JP2012122944A - 半導体試験装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 パターンメモリにおいて記憶容量の無駄を廃すると共に、ハードウェアによって高速にエラー検出をすることが可能な半導体試験装置を提供する。
【解決手段】 本発明の代表的な構成は、所定のパターンデータを実行して被試験デバイス138の電気的試験を行う半導体試験装置110において、パターンデータ142a、142b、142cのロード時にチェックサム計算を行うチェックサム生成器122と、このパターンデータ142a、142b、142cの実行時にチェックサム計算を行うチェックサム生成器126と、パターンデータ142a、142b、142cのロード時のチェックサム値144a、144b、144cとパターンデータ142a、142b、142cの実行時のチェックサム値146a、146b、146cとを比較するチェックサム比較器134と、を有することを特徴とする。
【選択図】図1
【解決手段】 本発明の代表的な構成は、所定のパターンデータを実行して被試験デバイス138の電気的試験を行う半導体試験装置110において、パターンデータ142a、142b、142cのロード時にチェックサム計算を行うチェックサム生成器122と、このパターンデータ142a、142b、142cの実行時にチェックサム計算を行うチェックサム生成器126と、パターンデータ142a、142b、142cのロード時のチェックサム値144a、144b、144cとパターンデータ142a、142b、142cの実行時のチェックサム値146a、146b、146cとを比較するチェックサム比較器134と、を有することを特徴とする。
【選択図】図1
Description
本発明は、所定のパターンデータを実行して被試験デバイスの電気的試験を行う半導体試験装置に関する。
半導体試験装置は、周知の通り、被試験対象としての被試験デバイス(以下、DUT(Device Under Test)と称する)に試験信号を印加して、DUTから得られる信号と予め定められた期待値とを比較して試験を行う。かかる試験信号や期待値は、所定のパターンデータに基づき生成される。特許文献1の段落0018、0020、0030に記載されているように、パターンデータにはパリティビットが付加され、通信のエラー検出が行われる。
しかしながら、パリティビットは偶数、奇数のみの整合性をとるものであるから、2以上の誤りがあるとエラーを検出できない。そのため、あまりデータビット(ビット幅)を増やすことはできない。一般的なBCH符号では、例えば、7ビットごとに1ビットのパリティビットが設けられる。すると、パターンデータを記憶させておくパターンメモリでは、全体の1/8がパリティビットに使用されてしまうことになる。
一方、DUTの高機能化によりパターンデータは大きくなり、その数も増大する傾向にある。8ビットをアドレスの1行であるとすると、パターンデータ全体では数万行におよぶこともある。ここで記憶容量の1/8をパリティビットに使用することは、無視できない無駄である。なお、ここではビット幅を8ビットとしたが、16ビット、32ビット等の場合もある。
パターンメモリはアドレスごとに2進数の記憶容量(8ビット、16ビット、32ビット等)を持つが、パリティビットを設けることで実データとして使用できる容量が1ビット分少ないものとなる(例えば7ビット、15ビット、31ビット等)。実データとして使用できる容量が1ビット分少ないものとなることは、パターンデータを作成する上で不便となる。
これらのことから、パリティビットによるエラー検出をやめて、これに代わるエラー検出の方式を採用したいという要請がある。従来からチェックサムやハッシュ関数など、様々なエラー検出技術が提案され、実用化されている。しかし、近年の半導体試験装置に要求される高速性においては、ソフトウェアによる処理は時間がかかりすぎるため、採用することができない。
端的な例で言えば、記憶装置から膨大なパターンデータを読み出し、ハッシュ関数などを計算し、再び記憶装置に書き戻すのでは、時間がかかりすぎるのである。よしんば予めハッシュ関数を計算しておいたとしても、実行時にもその正当性を確認するためにもう一度計算しなければならないのであるから、やはり高速化の妨げとなってしまう。
そこで本発明は、パターンメモリにおいて記憶容量の無駄を廃すると共に、ハードウェアによって高速にエラー検出をすることが可能な半導体試験装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために本発明の代表的な構成は、所定のパターンデータを実行して被試験デバイスの電気的試験を行う半導体試験装置において、パターンデータのロード時にチェックサム計算を行うチェックサム生成器と、パターンデータの実行時にチェックサム計算を行うチェックサム生成器と、パターンデータのロード時のチェックサム値と、パターンデータの実行時のチェックサム値とを比較するチェックサム比較器と、を有することを特徴とする。
かかる構成では、パターンデータにパリティビットを付加することがない。そのため、パターンメモリにパリティビットのための無駄なビットを生じることなくエラー検出が可能である。ここでチェックサム計算とは、WORD列(8ビット、16ビット、32ビット等)を加算したときの下位1WORDを計算するエラー検出方式である。したがって、ハードウェアからなる加算器によって実現することが可能である。また、特に、チェックサム自体は既知の技術であるものの、パターンデータのロード時および実行時に、通過するデータを加算してチェックサム計算を行うことに特徴を有している。これにより、チェックサムを行うためだけの時間が存在せず、高速化の支障となることがない。
当該半導体試験装置は、パターンデータのロード時のチェックサム値を保持するレジスタと、パターンデータの実行時に、その実行するパターンデータのアドレスに基づきレジスタに保持されたロード時のチェックサム値を選択出力するセレクタと、セレクタからの選択出力に基づきチェックサム期待値を出力するチェックサム期待値設定レジスタとを有し、上記チェックサム比較器が、チェックサム期待値と、パターンデータの実行時のチェックサム値とを比較すると好ましい。これにより、ほぼハードウェアで処理される構成となるため、オーバヘッド時間のさらなる短縮を図ることができる。
上記チェックサム期待値設定レジスタは、複数のパターンデータの連結実行時に、それぞれのパターンデータのロード時のチェックサム値を加算して、チェックサム期待値として出力すると好ましい。これにより、複数のパターンデータの連結実行時にも対応可能である。
パターンデータのロード時にチェックサム計算を行う上記チェックサム生成器と、パターンデータの実行時にチェックサム計算を行う上記チェックサム生成器とが、1つのチェックサム生成器で兼用されると好ましい。これにより、素子の削減を図ることが可能である。
本発明によれば、パターンメモリにおいて記憶容量の無駄を廃すると共に、ハードウェアによって高速にエラー検出をすることが可能な半導体試験装置を提供可能である。
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また、本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。
[第1実施形態]
図1は、本発明の第1の実施形態にかかる半導体試験装置110の概略構成を示すブロック図である。図1に示すように、半導体試験装置110は、CPU(Central Processing Unit)112、DRAM(Dynamic Random Access Memory)114、バス116、バスI/F(interface)118、パターンロード器120、第1のチェックサム生成器122、パターン読出器124、第2のチェックサム生成器126、パターンメモリ制御部128、パターンメモリ130、チェックサム期待値設定レジスタ132、チェックサム比較器134、パターン発生・比較器136、エラーフラグ領域148、CPU割込線150を含む。
図1は、本発明の第1の実施形態にかかる半導体試験装置110の概略構成を示すブロック図である。図1に示すように、半導体試験装置110は、CPU(Central Processing Unit)112、DRAM(Dynamic Random Access Memory)114、バス116、バスI/F(interface)118、パターンロード器120、第1のチェックサム生成器122、パターン読出器124、第2のチェックサム生成器126、パターンメモリ制御部128、パターンメモリ130、チェックサム期待値設定レジスタ132、チェックサム比較器134、パターン発生・比較器136、エラーフラグ領域148、CPU割込線150を含む。
DRAM114には、被試験デバイスの電気的試験に用いられるパターンデータ142a、142b、142cが一時的に保存される。各パターンデータ142a、142b、142cは、それぞれ1つのパターンをコードしている。CPU112は、バス116、バスI/F118を経由して、パターンロード器120にDRAM114のパターンデータ142aの先頭アドレス(先頭リードアドレス)と、パターンメモリ130のロード先の先頭アドレスとを指定し、パターンデータ142aのロード(転送)の起動をかける。
パターンロード器120は、上記指定にしたがって、DRAM114からパターンデータ142aをリードし(読み出し)、そのリードバックデータ(パターンデータ142a)をチェックサム生成器122に入力する。チェックサム生成器122は、通過するパターンデータ142aのロード時のチェックサム計算を行う。そして、パターンデータ142aは、そのままパターンメモリ制御部128を経由してパターンメモリ130にライトされる(書き込まれる)。
なお、パターンメモリ制御部128は、中央処理装置(CPU)を含む半導体集積回路により、パターンメモリ130へのライト、パターンメモリ130からのリードを制御、管理する。パターンメモリ130は、SRAM(Static Random Access Memory)やDRAMで構成される。
パターンメモリ130へのパターンデータ142aのロード完了後、CPU112は、チェックサム生成器122で計算したチェックサム値144aをバスI/F118、バス116を経由してリードバックする。そして、パターンデータ142aのチェックサム値144aを、パターンメモリ130にロードされたパターンデータ142aの先頭アドレス(先頭パターンアドレス)に関連づけてDRAM114に保存する。
続いて、CPU112は、チェックサム生成器122のチェックサム値144aをクリアし、上記と同様に、パターンメモリ130にパターンデータ142bをロードする(チェックサム値144bがDRAM114に保存される)。さらに、上記と同様に、パターンメモリ130にパターンデータ142cをロードする(チェックサム値144cがDRAM114に保存される)。
図2は、図1の半導体試験装置110のパターンメモリ130に記憶されるパターンデータ142a、142b、142cを模式的に示す図である。図2に示すように、パターンデータ142aは、所定のビット幅(8ビット、16ビット、32ビット等)のデータDat0〜データDat9からなる。パターンデータ142bは、所定のビット幅のデータDat10〜データDat15からなる。パターンデータ142cは、所定のビット幅のデータDat20〜データDat28からなる。ここでは、所定のビット幅の全ビットが有効データ、すなわちチャンネル1(ch1)〜チャンネル8(ch8)の実データとして利用される。
パターンデータ142aの場合、パターンアドレスAdr0に対応してデータDat0が保存され、以下同様にパターンアドレスAdr1〜Adr9に対応してデータDat1〜Dat9が保存される。パターンデータ142bの場合、パターンアドレスAdr10に対応してデータDat10が保存され、以下同様にパターンアドレスAdr11〜Adr15に対応してデータDat11〜Dat15が保存される。パターンデータ142cの場合、パターンアドレスAdr20に対応してデータDat20が保存され、以下同様にパターンアドレスAdr20〜Adr28に対応してデータDat20〜Dat28が保存される。
パターンデータ142aの場合、チェックサム生成器122は、データDat0〜Dat9を加算してチェックサム値144aを計算する(データDat0+データDat1+・・・+データDat9=チェックサム値144a)。パターンデータ142bの場合、チェックサム生成器122は、データDat10〜Dat15を加算してチェックサム値144bを計算する(データDat10+データDat11+・・・+データDat15=チェックサム値144b)。パターンデータ142cの場合、チェックサム生成器122は、データDat20〜Dat28を加算してチェックサム値144cを計算する(データDat20+データDat21+・・・+データDat28=チェックサム値144c)。
再び、図1を参照する。CPU112は、バス116、バスI/F118経由で、パターン読出器124に、リードするパターンデータ(ここではパターンデータ142aを例示する)の先頭アドレスすなわちパターンアドレスAdr0を指定する。また、CPU112は、パターンデータ142aのチェックサム値144aをチェックサム期待値設定レジスタ132のチェックサム期待値として設定する。そして、パターン読出器124へパターンデータ142aの起動をかける。
パターン読出器124は、上記指定にしたがって、パターンメモリ制御部128経由でパターンメモリ130からパターンデータ142aをリードする。そして、そのパターンデータ142aを、チェックサム生成器126およびパターン発生・比較器136に入力する。
パターン発生・比較器136は、かかるパターンデータ142aに基づき、DUT138の電気的試験を行う。具体的には、かかるパターンデータ142aを実行して、DUT138へ試験信号を印加したり、DUT138からの受信信号の期待値比較を行ったりする。
チェックサム生成器126は、パターンデータ142aの実行時、通過するデータDat0〜Dat9を加算してチェックサム計算を行う(チェックサム値146aを出力する)。チェックサム比較器134は、チェックサム期待値設定レジスタ132が出力するチェックサム期待値(チェックサム値144a)と、チェックサム生成器126が出力するチェックサム値146aを比較する。
チェックサム比較器134は、不一致が発生したらエラー検出信号を送信して、エラーフラグ領域148にエラーフラグを立てる。エラーフラグが立てられると、CPU割込線150を通じてCPU112へエラー発生が通知される。なお、CPU112は、バス116、バスI/F118を経由して、エラーフラグをキャンセルすることが可能である。
なお、上記では、パターン読出器124がパターンメモリ130からパターンデータ142aをリードする場合について例示したが、パターンメモリ130からパターンデータ142bをリードする場合についても同様である。この場合、チェックサム比較器134は、チェックサム期待値設定レジスタ132が出力するチェックサム期待値(チェックサム値144b)と、チェックサム生成器126が出力するチェックサム値146bとを比較する。
パターンメモリ130からパターンデータ142cをリードする場合についても同様である。この場合、チェックサム比較器134は、チェックサム期待値設定レジスタ132が出力するチェックサム期待値(チェックサム値144c)と、チェックサム生成器126が出力するチェックサム値146cとを比較する。
図3は、比較例にかかる半導体試験装置210の概略構成を示すブロック図である。図3に示すように、半導体試験装置210は、CPU112、DRAM114、バス116、バスI/F118、パターンロード器120、パリティ生成器222、パターン読出器124、パリティエラー検出器226、パターンメモリ制御部128、パターンメモリ130、パターン発生・比較器136、エラーフラグ領域148、CPU割込線150を含む。
半導体試験装置210では、DRAM114に保持されたパターンデータ242a、242b、242cをパターンロード器120がパターンメモリ130へとロードする際に、パリティ生成器222がパリティビットを付加する。パターン読出器124がパターンメモリ130からパターンデータ242a、242b、242cをリードする際に、パリティエラー検出器226がパリティ(偶数パリティ、奇数パリティ)を計算してエラー検出を行う。
図4は、図3の半導体試験装置210のパターンメモリ130に記憶されるパターンデータ242a、242b、242cを模式的に示す図である。図4に示すように、パターンデータ242aは、所定のビット幅(8ビット、16ビット、32ビット等)のデータDat0´〜Dat9´からなり、パターンアドレスAdr0´〜Adr9´に保存される。パターンデータ242bは、所定のビット幅のデータDat10´〜Dat15´からなり、パターンアドレスAdr10´〜Adr15´に保存される。パターンデータ242cは、所定のビット幅のデータDat20´〜Dat28´からなり、パターンアドレスAdr20´〜Adr28´に保存される。
比較例にかかる構成では、パターンメモリ130のパターンアドレス毎に、パリティビットが付加される。図2、図4では理解を容易にするため模式的に図示したが、実際の各パターンデータのデータ量は大きく、通常、数万ものパターンアドレスにわたって保存される。よって、比較例にかかる構成を適用した場合、合計、数万ものパリティビットが付加されることとなり、エラー検出のために割くビット(メモリビット)が多くなる問題がある。
また、パリティビットとして8ビット、16ビット、32ビット等のビット幅のうち1ビット使用すると、残りのビット(7ビット、15ビット、31ビット)が奇数ビットとなるため半端になりやすい。このことから、残りのビット全てを有効に利用しにくく、NULL(空値)を設定せざるを得ない場合がある。
これに対して、第1実施形態にかかる半導体試験装置110では、上記説明したようにチェックサム生成器122、126、チェックサム比較器134を用いて通信のエラー検出を行う。そのため、比較例のように無駄なビットを生じることがない。全ビットを有効データとして使用することが可能である。
チェックサム生成器122、126は、WORD列(8ビット、16ビット、32ビット等)を加算したときの下位1WORDを出力するものであり、ハードウェアからなる加算器によって実現できる。そのため、半導体試験装置110の高速化を推進することが可能である。
なお、上記第1実施形態では、パターンロード器120がDRAM114からパターンデータ142a、142b、142cをリードして、パターンメモリ130にライトする構成とした。しかし、CPU112がDRAM114からパターンデータ142a、142b、142cをリードしてパターンメモリ130にライトする構成でも、パターンデータ142a、142b、142cのロード経路上に上記チェックサム生成器122を配置すれば同様の効果を奏する。
[第2実施形態]
図5は、本発明の第2の実施形態にかかる半導体試験装置310の概略構成を示すブロック図である。図5に示すように、第2実施形態にかかる半導体試験装置310は、レジスタ152、一致比較器154、セレクタ156を備える。
図5は、本発明の第2の実施形態にかかる半導体試験装置310の概略構成を示すブロック図である。図5に示すように、第2実施形態にかかる半導体試験装置310は、レジスタ152、一致比較器154、セレクタ156を備える。
第2実施形態にかかる構成では、パターンメモリ130へパターンデータ142a、142b、142cをそれぞれロードする度に、そのパターンデータ142a、142b、142cのチェックサム値144a、144b、144cが、パターンメモリ130のその先頭アドレス(先頭パターンアドレス)とともにレジスタ152に自動保存される。
一致比較器154は、パターンデータ142a、142b、142cの実行時にパターン読出器124がリードするパターンメモリ130のアドレスと、レジスタ152に自動保存された先頭アドレスとの一致を検出して、セレクタ156に検出信号を出力する。セレクタ156は一致比較器154の検出信号に基づき、レジスタ152に自動保存されたロード時のチェックサム値144a、144b、144cをチェックサム期待値設定レジスタ132に対し出力する。
具体的には、パターン読出器124がパターンメモリ130のパターンアドレスAdr0のリードをかけると、セレクタ156はチェックサム値144aを出力する。パターン読出器124がパターンメモリ130のパターンアドレスAdr10のリードをかけると、セレクタ156はチェックサム値144bを出力する。パターン読出器124がパターンメモリ130のパターンアドレスAdr20のリードをかけると、セレクタ156はチェックサム値144cを出力する。
チェックサム比較器134は、パターンデータ142a、142b、142cの実行時に、チェックサム生成器126が計算するチェックサム値146a、146b、146cと、チェックサム期待値設定レジスタ132が出力するチェックサム期待値とを比較して、通信のエラー検出を行う。
チェックサム期待値設定レジスタ132は、セレクタ156からいずれかのチェックサム値144a、144b、144cが入力された場合、それをチェックサム期待値として出力する。また、パターンデータ142aおよびパターンデータ142bのように、パターンメモリ130において連続するアドレスに保存されたものは、連結実行(併せて実行)されることがある。このような連結実行に対応するために、チェックサム期待値設定レジスタ132は、セレクタ156から複数のチェックサム値144a、144bが入力された場合、これらを加算して(2回目以降の出力値を前の出力値に加算して)チェックサム期待値として出力する。
上記第2実施形態によれば、ほぼハードウェアで処理される構成となるため、オーバヘッド時間のさらなる短縮を図ることができる。なお、上述した処理をほぼソフトウェアで実行することも考えられるが、この場合には時間がかかりすぎるため、高速化が推進される半導体試験装置においては採用することが事実上不可能である。
上記第1実施形態および第2実施形態では、パターンデータ142a、142b、142cのロード時にチェックサム計算を行うチェックサム生成器122と、パターンデータ142a、142b、142cの実行時にチェックサム計算を行うチェックサム生成器126を設ける構成としたが、これらは同時に使用されないため、1つのチェックサム生成器で兼用と(共通化)しても上記効果を奏することが可能である。兼用化することで、素子の削減を図ることが可能である。
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
本発明は、所定のパターンデータを実行して被試験デバイスの電気的試験を行う半導体試験装置に利用することができる。
110、210、310…半導体試験装置、112…CPU、114…DRAM、116…バス、118…バスI/F、120…パターンロード器、122…チェックサム生成器、124…パターン読出器、126…チェックサム生成器、128…パターンメモリ制御部、130…パターンメモリ、132…チェックサム期待値設定レジスタ、134…チェックサム比較器、136…パターン発生・比較器、138…DUT、142a、142b、142c…パターンデータ、144a、144b、144c…ロード時のチェックサム値、146a、146b、146c…実行時のチェックサム値、148…エラーフラグ領域、150…CPU割込線、152…レジスタ、154…一致比較器、156…セレクタ、222…パリティ生成器、226…パリティエラー検出器、242a、242b、242c…パターンデータ
Claims (4)
- 所定のパターンデータを実行して被試験デバイスの電気的試験を行う半導体試験装置において、
パターンデータのロード時にチェックサム計算を行うチェックサム生成器と、
前記パターンデータの実行時にチェックサム計算を行うチェックサム生成器と、
前記パターンデータのロード時のチェックサム値と、該パターンデータの実行時のチェックサム値とを比較するチェックサム比較器と、
を有することを特徴とする半導体試験装置。 - 前記パターンデータのロード時のチェックサム値を保持するレジスタと、
前記パターンデータの実行時に、該実行するパターンデータのアドレスに基づき前記レジスタに保持された前記ロード時のチェックサム値を選択出力するセレクタと、
前記セレクタからの選択出力に基づきチェックサム期待値を出力するチェックサム期待値設定レジスタと、を有し、
前記チェックサム比較器が、前記チェックサム期待値と、前記パターンデータの実行時のチェックサム値とを比較することを特徴とする請求項1に記載の半導体試験装置。 - 前記チェックサム期待値設定レジスタは、複数の前記パターンデータの連結実行時に、それぞれの該パターンデータのロード時のチェックサム値を加算して、前記チェックサム期待値として出力することを特徴とする請求項2に記載の半導体試験装置。
- パターンデータのロード時にチェックサム計算を行う前記チェックサム生成器と、該パターンデータの実行時にチェックサム計算を行う前記チェックサム生成器とが、1つのチェックサム生成器で兼用されることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の半導体試験装置。
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