JP2009104605A - メモリアクセス動作を改善するための、バンクを用いたヒストグラム生成 - Google Patents

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Abstract

【課題】 メモリアクセス動作を改善するべく複数のバンクを用いてヒストグラムを生成する。
【解決手段】 各バンクには同じアドレスラインが設けられているが、アドレス制御ロジックによって連続するRMWサイクルはそれぞれ異なるバンクが処理するように保証されているので、前のRMWサイクルがあるバンクでまだ実行されている間であっても、別のRMWサイクルを別のバンクで開始することができる。RMWサイクルの開始をラップアラウンド方式で交互にずらすことまたは段階的にすることによって、各ヒストグラムビンは複数のバンクにわたることになるが、利用されるバンクの数が1つである場合よりも試験を高速に行うことができる。ヒストグラムデータを取得すると、特定のビンに対応付けられる各バンクのメモリ領域を加算して、そのビンの合計カウントを算出する。
【選択図】 図2A

Description

本発明はヒストグラムの生成に関する。特に、ヒストグラムデータを格納するためのメモリを複数のバンクに分割して段階的にリード/モディファイ/ライト(RMW)サイクルを実現することに関する。
既知の入力信号に応じて準予測可能な複数ビットの出力を生成することができるタイプの半導体デバイスに対する試験は、所定の時間にわたって既知の信号を与えてその期間内での特定の複数ビットの出力の発生回数を取得することで実施され得る。観察対象の特定の複数ビットの出力はそれぞれ「ビン」と呼ばれ、所定の試験期間の終了時における各ビン内のカウント数を用いてヒストグラムを生成し得る。このようにして生成されるヒストグラムにはさまざまな用途があり(例えば、数的分析など)、被試験デバイス(DUT)の良否を判断したり、または性能パラメータを判断するのに利用される。
このような方法で試験され得るデバイスの1つにADCがある。ADCはアナログ入力信号に応じて複数ビットの出力(本明細書では「コード」とも呼ぶ)を生成する。ADCを試験するために利用される入力信号は通常、サイン波である。サイン波は「クリーン」な状態(スプリアス周波数が略無い状態)で生成するのが比較的容易である。サイン波がADCの入力に印加されると、入力信号はアナログの電圧レベルの最小値と最大値との間で変化し、ADCはこのアナログ電圧レベルに応じて複数ビットのデジタル信号を出力する。時間が経過するに従って、ADCの良否を示すヒストグラムが生成され得る。
図1Aは、DUTに対して試験を行い上述したようなヒストグラムを生成するべく利用され得る試験システム100をハイレベルな観点から見て示したブロック図の一例である。図1Aは単に例を示しているに過ぎず、当業者には公知のほかの多くの試験システムの構成も利用され得ることを強調しておきたい。図1Aによると、モジュール102は、基準生成器、デジタルピンカード、アナログカード、デバイス電源(DPS)、または波形生成器などの機器といった機能ユニットであってもよい。モジュール102に対する物理的接続は、スイッチマトリクスネットワーク106を有するモジュール接続提供部104を介して得られるとしてもよい。スイッチマトリクスネットワーク106は、ロジック、配線およびピンを含むとしてもよい。
システムコントローラ108は通常、ユーザとの対話ポイントである。システムコントローラ108は、サイトコントローラ110へのゲートウェイを提供するとともに、サイト/DUTが複数存在する環境において複数のサイトコントローラを同期させる。1つのシステムコントローラ108と複数のサイトコントローラ110は、マスター/スレーブ構成で動作するとしてもよい。システムコントローラ108は、システム全体の動作を制御して、特定のサイトコントローラ110が実行すべき機能を判断する。各サイトコントローラ110はそれ自体で、DUT112を試験するには十分である。サイトコントローラ110は、試験サイト114内のさまざまなモジュール102の動作を制御および監視する。試験サイト114は、単一のDUT112の試験に関連する機能を持つモジュール102の集まりである。各サイトコントローラ110は1または複数の試験サイト114を制御し得る。
上述したように、サイン波のような入力信号が基準生成モジュール(試験サイト114内のモジュール102の1つ)からDUT112に与えられるとしてもよい。DUTからの複数ビットの出力が別のモジュール102にフィードバックされて、そのモジュール102がDUTから受け取った複数ビットの出力それぞれのカウントを累積する。
図1Bは、試験サイト114およびDUT112の一例をより詳細に示す図である。図1Bによると、DUT112はADCで、モジュール102_AはADCの入力に与えられるサイン波を生成する。ADCは、Nビットのデジタル出力を生成して、Nビットのデジタル出力はモジュール102_B内のメモリ116のアドレスラインに接続される。ADCの各サンプリングにおいて、Nビットのデジタル出力はメモリ116に対してアドレスを指定して、指定アドレスに格納されるカウントが読み出されて、修正されて(1だけインクリメントされて)、指定アドレスに書き戻される(リード/モディファイ/ライト(RMW)サイクル)。
メモリ内でRMWサイクルを実行するためにかかる時間に関して非効率性が指摘されている。例えば、DRAMメーカーが定義する外部DRAMプロトコルでは、アドレスが提示され得る時点とデータが提示され得る時点との間に、プリチャージ遅延のために、遅延期間が設けられている。このようなレイテンシによって、試験実行速度に制限が生じてしまう。このため、DRAMの場合にはRMWサイクルを実行するために必要なクロックサイクルが比較的多くなってしまい、その結果、ヒストグラムデータを収集するプロセスが遅くなってしまう。
以上より、ヒストグラムデータを収集する場合に特定のコードのカウントを複数回インクリメントする機能を改善する必要がある。
本発明の実施形態は、ヒストグラムデータを格納するためのメモリを複数のバンクに分割して段階的にRMWサイクルを実現することに関する。各バンクには同一のアドレスラインが与えられているが、連続するRMWサイクルはそれぞれ異なるバンクによって処理されることがアドレス制御ロジックによって保証されている。このため、前のRMWサイクルがあるバンクでまだ実行されている間であっても、別のRMWサイクルを別のバンクで開始することができる。RMWサイクルの開始をラップアラウンド方式で交互にずらすことまたは段階的にすることによって、各ヒストグラムビンは複数のバンクにわたることになるが、利用されるバンクの数が1つである場合よりも試験を高速に行うことができる。ヒストグラムデータを取得すると、特定のビンに対応付けられる各バンクのメモリ領域が加算されて、そのビンの合計カウントが算出される。
DUTの試験を実行してヒストグラムを生成するために用いられ得る試験システムを示すブロック図の一例である。
サイン波を生成して特定の出力コードの発生回数を計数するためのモジュールを含む試験サイトの一例を示す図である。
本発明の実施形態に係る、段階的にRMWサイクルを実現するべく複数のバンクに分割されているDRAMの一例を示す図である。
本発明の実施形態に係る、ADCに対して試験の一例が実行された後に複数のDRAMバンクのビンに格納されているカウントの一例と、複数のバンクにわたってビンを合計して完全なヒストグラムデータを生成する様子を示す図である。
以下では好ましい実施形態を説明するが、本明細書の一部を成す添付図面に言及するとともに、添付図面では本発明を実施し得る具体的な実施形態を例示する。本発明の好ましい実施形態の範囲を逸脱することなく他の実施形態も利用され得るとともに構造を変更し得ると理解されたい。
本発明の実施形態は、ヒストグラムデータを格納するためのメモリを複数のバンクに分割して段階的にRMWサイクルを実現することに関する。各バンクには同じアドレスラインが設けられているが、アドレス制御ロジックによって連続するRMWサイクルはそれぞれ異なるバンクが処理するように保証されているので、前のRMWサイクルがあるバンクでまだ実行されている間に別のRMWサイクルを別のバンクで開始させることができる。RMWサイクルの開始をラップアラウンド方式で交互にずらすことまたは段階的にすることによって、各ヒストグラムビンは複数のバンクにわたることになるが、利用されるバンクの数が1つである場合よりも試験を高速に行うことができる。ヒストグラムデータを取得すると、特定のビンに対応付けられる各バンクのメモリ領域を加算して、そのビンの合計カウントを算出する。
本明細書において本発明はサイン波で駆動される1以上のADCを試験するという例に基づいて説明されているが、これは例示に過ぎず、本発明の実施形態は、任意の既知の入力信号に応じて予測可能な複数ビットの出力を生成することができるデバイスであればどのようなデバイスにも応用可能であると同時に、試験以外の状況においてもヒストグラムデータの収集について応用可能であることを理解されたい。
DRAMメーカーが定義する外部DRAMプロトコルでは、アドレスが提示され得る時点とデータが提示され得る時点との間に、プリチャージ遅延のために、遅延期間が設けられている。このため、DRAMの場合にはRMWサイクルを実行するために必要なクロックサイクルが比較的多くなってしまい、その結果、ヒストグラムデータを収集するプロセスが遅くなってしまう。
図2Aは、本発明の実施形態に係る、段階的なRMWサイクルを実現するべく複数のバンク202、204、206および208に分割されているDRAM200の一例を示す図である。各バンクには同じアドレスライン210が設けられているが、アドレスまたはバンク制御論理回路212によって連続するRMWサイクルはそれぞれ異なるバンクが処理するように保証されているので、前のRMWサイクルがあるバンクでまだ実行されている間であっても、別のRMWサイクルを別のバンクで開始することができる。バンク制御論理回路212は、当業者には公知のロジックを用いて、各バンクに連続してアクセスするべく読出および/または書込イネーブルラインを多重化するとしてもよい。RMWサイクルの開始をラップアラウンド方式で交互にずらすことまたは段階的にすることによって、各ヒストグラムビンは複数のバンクにわたることになるが、利用されるバンクの数が1つである場合よりも試験を4倍高速に行うことができる(図2Aに示す具体例の場合)。図2Aの簡略図に示す例によると、各バンクは8個のビンを含む(ビン0〜ビン7)。例を挙げて説明すると、ビン0、ビン0、ビン1、ビン2、およびビン3に対応するコードを連続してADCから受け取る場合、バンク202のビン0のカウントと、バンク204のビン0のカウントと、バンク206のビン1のカウントと、バンク208のビン2のカウントと、バンク202のビン3のカウントとがこの順でインクリメントされ得る。
当業者におかれては、図2Aに示す構成が明瞭性を優先したために簡略化されていることとロジックへのクロック配信ネットワークおよびメモリ等の構成要素は図面に示されていないことを、理解されたい。また、試験開始に先立ってメモリをクリアするべく、メモリをクリアする機構が必要とされる。
図2Bは、ADCに対する試験の一例が完了した後に、バンク202、204、206および208のビン0〜ビン7に格納されているカウントを示す図である。試験に対して完全なヒストグラム214を生成するべく、バンク202、204、206および208はそれぞれ加算されるとしてもよい。つまり、各バンクの同じアドレスに格納されているカウントを加算すると、特定のビンのカウントが算出され、この処理をアドレス毎に繰り返してすべてのビンについてカウントを算出する。この加算処理は、当業者には公知であるが、直接的な加算器論理回路516によって実行され得る。
本発明の実施形態は通常、各ヒストグラムビンをN個の異なるビンに分割して、N個のビンはそれぞれ、同じビンに連続してアクセスするよりも高速に、連続してアクセスすることができる。N個のビンはその後、終了時に足し合わせられる。ビンの分割は、複数のバンクを含む標準的な汎用DRAMを用いることで実現され得る。そのようなDRAMの例を挙げると、Micron Technologies,Inc.社のMT47H64M16データシートに記載されているDDR2 SDRAMなどがある。該データシートの内容は参照により本願に組み込まれる。これに代えて、複数の個別のメモリを段階的制御ロジックと共に用いることによって、交互にずらして個別のメモリに書き込むことができるようになるとしてもよい。
本発明は添付図面を参照しつつ実施形態に基づいて完全に説明されているが、さまざまな変更および変形が当業者には明らかであることに注意されたい。そういった変更および変形は、本願特許請求の範囲が定義する本発明の範囲内に含まれるものと理解されたい。

Claims (10)

  1. ヒストグラムデータを収集する場合に段階的なリード/モディファイ/ライト(RMW)サイクルを可能とする装置であって、
    それぞれが共通のアドレス入力を有する複数のメモリバンクと、
    前記複数のメモリバンクのそれぞれに接合されており、連続するクロックサイクル毎に前記複数のメモリバンクのうち一の異なるメモリバンクがRMWサイクルを開始するように、前記複数のメモリバンクのそれぞれに対して交互制御コマンドを生成する、バンク制御論理回路と
    を備える装置。
  2. 前記複数のメモリバンクは、2つ以上の個別のメモリを有する
    請求項1に記載の装置。
  3. 前記複数のメモリバンクは、単一のパッケージ内に含まれている
    請求項1に記載の装置。
  4. 各メモリバンクの同じアドレスに格納されているカウントを加算して特定のビンのカウントを得て、この加算処理をアドレス毎に繰り返して全てのビンのカウントを算出する加算器論理回路
    をさらに備える、請求項1に記載の装置。
  5. 請求項1に記載の装置を備える
    試験サイト。
  6. 請求項5に記載の試験サイトを備える
    試験システム。
  7. ヒストグラムデータを収集する場合に段階的なリード/モディファイ/ライト(RMW)サイクルを可能とする方法であって、
    メモリをそれぞれが共通のアドレス入力を有する複数のメモリバンクに分割することと、
    連続するクロックサイクル毎に前記複数のメモリバンクのうち一の異なるメモリバンクがRMWサイクルを開始するように、前記複数のメモリバンクのそれぞれに対して交互制御コマンドを生成することと
    を含む方法。
  8. 複数の個別のメモリを利用して前記複数のメモリバンクを形成すること
    をさらに含む、請求項7に記載の方法。
  9. 複数のメモリバンクを含む単一のメモリパッケージを利用すること
    をさらに含む、請求項7に記載の方法。
  10. 各メモリバンクの同じアドレスに格納されているカウントを加算して特定のビンのカウントを得て、全てのビンのカウントを算出するべくこの加算処理をアドレス毎に繰り返すこと
    をさらに含む、請求項7に記載の方法。
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