JP2008275411A - モニタリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 電圧値に対するモニタリングとピーク値の検出とを同時に行い、それぞれの結果を関連付けることができるモニタリング装置を提供する。
【解決手段】 入力された電圧をデジタル信号に変換するADCを備え、電圧をモニタリングするモニタリング装置において、
前記ADCにアクセスして測定結果を取り出すADC制御部と、
前記ADC制御部に対してADCの出力をリードする旨の命令を出力する測定制御部と、
前記ADC制御部がリードした測定結果が入力され、この測定結果のピーク値を検出するピーク検出回路と、
前記ピーク検出回路で検出されたピーク値を格納するピーク値格納レジスタと、
前記ADCから入力される測定結果を格納する測定結果格納メモリと、
前記測定制御部に対して測定開始及び終了の指示をすると共に、前記測定結果メモリに格納された測定結果と前記ピーク値格納レジスタに格納されたピーク値を読み出すCPUと
を備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、SOC（System On a Chip）テスタのデバイス電源カード内の電圧をモニタリングするモニタリング装置に関し、特に、電圧値に対するモニタリングとピーク値の検出とを同時に行い、それぞれの結果を関連付けることができるモニタリング装置に関する。

一般に、半導体試験装置は、被試験対象（以下ＤＵＴともいう）であるＩＣ、ＬＳＩ等に試験信号を与えることにより得られるＤＵＴの出力に基づき、ＤＵＴの良否の判定を行なうように構成されている。また、この様な半導体試験装置は（SOCテスタ）の安定した動作を実現するためには、内蔵されるデバイス電源カードの電圧の変動をモニタリングすることが必要とされている。この様な電圧モニタリング装置は次の特許文献に記載されている。

実開平５−７７７７９号公報

以下、図４を参照して従来の電圧モニタリング装置の構成を説明する。図４は従来技術による電圧モニタリング装置の構成図である。電圧モニタリング装置は、テスタにおけるDUTテスト中の電源電圧の変動を測定する機能を持っており、アナログ回路１、ADC制御部４１、測定結果レジスタ、測定制御部４３、ＣＰＵ４４から構成されている。

アナログ回路１は信号入力部１０、ピーク検出回路２０、スイッチブロック３０、ADC４０で構成されている。信号入力部１０には測定するべきポイントが電気的に接続されており、電圧が供給される。ピーク検出回路２０は信号入力部１０に入力される電圧のピーク電圧を検出する。スイッチブロック３０は、SW３１、SW３２で構成されており、SW３１はモニタリング時にオンとなり、SW３２はピーク検出時にオンとなる。ADC４０はＡ／Ｄコンバータであり、信号入力部１０に入力されたアナログ信号をデジタル信号に変換する。

ADC制御部４１はADC４０を制御する。測定結果格納レジスタ４２にはADC４０から出力されたデジタル信号（データ）がADC制御部４１を介して入力され、一時的にこのデータが格納される。測定制御部４３はＣＰＵ４４の制御に基づいてADC制御部４１を制御すると共に、SW３１、SW３２を切り替える。ＣＰＵ４４は測定結果格納レジスタ４２に一時的に記憶されたデータを読み出すと共に、プログラムを実行することにより測定制御部４３を制御する。

次に、図４の動作を電源電圧の変動モニタ、電源電圧のピーク値検出に分けて説明する。

イ電源電圧の変動モニタ：
測定制御部４３は、ＣＰＵ４４からプログラム制御による測定を実行する旨の通知を受けると、ADC制御部４１を介してADC４０を制御して、信号入力部１０の電圧値をデジタル変換すると共に、このデジタル値を、ADC制御部４１を介して測定結果格納レジスタ４２に格納する。この格納されたデータはＣＰＵ４４で読み出される。つづいて、ＣＰＵ４４は、2回目の測定実行を測定制御部４３に通知する。このようにして、連続して電圧値を測定することにより、信号入力部１０に供給される電圧の変動状態をモニタする。

ロ電源電圧のピーク値検出：
ＣＰＵ４４が、測定制御部４３を介してスイッチブロック３０に命令し、SW３１をオフとし、SW３２をオンにする。このように測定経路が切り替えられることにより、ピーク検出回路２０の出力がADC４０と接続される。ピーク検出回路２０は、ＣＰＵ４４から測定制御部４３を介してピーク検出を開始する旨の信号が入力されると、信号入力部１０から入力されたピーク電圧がクリアされ、その後、ＣＰＵ４４からピーク検出を終了する旨の通知が入力されるまで、信号入力部１０に供給される電圧のピーク電圧を検出する。ピーク検出回路２０から出力された電圧は、SW３２を介してADC４０に入力される。ADC４０に入力された信号は、Ａ／Ｄ変換され、ADC制御部４１を介して測定結果格納レジスタ４２に格納される。この格納されたデータはＣＰＵ４４で読み出され、この値が測定期間内における電源電圧のピーク値となる。

上述の様に、イ電源電圧の変動モニタを行う経路（SW３１経由）とロピーク検出を行う経路（SW３２経由）が別々になっているので、モニタとピーク検出を同時に行うことが出来ない。また、ロ電源電圧のピーク値検出の方法ではピーク電圧を検出することはできるが、ピーク値を測定したタイミングについては直ぐには分からない。

つまり、イの方法を用いて、モニタしたデータの中から最大値を見つけることにより、ピーク値とピーク値になったタイミングを一応見つけることができるものの、ADC４０の制御をプログラムで行うので、ADC４０の分解能の関係等から、ピーク検出回路を用いたロに比べてピーク値の確度が劣る。

また、変動モニタを行う経路とピーク検出を行う経路とで、それぞれＡ／Ｄコンバータを持たせる回路構成とし、並列に処理を行うことができるが、アナログ回路部品の実装面積が大きくなる。

本発明はこの様な問題に鑑みてなされたものであり、信号入力部１０から供給される電圧値に対するモニタリングとピーク値の検出とを同時に行い、それぞれの結果を関連付けることができるようにする電圧モニタリング装置を提供することを目的とする。

このような課題を解決するために請求項１記載の発明は、
入力された電圧をデジタル信号に変換するADCを備え、電圧をモニタリングするモニタリング装置において、
前記ADCにアクセスして測定結果を取り出すADC制御部と、
前記ADC制御部に対してADCの出力をリードする旨の命令を出力する測定制御部と、
前記ADC制御部がリードした測定結果が入力され、この測定結果のピーク値を検出するピーク検出回路と、
前記ピーク検出回路で検出されたピーク値を格納するピーク値格納レジスタと、
前記ADCから入力される測定結果を格納する測定結果格納メモリと、
前記測定制御部に対して測定開始及び終了の指示をすると共に、前記測定結果メモリに格納された測定結果と前記ピーク値格納レジスタに格納されたピーク値を読み出すCPUと
を備える。

また、請求項２記載の発明は、請求項１記載のモニタリング装置において、
前記測定制御部に、前記ADCの出力をリードする旨の命令を出力した回数をカウントする測定回数カウンタを備え、この測定回数カウンタのカウント値を前記ピーク検出回路、前記ピーク値格納レジスタ、及び前記測定結果格納メモリに出力する。

また、請求項３記載の発明は、請求項２記載のモニタリング装置において、
前記ピーク値格納レジスタは、前記ピーク検出回路から入力されたピーク値を前記測定回数カウンタから入力された測定回数カウンタのカウント値と対応付けて格納する。

さらに、請求項４記載の発明は、請求項３記載のモニタリング装置において、
前記CPUは、前記ピーク値格納レジスタに格納されている測定回数カウンタのカウント値と前記測定制御部から出力される前記ADCの出力をリードする旨の命令の間隔に基づいて、前記ADCにピーク値が入力されたタイミングを求める。

このように、信号入力部に入力された信号の測定結果を格納する測定結果格納メモリとピーク電圧を格納するピーク値格納レジスタを備えたので、電圧のモニタとピーク検出を同時に行うことができる。

以下、図１を参照して本発明による電圧モニタリング装置の構成例を説明する。アナログ回路５０は、信号入力部５１とADC５２で構成されている。信号入力部５１は測定ポイントの電圧供給点である。ADC５２はＡ／Ｄコンバータである。

測定制御部１０１は、後述するＣＰＵ１０７からの測定開始通知を受け、ADC制御部１０３に対してADCリード信号２０１（すなわち、ADC５２の出力をリードする旨の命令）を出力する。また、測定制御部１０１は、後述する測定回数カウンタ１０２を備え、測定結果格納メモリ１０４、ピーク値格納レジスタ１０６、及びピーク検出回路１０５に測定回数カウンタ１０２のカウンタ値を通知する。そして、ＣＰＵ１０７からの測定を終了する旨の通知を受けると、ADCリード信号の生成を中止する。

測定回数カウンタ１０２は、測定制御部１０１がADCリード信号２０１を出力した回数をカウントする。ADC制御部１０３は、測定制御部１０１からADCリード信号２０１を受け取ると、ADC５２にアクセスし、ADC５２の出力、すなわち測定結果を取り出す。測定結果格納メモリ１０４は、ADC制御部１０３を介して測定結果が入力される。また、測定結果を格納する測定結果メモリ１０４のアドレスは、測定制御部１０１から通知される測定回数カウンタのカウント値２０２に基づいて決められる。また、この測定結果格納メモリ１０４に格納された測定結果は、ＣＰＵ１０７によってデータ読み出される。

ピーク値検出回路１０５は、測定制御部１０１から通知される測定回数カウンタ１０２のカウント値２０２が「0」のときは、ADC制御部１０３を介して入力される測定結果を回路内に保持すると共に、ピーク値検出通知２０３をピーク値格納レジスタ１０６に出力する。また、測定制御部１０１から出力される測定回数カウンタのカウント値２０２が「0」でないときは、ADC制御部１０３からの測定結果と回路内に保持している値を比較し、大きい方の値を回路内に保持する。そして、測定結果の方が大きい時は、ピーク値検出通知２０３をピーク値格納レジスタ１０６に通知すると共に、保持したピーク値はピーク値格納レジスタ１０６に通知する。

ピーク値格納レジスタ１０６はピーク値検出通知２０３が入力されると、ピーク検出回路１０５から通知されるピーク値を格納する。また、測定制御部１０１から通知される測定回数カウンタのカウント値２０２を同時に格納する。

次に、図１の動作を図２、図３を参照して説明する。測定制御部１０１は、ＣＰＵ１０７からの測定開始通知（図２の符号３１０）を受けると、ADCリード信号を生成して、ADC制御部１０３にADCリード信号２０１を出力する（符号３１１）。ADC制御部１０３は、ADCリード信号２０１が入力されると、ADC５２にアクセスし、信号入力部５１の電圧値を測定し、その結果「A0」（符号３１３）をADC５２から取り出す。ADC制御部１０３で取り出された測定結果「A0」は、測定結果格納メモリ１０４とピーク検出回路１０５に通知される。

測定結果格納メモリ１０４は、測定制御部１０１から通知される測定回数カウンタのカウント値２０２の値「0」（符号３１２）を格納するアドレスに設定し、ADC制御部１０３から通知される測定結果「A0」を格納する（符号３１３）。ピーク検出回路１０５は、測定回数カウンタのカウント値２０２が「0」であるので、ADC制御部１０３から通知される測定結果「A0」を回路内に保持し、ピーク値格納レジスタ１０６に対して「A0」とピーク値検出通知２０３を通知する。ピーク値格納レジスタ１０６は、通知された測定結果「A0」と測定回数カウンタ値２０２の値「0」を格納する（符号３１４、符号３１５）。測定回数カウンタは1インクリメントし「1」になる（符合３１６）。

次に、測定制御部は2回目のADCリード信号を生成し、ADC制御部１０３にADCリード信号２０１を通知する（符号３１７）。前述と同様の手順で、測定結果格納メモリのアドレス1に測定結果「A1」が格納される。ピーク値検出回路１０５は、測定回数カウンタのカウント値が「0」でないので、ADC制御部１０３から通知される測定結果「A1」と、ピーク値検出回路内に保持した値「A0」とを比較する。この場合、「A0」>「A1」であるので（符号３１８）、ピーク値検出回路内に「A0」を保持する。また、ピーク値検出通知２０３は、ピークが検出されていないので出力しない。測定回数カウンタは1インクリメントし、「2」になる。

次に、測定制御部１０１は3回目のADCリード信号を生成し、ADC制御部１０３にADCリード信号２０１を通知する。前述と同様の手順で、測定結果格納メモリ１０４のアドレス2に測定結果「A2」が格納される。ピーク値検出回路１０５は、測定回数カウンタのカウント値が「0」でないので、ADC制御部１０３から通知される測定結果「A2」と、ピーク値検出回路内に保持した値「A0」とを比較する。この場合、「A2」>「A0」であるので、ピーク値検出回路内に「A2」を保持する。また、ピーク値が検出されたので、ピーク値検出通知２０３を出力する。ピーク値格納レジスタ１０６は、通知された測定結果「A2」と測定回数カウンタのカウント値２０２の値「2」を格納する。測定回数カウンタは1インクリメントし、3になる。

以下、同様の手順を繰り返し、測定開始通知から測定終了通知（符号３１９）までの間に得られた連続した測定結果は、図３（ａ）のように、測定結果格納メモリ１０４に順次格納される。また、測定開始通知から測定終了通知までの間に得られた測定結果のピーク値は、ピーク値格納レジスタ１０６に格納される（図３（ｂ））。

このように、測定結果格納メモリ１０４とピーク値格納レジスタ１０６を設けたので、電源電圧のモニタリングとピーク電圧の検出を同時に行うことが出来る。つまり、電圧変動モニタリングの効果として、測定終了後に測定結果格納メモリ１０４に格納されたデータを読み出すことにより、変動する電圧値を得ることができる。また、ピーク電圧の検出については、ピーク値格納レジスタ１０６に格納されたデータを読み出すことにより、測定開始から終了までの間のピーク値を得ることが出来る。

さらに、ＣＰＵ１０７を用いて次の計算を行うことにより、ピーク値になったタイミングを計算することが出来る。
ピーク値になったタイミング＝（ピーク値格納レジスタに格納されている測定回数カウンタの値）×（ADCリード実行タイミング間隔時間）

また、従来技術による電圧モニタリング装置ではアナログ回路内にあったピーク検出回路がなくなるため、アナログ回路部品の実装面積を減らすことができる。

次に、本発明の応用例について説明する。測定の終了条件を、次の３つのうちから選ぶことができる。第１の方法として、上述のように、ＣＰＵ１０７から測定終了通知（図２の符号３１９）を出力することにより終了する。第２の方法として、測定回数で終了条件を決めることができる。第３の方法として、測定開始から測定終了までの測定時間で終了条件を決めることもできる。

第２の方法については、測定開始前にＣＰＵ１０７から、測定制御部１０１に対して測定回数が通知され、測定開始後に測定回数カウンタのカウント値２０２が、上述の測定回数と等しくなったときに、処理を終了する。第３の方法については、ＣＰＵからの測定開始通知（符号３１０）がされる前に、測定制御部１０１に対して測定時間が通知され、測定開始通知を受信してからタイマ１０８を回しはじめる。このタイマの値が前述の測定時間と等しくなったときに、処理を終了する。

つづいて、本発明の他の応用例について説明する。ピーク検出のタイミングとモニタリングの範囲とを、次の様に連動させることができる。ＣＰＵ１０７がモニタする測定データ数をNとすると、
イピーク値と判定したデータからN個分の測定データをモニタリングする。
つまり、図２の例によると、ピーク値はA4なので、A4から開始しA5、A6の方向に向かってN個分の測定データをモニタリングする。

ロピーク値と判定したデータまでのN個分の測定データをモニタリングする。
つまり、図２の例によると、ピーク値はA4なので、A4から開始しA3、A2の方向に向かってN個分の測定データをモニタリングする。

ハピーク値と判定したデータの前後N/2個分ずつの測定データをモニタリングする。
この様にモニタリングをすることにより、ピーク値を検出したデータを中心に測定値が遷移する状態をモニタリングすることができる。

本発明によるモニタリング装置の構成例である。 図１のタイムチャートである。 測定結果格納メモリの状態遷移図である。 従来技術によるモニタリング装置の構成例である。

符号の説明

５０ アナログ回路
５２ ADC
１０１ 測定制御部
１０２ 測定回数カウンタ
１０３ ADC制御部
１０４ 測定結果格納メモリ
１０５ ピーク検出回路
１０６ ピーク値格納レジスタ
１０７ ＣＰＵ
１０８ タイマ

Claims (4)

1. 入力された電圧をデジタル信号に変換するADCを備え、電圧をモニタリングするモニタリング装置において、
   前記ADCにアクセスして測定結果を取り出すADC制御部と、
   前記ADC制御部に対してADCの出力をリードする旨の命令を出力する測定制御部と、
   前記ADC制御部がリードした測定結果が入力され、この測定結果のピーク値を検出するピーク検出回路と、
   前記ピーク検出回路で検出されたピーク値を格納するピーク値格納レジスタと、
   前記ADCから入力される測定結果を格納する測定結果格納メモリと、
   前記測定制御部に対して測定開始及び終了の指示をすると共に、前記測定結果メモリに格納された測定結果と前記ピーク値格納レジスタに格納されたピーク値を読み出すCPUと
   を備えたことを特徴とするモニタリング装置。
2. 前記測定制御部に、前記ADCの出力をリードする旨の命令を出力した回数をカウントする測定回数カウンタを備え、この測定回数カウンタのカウント値を前記ピーク検出回路、前記ピーク値格納レジスタ、及び前記測定結果格納メモリに出力することを特徴とする請求項１記載のモニタリング装置。
3. 前記ピーク値格納レジスタは、前記ピーク検出回路から入力されたピーク値を前記測定回数カウンタから入力された測定回数カウンタのカウント値と対応付けて格納することを特徴とする請求項２記載のモニタリング装置。
4. 前記CPUは、前記ピーク値格納レジスタに格納されている測定回数カウンタのカウント値と前記測定制御部から出力される前記ADCの出力をリードする旨の命令の間隔に基づいて、前記ADCにピーク値が入力されたタイミングを求めることを特徴とする請求項３記載のモニタリング装置。

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