JP2017511052A - 組み込みデバイスのためのオンチップアナログ−デジタル変換器(adc)直線性試験 - Google Patents

組み込みデバイスのためのオンチップアナログ−デジタル変換器(adc)直線性試験 Download PDF

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Abstract

記載される例において、ADCの直線性を試験する方法が、ADC入力電圧ステップ調整を示すトリガ信号を受信すること(1310)、及びこのトリガ信号を受信する際にADC出力サンプルを読み取ること(1311)を含む。ADC出力サンプルは、N個の離散ADC出力コードに対応するN個の整数値の値範囲を有する。またこの方法は、M個の連続ADC出力コードについてコード出現のヒストグラムを演算すること(1312)を含む。ヒストグラムは、M個の連続ADC出力コードに対応するM個のビンを含み、MはNより小さい。更にこの方法は、K個のADC出力サンプルの読み取りの間隔でのヒストグラムに従ってDNL値及びINL値を更新すること、及び、DNL及びINLの値を更新した後、ヒストグラムをADC出力コード1つ分シフトすること(1330)を含む。

Description

アナログ−デジタル変換器(ADC)は、アナログ入力信号を一連のデジタル出力コードに変換する。アナログ信号が連続的である一方でデジタル出力コードは離散的であるため、変換プロセスは入力の量子化に関与し得る。ADC測定は、変換プロセスにおける不正確さ(例えば、量子化誤差)並びに製造プロセスにおけるばらつき(例えば、デバイス間のばらつき)の、様々な原因により、理想的な測定から逸脱している。ADC性能は、静的性能及び動的性能に関して特定され得る。静的性能は、オフセット誤差、利得誤差、微分非直線性(DNL)、及び積分非直線性(INL)を含み得る。動的性能は、全高調波歪み(TDH)及び信号対雑音比(SNR)を含み得る。いくつかの組み込みデバイス(例えば、デジタル信号プロセッサ(DSP)、システムオンチップ(SoCs))は、オンチップADCを含み得る。オンチップADCの性能は生産試験中に評価され得る。
組み込みデバイスのためのオンチップADC直線性試験の説明される例において、或る方法が、ADC入力電圧調整を示すトリガ信号を受信すること、及びトリガ信号を受信する際にADC出力サンプルを読み取ることを含む。ADC出力サンプルは、N個の離散ADC出力コードに対応するN個の整数値の範囲内の値を有する。また、この方法は、M個の連続ADC出力コードに関するコード出現のヒストグラムを演算することを含む。ヒストグラムは、M個の連続ADC出力コードに対応するM個のビンを含み、MはNより小さい。また、この方法は、K個のADC出力サンプルの読み取りの間隔でのヒストグラムに従って、DNL値及びINL値を更新すること、及び、DNL及びINLの値を更新した後、ヒストグラムをADC出力コード1つ分シフトすることを含む。
別の実施形態において、持続性のコンピュータストレージ可読デバイスがコンピュータ実行可能命令を含み、コンピュータ実行可能命令は、プロセッサによって実行されるとき、そのプロセッサに、ADC電圧ステップ増分を示すトリガイベントを検出させ、トリガイベントを受信する際にADC出力サンプルを読み取らせる。ADC出力サンプルは、N個の離散ADC出力コードに対応するN個の整数値の範囲を有する。コンピュータ実行可能命令は更に、プロセッサに、M個の連続ADC出力コードに関するコード出現のヒストグラムを更新させ、ここで、ヒストグラムはM個の連続ADC出力コードに対応するM個のビンを含み、MはNより小さい。コンピュータ実行可能命令は更に、プロセッサに、K個のADC出力サンプルの読み取りの間隔でのヒストグラムに従って、最大DNL値、最小DNL値、最大INL値、及び最小INL値を更新させる。コンピュータ実行可能命令は更に、プロセッサに、最大DNL値、最小DNL値、最大INL値、及び最小INL値を更新した後、ヒストグラムをADC出力コード1つ分シフトさせる。
更に別の実施形態において、或る装置が、アナログ入力信号をN個の離散ADC出力コードに変換するように構成されるADCと、M個の連続ADC出力コードに関する出現数をストアするM個のビンを含むヒストグラムを含むためのメモリとを含み、ここで、各ビンはM個のADC出力コードのうちの1つに対応し、MはNより小さい。この装置は更に、ADC入力での電圧ステップ増分を示すトリガ信号を受信するように構成される第1のインターフェースを含み、受信されるK個のトリガ信号の平均がADC出力コード遷移に対応する。この装置は更に、ADC、メモリ、及び第1のインターフェースに結合されるプロセッサを含む。このプロセッサは、トリガ信号を受信する際にADC出力サンプルを読み取るように、及びADCサンプルの値に対応するビン内の出現数を増分することによってヒストグラムを演算するように構成される。プロセッサは更に、K個のADC出力サンプルの読み取りの間隔でのヒストグラムに従って、最大コード出現、最小コード出現、最大INL値、及び最小INL値を更新するように構成され、最大コード出現は最大DNL値に比例し、最小コード出現は最小DNL値に比例する。プロセッサは更に、最大コード出現、最小コード出現、最大INL値、及び最小INL値を更新した後、ヒストグラムをADC出力コード1つ分シフトするように構成される。
更に別の実施形態において、持続性のコンピュータストレージ可読デバイスがコンピュータ実行可能命令を含み、コンピュータ実行可能命令は、プロセッサによって実行されるとき、プロセッサに、電圧ステップ増分を命じるため第1制御コードを設定させ、電圧ステップ増分を示すため第2制御コードを設定させ、並びに、最大コード出現、最小コード出現、最大スケーリングされたINL値、及び最小スケーリングされたINL値を含むADC測定レポートと、最大コード出現、最小コード出現、最大スケーリングされたINL値、及び最小スケーリングされたINL値に対応するADCコードとを読み取らせる。コンピュータ実行可能命令は更に、プロセッサに、測定レポートから、最大DNL値、最小DNL値、最大INL値、及び最小INL値を演算させる。
様々な実施形態に従った、ADC伝達関数と、ADC入力電圧を離散レベル遷移ポイントに変換することによる対応するADC DNL測定とを示すグラフである。
様々な実施形態に従った、ADC伝達関数と、ADCコード出現の対応するヒストグラムとを示すグラフである。
様々な実施形態に従ったADC試験セットアップのブロック図である。
様々な実施形態に従ったビルトインセルフテスト(BIST)エンジンのブロック図である。
様々な実施形態に従ったテストエンジンのブロック図である。
様々な実施形態に従ったADC直線性試験コードレンジのグラフである。
様々な実施形態に従った動きヒストグラムベース法(moving histogram based method)のグラフ図である。
様々な実施形態に従った別の動きヒストグラムベース法のグラフ図である。
様々な実施形態に従ったADC INL測定のグラフである。
様々な実施形態に従ったADC直線性試験較正方法のフローチャートである。
様々な実施形態に従った別のADC直線性試験較正方法のフローチャートである。
様々な実施形態に従ったADC直線性試験方法のフローチャートである。
様々な実施形態に従った別のADC直線性試験方法のフローチャートである。
様々な実施形態に従った、全コードヒストグラムベース法と動きヒストグラムベース法とを比較するADC INL測定の2つのグラフである。
ADC入力が無限数の値を有する連続電圧であり得る一方で、ADC出力は定義された数の離散コードであり得る。したがって、ADC入力−出力伝達特性は無限対1マッピングである。ADCの直線特性を判定するために、ADC出力コード間の遷移電圧に関するADC入力を表すことによって、ADC入力とADC出力との間に1対1マッピングが確立され得、遷移電圧は離散的である。ADCが直線性誤差を有さないとき、各隣り合う遷移レベル間の距離(例えば、ADCコード幅)は1最小有効ビット(LSB)である。DNLは、隣り合う遷移レベル間の測定距離及び1LSBの基準距離の測度である。INLは、各コード遷移レベルとコード遷移レベルを通る最良適合直線との間の距離の測度である。
図1は、様々な実施形態に従った、ADC伝達関数と、ADC入力電圧を離散レベル遷移ポイントに変換することによる対応するADC DNL測定とのグラフ100を示す。サブグラフ110がADC伝達関数を示し、サブグラフ120がADC DNL測定を示す。サブグラフ110において、x軸は入力アナログ電圧をボルト単位で表し得、y軸はADC離散出力コードを表し得る。曲線111は、入力電圧に応答する3ビットADCについての出力伝達関数を表し得る。サブグラフ120において、x軸は電圧遷移レベルをボルト単位で表し得、y軸はADC出力コード指数を表し得る。サブグラフ120において、データポイント121の各々がサブグラフ110におけるADCコード遷移に対応し得る。サブグラフ110及び120に示されるように、データポイント121間の距離は1LSBの理想値とは異なり得、差は微分直線性誤差(例えば、DNL値)を表し得る。サブグラフ120において、データポイント121のエンドポイント間に引かれた線122は、データポイント121を通る最良適合直線に対応し得る。各データポイント121と線122との間の距離は、積分直線性誤差(例えば、INL値)を表し得る。
一実施形態において、ADC直線性を測定するために全コードヒストグラムベース法を用いることができる。全コードヒストグラムベース法において、ADCのフルスケールレンジ内で直線的に増加する入力信号レベルに応答して、ADC出力コード出現のヒストグラムが生成され得る。フルスケールレンジとは、最小ADC出力コードに対応する最小電圧と、最大ADC出力コードに対応する最大電圧との間の範囲を指し得る。ADCから充分に多くの量のサンプルを収集した後、DNLの正確な測度を提供するためにADC出力コード出現のヒストグラムが生成され得る。INLは、DNL値を数値積分することによって算出され得る。ビンの数又はヒストグラムのサイズは、全コードヒストグラムベース法におけるADC出力コードの数に対応し得る。例えば、8つのADC出力コードを生じさせる3ビットADCに対して8つのビンを伴うヒストグラムが生成され得、1024のADC出力コードを生じさせる10ビットADCに対して1024のビンを伴うヒストグラムが生成され得る。
図2は、様々な実施形態に従った、ADC伝達関数とADCコード出現の対応するヒストグラムとのグラフ200を示す。ADC伝達関数はサブグラフ210に示され、ADCコード出現の対応するヒストグラムはサブグラフ220に示される。サブグラフ210において、x軸は入力アナログ電圧をボルト単位で表し得、y軸はADC離散出力コード値を表し得る。サブグラフ210において、曲線211は入力電圧に応答する3ビットADCについての出力伝達関数を表し得る。サブグラフ220において、x軸はヒストグラムビンに対応し得るADCコード指数を表し得、y軸はADCコード出現数を表し得る。図からわかるように、各ヒストグラムビンにおけるコード出現数は、曲線211に示されるように各隣り合う遷移レベル間の距離に比例する。そのため、コード出現のヒストグラムが、ADC DNL及びINLを測定するために用いられ得る。
いくつかの実施形態において、全コードヒストグラムベース法を用いるテスタが、ランプ電圧を(例えば、線形定電圧ステップで)ADCに印加し得、各電圧ステップ調整後、ADC出力から1つ又は複数のADCサンプルを転送し得る。ADC入力電圧をADCフルスケールレンジまで掃引した後、テスタはADC出力コード出現についてのヒストグラムを生成し得、そのヒストグラムからDNL及びINLを判定し得る。こうした実施形態において、ヒストグラムのサイズはADC出力コードの数に比例して増加し得るため、テスタは、ストレージのためにかなりの量のメモリを用い得る。加えて、大量のADCサンプルがテスタに転送される場合があるため、試験時間がかなり長くなる可能性がある。例えば、毎秒10メガサンプル(MSPS)の10ビットADCをADC出力コード当たり平均約8出現で試験する場合、テスタは、デジタル通信インターフェース(例えば、1.5メガヘルツ(MHz)の転送速度のI2C(Inter-Integrated Circuit))を介してADCから約8000(例えば、1024×8=8096)のADCサンプルを転送することができる。ADC毎の試験時間は、ADCサンプル時間、及びデジタル通信インターフェースに関連付けられるその他のオーバーヘッドに応じて、約5秒から約6秒であり得る。したがって、ADC生産試験時間はかなり長くなる可能性がある。
本明細書に開示される組み込みデバイスのためのオンチップADC直線性試験の実施形態は、動きヒストグラムベース法を用いるADC BIST方式を含む。一実施形態において、ADC DNL及びINLは、演算の複雑さを低減するために改変された形式で表すことができ、その全体が再現されるように参照により本明細書に組み込まれる、米国電気電子技術者協会(IEEE)文書1241-2000に準拠したDNL及びINL測度を提供するために、改変されたDNL及びINLにワンタイム後処理を適用することができる。演算の複雑さが低減されると、低コスト及び/又は低性能のマイクロコントローラ(MCU)上でのDNL及びINL測度の実装が可能となり得、演算時間、したがって生産試験時間が短縮され得る。別の実施形態において、ADC直線性試験が、DNL及びINL後演算を伴う全コードヒストグラムの代わりに、動的なDNL及びINL演算を伴う動きヒストグラムベース法を用いることができる。動的な演算により、BISTが、ADC出力コードの数よりも大幅に少ない固定数のビン(例えば、約8から約32のビン)を用いてヒストグラムを演算すること、及び、各ADC出力コードについてDNL及びINLが演算されるのに従ってADC出力コードレンジにわたりヒストグラムをスライドさせることが可能となり得る。演算の複雑さが低減され(例えば、改変された形式)、メモリストレージが小さくなる(例えば、固定サイズの動きヒストグラム)と、直線性試験のためのオンチップADCを伴う組み込みデバイスにBISTを組み込むことが可能となり得る。BISTは、ヒストグラム演算のための小容量(例えば、約128バイト)のランダムアクセスメモリ(RAM)を備える低コスト及び/又は低性能MCU(例えば、8051MCU)で実行され得る。BISTプログラムコードは、組み込みデバイス内の小型(例えば、約800バイト)の読み取り専用メモリ(ROM)にストアされ得る。別の実施形態において、改変されたDNL及びINL測定に適したADC入力電圧レンジを決定するために、初期化手順を定義することができる。開示されたオンチップADC直線性試験は、全コードヒストグラムベース法に比べて生産試験時間を約5分の1から約6分の1に減らすことが可能であり、全コードヒストグラムベース法に匹敵するDNL及びINL測定を提供することができる。
The Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) document 1241-2000
図3は、様々な実施形態に従ったADC試験セットアップ300のブロック図を示す。ADC試験セットアップ300は、ADC直線性(例えば、DNL及びINL)を試験するために好適であり得る。ADC試験セットアップ300は、テスタ310及び被試験デバイス(DUT)320を含み得る。テスタ310及びDUTは、アナログ接続330及びデジタル接続340を介して接続され得る。アナログ接続330は、アナログ電圧信号を伝搬するように構成される任意の物理リンクであってよい。デジタル接続340は、デジタル信号を高速(例えば、約1.5メガヘルツ(MHz)又はそれ以上)で移送するように構成される任意の物理リンクであってよい。デジタル信号(例えば、読み取り信号、書き込み信号、コマンド信号など)の数、デジタル信号のフォーマット、及びデジタル信号の速度は、デジタル通信インターフェースのタイプ(例えば、Inter-Integrated Circuit(I2C))に依存し得る。いくつかの実施形態において、デジタル接続340は、複数タイプのデジタルワイヤード接続、例えば、I2Cインターフェース接続及びいくつかの汎用デジタルピン接続、を含み得る。
テスタ310は、アナログ電源311及びテストエンジン312を含み得る。電源311は、一定ステップの高精度(例えば、ミリボルト(mV)単位)線形ランプ電圧を生成するように構成される任意のデバイスであってよい。例えば、電源311は、信号生成器、関数生成器、又は、ADC直線性試験のための高精度ランプ電圧を生成するために適した任意の他の回路素子であってよい。テストエンジン312は、インターフェース313(例えば、汎用インターフェースバス(GPIB)、回路など)を介して電源311を制御するように、及びデジタル接続340を介してDUT320と通信するように構成される任意のデバイスであってよい。例えば、テストエンジン312は、プロセッサ、コンピュータワークステーション、或いは、ADC直線性試験のための試験プログラムを実行するように構成される任意の他のプログラマブル又は非プログラマブルデバイスであってよい。インターフェース313は、電圧制御コードを移送するように構成されるデジタルインターフェースであり得る。
DUT320は、オンチップADC321及びBISTエンジン322を含む、組み込みデバイスなどの任意のデバイスであってよい。例えば、DUT320は、DSP、SoCなどであり得る。オンチップADC321は、連続アナログ入力信号を、定義された数の離散出力コードに変換するように構成される任意のデバイスであってよい。例えば、ADC321は、8つの出力コードを備える3ビットADC、1024の出力コードを備える10ビットADCなどであり得る。BISTエンジン322は、ADC321(例えば、構成レジスタ)を制御するように、及びインターフェース323を介してADC321からADCサンプル(例えば、デジタル信号)を(例えば、1つ又は複数の出力レジスタなどを介して)収集するように構成される、汎用プロセッサ又はMCUなどの任意のデバイスであってよい。加えて、BISTエンジン322は、収集されたADCサンプルを分析すること(例えば、ヒストグラムを生成し、DNL及びINL偏差を演算すること)によって、オンチップADC321についてのDNL及びINLを判定することができる。
いくつかの実施形態において、テストエンジン312は、ADC321に従って決定され得る、始動電圧、停止電圧、及び電圧ステップなどの、ADC直線性試験構成パラメータ(例えば、ADCフルスケール電圧レンジ及びADC出力コードの数)を決定することができる。電圧ステップは、一定ステップであってよく、また、各ADC出力コードについて充分な量のADCサンプル、例えばADC出力コード当たり約8又はそれ以上のサンプル、が測定され得るように決定され得る。テストエンジン312は、電源311を特定の電圧に設定させ得、また、インターフェース313を介して電圧を調整(例えば、固定ステップ毎の増分)させ得る。テストエンジン312は、ADC321が調整された電圧に関するサンプルを生成し得ること、及びBISTエンジン322がADCサンプルを処理しDNL及びINLパラメータを演算し得ることを示すために、あらゆる電圧調整の終わりにデジタル接続340を介してDUT320にトリガ信号(例えば、パルス)を送信し得る。加えて、テストエンジン312は、ADC直線性試験の初めに試験構成パラメータをDUT320に送信し得、また、ADC直線性試験の終わりにデジタル接続340を介してDUT320からの測定されたパラメータを読み取り得る。ADC試験セットアップ300は、代替として、電源311の代わりに高性能(例えば、高解像度及び線形電圧出力)のデジタル−アナログ変換器(DAC)を用いるように構成可能であり、したがってADC321と同じDUT320上に配置され得る。加えて、テストエンジン312の機能性を、代わりにBISTエンジン322上に実装することもできる。
図4は、様々な実施形態に従ったBISTエンジン400のブロック図を示す。BISTエンジン400は、BISTエンジン322とほぼ同様であってよく、オンチップADC(例えば、ADC321)を含む任意の組み込みデバイス(例えば、DUT320)に配置することができる。BISTエンジン400は、プロセッサ410、メモリデバイス420、デジタルインターフェース430、及びADCインターフェース440を含み得る。プロセッサ410は、汎用プロセッサとして実装され得、又は1つ又は複数のプロセッサの一部であってもよい。プロセッサ410は、下記でより詳細に説明する、ADC直線性試験方法1100及び/又は1300をプロセッサに実装させ得るように、プロセッサ内の内部持続性メモリにストアされるADC直線性測定モジュール411を含み得る。代替実施形態において、ADC直線性測定モジュール411は、プロセッサ410によって実行され得る、メモリデバイス420にストアされる命令として実装され得る。メモリデバイス420は、例えばRAMなどの、コンテンツを一時的にストアするためのキャッシュを含み得る。また、メモリデバイス420は、例えばROMなどの、コンテンツを比較的長くストアするための長期ストレージを含み得る。例えば、キャッシュ及び長期ストレージは、動的ランダムアクセスメモリ(DRAM)、ソリッドステートドライブ(SSD)、ハードディスク、又はそれらの組み合わせを含み得る。デジタルインターフェース430は、ADCテスタ(例えば、テスタ310)と通信するように構成される任意の物理リンクであってよく、デジタル接続340とほぼ同様であってよい。ADCインターフェース440は、ADC(例えば、ADC321)とBISTエンジン400との間でADCサンプル及び/又はADC構成を移送するように構成される任意の物理リンクであってよい。
図5は、様々な実施形態に従ったテストエンジン500のブロック図を示す。テストエンジン500は、テストエンジン312とほぼ同様であってよく、任意のテスタ(例えば、テスタ310)に配置され得る。テストエンジン500は、プロセッサ510、メモリデバイス520、デジタルインターフェース530、及び電圧制御インターフェース540を含み得る。プロセッサ510は、汎用プロセッサとして実装され得、又は1つ又は複数のプロセッサの一部であってもよい。プロセッサ510は、下記でより詳細に説明する、ADC直線性試験方法1000及び/又は1200をプロセッサに実装させ得るように、プロセッサ内の内部持続性メモリにストアされるADC直線性測定モジュール511を含み得る。代替実施形態において、ADC直線性測定モジュール511は、プロセッサ510によって実行され得る、メモリデバイス520にストアされる命令として実装され得る。メモリデバイス520は、メモリデバイス420とほぼ同様であってよい。デジタルインターフェース530は、DUT(例えば、DUT320)と通信するように構成される任意の物理リンクであってよく、デジタル接続340とほぼ同様であってよい。電圧制御インターフェース540は、可変電源機器(例えば、信号生成器、関数生成器)に制御を送信するように構成される任意の物理リンク(例えば、汎用インターフェースバス(GPIB)、回路など)であってよい。
一実施形態において、NビットADCが、Clo(例えば、値ゼロ)からChi(例えば、2−1の値)までわたる2ADC出力コードを生じさせ得る。DNL及びINL測定について、コードClo+1とコードChi−1との間にADC出力コード出現のヒストグラムが生成され得る。いかなるADCアンダーフローも最小コードCloに変換され得、ADCオーバーフローは最大コードChiに変換され得るので、最小コードClo及び最大コードChiはヒストグラムから除外することができる。したがって、最低及び最高ビンを除くADCコード出現の総数は、下記のように表し得、
上式で、hsumはコード出現の総数であり、h(i)はi番目のADC出力コード(例えば、C)についての出現数である。
各ビンについてのコード出現の平均数は、下記のように演算され得、
上式で、havgはコード出現の平均数であり、dltは最低及び最高ビンを除く、ヒストグラムにおけるビンの数であって、下記のように表され得る。
前述のように、プロセッサに出現を許可するためにプロセッサ内の内部持続性メモリにストアされるコードの数は、隣り合う遷移レベル間の距離に比例し得る。したがって、コード出現の平均数havgは、1LSBの理想値に対応し得、i番目のADCコードh(i)についてのコード出現の測定された数は、隣り合う遷移レベル間の測定された距離に対応し得る。ADCについての正規化されたコード幅cw(i)は、下記のように表され得る。
前述のように、DNLは隣り合う遷移レベル間の測定された距離及び1LSBの理想値の測度である。したがって、ADC出力コードについてのDNL値は下記のように演算され得、
上式で、DNL(i)はi番目のADC出力コードCについてのDNL値である。式(5)に示されるようなDNL値がマイナス1より小さい値を有さない場合があり、マイナス1の値がミッシング(missing)ADCコード(例えば、ゼロ出現)を示し得る。
前述のように、INLは、各コード遷移レベルとコード遷移レベルを通る最良適合直線との間の距離の測度である。したがって、INLは、下記のように各ADCコード遷移でのDNL値を累積することによって演算され得る。
一実施形態において、ADC性能仕様が、DNLパラメータ及びINLパラメータを含み得る。例えば、DNLパラメータはADCについての最小DNL値及び最大DNL値を含み得、INLパラメータはADCについての最小INL値及び最大INL値を含み得る。したがって、ADC直線性試験は、すべてのコード出現に関するヒストグラムをストアすることなく、DNLパラメータ及びINLパラメータを動的に演算及び更新することができる。例えば、ADC直線性試験が、ADCサンプルが読み取られた差異に(例えば、電圧増分のたびに)ADCについてのコード出現の数を演算し得る。ADCが別の出力コードCを生成し得ないように、ADC入力電圧がADC出力コードCから充分に遠いレベルを通過するとき、ADC直線性試験は、ADC出力コードCについてDNL値及びINL値を演算し得、最小DNL値、最大DNL値、最小INL値、及び最大INL値を動的に更新し得る。
ADC出力コードについてのDNL値が、コード幅(例えば、式(5)のcw(i))に関して演算され得、ここで、コード幅はコード出現の数(例えば、式(4)のh(i))に比例する。したがって、ADC直線性試験が、電圧掃引の間最大DNL値及び最小DNL値の代わりに最大コード出現及び最小コード出現を演算し得る。電圧掃引の終わりに、ADC直線性試験は、式(2)、(3)、及び(4)を式(5)に代入することによって、それぞれ、最大コード出現及び最小コード出現から最大DNL値及び最小DNL値を演算し得る。したがって、最大DNL値及び最小DNL値は下記のように演算され得、
上式で、h(i)は、最大DNL値を演算するとき最大コード出現であり得、最小DNL値を演算するとき最小コード出現であり得る。
ADCコードについてのINL値が、DNL値の累積合計である。しかしながら、INL値は、DNL値の代わりにコード出現を累積することにより単純化できない場合がある。INL値はDNL値の累積合計であるため、コードスパンdltの平均DNL値は、INL値が有意となるようにゼロに近づき得る。コードスパンdltにわたって非ゼロのDNLオフセットがINL演算の間積分され得、INL値においてランピング誤差(ramping error)を発生させる。式(4)でわかるように、平均DNL値がスパンdltにわたってゼロに近づき得るように、各DNL値がコード出現の平均数havg(例えば、1LSBのコード幅)に正規化され得る。
一実施形態において、INL値は、演算の複雑さを減らすように改変された形式で表され得る。式(7)でわかるように、DNL値は除算演算を用いて演算され、低コストMCU(例えば、MCU8051)の場合、クロックサイクル及び/又はメモリストレージに関して高価となる可能性がある。しかしながら、式(7)は、下記のように式(7)を項hsumでたすき掛けすることにより、除算演算を除去するように改変され得る。
DNLhsum=hsum×DNL=h(i)×dlt-hsum
改変されたINL値が下記のように演算され得る。
INLhsum=INLhsum+DNLhsum
したがって、ADC直線性試験が、改変されたINL値を演算し得、改変された最大INL値及び改変された最小INL値を動的に更新し得る。ADC直線性試験の終わりに、改変された最大INL値及び改変された最小INL値をそれぞれhsumで割ることにより、最大INL値及び最小INL値が演算され得、演算された最大及び最小のINL値はIEEE文書1241〜2000に準拠している。全コードヒストグラムベース法が、全コードヒストグラムの生成後、コード出現の総数を演算し得、一方、INL値を動的に演算するADC直線性試験が、ADCサンプル測定を行う前にコード出現の総数hsumを推定するための較正手順を含み得る。
一実施形態において、ADC直線性試験は小さなレンジ(例えば、約32未満)のADCコードについてヒストグラムを演算すること、及びADCコードスパン(例えば、dlt)にわたってヒストグラムを移動させることによって、ADCについてDNL及びINLを測定することができる。したがって、ヒストグラムは少数のビンで演算され得、ビンの数はADC出力コードの数に比例して増加し得ない。動きヒストグラムを用いるADC直線性試験は、動きヒストグラムベース法と呼ぶことができる。下記の表は、動きヒストグラムベース法で用いられ得るいくつかのパラメータを示す。
図6は、様々な実施形態に従ったADC直線性試験についてのADCコードレンジのグラフ600を示す。グラフ600において、x軸はADC出力コードを表し得、ADC出力コードは最小ADCコードCloから最大ADCコードChiまで変化し得る。任意のDCアンダーフロー、オーバーフロー、及び/又は雑音が、ADCに最小コードClo又は最大コードChiを生じさせ得、そのためDNL及びINL測定を歪め得るため、動きヒストグラムベース法が、2つのエンドポイントClo及びChiを除外することができる。したがって、動きヒストグラムベース法が、ADC入力電圧VinをCloとClo+1との間の境界のコード遷移611に対応する電圧(例えば、始動電圧)に設定すること、及びADC入力電圧VinがChi−1とChiとの間の境界のコード遷移612に対応する電圧(例えば、停止電圧)に達するまで、ADC入力電圧VinをVstepのステップで増分することで開始し得る。
電圧ステップVstepは、ADCコードの電圧レンジにわたって各ADCコードについて充分な量のADCサンプル(例えば、約8サンプル)が収集され得るように決定され得、例えば、ADC出力コードの電圧レンジが、8つの等しい電圧ステップに分割され得、各電圧ステップについて1つのADCサンプルが読み取られ得る。したがって、ADCコード出現の総数hsumは、コードスパンdlt613にわたる始動電圧と停止電圧との間の電圧ステップの総数に対応し得る(例えば、dlt=Chi−Clo−1)。しかしながら、ADCデバイスは処理の変動によって変化する可能性があるため、始動電圧及び停止電圧はデバイス毎に変化する可能性がある。したがって、動きヒストグラムベース法を適用する際、hsumが正確に決定され得るように、直線性測定の前に始動電圧及び停止電圧を決定するよう各ADCデバイスが較正され得る。hsumの不正確な推定はINL演算(例えば、ADCコードに沿った累積)に大きな影響を与える可能性があり、これについて下記でより詳細に述べる。
図7は、様々な実施形態に従った動きヒストグラムベース法700のグラフ図を示す。動きヒストグラムベース法700は、BISTエンジン(例えば、BISTエンジン322又は400)で実装され得る。動きヒストグラムベース法におけるステップは、おおまかに、ヒストグラム演算ステップ、直線性誤差演算ステップ、及びヒストグラムシフトステップという、3つの高レベルステップに分けることができる。方法700において、コード出現数をカウントするために、8つのビン(例えば、Nbin=8)を備えるヒストグラム710(例えば、h[Nbin])が用いられ得る。方法700は、ADC入力電圧(例えば、電源311)Vinが、CloとClo+1との間の境界のコード遷移に対応する電圧721(例えば、始動電圧)であるとき開始し得る。方法700は、コードClo+1に対応する最低ビン(例えば、h[0])、及びコードClo+8に対応する最高ビン(例えば、h[7])を備えるヒストグラム710を生成し得る。ヒストグラム演算の間、方法700は、各電圧ステップVstep723の増分後(例えば、Vin=Vin+Vstep)、ADCサンプルを読み取り、それに応じてヒストグラムを演算し得、例えば、ADCサンプルの値に対応するビンについての出現数を累積する。
ADC入力電圧Vinが、ヒストグラム710の中央付近のADCコード(例えば、Clo+4からClo+5)に対応する電圧に達すると、方法700は直線性誤差演算を行い得る。直線性誤差演算の間、方法700は、式(9)に従った最低ビンに対応するADCコード(例えば、Ch0)についてINL値を演算し得る。加えて方法700は、最低ビンについてのコード出現数h[0]を、最大コード出現hmax及び最小コード出現hminと比較し得る。例えば、h[0]がhminより小さいとき、hminがh[0]に更新され得る。同様に、h[0]がhmaxより大きいとき、hmaxがh[0]に更新され得る。試験の初めに、最大コード出現hmaxはゼロの値に初期化され得、最小コード出現hminはより大きな(例えば、コード出現の総数より大きな)値に初期化され得る。
ヒストグラムにおける最低ビンに対応するADC出力コードについて直線性誤差を演算した後、方法700はヒストグラム710を1ADCコード分シフトすることができ、例えば、ヒストグラム710をシフトした後、最低ビンh[0]はコードClo+2に対応し得、最高ビンh[7]はコードClo+9に対応し得る。
その後、方法700はヒストグラム演算を続行し得、ADC入力電圧がChi−1からChiへのコード遷移に対応する電圧に達するまで、各コード遷移で(例えば、約havgのADCサンプルを受信した後)、直線性誤差演算及びヒストグラムシフトを反復し得る。直線性誤差演算及びヒストグラムシフトはヒストグラム演算より遅れる可能性があるため、方法700は、図8に示されるように、ヒストグラム710の最低ビン(例えば、h[0])がADCコードChi−1に対応するまで、残りのADC出力コードについて直線性誤差演算及びヒストグラムシフトを続行し得る。
図9は、様々な実施形態に従ったADC INL測定のグラフ900を示す。x軸はADCコード指数を表し得る。y軸はLSB単位のINL値を表し得る。曲線910、920、及び930は、組み込みデバイス上の10ビットADCについてADCコードにわたるLSB単位でのINL値を表し得る。INL値は、方法700などの動きヒストグラムベース法を用いることによって測定される。INL値は、式(9)に従って演算された後、hsumで除算される。曲線910は、hsumが、INL値が演算されるコードスパンdltにわたって演算されるコード出現の総数である場合のINL値を表し得る。曲線920は、hsum演算がマイナス3の誤差を有する場合のINL値を表し得、曲線930は、hsum演算がマイナス10の誤差を有する場合のINL値を表し得る。曲線910、920、及び930からわかるように、不正確なhsumによるINL測定誤差は有意であり、ADCコードが増加するにつれて増加し得る。したがって、動きヒストグラムベース法から測定されるINL値は、hsumの精度に大きく依存し得る。雑音もhsumを不正確にする可能性がある。例えば、hsumは、INLを測定する前のコードスパンdltに関する始動電圧及び停止電圧に従って演算することができる。しかしながら、いくつかのADC出力コード(例えば、外れ値(outliers))は、雑音によってコードレンジdltの外になり得、コード出現にカウントされない可能性がある。したがって、ADC入力電圧が始動電圧又は停止電圧に近いときに外れ値が検出された場合、それに応じてhsumが調整され得る。
図10は、様々な実施形態に従ったADC直線性試験較正方法1000のフローチャートを示す。方法1000は、ADC試験セットアップ300とほぼ同様の試験セットアップにおけるテスタ(例えば、テスタ310)で実装可能である。方法1000は、始動電圧VTestStart及び停止電圧VTestStopを判定するために用いられ得、VTestStartは、CloからClo+1へのコード遷移を引き起こす電圧に対応し得、VTestStopは、Chi−1からChiへのコード遷移を引き起こす電圧に対応し得る。方法1000は、ステップ1010で、試験構成パラメータをDUT(例えば、DUT320)に送信することで開始し得る。試験構成パラメータは2つの遷移コードClo+1及びChiを含み得る。
ステップ1020で、方法1000は、電源(例えば、電源311)のADC入力電圧Vinを、最小ADC入力電圧VADCminに設定し得る。ステップ1030で、方法1000はトリガ信号をDUTに送信し得る。トリガ信号を送信した後、方法1000はステップ1040で、ある期間待機し得る。この期間の間、DUTは、ADC変換を行ないADC測定を演算し得る。期間が満了すると、方法1000はステップ1050に進み得る。ステップ1050で、方法1000はADC入力電圧Vinを1電圧ステップVstepだけ増加させ得る(例えば、Vin=Vin+Vstep)。ステップ1060で、方法1000は、ADC入力電圧Vinが最大ADC入力電圧VADCmaxであるかどうかを判定し得る。ADC入力電圧が最大ADC入力電圧VADCmaxでない場合、方法1000はステップ1030に進み得る。方法1000は、ADC入力電圧Vinが最大ADC入力電圧VADCmaxに達するまで、ステップ1030から1060のループを反復し得る。
ステップ1070で、方法1000はDUTからデータを読み取り得る。データは始動電圧指数VIdxlo及び停止電圧指数VIdxhiを含み得、始動電圧指数VIdxloは、CloからClo+1へのコード遷移が検出される電圧増分の数を示し得、停止電圧指数VIdxhiは、Chi−1からChiへのコード遷移が検出される電圧増分の数を示し得る。方法1000は、それぞれ、始動電圧指数VIdxlo(例えば、VTestStart=VADCmin+Vstep×VIdxlo)及び停止電圧指数VIdxhi(例えば、VTestStop=VADCmin+Vstep×VIdxhi)に従って、始動電圧VTestStart及び停止電圧VtestStopを演算し得る。方法1000は、指数又はコードマッピングに対して何らかの代替電圧を用い得、これはテスタ及び/又は電源構成に依存し得る。
図11は、様々な実施形態に従った別のADC直線性試験較正方法1100のフローチャートを示す。方法1100は、ADC試験セットアップ300とほぼ同様の試験セットアップにおけるBISTエンジン(例えば、BISTエンジン322及び400)で実装可能である。方法1100は、始動電圧VTestStart及び停止電圧VTestStopを判定するために用いられ得、VTestStartは、CloからClo+1へのコード遷移を引き起こす電圧に対応し得、VTestStopは、Chi−1からChiへのコード遷移を引き起こす電圧に対応し得る。方法1100は、ステップ1110でテスタ(例えば、テスタ310)から初期化パラメータを受信することで開始し得る。初期化パラメータは、直線性測定のための第1のADC出力コード(例えば、Clo+1)及び第2のADC出力コード(例えば、Chi−1)を含み得る。ステップ1120で、方法1100はカウンタをゼロに初期化し得る。
ステップ1130で、方法1100はテスタからのトリガ信号を待機し得る。トリガ信号が受信されると、方法1100はステップ1131に進み得る。ステップ1131で、方法1100はカウンタを増分し得る。ステップ1132で、方法1100はADCサンプルを読み取り得る。ステップ1133で、方法1100は、ADCサンプルの値ADCvalが第1のADC出力コードClo+1に等しいかどうかを判定し得る。ADCサンプル値ADCvalが第1のADC出力コードClo+1を超えない場合、方法1100はステップ1130に戻り、ステップ1130から1133までのループを反復し得る。ADCサンプル値ADCvalが第1のADC出力コードClo+1を超える場合、方法1100はステップ1140に進み得る。ステップ1140で、方法1100はカウンタ値を始動電圧指数VIdxloにストアし得る。
ステップ1150で、方法1100はテスタからのトリガ信号を待機し得る。トリガ信号がテスタから受信されると、方法1100はステップ1151に進み得る。ステップ1151で、方法1100はカウンタを増分し得る。ステップ1152で、方法1100はADCサンプルを読み取り得る。ステップ1153で、方法1100は、ADCサンプル値ADCvalが第2のADC出力コードChi−1を超えるかどうかを判定し得る。ADCサンプル値ADCvalが第2のADC出力コードChi−1を超えない場合、方法1100はステップ1150に戻り、ステップ1150から1153までのループを反復し得る。ADCサンプル値ADCvalが第2のADC出力コードChi−1を超える場合、方法1100はステップ1160に進み得る。ステップ1160で、方法1100はカウンタ値を停止電圧指数VIdxhiにストアし得る。ステップ1170で、方法1100は始動電圧指数VIdxlo及び停止電圧指数VIdxhiをテスタに送信し得る。ADC直線性試験が電圧増分当たり1つのADCサンプルを読み取り得るため、VIdxloとVIdxhiとの間の差は、ADC直線性試験におけるコード出現の総数hsumに対応し得る。
図12は、様々な実施形態に従ったADC直線性試験方法1200のフローチャートを示す。方法1200は、ADC試験セットアップ300とほぼ同様の試験セットアップにおけるテスタ(例えば、テスタ310)で実装可能である。方法1200は、DUT(例えば、DUT320)上のADC(例えば、ADC321)について直線性パラメータを測定するために用いられ得る。方法1200は、例えば、方法1000を用いることによって、始動電圧VTestStart及び停止電圧VTestStopについてADCが較正された後に開始し得る。始動電圧VTestStartは、CloからClo+1へのコード遷移を引き起こす電圧に対応し得、停止電圧VTestStopは、Chi−1からChiへのコード遷移を引き起こす電圧に対応し得る。
ステップ1210で、方法1200は電源(例えば、電源311)のADC入力電圧Vinを、始動電圧VTestStartに設定し得る。ステップ1220で、方法1200はトリガ信号をDUTに送信し得る。トリガ信号を送信した後、方法1200はステップ1230で、ある期間待機し得る。この期間の間、DUTはADC変換を行ないADC測定を演算し得る。期間が満了すると、方法1200はステップ1240に進み得る。ステップ1240で、方法1200はADC入力電圧Vinを1電圧ステップVstepだけ増加させ得る。ステップ1250で、方法1200は、ADC入力電圧Vinが停止電圧VTestStopに達したかどうかを判定し得る。ADC入力電圧が停止電圧VTestStopでない場合、方法1200はステップ1220に進み得る。方法1200は、ADC入力電圧Vinが停止電圧VTestStopに達するまで、ステップ1220から1250のループを反復し得る。
ステップ1260で、方法1200はDUTから直線性測定値を読み取り得る。測定値は、表1で説明するような、最大コード出現、最小コード出現、最大コード出現に対応するADC出力コード、最小コード出現に対応するADC出力コード、最大スケールINL値、最小スケールINL値、最大スケールINL値に対応するADC出力コード、及び最小スケールINL値に対応するADC出力コードを含み得る。加えて測定値は、ADCサンプルが試験コードレンジdltの外の値と共に受信されることを示すフラグなどの、試験データを更に含み得る。
ステップ1270で、方法1200は、下記に示されるように、ADCについて最小DNL値、最大DNL値、最小INL値、及び最大INL値を演算し得る。
図13は、様々な実施形態に従った別のADC直線性試験方法1300のフローチャートを示す。方法1300は、ADC試験セットアップ300とほぼ同様の試験セットアップにおける組み込みデバイス(例えば、DUT320)に配置されるBISTエンジン(例えば、BISTエンジン322及び400)で実装可能である。方法1300は、方法700とほぼ同様であり得る動きヒストグラムベース法を適用することによって、オンチップADC(例えば、ADC321)について直線性パラメータを測定するために用いられ得る。方法1300は、例えば方法1000を用いることによって、(例えば、電圧増分カウントVIdxloでの)始動電圧VTestStart及び(例えば、電圧増分カウントVIdxhiでの)停止電圧VTestStopについてADCが較正され、総コード出現hsumが推定された後、開始し得る。
ステップ1310で、方法1300はテスタ(例えば、テスタ310)からのトリガ信号を待機し得、トリガ信号は、ADC入力での入力電圧(例えば、電源311)がステップVstepだけ増大されることを示し得る。トリガ信号を受信すると、方法1300はステップ1311に進み得る。ステップ1311で、方法1300はADCサンプルを読み取り得る。ステップ1312で、方法1300は、小さなレンジ(例えば、Nbin=約8から32)のADC出力コードについてコード出現のヒストグラムh[Nbin](例えば、ヒストグラム710)を演算し得、ヒストグラムの各ビンは1つのADCコードに対応し得る。ステップ1313で、方法1300は電源がヒストグラムの中央付近のビンに対応するADC出力コードを生じさせ得る電圧にあるかどうかを判定し得る。電圧が中央付近のビンに対応していない場合、方法1300はステップ1310に戻り、ステップ1310から1313のループを反復し得る。そうでなければ、方法1300は、電圧Vinが中央付近のビンに対応するときにステップ1320に進み得る。電圧Vinが中央付近のビンに対応するとき、方法1300は最低ビンh[0]に対応するすべてのADCコードCh0を既に受信している(例えば、最低ビンがフルである)可能性がある。
ステップ1320で、方法1300は最低ビンh[0]について直線性誤差を演算し得る。直線性誤差は、最大コード出現、最小コード出現、改変された最大INL値、及び改変された最小INL値を含み得る。下記の疑似コードは、最小コード出現hmin及び最大コード出現hmaxを演算するために用いられ得る。
最低ビンh[0]に対応するコードChoについての改変されたINL値INLscaleは、式(9)に従って演算され得る。下記の疑似コードは改変された最大INL値及び改変された最小INL値を演算するために用いられ得る。
直線性誤差を演算した後、最低ビンh[0]は廃棄され得る。したがってステップ1330で、方法1300はヒストグラムを1ADCコードだけシフトし得る。ヒストグラムのシフトは方法700とほぼ同様であってよい。
ヒストグラムをシフトした後、方法1300は、ステップ1340から1342においてADCサンプルの読み取り及びヒストグラムの更新を継続し得る。ステップ1340で、方法1300はテスタからのトリガ信号を待機し得る。トリガ信号を受信すると、方法1300はステップ1341に進み得る。ステップ1341で、方法1300はADCサンプルを読み取り得る。ステップ1342で、方法1300はADCサンプル値に対応するビンについてコード出現数の更新を続行し得る。ステップ1343で、方法1300はすべてのADCサンプルがテスタから受信されたかどうかを(例えば、最新の電圧増分VIdxhiに従って)判定し得る。すべてのADCサンプルが読み取られていない場合、方法1300はステップ1344を続行し得る。ステップ1344で、方法1300は、最後のヒストグラムのシフト以降にhavgサンプルが受信されたかどうかを判定し得る。最後のヒストグラムのシフト以降にhavgサンプルが受信された場合、方法1300はステップ1320に進み得る。そうでない場合、方法1300はステップ1340に進み得る。
ステップ1343に戻り、すべてのサンプルが受信された場合、方法1300はステップ1350に進み得る。ステップ1350で、方法1300はh[Nbin]におけるすべてのビンについて直線性誤差を演算し得、直線性誤差はステップ1320におけるものとほぼ同様の機構で演算され得る。ステップ1360で、方法1300は直線性測定値をテスタに送信し得る。例えば、測定値は、表1で説明するような、最大コード出現、最小コード出現、最大コード出現に対応するADC出力コード、最小コード出現に対応するADC出力コード、最大スケールINL値、最小スケールINL値、最大スケールINL値に対応するADC出力コード、及び最小スケールINL値に対応するADC出力コードを含み得る。
入力電圧が始動電圧VTestStartに近いとき、ADCは、雑音又は実行間変動(run-to-run variation)に起因して、試験コードスパンdltにおける最低コードCloより低いADCコードを生じさせ得る。したがって方法1300は、コードレンジ外にあるコード(例えば、外れ値)を検出し得、それに応じて、動きヒストグラムベース法を用いてより正確なINL測定のために総コード出現hsumを調整し得る。加えて方法1300は、電圧がVTestStart又はVTestStopに近くないときにADCコードがコードレンジdltの外にある場合に誤差を示すようにフラグを設定し得る。
図14は、様々な実施形態に従った、全コードヒストグラムベース法と動きヒストグラムベース法とを比較する、ADC INL測定の2つのグラフを示す。x軸はADCコード指数を表し得、y軸はLSB単位のINL値を表し得る。グラフ1410は全コードヒストグラムベース法から演算されたINL値であり、グラフ1420は動きヒストグラムベース法(例えば、方法1000、1100、1200、1300)から演算されたINL値である。グラフに示されるように、動きヒストグラムベース法から演算されたINL値は、全コードヒストグラムベース法から演算されたINL値に匹敵する。
特許請求の範囲内で、説明した実施形態における改変が可能であり、他の実施形態が可能である。

Claims (16)

  1. アナログ−デジタル変換器(ADC)の直線性を試験する方法であって、
    ADC入力電圧ステップ調整を示すトリガ信号を受信すること、
    前記トリガ信号を受信する際にADC出力サンプルを読み取ることであって、前記ADC出力サンプルが、N個の離散ADC出力コードに対応するN個の整数値の値範囲を有すること、
    M個の連続ADC出力コードについてコード出現のヒストグラムを演算することであって、前記ヒストグラムが、前記M個の連続ADC出力コードに対応するM個のビンを含み、MがNより小さいこと、
    K個のADC出力サンプルの読み取りの間隔での前記ヒストグラムに従って、微分非直線性(DNL)値及び積分非直線性(INL)値を更新すること、及び、
    前記DNL及び前記INLの値を更新した後、前記ヒストグラムをADC出力コード1つ分シフトすること、
    を含む、方法。
  2. 請求項1に記載の方法であって、前記電圧ステップ調整が各調整について一定の増分であり、K個のADC出力サンプルの読み取りの前記間隔が、前記N個のADC出力コードの各々についての平均出現数に対応する、方法。
  3. 請求項1に記載の方法であって、前記ヒストグラムをシフトすることが、前記ADCサンプル値が、前記N個のADC出力コードにおける最小コードより大きい約M/2個のコードであるADC出力コードに等しいときに開始される、方法。
  4. 請求項1に記載の方法であって、前記DNL値を更新することが、
    最低ヒストグラムビンのビン値を最小コード出現及び最大コード出現と比較することであって、前記ビン値が、前記最低ヒストグラムビンに対応する現在のADC出力コードについてのコード出現数であること、
    前記ビン値が前記最小コード出現より小さいとき、前記最小コード出現を前記ビン値に設定すること、
    前記ビン値が前記最小コード出現より小さいとき、最小DNL ADCコードを前記現在のADC出力コードに設定すること、
    前記ビン値が前記最大コード出現より大きいとき、前記最大コード出現を前記ビン値に設定すること、及び、
    前記ビン値が前記最大コード出現より大きいとき、最大DNL ADCコードを前記現在のADC出力コードに設定すること、
    を含む、方法。
  5. 請求項1に記載の方法であって、前記DNL値及び前記INL値が、第1のADC出力コードで開始し第2のADC出力コードで停止するD個のADC出力コードについて更新され、前記第1のADC出力コードが前記N個のADC出力コードの最小コードより大きい次の最小コードであり、前記第2のADC出力コードが前記N個のADC出力コードの最大コードより小さい次の最大コードであり、DがN−2の値に等しい、方法。
  6. 請求項5に記載の方法であって、前記ヒストグラムを演算する前に、前記D個のADC出力コードにわたるコード出現の総数を判定することを更に含み、前記コード出現の総数を判定することが、
    カウンタを用いることによって電圧ステップ調整の数をカウントすること、
    第1の以前のADCサンプル値が前記N個のADC出力コードの最小コードに等しく、第1の現在のADCサンプル値が前記最小コードより大きい前記次の最小コードに等しいとき、第1のカウンタ値を記録すること、
    第2の以前のADCサンプル値が前記N個のADC出力コードの最大コードより小さい前記次の最大コードに等しく、第2の現在のADCサンプル値が前記最大コードに等しいとき、第2のカウンタ値を記録すること、
    前記第1のカウンタ値と前記第2のカウンタ値との間の差を演算することによって、前記コード出現の総数を設定すること、及び、
    前記第1のカウンタ値及び前記第2のカウンタ値を報告すること、
    を含む、方法。
  7. 請求項6に記載の方法であって、前記コード出現の総数を判定した後、前記INL値が更新され、前記INL値を更新することが、
    式、DNLhsum=h[0]×D−hsumに従って最低ヒストグラムビンに対応する現在のADC出力コードについてのスケーリングされたDNL値を演算することであって、上式で、hsumが前記コード出現の総数であり、h[0]が前記現在のADC出力コードについてのコード出現数であること、
    前記スケーリングされたDNL値を以前のスケーリングされたINL値に付加することによって、前記現在のADC出力コードについて現在のスケーリングされたINL値を演算すること、
    前記現在のスケーリングされたINL値を最小のスケーリングされたINL値及び最大のスケーリングされたINL値と比較すること、
    前記現在のスケーリングされたINL値が前記最小のスケーリングされたINL値より小さいとき、前記最小のスケーリングされたINL値を前記現在のスケーリングされたINL値に設定すること、
    前記現在のスケーリングされたINL値が前記最小のスケーリングされたINL値より小さいとき、最小INL ADCコードを前記現在のADC出力コードに設定すること、
    前記現在のスケーリングされたINL値が前記最大のスケーリングされたINL値より大きいとき、前記最大のスケーリングされたINL値を前記現在のスケーリングされたINL値に設定すること、及び、
    前記現在のスケーリングされたINL値が前記最大のスケーリングされたINL値より大きいとき、最大INL ADCコードを前記現在のADC出力コードに設定すること、
    を含む、方法。
  8. 請求項5に記載の方法であって、前記受信されたADCサンプル値が前記第1のADC出力コードより小さいか、又は前記第2のADC出力コードより大きいとき、前記ADCについて不合格結果を判定することを更に含む、方法。
  9. 請求項6に記載の方法であって、以前のADCサンプル値が前記第1のADC出力コードに等しいときに、前記受信されたADCサンプル値が前記第1のADC出力コードより小さいとき、前記コード出現の総数を1つ減分することを更に含む、方法。
  10. 請求項5に記載の方法であって、前記D個のADC出力コードについて前記INL値及び前記DNL値を更新した後、試験報告を送信することを更に含み、前記試験報告が、
    最大コード出現、
    最小コード出現、
    前記最大コード出現に対応する第1のADC出力コード、
    前記最小コード出現に対応する第2のADC出力コード、
    コード出現の総数によってスケーリングされた最大INL値、
    コード出現の総数によってスケーリングされた最小INL値、
    前記スケーリングされた最大INL値に対応する第3のADC出力コード、
    前記スケーリングされた最小INL値に対応する第4のADC出力コード、及び、
    前記D個のADC出力コードについての前記コード出現の総数、
    を含む、方法。
  11. 装置であって、
    アナログ入力信号をN個の離散ADC出力コードに変換するように構成されるアナログ−デジタル変換器(ADC)、
    M個の連続ADC出力コードに対する出現数をストアするM個のビンを含むヒストグラムを含めるためのメモリであって、各ビンが前記M個のADC出力コードのうちの1つに対応し、MがNより小さい、前記メモリ、
    前記ADC入力での電圧ステップ増分を示すトリガ信号を受信するように構成される第1のインターフェースであって、受信されたK個のトリガ信号の平均がADC出力コード遷移に対応する、前記第1のインターフェース、及び
    前記ADC、前記メモリ、及び前記第1のインターフェースに結合されるプロセッサであって、
    前記トリガ信号を受信する際にADC出力サンプルを読み取るように、及び
    前記ADCサンプルの値に対応するビンにおける出現数を増分することによって前記ヒストグラムを演算するように、及び
    K個のADC出力サンプルの読み取りの間隔での前記ヒストグラムに従って、最大コード出現、最小コード出現、最大積分非直線性(INL)値、及び最小INLを更新するように、及び、
    前記最大コード出現、前記最小コード出現、前記最大INL値、及び前記最小INL値を更新した後、前記ヒストグラムをADC出力コード1つ分シフトするように、
    構成され、前記最大コード出現が最大微分非直線性(DNL)値に比例し、前記最小コード出現が最小DNL値に比例する、前記プロセッサ、
    を含む、装置。
  12. 請求項11に記載の装置であって、前記最大コード出現、前記最小コード出現、前記最大INL値、及び前記最小INL値が、前記N個のADC出力コードの最小コードより大きい次の最小コードである第1のADC出力コードで開始し、前記N個のADC出力コードの最大コードより小さい次の最大コードである第2のADC出力コードで停止する、D個のADC出力コードについて更新され、DがN−2の値に等しい、装置。
  13. 請求項11に記載の装置であって、前記プロセッサが、
    最低ヒストグラムビンのビン値を最小コード出現及び最大コード出現と比較すること、
    前記ビン値が前記最小コード出現より小さいとき、前記最小コード出現を前記ビン値に設定すること、
    前記ビン値が前記最小コード出現より小さいとき、最小DNL ADCコードを前記最低ヒストグラムビンに対応するADC出力コードに設定すること、
    前記ビン値が前記最大コード出現より大きいとき、前記最大コード出現を前記ビン値に設定すること、及び、
    前記ビン値が前記最大コード出現より大きいとき、最大DNL ADCコードを前記最低ヒストグラムビンに対応するADC出力コードに設定すること、
    によって、前記最大コード出現及び前記最小コード出現を更新するように構成される、
    装置。
  14. 請求項11に記載の装置であって、前記プロセッサが更に、
    各トリガイベントを受信した後、カウンタを1つ増分するように、及び
    以前のADCサンプル値が前記N個の離散ADC出力コードの最小コードに対応し、現在のADCサンプル値が前記最小コードより大きい次の最小コードに対応するとき、第1のカウンタ値を記録するように、及び
    以前のADCサンプル値が、前記N個の離散ADC出力コードの最大コードより小さい次の最大コードに対応し、現在のADCサンプル値が前記最大コードに対応するとき、第2のカウンタ値を記録するように、及び、
    前記第1のカウンタ値と前記第2のカウンタ値との間の差を演算することによって、前記コード出現の総値を判定するように、
    構成され、
    前記装置が、前記第1のカウンタ値及び前記第2のカウンタ値を送信するように構成される第2のインターフェースを更に含む、
    装置。
  15. 請求項11に記載の装置であって、前記プロセッサが、
    式、DNLhsum=h[0]×D−hsumに従って最低ヒストグラムビンに対応する現在のADC出力コードについてのスケーリングされたDNL値を演算することであって、上式で、hsumがコード出現の総数であり、h[0]が前記現在のADC出力コードについてのコード出現数であること、
    前記スケーリングされたDNL値を以前のスケーリングされたINL値に付加することによって、前記現在のADC出力コードについて現在のスケーリングされたINL値を演算すること、
    前記現在のスケーリングされたINL値を最小のスケーリングされたINL値及び最大のスケーリングされたINL値と比較すること、
    前記現在のスケーリングされたINL値が前記最小のスケーリングされたINL値より小さいとき、前記最小のスケーリングされたINL値を前記現在のスケーリングされたINL値に、及び最小INL ADCコードを前記現在のADC出力コードに設定すること、及び、
    前記現在のスケーリングされたINL値が前記最大のスケーリングされたINL値より大きいとき、前記最大のスケーリングされたINL値を前記現在のスケーリングされたINL値に、及び最大INL ADCコードを前記現在のADC出力コードに設定すること、
    によって、前記最大INL値及び最小INL値を更新するように構成される、装置。
  16. 請求項11に記載の装置であって、前記最大コード出現、前記最小コード出現、前記最大INL値、及び前記最小INL値を送信するように構成される第2のインターフェースを更に含む、装置。
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