JP2006023102A - 発振器検査用集積回路 - Google Patents

Abstract

【課題】集積回路に内蔵された発振器の発振周波数範囲の測定に必要なコストを削減する。
【解決手段】本発明の集積回路では、まず分周比Ｍ１で分周された発振器の出力と、集積回路に外部から入力された参照信号とを周波数比較することにより発振器の発振周波数の大小を比較し、その比較結果を集積回路の記憶回路Ａ５２に記憶する。次に分周比をＭ２に切換えた後、発振器の発振周波数と参照信号とを比較した結果を記憶回路Ｂ５３に記憶する。前記記憶回路Ａ５１および記憶回路Ｂ５３の比較結果を記憶回路出力端子１２から集積回路外部に読み出すことにより、発振器の発振周波数範囲を測定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、発振器を内蔵している半導体集積回路の出荷検査を容易にするための発振器検査用集積回路に関する技術である。

一般に発振器を内蔵した集積回路を出荷する際には発振器の発振周波数範囲が当初設計した発振周波数範囲にあるか否かを測定する必要がある。そのため、スペクトラム・アナライザーや周波数カウンタなどの比較的高価な周波数測定用の測定器を集積回路の出力回路に接続して測定する必要があり、また発振器の発振周波数の測定には集積回路と測定器を人為的あるいは機械的に接続させるための作業工数が必要となることから集積回路の出荷検査にコストがかかってしまい、集積回路のコストアップにつながってしまう課題があった。

また、特許文献１や特許文献２で開示された技術では、発振回路の出力周波数を測定する際に、発振回路からの漏洩出力と基準信号を比較することにより発振周波数を測定しているため、従来から周波数計測に用いられてきた外来計測器であるスペクトラム・アナライザーや周波数カウンタを集積回路に接続するなどの人為的あるいは機械的な操作を必要としないため、作業工数の削減が実現できる発振周波数の測定方法に関する技術について述べられている。
特開平１０−４１８４５号公報 特開平１０−２５６８７６号公報

しかしながら、従来の周波数測定技術では、被測定物である集積回路以外に検査装置が必要となり、また発振周波数を測定する際に発振回路からの漏洩出力をピックアップするための測定手段が必要であるので測定装置が複雑化するとともに測定器自身が高価になってしまい、その結果出荷検査に必要なコストが上昇してしまう課題があった。

本発明の発振器検査用集積回路では、発振器の出力信号を分周した信号と参照信号を周波数比較し、その比較結果を記憶回路する手段を備え、前記分周器の分周比を少なくとも２回切換えることによりそれぞれの分周比で分周された前記発振器の信号と前記参照信号と周波数比較を行い、その比較結果をそれぞれ前記記憶回路に保持し、検査時に前記記憶回路に保持した比較結果を発振器検査用集積回路外部に出力することにより、発振器の発振周波数範囲を測定することを特徴としている。

前記記憶回路に記憶された比較結果は記憶回路出力端子から電圧または電流情報として出力され、その電圧情報もしくは電流情報を電圧計または電流計のような周波数測定用の測定器と比べて安価な測定器を利用して記憶回路出力端子から集積回路外部に読み出すことができるので出荷検査の際に必要となる測定器のコストを引き下げることができ、その結果集積回路の製造コストを削減することができる。

本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。図１は本発明の発振器検査用集積回路の第１の実施の形態の一つを表すブロック図であり、検査モード制御信号１０１の制御信号により分周器の分周比をＭ１、Ｍ２（ただしＭ１＞Ｍ２とする）の２回切換える場合を例にして説明する。

図１において１００は本発明の発振器検査用集積回路であり、この発振器検査用集積回路において１は発振器である。発振器出力端子１１は発振器１の出力を発振器検査用集積回路の外部または発振器検査用集積回路を集積した集積回路の別の回路部に出力するための出力端子である。発振器１の出力は出荷検査時に検査モード制御信号１０１でスイッチ２がＯＮして分周器３に入力される。前記分周器３は分周比がＭ１とＭ２に設定可能であり、前記分周比は分周比切換えＳＷ３３で分周比が切換わり、分周比切換えＳＷ３３は分周器切換え制御信号１０２で制御され、比較器４に発振器１の出力信号を分周した出力とする。比較器４には参照信号入力端子１０から参照信号が入力されるとともに前記分周器３の出力が入力される。前記比較器４では前記分周器３の出力と前記参照信号の周波数を比較し、その比較結果を記憶回路部５に出力する。前記記憶回路部５は記憶回路入力切換えスイッチ５１と、記憶回路Ａ５２と記憶回路Ｂ５３、出力選択回路５４で構成され、前記記憶回路入力切換えスイッチ５１は前記分周器切換え制御信号１０２の制御信号により、前記分周器３の分周比がＭ１であるときの前記比較器４の出力結果を記憶回路Ａ５２に記憶し、前記分周器３の分周比がＭ２であるときの前記比較器４の比較結果を記憶回路Ｂ５３に記憶するように切換えられる。前記出力選択回路５４は記憶回路出力制御端子１３から入力される記憶回路出力制御信号１０３により、記憶回路Ａ５２または記憶回路Ｂ５３に記憶されている値を記憶回路出力端子１２から発振器検査用集積回路の外部に出力する。

図３は本発明の集積回路に含まれているスイッチ２と分周器３の分周比の切換え動作と記憶回路部５の切換えの制御を示す動作フローチャートである。本実施の形態の動作説明においては分周器３に切換え動作が２回行われる場合を例にして説明するので図３においてＮ＝２である。

本実施の形態の発振器検査用集積回路では出荷検査時以外は、発振器１以外の回路はＯＦＦの状態である。ステップＳ１では検査モード制御信号１０１の制御信号によりスイッチ２がＯＮし、分周器３および比較器４、記憶回路部５の回路動作がＯＮになる。

ステップＳ２では分周器３の分周比をＭ１に設定する。発振器１の発振周波数をｆｏｓｃとすると分周器３から（ｆｏｓｃ／Ｍ１）の信号が出力されて比較器４に入力される。

ステップＳ３では参照信号入力端子１０から入力された参照信号と前記分周器３の出力信号と周波数比較を行い、その比較結果を記憶回路Ａ５２に出力する。ここで参照信号の周波数をｆｒｅｆとすると、比較器４からは（ｆｏｓｃ／Ｍ１）＞ｆｒｅｆのとき１を出力し、（ｆｏｓｃ／Ｍ１）＜ｆｒｅｆのとき０を記憶回路Ａ５２に出力する。

ステップＳ４ではステップＳ３で比較器４から出力された信号を記憶回路Ａ５２に記憶する。

ステップＳ５では分周器３の分周比の切換え動作を行うかどうかを判断する。本実施の形態ではＮ＝２なので、ステップＳ６で再度ステップＳ１に戻り分周器３の分周比をＭ２に切換えた後、ステップＳ３からＳ５の動作を繰り返して比較器４の比較結果を記憶回路Ｂ５３に記憶する。この時記憶回路Ｂ５３には（ｆｏｓｃ／Ｍ２）＞ｆｒｅｆのとき１が記憶され、（ｆｏｓｃ／Ｍ２）＜ｆｒｅｆのとき０が記憶される。出力選択回路５４は記憶回路出力制御端子１３からの記憶回路出力制御信号１０３により記憶回路Ａ５２または記憶回路Ｂ５３を選択して記憶回路出力端子１２から発振器検査用集積回路外部へ出力する。記憶回路Ａ５２からの出力結果が１で、記憶回路Ｂ５３からの出力結果が０であれば、Ｍ１＞Ｍ２なので発振器１の発振周波数範囲が（ｆｒｅｆ×Ｍ２）＞ｆｏｓｃ＞（ｆｒｅｆ×Ｍ１）となり、分周比Ｍ１、Ｍ２を適切な値に選択すれば発振器１の発振周波数範囲が当初設計した発振周波数範囲にあるか否かを判定することができる。一例を挙げると、発振器１の設計周波数範囲が１００ＭＨｚ＜ｆｏｓｃ＜２００ＭＨｚ、ｆｒｅｆ＝１ＭＨｚとした場合、分周器３の分周比を、Ｍ１＝１００、Ｍ２＝２００と設定すれば、記憶回路Ａ５２の出力結果が１でかつ記憶回路Ｂ５３の出力結果が０であれば、発振器１の発振周波数範囲は当初設計した範囲内にあることが分かる。

本実施の形態では前記記憶回路Ａ５２及び記憶回路Ｂ５３には前記比較器４で周波数比較した結果を電圧情報として記憶しているので、前記記憶回路Ａ５２及び記憶回路Ｂ５３に記憶された比較器４での比較結果は前記記憶回路出力端子１２から電圧情報として出力される。従って集積回路に内蔵された発振器１の発振周波数範囲は前記記憶回路出力端子１２から出力される電圧を測定することで当初設計した発振周波数範囲にあるか否かを判定することができる。

出荷検査が終了した後は、検査モード制御信号１０１により、発振器１以外の発振器検査用集積回路の回路動作をＯＦＦにする。

図２は本発明の第２の実施の形態を示すブロック図の一つであり、図１の実施の形態と比較して、参照信号入力端子１０と比較器４の間に任意の分周比に設定可能な参照信号用分周器７を備えていることが異なる以外は構成、回路動作は同じである。

前記参照信号用分周器７で分周される分周比をＮとすると、前記比較器４に入力される参照信号はｆｒｅｆ／Ｎとなる。第１の実施の形態と同様の回路動作により、前記分周器切換え制御信号１０２により前記分周器３の分周比がＭ１に設定された時は、前記比較器４は（ｆｏｓｃ／Ｍ１）＞（ｆｒｅｆ／Ｎ）のとき１を出力し、また（ｆｏｓｃ／Ｍ１）＜（ｆｒｅｆ／Ｎ）のとき０を出力する。分周器３の分周比がＭ１の時は、前記比較器４の出力は前記記憶回路Ａ５２に記憶される。

分周器切換え制御信号１０２により前記分周器３の分周比がＭ２に設定された時、前記比較器４は（ｆｏｓｃ／Ｍ２）＞（ｆｒｅｆ／Ｎ）のとき１を出力し、（ｆｏｓｃ／Ｍ２）＜（ｆｒｅｆ／Ｎ）のとき０を出力する。分周器３の分周比がＭ２の時は、前記比較器４の出力は前記記憶回路Ｂ５３に記憶される。出力選択回路５４は記憶回路出力制御端子１３からの記憶回路出力制御信号１０３により記憶回路Ａ５２または記憶回路Ｂ５３を選択して記憶回路出力端子１２から発振器検査用集積回路外部へ出力する。この時、記憶回路出力端子１２から出力された記憶回路Ａ５２の出力結果が１で、記憶回路Ｂ５３の出力結果が０であれば、Ｍ１＞Ｍ２なので発振器１の発振周波数範囲は（ｆｒｅｆ×Ｍ２／Ｎ）＞ｆｏｓｃ＞（ｆｒｅｆ×Ｍ１／Ｎ）となり、Ｍ１、Ｍ２、Ｎの値を適切に選択することにより、発振器１の発振周波数範囲を測定することができる。

本発明によれば、発振器を内蔵した半導体集積回路の出荷検査の際に必要となる測定器のコストを引き下げることができ、その結果集積回路の製造コストを削減することができる。

本発明の第１の実施の形態を示すブロック図 本発明の第２の実施の形態を示すブロック図 本発明の発振器検査用集積回路に含まれている分周器の分周比の切換え動作と記憶回路の切換え動作の制御方法を示す動作フローチャート

符号の説明

１ 発振器
２ スイッチ
３ 分周器
４ 比較器
５ 記憶回路部
６ 制御回路
７ 参照信号用分周器
１０ 参照信号入力端子
１１ 発振器出力端子
１２ 記憶回路出力端子
１３ 記憶回路出力制御信号
１４ 検査用集積回路制御信号
３１ 分周比Ｍ１の分周器
３２ 分周比Ｍ２の分周器
３３ 分周比切換えＳＷ
５１ 記憶回路入力切換えＳＷ
５２ 記憶回路Ａ
５３ 記憶回路Ｂ
５４ 出力選択回路
１００ 発振器検査用集積回路
１０１ 検査モード制御信号
１０２ 分周器切換え制御信号
１０３ 記憶回路出力制御信号

Claims (6)

1. 発振回路を内蔵した集積回路において、前記集積回路は検査時に回路動作がＯＮする分周器と比較器と記憶回路を備え、前記検査時には前記発振器の出力信号を前記分周器に入力するためのスイッチと、前記発振回路の出力信号を少なくとも２つ以上の任意の分周比に設定可能な分周器と、前記分周器の出力と参照用信号の周波数を比較する比較器と、前記分周器の分周比を切換える制御手段と、前記制御手段によって設定された分周比で分周された前記発振器の出力と前記参照用信号を前記比較器で周波数比較した結果を記憶する記憶回路と、前記記憶回路に記憶された比較結果を集積回路の外部に出力する出力手段を備えた集積回路。
2. 請求項１の集積回路において、参照信号を分周するための参照信号用分周器を備えた集積回路。
3. 請求項２の集積回路において、前記参照信号用分周器の分周比を少なくとも２つ以上の任意の分周比に設定する手段と、前記参照信号用分周器の分周比を切換えるための参照信号用制御手段を備えている集積回路。
4. 請求項１から請求項３の集積回路において、発振回路の発振周波数は電圧または電流によって可変することができる機能を有し、前記電圧または電流を制御するための発振周波数制御手段を備えたことを特徴とする集積回路。
5. 請求項１から請求項４の集積回路において、発振回路は発振周波数を可変するための容量切換え手段を備え、前記容量切換え手段を制御するための発振周波数制御手段を備えたことを特徴とする集積回路。
6. 請求項１から請求項５の集積回路において、発振器の分周出力と参照信号の出力を比較した結果を判定するための判定条件を記憶する判定条件記憶回路と、前記判定条件記憶回路の出力と前記記憶回路の出力を比較する判定回路を備え、前記判定回路の出力を集積回路の外部に出力する出力手段を備えた集積回路。

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