JP4040393B2 - Jitter test circuit, semiconductor device equipped with jitter test circuit, and jitter test method - Google Patents

Jitter test circuit, semiconductor device equipped with jitter test circuit, and jitter test method Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はジッタのテストに関し、特に、クロック信号などの周期的にハイレベルとローレベルを繰り返すタイミング信号のジッタを検出するジッタテスト回路、ジッタテスト回路を搭載した半導体装置およびジッタテスト方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
PLL( Phase-Locked Loop)回路は、マイクロプロセッサのクロック信号や無線装置の局部発振信号等の基準周波数の発生回路として広く用いられている。PLL回路は、周知のように、基準のタイミング信号(例えば外部からの入力クロック信号)とPLLの出力のタイミング信号(例えば半導体装置の内部に供給するクロック信号)とを比較して位相差がある場合には位相を合わせるように動作する。
【0003】
PLL回路が出力するクロック信号などのハイレベルとローレベルが周期的に繰り返すタイミング信号には、一般的に信号の時間的揺らぎであるジッタが存在する。クロック信号の供給先であるディジタル論理回路等では、ジッタが誤動作要因となるので、クロック信号のジッタ値を測定し、また、ジッタを一定値以下に管理する必要が生じる。
【0004】
ジッタを測定するテスト回路の一例が特開2001−166007号公報に記載されている。図29はジッタテスト回路の第1の従来例のブロック図である。
【0005】
図29において、PLL回路から出力されたクロック信号CLKと基準遅延回路171を通った遅延クロック信号DFは、比較回路172で比較され、例えば遅延差に相当する間がハイレベルになる遅延差信号DKが出力される。ジッタ検出回路173では遅延差信号DKのハイレベルの変動幅からジッタ値を算出し、ジッタ値がジッタ規格値JSよりも大きい場合には不良信号NGを出力する。
【0006】
しかしながら、図29の第1の従来例では基準遅延回路171の遅延値が製造要因や使用環境により変化するために遅延差信号DKのハイレベル幅とジッタによる変動幅の比率からジッタ値を算出する場合には正確なジッタ値を算出できないという問題点があった。
【0007】
パルス幅の測定方法として、測定するパルス幅よりも小さい周期のサンプリング信号を用いて測定対象のパルス幅に含まれるサンプリングパルスの個数を計数する技術が特開昭62−131637号公報に記載されている。この技術を第1の従来例のジッタ検出回路173に適用しサンプリング信号として外部から一定の周波数の信号を供給することにより、遅延差信号DKのハイレベル幅のジッタによる変動幅を製造要因や使用環境に影響されることなく測定することが可能となる。しかしながら、ジッタテスト回路をこのように構成した場合には、ジッタ値はサンプリング信号の周期の単位でしか測定できず、荒い精度でしか測定できないという新たな問題点が生じる。
【0008】
これに対して、遅延回路の遅延値の製造要因や使用環境による変化を校正することによりジッタ測定の正確さを向上させた第2の従来例が同じく特開2001−166007号公報に開示されている。図30は第2の従来例のブロック図である。
【0009】
図30において、測定部181内の遅延回路と校正部182内の電圧制御発振回路(VCO)とは出力が入力に帰還するか否かの点以外は同一の構成であり、制御信号CDにより遅延回路の遅延値およびVCOの発振周期が同時にかつ同様に変わるようになっている。図30のジッタテスト回路では、ジッタ測定に先立って遅延回路の校正を行う。校正部182のセレクタで外部校正信号CGを選択し、制御信号CDとしてVCOに供給すると、VCOは制御信号CDの電圧値に基づく周波数の発振信号POを出力する。一方、校正部182内のアナログ・ディジタル変換器(A/D)はこの制御信号CDをアナログ・ディジタル変換し、ディジタル制御信号DCを出力する。校正部182内のV−F測定回路24は、ディジタル制御信号DCに対応する制御信号CDの電圧対発振信号POの周波数の関係であるV−F特性を測定し遅延校正信号VFを出力する。
【0010】
ジッタ測定では、校正部182のセレクタは測定部181からの遅延値検出信号CSを制御信号CDとして選択する。ジッタの測定時には、測定部181においてクロック信号CLKと遅延回路を通った遅延信号DVとの位相を比較し、位相ずれに応じた直流電圧をチャージポンプから遅延値検出信号CSとして出力する。セレクタから遅延値検出信号CSが制御信号CDとして出力されA/Dに供給される。A/Dは制御信号CDの電圧値ををディジタル信号に変換しディジタル検出信号DSとしてジッタ計算部183内の遅延値検出回路に送る。
【0011】
遅延値検出回路は、ディジタル検出信号DSの供給を受け、予め供給を受けた遅延校正信号VFに基づきディジタル検出信号が表す測定部181内の遅延回路の遅延信号DVの最大遅延値MAXと最小遅延値MINを検出し、これら最大遅延値MAXと最小遅延値MINの各々をジッタ計算部183内の演算回路に供給する。演算回路はこれら最大遅延値MAXと最小遅延値MINの遅延差であるジッタ値DTを算出し、比較回路に供給する。比較回路は供給を受けたジッタ値DTを規格値JSと比較しジッタ値DTが規格値JSを越える場合には不良信号NGを出力する。
【0012】
このように、第2の従来例では、校正モードで校正信号CGの電圧値に対する発振信号POの周波数との関係であるV−F特性を測定しこのV−F特性に対応する遅延校正信号VFを生成し、ジッタ測定モードで遅延校正信号VFに基づいて被測定信号であるクロック信号CLKの遅延値を測定し、その最大値、最小値からジッタを計算するので、製造要因、使用環境による遅延回路の遅延量の変化を校正するので、第1の従来例と比較してより正確なジッタ測定が可能である。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、第2の従来例においては、測定部181内のチャージポンプにローパスフィルターが内蔵され、また校正部にはアナログ・ディジタル変換器が必要である。これらの回路はアナログ電圧を扱うために雑音に敏感であり、周囲のディジタル回路からの雑音の影響を受けないように配置を工夫しなければならず、設計が煩雑となる。また、測定部、校正部、ジッタ計算部のそれぞれを構成する要素回路自体の占有面積に加えて、周囲からの雑音からローパスフィルターやアナログ・ディジタル変換回路を隔離するための領域を必要とするので第2の従来例は大きな占有面積を必要とする。
【0014】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたもので、本発明の目的は、第2の従来例と同様に製造要因、使用環境に影響されずに正確にジッタ量を測定でき、全体がディジタル回路で構成されるため第2の従来例よりも設計が容易で小さい占有面積で実現できるジッタテスト回路と、このジッタ回路を搭載した半導体装置と、ジッタテスト方法を提供することである。
【0015】
【課題を解決するための手段】
本発明の第1の発明のジッタテスト回路は、ハイレベルとローレベルとを交互に周期的に繰り返すタイミング信号のジッタを検出するジッタテスト回路において、前記タイミング信号と遅延時間を基本遅延単位の個数として指定する遅延制御情報とを入力し、前記遅延制御情報に基づいて前記タイミング信号を第1の時間だけ遅延させて生成した比較用タイミング信号と前記タイミング信号を第2の時間遅延させた信号の立ち上がり点及び立ち下がり点に対して前後にそれぞれに第3の時間の幅で所定の信号レベルとなるウィンドウを設けたウィンドウ信号とを生成して出力するウィンドウ信号生成回路と、前記比較用タイミング信号と前記ウィンドウ信号とを比較し前記比較用タイミング信号の立ち上がり点及び立ち下がり点が前記ウィンドウ内にあるか否かを検出し比較結果を出力する比較回路と、動作モード指定を含むコマンドと前記比較結果とを入力して前記遅延制御情報の生成およびテスト動作の実行を制御し、キャリブレーションモードのときには前記第2の時間が前記第1の時間にジッタがない場合の前記タイミング信号の1周期を加えた時間と等しくなる遅延制御情報を探索し、良否判定モードのときには前記キャリブレーションモードで探索された遅延制御情報に基づいて前記第2の時間を設定し前記第3の時間をジッタ規格値に設定し前記比較回路からの比較結果により良否を判定するテスト制御回路とを備えて構成される。さらに、前記テスト制御回路が、キャリブレーションモードでは、前記第2の時間を前記タイミング信号の1周期に前記第1の時間と前記第3の時間とを加えた時間よりも大きい時間にして前記遅延制御情報を初期設定したのちに前記遅延制御情報を操作して前記第2の時間の遅延時間を基本遅延単位の刻みで徐々に減少させながら前記比較回路からの比較結果を監視しジッタがない場合に前記比較用タイミング信号の立ち上がり点及び立ち下がり点が前記ウィンドウの中央に位置するようになる前記第2の時間に対応する遅延制御情報を探索し、良否判定モードでは、前記キャリブレーションモードで探索された遅延制御情報に基づいて前記第2の時間を設定し、外部から入力されたコマンドに基づき遅延制御情報を生成してジッタ規格値に前記第3の時間を設定し、前記比較回路での複数回の比較結果を取り込み前記比較用タイミング信号の立ち上がり点及び立ち下がり点の前記ウィンドウからの逸脱を示す比較結果の発生数が所定数以上であるときに不良と判定するように構成してもよい。
【0016】
本発明の第2の発明のジッタテスト回路は、ハイレベルとローレベルとを交互に周期的に繰り返すタイミング信号のジッタを検出するジッタテスト回路において、前記タイミング信号と遅延時間を基本遅延単位の個数として指定する遅延制御情報とを入力し、前記遅延制御情報に基づいて前記タイミング信号を第1の時間だけ遅延させて生成した比較用タイミング信号と前記タイミング信号を第2の時間遅延させた信号の立ち上がり点及び立ち下がり点に対して前後にそれぞれに第3の時間の幅で所定の信号レベルとなるウィンドウを設けたウィンドウ信号とを生成して出力するウィンドウ信号生成回路と、前記比較用タイミング信号と前記ウィンドウ信号とを比較し前記比較用タイミング信号の立ち上がり点及び立ち下がり点が前記ウィンドウ内にあるか否かを検出し比較結果を出力する比較回路と、動作モード指定を含むコマンドと前記比較結果とを入力して前記遅延制御情報の生成およびテスト動作の実行を制御し、キャリブレーションモードのときには前記第2の時間が前記第1の時間にジッタのない場合の前記タイミング信号の1周期を加えた時間と等しくなる遅延制御情報を探索し、ジッタ測定モードのときには前記キャリブレーションモードで探索された遅延制御情報に基づいて前記第2の時間を設定し前記比較回路により前記第3の時間を変化させて複数回比較した結果に基づいてジッタ値を決定するテスト制御回路と、前記テスト制御回路により決定されたジッタ値と前記遅延制御情報とから符号化されたジッタ情報を生成して出力する符号化回路とを備えて構成される。さらに、前記テスト制御回路が、キャリブレーションモードでは、前記第2の時間を前記タイミング信号の1周期に前記第1の時間と前記第3の時間とを加えた時間よりも大きい初期時間にして前記遅延制御情報を設定したのちに前記遅延制御情報を操作して前記第2の時間の遅延時間を基本遅延単位の刻みで徐々に減少させながら前記比較回路からの比較結果を監視しジッタがない場合に前記比較用タイミング信号の立ち上がり点及び立ち下がり点が前記ウィンドウの中央に位置するようになる前記第2の時間に対応する遅延制御情報を探索し、ジッタ測定モードでは、前記キャリブレーションモードで探索された遅延制御情報に基づいて前記第2の時間を設定し、遅延制御情報により前記第3の時間を制御して前記ウィンドウの幅を変化させながら前記比較回路の比較結果と対応させて監視し良品から不良へと判定が変わる臨界値の第3の時間に対応する遅延制御情報からジッタ値を決定するように構成してもよい。
【0017】
本発明の第3の発明のテスト回路は、データ信号を入力してデータ信号に同期したタイミング信号を抽出して再生するクロックリカバリPLL回路から出力される前記タイミング信号を対象としてジッタを検出するジッタテスト回路において、前記タイミング信号と遅延時間を基本遅延単位の個数として指定する遅延制御情報とを入力し、前記遅延制御情報に基づいて前記タイミング信号を第1の時間だけ遅延させて生成した比較用タイミング信号と前記タイミング信号を第2の時間遅延させた信号の立ち上がり点及び立ち下がり点に対して前後にそれぞれに第3の時間の幅で所定の信号レベルとなるウィンドウを設けたウィンドウ信号とを生成して出力するウィンドウ信号生成回路と、前記比較用タイミング信号と前記ウィンドウ信号とを比較し前記比較用タイミング信号の立ち上がり点及び立ち下がり点が前記ウィンドウ内にあるか否かを検出し比較結果を出力する比較回路と、前記データ信号において同符号のデータが所定のデータ数以上連続したことを検出したときに同符号連続データ検出信号を出力する同符号連続データ検出回路と、動作モード指定を含むコマンドと前記比較結果とを入力して前記遅延制御情報の生成およびテスト動作の実行を制御し、キャリブレーションモードのときには前記第2の時間が前記第1の時間にジッタがない場合の前記タイミング信号の1周期を加えた時間と等しくなる遅延制御情報を探索し、良否判定モードのときには前記キャリブレーションモードで探索された遅延制御情報に基づいて前記第2の時間を設定し前記第3の時間をジッタ規格値に設定し前記比較回路からの比較結果により良否を判定するテスト制御回路とを備えて構成される。さらに、前記テスト制御回路が、キャリブレーションモードでは、前記第2の時間を前記タイミング信号の1周期に前記第1の時間と前記第3の時間とを加えた時間よりも大きい初期時間にして前記遅延制御情報を設定したのちに前記遅延制御情報を操作して前記第2の時間の遅延時間を基本遅延単位の刻みで徐々に減少させながら前記比較回路からの比較結果を監視しジッタがない場合に前記比較用タイミング信号の立ち上がり点及び立ち下がり点が前記ウィンドウの中央に位置するようになる前記第2の時間に対応する遅延制御情報を探索し、良否判定モードでは、前記キャリブレーションモードで探索された遅延制御情報に基づいて前記第2の時間を設定し、外部から入力されたコマンドに基づき遅延制御情報を生成してジッタ規格値に前記第3の時間を設定し、前記比較回路での複数回の比較結果を取り込み前記比較用タイミング信号の立ち上がり点及び立ち下がり点の前記ウィンドウからの逸脱を示す比較結果の発生数が所定数以上であるときに不良と判定するように構成してもよい。
【0018】
本発明の第4の発明の半導体装置は、第1の発明のジッタテスト回路、第2の発明のジッタテスト回路、第3の発明のジッタテスト回路のうち何れかひとつのジッタテスト回路を搭載したことを特徴としている。分周回路を搭載して分周回路の出力をジッタテスト回路に入力するようにしてもよく、またはPLL回路を搭載してPLL回路の出力をジッタテスト回路に入力するようにしてもよく、または逓倍PLL回路を搭載して逓倍PLL回路の出力をジッタテスト回路に入力するようにしてもよく、または、クロックリカバリPLL回路を搭載してクロックリカバリPLL回路の出力をジッタテスト回路に入力するようにしてもよい。
【0019】
本発明の第5の発明のジッタテスト方法は、ハイレベルとローレベルとを交互に周期的に繰り返すタイミング信号のジッタを検出するジッタテスト方法において、ジッタ測定対象のタイミング信号を遅延させて生成した比較用タイミング信号の立ち上がり点及び立ち下がり点がジッタがない場合にはそれぞれに対応して設けられた所定の幅のウィンドウの中央に位置するように遅延回路の基本遅延単位の個数を調整して前記ウィンドウの位置を決めるキャリブレーションフェーズと、前記キャリブレーションフェーズで調整された位置に設けられたウィンドウと前記比較用タイミング信号の立ち上がり点および立ち下がり点とを複数回比較し立ち上がり点または立ち下がり点の少なくとも一方が前記所定の幅のウィンドウの外であると判定された回数が所定の回数以上である場合に不良と判定する良否判定フェーズとを備えることを特徴としている。
【0020】
本発明の第6の発明のジッタテスト方法は、ハイレベルとローレベルとを交互に周期的に繰り返すタイミング信号のジッタを検出するジッタテスト方法において、ジッタ測定対象のタイミング信号を遅延させて生成した比較用タイミング信号の立ち上がり点及び立ち下がり点がジッタがない場合にはそれぞれに対応して設けられた所定の幅のウィンドウの中央に位置するように遅延回路の基本遅延単位の個数を調整して前記ウィンドウの位置を決めるキャリブレーションフェーズと、前記比較用タイミング信号の立ち上がり点および立ち下がり点と前記キャリブレーションフェーズで調整されたウィンドウとを前記ウィンドウの中央に対する両側の幅を変化させることによりウィンドウの幅を変化させながら複数回比較し不良と判定される臨界のウィンドウ幅を検出してジッタ値を決定し符号化して出力するジッタ測定フェーズとを備えることを特徴としている。
【0021】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の説明は本発明の代表的な実施の形態を示すものであり、本発明が以下の説明に限定されて解釈されるものではない。
【0022】
図1は、本発明のジッタテスト回路を搭載した半導体装置を模式的に示す図である。半導体装置200は、ジッタテスト回路1と、PLL回路2と、内部回路3とを備えている。
【0023】
PLL回路は、外部から基準のタイミング信号である入力クロック信号ICLKを入力しこれと位相同期したタイミング信号であるクロック信号CLKを出力する。
【0024】
内部回路3はクロック信号CLKに同期して動作するディジタル論理回路であり、入力データIDATをディジタル論理演算して出力データODATを出力する。
【0025】
ジッタテスト回路1はクロック信号CLKを入力し外部からの入力コマンドCMDにしたがってキャリブレーションモード又は良否判定モードで動作し、キャリブレーションモードではジッタテスト回路1の内部の遅延回路の遅延値を校正し、良否判定モードではジッタが外部からコマンドCMDで指定されたジッタ規格値JSと比較して判定結果信号JDGを出力する。
【0026】
図2は、本発明のジッタテスト回路の一実施の形態のブロック図である。ジッタテスト回路1aは、ウィンドウ信号生成回路11とテスト制御回路12と比較回路13とを備えている。
【0027】
ウィンドウ信号生成回路11は、クロック信号CLKと遅延制御情報DINFとを入力し、遅延制御情報DINFに基づいてクロック信号を第1の時間D1だけ遅延させて生成した比較用クロック信号DCLKと、クロック信号CLKを第1の時間D1に第2の時間D2から第3の時間D3を引いた(D2−D3)だけ遅延させた信号の立ち上がり点及び立ち下がり点に対して前後にそれぞれに第3の時間D3の幅で所定の信号レベルとなるウィンドウを設けたウィンドウ信号WSとを生成して出力する。
【0028】
ウィンドウ信号生成回路11は、例えば図3(a)のウィンドウ信号生成回路11aに示すように、クロック信号CLKを入力し、第2の時間D2から第3の時間D3を引いた時間だけ遅延させて生成した第1の遅延信号T1を出力する第1の可変遅延回路21と、第1の遅延信号T1を入力し第3の時間D3の2倍の時間だけ遅延させて生成した第2の遅延信号T2を出力する第2の可変遅延回路22と、第1の遅延信号T1と第2の遅延信号T2とを入力する排他的論理和回路23と、排他的論理和回路23の出力を入力し反転してウィンドウ信号として出力するインバータ24とを有して構成される。図3(a)のウィンドウ信号生成回路11aは第1の時間D1を0とした場合のウィンドウ信号生成回路の一例である。各可変遅延回路は、例えば2段のインバータで構成された基本遅延単位が複数直列に接続され、出力取りだし位置を切り替えることにより遅延値を可変にできるように構成される。
【0029】
比較回路13は、比較用クロック信号DCLKとウィンドウ信号WSとを比較し、比較用クロック信号DCLKの立ち上がり点及び立ち下がり点がウィンドウ信号WSのウィンドウ内にあるか否かを検出し比較結果を出力する。
【0030】
比較回路13は、例えば図4の比較回路13aに示すように、比較用クロック信号DCLKの立ち上がりでウィンドウ信号WSの信号レベルを取り込むフリップフロップ31と、比較用クロック信号DCLKを反転するインバータ32と、比較用クロック信号DCLKの反転信号の立ち上がりでウィンドウ信号WSの信号レベルをを取り込むフリップフロップ33と、フリップフロップ31の出力C1とフリップフロップ32の出力C2とを入力し論理和をとりC1,C2の何れかがハイレベルのときにハイレベルとなる不良判定信号NGを出力する論理和回路34とを有して構成される。
【0031】
テスト制御回路12は、コマンドCMDに基づき比較回路13からの不良判定信号NGの状態にしたがってジッタテスト回路全体および演算部の動作制御を行う制御部15と、コマンドCMDにより初期値が指定され制御部15の制御の下に演算して遅延制御情報DINFを生成する演算部14とを有し、キャリブレーションモードのときには第2の時間D2が第1の時間D1にジッタがない場合のクロック信号CLKの1周期を加えた時間と等しくなる遅延制御情報を探索し、良否判定モードのときには第3の時間D3をジッタ規格値JSに設定し比較回路13からの不良判定信号NGの状態によりにより良否を判定する。
【0032】
ジッタテスト回路1aはコマンドCMDにより動作モードの指定、指定された動作モードにおけるウィンドウ信号生成回路の各遅延を制御する遅延制御情報DINFの初期値及び繰り返し測定数、パス回数、フェイル回数等の設定が行われる。
【0033】
図5は図2のジッタテスト回路1aの良否判定モードにおけるウィンドウ信号生成回路11と比較回路13の動作タイミング図である。ウィンドウ信号生成回路には図3(a)のウィンドウ信号生成回路11aを用い、比較回路には図4の比較回路13aを用いるものとして説明する。
【0034】
キャリブレーションモードでは比較クロック信号DCLKをジッタがない場合の理想的な周期Dpだけ遅らせた仮想的な信号の立ち上がり及び立ち下がりがウィンドウ信号WSのウィンドウの中央に位置するように調整される。キャリブレーションにより図3(a)のウィンドウ信号生成回路11aにおける第1の遅延信号T1はクロック信号CLKから1周期遅れた仮想的な信号より第3の遅延時間D3(すなわちウィンドウ幅の半分)だけ遅延が小さく、第2の遅延信号T2はクロック信号CLKから1周期遅れた仮想的な信号より第3の遅延時間D3だけ遅延が大きく設定され、ウィンドウ信号WSには、第1の遅延信号T1と第2の遅延信号T2とが異なるときにローレベルのウィンドウが設定される。
【0035】
キャリブレーションモードにおける調整により、PLL2の出力であるクロック信号CLKにジッタがない場合には比較クロックDCLKの立ち上がり点、立ち下がり点はウィンドウ信号WSのウィンドウの中央に位置するので、クロック信号CLKにジッタが発生していない範囲Aでは、図4の比較回路13aにおけるフリップフロップ31の出力C1とフリップフロップ32の出力C2とは何れもローレベルのままとなり、不良判定信号NGはローレベルで比較回路13aでの比較結果が良であることを示す。
【0036】
これに対して、クロック信号CLKに第3の時間D3よりも大きな値のジッタが発生している範囲である範囲Bでは、比較クロックDCLKの立ち上がり点、立ち下がり点はウィンドウ信号WSのウィンドウから外れる場合が生じ、比較回路13aにおけるフリップフロップ31の出力C1またはフリップフロップ32の出力C2がハイレベルになり、不良判定信号NGはハイレベルとなって比較回路13aでの比較結果が不良であることを示す。
【0037】
図2の第1の実施の形態のジッタテスト回路において、ウィンドウ信号生成回路は第1の実施例として説明した図3(a)のウィンドウ信号生成回路11aに代えて第2の実施例である図3(b)のウィンドウ信号生成回路11bとしてもよい。
【0038】
すなわち、ウィンドウ信号生成回路11bは、PLL2からクロック信号CLKを入力し第2の時間D2から第3の時間D3を引いた時間だけ遅延させて第1の遅延信号T11を出力する可変遅延回路25と、第1の遅延信号T11を入力し第3の時間D3の2倍の時間だけ遅延させて生成した第2の遅延信号T12を出力する可変遅延回路22と、第1の遅延信号T11と第2の遅延信号T12とを入力し排他的論理和をとる排他的論理和回路23と、排他的論理和回路23の出力を入力し反転して出力するインバータ24と、クロック信号CLKを入力し第1の時間D1だけ遅延させる可変遅延回路26とを備え、可変遅延回路26の出力を比較用クロック信号DCLKとして出力し、インバータ24の出力をウィンドウ信号WSとして出力する。図3(a)のウィンドウ信号生成回路11aではキャリブレーションにより第2の時間D2がクロック信号CLKのジッタがない場合の理想的な周期Dpになるように調整されるのに対して、本実施例のウィンドウ信号生成回路11bでは、キャリブレーションにより第2の時間D2が第1の時間D1にジッタがない場合のクロック信号CLKの周期Dpを加えた時間になるように調整される点が異なっており、比較用クロック信号DCLKとウィンドウ信号WSとが何れも第1の時間D1だけ遅れて図4の比較回路13aに入力される。図3(a)のウィンドウ信号生成回路11aは本実施例のウィンドウ信号生成回路11bにおいて第1の時間D1を0にした場合に相当する。なお、本実施例のウィンドウ信号生成回路11bにおいて第1の時間D1を第3の時間D3と等しい値に設定する場合には、可変遅延回路25のキャリブレーション後の遅延値がクロック信号CLKの周期Dpに等しくなり、可変遅延回路26の遅延値は第3の時間D3となるので、遅延値の設定が単純で容易になる。
【0039】
同様に、図2の第1の実施の形態のジッタテスト回路において、ウィンドウ信号生成回路は第1の実施例として説明した図3(a)のウィンドウ信号生成回路11aに代えて第3の実施例である図3(c)のウィンドウ信号生成回路11cとしてもよい。
【0040】
すなわち、ウィンドウ信号生成回路11cは、クロック信号CLKを入力し第3の時間D3の2倍の時間だけ遅延させて生成した遅延信号T21を出力する可変遅延回路22と、クロック信号CLKと遅延信号T21とを入力し排他的論理和をとる排他的論理和回路23と、排他的論理和回路23の出力を入力し反転して出力するインバータ24と、インバータ24の出力を入力し第2の時間D2から第3の時間D3を引いた時間だけ遅延させる可変遅延回路27と、クロック信号CLKを入力し第1の時間D1だけ遅延させる可変遅延回路26とを備え、可変遅延回路27の出力を比較用クロック信号DCLKとして出力し可変遅延回路27の出力をウィンドウ信号WSとして出力する。
【0041】
本実施例のウィンドウ信号生成回路11cにおいても、キャリブレーションにより第2の時間D2が第1の時間D1にクロック信号CLKのジッタがない場合の理想的な周期Dpを加えた時間になるように調整され、また、比較用クロック信号DCLKとウィンドウ信号WSとが第1実施例のウィンドウ信号生成回路11aにおけるこれらの信号と比較して第1の時間D1だけ遅れて図4の比較回路13aに入力されることは、第2実施例のウィンドウ信号生成回路11bと同様である。なお、本実施例のウィンドウ信号生成回路11cにおいても第1の時間D1を第3の時間D3と等しい値に設定する場合には、可変遅延回路27のキャリブレーション後の遅延値がクロック信号CLKの周期Dpに等しくなり、可変遅延回路26の遅延値は第3の時間D3となるので、遅延値の設定が単純で容易になることは第2実施例のウィンドウ信号生成回路11bと同様である。
【0042】
図6(a)は図2のジッタテスト回路1aにおけるウィンドウ信号生成回路11の第4の実施例のウィンドウ信号生成回路11dを示す回路図である。ウィンドウ信号生成回路11dは図3(a)のウィンドウ信号生成回路11aからインバータ24を削除したものである。したがって、ウィンドウ信号生成回路11dから出力されるウィンドウ信号WSにおいてはハイレベル区間がウィンドウとなる。
【0043】
図7はウィンドウ信号生成回路11dに対応して構成した比較回路13bの回路図である。図4の比較回路13aの論理和回路34に代えて否定論理積回路35とする点のみが異なる。
【0044】
図8はウィンドウ信号生成回路11dと比較回路13bを用いた場合のジッタテスト回路1aの動作タイミング図である。図5の動作タイミング図におけると同様に、クロック信号CLKにジッタが発生していない範囲Aでは比較用クロック信号DCLKの立ち上がり点、立ち下がり点共にウィンドウの中央にあるが、ウィンドウ信号WSはウィンドウ区間がハイレベルであるので、図7の比較回路13bにおけるフリップフロップ31の出力C1とフリップフロップ32の出力C2とは何れもハイレベルとなり、不良判定信号NGは図5と同様にローレベルとなる。
【0045】
クロック信号CLKに大きな値のジッタが発生している範囲Bでは、比較クロックDCLKの立ち上がり点、立ち下がり点はウィンドウ信号WSのウィンドウから外れ、比較回路13bにおけるフリップフロップ31の出力C1またはフリップフロップ32の出力C2がローレベルになり、不良判定信号NGはハイレベルとなって比較結果が不良であることを示す。
【0046】
図6(b)は図2のジッタテスト回路1aにおけるウィンドウ信号生成回路11の第5の実施例のウィンドウ信号生成回路11eを示す回路図である。ウィンドウ信号生成回路11eは図3(b)のウィンドウ信号生成回路11bからインバータ24を削除したものである。したがって、ウィンドウ信号生成回路11eから出力されるウィンドウ信号WSにおいてはハイレベル区間がウィンドウとなるので、図7の比較回路13bと共に用いる。
【0047】
図6(c)は図2のジッタテスト回路1aにおけるウィンドウ信号生成回路11の第6の実施例のウィンドウ信号生成回路11fを示す回路図である。ウィンドウ信号生成回路11fは図3(c)のウィンドウ信号生成回路11cからインバータ24を削除したものである。したがって、ウィンドウ信号生成回路11fから出力されるウィンドウ信号WSにおいてはハイレベル区間がウィンドウとなるので、図7の比較回路13bと共に用いる。
【0048】
次に、図2の第1の実施形態のジッタテスト回路1aによるジッタテスト方法ついて詳細に説明する。図9の良否判定テストのフロー図に示すように、ジッタテストは、外部コマンドによりジッタテスト回路1aをキャリブレーションモードに設定して第2の時間D2を第1の時間D1にジッタのない場合のクロック信号CLKの周期Dpを加えた値に調整するキャリブレーションフェーズ41と、外部コマンドによりジッタテスト回路1aを良否判定モードに設定して第2の時間D2をキャリブレーションフェーズで求めた遅延値に設定し、また外部コマンドにより第3の時間D3をジッタ規格値JSに設定して良否判定を実行する良否判定フェーズ42とを有している。
【0049】
良否判定フェーズでは、ジッタテスト回路1aは、クロック信号を第1の時間D1だけ遅延させた比較用クロック信号DCLKと、比較用クロック信号を1周期遅延させた仮想的な信号に対して前後に片側につき第3の時間D3の幅のウィンドウを設けたウィンドウ信号WSとを比較する。このため、ウィンドウ信号生成回路11a〜11fの可変遅延回路21,25,27の遅延値をクロック信号CLKの1周期に第1の時間D1を加え第3の時間D3を引いた値に設定する必要がある。
【0050】
一方、これらの可変遅延回路は、2段のインバータなどの基本遅延単位を直列に接続して構成され、直列接続する基本遅延単位の個数を加減することにより遅延値が調整されるが、基本遅延単位は製造要因、使用環境により遅延値が変化するために、キャリブレーションフェーズが必要となる。例えばクロック信号CLKの周波数が100MHzであり、基本遅延単位が標準値で0.1nsである場合に、クロック信号CLKの周波数から1周期の10nsを求め、これを標準の遅延値の基本遅延単位で構成するものとすれば100個の直列接続された基本遅延単位を用いることになる。しかしながら、例えば製造要因で基本遅延単位の遅延値が25%増大して0.125nsであったとすれば、クロック信号CLKの1周期分の遅延10nsを実現するには80個の基本遅延単位の直列接続としなければならず、周波数から単純に算出した100個の基本遅延単位では不適当である。ここにキャリブレーションの必要性がある。
【0051】
本発明においては、クロック信号CLKを遅延させて生成した比較用クロック信号DCLKの立ち上がり点(又は立ち下がり点)が1周期分遅れたウィンドウの中央と一致するように直列接続された基本遅延単位の個数を調整してウィンドウの位置を合わせることにより、1周期分の基本遅延単位の個数をキャリブレーションする。これにより、基本遅延単位の個数は、クロック周波数100MHzと基本遅延単位の標準遅延値0.1nsとから計算した1周期分の基本遅延単位の個数である100個には無関係となり、実際の0.125nsの遅延値の基本遅延単位を用いて比較用クロック信号DCLKの1周期分である100nsを遅延させるに必要な個数である80個に調整される。
【0052】
図10は、ジッタテスト回路1aによるジッタテスト方法のキャリブレーションフェーズのフロー図であり、図11(a),(b),(c)はキャリブレーションフェーズの動作タイミング図である。図10では、説明を単純化するために第1の時間D1が0である図3(a)のウィンドウ信号生成回路11aに対してキャリブレーションを行うものとし、第1の時間D1が0でないウィンドウ信号生成回路については図10の説明の後に言及する。
【0053】
図10で、Npは周期Dpに対応する基本遅延単位の個数(以下、1周期分の基本遅延単位数と呼ぶ)で、すなわち(基本遅延単位の遅延値Du×Np=Dp)であり、Npcはキャリブレーション時に仮に設定される基本遅延単位数(以下、仮の基本遅延単位数と呼ぶ)であり、N3はウィンドウの半分の幅である第3の時間D3を決める基本遅延単位数(第3の基本遅延単位数と呼ぶ)であり、Du×N3=D3の関係にある。
【0054】
図10において、先ずステップ51で初期設定を行う。外部からのコマンドCMDに基づいてテスト制御回路12が遅延制御情報DINFの生成を制御して、仮の基本遅延単位数Npcを比較用クロック信号DCLKの立ち上がりから対応するウィンドウの前縁までの時間がクロック信号CLKの1周期に第3の時間D3を加えた時間よりも確実に大きくなるような個数に設定する。すなわち図11(a)に示すように、比較用クロック信号DCLKの立ち上がりから対応するウィンドウ信号WSの前縁までの時間Dcが、Dc=Npc×Du=(Dp+n×Du)にする。また、第3の基本遅延単位数N3を比較用クロック信号DCLKのジッタ値よりも十分大きいウィンドウになるように設定する。
【0055】
次にステップ52に進み、比較用クロック信号DCLKの立ち上がり点(立ち上がりエッジ)又は立ち下がり点(立ち下がりエッジ)がウィンドウ信号WSのウィンドウ内にあるか否かを判定する。エッジがウィンドウ内にない場合にはステップ53に進み、エッジがウィンドウ内にある場合にはステップ54に進む。図11(a)では、例えば比較用クロック信号DCLKの立ち上がり点のウィンドウ信号の状態を表す点Cはハイレベルでありウィンドウの外にあるのでステップ53に進む。
【0056】
ステップ53では遅延制御情報DINFの変更により仮の基本遅延単位数Npcを1個だけ小さくして更新する。すなわち、第2の時間D2から第1の時間D1を引いた時間(比較用クロック信号DCLKの立ち上がり点又は立ち下がり点からこれをもとに生成されたウィンドウの中央までの時間に相当)を1基本遅延単位の遅延時間Duだけ小さくする。その後にステップ52に戻る。
【0057】
ステップ52とステップ53とを繰り返すことにより、図11(a)に示すように、比較用クロック信号DCLKの例えば太線で表示した立ち上がりエッジをもとに生成されたウィンドウ(ウィンドウ信号WSに太線で表示)は図において左側へ移動し、比較用クロック信号DCLKにおける1周期後の立ち上がり点Cに徐々に近づく。
【0058】
ステップ52で比較用クロック信号DCLKがウィンドウ内にあると最初に判定されたとき、すなわち、図11(b)に示すように、比較用クロック信号DCLKの太線で表示した立ち上がりエッジに対応する太線で表示されたウィンドウの前縁が、比較用クロック信号DCLKの次の立ち上がりエッジよりもわずかに先行して点Dが比較回路13aによりローレベルに判定されて良否判定信号NGがローレベルになったときにはステップ54に進む。
【0059】
ステップ54では、このときの仮の基本遅延単位数Npcを最大基本遅延単位数Npmaxとして記憶する。最大基本遅延単位数による最大遅延値をDmaxとすると、比較用クロック信号DCLKの(ジッタがない場合の)周期Dp、第3の時間D3、周期Dpに相当する基本遅延単位の個数Np、第3の時間D3に相当する基本遅延単位の個数である第3の基本遅延単位数N3には、
Npmax×Du=Dmax=Dp+D3
=(Np+N3)×Du
の関係がある。次のステップ55では遅延制御情報DINFの変更により仮の基本遅延単位数Npcを1個だけ小さくして更新する。
【0060】
ステップ56では、比較用クロック信号DCLKの立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジがそれぞれが対応するウィンドウの内部にあるか外にあるかを判定する。比較用クロック信号DCLKの立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジがそれぞれが対応するウィンドウの外ではない場合すなわち内部にある場合には、ステップ57に進み、遅延制御情報DINFの変更により仮の基本遅延単位数Npcを1個だけ小さくして更新しステップ56に戻る。
【0061】
ステップ56とステップ57とを繰り返すことにより、図11(b)では比較用クロック信号DCLKの太線で表示した立ち上がりエッジに対応する太線で表示したウィンドウは左側に移動する。
【0062】
ステップ56で比較用クロック信号DCLKがウィンドウ外にあると最初に判定されたとき、すなわち、図11(c)に示すように、比較用クロック信号DCLKの太線で表示した立ち上がりエッジに対応する太線で表示されたウィンドウの後縁が、比較用クロック信号DCLKの次の立ち上がりエッジよりもわずかに先行して点Eが比較回路13によりハイレベルに判定され良否判定信号NGがハイレベルになったときにはステップ58に進む。
【0063】
ステップ58では、このときの仮の基本遅延単位数Npcを最小基本遅延単位数Npminとして記憶する。最小基本遅延単位数による最小遅延値をDminとすると、
Npmin×Du=Dmin=Dp−D3
=(Np−N3)×Du
の関係がある。
【0064】
次にステップ59に進み、周期Dpに相当する基本遅延単位の個数Npを、
Np=(Npmax+Npmin)/2
によって求めてキャリブレーションフェーズを終了する。
【0065】
このようにして比較用クロック信号のジッタがないとした場合の1周期Dpに相当する基本遅延単位の個数Npを、製造要因、環境条件による基本遅延単位の遅延時間の変化による補正を施した値として求めることができ、良否判定フェーズにおいて、ジッタがない場合には比較用クロック信号の立ち上がり点及び立ち下がり点がそれぞれに対応するウィンドウの中央にくるようにキャリブレーションできる。
【0066】
なお、外部からの強いノイズなどに起因する突発的なジッタによりキャリブレーションの精度が低下することを回避して比較用クロック信号にジッタがない場合のキャリブレーションに近づけるために、図10のステップ52においてエッジとウィンドウとの比較を複数回行い、ウィンドウ内にあると判定された回数が所定の回数Nin以上であるときにステップ52としてウィンドウ内にあると判断するように変更し、また、ステップ56においてエッジとウィンドウの比較を複数回行いウィンドウ外にあると判定された回数が所定の回数Nout以上であるときにステップ56としてウィンドウ外にあると判断するように変更してもよい。さらに、比較用クロック信号の周期的なジッタなどの影響による精度の低下を防止するために、キャリブレーションフェーズでは図10のフローの全体を複数回実行し、それぞれに得られた周期Dpに相当する基本遅延単位の個数Npの平均値を取って最終的なNpとすればジッタの影響によるキャリブレーションの精度低下を低減できる。
【0067】
周期Dpに相当する基本遅延単位の個数Npを遅延制御情報DINFとして半導体装置200の外部へ出力し、クロック信号の周期をNpで割ることにより基本遅延単位の実際の遅延値Duを得ることができる。これにより第3の基本遅延単位数N3に対応する第3の時間D3を正確に計算でき、良否判定フェーズにおいて所望のウィンドウ幅に精度よく設定することができる。
【0068】
図10を第1の時間D1が0でないウィンドウ信号生成回路をも含むキャリブレーションフローに変形することができる。変形されたフローではクロック信号CLKの1周期分の基本遅延単位数Npを決めるためのキャリブレーションの代わりに、クロック信号CLKの1周期Dpに第1の時間D1を加えた時間であるキャリブレーション済みの第2の時間に相当する第2の基本遅延単位数N2pを決めるためのキャリブレーションが行われる。図10の変形は、ステップ51,53,54,55,57および58の(1周期に対する)仮の基本遅延単位数Npcを(第2の時間に対する)仮の基本遅延単位数N2cに置き換え、ステップ51におけるN2cの初期設定ではクロック信号CLKの立ち上がり又は立ち下がりから対応するウィンドウの前縁までの時間がクロック信号CLKの1周期に第1の時間D1と第3の時間D3とを加えた時間よりも確実に大きくなるような個数に設定するように変更し、ステップ54およびステップ59の(1周期に対する)最大基本遅延単位数Npmaxを(第2の時間に対する)最大基本遅延単位数N2maxに置き換え、ステップ58の(1周期に対する)最小基本遅延単位数Npminを(第2の時間に対する)最小基本遅延単位数N2minに置き換え、ステップ59のクロック信号CLKの1周期分の基本遅延単位数Npをキャリブレーション済みの第2の時間に相当する第2の基本遅延単位数N2pに置き換えればよい。
【0069】
これによって各ステップのNpc、NPmax、Npminはそれぞれに対して第1の時間D1に相当する第1の基本遅延単位数N1だけ大きいN2c、N2max、N2minとなるので、ステップ59で算出されるキャリブレーション済みの第2の時間に相当する第2の基本遅延単位数N2pはクロック信号CLKの1周期分の基本遅延単位数Npより第1の時間D1に相当する第1の基本遅延単位数N1だけ大きい個数になる。上述の変形したフローで得られたキャリブレーション済みの第2の時間に相当する第2の基本遅延単位数N2pから図10におけるクロック信号CLKの1周期分の基本遅延単位数Npを得るにはNp=N2p−N1として算出すればよい。
【0070】
次に、良否判定フェーズの詳細なフローについて図12を参照して説明する。図12は、キャリブレーションフェーズの図10と同様に、第1の時間D1が0である図3(a)のウィンドウ信号生成回路11aを用いた場合のフローである。第1の時間D1が0でないウィンドウ信号生成回路にも適用できるように拡張する場合にはステップ61でクロック信号CLKの1周期分の基本遅延単位数Npを設定する代わりにキャリブレーション済みの第2の時間に相当する第2の基本遅延単位数N2pを設定するように変更すればよい。
【0071】
良否判定フェーズでは、まずステップ61で初期設定を行う。すなわち、テスト制御回路12は外部からのコマンドCMDに基づいてキャリブレーションフェーズで求めたクロック信号CLKの1周期分の基本遅延単位数Npと、ジッタ規格値および基本遅延単位の遅延値Duから第3の時間D3(ウィンドウ幅の半分)に相当する基本遅延単位の個数である第3の基本遅延単位数N3とを計算して遅延制御情報DINFを生成してNpおよびN3を設定し、所定のパス回数PNおよび所定のフェイル回数FNを設定する。
【0072】
次にステップ62に進み、比較用クロック信号DCLKの立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジがウィンドウ内にあるか否かを判断する。図13(a)のジッタが小さいジッタJ1であれば、良否判定モードにおける動作タイミング図に示すように、立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジがウィンドウ内に入り良否判定信号NGがローレベルとなる。ウィンドウ内にあると判断した場合には、ステップ63に進んでパス回数の計数値PCNTを1だけ増やして更新したのちにステップ64に進む。
【0073】
ステップ64では、パス回数の計数値PCNTが所定のパス回数PN未満か否かを判断する。パス回数の計数値PCNTが所定のパス回数PN未満であればステップ62に戻り、所定のパス回数PN未満でなければステップ65で良品と判定して終了する。
【0074】
ステップ62において図13(b)に示すようにジッタが大きいジッタJ2であると、立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジがウィンドウ外となる状態が多数生じて良否判定信号NGがハイレベルとなる。ウィンドウ内にないと判断した場合には、ステップ66に進んでフェイル回数の計数値FCNTを1だけ増やして更新したのちにステップ67に進む。
【0075】
ステップ67では、フェイル回数の計数値FCNTが所定のフェイル回数FN未満か否かを判断する。フェイル回数の計数値FCNTが所定のフェイル回数FN未満であればステップ62に戻り、所定のフェイル回数FN未満でなければステップ68で不良と判定して終了する。
【0076】
実用的には、良否判定フェーズではテスト制御回路12が良否判定信号NGの信号レベルを、必ずしも連続でなくとも適当な時間間隔で取り込み、取り込んだ良否判定信号NGの信号レベルがパスレベルであった回数の計数値PCNTが所定のパス回数PN以上になると判定信号JDGを良品を示すレベルとして出力し、取り込んだ良否判定信号NGの信号レベルがフェイルレベルであったフェイル回数の計数値FCNTが所定のフェイル回数FN以上になると判定信号JDGを不良を示すレベルとして出力すればよい。
【0077】
このように、本発明の第1の実施の形態では良否判定フェーズの前にキャリブレーションフェーズを設け、ジッタテスト回路1aを外部コマンドによりキャリブレーションモードに設定して比較クロック信号とウィンドウ信号との位置関係をジッタがない理想的な場合に比較用クロック信号DCLKの立ち上がり点及び立ち下がり点がそれぞれに対応するウィンドウの中央にくるようにキャリブレーションし、その後にジッタテスト回路1aを良否判定モードに設定し、比較用クロック信号DCLKとウィンドウ信号WSとを比較して、比較用クロック信号DCLKの立ち上がり点及び立ち下がり点がそれぞれに対応するウィンドウ内の位置にあるか又はウィンドウ外の位置にあるかにより良否判定するので、図30の第2の従来例と同様に製造要因、環境条件に影響されずに正確にジッタ量を測定できる。また、ジッタテスト回路1aは、ディジタル回路であるウィンドウ信号生成回路11,テスト制御回路12,比較回路13により構成されるので、アナログ回路部分を有する第2の従来例よりも設計が容易であり、特別なノイズ対策を必要としないので小さい占有面積で実現できるという利点がある。
【0078】
なお、本発明ではジッタの計測単位は例えば2段のインバータにより構成された基本遅延単位の遅延時間であり、測定範囲内にはいるサンプリングパルスの個数の変化によりジッタを測定する特開昭62−131637号公報に記載の方法と比較した場合、2段インバータの遅延量は一般にサンプリングパルスの周期よりもずっと小さくできるので、本発明の方が精度のよい測定が可能である。
【0079】
図3(a)のウィンドウ信号生成回路11aにおける可変遅延回路21及び22を出力タップを複数設けた1個の可変遅延回路で構成してもよい。図14(a)は可変遅延回路21及び可変遅延回路22の代わりに用いる可変遅延回路71の回路図である。可変遅延回路71は、例えば2段のインバータで構成された基本遅延単位74を複数個直列に接続した遅延生成部72と、各基本遅延単位の出力点から選択して信号を出力する遅延選択部73とを有し、良否判定モードでは図14(a)に示すように、遅延選択部73の遅延選択走査により、第1の出力タップから比較クロック信号DCLKとしてクロック信号CLKをそのまま出力し、第2の出力タップから遅延信号T1としてクロック信号CLKが周期Dpから第3の時間D3を引いた時間だけ遅れた出力点を選択して出力し、第3の出力タップから遅延信号T2としてクロック信号CLKが周期Dpに第3の時間D3を加えた時間だけ遅れた出力点を選択して出力する。図6(a)のウィンドウ信号生成回路11dにおいても可変遅延回路21および22を図14(a)の可変遅延回路71に置き換えることができる。
【0080】
同様に、図3(b)のウィンドウ信号生成回路11bにおいて可変遅延回路22、25及び26を出力タップを複数設けたひとつの可変遅延回路71で構成してもよい。図14(b)はウィンドウ信号生成回路11bにおいて第1の時間D1と第3の時間D3とを等しくした場合に対応する可変遅延回路71の回路図である。良否判定モードでは図14(b)に示すように、遅延制御情報DINFにに基づく遅延選択部73の遅延選択操作により、第1の出力タップから比較クロック信号DCLKとしてクロック信号CLKが第3の時間D3だけ遅れた出力点を選択して出力し、第2の出力タップから遅延信号T11としてクロック信号CLKが周期Dpだけ遅れた出力点を選択して出力し、遅延信号T12としてクロック信号CLKが周期Dpに第3の時間D3の2倍を加えた時間だけ遅れた出力点を選択して出力する。図6(b)のウィンドウ信号生成回路11eにおいても可変遅延回路22,25及び26を図14(b)の可変遅延回路71に置き換えることができる。
【0081】
次に、本発明のジッタテスト回路の第2の実施の形態の第2の実施の形態について図面を参照して説明する。図15は本発明の第2の実施の形態のジッタテスト回路1bのブロック図である。
【0082】
ジッタテスト回路1bは、第1の実施の形態のジッタテスト回路1aと同様にウィンドウ信号生成回路11と、テスト制御回路12と、比較回路13とを備えるが、さらに符号化回路16を備えて構成され、キャリブレーションした後にウィンドウ幅を変えながら比較用クロック信号DCLKとウィンドウ信号WSとを比較することによってクロック信号CLKのジッタ値を測定し、測定結果を符号化して外部へ出力する。
【0083】
ジッタテスト回路1bにおいても、ウィンドウ信号生成回路11と比較回路13とは第1の実施の形態のジッタテスト回路1aにおけると同様に、図3のウインドウ信号生成回路11a,11b,11cと図4の比較回路13aとを組み合わせるか、又は、図6のウインドウ信号生成回路11d,11e,11fと図7の比較回路13bとを組み合わせて使用される。
【0084】
テスト制御回路12は、動作モード指定を含むコマンドCMDと比較回路13の比較結果とを入力して遅延制御情報DINFの生成およびテスト動作の実行を制御する。キャリブレーションモードのときには第2の時間D2が第1の時間D1にジッタのない場合のクロック信号CLKの周期Dpを加えた時間と等しくなる遅延制御情報DINFを探索し、ジッタ測定モードのときにはキャリブレーションモードで探索された遅延制御情報に基づいて第2の時間D2を設定し、比較回路13により第3の時間D3を変化させて複数回比較した結果に基づいてジッタ値を決定する。
【0085】
すなわち、キャリブレーションモードでは、第2の時間D2をクロック信号CLKの1周期に第1の時間D1と第3の時間D3とを加えた時間よりも大きい初期時間にして遅延制御情報DINFを設定したのちに遅延制御情報DINFを操作して第2の時間D2の遅延時間を基本遅延単位の刻みで徐々に減少させながら比較回路13からの比較結果を監視し、比較用クロック信号DCLKの立ち上がり点及び立ち下がり点が前記ウィンドウの中央に位置するようになる第2の時間D2に対応する遅延制御情報DINFを探索することにより、キャリブレーションを行う。
【0086】
ジッタ測定モードでは、キャリブレーションモードで探索された遅延制御情報DINFに基づいて第2の時間D2を設定し、遅延制御情報DINFにより第3の時間D3を制御してウィンドウの幅を変化させながら比較回路13の比較結果と対応させて監視し、良品から不良へと判定が変わる臨界値の第3の時間D3に対応する遅延制御情報DINFからジッタ値JVを決定する。
【0087】
符号化回路16は、テスト制御回路12により決定されたジッタ値JVと遅延制御情報DINFとから符号化ジッタ情報JINFを生成して出力する。
【0088】
図16はジッタ値JVの符号化の一例である。ジッタ値JVは測定された実際のジッタ値に対応する基本遅延単位の個数として符号化回路16に送られ、符号化回路16でジッタ値に対応する基本遅延単位の個数を2進数表現に符号化して符号化ジッタ情報JINFとして出力する。但し、符号化回路はこれのみに制限されるものではなく、ジッタ値に対して基本遅延単位1個の遅延値がずっと小さい値であるときには例えばM(Mは正整数)個ずつの基本遅延単位を区切りにして同一のジッタ値として符号化してもよい。又は、基本遅延単位の遅延値Duを符号化回路16内に保持しておきジッタに対応する第3の基本遅延単位数N3として検出されたジッタ値に遅延値Duを掛けてジッタ値を時間に変換した上で符号化し出力してもよい。
【0089】
次に、図15の第2の実施形態のジッタテスト回路1bによるジッタテスト方法ついて詳細に説明する。図17のジッタテストのフロー図に示すように、ジッタテスト回路1bによるジッタテストは、外部コマンドによりジッタテスト回路1bをキャリブレーションモードに設定して第2の時間D2を第1の時間D1にジッタのない場合のクロック信号CLKの周期Dpを加えた値に調整するキャリブレーションフェーズ81と、外部コマンドによりジッタテスト回路1bをジッタ測定モードに設定して第2の時間D2をキャリブレーションフェーズで求めた遅延値に設定し、比較用クロック信号DCLKの立ち上がり点および立ち下がり点とウィンドウ信号WSとをウィンドウ幅の半分である第3の時間D3を変化させることによりウィンドウの幅を変化させながら複数回比較し不良と判定される第3の時間D3を検出してジッタ値を決定し符号化して出力するジッタ測定フェーズ82とを有している。
【0090】
キャリブレーションフェーズ81は第1の実施の形態におけるキャリブレーションフェーズ41と同一であり、図10のフローと同一の方法でキャリブレーションが行われる。
【0091】
ジッタ測定フェーズの詳細なフローについて図18を参照して説明する。図18は、キャリブレーションフェーズの図10と同様に、第1の時間D1が0である図3(a)のウィンドウ信号生成回路11aを用いた場合のフローである。第1の時間D1が0でないウィンドウ信号生成回路にも適用できるように拡張する場合にはステップ91でクロック信号CLKの1周期分の基本遅延単位数Npを設定する代わりにキャリブレーション済みの第2の時間の相当する第2の基本遅延単位数N2pを設定するように変更すればよい。
【0092】
ジッタ測定フェーズでは、まずステップ91で初期設定を行う。すなわち、テスト制御回路12は外部からのコマンドCMDに基づいてキャリブレーションフェーズで求めたNpと、ウィンドウ幅の半分である第3の時間D3に相当する基本遅延単位の個数である第3の基本遅延単位数N3の初期値を遅延制御情報DINFにより設定し、所定のパス回数PN、所定のフェイル回数FN及び所定の繰り返し測定数MNを設定する。次にステップ92に進み、測定回数iに1を加算して更新する。
【0093】
次にステップ93に進み、比較用クロック信号DCLKの立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジがウィンドウ内にあるか否かを判断する。図19(a)の動作タイミング図では第3の時間D3の初期値を大きく設定するのでウィンドウ信号のウィンドウ幅は比較用クロック信号DCLKのジッタよりもずっと大きくなり、点G1に示すように、比較用クロック信号DCLKの立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジがウィンドウ内に入るのでフリップフロップの出力C1,C2は何れもローレベルで良否判定信号NGがローレベルとなる。ウィンドウ内にあると判断した場合には、ステップ94に進んでパス回数の計数値PCNTを1だけ増やして更新したたのちにステップ95に進む。
【0094】
ステップ95では、パス回数の計数値PCNTが所定のパス回数PN未満か否かを判断する。パス回数の計数値PCNTが所定のパス回数PN未満であればステップ93に戻り、所定のパス回数PN未満でなければステップ96に進んで遅延制御情報DINFにより第3の時間D3に相当する基本遅延単位の個数である第3の基本遅延単位数N3を1個だけ小さくして更新し、またパス回数の計数値PCNT及びフェイル回数の計数値FCNTを0にクリアしてステップ93に戻る。
【0095】
例えばPNが5に設定されている場合には、図19(a)の状態ではステップ93でパス判定が4回繰り返されると5回目のパス判定ではステップ96に進み第3の基本遅延単位数N3を1個だけ小さくする。その結果、図19(b)の状態になったとする。
【0096】
図19(b)の状態でステップ93が行われるが、ウィンドウ信号のウィンドウ幅は比較用クロック信号DCLKのジッタよりもまだ大きいので、点G2に示すように、比較用クロック信号DCLKの立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジがウィンドウ内に入り、フリップフロップの出力C1,C2は何れもローレベルで良否判定信号NGがローレベルとなる。
【0097】
図19(b)の状態でステップ93でパス判定が4回繰り返されると5回目のパス判定ではステップ96に進み第3の基本遅延単位数N3を1個だけ小さくする。その結果、図19(c)の状態になったとする。
【0098】
ステップ93において図13(c)に示すようにウィンドウに対してジッタが大きいときには、点G3に示すように、立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジがウィンドウ外になるためフリップフロップの出力C1,C2はハイレベルになり、良否判定信号NGがハイレベルとなる。このようにステップ93でウィンドウ内にないと判断した場合には、ステップ97に進んでフェイル回数の計数値FCNTを1だけ増やして更新したのちにステップ98に進む。
【0099】
ステップ98では、フェイル回数の計数値FCNTが所定のフェイル回数FN未満か否かを判断する。フェイル回数の計数値FCNTが所定のフェイル回数FN未満であればステップ93に戻り、所定のフェイル回数FN未満でなければステップ99に進む。
【0100】
例えばFN=2と設定されていた場合には、良否判定信号NGのハイレベルを初めて読み込んだ最初のフェイル判定のときにはFCNTを1に更新してステップ93に戻るが、その後にパス判定の計数値PCNTが5回に達する前に良否判定信号NGのハイレベルを読み込み2回目のフェイル判定が発生した場合にはステップ99に進む。
【0101】
ステップ99では、このときの第3の基本遅延単位数N3をジッタ分基本遅延数Nj(i)として予め定めておいた記憶領域Z(i)に記憶する。また、パス回数の計数値PCNTおよびフェイル回数の計数値FCNTを0にクリアする。
【0102】
次にステップ100に進み、測定回数iが所定の繰り返し測定数MN未満か否かを判断する。所定の繰り返し測定数MN未満の場合にはステップ92に戻り測定を続行する。所定の繰り返し測定数MN以上である場合にはステップ101に進む。
【0103】
ステップ101では、記憶領域Z(i)のそれぞれに記憶されたMN回分のジッタ分基本遅延数Nj(1)〜Nj(MN)の平均値を算出しジッタ値JVとしてテスト制御回路12から出力する。
【0104】
ステップ102では、符号化回路16でジッタ値を例えば図16に示したように符号化して外部へ出力する。
【0105】
このように、本発明の第2の実施の形態ではジッタ測定フェーズの前にキャリブレーションフェーズを設け、ジッタテスト回路1bを外部コマンドによりキャリブレーションモードに設定し、比較クロック信号とウィンドウ信号との位置関係をジッタがない理想的な場合に比較用クロック信号DCLKの立ち上がり点及び立ち下がり点がそれぞれに対応するウィンドウの中央にくるようにキャリブレーションし、その後にジッタテスト回路1bをジッタ測定モードに設定し、遅延制御情報DINFにより第3の時間D3を変化させ、比較用クロック信号DCLKとウィンドウ信号WSとを比較することによりジッタを測定し、複数回の測定の平均値をジッタ値とし符号化して出力するので、製造要因、環境条件に影響されずに正確にジッタ量を測定でき、ジッタ量を符号化しデジタルデータとしてシリアル又はパラレルでジッタテスト回路1bを搭載した半導体装置の外部へ出力することができる。これにより、長時間に渡る繰り返し測定によるジッタ値の分布評価などのジッタの評価や分析が可能となる。また、ジッタテスト回路1bは、第1の実施の形態と同様にディジタル回路で構成されるので、アナログ回路部分を有する第2の従来例よりも設計が容易であり、特別なノイズ対策を必要としないので小さい占有面積で実現できるという利点がある。
【0106】
図20は、本発明の第3の実施の形態のジッタテスト回路1cのブロック図である。ジッタテスト回路1cは、図2の第1の実施の形態のジッタテスト回路1aと同様に、ウィンドウ信号生成回路11と、テスト制御回路12と、比較回路13とを備えるが、さらに同符号連続データ検出回路17を備えている。ウィンドウ信号生成回路11、テスト制御回路12、比較回路13の機能はジッタテスト回路1aにおけるそれらと同じであるので説明を省略する。
【0107】
同符号連続データ検出回路17は外部から入力したデータ信号DATAにおいて同符号のデータが所定のデータ数DN以上連続したことを検出したときに同符号連続データ検出信号CSSを出力する。
【0108】
同符号連続データ検出回路17は同符号のデータが連続したとき、すなわち0データが連続したとき又は1データが連続したときに連続した回数を計数する同符号連続データカウンタ18と、予め設定された所定のデータ数DNと同符号連続データカウンタ18の計数値CCNとを比較し、計数値CCNが所定のデータ数DN以上の場合には同符号連続データ検出信号CSSを出力する同符号連続データ判定器19とを有している。
ジッタテスト回路1cは図2のジッタテスト回路1aにおいてクロック信号CLKをリカバリクロック信号RCLKに置き換えただけで、キャリブレーションモード及び良否判定モードにおいてはジッタテスト回路1aと同様に動作する。
【0109】
クロックリカバリPLL回路4は、データ信号DATAの変化に基づいてリカバリクロック信号RCLKを抽出再生しウィンドウ信号生成回路11および内部回路に供給する。クロックリカバリPLL回路4は、データ信号DATAにおいて同符号のデータが連続した場合にも、それまでにおけるリカバリクロック信号RCLKの周期と位相を維持してリカバリクロックを信号RCLKを生成し続ける。このような形式のクロックリカバリPLL回路の公知例として例えば特開平6−315024号公報に記載の位相同期回路、特開平10−285150号公報に記載の位相同期回路等がある。
【0110】
同符号連続データ検出信号CSSと判定結果信号JDGの両方共にアクティブな信号レベルの状態が続く場合、すなわち、データ信号DATAに同一符号のデータが連続し、ジッタテスト回路1cでジッタ規定値以上のジッタを連続的に検出している場合には、何らかの要因でクロックリカバリPLL回路のロック周波数にずれを生じた可能性が強い。しかしながら同符号連続データの受信中はデータ信号DATAに変化がないのでクロックリカバリPLL回路4自身では位相のずれを検出できないため、本来ロックされるべき位相から逸脱して位相差は拡大し続ける。
【0111】
図21はデータ信号DATAが1/0の繰り返しから1の連続データになったときの動作例のタイミング図である。同符号連続データカウンタの計数値CCNはデータ信号DATAが1の連続データになるとカウントアップし、リカバリクロックRCLKはデータ信号DATAが1の連続データになった後にも信号を維持し続ける。所定のデータ数DNが3に設定されている場合には計数値CCNが3になると同符号連続データ検出信号CSSがアクティブのハイレベルになる。時刻HでリカバリクロックRCLKの周期が変化して大きくなった場合には良否判定信号NGがアクティブのハイレベルになり良否判定信号NGのハイレベルが続くと判定結果信号JDGがアクティブのハイレベルになる。このように、ジッタテスト回路1cは同符号連続データ検出信号CSSと判定結果信号JDGを出力するので、クロックリカバリPLL回路のロック周波数にずれを生じた場合にこれを検出することができるという利点が生じる。
【0112】
図22は、本発明のジッタテスト回路を搭載した半導体装置の他の実施例を示す図である。半導体装置201では、図1の半導体装置200におけるPLL回路2に代えて分周回路111を搭載し、ジッタテスト回路1では入力クロック信号ICLKを分周して生成した分周クロック信号DVCLKのジッタテスト(良否判定テストまたはジッタ測定テスト)を行う。
【0113】
図23は、本発明のジッタテスト回路を搭載した半導体装置のさらに他の実施例を示す図である。半導体装置202では、図1の半導体装置200におけるPLL回路2に代えて逓倍PLL回路112を搭載し、ジッタテスト回路1では入力クロック信号ICLKをN逓倍して生成した逓倍クロック信号NCLKのジッタテストを行う。
【0114】
図24は、本発明のジッタテスト回路を搭載した半導体装置のさらに他の実施例を示す図である。半導体装置203では、複数の内部回路A,Bに対しそれぞれの内部回路に専用のPLL回路121,122を設け、PLL回路121,122のクロック信号CLKA,CLKBのうちセレクタ123で選択信号SELにより選択したクロック信号SCLKをジッタテスト回路1に供給する構成になっている。半導体装置203をこのように構成することにより装置内部で使用される複数のクロック信号を1個のジッタテスト回路でテストすることができる。
【0115】
図25は、本発明のジッタテスト回路を搭載した半導体装置のさらに他の実施例を示す図である。半導体装置204では、PLL回路2で生成したクロック信号CLKと外部から供給される高品質クロックFCLKがセレクタ131に入力されていて、セレクタからの出力である選択クロックSCLKを、PLL回路2で生成したクロック信号CLKのジッタテスト回路1によるテスト結果に基づいて決める構成となっている。PLL回路2で生成したクロック信号CLKのジッタが大きくて内部回路の動作テスト用のクロック信号としては不都合な場合に、外部からジッタの小さい高品質クロックFCLKを内部回路に供給して内部回路の動作テストを行うことができる。
【0116】
図26は、本発明のジッタテスト回路を搭載した半導体装置のさらに他の実施例を示す図である。半導体装置205では、入力クロック信号ICLKとPLL回路2で生成したクロック信号CLKのうち何れかがセレクタ141で選択されて入力され、セレクタ141からの出力である選択クロックSCLKをジッタテスト回路1でジッタテストする構成となっている。特にジッタ測定テストでは、入力クロック信号ICLKのジッタ測定とPLL回路2で生成したクロック信号CLKのジッタ測定をそれぞれ行って後者から前者を差し引くことにより入力ジッタの影響を除きPLL回路2のみに起因するジッタ値を得ることができる。
【0117】
図27は、本発明のジッタテスト回路を搭載した半導体装置のさらに他の実施例を示す図である。半導体装置206では、図1の半導体装置200の構成に加えて統計化回路151を搭載している。PLL回路2で生成したクロック信号CLKをジッタテスト回路1でジッタ測定し符号化ジッタ情報JINFを統計化回路151に取り込み、一定の期間のジッタの統計をとってクロック信号CLKのジッタ値の分布を測定することができる。
【0118】
図28は、本発明のジッタテスト回路を搭載した半導体装置のさらに他の実施例を示す図である。半導体装置207には、それぞれ入力したデータ信号からリカバリクロックを生成する複数のクロックリカバリPLL回路161,162,163とクロックリカバリPLL回路161,162,163からの出力クロック信号CLKA、CLKB、CLKCのうちの一つを選択信号SELによりテスト対象のクロック信号として選択してジッタテスト回路1に供給し、またCLKA、CLKB、CLKCのうちの一つを選択信号SELにより選択クロック信号SCLKとして内部回路に供給するセレクタ164とを搭載している。クロック信号CLKA、CLKB、CLKCのジッタをジッタテスト回路1により測定し、最もジッタの少ないクロック信号を選択クロック信号SCLKとして内部回路に供給することができる。
【0119】
【発明の効果】
以上のように、本発明では良否判定又はジッタ測定を実行する前にジッタテスト回路をキャリブレーションモードに設定して比較クロック信号とウィンドウ信号との位置関係をジッタがない理想的な場合に比較用クロック信号DCLKの立ち上がり点及び立ち下がり点がそれぞれに対応するウィンドウの中央にくるように可変遅延回路を構成する基本遅延単位の個数を調整してキャリブレーションし、その後にジッタテスト回路を良否判定モード又はジッタ測定モードに設定し、比較用クロック信号DCLKとウィンドウ信号WSとを比較して、比較用クロック信号DCLKの立ち上がり点及び立ち下がり点がそれぞれに対応するウィンドウ内の位置にあるか又はウィンドウ外の位置にあるかにより測定するので、本発明のジッタテスト回路、このジッタテスト回路を搭載した半導体装置及び本発明のジッタテスト回路を用いたテスト方法を用いることにより、第2の従来例と同様に製造要因、環境条件に影響されずに正確にジッタ量を測定できるという効果がある。
【0120】
また、本発明のジッタテスト回路は、ディジタル回路により構成されるので、アナログ回路部分を有する第2の従来例よりも設計が容易であり、特別なノイズ対策を必要としないので小さい占有面積で実現できるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のジッタテスト回路を搭載した半導体装置を模式的に示す図である。
【図2】本発明のジッタテスト回路の第1の実施の形態のブロック図である。
【図3】(a),(b),(c)はウィンドウ信号生成回路の回路図である。
【図4】比較回路の回路図である。
【図5】ジッタテスト回路の動作タイミング図である。
【図6】(a),(b),(c)はウィンドウ信号生成回路の回路図である。
【図7】比較回路の回路図である。
【図8】ジッタテスト回路の動作タイミング図である。
【図9】良否判定テストのフロー図である。
【図10】キャリブレーションフェーズの詳細なフロー図である。
【図11】(a),(b),(c)はキャリブレーションフェーズにおけるジッタテスト回路の動作を示すタイミング図である。
【図12】良否判定フェーズの詳細なフロー図である。
【図13】(a),(b)は良否判定フェーズにおけるジッタテスト回路の動作を示すタイミング図である。
【図14】可変遅延回路の構成例の回路図である。
【図15】本発明のジッタテスト回路の第2の実施の形態のブロック図である。
【図16】符号化回路の符号化の一例を示す図である。
【図17】ジッタ測定テストのフロー図である。
【図18】ジッタ測定フェーズの詳細なフロー図である。
【図19】(a),(b),(c)はジッタ測定フェーズにおけるジッタテスト回路の動作を示すタイミング図である。
【図20】本発明のジッタテスト回路の第3の実施の形態のブロック図である。
【図21】第3の実施の形態のジッタテスト回路の動作フロー図である。
【図22】本発明のジッタテスト回路を搭載した半導体装置の他の実施例を模式的に示す図である。
【図23】本発明のジッタテスト回路を搭載した半導体装置の他の実施例を模式的に示す図である。
【図24】本発明のジッタテスト回路を搭載した半導体装置の他の実施例を模式的に示す図である。
【図25】本発明のジッタテスト回路を搭載した半導体装置の他の実施例を模式的に示す図である。
【図26】本発明のジッタテスト回路を搭載した半導体装置の他の実施例を模式的に示す図である。
【図27】本発明のジッタテスト回路を搭載した半導体装置の他の実施例を模式的に示す図である。
【図28】本発明のジッタテスト回路を搭載した半導体装置の他の実施例を模式的に示す図である。
【図29】第1の従来例のジッタテスト回路のブロック図である。
【図30】第2の従来例のジッタテスト回路のブロック図である。
【符号の説明】
1,1a,1b,1c ジッタテスト回路
2 PLL回路
11,11a,11b,11c,11d,11e,11f ウィンドウ信号生成回路
12 テスト制御回路
13,13a,13b 比較回路
16 符号化回路
17 同符号連続データ検出回路
200,201,202,203,204,205,206,207 半導体装置
CLK クロック信号
CMD コマンド
CSS 同符号連続データ検出信号
DCLK 比較用クロック信号
DINF 遅延制御情報
JDG 判定結果信号
JINF 符号化ジッタ情報
NG 良否判定信号
WS ウィンドウ信号
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a jitter test, and more particularly to a jitter test circuit for detecting jitter of a timing signal that periodically repeats a high level and a low level, such as a clock signal, a semiconductor device equipped with the jitter test circuit, and a jitter test method.
[0002]
[Prior art]
A PLL (Phase-Locked Loop) circuit is widely used as a circuit for generating a reference frequency such as a clock signal of a microprocessor or a local oscillation signal of a wireless device. As is well known, the PLL circuit has a phase difference by comparing a reference timing signal (for example, an external input clock signal) and a PLL output timing signal (for example, a clock signal supplied to the inside of the semiconductor device). In some cases, it operates to match the phase.
[0003]
A timing signal that periodically repeats a high level and a low level, such as a clock signal output from the PLL circuit, generally includes jitter that is a temporal fluctuation of the signal. In a digital logic circuit or the like to which a clock signal is supplied, jitter causes a malfunction, so that it is necessary to measure the jitter value of the clock signal and manage the jitter below a certain value.
[0004]
An example of a test circuit for measuring jitter is described in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-166007. FIG. 29 is a block diagram of a first conventional example of a jitter test circuit.
[0005]
In FIG. 29, the clock signal CLK output from the PLL circuit and the delayed clock signal DF that has passed through the reference delay circuit 171 are compared by the comparison circuit 172. For example, the delay difference signal DK that becomes high during the period corresponding to the delay difference. Is output. The jitter detection circuit 173 calculates a jitter value from the high level fluctuation width of the delay difference signal DK, and outputs a defective signal NG when the jitter value is larger than the jitter standard value JS.
[0006]
However, in the first conventional example of FIG. 29, since the delay value of the reference delay circuit 171 changes depending on manufacturing factors and usage environment, the jitter value is calculated from the ratio of the high-level width of the delay difference signal DK and the fluctuation width due to jitter. In this case, there is a problem that an accurate jitter value cannot be calculated.
[0007]
As a method for measuring the pulse width, a technique for counting the number of sampling pulses included in the pulse width to be measured using a sampling signal having a period smaller than the pulse width to be measured is described in Japanese Patent Laid-Open No. Sho 62-131537. Yes. By applying this technique to the jitter detection circuit 173 of the first conventional example and supplying a signal having a constant frequency as a sampling signal from the outside, the fluctuation range due to the high-level width jitter of the delay difference signal DK can be used for manufacturing factors and use. Measurement can be performed without being affected by the environment. However, when the jitter test circuit is configured in this way, a new problem arises that the jitter value can be measured only in the unit of the period of the sampling signal and can only be measured with rough accuracy.
[0008]
On the other hand, Japanese Patent Laid-Open No. 2001-166007 discloses a second conventional example in which the accuracy of jitter measurement is improved by calibrating changes in delay values of the delay circuit due to manufacturing factors and usage environments. Yes. FIG. 30 is a block diagram of a second conventional example.
[0009]
In FIG. 30, the delay circuit in the measurement unit 181 and the voltage controlled oscillation circuit (VCO) in the calibration unit 182 have the same configuration except that the output is fed back to the input, and is delayed by the control signal CD. The delay value of the circuit and the oscillation period of the VCO are changed simultaneously and similarly. In the jitter test circuit of FIG. 30, the delay circuit is calibrated prior to jitter measurement. When the external calibration signal CG is selected by the selector of the calibration unit 182 and supplied to the VCO as the control signal CD, the VCO outputs an oscillation signal PO having a frequency based on the voltage value of the control signal CD. On the other hand, an analog / digital converter (A / D) in the calibration unit 182 converts the control signal CD from analog to digital and outputs a digital control signal DC. The VF measurement circuit 24 in the calibration unit 182 measures a VF characteristic that is a relationship between the voltage of the control signal CD corresponding to the digital control signal DC and the frequency of the oscillation signal PO, and outputs a delay calibration signal VF.
[0010]
In jitter measurement, the selector of the calibration unit 182 selects the delay value detection signal CS from the measurement unit 181 as the control signal CD. At the time of jitter measurement, the measurement unit 181 compares the phase of the clock signal CLK with the delay signal DV that has passed through the delay circuit, and outputs a DC voltage corresponding to the phase shift from the charge pump as the delay value detection signal CS. A delay value detection signal CS is output as a control signal CD from the selector and supplied to the A / D. The A / D converts the voltage value of the control signal CD into a digital signal and sends it as a digital detection signal DS to the delay value detection circuit in the jitter calculator 183.
[0011]
The delay value detection circuit is supplied with the digital detection signal DS, and the maximum delay value MAX and the minimum delay of the delay signal DV of the delay circuit in the measurement unit 181 represented by the digital detection signal based on the delay calibration signal VF supplied in advance. The value MIN is detected, and each of the maximum delay value MAX and the minimum delay value MIN is supplied to the arithmetic circuit in the jitter calculator 183. The arithmetic circuit calculates a jitter value DT which is a delay difference between the maximum delay value MAX and the minimum delay value MIN, and supplies it to the comparison circuit. The comparison circuit compares the supplied jitter value DT with the standard value JS, and outputs a defective signal NG when the jitter value DT exceeds the standard value JS.
[0012]
As described above, in the second conventional example, in the calibration mode, the VF characteristic which is the relationship with the frequency of the oscillation signal PO with respect to the voltage value of the calibration signal CG is measured, and the delay calibration signal VF corresponding to this VF characteristic is measured. In the jitter measurement mode, the delay value of the clock signal CLK, which is the signal under measurement, is measured based on the delay calibration signal VF, and the jitter is calculated from the maximum and minimum values. Since the change in the delay amount of the circuit is calibrated, more accurate jitter measurement is possible as compared with the first conventional example.
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the second conventional example, the charge pump in the measuring unit 181 has a built-in low-pass filter, and the calibration unit requires an analog / digital converter. Since these circuits handle analog voltages, they are sensitive to noise, and their arrangement must be devised so as not to be affected by noise from surrounding digital circuits, which complicates the design. In addition to the area occupied by the element circuits that make up each of the measurement unit, calibration unit, and jitter calculation unit, a region for isolating the low-pass filter and analog / digital conversion circuit from ambient noise is required. The second conventional example requires a large occupied area.
[0014]
The present invention has been made in view of such a situation, and the object of the present invention is to accurately measure the jitter amount without being affected by the manufacturing factors and the use environment as in the second conventional example. It is to provide a jitter test circuit that is configured with a digital circuit and is easier to design than the second conventional example and can be realized with a small occupied area, a semiconductor device equipped with the jitter circuit, and a jitter test method.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
A jitter test circuit according to a first aspect of the present invention is a jitter test circuit for detecting jitter of a timing signal that periodically and periodically repeats a high level and a low level, wherein the timing signal and the delay time are the number of basic delay units. Delay control information to be designated as a reference timing signal, and a timing signal for comparison generated by delaying the timing signal by a first time based on the delay control information and a signal obtained by delaying the timing signal by a second time. A window signal generating circuit for generating and outputting a window signal provided with a window having a predetermined signal level in the third time width before and after the rising point and the falling point, and the comparison timing signal And the window signal, and the rising and falling points of the comparison timing signal indicate the window signal. A comparison circuit that detects whether or not the signal is within the output and outputs a comparison result; a command including an operation mode designation and the comparison result are input to control generation of the delay control information and execution of the test operation; and calibration In the mode, the second time is searched for delay control information that is equal to the time obtained by adding one period of the timing signal when there is no jitter in the first time. In the pass / fail judgment mode, the calibration mode And a test control circuit that sets the second time based on the delay control information searched in step 3, sets the third time as a jitter standard value, and determines pass / fail based on the comparison result from the comparison circuit. Is done. Further, in the calibration mode, the test control circuit sets the second time to a time larger than a time obtained by adding the first time and the third time to one cycle of the timing signal. When the control information is initialized and then the delay control information is manipulated to gradually reduce the delay time of the second time in increments of basic delay units, and the comparison result from the comparison circuit is monitored and there is no jitter And searching for delay control information corresponding to the second time when the rising and falling points of the comparison timing signal are located at the center of the window, and in the pass / fail judgment mode, search in the calibration mode. The second time is set based on the received delay control information, the delay control information is generated based on the command input from the outside, and the jitter standard value The third time is set, a plurality of comparison results in the comparison circuit are taken in, and the number of comparison results generated indicating deviations from the window at the rising and falling points of the comparison timing signal is greater than or equal to a predetermined number. It may be configured to determine that it is defective.
[0016]
A jitter test circuit according to a second aspect of the present invention is a jitter test circuit for detecting jitter of a timing signal that periodically and periodically repeats a high level and a low level, wherein the timing signal and the delay time are the number of basic delay units. Delay control information to be designated as a reference timing signal, and a timing signal for comparison generated by delaying the timing signal by a first time based on the delay control information and a signal obtained by delaying the timing signal by a second time. A window signal generating circuit for generating and outputting a window signal provided with a window having a predetermined signal level in the third time width before and after the rising point and the falling point, and the comparison timing signal And the window signal, and the rising and falling points of the comparison timing signal indicate the window signal. A comparison circuit that detects whether or not the signal is within the output and outputs a comparison result; a command including an operation mode designation and the comparison result are input to control generation of the delay control information and execution of the test operation; and calibration In the case of the jitter mode, the second time is searched for delay control information that is equal to the time obtained by adding one period of the timing signal when there is no jitter in the first time. A test control circuit that sets the second time based on the delay control information searched in step, and changes the third time by the comparison circuit and determines a jitter value based on a result of comparison multiple times; and And an encoding circuit that generates and outputs encoded jitter information from the jitter value determined by the test control circuit and the delay control information. It is. Further, in the calibration mode, the test control circuit sets the second time to an initial time larger than a time obtained by adding the first time and the third time to one cycle of the timing signal. When the delay control information is set and then the delay control information is operated to gradually reduce the delay time of the second time in increments of basic delay units, and the comparison result from the comparison circuit is monitored and there is no jitter And searching for delay control information corresponding to the second time when the rising and falling points of the comparison timing signal are located at the center of the window, and in the jitter measurement mode, search in the calibration mode. The second time is set based on the delay control information, and the width of the window is changed by controlling the third time based on the delay control information. May be configured to determine a comparison result with the jitter value from the delay control information corresponding to a third time threshold value determination changes from good to monitor in correspondence to a defective of said comparator circuit while.
[0017]
According to a third aspect of the present invention, there is provided a test circuit for detecting jitter with respect to a timing signal output from a clock recovery PLL circuit that inputs a data signal and extracts and reproduces a timing signal synchronized with the data signal. In the test circuit, the timing signal and delay control information designating the delay time as the number of basic delay units are input, and the timing signal is generated by delaying the timing signal by a first time based on the delay control information. A timing signal and a window signal provided with a window having a predetermined signal level in a third time width before and after the rising point and the falling point of the signal obtained by delaying the timing signal by a second time. A window signal generation circuit that generates and outputs the timing signal for comparison and the window signal; A comparison circuit that detects whether or not the rising and falling points of the comparison timing signal are within the window and outputs a comparison result, and data of the same sign in the data signal is continuous for a predetermined number of data or more The same sign continuous data detection circuit that outputs the same sign continuous data detection signal when it is detected, the command including the operation mode designation, and the comparison result are input to generate the delay control information and execute the test operation In the calibration mode, the second time is searched for delay control information that is equal to the time obtained by adding one period of the timing signal when there is no jitter in the first time. Sometimes the second time is set based on the delay control information searched in the calibration mode, and the third time is The comparison result from the comparison circuit sets the standard value constituted and a determining test control circuit acceptability. Further, in the calibration mode, the test control circuit sets the second time to an initial time larger than a time obtained by adding the first time and the third time to one cycle of the timing signal. When the delay control information is set and then the delay control information is operated to gradually reduce the delay time of the second time in increments of basic delay units, and the comparison result from the comparison circuit is monitored and there is no jitter And searching for delay control information corresponding to the second time when the rising and falling points of the comparison timing signal are located at the center of the window, and in the pass / fail judgment mode, search in the calibration mode. The second time is set based on the received delay control information, the delay control information is generated based on the command input from the outside, and the jitter standard value The third time is set, a plurality of comparison results in the comparison circuit are taken in, and the number of comparison results generated indicating deviations from the window at the rising and falling points of the comparison timing signal is greater than or equal to a predetermined number. It may be configured to determine that it is defective.
[0018]
A semiconductor device according to a fourth aspect of the present invention includes any one of the jitter test circuit according to the first aspect, the jitter test circuit according to the second aspect, and the jitter test circuit according to the third aspect. It is characterized by that. A divider circuit may be mounted and the output of the divider circuit may be input to the jitter test circuit, or a PLL circuit may be mounted and the output of the PLL circuit may be input to the jitter test circuit, or A multiplying PLL circuit may be mounted and the output of the multiplying PLL circuit may be input to the jitter test circuit, or a clock recovery PLL circuit may be mounted and the output of the clock recovery PLL circuit may be input to the jitter test circuit. May be.
[0019]
A jitter test method according to a fifth aspect of the present invention is a jitter test method for detecting jitter of a timing signal that periodically repeats a high level and a low level alternately, and is generated by delaying a timing signal to be measured for jitter. When the rising and falling points of the comparison timing signal are free from jitter, the number of basic delay units of the delay circuit is adjusted so that it is positioned at the center of a window of a predetermined width provided for each. A calibration phase for determining the position of the window; a window provided at a position adjusted in the calibration phase; and a rising point and a falling point of the comparison timing signal, and a rising point or a falling point Is determined to be outside the window having the predetermined width. Number of times is characterized by comprising a failure and determining quality determination phase in the case where a predetermined number of times or more.
[0020]
A jitter test method according to a sixth aspect of the present invention is a jitter test method for detecting jitter of a timing signal that periodically repeats a high level and a low level alternately, and is generated by delaying a timing signal to be measured for jitter. When the rising and falling points of the comparison timing signal are free from jitter, the number of basic delay units of the delay circuit is adjusted so that it is positioned at the center of a window of a predetermined width provided for each. The calibration phase for determining the position of the window, the rising and falling points of the comparison timing signal, and the window adjusted in the calibration phase are changed by changing the width on both sides with respect to the center of the window. If the width is changed, it will be compared multiple times and judged as defective. The detecting window width is characterized in that it comprises a jitter measurement phase to output the determined coding jitter value.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, the following description shows typical embodiment of this invention, This invention is limited to the following description and is not interpreted.
[0022]
FIG. 1 is a diagram schematically showing a semiconductor device equipped with a jitter test circuit of the present invention. The semiconductor device 200 includes a jitter test circuit 1, a PLL circuit 2, and an internal circuit 3.
[0023]
The PLL circuit receives an input clock signal ICLK that is a reference timing signal from the outside, and outputs a clock signal CLK that is a timing signal that is phase-synchronized with the input clock signal ICLK.
[0024]
The internal circuit 3 is a digital logic circuit that operates in synchronization with the clock signal CLK, and performs digital logic operation on the input data IDAT and outputs output data ODAT.
[0025]
The jitter test circuit 1 receives the clock signal CLK and operates in a calibration mode or a pass / fail judgment mode in accordance with an input command CMD from the outside. In the calibration mode, the delay value of the delay circuit inside the jitter test circuit 1 is calibrated. In the pass / fail judgment mode, the judgment result signal JDG is output by comparing the jitter with the jitter standard value JS designated by the command CMD from the outside.
[0026]
FIG. 2 is a block diagram of an embodiment of the jitter test circuit of the present invention. The jitter test circuit 1a includes a window signal generation circuit 11, a test control circuit 12, and a comparison circuit 13.
[0027]
The window signal generation circuit 11 receives the clock signal CLK and the delay control information DINF, generates the comparison clock signal DCLK generated by delaying the clock signal by the first time D1 based on the delay control information DINF, and the clock signal A third time before and after the rising and falling points of the signal obtained by delaying CLK by the first time D1 by subtracting the third time D3 from the second time D2 (D2-D3). A window signal WS provided with a window having a predetermined signal level with a width of D3 is generated and output.
[0028]
For example, as shown in the window signal generation circuit 11a in FIG. 3A, the window signal generation circuit 11 receives the clock signal CLK and delays it by a time obtained by subtracting the third time D3 from the second time D2. A first variable delay circuit 21 that outputs the generated first delay signal T1, and a second delay signal that is generated by inputting the first delay signal T1 and delaying it by a time twice as long as the third time D3. A second variable delay circuit 22 for outputting T2, an exclusive OR circuit 23 for inputting the first delay signal T1 and the second delay signal T2, and an output of the exclusive OR circuit 23 for inversion And an inverter 24 that outputs it as a window signal. The window signal generation circuit 11a in FIG. 3A is an example of a window signal generation circuit when the first time D1 is set to zero. Each variable delay circuit is configured such that a plurality of basic delay units composed of, for example, two stages of inverters are connected in series, and the delay value can be varied by switching the output output position.
[0029]
The comparison circuit 13 compares the comparison clock signal DCLK with the window signal WS, detects whether the rising and falling points of the comparison clock signal DCLK are within the window of the window signal WS, and outputs the comparison result. To do.
[0030]
For example, as shown in the comparison circuit 13a of FIG. 4, the comparison circuit 13 includes a flip-flop 31 that captures the signal level of the window signal WS at the rising edge of the comparison clock signal DCLK, an inverter 32 that inverts the comparison clock signal DCLK, The flip-flop 33 that takes in the signal level of the window signal WS at the rising edge of the inverted signal of the comparison clock signal DCLK, the output C1 of the flip-flop 31 and the output C2 of the flip-flop 32 are input, and the logical sum is obtained. And an OR circuit 34 that outputs a failure determination signal NG that is high when any of them is high.
[0031]
The test control circuit 12 includes a control unit 15 that controls the operation of the entire jitter test circuit and the arithmetic unit according to the state of the failure determination signal NG from the comparison circuit 13 based on the command CMD, and an initial value specified by the command CMD. And a calculation unit 14 for generating delay control information DINF by calculation under the control of 15, and in the calibration mode, the second time D2 is the clock signal CLK when there is no jitter in the first time D1. The delay control information equal to the time obtained by adding one period is searched, and in the pass / fail judgment mode, the third time D3 is set to the jitter standard value JS, and pass / fail is judged by the state of the fault judgment signal NG from the comparison circuit 13. To do.
[0032]
In the jitter test circuit 1a, the operation mode is specified by the command CMD, the initial value of the delay control information DINF for controlling each delay of the window signal generation circuit in the designated operation mode, the number of repeated measurements, the number of passes, the number of times of failure, etc. Done.
[0033]
FIG. 5 is an operation timing chart of the window signal generation circuit 11 and the comparison circuit 13 in the pass / fail judgment mode of the jitter test circuit 1a of FIG. Description will be made assuming that the window signal generation circuit 11a of FIG. 3A is used as the window signal generation circuit and the comparison circuit 13a of FIG. 4 is used as the comparison circuit.
[0034]
In the calibration mode, the rising and falling edges of the virtual signal obtained by delaying the comparison clock signal DCLK by an ideal period Dp when there is no jitter are adjusted so as to be positioned at the center of the window of the window signal WS. Due to the calibration, the first delay signal T1 in the window signal generation circuit 11a in FIG. 3A is delayed by a third delay time D3 (that is, half the window width) from the virtual signal delayed by one cycle from the clock signal CLK. The delay of the second delay signal T2 is set to be larger by the third delay time D3 than the virtual signal delayed by one cycle from the clock signal CLK. The window signal WS includes the first delay signal T1 and the second delay signal T1. When the delay signal T2 of 2 is different, a low level window is set.
[0035]
When there is no jitter in the clock signal CLK that is the output of the PLL 2 by adjustment in the calibration mode, the rising point and the falling point of the comparison clock DCLK are located at the center of the window of the window signal WS. In the range A in which no occurrence occurs, both the output C1 of the flip-flop 31 and the output C2 of the flip-flop 32 in the comparison circuit 13a in FIG. 4 remain at low level, and the defect determination signal NG is at low level and the comparison circuit 13a. It shows that the comparison result in is good.
[0036]
On the other hand, in the range B where the jitter having a value larger than the third time D3 is generated in the clock signal CLK, the rising and falling points of the comparison clock DCLK deviate from the window of the window signal WS. In some cases, the output C1 of the flip-flop 31 or the output C2 of the flip-flop 32 in the comparison circuit 13a becomes high level, and the failure determination signal NG becomes high level, indicating that the comparison result in the comparison circuit 13a is bad. Show.
[0037]
In the jitter test circuit according to the first embodiment of FIG. 2, the window signal generation circuit is a second example instead of the window signal generation circuit 11a of FIG. 3A described as the first example. The window signal generation circuit 11b may be the 3 (b).
[0038]
That is, the window signal generation circuit 11b receives the clock signal CLK from the PLL 2, delays it by a time obtained by subtracting the third time D3 from the second time D2, and outputs the first delay signal T11. The variable delay circuit 22 that receives the first delay signal T11 and outputs the second delay signal T12 that is generated by delaying by the time twice the third time D3, the first delay signal T11 and the second delay signal T11 Of the delay signal T12 and an exclusive OR circuit 23 for taking an exclusive OR, an inverter 24 for inputting and inverting the output of the exclusive OR circuit 23, and a clock signal CLK. And a variable delay circuit 26 that delays by the time D1, and outputs the output of the variable delay circuit 26 as a comparison clock signal DCLK and the output of the inverter 24 as a window signal WS. Forces. In the window signal generation circuit 11a of FIG. 3A, the second time D2 is adjusted by calibration so as to have an ideal period Dp when there is no jitter of the clock signal CLK. The window signal generation circuit 11b is different in that the second time D2 is adjusted by calibration to be a time obtained by adding the period Dp of the clock signal CLK when there is no jitter to the first time D1. The comparison clock signal DCLK and the window signal WS are both input to the comparison circuit 13a of FIG. 4 with a delay of the first time D1. The window signal generation circuit 11a in FIG. 3A corresponds to the case where the first time D1 is set to 0 in the window signal generation circuit 11b of this embodiment. When the first time D1 is set to a value equal to the third time D3 in the window signal generation circuit 11b of this embodiment, the delay value after calibration of the variable delay circuit 25 is the period of the clock signal CLK. Since it becomes equal to Dp and the delay value of the variable delay circuit 26 becomes the third time D3, the setting of the delay value is simple and easy.
[0039]
Similarly, in the jitter test circuit of the first embodiment shown in FIG. 2, the window signal generation circuit is replaced with the window signal generation circuit 11a shown in FIG. The window signal generation circuit 11c shown in FIG.
[0040]
That is, the window signal generation circuit 11c receives the clock signal CLK, outputs a delay signal T21 generated by delaying the clock signal CLK by a time twice as long as the third time D3, and the clock signal CLK and the delay signal T21. And an exclusive OR circuit 23 for taking an exclusive OR, an inverter 24 for inputting and inverting the output of the exclusive OR circuit 23, an output of the inverter 24, and a second time D2 And a variable delay circuit 27 for delaying only the first time D1 by inputting the clock signal CLK and comparing the output of the variable delay circuit 27 for comparison. The clock signal DCLK is output and the output of the variable delay circuit 27 is output as the window signal WS.
[0041]
Also in the window signal generation circuit 11c of the present embodiment, the second time D2 is adjusted by calibration so that the second time D2 is a time obtained by adding an ideal period Dp when there is no jitter of the clock signal CLK to the first time D1. Further, the comparison clock signal DCLK and the window signal WS are input to the comparison circuit 13a of FIG. 4 with a delay of the first time D1 as compared with these signals in the window signal generation circuit 11a of the first embodiment. This is the same as the window signal generation circuit 11b of the second embodiment. Note that also in the window signal generation circuit 11c of this embodiment, when the first time D1 is set to a value equal to the third time D3, the delay value after calibration of the variable delay circuit 27 is the clock signal CLK. Since the delay value of the variable delay circuit 26 becomes equal to the period Dp and becomes the third time D3, the setting of the delay value is simple and easy as in the window signal generation circuit 11b of the second embodiment.
[0042]
FIG. 6A is a circuit diagram showing a window signal generation circuit 11d of the fourth embodiment of the window signal generation circuit 11 in the jitter test circuit 1a of FIG. The window signal generation circuit 11d is obtained by deleting the inverter 24 from the window signal generation circuit 11a of FIG. Therefore, in the window signal WS output from the window signal generation circuit 11d, the high level section is a window.
[0043]
FIG. 7 is a circuit diagram of the comparison circuit 13b configured corresponding to the window signal generation circuit 11d. The only difference is that a negative logical product circuit 35 is used instead of the logical sum circuit 34 of the comparison circuit 13a of FIG.
[0044]
FIG. 8 is an operation timing chart of the jitter test circuit 1a when the window signal generation circuit 11d and the comparison circuit 13b are used. As in the operation timing chart of FIG. 5, the rising and falling points of the comparison clock signal DCLK are in the center of the window in the range A in which the jitter is not generated in the clock signal CLK, but the window signal WS is the window section. Since the output C1 of the flip-flop 31 and the output C2 of the flip-flop 32 in the comparison circuit 13b of FIG. 7 are both at the high level, the failure determination signal NG is at the low level as in FIG.
[0045]
In the range B in which a large value jitter occurs in the clock signal CLK, the rising and falling points of the comparison clock DCLK deviate from the window of the window signal WS, and the output C1 or flip-flop 32 of the flip-flop 31 in the comparison circuit 13b. Output C2 becomes low level, and the defect determination signal NG becomes high level, indicating that the comparison result is defective.
[0046]
FIG. 6B is a circuit diagram showing a window signal generation circuit 11e of the fifth embodiment of the window signal generation circuit 11 in the jitter test circuit 1a of FIG. The window signal generation circuit 11e is obtained by deleting the inverter 24 from the window signal generation circuit 11b of FIG. Therefore, in the window signal WS output from the window signal generation circuit 11e, the high level section becomes a window, and is used together with the comparison circuit 13b of FIG.
[0047]
FIG. 6C is a circuit diagram showing a window signal generation circuit 11f of the sixth embodiment of the window signal generation circuit 11 in the jitter test circuit 1a of FIG. The window signal generation circuit 11f is obtained by deleting the inverter 24 from the window signal generation circuit 11c of FIG. Therefore, in the window signal WS output from the window signal generation circuit 11f, the high level section becomes a window, and is used together with the comparison circuit 13b of FIG.
[0048]
Next, the jitter test method by the jitter test circuit 1a of the first embodiment shown in FIG. 2 will be described in detail. As shown in the flow chart of the pass / fail judgment test in FIG. 9, the jitter test is performed when the jitter test circuit 1a is set to the calibration mode by an external command and the second time D2 is not jittered at the first time D1. A calibration phase 41 for adjusting to a value obtained by adding the period Dp of the clock signal CLK, and the jitter test circuit 1a is set to pass / fail judgment mode by an external command, and the second time D2 is set to a delay value obtained in the calibration phase. And a pass / fail judgment phase 42 for setting pass / fail judgment by setting the third time D3 to the jitter standard value JS by an external command.
[0049]
In the pass / fail judgment phase, the jitter test circuit 1a is one side back and forth with respect to the comparison clock signal DCLK obtained by delaying the clock signal by the first time D1 and the virtual signal obtained by delaying the comparison clock signal by one cycle. And a window signal WS provided with a window having a width of the third time D3. Therefore, it is necessary to set the delay values of the variable delay circuits 21, 25, and 27 of the window signal generation circuits 11a to 11f to a value obtained by adding the first time D1 to one cycle of the clock signal CLK and subtracting the third time D3. There is.
[0050]
On the other hand, these variable delay circuits are configured by connecting basic delay units such as two-stage inverters in series, and the delay value is adjusted by adjusting the number of basic delay units connected in series. Since the delay value varies depending on manufacturing factors and usage environment, a calibration phase is necessary. For example, when the frequency of the clock signal CLK is 100 MHz and the basic delay unit is 0.1 ns as a standard value, 10 ns of one cycle is obtained from the frequency of the clock signal CLK, and this is obtained as the basic delay unit of the standard delay value. If configured, 100 basic delay units connected in series are used. However, for example, if the delay value of the basic delay unit is increased by 25% due to manufacturing factors and is 0.125 ns, 80 basic delay units are connected in series to realize a delay of 10 ns for one cycle of the clock signal CLK. 100 basic delay units simply calculated from the frequency are not suitable. Here is the need for calibration.
[0051]
In the present invention, the basic delay unit serially connected so that the rising point (or falling point) of the comparison clock signal DCLK generated by delaying the clock signal CLK coincides with the center of the window delayed by one cycle. The number of basic delay units for one cycle is calibrated by adjusting the number and aligning the window positions. As a result, the number of basic delay units becomes irrelevant to 100, which is the number of basic delay units for one period calculated from the clock frequency of 100 MHz and the standard delay value of 0.1 ns of the basic delay unit. The basic delay unit of the 125 ns delay value is used to adjust to 80, which is the number required to delay 100 ns, which is one period of the comparison clock signal DCLK.
[0052]
FIG. 10 is a flowchart of the calibration phase of the jitter test method by the jitter test circuit 1a, and FIGS. 11A, 11B, and 11C are operation timing diagrams of the calibration phase. In FIG. 10, for simplification of explanation, it is assumed that the calibration is performed on the window signal generation circuit 11a of FIG. 3A in which the first time D1 is 0, and the first time D1 is not 0. The signal generation circuit will be described after the description of FIG.
[0053]
In FIG. 10, Np is the number of basic delay units corresponding to the period Dp (hereinafter referred to as the number of basic delay units for one period), that is, (the delay value Du × Np = Dp of the basic delay unit), and Npc Is a basic delay unit number temporarily set at the time of calibration (hereinafter referred to as a temporary basic delay unit number), and N3 is a basic delay unit number (a third delay time) that determines a third time D3 that is half the width of the window. And the relationship is Du × N3 = D3.
[0054]
In FIG. 10, first, in step 51, initial setting is performed. The test control circuit 12 controls the generation of the delay control information DINF based on the command CMD from the outside, and the provisional basic delay unit number Npc is set to the time from the rising edge of the comparison clock signal DCLK to the leading edge of the corresponding window. The number is set so as to be surely larger than the time obtained by adding the third time D3 to one cycle of the clock signal CLK. That is, as shown in FIG. 11A, the time Dc from the rising edge of the comparison clock signal DCLK to the leading edge of the corresponding window signal WS is set to Dc = Npc × Du = (Dp + n × Du). Further, the third basic delay unit number N3 is set so that the window is sufficiently larger than the jitter value of the comparison clock signal DCLK.
[0055]
Next, in step 52, it is determined whether or not the rising point (rising edge) or the falling point (falling edge) of the comparison clock signal DCLK is within the window of the window signal WS. If the edge is not in the window, go to step 53; if the edge is in the window, go to step 54. In FIG. 11A, for example, the point C representing the state of the window signal at the rising point of the comparison clock signal DCLK is at the high level and is outside the window, so the routine proceeds to step 53.
[0056]
In step 53, the temporary basic delay unit number Npc is reduced by one by updating the delay control information DINF and updated. That is, the time obtained by subtracting the first time D1 from the second time D2 (corresponding to the time from the rising or falling point of the comparison clock signal DCLK to the center of the window generated based on this) is 1 Decrease by the basic delay unit delay time Du. Thereafter, the process returns to step 52.
[0057]
By repeating step 52 and step 53, as shown in FIG. 11A, a window generated based on the rising edge of the comparison clock signal DCLK, for example, indicated by a thick line (displayed by a thick line on the window signal WS). ) Moves to the left in the figure and gradually approaches the rising point C after one cycle in the comparison clock signal DCLK.
[0058]
When it is first determined in step 52 that the comparison clock signal DCLK is within the window, that is, as shown in FIG. 11B, the thick line corresponding to the rising edge indicated by the thick line of the comparison clock signal DCLK. When the leading edge of the displayed window slightly precedes the next rising edge of the comparison clock signal DCLK and the point D is judged to be low level by the comparison circuit 13a, and the pass / fail judgment signal NG becomes low level Proceed to step 54.
[0059]
In step 54, the provisional basic delay unit number Npc at this time is stored as the maximum basic delay unit number Npmax. Assuming that the maximum delay value by the maximum number of basic delay units is Dmax, the period Dp (when there is no jitter) of the comparison clock signal DCLK, the third time D3, the number Np of basic delay units corresponding to the period Dp, the third The third basic delay unit number N3, which is the number of basic delay units corresponding to the time D3,
Npmax × Du = Dmax = Dp + D3
= (Np + N3) × Du
There is a relationship. In the next step 55, the provisional basic delay unit number Npc is reduced by one by updating the delay control information DINF and updated.
[0060]
In step 56, it is determined whether the rising edge and falling edge of the comparison clock signal DCLK are inside or outside the corresponding window. When the rising edge and the falling edge of the comparison clock signal DCLK are not outside the corresponding window, that is, inside the window, the process proceeds to step 57, and the temporary basic delay unit number Npc is changed by changing the delay control information DINF. Is updated by one, and the process returns to step 56.
[0061]
By repeating Step 56 and Step 57, the window indicated by the thick line corresponding to the rising edge indicated by the thick line of the comparison clock signal DCLK in FIG. 11B moves to the left.
[0062]
When it is first determined in step 56 that the comparison clock signal DCLK is outside the window, that is, as shown in FIG. 11C, the thick line corresponding to the rising edge indicated by the thick line of the comparison clock signal DCLK. When the trailing edge of the displayed window slightly precedes the next rising edge of the comparison clock signal DCLK and the point E is determined to be high level by the comparison circuit 13 and the pass / fail determination signal NG becomes high level, the step is performed. Go to 58.
[0063]
In step 58, the provisional basic delay unit number Npc at this time is stored as the minimum basic delay unit number Npmin. When the minimum delay value based on the minimum basic delay unit number is Dmin,
Npmin × Du = Dmin = Dp−D3
= (Np−N3) × Du
There is a relationship.
[0064]
Next, the routine proceeds to step 59, where the number Np of basic delay units corresponding to the period Dp is determined.
Np = (Npmax + Npmin) / 2
To complete the calibration phase.
[0065]
A value obtained by correcting the number Np of basic delay units corresponding to one period Dp when there is no jitter in the clock signal for comparison in this manner by changing the delay time of the basic delay unit due to manufacturing factors and environmental conditions. In the pass / fail judgment phase, if there is no jitter, calibration can be performed so that the rising point and falling point of the comparison clock signal are in the center of the corresponding window.
[0066]
In order to avoid a decrease in calibration accuracy due to abrupt jitter caused by strong external noise or the like and to approximate the calibration when there is no jitter in the comparison clock signal, step 52 in FIG. The edge is compared with the window at a plurality of times, and when the number of times determined to be in the window is equal to or greater than the predetermined number Nin, step 52 is determined to be in the window. In step 56, the edge and window may be compared a plurality of times, and when the number of times determined to be outside the window is equal to or greater than the predetermined number Nout, step 56 may be determined to determine that the object is outside the window. Further, in order to prevent a decrease in accuracy due to the influence of periodic jitter or the like of the comparison clock signal, the entire flow of FIG. 10 is executed a plurality of times in the calibration phase, and each corresponds to the obtained period Dp. If the average value of the number Np of basic delay units is taken to be the final Np, a decrease in calibration accuracy due to the influence of jitter can be reduced.
[0067]
The number Np of basic delay units corresponding to the period Dp is output to the outside of the semiconductor device 200 as delay control information DINF, and the actual delay value Du of the basic delay unit can be obtained by dividing the period of the clock signal by Np. . Thus, the third time D3 corresponding to the third basic delay unit number N3 can be accurately calculated, and can be accurately set to a desired window width in the pass / fail judgment phase.
[0068]
10 can be modified to a calibration flow including a window signal generation circuit in which the first time D1 is not zero. In the modified flow, instead of the calibration for determining the basic delay unit number Np for one period of the clock signal CLK, the calibration is completed, which is a time obtained by adding the first time D1 to one period Dp of the clock signal CLK. Calibration for determining the second basic delay unit number N2p corresponding to the second time is performed. The modification of FIG. 10 replaces the provisional basic delay unit number Npc (for one period) in steps 51, 53, 54, 55, 57 and 58 with the provisional basic delay unit number N2c (for the second time). In the initial setting of N2c in 51, the time from the rising or falling edge of the clock signal CLK to the leading edge of the corresponding window is longer than the time obtained by adding the first time D1 and the third time D3 to one cycle of the clock signal CLK. And the maximum basic delay unit number Npmax (for one period) in step 54 and step 59 is replaced with the maximum basic delay unit number N2max (for the second time). The minimum basic delay unit number Npmin (for one period) of step 58 is set to the minimum basic delay unit number N2 (for the second time). Replaced in, it may be replaced with basic delay unit number Np of one cycle of the clock signal CLK in step 59 to the second basic delay unit number N2p corresponding to the second time been calibrated.
[0069]
As a result, Npc, NPmax, and Npmin in each step become N2c, N2max, and N2min that are larger by the first basic delay unit number N1 corresponding to the first time D1, respectively. Therefore, the calibration calculated in step 59 The second basic delay unit number N2p corresponding to the completed second time is larger by the first basic delay unit number N1 corresponding to the first time D1 than the basic delay unit number Np for one period of the clock signal CLK. It becomes a number. To obtain the basic delay unit number Np for one period of the clock signal CLK in FIG. 10 from the second basic delay unit number N2p corresponding to the second time after calibration obtained in the modified flow described above, Np What is necessary is just to calculate as = N2p-N1.
[0070]
Next, a detailed flow of the pass / fail judgment phase will be described with reference to FIG. FIG. 12 is a flow when the window signal generation circuit 11a of FIG. 3A in which the first time D1 is 0 is used, similarly to FIG. 10 in the calibration phase. When the first time D1 is extended so that it can be applied to a window signal generation circuit that is not 0, in step 61, instead of setting the basic delay unit number Np for one cycle of the clock signal CLK, the second calibrated second time is set. What is necessary is just to change so that the 2nd basic delay unit number N2p equivalent to this time may be set.
[0071]
In the pass / fail judgment phase, first, in step 61, initial setting is performed. That is, the test control circuit 12 obtains the third delay time from the basic delay unit number Np for one cycle of the clock signal CLK obtained in the calibration phase based on the command CMD from the outside, the jitter standard value, and the basic delay unit delay value Du. A delay control information DINF is generated by calculating a third basic delay unit number N3, which is the number of basic delay units corresponding to the time D3 (half of the window width), and Np and N3 are set. The number of times PN and a predetermined number of times of failure FN are set.
[0072]
Next, the routine proceeds to step 62, where it is determined whether or not the rising edge and falling edge of the comparison clock signal DCLK are within the window. If the jitter J1 has a small jitter in FIG. 13A, as shown in the operation timing chart in the pass / fail judgment mode, the rising edge and the falling edge enter the window, and the pass / fail judgment signal NG becomes low level. If it is determined that the current position is within the window, the process proceeds to step 63, the pass count value PCNT is incremented by 1, and then the process proceeds to step 64.
[0073]
In step 64, it is determined whether or not the pass count value PCNT is less than a predetermined pass count PN. If the pass count value PCNT is less than the predetermined pass count PN, the process returns to step 62, and if it is not less than the predetermined pass count PN, it is determined as a non-defective product in step 65 and the process is terminated.
[0074]
In step 62, when the jitter J2 is large as shown in FIG. 13B, many states where the rising edge and the falling edge are outside the window occur, and the pass / fail judgment signal NG becomes high level. If it is determined that it is not within the window, the process proceeds to step 66, the count value FCNT of the number of failures is increased by 1, and the process proceeds to step 67.
[0075]
In step 67, it is determined whether or not the fail count value FCNT is less than a predetermined fail count FN. If the count value FCNT of the number of failures is less than the predetermined number of failures FN, the process returns to step 62, and if it is not less than the predetermined number of failures FN, it is determined as defective in step 68 and the process ends.
[0076]
Practically, in the pass / fail judgment phase, the test control circuit 12 fetches the signal level of the pass / fail judgment signal NG at an appropriate time interval even if it is not necessarily continuous, and the taken signal level of the pass / fail judgment signal NG is the pass level. When the count value PCNT of the number of times becomes equal to or greater than the predetermined number of passes PN, the determination signal JDG is output as a level indicating a non-defective product, and the count value FCNT of the number of times of failure in which the signal level of the accepted pass / fail determination signal NG is the fail level If the number of times of failure FN or more, the determination signal JDG may be output as a level indicating failure.
[0077]
As described above, in the first embodiment of the present invention, the calibration phase is provided before the pass / fail judgment phase, the jitter test circuit 1a is set to the calibration mode by the external command, and the positions of the comparison clock signal and the window signal are set. When the relationship is ideal when there is no jitter, the comparison clock signal DCLK is calibrated so that the rising point and the falling point are in the center of the corresponding window, and then the jitter test circuit 1a is set to pass / fail judgment mode. Then, the comparison clock signal DCLK and the window signal WS are compared, and depending on whether the rising point and the falling point of the comparison clock signal DCLK are in the corresponding window position or the position outside the window, respectively. Since pass / fail judgment is made, as in the second conventional example of FIG. Concrete factors, can be measured accurately jitter amount without being affected by environmental conditions. Since the jitter test circuit 1a is composed of the window signal generation circuit 11, the test control circuit 12, and the comparison circuit 13, which are digital circuits, it is easier to design than the second conventional example having an analog circuit portion. Since no special noise countermeasure is required, there is an advantage that it can be realized with a small occupied area.
[0078]
In the present invention, the jitter measurement unit is a delay time of a basic delay unit constituted by, for example, a two-stage inverter, and the jitter is measured by changing the number of sampling pulses within the measurement range. Compared with the method described in Japanese Patent No. 131636, the delay amount of the two-stage inverter can generally be made much smaller than the period of the sampling pulse, so that the present invention can measure with higher accuracy.
[0079]
The variable delay circuits 21 and 22 in the window signal generation circuit 11a of FIG. 3A may be configured by one variable delay circuit provided with a plurality of output taps. FIG. 14A is a circuit diagram of a variable delay circuit 71 used in place of the variable delay circuit 21 and the variable delay circuit 22. The variable delay circuit 71 includes, for example, a delay generation unit 72 in which a plurality of basic delay units 74 configured by two-stage inverters are connected in series, and a delay selection unit that selects a signal from an output point of each basic delay unit and outputs a signal. In the pass / fail judgment mode, as shown in FIG. 14A, the clock signal CLK is directly output from the first output tap as the comparison clock signal DCLK by the delay selection scan of the delay selection unit 73, The clock signal CLK is output from the second output tap as the delay signal T1 by selecting the output point delayed by the time obtained by subtracting the third time D3 from the period Dp, and the clock signal CLK as the delay signal T2 from the third output tap. Selects and outputs an output point delayed by a time obtained by adding the third time D3 to the period Dp. In the window signal generation circuit 11d shown in FIG. 6A, the variable delay circuits 21 and 22 can be replaced with the variable delay circuit 71 shown in FIG.
[0080]
Similarly, in the window signal generation circuit 11b of FIG. 3B, the variable delay circuits 22, 25, and 26 may be configured by one variable delay circuit 71 provided with a plurality of output taps. FIG. 14B is a circuit diagram of the variable delay circuit 71 corresponding to the case where the first time D1 and the third time D3 are made equal in the window signal generation circuit 11b. In the pass / fail judgment mode, as shown in FIG. 14B, the clock signal CLK is output from the first output tap as the comparison clock signal DCLK to the third time by the delay selection operation of the delay selection unit 73 based on the delay control information DINF. The output point delayed by D3 is selected and outputted, the output point delayed by the period Dp of the clock signal CLK from the second output tap as the delayed signal T11 is selected and outputted, and the clock signal CLK becomes the period as the delayed signal T12. An output point delayed by the time obtained by adding twice the third time D3 to Dp is selected and output. In the window signal generation circuit 11e shown in FIG. 6B, the variable delay circuits 22, 25 and 26 can be replaced with the variable delay circuit 71 shown in FIG. 14B.
[0081]
Next, a second embodiment of the jitter test circuit according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 15 is a block diagram of a jitter test circuit 1b according to the second embodiment of the present invention.
[0082]
The jitter test circuit 1b includes a window signal generation circuit 11, a test control circuit 12, and a comparison circuit 13 as in the jitter test circuit 1a of the first embodiment, but further includes an encoding circuit 16. Then, after calibration, the jitter value of the clock signal CLK is measured by comparing the comparison clock signal DCLK and the window signal WS while changing the window width, and the measurement result is encoded and output to the outside.
[0083]
Also in the jitter test circuit 1b, the window signal generation circuit 11 and the comparison circuit 13 are the same as those in the jitter test circuit 1a of the first embodiment, and the window signal generation circuits 11a, 11b, and 11c in FIG. The comparator circuit 13a is used in combination, or the window signal generation circuits 11d, 11e, and 11f in FIG. 6 and the comparator circuit 13b in FIG. 7 are used in combination.
[0084]
The test control circuit 12 inputs the command CMD including the operation mode designation and the comparison result of the comparison circuit 13, and controls the generation of the delay control information DINF and the execution of the test operation. In the calibration mode, the second time D2 is searched for delay control information DINF equal to the time obtained by adding the period Dp of the clock signal CLK when there is no jitter to the first time D1, and in the jitter measurement mode, the calibration is performed. The second time D2 is set based on the delay control information searched for in the mode, and the jitter value is determined based on the result of comparison performed a plurality of times by changing the third time D3 by the comparison circuit 13.
[0085]
That is, in the calibration mode, the delay control information DINF is set by setting the second time D2 to an initial time larger than the time obtained by adding the first time D1 and the third time D3 to one cycle of the clock signal CLK. Thereafter, the delay control information DINF is operated to monitor the comparison result from the comparison circuit 13 while gradually decreasing the delay time of the second time D2 in increments of basic delay units, and the rising point of the comparison clock signal DCLK and Calibration is performed by searching for delay control information DINF corresponding to the second time D2 at which the falling point is located at the center of the window.
[0086]
In the jitter measurement mode, the second time D2 is set based on the delay control information DINF searched in the calibration mode, and the comparison is performed while changing the window width by controlling the third time D3 by the delay control information DINF. The jitter value JV is determined from the delay control information DINF corresponding to the third time D3 of the critical value, which is monitored in correspondence with the comparison result of the circuit 13 and the judgment is changed from a non-defective product to a defective product.
[0087]
The encoding circuit 16 generates and outputs encoded jitter information JINF from the jitter value JV determined by the test control circuit 12 and the delay control information DINF.
[0088]
FIG. 16 shows an example of encoding of the jitter value JV. The jitter value JV is sent to the encoding circuit 16 as the number of basic delay units corresponding to the measured actual jitter value, and the encoding circuit 16 encodes the number of basic delay units corresponding to the jitter value into a binary number representation. Output as encoded jitter information JINF. However, the encoding circuit is not limited to this. When the delay value of one basic delay unit is much smaller than the jitter value, for example, M (M is a positive integer) basic delay units. May be encoded as the same jitter value. Alternatively, the delay value Du of the basic delay unit is held in the encoding circuit 16 and the jitter value detected as the third basic delay unit number N3 corresponding to the jitter is multiplied by the delay value Du to obtain the jitter value in time. It may be encoded and output after conversion.
[0089]
Next, a jitter test method using the jitter test circuit 1b of the second embodiment shown in FIG. 15 will be described in detail. As shown in the flow chart of the jitter test in FIG. 17, the jitter test by the jitter test circuit 1b is performed by setting the jitter test circuit 1b to the calibration mode by an external command and setting the second time D2 to the first time D1. A calibration phase 81 for adjusting to a value obtained by adding the cycle Dp of the clock signal CLK when there is no signal, and the jitter test circuit 1b is set to the jitter measurement mode by an external command, and the second time D2 is obtained in the calibration phase. Set a delay value and compare the rising and falling points of the comparison clock signal DCLK and the window signal WS several times while changing the window width by changing the third time D3 that is half the window width. The jitter value is determined by detecting the third time D3 determined to be defective. It turned into it and a jitter measurement phase 82 to be output.
[0090]
The calibration phase 81 is the same as the calibration phase 41 in the first embodiment, and calibration is performed by the same method as the flow of FIG.
[0091]
A detailed flow of the jitter measurement phase will be described with reference to FIG. FIG. 18 is a flow when the window signal generation circuit 11a of FIG. 3A in which the first time D1 is 0 is used as in FIG. 10 of the calibration phase. When the first time D1 is extended so that it can be applied to a window signal generation circuit that is not 0, in step 91, instead of setting the basic delay unit number Np for one cycle of the clock signal CLK, the second calibrated second time is set. The second basic delay unit number N2p corresponding to the time may be changed.
[0092]
In the jitter measurement phase, first, in step 91, initial setting is performed. That is, the test control circuit 12 uses the third basic delay which is the number of basic delay units corresponding to Np obtained in the calibration phase based on the command CMD from the outside and the third time D3 which is half the window width. An initial value of the unit number N3 is set by the delay control information DINF, and a predetermined pass number PN, a predetermined fail number FN, and a predetermined repeated measurement number MN are set. Next, the process proceeds to step 92 where 1 is added to the number of times of measurement i and updated.
[0093]
Next, the routine proceeds to step 93, where it is determined whether or not the rising edge and falling edge of the comparison clock signal DCLK are within the window. In the operation timing chart of FIG. 19A, since the initial value of the third time D3 is set to be large, the window width of the window signal becomes much larger than the jitter of the comparison clock signal DCLK. Since the rising edge and the falling edge of the clock signal DCLK for use enter the window, the outputs C1 and C2 of the flip-flops are both at the low level and the pass / fail judgment signal NG is at the low level. If it is determined that the current position is within the window, the process proceeds to step 94 where the pass count value PCNT is incremented by 1 and updated, and then the process proceeds to step 95.
[0094]
In step 95, it is determined whether or not the pass count value PCNT is less than a predetermined pass count PN. If the pass count value PCNT is less than the predetermined pass count PN, the process returns to step 93, and if not less than the predetermined pass count PN, the process proceeds to step 96 and the basic delay corresponding to the third time D3 is determined by the delay control information DINF. The third basic delay unit number N3, which is the number of units, is updated by reducing it by one, and the pass count value PCNT and the fail count value FCNT are cleared to 0, and the process returns to step 93.
[0095]
For example, when PN is set to 5, in the state of FIG. 19A, if the path determination is repeated four times in step 93, the fifth path determination proceeds to step 96 and the third basic delay unit number N3. Is reduced by one. As a result, it is assumed that the state shown in FIG.
[0096]
Step 93 is performed in the state of FIG. 19B, but the window width of the window signal is still larger than the jitter of the comparison clock signal DCLK. Therefore, as shown by a point G2, the rising edge of the comparison clock signal DCLK and The falling edge enters the window, the outputs C1 and C2 of the flip-flops are both low level, and the pass / fail judgment signal NG is low level.
[0097]
In the state shown in FIG. 19B, when the path determination is repeated four times in step 93, the fifth path determination proceeds to step 96 where the third basic delay unit number N3 is decreased by one. As a result, the state shown in FIG.
[0098]
In step 93, when the jitter is large with respect to the window as shown in FIG. 13C, the rising edge and the falling edge are outside the window as shown at point G3, so that the outputs C1 and C2 of the flip-flops are at the high level. And the pass / fail judgment signal NG becomes high level. As described above, when it is determined in step 93 that it is not in the window, the process proceeds to step 97, the count value FCNT of the number of times of failure is increased by 1, and then the process proceeds to step 98.
[0099]
In step 98, it is determined whether or not the fail count value FCNT is less than a predetermined fail count FN. If the count value FCNT of the number of failures is less than the predetermined number of failures FN, the process returns to step 93, and if not less than the predetermined number of failures FN, the process proceeds to step 99.
[0100]
For example, when FN = 2 is set, FCNT is updated to 1 at the first fail determination when the high level of the pass / fail determination signal NG is read for the first time, and the process returns to step 93. Before the PCNT reaches 5 times, the high / low level of the pass / fail judgment signal NG is read, and if the second fail judgment occurs, the process proceeds to step 99.
[0101]
In step 99, the third basic delay unit number N3 at this time is stored in a predetermined storage area Z (i) as the basic delay number Nj (i) for jitter. In addition, the pass count value PCNT and the fail count value FCNT are cleared to zero.
[0102]
Next, the routine proceeds to step 100, where it is determined whether or not the number of measurements i is less than a predetermined number of repeated measurements MN. If it is less than the predetermined number of repeated measurements MN, the process returns to step 92 to continue the measurement. When the number of repeated measurements is MN or more, the process proceeds to step 101.
[0103]
In step 101, an average value of the basic delay numbers Nj (1) to Nj (MN) for the MN times stored in each of the storage areas Z (i) is calculated and output from the test control circuit 12 as a jitter value JV. .
[0104]
In step 102, the encoding circuit 16 encodes the jitter value as shown in FIG. 16, for example, and outputs it to the outside.
[0105]
As described above, in the second embodiment of the present invention, the calibration phase is provided before the jitter measurement phase, the jitter test circuit 1b is set to the calibration mode by the external command, and the positions of the comparison clock signal and the window signal are set. In an ideal case where there is no jitter, the relationship is calibrated so that the rising point and falling point of the comparison clock signal DCLK are in the center of the corresponding window, and then the jitter test circuit 1b is set to the jitter measurement mode. The jitter is measured by changing the third time D3 according to the delay control information DINF and comparing the comparison clock signal DCLK and the window signal WS, and the average value of a plurality of measurements is encoded as the jitter value. Outputs jitter accurately without being affected by manufacturing factors and environmental conditions Can be measured, the amount of jitter can be output to the outside of the semiconductor device mounted with a jitter test circuit 1b in serial or parallel as digital data encoding. This makes it possible to evaluate and analyze jitter such as evaluation of the distribution of jitter values by repeated measurement over a long period of time. Since the jitter test circuit 1b is composed of a digital circuit as in the first embodiment, it is easier to design than the second conventional example having an analog circuit portion and requires special noise countermeasures. Therefore, there is an advantage that it can be realized with a small occupied area.
[0106]
FIG. 20 is a block diagram of a jitter test circuit 1c according to the third embodiment of this invention. The jitter test circuit 1c includes a window signal generation circuit 11, a test control circuit 12, and a comparison circuit 13, as with the jitter test circuit 1a of the first embodiment shown in FIG. A detection circuit 17 is provided. Since the functions of the window signal generation circuit 11, the test control circuit 12, and the comparison circuit 13 are the same as those in the jitter test circuit 1a, description thereof is omitted.
[0107]
The same sign continuous data detection circuit 17 outputs the same sign continuous data detection signal CSS when it is detected in the data signal DATA inputted from the outside that the data of the same sign continues for a predetermined number of data DN or more.
[0108]
The same sign continuous data detection circuit 17 is set in advance with a same sign continuous data counter 18 that counts the number of times when the data with the same sign is continuous, that is, when 0 data is continuous or 1 data is continuous. Comparing the predetermined number of data DN with the count value CCN of the same sign continuous data counter 18 and, if the count value CCN is equal to or greater than the predetermined number of data DN, outputting the same sign continuous data detection signal CSS And a container 19.
The jitter test circuit 1c operates similarly to the jitter test circuit 1a in the calibration mode and the pass / fail judgment mode only by replacing the clock signal CLK with the recovery clock signal RCLK in the jitter test circuit 1a of FIG.
[0109]
The clock recovery PLL circuit 4 extracts and reproduces the recovery clock signal RCLK based on the change of the data signal DATA, and supplies it to the window signal generation circuit 11 and the internal circuit. Even when data of the same sign continues in the data signal DATA, the clock recovery PLL circuit 4 keeps generating the recovery clock signal RCLK while maintaining the period and phase of the recovery clock signal RCLK so far. Known examples of such a type of clock recovery PLL circuit include a phase synchronization circuit described in Japanese Patent Laid-Open No. 6-315024, a phase synchronization circuit described in Japanese Patent Laid-Open No. 10-285150, and the like.
[0110]
When both the same code continuous data detection signal CSS and the determination result signal JDG continue to be in an active signal level state, that is, data having the same code continues in the data signal DATA, and the jitter test circuit 1c has a jitter equal to or greater than the jitter specified value. Is continuously detected, there is a strong possibility that the lock frequency of the clock recovery PLL circuit has shifted for some reason. However, since the data signal DATA does not change during reception of the same-symbol continuous data, the clock recovery PLL circuit 4 itself cannot detect a phase shift, and thus the phase difference continues to expand beyond the phase that should be locked.
[0111]
FIG. 21 is a timing chart of an operation example when the data signal DATA changes from 1/0 repetition to 1 continuous data. The count value CCN of the same sign continuous data counter is incremented when the data signal DATA becomes 1 continuous data, and the recovery clock RCLK continues to maintain the signal even after the data signal DATA becomes 1 continuous data. When the predetermined number of data DN is set to 3, when the count value CCN becomes 3, the same sign continuous data detection signal CSS becomes active high level. When the period of the recovery clock RCLK changes and becomes large at time H, the pass / fail judgment signal NG becomes active high level, and when the pass / fail judgment signal NG continues high level, the judgment result signal JDG becomes active high level. . As described above, since the jitter test circuit 1c outputs the same sign continuous data detection signal CSS and the determination result signal JDG, there is an advantage that it can be detected when a shift occurs in the lock frequency of the clock recovery PLL circuit. Arise.
[0112]
FIG. 22 is a diagram showing another embodiment of a semiconductor device equipped with the jitter test circuit of the present invention. In the semiconductor device 201, a frequency dividing circuit 111 is mounted instead of the PLL circuit 2 in the semiconductor device 200 of FIG. 1, and in the jitter test circuit 1, a jitter test of the divided clock signal DVCLK generated by dividing the input clock signal ICLK is performed. Perform a pass / fail judgment test or jitter measurement test.
[0113]
FIG. 23 is a diagram showing still another embodiment of a semiconductor device equipped with the jitter test circuit of the present invention. In the semiconductor device 202, a multiplied PLL circuit 112 is mounted instead of the PLL circuit 2 in the semiconductor device 200 of FIG. 1, and the jitter test circuit 1 performs a jitter test of the multiplied clock signal NCLK generated by multiplying the input clock signal ICLK by N. Do.
[0114]
FIG. 24 is a diagram showing still another embodiment of a semiconductor device equipped with the jitter test circuit of the present invention. In the semiconductor device 203, dedicated PLL circuits 121 and 122 are provided for the plurality of internal circuits A and B, respectively, and the clock signal CLKA and CLKB of the PLL circuits 121 and 122 are selected by the selector 123 using the selection signal SEL. The clock signal SCLK is supplied to the jitter test circuit 1. By configuring the semiconductor device 203 in this way, a plurality of clock signals used inside the device can be tested with one jitter test circuit.
[0115]
FIG. 25 is a diagram showing still another embodiment of a semiconductor device equipped with the jitter test circuit of the present invention. In the semiconductor device 204, the clock signal CLK generated by the PLL circuit 2 and the high-quality clock FCLK supplied from the outside are input to the selector 131, and the selection clock SCLK that is an output from the selector is generated by the PLL circuit 2. The clock signal CLK is determined based on the test result of the jitter test circuit 1. When the jitter of the clock signal CLK generated by the PLL circuit 2 is large and is inconvenient as a clock signal for the operation test of the internal circuit, the internal circuit operates by supplying a high-quality clock FCLK with small jitter from the outside to the internal circuit. Test can be done.
[0116]
FIG. 26 is a diagram showing still another embodiment of the semiconductor device equipped with the jitter test circuit of the present invention. In the semiconductor device 205, either the input clock signal ICLK or the clock signal CLK generated by the PLL circuit 2 is selected and input by the selector 141, and the selected clock SCLK output from the selector 141 is jittered by the jitter test circuit 1. It is configured to test. In particular, in the jitter measurement test, the jitter measurement of the input clock signal ICLK and the jitter measurement of the clock signal CLK generated by the PLL circuit 2 are respectively performed, and the former is subtracted from the latter, thereby excluding the influence of the input jitter and resulting only from the PLL circuit 2. A jitter value can be obtained.
[0117]
FIG. 27 is a diagram showing still another embodiment of a semiconductor device equipped with the jitter test circuit of the present invention. The semiconductor device 206 includes a statistical circuit 151 in addition to the configuration of the semiconductor device 200 of FIG. The jitter signal of the clock signal CLK generated by the PLL circuit 2 is measured by the jitter test circuit 1, the encoded jitter information JINF is taken into the statistical circuit 151, and the jitter value distribution of the clock signal CLK is obtained by taking statistics of jitter for a certain period. Can be measured.
[0118]
FIG. 28 is a diagram showing still another embodiment of a semiconductor device equipped with the jitter test circuit of the present invention. The semiconductor device 207 includes a plurality of clock recovery PLL circuits 161, 162, and 163 that generate recovery clocks from input data signals, and output clock signals CLKA, CLKB, and CLKC from the clock recovery PLL circuits 161, 162, and 163, respectively. Is selected as a clock signal to be tested by the selection signal SEL and supplied to the jitter test circuit 1, and one of CLKA, CLKB and CLKC is supplied to the internal circuit as the selection clock signal SCLK by the selection signal SEL. The selector 164 to be mounted is mounted. The jitter of the clock signals CLKA, CLKB, and CLKC can be measured by the jitter test circuit 1, and the clock signal with the least jitter can be supplied to the internal circuit as the selected clock signal SCLK.
[0119]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the jitter test circuit is set to the calibration mode before the pass / fail judgment or jitter measurement is performed, and the positional relationship between the comparison clock signal and the window signal is used for comparison in an ideal case where there is no jitter. Calibration is performed by adjusting the number of basic delay units constituting the variable delay circuit so that the rising point and falling point of the clock signal DCLK are in the center of the corresponding window, and then the jitter test circuit is set to pass / fail judgment mode. Alternatively, the jitter measurement mode is set, the comparison clock signal DCLK and the window signal WS are compared, and the rising point and the falling point of the comparison clock signal DCLK are in the corresponding window positions or outside the window. The jitter test circuit of the present invention. By using the semiconductor device equipped with this jitter test circuit and the test method using the jitter test circuit of the present invention, the amount of jitter can be accurately measured without being affected by manufacturing factors and environmental conditions as in the second conventional example. There is an effect that can be done.
[0120]
In addition, since the jitter test circuit of the present invention is constituted by a digital circuit, it is easier to design than the second conventional example having an analog circuit portion, and does not require special noise countermeasures, so that it can be realized with a small occupied area. There is an advantage that you can.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram schematically showing a semiconductor device equipped with a jitter test circuit of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram of a first embodiment of a jitter test circuit of the present invention.
FIGS. 3A, 3B, and 3C are circuit diagrams of a window signal generation circuit. FIG.
FIG. 4 is a circuit diagram of a comparison circuit.
FIG. 5 is an operation timing chart of the jitter test circuit.
6A, 6B, and 6C are circuit diagrams of a window signal generation circuit.
FIG. 7 is a circuit diagram of a comparison circuit.
FIG. 8 is an operation timing chart of the jitter test circuit.
FIG. 9 is a flowchart of a pass / fail judgment test.
FIG. 10 is a detailed flowchart of the calibration phase.
FIGS. 11A, 11B, and 11C are timing diagrams showing the operation of the jitter test circuit in the calibration phase.
FIG. 12 is a detailed flowchart of the pass / fail judgment phase.
FIGS. 13A and 13B are timing charts showing the operation of the jitter test circuit in the pass / fail judgment phase.
FIG. 14 is a circuit diagram of a configuration example of a variable delay circuit.
FIG. 15 is a block diagram of a second embodiment of a jitter test circuit according to the present invention;
FIG. 16 is a diagram illustrating an example of encoding by an encoding circuit.
FIG. 17 is a flowchart of a jitter measurement test.
FIG. 18 is a detailed flowchart of the jitter measurement phase.
FIGS. 19A, 19B, and 19C are timing charts showing the operation of the jitter test circuit in the jitter measurement phase.
FIG. 20 is a block diagram of a third embodiment of a jitter test circuit according to the present invention.
FIG. 21 is an operation flowchart of the jitter test circuit according to the third embodiment;
FIG. 22 is a diagram schematically showing another embodiment of a semiconductor device equipped with the jitter test circuit of the present invention.
FIG. 23 is a diagram schematically showing another embodiment of a semiconductor device equipped with the jitter test circuit of the present invention.
FIG. 24 is a diagram schematically showing another embodiment of a semiconductor device equipped with the jitter test circuit of the present invention.
FIG. 25 is a diagram schematically showing another embodiment of a semiconductor device equipped with the jitter test circuit of the present invention.
FIG. 26 is a diagram schematically showing another embodiment of a semiconductor device equipped with the jitter test circuit of the present invention.
FIG. 27 is a diagram schematically showing another embodiment of a semiconductor device equipped with the jitter test circuit of the present invention.
FIG. 28 is a diagram schematically showing another embodiment of a semiconductor device equipped with the jitter test circuit of the present invention.
FIG. 29 is a block diagram of a jitter test circuit of a first conventional example.
FIG. 30 is a block diagram of a jitter test circuit of a second conventional example.
[Explanation of symbols]
1,1a, 1b, 1c Jitter test circuit
2 PLL circuit
11, 11a, 11b, 11c, 11d, 11e, 11f Window signal generation circuit
12 Test control circuit
13, 13a, 13b comparison circuit
16 Coding circuit
17 Same sign continuous data detection circuit
200, 201, 202, 203, 204, 205, 206, 207 Semiconductor device
CLK clock signal
CMD command
CSS Same sign continuous data detection signal
DCLK Comparison clock signal
DINF delay control information
JDG judgment result signal
JINF encoding jitter information
NG Pass / fail judgment signal
WS window signal

Claims (28)

比較用クロックのエッジから第1時間遅れたエッジ及び前記比較用クロックの前記エッジから第2時間進んだエッジにより定義されるウィンドウを有するウィンドウ信号を生成するウィンドウ信号生成回路と、
前記ウィンドウ信号と前記比較用クロック信号のエッジとを比較し比較結果を出力する比較回路と、を備えることを特徴とするジッタテスト回路。
A window signal generation circuit for generating a window signal having a window defined by the second hour ahead edges from the edge of the first time delay edges and the comparison clock from the comparison clock edge,
A jitter test circuit comprising: a comparison circuit that compares the window signal with an edge of the comparison clock signal and outputs a comparison result.
前記比較回路は、前記入力信号のエッジが前記ウィンドウ内からはずれたときに不良判定信号を前記比較結果として出力することを特徴とする請求項1記載のジッタテスト回路。  2. The jitter test circuit according to claim 1, wherein the comparison circuit outputs a defect determination signal as the comparison result when an edge of the input signal deviates from the window. 前記ウィンドウ信号生成回路は、クロックを受信するとともに、このクロックを前記比較用クロックとして出力することを特徴とする請求項1に記載のジッタテスト回路。The jitter test circuit according to claim 1, wherein the window signal generation circuit receives a clock and outputs the clock as the comparison clock. 前記ウィンドウ信号生成回路は、クロックを受信するとともに、このクロックから位相が第3時間遅れた前記比較用クロックを生成して出力することを特徴とする請求項1に記載のジッタテスト回路。2. The jitter test circuit according to claim 1, wherein the window signal generation circuit receives a clock and generates and outputs the comparison clock whose phase is delayed by a third time from the clock. 前記ウィンドウ信号生成回路は、前記比較用クロックから位相が第4時間遅れた第1遅延クロックと、前記第1遅延クロックから位相が第5時間遅れた第2遅延クロックと、の排他的論理和または排他的論理和の否定によって前記ウィンドウ信号を生成することを特徴とする請求項3または4に記載のジッタテスト回路。The window signal generation circuit includes an exclusive OR of a first delay clock whose phase is delayed by a fourth time from the comparison clock and a second delay clock whose phase is delayed by a fifth time from the first delay clock, or 5. The jitter test circuit according to claim 3, wherein the window signal is generated by negation of exclusive OR. 前記ウィンドウ信号生成回路は、受信した信号の位相を前記第4時間遅らせる第2遅延回路と、受信した信号の位相を前記第5時間遅らせる第3遅延回路と、受信した信号のそれぞれの排他的論理和を出力するEX-ORゲートと、を含むことを特徴とする請求項5に記載のジッタテスト回路。The window signal generation circuit includes a second delay circuit that delays the phase of the received signal for the fourth time period, a third delay circuit that delays the phase of the received signal for the fifth time period, and the exclusive logic of each of the received signals. 6. The jitter test circuit according to claim 5, further comprising an EX-OR gate that outputs a sum. 前記ウィンドウ信号生成回路は、受信した信号の位相を前記第3時間遅らせる第1遅延回路をさらに含むことを特徴とする請求項6に記載のジッタテスト回路。The jitter test circuit according to claim 6, wherein the window signal generation circuit further includes a first delay circuit that delays a phase of the received signal for the third time period. 前記第2遅延回路は前記クロックを受信するとともに前記第1遅延クロックを生成して出力し、前記第3遅延回路および前記EX―ORゲートは前記第1遅延クロックを共通に受信することを特徴とする請求項6に記載のジッタテスト回路。The second delay circuit receives the clock and generates and outputs the first delay clock, and the third delay circuit and the EX-OR gate receive the first delay clock in common. The jitter test circuit according to claim 6. 前記第1遅延回路と前記第2遅延回路は共通に前記クロックを受信し、前記第2遅延回路は前記クロックに基づき前記第1遅延クロックを生成して出力し、前記第3遅延回路と前記EX-ORゲートは前記第2遅延回路が出力した前記第1遅延クロックを共通に受信することを特徴とする請求項7に記載のジッタテスト回路。The first delay circuit and the second delay circuit commonly receive the clock, the second delay circuit generates and outputs the first delay clock based on the clock, and the third delay circuit and the EX 8. The jitter test circuit according to claim 7, wherein the -OR gate commonly receives the first delay clock output from the second delay circuit. 前記第1遅延回路と前記第3遅延回路と前記EX-ORゲートは共通に前記クロックを受信することを特徴とする請求項7に記載のジッタテスト回路。The jitter test circuit according to claim 7, wherein the first delay circuit, the third delay circuit, and the EX-OR gate receive the clock in common. 前記第1ないし第3の遅延回路のそれぞれは、二のインバータを直列接続した一の基本遅延単位を複数個直列に接続してなることを特徴とする請求項7に記載のジッタテスト回路。8. The jitter test circuit according to claim 7, wherein each of the first to third delay circuits is formed by connecting a plurality of one basic delay unit in which two inverters are connected in series. 前記第1ないし第3遅延回路のそれぞれの前記基本遅延単位の個数は遅延制御情報により制御され、前記第1ないし第3の遅延回路のそれぞれは前記遅延制御情報を受信することを特徴とする請求項11に記載のジッタテスト回路。The number of basic delay units of each of the first to third delay circuits is controlled by delay control information, and each of the first to third delay circuits receives the delay control information. Item 12. The jitter test circuit according to Item 11. 外部からのコマンドを受けて、前記第1ないし第3遅延回路のそれぞれが有する位相の遅延量を制御する遅延制御情報を前記第1ないし前記第3遅延回路のそれぞれに出力するとともに、前記比較回路から前記不良判定信号を受信して前記クロックの状態の良否を判定するテスト制御回路と、
をさらに有することを特徴とする請求項7に記載のジッタテスト回路。
In response to an external command, the first to third delay circuits output delay control information for controlling the phase delay amount of each of the first to third delay circuits to each of the first to third delay circuits, and the comparison circuit. A test control circuit that receives the defect determination signal from the signal and determines whether the clock state is good or bad;
The jitter test circuit according to claim 7, further comprising:
前記比較回路は、前記比較用クロックと前記ウィンドウ信号とを受信する第1のフリップフロップと、前記ウィンドウ信号と前記比較用クロックの反転とを受信する第2フリップフロップと、前記第1フリップフロップおよび前記第2フリップフロップからの出力信号を受信して前記クロックにジッタ規格値以上のジッタが発生しているか否かを示す不良判定信号を出力する論理ゲートと、を含むことを特徴とする請求項1に記載のジッタテスト回路。The comparison circuit includes: a first flip-flop that receives the comparison clock and the window signal; a second flip-flop that receives the window signal and an inversion of the comparison clock; the first flip-flop; And a logic gate that receives an output signal from the second flip-flop and outputs a failure determination signal indicating whether or not jitter exceeding a jitter standard value is generated in the clock. The jitter test circuit according to 1. 前記テスト制御回路は、前記遅延制御情報を前記第1ないし第3遅延回路に出力して前記第1ないし第3の遅延回路が有する位相の遅延量を制御する演算部と、前記コマンドおよび前記不良判定信号とに基づいて前記演算部の動作を制御する制御部と、を含むことを特徴とする請求項13にジッタテスト回路。The test control circuit outputs the delay control information to the first to third delay circuits to control a phase delay amount of the first to third delay circuits, the command, and the defect The jitter test circuit according to claim 13, further comprising: a control unit that controls an operation of the arithmetic unit based on the determination signal. 前記テスト制御回路が、前記不良判定信号を受信するとともに当該受信した前記不良判定信号に基づいて前記クロックに生じたジッタ値を算出して出力する処理をさらに行うジッタテスト回路であって、前記テスト制御回路が出力した前記ジッタ値を受信して符号化し、外部へ出力する符号化回路をさらに有することを特徴とする請求項13に記載のジッタテスト回路。The test control circuit is a jitter test circuit that receives the defect determination signal and further calculates and outputs a jitter value generated in the clock based on the received defect determination signal. 14. The jitter test circuit according to claim 13, further comprising an encoding circuit that receives and encodes the jitter value output from the control circuit and outputs the encoded jitter value to the outside. 前記第1ないし第3の遅延回路のそれぞれは、二のインバータを直列接続した一の基本遅延単位を複数個直列に接続してなり、前記符号化回路は、前記テスト制御回路から受信した前記ジッタ値を、前記基本遅延単位の個数に基づく2進数に符号化して出力することを特徴とする請求項16に記載のジッタテスト回路。Each of the first to third delay circuits includes a plurality of basic delay units each having two inverters connected in series, and the encoding circuit receives the jitter received from the test control circuit. 17. The jitter test circuit according to claim 16, wherein the value is encoded into a binary number based on the number of basic delay units and output. データ信号の符号を前記クロックに基づいた所定のタイミングで検査し、前記所定のタイミングごとの検査において前記データ信号の符号が複数回連続して同符号となったことを確認した場合に前記データ信号の符号が連続した回数をカウントするとともに、カウントした値が基準値以上となった場合には同符号連続データ検出信号を出力する同符号連続データ検出回路をさらに有することを特徴とする請求項3ないし17のいずれか一に記載のジッタテスト回路。The data signal is checked when the sign of the data signal is inspected at a predetermined timing based on the clock, and in the inspection at each predetermined timing, it is confirmed that the sign of the data signal is the same sign a plurality of times. 4. The apparatus according to claim 3, further comprising a same sign continuous data detection circuit that counts the number of consecutive times of the same code and outputs a same sign continuous data detection signal when the counted value is equal to or greater than a reference value. 18. The jitter test circuit according to any one of items 17 to 17. 前記同符号連続データ検出回路は、前記データ信号の符号が同符号となった回数をカウントする同符号連続データカウンタと、前記同符号連続データカウンタがカウントした値を受信して前記基準値と比較し、前記同符号連続データカウンタがカウントした値が前記基準値以上となった場合に前記同符号連続データ検出信号を出力する同符号連続データ判定器と、を含むことを特徴とする請求項18に記載のジッタテスト回路。The same sign continuous data detection circuit receives a value counted by the same sign continuous data counter that counts the number of times the data signal has the same sign, and compares it with the reference value. 19. The same sign continuous data determination unit that outputs the same sign continuous data detection signal when a value counted by the same sign continuous data counter becomes equal to or greater than the reference value. The jitter test circuit described in 1. 前記ウィンドウ信号は、比較用クロックのエッジから第1時間遅れたエッジ及び前記比較用クロックの前記エッジから第2時間進んだエッジにより定義されることを特徴とする請求項1に記載のジッタテスト回路。2. The jitter test circuit according to claim 1, wherein the window signal is defined by an edge delayed by a first time from an edge of the comparison clock and an edge advanced by a second time from the edge of the comparison clock. . 一の周期を有するクロックと第1時間の位相差を有する比較用クロックに対して前記周期よりジッタ規格値分短い第2時間、位相が遅れた第1遅延クロックと、前記比較用クロックに対して前記周期よりジッタ規格値分長い第3時間、位相が遅れた第2遅延クロックと、の排他的論理和または排他的論理和の否定からなるウィンドウ信号を生成するステップと、
前記比較用クロックのエッジと、前記ウィンドウ信号の内の前記第3時間と前記第2時間の差に相当する時間幅を有する部分の両端に位置するエッジと、の位置関係に基づいて前記クロックに発生したジッタを評価するステップと、
を有することを特徴とするジッタテスト方法。
For a clock having one period and a comparison clock having a phase difference between the first time, a first delay clock whose phase is delayed for a second time shorter than the period by a jitter standard value, and for the comparison clock Generating a window signal consisting of exclusive OR or negation of exclusive OR with a third time longer than the period by a jitter standard value and a second delayed clock whose phase is delayed;
Based on the positional relationship between the edge of the comparison clock and the edges located at both ends of a portion having a time width corresponding to the difference between the third time and the second time in the window signal, Evaluating the generated jitter; and
A jitter test method comprising:
前記ウィンドウ信号を生成する前記ステップは、
前記比較用クロックの位相を前記第2時間と前記時間幅の和より長い時間遅らせたクロックと、このクロックの位相を前記時間幅だけ遅らせたクロックと、の排他的論理和また排他的論理和の否定からなる第1仮ウィンドウ信号を生成する第1ステップと、
前記第1の仮ウィンドウ信号における前記時間幅を有する部分の両端に位置するエッジの内、早い時点に位置するエッジが前記比較用クロックの内の一のエッジと一致する時点まで前記仮のウィンドウ信号の位相を進めた第2仮ウィンドウ信号を生成する第2ステップと、
前記第2仮ウィンドウ信号における前記時間幅を有する部分の両端に位置するエッジの内、遅い時点に位置するエッジが前記比較用クロックの内の一のエッジと一致する時点まで位相を進めた第3仮ウィンドウ信号を生成する第3ステップと、
前記比較用クロックと前記第2仮ウィンドウ信号との位相差より小さく、かつ前記比較クロックと前記第3仮ウィンドウ信号との位相差より大きい時間、前記比較用クロックの位相を遅らせて前記ウィンドウ信号を生成する第4ステップと、
を含むことを特徴とする請求項21に記載のジッタテスト方法。
The step of generating the window signal comprises:
An exclusive OR or an exclusive OR of a clock obtained by delaying the phase of the comparison clock by a time longer than the sum of the second time and the time width and a clock obtained by delaying the phase of the clock by the time width A first step of generating a first temporary window signal consisting of negation;
The temporary window signal until a time when an edge located at an earlier time of edges located at both ends of the portion having the time width in the first temporary window signal coincides with one edge of the comparison clock. A second step of generating a second temporary window signal in which the phase of
A phase whose phase is advanced to a time point where an edge located at a later time point coincides with one edge of the comparison clock among edges located at both ends of the portion having the time width in the second temporary window signal. A third step of generating a temporary window signal;
The window signal is delayed by delaying the phase of the comparison clock for a time that is smaller than the phase difference between the comparison clock and the second temporary window signal and greater than the phase difference between the comparison clock and the third temporary window signal. A fourth step of generating,
The jitter test method according to claim 21, further comprising:
前記クロックに発生したジッタを評価する前記ステップは、
前記比較用クロックのエッジが、前記ウィンドウ信号の内、前記時間幅を有する部分の両端にあるエッジの間に位置するか否かを判定する第5ステップと、
前記比較用クロックのエッジが、前記ウィンドウ信号の内、前記時間幅を有する部分の両端にあるエッジの間に位置する場合には前記クロックの状態を良好と判断し、前記比較用クロックのエッジが、前記ウィンドウ信号の内、前記時間幅を有する部分の両端にあるエッジの間にない場合には前記クロックの状態を不良と判断する第6ステップと、を含むことを特徴とする請求項21に記載のジッタテスト方法。
The step of evaluating jitter generated in the clock comprises the steps of:
A fifth step of determining whether an edge of the comparison clock is located between edges at both ends of the portion having the time width in the window signal;
When the edge of the comparison clock is located between the edges at both ends of the portion having the time width in the window signal, it is determined that the state of the clock is good, and the edge of the comparison clock is And a sixth step of determining that the state of the clock is defective when it is not between edges at both ends of the portion having the time width in the window signal. The described jitter test method.
前記第6ステップは、前記比較用クロックのエッジが、前記ウィンドウ信号の内、前記時間幅を有する部分の両端にあるエッジの間に位置する場合が複数回発生した場合に前記クロックの状態は良好であると判断し、前記比較用クロックのエッジが、前記ウィンドウ信号の内、前記時間幅を有する部分の両端にあるエッジの間にない場合が複数回発生した場合に前記クロックの状態を不良と判断することを特徴とする請求項23に記載のジッタテスト方法。In the sixth step, the state of the clock is good when the edge of the clock for comparison occurs a plurality of times when the edge of the window signal is located between the edges at both ends of the portion having the time width. If the edge of the comparison clock is not between the edges at both ends of the portion having the time width in the window signal, the state of the clock is determined to be defective. The jitter test method according to claim 23, wherein the determination is performed. 前記クロックに発生したジッタを評価する前記ステップは、
前記比較用クロックのエッジが、前記ウィンドウ信号の内、前記時間幅を有する部分の両端にあるエッジの間に位置する場合、前記比較用クロックの一のエッジが前記ウィンドウ信号の一のエッジと一致するまで前記時間幅を減少させる第7ステップと、
前記時間幅の減少に基づいて前記クロックに発生したジッタ値を算出する第8ステップと、
を含むことを特徴とする請求項21に記載のジッタテスト方法。
The step of evaluating jitter generated in the clock comprises the steps of:
When the edge of the comparison clock is located between the edges at both ends of the portion having the time width in the window signal, one edge of the comparison clock coincides with one edge of the window signal A seventh step of reducing the time span until
An eighth step of calculating a jitter value generated in the clock based on the decrease in the time width;
The jitter test method according to claim 21, further comprising:
前記ジッタ値を符号化して出力する第9ステップをさらに有することを特徴とする請求項25に記載のジッタテスト方法。26. The jitter test method according to claim 25, further comprising a ninth step of encoding and outputting the jitter value. 前記第1時間は位相遅延が0であることを特徴とする請求項21に記載のジッタテスト方法。The jitter test method of claim 21, wherein the first time has a phase delay of zero. 前記第3時間と前記第2時間の差の半分の値は、前記第1時間に相当することを特徴とする請求項21に記載のジッタテスト方法The jitter test method according to claim 21, wherein a value half the difference between the third time and the second time corresponds to the first time.
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