JP2009188853A - タイミング発生回路、半導体試験装置および半導体試験方法ならびに半導体デバイス - Google Patents
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Abstract
【課題】1つのエッジ発生回路で複数のエッジクロックの出力を行うことを可能とするタイミング発生回路を提供する。
【解決手段】エッジクロック11を出力するタイミング発生回路100であって、複数のカウンタと、複数のカウンタにそれぞれ個別の設定データを出力するタイミングデータ演算部110と、複数のカウンタから出力された一致検出信号に基づいて、複数のカウンタから出力されたタイミングデータを選択し、1系統の一致検出信号14とタイミングデータ15として出力するエッジ発生制御回路130と、エッジ発生制御回路130から出力された一致検出信号14とタイミングデータ15に基づいてエッジクロック11を発生するエッジ発生回路140とを有し、1つのエッジ発生回路140によって複数のエッジクロック11を出力する。
【選択図】図1
【解決手段】エッジクロック11を出力するタイミング発生回路100であって、複数のカウンタと、複数のカウンタにそれぞれ個別の設定データを出力するタイミングデータ演算部110と、複数のカウンタから出力された一致検出信号に基づいて、複数のカウンタから出力されたタイミングデータを選択し、1系統の一致検出信号14とタイミングデータ15として出力するエッジ発生制御回路130と、エッジ発生制御回路130から出力された一致検出信号14とタイミングデータ15に基づいてエッジクロック11を発生するエッジ発生回路140とを有し、1つのエッジ発生回路140によって複数のエッジクロック11を出力する。
【選択図】図1
Description
本発明は、マイコンなどの半導体デバイスをテストする半導体試験装置および半導体試験方法ならびにテストの対象となる半導体デバイスに関し、特に、半導体試験装置におけるタイミング発生回路に適用して有効な技術に関するものである。
以下に、本発明者によって検討された、半導体試験装置の概要について図8〜図11を用いて説明する。図8は、半導体試験装置の全体構成を示すブロック図である。半導体試験装置1は、任意のタイミングでエッジクロック11を出力するタイミング発生回路100、パターンデータ21を出力するパターン発生回路200、試験波形31を出力する波形整形回路300、試験対象デバイス500からの応答信号51と期待値(パターンデータ21)とを比較し、試験対象デバイス500の良否を判定する論理値判定回路400を有する構成となっている。
図9は、半導体試験装置1の動作の例を示す動作チャートである。タイミング発生回路100からのテスト周期信号12が100ns、500nsであり、印加用エッジクロック11−1(t1、t2)、判定用エッジクロック11−2(t3)がそれぞれ図9に示すタイミングで出力され、パターン発生回路200からのパターンデータ(試験波形21−1、期待値21−2)がそれぞれ図9に示すような場合であるとする。
この場合、波形整形回路300からの試験波形31は、タイミング発生回路100の印加用エッジクロック11−1のタイミングで出力され、論理値判定回路400では、試験対象デバイス500からの応答信号51とパターン発生回路200からの期待値21−2を、タイミング発生回路100の判定用エッジクロック11−2のタイミングで比較し、試験対象デバイス500の良否判定を行う。
図10は、半導体試験装置1におけるタイミング発生回路100の構成例を示すブロック図である。タイミング発生回路100は、カウンタa(120a)、b(120b)に設定データa(13a)、b(13b)をそれぞれ出力するタイミングデータ演算部110と、一致検出信号a(14a)とタイミングデータa(15a)、一致検出信号b(14b)とタイミングデータb(15b)をそれぞれ出力するカウンタa(120a)、b(120b)と、エッジクロックa(11a)、b(11b)をそれぞれ出力するエッジ発生回路a(140a)、b(140b)とを有する構成となっている。複数のエッジクロック11を発生させるためには、複数のエッジ発生部(カウンタ、エッジ発生回路)が必要である。
図11は、半導体試験装置1におけるタイミング発生回路100のタイミングチャートの例である。一致検出信号a(14a)が図11に示すタイミングで出力されており、タイミングデータa(15a)の遅延時間が例えばe1tdであるとした場合、エッジクロックa(11a)は、タイミングデータa(15a)のe1tdの遅延時間分だけ遅延して出力される。
同様に、一致検出信号b(14b)が図11に示すタイミングで出力されており、タイミングデータb(15b)の遅延時間が例えばe2tdであるとした場合、エッジクロックb(11b)は、タイミングデータb(15b)のe2tdの遅延時間分だけ遅延して出力される。このように、半導体試験装置1におけるタイミング発生回路100で複数のエッジクロック11を発生させるためには、複数のエッジ発生部(カウンタ、エッジ発生回路)が必要である。
1つのエッジ発生部で2つのエッジクロックを発生させる技術として、特開2000−101404号公報(特許文献1)に記載されている技術がある。特許文献1に記載されている可変遅延回路では、所定の遅延間隔以上離れた2つのパルスを発生させる遅延設定データA、Bを受けて、1系統の可変遅延手段を用いて、可変遅延手段の各ビット毎に動的にA、B両方の遅延設定データを切り替えながら、A、B両方に対応した遅延量でそれぞれ遅延させた2つのパルス信号を発生可能とする。
特開2000−101404号公報
しかし、特許文献1に記載された技術では、3つ以上の複数のエッジクロックを発生させるためには、複数のエッジ発生部(カウンタ、エッジ発生回路)が必要となるため、回路規模が増大してしまう。さらに、その場合は複数のエッジ発生回路で複数のエッジクロックを個別に出力することになるため、エッジクロック間でのタイミング精度が低下してしまう。
そこで、本発明の目的は、1つのエッジ発生回路で複数のエッジクロックの出力を行うことを可能とするタイミング発生回路および当該タイミング発生回路を有する半導体試験装置、半導体試験方法、ならびに当該タイミング発生回路を有する半導体デバイスを提供することにある。
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。
本発明の代表的な実施の形態によるタイミング発生回路は、設定データに基づいて一致検出信号とタイミングデータを出力する複数のカウンタと、複数のカウンタにそれぞれ個別の設定データを出力するタイミングデータ演算部と、複数のカウンタから出力された一致検出信号に基づいて、複数のカウンタから出力されたタイミングデータを選択し、1系統の一致検出信号とタイミングデータとして出力するエッジ発生制御回路と、エッジ発生制御回路から出力された一致検出信号とタイミングデータに基づいてエッジクロックを発生する可変遅延回路を備えたエッジ発生回路とを有し、1つのエッジ発生回路によって複数のエッジクロックを出力することを特徴とするものである。
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。
本発明の代表的な実施の形態によれば、1つのエッジ発生回路で1テスト周期中に複数のエッジクロックを出力することができる。また、エッジ発生回路数が少なくなることにより、タイミング発生回路および半導体試験装置の回路規模を小さくすることができる。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一部には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
<実施の形態1>
図1は、本発明の実施の形態1である半導体試験装置におけるタイミング発生回路の構成例を示した図である。タイミング発生回路100は、カウンタa(120a)、b(120b)に設定データa(13a)、b(13b)をそれぞれ出力するタイミングデータ演算部110と、一致検出信号a(14a)とタイミングデータa(15a)、一致検出信号b(14b)とタイミングデータb(15b)をそれぞれ出力するカウンタa(120a)、b(120b)とを有する。
図1は、本発明の実施の形態1である半導体試験装置におけるタイミング発生回路の構成例を示した図である。タイミング発生回路100は、カウンタa(120a)、b(120b)に設定データa(13a)、b(13b)をそれぞれ出力するタイミングデータ演算部110と、一致検出信号a(14a)とタイミングデータa(15a)、一致検出信号b(14b)とタイミングデータb(15b)をそれぞれ出力するカウンタa(120a)、b(120b)とを有する。
また、カウンタa(120a)、b(120b)からの一致検出信号a(14a)とタイミングデータa(15a)、および一致検出信号b(14b)とタイミングデータb(15b)を制御して、一致検出信号14とタイミングデータ15を出力するエッジ発生制御回路130と、一致検出信号14とタイミングデータ15からエッジクロック11を出力するエッジ発生回路140とを有し、1つのエッジ発生回路140で複数のエッジクロック11の出力を行う。
なお、本実施の形態では、2つのカウンタa(120a)、b(120b)を有して2つのエッジクロック11を出力する構成を例としているが、3つ以上のカウンタを有して3つ以上のエッジクロック11を出力する構成であっても構わない。n個のエッジクロック11を出力する場合には、エッジ発生制御回路130はn倍速以上の速度で動作する必要がある。
以下、タイミング発生回路100における動作について図2を用いて説明する。図2は、本実施の形態におけるタイミング発生回路100のタイミングチャートの例である。一致検出信号a(14a)が図2に示すタイミングで出力されており、タイミングデータa(15a)の遅延時間が例えばe1tdであり、また、一致検出信号b(14b)が図2に示すタイミングで出力されており、タイミングデータb(15b)の遅延時間が例えばe2tdであるとする。
これらをエッジ発生制御回路130で制御することによって、図2に示す一致検出信号14とタイミングデータ15の波形が得られる。これにより、タイミングデータa(15a)のe1tdの遅延時間分だけ遅延されたエッジクロックと、タイミングデータb(15b)のe2tdの遅延時間分だけ遅延されたエッジクロックの2つのエッジクロックを、1つのエッジ発生回路140からエッジクロック11として出力することができる。
図3は、本実施の形態におけるエッジ発生制御回路130とエッジ発生回路140の構成例を示した図である。エッジ発生制御回路130は、一致検出信号a(14a)と一致検出信号b(14b)との論理和を取得することにより一致検出信号14を発生し、エッジ発生回路140に出力する。また、一致検出信号a(14a)と一致検出信号b(14b)における一致検出信号あり・なしを示す値(例えば“1”があり、“0”がなし)によりタイミングデータa(15a)もしくはタイミングデータb(15b)を選択してエッジ発生回路140にタイミングデータ15として出力する。
エッジ発生回路140は、エッジ発生制御回路130からの一致検出信号14からパルス化手段141によりパルス信号17を発生し、可変遅延回路142に出力する。可変遅延回路142は、パルス信号17とエッジ発生制御回路130からのタイミングデータ15により、パルス信号17をタイミングデータ15に設定された遅延時間分だけ遅延させてエッジクロック11を発生して出力する。
図4は、本実施の形態におけるエッジ発生制御回路130の選択テーブルの例を示した図である。一致検出信号a(14a)が例えば一致検出信号なしを意味する“0”で、一致検出信号b(14b)が例えば一致検出信号なしを意味する“0”の場合には、タイミングデータ15として例えば“0”を出力し、一致検出信号a(14a)が例えば一致検出信号ありを意味する“1”で、一致検出信号b(14b)が例えば一致検出信号なしを意味する“0”の場合には、タイミングデータ15としてタイミングデータa(15a)を選択して出力する。
また、一致検出信号a(14a)が例えば一致検出信号なしを意味する“0”で、一致検出信号b(14b)が例えば一致検出信号ありを意味する“1”の場合には、タイミングデータ15としてタイミングデータb(15b)を選択して出力し、一致検出信号a(14a)が例えば一致検出信号ありを意味する“1”で、一致検出信号b(14b)が例えば一致検出信号あり“1”の場合には、エラー16として例えば“1”を出力する。エラーとは、一致検出信号a(14a)と一致検出信号b(14b)が重なってくることを禁止することを意味している。
以上のように、タイミング発生回路100において、カウンタa(14a)、b(14b)とエッジ発生回路140との間にエッジ発生制御回路130を設けたことにより、1つのエッジ発生回路140で1テスト周期中に複数のエッジクロック11の出力を行うことができる。また、エッジ発生回路140の回路数の削減により、タイミング発生回路100および半導体試験装置1の回路規模を小さくすることができる。また、1つのエッジ発生回路140で複数のエッジクロック11を出力しているため、エッジクロック11の間での相対的なタイミング精度が向上する。
<実施の形態2>
図5は、本発明の実施の形態2である半導体試験装置におけるタイミング発生回路の構成例を示した図である。半導体試験装置1において、タイミング発生回路100は、カウンタ120に複数系統分の設定データ13を出力するタイミングデータ演算部110と、複数系統分の設定データ13から1系統の一致検出信号14とタイミングデータ15を出力するカウンタ120と、一致検出信号14とタイミングデータ15からエッジクロック11を発生するエッジ発生回路140とを有し、1つのエッジ発生回路140で複数のエッジクロック11の出力を行う。
図5は、本発明の実施の形態2である半導体試験装置におけるタイミング発生回路の構成例を示した図である。半導体試験装置1において、タイミング発生回路100は、カウンタ120に複数系統分の設定データ13を出力するタイミングデータ演算部110と、複数系統分の設定データ13から1系統の一致検出信号14とタイミングデータ15を出力するカウンタ120と、一致検出信号14とタイミングデータ15からエッジクロック11を発生するエッジ発生回路140とを有し、1つのエッジ発生回路140で複数のエッジクロック11の出力を行う。
以下、タイミング発生回路100における動作について図6を用いて説明する。図6は、本実施の形態におけるタイミング発生回路100のタイミングチャートの例である。図6では、テスト周期中に3つのエッジクロック11を出力する場合を例として説明する。動作クロック、基準カウンタが図6に示すように動作しており、タイミングデータ演算部110からの複数系統分の設定データ13−1(4ns以上)、および複数系統分の設定データ13−2(4ns未満)が図6に示すような状況であるものとする。
この場合、カウンタ120は、動作クロックの立ち上がりで基準カウンタの値と設定データ13−1(4ns以上)の値とを比較し、等しい場合に一致検出信号14を出力する。このようにすることで、複数系統分の設定データ13−1(4ns以上)、および複数系統分の設定データ13−2(4ns未満)を1系統の一致検出信号14で出力することが可能となる。エッジ発生回路140では、カウンタ120からの一致検出信号14でタイミングデータ15を選択し、ここに設定された時間を遅延時間としてエッジクロック11を発生して出力する。
以上のように、タイミング発生回路100において、複数系統分の設定データ13から1系統の一致検出信号14とタイミングデータ15を発生するカウンタ120と、エッジ発生回路140とを有する構成とすることにより、1つのエッジ発生回路140で複数のエッジクロック11の出力を行うことができる。また、実施の形態1と同様に、タイミング発生回路100および半導体試験装置1の回路規模を小さくすることができる。また、1つのエッジ発生回路140で複数のエッジクロック11を出力しているため、エッジクロック11の間での相対的なタイミング精度が向上する。
<実施の形態3>
図8に示す半導体試験装置1では、試験対象デバイス500との接続には通常はケーブルを用いるため、半導体試験装置1が低速の場合には信号劣化する場合がある。
図8に示す半導体試験装置1では、試験対象デバイス500との接続には通常はケーブルを用いるため、半導体試験装置1が低速の場合には信号劣化する場合がある。
図7は、上述の信号劣化を解決するための、本発明の実施の形態3である半導体試験装置および試験対象デバイスの構成例を示した図である。半導体試験装置1は、タイミングデータ22とパターンデータ21を出力するパターン発生回路200を有する。試験対象デバイス500は、試験対象回路510の他に、実施の形態1もしくは実施の形態2のものと同様であり、任意のタイミングで複数のエッジクロック11を出力するタイミング発生回路100、および試験波形31を出力する波形整形回路300と、試験対象回路510からの応答信号51とパターン発生回路200からのパターンデータ21(期待値)とを比較し、試験対象デバイス500の良否を判定する論理値判定回路400を有する構成となっている。
この半導体試験装置1内のパターン発生回路200と試験対象デバイス500とを信号ピン520で接続し、試験対象デバイス500のテストを行う。
以上のように、実施の形態1もしくは実施の形態2のものと同様のタイミング発生回路100を用いることで、タイミング発生回路100の回路規模を小さくすることができるため、試験対象デバイス500の回路規模に大きな影響を与えることなくタイミング発生回路100自体を試験対象デバイス500に搭載することが可能となる。これにより、半導体試験装置におけるケーブルによる接続が不要となるため信号劣化を抑制し、タイミング精度が向上することによって実速度に近い環境でのテストを実現することができる。
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
本発明は、マイコンなどの半導体デバイスをテストする半導体試験装置のタイミング発生回路、および半導体試験装置、半導体試験方法ならびにテストの対象となる半導体デバイスに利用可能である。
1…半導体試験装置、
11…エッジクロック、11−1…印加用エッジクロック、11−2…判定用エッジクロック、11a…エッジクロックa、11b…エッジクロックb、12…テスト周期信号、13…設定データ、13a…設定データa、13b…設定データb、13−1…設定データ(4ns以上)、13−2…設定データ(4ns未満)、14…一致検出信号、14a…一致検出信号a、14b…一致検出信号b、15…タイミングデータ、15a…タイミングデータa、15b…タイミングデータb、16…エラー、17…パルス信号、18…動作クロック、21…パターンデータ、21−1…パターンデータ(試験波形)、21−2…パターンデータ(期待値)、22…タイミングデータ、31…試験波形、51…応答信号、
100…タイミング発生回路、110…タイミングデータ演算部、120…カウンタ、120a…カウンタa、120b…カウンタb、130…エッジ発生制御回路、140…エッジ発生回路、140a…エッジ発生回路a、140b…エッジ発生回路b、141…パルス化手段、142…可変遅延回路、200…パターン発生回路、300…波形整形回路、400…論理値判定回路、500…試験対象デバイス、510…試験対象回路、520…信号ピン。
11…エッジクロック、11−1…印加用エッジクロック、11−2…判定用エッジクロック、11a…エッジクロックa、11b…エッジクロックb、12…テスト周期信号、13…設定データ、13a…設定データa、13b…設定データb、13−1…設定データ(4ns以上)、13−2…設定データ(4ns未満)、14…一致検出信号、14a…一致検出信号a、14b…一致検出信号b、15…タイミングデータ、15a…タイミングデータa、15b…タイミングデータb、16…エラー、17…パルス信号、18…動作クロック、21…パターンデータ、21−1…パターンデータ(試験波形)、21−2…パターンデータ(期待値)、22…タイミングデータ、31…試験波形、51…応答信号、
100…タイミング発生回路、110…タイミングデータ演算部、120…カウンタ、120a…カウンタa、120b…カウンタb、130…エッジ発生制御回路、140…エッジ発生回路、140a…エッジ発生回路a、140b…エッジ発生回路b、141…パルス化手段、142…可変遅延回路、200…パターン発生回路、300…波形整形回路、400…論理値判定回路、500…試験対象デバイス、510…試験対象回路、520…信号ピン。
Claims (5)
- 任意のタイミングでエッジクロックを出力するタイミング発生回路であって、
設定データに基づいて一致検出信号とタイミングデータを出力する複数のカウンタと、
複数の前記カウンタにそれぞれ個別の前記設定データを出力するタイミングデータ演算部と、
複数の前記カウンタから出力された前記一致検出信号に基づいて、複数の前記カウンタから出力された前記タイミングデータを選択し、1系統の前記一致検出信号と前記タイミングデータとして出力するエッジ発生制御回路と、
前記エッジ発生制御回路から出力された前記一致検出信号と前記タイミングデータに基づいて前記エッジクロックを発生する可変遅延回路を備えたエッジ発生回路とを有し、
1つの前記エッジ発生回路によって複数の前記エッジクロックを出力することを特徴とするタイミング発生回路。 - 任意のタイミングでエッジクロックを出力するタイミング発生回路であって、
複数系統の設定データと基準カウンタの値に基づいて1系統の一致検出信号とタイミングデータを出力するカウンタと、
前記カウンタに複数系統の前記設定データを出力するタイミングデータ演算部と、
前記カウンタから出力された前記一致検出信号と前記タイミングデータに基づいて前記エッジクロックを発生するエッジ可変遅延回路を備えたエッジ発生回路とを有し、
1つの前記エッジ発生回路によって複数の前記エッジクロックを出力することを特徴とするタイミング発生回路。 - 半導体デバイスの試験を行う半導体試験装置であって、
請求項1または2記載のタイミング発生回路を有することを特徴とする半導体試験装置。 - 半導体試験装置による試験対象となる試験対象回路を有する半導体デバイスであって、
請求項1または2記載のタイミング発生回路と、
前記タイミング発生回路から出力されたエッジクロックに基づいて前記試験対象回路に試験波形を出力する波形整形回路と、
前記試験対象回路からの応答信号に基づいて前記試験対象回路の良否を判定する論理値判定回路とを有することを特徴とする半導体デバイス。 - 半導体試験装置を利用した半導体試験方法であって、
前記半導体試験装置には、パターンデータを出力するパターン発生回路を搭載し、
試験対象となる半導体デバイスには、試験対象回路と、請求項1または2記載のタイミング発生回路と、前記タイミング発生回路から出力されたエッジクロックに基づいて前記試験対象回路に試験波形を出力する波形整形回路と、前記試験対象回路からの応答信号に基づいて前記試験対象回路の良否を判定する論理値判定回路とを搭載し、
前記半導体試験装置の前記パターン発生回路と、試験対象となる前記半導体デバイスとを信号ピンで接続して前記半導体デバイスの試験を行うことを特徴とする半導体試験方法。
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Cited By (1)
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---|---|---|---|---|
CN102045042B (zh) * | 2009-10-19 | 2013-03-27 | 京元电子股份有限公司 | 使用于半导体元件测试的频率信号产生方法 |
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2008
- 2008-02-08 JP JP2008028403A patent/JP2009188853A/ja active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN102045042B (zh) * | 2009-10-19 | 2013-03-27 | 京元电子股份有限公司 | 使用于半导体元件测试的频率信号产生方法 |
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