになると、その立ち上がりエッジ(第2のエッジ)でフリップフロップ回路に「1」のデータが書き込まれて保持される。
例えば図3ではA3、A4、A5に示すようにクロックCK1、CK2、CK3がアクティブになる。するとクロックCK1、CK2、CK3の立ち上がりエッジで、フリップフロップ回路DF1〜DF3に「1」のデータが書き込まれて保持される。一方、図3ではクロックCK4〜CKN-M+1はアクティブにならない。従ってこれらのクロックCK4〜CKN-M+1が入力されるフリップフロップ回路DF4〜DFN-M+1は、リセット信号RESにより設定された「0」のデータを保持したままになる。
以上のようにすることで、フリップフロップ回路DF1〜DF3から出力される比較結果データRD1〜RD3は「1」になり、フリップフロップ回路DF4〜DFN-M+1から出力される比較結果データRD4〜RDN-M+1は「0」になる。従ってテスタは、この比較結果データRD1〜RDN-M+1を読み出すことで、遅延時間TDM+2又はTDM+3がパルス幅時間TPに一致するという測定結果を得ることができる。そしてこの測定結果に基づいて調整データADTを設定することで、遅延回路10が出力する遅延信号DSの遅延時間を正確な時間に設定できる。即ち遅延信号DSの遅延時間を、例えば遅延パルス幅TPに一致させることなどが可能になる。
図5に遅延回路10、比較回路20の第2の構成例を示す。図4の第1の構成例と異なる点は、図5では比較回路20が論理回路LG1〜LGN-M+1を含まない点である。なお本実施形態の遅延回路、比較回路は図4、図5の構成に限定されるものではなく、図4、図5の回路の一部を省略したり、他の回路要素を追加したり、回路間の接続形態を異ならせてもよい。
比較回路20が含む比較結果レジスタ30は、第1〜第(N−M+1)のフリップフロップ回路DF1〜DFN-M+1により構成される。
そしてフリップフロップ回路DF1〜DFN-M+1のデータ端子には、遅延回路10のタップPM〜PNからの遅延信号DSM〜DSN(DSM〜DSNをバッファリングした信号や反転した信号も含む)が入力される。またフリップフロップ回路DF1〜DFN-M+1のクロック端子には、テスト用入力信号IS(ISをバッファリングした信号や反転した信号も含む)が入力される。そしてフリップフロップ回路DF1〜DFN-M+1の出力端子からは比較結果データRD1〜RDN-M+1が出力される。
図6に、図5の第2の構成例の動作を説明するためのタイミング波形図を示す。
まず初期時に、リセット信号RESがアクティブになることで、フリップフロップ回路DF1〜DFN-M+1に「0」のデータが保持される。
次に、図6のE1に示すテスト用入力信号ISの立ち上がりエッジ(広義には第2のエッジ)で、フリップフロップ回路DF1〜DFN-M+1は、遅延信号DSM〜DSNに対応したデータを保持する。例えば図6ではE2〜E4に示すように、遅延信号DSM〜DSM+2がデータ端子に入力されるフリップフロップ回路DF1〜DF3では「1」のデータが保持される。一方、図6のE5〜E7に示すように、遅延信号DSM+3〜DSNがデータ端子に入力されるフリップフロップ回路DF4〜DFN-M+1では「0」のデータが保持される。
以上のようにすることで、フリップフロップ回路DF1〜DF3から出力される比較結果データRD1〜RD3は「1」になり、フリップフロップ回路DF4〜DFN-M+1から出力される比較結果データRD4〜RDN-M+1は「0」になる。従ってテスタは、この比較結果データRD1〜RDN-M+1を読み出すことで、遅延時間TDM+2又はTDM+3がパルス幅時間TPに一致するという測定結果を得ることができる。
4.調整回路の詳細
次に図7、図8を用いて調整回路40の詳細例について説明する。なお本実施形態の調整回路40は図7、図8の構成に限定されるものではなく、その回路の一部を省略したり、他の回路要素を追加したり、回路間の接続形態を異ならせてもよい。
次に図7、図8を用いて調整回路40の詳細例について説明する。なお本実施形態の調整回路40は図7、図8の構成に限定されるものではなく、その回路の一部を省略したり、他の回路要素を追加したり、回路間の接続形態を異ならせてもよい。
図7に示すように調整回路40は遅延時間調整用の第1の選択回路42を含むことができる。この選択回路42は、集積回路装置(IC)の製造ロットのプロセス変動等に起因する遅延時間のバラツキを調整するための回路である。この選択回路42には、遅延回路10の第K〜第LのタップPK〜PLから出力される第K〜第Lの遅延信号DSK〜DSLが入力される。そして選択回路42は、例えば遅延時間調整用の調整データADTに基づいて、遅延信号DSK〜DSLのうちのいずれかの遅延信号を選択してSQ1として出力する。
遅延ユニットDLの隣の遅延ユニットDL+1には、遅延ユニットDLが出力する遅延信号DSLは入力されていない。その代わりに遅延ユニットDL+1には、選択回路42の出力SQ1が入力される。また遅延ユニットDL+1の出力は第(L+1)のタップPL+1に接続され、タップPL+1は遅延ユニットDL+2の入力に接続される。
図7のような構成にすれば、選択回路42の選択処理により、任意の遅延ユニットをバイパスすることができ、これにより遅延回路10の遅延時間を調整できる。
例えばデフォルト状態においては、選択回路42は、タップPK〜PLのうちの真ん中のタップであるティピカル値に対応するタップからの遅延信号を選択している。そして比較結果レジスタ30の比較結果データにより測定された遅延時間が、製造ロットのプロセス変動によるバラツキにより、ティピカル値よりも長いと判断された場合には、遅延回路10の遅延時間を短くする必要がある。このためテスタは、遅延時間を短くするデータにADTを設定する。そして例えば遅延時間を最小にするデータにADTが設定された場合には、選択回路42は、タップPKからの遅延信号DSKを選択する。そうすると遅延ユニットDK+1〜DLの全てがバイパスされるため、遅延回路10の遅延時間が最小になる調整が行われる。これにより製造ロットのプロセス変動による遅延時間のバラツキを吸収できる。
一方、比較結果データにより測定された遅延時間が、製造ロットのプロセス変動によるバラツキにより、ティピカル値よりも短いと判断された場合には、遅延時間を長くする必要がある。このため、テスタは、遅延時間を長くするデータにADTを設定する。そして例えば遅延時間を最大にするデータにADTが設定されていた場合には、選択回路42は、タップPLからの遅延信号DSLを選択する。そうすると、遅延ユニットDK+1〜DLはバイパスされなくなるため、遅延回路10の遅延時間が最大になる調整が行われる。これにより製造ロットのプロセス変動による遅延時間のバラツキを吸収できる。
なお図2や図7では、遅延時間の測定用のタップPM〜PNと遅延時間の調整用のタップPK〜PLとが別々になっているが、これらのタップPM〜PNとPK〜PLを共通化して、同じタップになるようにしてもよい。即ち本実施形態では、N>M>L>Kであってもよいし、N=L、M=Kであってもよい。
図8に示すように調整回路40は遅延時間のティピカル値設定用の第2の選択回路44を含むことができる。この選択回路44は、集積回路装置の機種毎に決まる遅延時間のティピカル値を調整するための回路である。この選択回路44には、遅延回路10の第I〜第JのタップPI〜PJから出力される第I〜第Jの遅延信号DSI〜DSJが入力される。そして選択回路44は、遅延信号DSI〜DSJのうちのいずれかの遅延信号を選択してSQ2として出力する。
遅延ユニットDJの隣の遅延ユニットDJ+1には、遅延ユニットDJが出力する遅延信号DSJは入力されていない。その代わりに遅延ユニットDJ+1には、選択回路44の出力SQ2が入力される。また遅延ユニットDJ+1の出力は第(J+1)のタップPJ+1に接続され、タップPJ+1は遅延ユニットDJ+2の入力に接続される。
図8のような構成にすれば遅延回路10のティピカル値の遅延時間を調整できる。即ち遅延回路の遅延時間のティピカル値は回路シミュレーションにより求めることができる。しかしながら、回路シミュレーションでの配線の寄生容量と、実機の集積回路装置の配線の寄生容量とは一般的に異なる。従って、既存の回路ライブラリを用いた回路シミュレーションにより、遅延時間のティピカル値を設定したとしても、実際に製造された集積回路装置に含まれる遅延回路の遅延時間は、設定されたティピカル値に一致しない場合が多い。このような場合に、図8の選択回路44を用いて遅延時間のティピカル値を各機種毎に設定すれば、図7の選択回路42による遅延時間の調整範囲の中心付近がティピカル値になるような設定が可能になる。これにより、図7の選択回路42による調整範囲の幅を最大限にすることができ、より適切な遅延時間の調整を実現できる。
例えば、回路シミュレーション終了後に製造されたテストサンプルでの遅延時間のティピカル値が、許容範囲内の最大値であったとする。この場合には、選択回路44が、遅延ユニットDIからの遅延信号DSIを選択するようにする。そうすると遅延ユニットDI+1〜DJの全てがバイパスされるため、遅延回路10の遅延時間が最小になる。これにより、遅延時間の調整範囲の中心がティピカル値になる設定を実現できる。
一方、テストサンプルでの遅延時間のティピカル値が、許容範囲内の最小値であったとする。この場合には、選択回路44が、遅延ユニットDJからの遅延信号DSJを選択するようにする。そうすると遅延ユニットDI+1〜DJがバイパスされなくなるため、遅延回路10の遅延時間が最大になる。これにより、遅延時間の調整範囲の中心がティピカル値になる設定を実現できる。
なお図7の選択回路42(セレクタ)は、調整データADTに基づいて遅延信号DSK〜DSLのいずれかを選択させる論理回路により構成できる。一方、図8の選択回路44では、選択される遅延信号が集積回路装置の機種毎に固定される。従ってこの選択回路44は、必ずしも論理回路を含む必要はなく、マスクパターンにより決定される配線パターン(固定配線パターン)により構成することができる。但し図8の選択回路44においても、選択処理のための論理回路を含ませて、調整データに基づいて遅延信号を選択できるようにしてもよい。この場合には、例えば集積回路装置の電源投入時に、不揮発性メモリ素子から、機種毎に固定された調整データを読み込み、この調整データに基づいて選択回路44が遅延信号を選択するようにすればよい。
5.変形例
図9に遅延調整回路の変形例を示す。図9の構成が図2と異なるのは、図9では定電圧発生回路50が設けられている点である。
図9に遅延調整回路の変形例を示す。図9の構成が図2と異なるのは、図9では定電圧発生回路50が設けられている点である。
定電圧発生回路50は電源電圧(VDD、VSS)に基づいて定電圧VRを発生して出力する。より具体的には例えばVDDのレギュレーションを行うことで定電圧VRを発生する。そして発生された定電圧VRは遅延回路10、比較回路20、調整回路40に供給され、これらの回路は定電圧VRを電源電圧として動作する。
このようにすれば、遅延回路10は、VDDの電圧レベルが変動しても、常に一定の定電圧VRに基づいて動作できるようになる。従って、遅延回路10の遅延ユニットDI〜DNでの遅延時間がVDDの電圧変動に依存しなくなり、電源電圧による変動係数0.85〜1.15を無視できるようになる。従って、例えば図9の構成の遅延調整回路で調整された遅延信号に基づいて、図1のホールドタイムTHLなどのAC特性を調整すれば、AC特性の仕様についてのユーザの更に厳しい要求にも応えることが可能になる。
なお図9では、遅延回路10、比較回路20、調整回路40の全てに対して、電源電圧として定電圧VRを供給している。しかしながら本実施形態では、少なくとも遅延回路10にだけ定電圧VRが供給されればよい。そして例えば遅延回路10にだけ定電圧VRを供給する場合には、遅延回路10と比較回路20との間や、遅延回路10と調整回路40との間に、VR、VDD間の電圧レベル変換を行うレベルシフタなどを設ければよい。
6.集積回路装置
図10に本実施形態の集積回路装置60の構成例を示す。なお本実施形態の集積回路装置60は図10の構成に限定されるものではなく、図10の回路ブロックの一部を省略したり、他の回路ブロックを追加したり、回路ブロック間の接続形態を異ならせてもよい。
図10に本実施形態の集積回路装置60の構成例を示す。なお本実施形態の集積回路装置60は図10の構成に限定されるものではなく、図10の回路ブロックの一部を省略したり、他の回路ブロックを追加したり、回路ブロック間の接続形態を異ならせてもよい。
集積回路装置60は、リード信号XRD(広義には入力信号IS)が入力される第1のI/Oセル70を含む。このI/Oセル70は入力用のI/Oセルである。また集積回路装置60は、データ信号DATA(広義には出力信号)が出力される第2のI/Oセル80(8ビット分のセル)を含む。このI/Oセル80は出力用又は入出力兼用のI/Oセルである。
集積回路装置60は、図2、図9等で説明した遅延調整回路90を含む。この遅延調整回路90には、I/Oセル70を介してリード信号XRD(IS)が入力され、遅延時間が調整された遅延信号DSを出力する。
集積回路装置60は初期値設定回路100(ヒューズ回路)を含む。この初期値設定回路100は、遅延回路10での遅延信号の遅延時間を調整するための調整データADTを出力する回路である。この初期値設定回路100は、ヒューズ素子(或いは不揮発性メモリ素子)や、ヒューズ素子(不揮発性メモリ素子)の設定状態を取り込んで記憶するラッチ回路や、このラッチ回路に供給されるラッチクロックを生成するラッチクロック生成回路などを含むことができる。そして遅延調整回路90は、この初期値設定回路100からの調整データADTに基づいて、遅延信号DSの遅延時間を調整する。より具体的には、図2の比較結果レジスタ30の比較結果データを読み込んだテスタは、遅延時間の測定結果に基づいて初期値設定回路100のヒューズ素子のカット処理(或いは不揮発性メモリ素子へのデータの書き込み処理)を行う。そして初期値設定回路100は、カット処理後のヒューズ素子の設定状態(不揮発性メモリ素子への書き込みデータ)により決定される調整データADTを、遅延調整回路90に出力する。これにより、遅延調整回路90の遅延信号DSの遅延時間を、測定結果に応じた最適な時間に設定できる。
集積回路装置70は出力制御信号生成回路110を含む。この出力制御信号生成回路110は、I/Oセル80を介して出力されるDATAの出力制御信号OE、LTを、遅延調整回路90からの遅延信号DSに基づいて生成する。ここでOEは、I/Oセル80のアウトプットイネーブル信号であり、LTは、ラッチ回路130のラッチクロックである。
集積回路装置70はRAM120(広義にはメモリ)とラッチ回路130を含む。RAM120から読み出された例えば8ビットのRDATAは、ラッチクロックLTに基づいてラッチ回路130にラッチされる。そしてラッチ回路130の出力である例えば8ビットのDATAがI/Oセル80を介して外部に出力される。
図11にI/Oセル80の具体例を示す。アウトプットイネーブル信号OEがローレベルになると、NAND1、NOR1の出力は、各々、ハイレベル、ローレベルに固定される。従ってトランジスタPTR、NTRは共にオフになり、I/Oセル80のパッド82に接続されるノードN1はハイインピーダンス状態になる。
一方、アウトプットイネーブル信号OEがハイレベルになると、NAND1、NOR1は導通状態になる。従ってDATAがハイレベルになると、トランジスタPTRがオンになり、パッド82に接続されるノードN1はハイレベルになる。一方、DATAがローレベルになると、トランジスタNTRがオンになり、ノードN1はローレベルになる。
図12に信号XRD、DS、LT、OE、DATAのタイミング波形例を示す。図12のB1に示すように遅延信号DSは、リード信号XRDを遅延時間TDだけ遅延させた信号である。この遅延時間TDは、調整データADTに基づいて遅延調整回路90により調整される。
ラッチクロックLTは、出力制御信号生成回路110がリード信号XRDや遅延信号DSなどに基づき生成する。例えばリード信号XRDと遅延信号DSの論理積を求めることで、ラッチクロックLTを生成できる。ラッチ回路130は、図12のB2、B3に示すように、ラッチクロックLTの立ち上がりエッジで、RAM120からRDATAをラッチしてDATAを出力する。
アウトプットイネーブル信号OEも、出力制御信号生成回路110がリード信号XRDや遅延信号DSなどに基づき生成する。例えばリード信号XRDがアクティブ(ローレベル)になると、図12のB4に示すようにアウトプットイネーブル信号OEもアクティブ(ハイレベル)になる。一方、遅延信号DSが非アクティブ(ハイレベル)になると、B5に示すようにアウトプットイネーブル信号OEも非アクティブ(ローレベル)になる。
以上のように、出力制御信号生成回路110がラッチクロックLTやアウトプットイネーブル信号OEを生成することで、図12のB6に示すホールドタイムTHLを適切に設定できる。そして図12から明らかなように、このホールドタイムTHLの長さは、遅延信号DSの遅延時間TDにより決定される。そして本実施形態の手法によれば、遅延調整回路90が、プロセス変動にほとんど依存しない正確な長さの遅延時間TDで遅延する信号DSを出力できる。これにより、ホールドタイムTHLの長さも、プロセス変動にほとんど依存しないようになる。この結果、ホールドタイムTHLのAC特性の仕様についてのユーザの厳しい要求にも応えることが可能になる。
7.初期状態設定回路
図13に、図10の初期状態設定回路100(ヒューズ回路)の構成例を示す。なお本実施形態の初期状態設定回路は図13の構成に限定されるものではなく、図13の回路の一部を省略したり、他の回路要素を追加したり、回路間の接続形態を異ならせてもよい。例えばテスト回路(テスト用信号を保持するフリップフロップ回路、セレクタ)などを省く構成としてもよい。またヒューズ素子のビット数は3ビットに限定されず、2ビットや4ビット以上でもよい。またヒューズ素子の代わりに不揮発性メモリ素子(EEPROMなどのデータの書き換えが可能な不揮発性メモリ素子)を用いてもよい。
図13に、図10の初期状態設定回路100(ヒューズ回路)の構成例を示す。なお本実施形態の初期状態設定回路は図13の構成に限定されるものではなく、図13の回路の一部を省略したり、他の回路要素を追加したり、回路間の接続形態を異ならせてもよい。例えばテスト回路(テスト用信号を保持するフリップフロップ回路、セレクタ)などを省く構成としてもよい。またヒューズ素子のビット数は3ビットに限定されず、2ビットや4ビット以上でもよい。またヒューズ素子の代わりに不揮発性メモリ素子(EEPROMなどのデータの書き換えが可能な不揮発性メモリ素子)を用いてもよい。
初期状態設定回路100は、ヒューズ素子FE1、FE2、FE3(或いは不揮発性メモリ素子)と、ラッチ回路301、302、303と、テスト用信号を保持するフリップフロップ回路311、312、313と、セレクタ321、322、323と、選択信号生成回路330と、ラッチクロック生成回路340を含む。なおこれらの一部を省略する構成としてもよい。
ヒューズ素子FE1、FE2、FE3の一端にはVDD(第1の電源電圧)が接続される。従ってヒューズ素子FE1〜FE3が非切断状態である場合には、ヒューズ素子FE1〜FE3の他端の電圧レベルはほぼVDDになる。またヒューズ素子FE1、FE2、FE3の他端にはラッチ回路301、302、303が接続される。
ラッチ回路301〜303は、ヒューズ素子FE1〜FE3(或いは不揮発性メモリ素子)の設定状態(切断状態・非切断状態)を調整データ(ADT1〜ADT3)として取り込んで記憶する。具体的には、ラッチ回路301〜303は、ヒューズ素子FE1〜FE3の他端の電圧レベルに対応したデータ(論理レベル)を取り込み、ラッチデータLD1〜LD3を出力する。例えばヒューズ素子FE1が非切断状態である場合には、ヒューズ素子FE1の他端の電圧レベルはほぼVDDになる。従って、ラッチ回路301は「1」のデータを保持し、ラッチデータLD1として「0」を出力する。一方、ヒューズ素子FE1が切断状態である場合には、ヒューズ素子FE1の他端はオープン状態になる。従ってラッチ回路301は、ラッチクロックLCLKがアクティブになることで設定された「0」のデータを保持し、ラッチデータLD1として「1」を出力する。ラッチ回路302、303についても同様である。
ところでヒューズ素子FE1〜FE3は、一旦切断させると復元させることができない。そこで図13の初期状態設定回路100では、テスト用信号TI1〜TI3を用いて、ヒューズ素子FE1〜FE3を切断させた状態と等価な状態を作り出すことができるようになっている。このようにすることで、ヒューズ素子FE1〜FE3の設定状態により作り出される状態が許容範囲内か否かを事前に確認できる。このために、フリップフロップ回路311〜313は、テストモード設定信号XTMODEの立ち下がりエッジで、テスト用信号TI1〜TI3を保持し、保持したTI1〜TI3をテスト用ラッチデータTLD1〜TLD3として出力する。そしてテストモード時にはセレクタ321〜323が、選択信号SELに基づきテスト用ラッチデータTLD1〜TLD3を選択して、調整データADT1〜ADT3として出力する。
選択信号生成回路330は、選択信号SELを生成してセレクタ321〜323に出力する。具体的には選択信号生成回路330はRSフリップフロップを含む。そしてこのRSフリップフロップは、テストモード設定信号XTMODEの反転信号をセット信号とし、ラッチクロックLCLKをリセット信号として、選択信号SELを生成する。具体的にはテストモード設定信号XTMODEとしてローレベルのパルスが入力されると、選択信号SELがハイレベルになり、セレクタ321〜323は、テスト用ラッチデータTLD1〜TLD3の方を選択する。一方、ラッチクロックLCLKとしてハイレベルのパルスが入力されると、選択信号SELがローレベルになり、セレクタ321〜323は、ヒューズ素子FE1〜FE3により設定されたラッチデータLD1〜LD3の方を選択する。
ラッチクロック生成回路340は、ヒューズ素子FE1〜FE3(或いは不揮発性メモリ素子)の設定状態をラッチ回路301〜303に取り込むためのラッチクロックLCLKを生成する。例えば図14の信号タイミング波形例において、C1に示すように信号RCOMとしてハイレベルのパルスが入力されると、C2に示すように、そのパルスの立ち下がりエッジを基準に、インバータ回路の3段分の遅延時間のパルス幅を有するラッチクロックLCLKが生成される。すると、生成されたラッチクロックLCLKのパルスにより、ラッチ回路301〜303は、ヒューズ素子FE1〜FE3の設定状態を取り込み、FE1〜FE3の設定状態に応じたラッチデータLD1〜LD3を出力する。またラッチクロックLCLKのパルスにより選択信号SELがローレベルにリセットされるため、セレクタ321〜323は、ラッチ回路301〜303からのラッチデータLD1〜LD3を選択し、調整データADT1〜ADT3として出力する。このようにして、ヒューズ素子FE1〜FE3の設定状態に応じた調整データADT1〜ADT3が初期状態設定回路100から出力されるようになる。
さて、静電気などの外来ノイズが発生した場合に、ラッチ回路301〜303の保持内容(FE1〜FE3の設定状態)が変化してしまう場合がある。このため、フューズ素子FE1〜FE3の設定状態をラッチ回路301〜303に取り込む処理は、周期的に行うことが望ましい。より具体的には、集積回路装置が液晶ドライバである場合には、フレーム信号や表示オン信号などをラッチクロック生成回路340に入力する。そしてラッチクロックLCLKのパルスを周期的に生成し、フューズ素子FE1〜FE3の設定状態をラッチ回路301〜303に周期的に取り込むようにする(周期的にリフレッシュするようにする)。
しかしながら、このような周期的な取り込み処理(周期的なリフレッシュ)を行うと、非切断状態のフューズ素子に接続されるラッチ回路などにおいて、貫通電流が流れてしまい、省電力化の妨げとなる。一方、初期状態設定回路100が出力する調整データADT1〜ADT3は、図7のリード信号XRD(入力信号IS)がアクティブになる前に設定されていれば十分である。
そこで本実施形態では、ラッチクロック生成回路340が、遅延回路10にリード信号XRD(入力信号IS)が入力される前に先だって、ラッチクロックを生成してラッチ回路301〜303に出力するようする。そしてラッチ回路301〜303が、このラッチクロックに基づいて、遅延回路10にリード信号XRD(入力信号IS)が入力される前に先だって、ヒューズ素子(或いは不揮発性メモリ素子)の設定状態を取り込むようにする。具体的には、リード信号XRDがアクティブ(ローレベル)になる前に先だって、図14のC1に示すような信号RCOM(リード関連の動作があった時にアクティブになる信号)をラッチクロック生成回路340に入力する。そしてリード信号XRDがアクティブ(ローレベル)になる前に先だって、ラッチクロック生成回路340がラッチクロックLCLKを生成してラッチ回路301〜303に出力し、ラッチ回路301〜303がヒューズ素子FE1〜FE3の設定状態を調整データとして取り込む。
このようにすれば、リード信号XRDの入力がある場合にだけ、ラッチ回路301〜303へのヒューズ素子FE1〜FE3の設定状態の取り込み処理(リフレッシュ処理)が行われるようになる。従って、周期的な信号により取り込み処理を行う場合に比べて、装置の省電力化を図れるという利点がある。
8.遅延調整方法
次に本実施形態の遅延調整方法について詳細に説明する。図15(A)は、図2の遅延ユニットを模式的に示したものである。
次に本実施形態の遅延調整方法について詳細に説明する。図15(A)は、図2の遅延ユニットを模式的に示したものである。
例えば図15(A)のF1に示すティピカル値設定用の遅延ユニットは、図2の遅延ユニットDI〜DJに相当する。またF2に示す固定値用の遅延ユニットは、遅延ユニットDJとDKの間にある遅延ユニットに相当する。またF3に示す遅延時間調整用の遅延ユニットは、遅延ユニットDK〜DLに相当する。またF4に示す遅延時間測定用の遅延ユニットは、遅延ユニットDM〜DNに相当する。
本実施形態では、F4に示す遅延時間測定用の遅延ユニット(DM〜DN)を用いて、遅延回路10での遅延時間を測定する。そして測定された遅延時間(比較結果データ)に基づいて、調整データを設定する。そしてF3に示す遅延時間調整用の遅延ユニット(DK〜DL)を用いて、遅延回路10での遅延時間を調整する。また集積回路装置の機種毎に異なる遅延時間のティピカル値は、F1に示すティピカル値設定用の遅延ユニット(DI〜DJ)を用いて設定する。
図15(B)は、遅延時間測定用の遅延ユニット(DM〜DN)で測定されたデータと、ヒューズ素子FE4〜FE1の設定状態との関係を示す図である。図15(B)において「0」は、ヒューズ素子FE4〜FE1を非切断状態のままにすることを意味し、「1」はヒューズ素子FE4〜FE1を切断状態にすることを意味する。なお図15(B)は、図13とは異なりヒューズ素子が4ビットである場合の例である。
例えばF4に示す遅延時間測定用の遅延ユニット(DM〜DN)で測定されたデータが「0」であり、遅延時間がティピカル値である場合には、全てのヒューズ素子FE1〜FE4を非切断状態のままにする。また測定データが「−8]であり、遅延時間が短い場合には、ヒューズ素子FE4だけを切断状態にする。一方、測定データが「7]であり、遅延時間が長い場合には、ヒューズ素子FE3、FE2、FE1を切断状態にする。そしてこのようにして設定されたヒューズ素子FE1〜FE4に基づいて、図13の初期値設定回路100が調整データを出力する。そしてこの調整データに基づいて、調整回路40が、遅延時間調整用の遅延ユニット(DK〜DL)を用いた調整処理を行うことで、プロセス変動等にほとんど依存しない遅延時間を得ることができる。
図16は本実施形態の遅延調整方法の手順を示すフローチャートである。
まず集積回路装置をテストモードに設定する(ステップS1)。そしてXRDの端子(遅延回路)に、所定のパルス幅時間(例えば50ns)のテスト用入力信号を入力する(ステップS2)。そしてテストモードを解除する(ステップS3)。
次に、比較結果レジスタから比較結果データ(遅延テーブル値、遅延測定データ)を読み出す(ステップS4)。そして読み出した比較結果データに基づいて、ヒューズ素子をカットして(又はEEPROMにデータを書き込んで)、遅延時間の調整データを設定する(ステップS5)。
次にテストモードに設定し(ステップS6)、XRDの端子(遅延回路)に、所定のパルス幅時間(例えば50ns)のテスト用入力信号を再度入力する(ステップS7)。そしてテストモードを解除する(ステップS8)。
次に、比較結果レジスタから比較結果データを読み出し、遅延時間が設定時間の許容範囲内(+/−1ns)に入っているか否かを確認する(ステップS9)。
例えば、所望するヒューズ素子が間違いなく切断されていることを確認する手法として、図16のステップS5で調整データを設定した後に、テスタが、図10の出力用I/Oセル80からの出力信号の遅延値を測定して確認する手法が考えられる。
しかしながら、前述のように、テスト時に出力用I/Oセル80の出力端子に付加される寄生容量は非常に大きい一方で、出力用I/Oセル80の駆動能力は低い。従って、出力I/Oセル80からの出力信号の波形が鈍ってしまい、正確な遅延時間を測定できないという問題がある。
そこで本実施形態では、図16のステップS5で調整データを設定した後に、ステップS7に示すように、所定のパルス幅時間のテスト用入力信号を再度入力する。そしてステップS9に示すように、比較結果データを読み出して、遅延時間が設定時間の許容範囲内に入っているか否かを確認する。
このようにすれば、所望するヒューズ素子が間違いなく切断されているか否かを、比較結果データを読み出すだけで確実に確認できる。従って、遅延時間の調整後にテスタで遅延時間を測定する手法に比べて、テストの手間を省くことができると共にテストの信頼性を向上できる。
なお、本発明は上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。
例えば、明細書又は図面中の記載において広義や同義な用語として引用された用語は、明細書又は図面中の他の記載においても広義や同義な用語に置き換えることができる。
また遅延調整回路、遅延回路、比較回路、比較結果レジスタ、集積回路装置等の構成は、図2〜図10等で詳細に説明した構成に限定されず、種々の変形実施が可能である。
DI〜DN 遅延ユニット、IS 入力信号、DS、DSM〜DSN 遅延信号、
PI〜PN タップ、LG1〜LGN-M+1 論理回路、
DF1〜DFN-M+1 フリップフロップ回路、FE1〜FE3 ヒューズ素子、
10 遅延回路、20 比較回路、30 比較結果レジスタ、40 調整回路、
42、44 選択回路、50 定電圧発生回路、70、80 I/Oセル、
90 遅延調整回路、100 初期値設定回路、110 出力制御信号生成回路、
120 RAM、130 ラッチ回路、301〜303 ラッチ回路、
311〜313 フリップフロップ回路、321〜323 セレクタ、
330 選択信号生成回路、340 ラッチクロック生成回路
PI〜PN タップ、LG1〜LGN-M+1 論理回路、
DF1〜DFN-M+1 フリップフロップ回路、FE1〜FE3 ヒューズ素子、
10 遅延回路、20 比較回路、30 比較結果レジスタ、40 調整回路、
42、44 選択回路、50 定電圧発生回路、70、80 I/Oセル、
90 遅延調整回路、100 初期値設定回路、110 出力制御信号生成回路、
120 RAM、130 ラッチ回路、301〜303 ラッチ回路、
311〜313 フリップフロップ回路、321〜323 セレクタ、
330 選択信号生成回路、340 ラッチクロック生成回路
Claims (12)
- 複数の遅延ユニットを含み、入力信号が入力され、入力信号の遅延信号を出力する遅延回路と、
前記遅延回路に入力されたテスト用入力信号のパルスのパルス幅時間と、前記遅延回路の前記複数の遅延ユニット間の複数のタップのうち第M〜第N(M、NはN>Mとなる整数)のタップから出力される第M〜第Nの遅延信号の第M〜第Nの遅延時間との比較結果データを、比較結果レジスタに記憶する比較回路と、
前記遅延回路での遅延信号の遅延時間を調整する調整回路と、
を含むことを特徴とする遅延調整回路。 - 請求項1において、
前記比較回路が、第1〜第(N−M+1)の論理回路と、第1〜第(N−M+1)のフリップフロップ回路により構成される前記比較結果レジスタとを含み、
前記第1〜第(N−M+1)の論理回路の第1の入力には、前記テスト用入力信号が入力され、前記第1〜第(N−M+1)の論理回路の第2の入力には、前記第M〜第Nの遅延信号が入力され、前記第1〜第(N−M+1)の論理回路の出力が、前記第1〜第(N−M+1)のフリップフロップ回路のクロック端子に入力されることを特徴とする遅延調整回路。 - 請求項1において、
前記比較回路が、第1〜第(N−M+1)のフリップフロップ回路により構成される前記比較結果レジスタを含み、
前記第1〜第(N−M+1)のフリップフロップ回路のデータ端子には、前記第M〜第Nの遅延信号が入力され、前記第1〜第(N−M+1)のフリップフロップ回路のクロック端子には、前記テスト用入力信号が入力されることを特徴とする遅延調整回路。 - 請求項1乃至3のいずれかにおいて、
前記調整回路が、
前記遅延回路の複数のタップのうち第K〜第L(K、LはL>Kとなる整数)のタップから出力される第K〜第Lの遅延信号が入力され、前記第K〜第Lの遅延信号のうちのいずれかの遅延信号を選択して出力する遅延時間調整用の第1の選択回路を含み、
前記第1の選択回路の出力が、前記遅延回路の第(L+1)のタップがその出力に接続される第(L+1)の遅延ユニットに入力されることを特徴とする遅延調整回路。 - 請求項1乃至4のいずれかにおいて、
前記調整回路が、
前記遅延回路の複数のタップのうち第I〜第J(I、JはJ>Iとなる整数)のタップから出力される第I〜第Jの遅延信号が入力され、前記第I〜第Jの遅延信号のうちのいずれかの遅延信号を選択して出力する遅延時間のティピカル値設定用の第2の選択回路を含み、
前記第2の選択回路の出力が、前記遅延回路の第(J+1)のタップがその出力に接続される第(J+1)の遅延ユニットに入力されることを特徴とする遅延調整回路。 - 請求項1乃至5のいずれかにおいて、
定電圧を発生する定電圧発生回路を含み、
前記遅延回路が、
前記定電圧発生回路で発生された定電圧を電源電圧として動作することを特徴とする遅延調整回路。 - 請求項1乃至6のいずれかにおいて、
遅延信号の遅延時間を調整するための調整データを出力する初期状態設定回路を含み、
前記調整回路が、
前記初期状態設定回路からの前記調整データに基づいて、遅延信号の遅延時間を調整することを特徴とする遅延調整回路。 - 請求項7において、
前記初期状態設定回路が、
ヒューズ素子又は不揮発性メモリ素子の設定状態を前記調整データとして取り込んで記憶するラッチ回路と、
前記ヒューズ素子又は不揮発性メモリ素子の設定状態を前記ラッチ回路に取り込むためのラッチクロックを生成するラッチクロック生成回路とを含み、
前記ラッチクロック生成回路が、
前記遅延回路に入力信号が入力される前に先だって、前記ラッチクロックを生成して前記ラッチ回路に出力し、
前記ラッチ回路が、
生成された前記ラッチクロックに基づいて、前記遅延回路に入力信号が入力される前に先だって、前記ヒューズ素子又は不揮発性メモリ素子の設定状態を取り込むことを特徴とする遅延調整回路。 - 入力信号が入力される第1のI/Oセルと、
出力信号が出力される第2のI/Oセルと、
前記第1のI/Oセルを介して入力信号が入力され、遅延時間が調整された遅延信号を出力する請求項1乃至8のいずれかの遅延調整回路と、
前記第2のI/Oセルを介して出力される出力信号の出力制御信号を、前記遅延調整回路からの遅延信号に基づいて生成する出力制御信号生成回路と、
を含むことを特徴とする集積回路装置。 - 請求項9において、
前記出力制御信号生成回路が、
前記遅延信号に基づいて、前記第2のI/Oセルのアウトプットイネーブル信号を生成することを特徴とする集積回路装置。 - 請求項1乃至8のいずれかの遅延調整回路を用いた遅延時間の調整方法であって、
所定のパルス幅時間のパルスを有する前記テスト用入力信号を前記遅延回路に入力し、
前記テスト用入力信号の前記パルス幅時間と前記第M〜第Nの遅延時間との比較結果データを、前記比較結果レジスタから読み出し、
読み出された前記比較結果データに基づいて、遅延信号の遅延時間を調整するための調整データを設定することを特徴とする遅延調整方法。 - 請求項11において、
前記調整データを設定して前記遅延時間が調整された後に、所定のパルス幅時間のパルスを有するテスト用入力信号を前記遅延回路に再度入力し、
再度入力された前記テスト用入力信号の前記パルス幅時間と前記第M〜第Nの遅延時間との比較結果データを、前記比較結果レジスタから読み出して、調整後の遅延時間を確認することを特徴とする遅延調整方法。
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