JP4290255B2 - 半導体試験装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、被試験デバイス(DUT)から出力されるクロックがシステムクロックとは非同期関係にあり、当該クロックに同期してDUTから連続的に出力されるデータ列に対しても、これを受けて、半導体試験装置内に備える格納用のメモリへ連続的に格納する記憶装置を備える半導体試験装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
被試験デバイス(DUT)の中にはAD変換器のように、AD変換して連続的にデータをクロックに同期して出力するデバイスがあり、その連続する全てのデータを試験装置側が格納保存し、格納された連続データ列の内容を読み出してデバイスの評価を行う試験形態がある。
図6に出力形態の異なるDUTの内部構成例を示す。これらはロジック部と、ADC部と、その他を備えるICの一例である。ロジック部はADC部に関係する回路や、ADC部を制御する制御回路を備えている。ADC部は主にAD変換器であり、例えばランプ波状のアナログ入力信号を入力端から受けて、クロック信号を受けて、ロジック部からのAD変換スタート指令等を受けてAD変換したコードデータをクロックに同期して連続的に出力する。
図6(a)のDUTではADC部が受けるクロック信号はロジック部に供給されているシステムクロックSclkを分周器で所定に分周したクロック入力としている例である。また、有効データを示すデータレディ信号Drdyの出力直後のデータクロックDclkに同期してMビット幅の連続したコードデータを出力する。尚、このとき、ロジック部からのAD変換スタート指令を受けてデータレディ信号Drdyを出力するまでの期間は、例えば内蔵する分周器の分周条件によりシステムクロックSclkとは異なるものがある。従ってAD変換スタート指令からデータレディ信号Drdyが発生するまでの期間については不定になる。
図6(b)のDUTではADC部が受けるクロック信号は内蔵する発振器で発振した発振周波数をクロック入力としている例である。また、データレディ信号Drdyの代わりに有効データの出力開始を示すスタートパルス信号Sttを発生する例である。この場合も、AD変換スタート指令からスタートパルス信号Sttが発生するまでの期間については不定である。
図6(c)のDUTではADC部が受けるクロック信号は外部の独立したクロックADclkをクロック入力としている例である。また、データレディ信号Drdyは無く、データクロックDclk毎にAD変換し、直ちにクロックに同期して連続したコードデータを出力する例である。
【0003】
次に、従来技術について、図4のデジタル・キャプチャー・メモリに係る要部構成図と、図5の出力データ格納のタイミングチャートと、を参照して以下に説明する。
要部構成は、図4に示すように、パターン発生器PGと、波形整形器FCと、任意波形発生器AWGと、デジタルコンパレータDCと、フェイル・マルチプレクサFMUXと、デジタル・キャプチャー・メモリDCAPとで成る。
【0004】
パターン発生器PGは、DUT試験を行う所定の試験パターンを発生して、FCとAWGとDCへ供給する。
波形整形器FCは、PGからの試験パターンを受けてTGによる所定のタイミングで整形した波形をドライバを介してDUTのロジック入/出力端子へ供給する。
任意波形発生器AWGは、例えば高速のDA変換器であり、PGからの試験パターンであるコードデータを受けて対応する任意波形のアナログ信号に変換して、DUTのアナログ入力端子へ供給する。このAWGは、DUTがADC部を有するデバイスに対応して備える一構成例である。
【0005】
デジタルコンパレータDCは、DUTからの出力信号であるDclk信号とDrdy信号とMビットのコードデータとをアナログコンパレータ(図示なし)を介して受け、パターン発生器側の期待値データEXPとを受けて、両信号の対応するビット同士で所定の論理比較をし、期待値と不一致(FAIL)となったビットは”H”レベルを出力し、期待値と一致(PASS)したビットは”L”レベルを出力する。前記により変換されたMビットの変換データ列FD1はFAIL/PASSに係わらずFMUXを介してDCAPへ供給される。
更に、余っているコンパレータの1チャンネルを用い、当該コンパレータチャンネルに対して例えば記述ニモニック(mnemonic)”Z”を記述して所定のタイミングで必ず”H”の格納信号W1が発生(図5B参照)されるようにパターンプログラムを記述しておく。この結果、所望のタイミングで格納信号W1が発生し、この信号もDCAPへ供給する。
【0006】
フェイル・マルチプレクサFMUXは、DCからの数百チャンネルの信号を受けて、所望の出力端へ割り付け出力可能な装置であり、DCAPへ上記したMビットの変換データ列FD1と格納信号W1を供給する。
【0007】
ここで、図5A、Bについて説明する。
半導体試験装置はPG側を同期待ちさせることができるパターンマッチ機能を備えていて、任意の信号と期待値と比較した結果で、リアルタイムにテスト・パターン発生シーケンスを変更可能である。これを用いてDUT側の出力条件に同期させることができる。図5Aでは、ロジック部からAD変換スタート指令を発生した直後から、不定なタイミングでDUTから発生し、変換データ列FD1の出力開始を示すDrdy信号を用いて同期待ちさせる。これにより、変換データ列FD1、即ち図5C以後のデータD1,D2,D3,,,の出力タイミングに同期してパターン発生した格納信号W1(図5B参照)をPGから正確なタイミングで発生させることができる。
【0008】
デジタル・キャプチャー・メモリDCAPはDUTから連続して出力されるデータを格納する記憶装置であり、その要部内部構成は、図4に示すように、書込み制御部50と、アドレス発生部60と、メモリ部70とで成る。尚、CPUからの読出し、初期化書き込みの為のアドレス切替え等の制御回路、その他を備えているが省略する。
【0009】
書込み制御部50は、上記FMUXからの格納信号W1を受けた都度、メモリ部70への書込み信号50sを発生する。また前記書込み信号50sはアドレス発生部60へのアドレス・インクリメント用の信号ともなる。
【0010】
アドレス発生部60は、一例としては、前記書込み信号50sを受けてアドレスカウンタの値をインクリメントする。前記アドレスカウンタの出力であるアドレス値60sはメモリ部70のアドレス入力端へ供給される。またアドレスカウンタの初期値は外部からゼロリセットしたり、あるいは任意初期値に設定可能である。
【0011】
メモリ部70はDUTに対応して格納するビット幅が可変可能なメモリであり、書込み信号50sの発生の都度、対応するアドレスへ上記FMUXからの変換データ列FD1を格納する。
【0012】
ところで、上述図6のようにDUTは多種多様なデバイスがある。上記のデータレディ信号Drdy若しくは図6(b)に示す同等のスタート信号Sttを発生するDUTの場合は、上記パターンマッチ機能を用いて同期させることができる。しかしながら、パターンマッチ機能を実現するパターンプログラムの作成がその都度必要となる難点が生じる。また、高速な周期で出力するデバイスの場合には、パターンマッチ機能により同期実現困難な場合がある。
一方、図6(c)に示すようなデバイスでは、AD変換して、直ちにクロックに同期してコードデータを連続的に出力するデバイスがある。このようなデバイスは出力タイミングが既知である為パターンマッチ機能を用いる必要はないものの、次の問題点がある。即ち、図5E,Fに示すように、システムクロックSclkとは異なる周期、若しくは周期を変化させてデバイス測定を行う場合のように、システムクロックSclkと同期関係にない専用のADクロックADclk(図6(c)参照)により連続的にコードデータを出力する場合、格納信号W1の周期時間(図5E参照)と、ADクロックADclkの周期時間(図5F参照)とが僅かでも異なっていると、連続的に出力される後方データにおいては両者の位相関係が徐々に崩れてしまい(図5G,H参照)、結果として不良なコードデータ(図5J参照)をメモリ部70へ格納してしまうという難点を生じる。
【0013】
尚、DUTとしては、AD変換器を備える上述デバイス例とは限らない。即ち、上述したように、クロック毎に連続して出力するデータを発生するDUTであり、且つ、パターンマッチ機能を用いる必要のあるデバイスや、システムクロックとは非同期関係にあるクロックによるデータ列を連続して出力するデバイスであり、半導体試験装置側が前記連続するデータ列を格納して試験実施することが求められるデバイスの全てが対象である。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】
上述説明したように従来技術においては、第1に、データレディ信号Drdy等を受けて初期非同期状態を同期化する為に、パターンマッチ機能を実現するパターンプログラムの作成が品種毎に必要となり作成工数の観点で実用上の難点がある。第2に、同期関係にない専用のADクロックADclkにより多数のデータを連続的に出力する場合にはPG側が発生する格納信号W1と、DUTから出力されるデータ列の両者の位相関係が徐々に崩れてくる為好ましくない。これらの観点から、従来技術においては実用上の難点がある。
ところで、どのDUTにおいても、DUTから連続的に出力されるコードデータと共に、これに同期したクロックがDUTから出力されている。これに着目した格納制御を備えることが実現できれば安定したメモリへの格納が可能である。そこで、本発明が解決しようとする課題は、DUTから出力されるクロックがシステムクロックとは非同期関係にあったり、不定時期若しくは一定時期から連続的に出力開始する出力データ列を受けて、前記データ列を連続的に格納可能とするDCAPを備える半導体試験装置を提供することである。
【0015】
【課題を解決するための手段】
第1に、上記課題を解決するために、本発明の構成では、被試験デバイスが出力する出力信号は、少なくとも出力開始信号(例えばデータレディ信号Drdy、スタート信号Stt)とDUTクロックDclk信号とDUTデータを有し、上記出力開始信号は不定時期に出力開始する出力データ列の出力開始時期を示す信号であり、上記DUTクロックDclkはDUTデータのタイミングに同期して連続的に発生するクロック、若しくはDUTデータの有効なデータ出力のときに発生するクロックであり、上記DUTデータはDUTから連続的に出力される単一もしくは複数Mビットの出力データであるデバイスを測定対象とし、DUTから出力されるDUTデータとパターン発生器(PG)から出力される期待値とをデジタルコンパレータ(DC)で良否比較し、所定ピンへ割付け出力可能なフェイル・マルチプレクサ(FMUX)を介して前記比較結果の変換データ列FD1を受けて、デジタル・キャプチャー・メモリ(DCAP)内の記憶装置(メモリ)へ順次格納する半導体試験装置において、
DUTから出力される上記出力開始信号とPGから出力される所定の期待値とをDCで良否比較して変換した変換開始信号(例えばデータレディ信号Drdy1)をFMUXを介してDCAPの所定入力端へ供給し、DUTから出力される上記DUTクロックDclk信号とPGからの所定の期待値とをDCで良否比較して変換した変換クロック信号(例えば変換クロック信号Dclk1)をFMUXを介してDCAPの所定入力端へ供給し、上記変換開始信号を検出した以後における上記変換クロック信号Dclk1に対応する変換データ列FD1を受けて内部のメモリ部70へ順次格納する格納パルス整形部をDCAPに備えることを特徴とする半導体試験装置である。
上記発明によれば、DUTから出力されるクロックがシステムクロックとは非同期関係にあったり、不定時期若しくは一定時期から連続的に出力開始する出力データ列を受けて、前記データ列を連続的に格納可能とするDCAPを備える半導体試験装置が実現できる。
【0016】
第2に、上記課題を解決するために、本発明の構成では、被試験デバイスが出力する出力信号は、少なくともDUTクロックDclk信号とDUTデータを有し、上記DUTクロックDclkはDUTデータのタイミングに同期して連続的に発生するクロック、若しくはDUTデータの有効なデータ出力のときに発生するクロックであり、上記DUTデータはDUTから連続的に出力される単一もしくは複数Mビットの出力データであるデバイスを測定対象とし、DUTから出力されるDUTデータとパターン発生器(PG)から出力される期待値とをデジタルコンパレータ(DC)で良否比較し、所定ピンへ割付け出力可能なフェイル・マルチプレクサ(FMUX)を介して前記比較結果の変換データ列FD1を受けて、デジタル・キャプチャー・メモリ(DCAP)内の記憶装置(メモリ)へ順次格納する半導体試験装置において、
DUTから出力される上記DUTクロックDclk信号とPGからの所定の期待値とをDCで良否比較して変換した変換クロック信号(例えば変換クロック信号Dclk1)をFMUXを介してDCAPの所定入力端へ供給し、上記変換クロック信号Dclk1に対応する変換データ列FD1を受けて内部のメモリ部70へ順次格納する格納パルス整形部をDCAPに備えることを特徴とする半導体試験装置がある。
【0017】
第2図は、本発明に係る解決手段を示している。
上述書込み制御部50とアドレス発生部60とメモリ部70とを備えるDCAPの入力部に備えて、不定時期に出力データ列を出力開始し、DUTが出力する変換開始信号はレベル信号(例えばデータレディ信号Drdy1)により有効データの開始を示す信号である場合における格納パルス整形部としては、前記変換開始信号と上記変換クロック信号Dclk1とを論理積して出力するゲート手段(例えばANDゲート21)と、システムクロックSclkにより前記論理積信号の前縁と後縁のパルス信号を生成する手段(例えばフリップ・フロップ23,24とANDゲート25,26)とを備えるエッジ検出部20を具備し、上記前縁と後縁のパルス信号の何れかを選択して当該変換データ列FD1を格納する書込みパルス30sを書込み制御部50へ出力する極性選択部30を備えることを特徴とする上述半導体試験装置である。
【0018】
第3図は、本発明に係る解決手段を示している。
上述書込み制御部50とアドレス発生部60とメモリ部70とを備えるDCAPの入力部に備えて、不定時期に出力データ列を出力開始し、DUTが出力する変換開始信号はパルス信号(例えばスタート信号Stt)により有効データの開始を示す信号である場合における格納パルス整形部としては、前記変換開始信号の前縁でセットし、外部からのリセット信号rst1、若しくは上記PGの試験パターンの1チャンネルを用いて所定タイミングで発生するリセット信号rst1によりリセットされる有効データ開始信号27sを出力するラッチ用のフリップ・フロップ27を具備し、ラッチした前記有効データ開始信号27sと上記変換クロック信号Dclk1とを論理積するゲート手段(例えばANDゲート21)と、システムクロックSclkにより前記論理積信号の前縁と後縁のパルス信号20sp,20snを生成する手段(例えばフリップ・フロップ23,24とANDゲート25,26)とを備えるエッジ検出部20を具備し、上記前縁と後縁のパルス信号20sp,20snの何れかを選択して当該変換データ列FD1を格納する書込みパルス30sを書込み制御部50へ出力する極性選択部30を備えることを特徴とする上述半導体試験装置である。
【0019】
上述書込み制御部50とアドレス発生部60とメモリ部70とを備えるDCAPの入力部に備えて、一定時期に出力データ列を出力開始する場合における格納パルス整形部としては、変換クロック信号Dclk1をシステムクロックSclkにより前縁と後縁のパルス信号20sp,20snを生成する手段(例えばフリップ・フロップ23,24とANDゲート25,26)とを備えるエッジ検出部20を具備し、上記前縁と後縁のパルス信号20sp,20snの何れかを選択して当該変換データ列FD1を格納する書込みパルス30sを書込み制御部50へ出力する極性選択部30を備えることを特徴とする上述半導体試験装置である。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を実施例と共に図面を参照して詳細に説明する。
【0021】
本発明について、図1のデジタル・キャプチャー・メモリに係る要部構成図と、図2の格納パルス整形部及びそのタイミングチャートと、図3の格納パルス整形部の他の構成例と、を参照して以下に説明する。尚、従来構成に対応する要素は同一符号を付す。
【0022】
本発明の要部構成は、図1に示すように、従来構成要素に対して格納パルス整形部を追加した構成で成る。
この格納パルス整形部の一例を図2を参照して説明する。格納パルス整形部はエッジ検出部20と極性選択部30とで成る。
本発明ではDUTから出力されるデータレディ信号DrdyとDUTクロックDclk信号を使用する。この為に、DCはDUTから出力される上記両信号とPGから出力される期待値とをDCで良否比較し、判定結果のFAIL/PASS信号に変換された変換データレディ信号Drdy1と変換クロック信号Dclk1をFMUXを介してDCAPの所定入力端、即ちANDゲート21へ供給するように設定しておく。
【0023】
エッジ検出部20は、ANDゲート21、25、26と、フリップ・フロップ23、24とで成る。これは変換クロック信号Dclk1の前縁と後縁のパルスを生成して出力するものである。
即ち、ANDゲート21は変換データレディ信号Drdy1と変換クロック信号Dclk1を受けて論理積したクロック信号21sを出力する。従って、変換データレディ信号Drdy1が有効なときの変換クロック信号Dclk1のみが出力される。
フリップ・フロップ23、24はシフトレジスタに相当し、入力信号を受けて2クロック期間遅延する(図2B,C参照)。
【0024】
ANDゲート25は変換クロック信号Dclk1の前縁パルスを出力するものであり、フリップ・フロップ23の正出力端とフリップ・フロップ24の負出力端の信号を受けて論理積した結果の前縁パルス信号20spを出力する(図2D参照)。
ANDゲート26は変換クロック信号Dclk1の後縁パルスを出力するものであり、フリップ・フロップ23の負出力端とフリップ・フロップ24の正出力端の信号を受けて論理積した結果の後縁パルス信号20snを出力する(図2E参照)。
【0025】
極性選択部30は、一例としてマルチプレクサ32で成り、変換データ列FD1をメモリ部70へ格納するタイミング信号として前縁パルス信号20spか後縁パルス信号20snかの何れかを選択するものである。選択された書込みパルス30sは書込み制御部50へ供給される。これはクロックの前縁側でデータ格納するタイプのデバイスと、クロックの後縁側でデータ格納するタイプのデバイスがあり、この何れにも対応可能とするものである。
尚、DCへ供給する期待値を反転すればDCでの良否比較結果であるFAIL/PASS信号を反転可能であり、所望の期待値を供給することで前縁か後縁かを指定できるからして、上記した極性選択部30及びANDゲート26を削除した構成とすることも可能である。
【0026】
次に、DUTから出力されるデータ出力の開始を示す同期用の信号が2種類の異なる形態の両方に対応可能な一例を図3を参照して説明する。
図3における格納パルス整形部のエッジ検出部20にはANDゲート21の直前にレディ信号選択部が追加して備えてられている。レディ信号選択部は、フリップ・フロップ27と、マルチプレクサ28とで成る。
【0027】
フリップ・フロップ27は図6(b)に示すように、データ出力の開始を示すパルス状のスタート信号Sttをラッチしてレベル信号に変換するものであり、この有効データ開始信号27sをマルチプレクサ28へ供給する。尚、フリップ・フロップの出力状態を初期状態にリセットする為のリセット信号rst1を新たに追加する必要がり、この為に上述同様に、DCからFMUXを介して所望のタイミングでリセット信号rst1が発生されるように、余っているコンパレータチャンネルに対して”Z”のパターンプログラムを記述しておく。
マルチプレクサ28は、試験対象であるDUTの2種類の異なる形態に対応して、第1に、上述した図2の変換データレディ信号Drdy1を出力する形態のDUTの場合は変換データレディ信号Drdy1を選択して出力し、スタート信号Sttを出力する形態のDUTの場合はフリップ・フロップ27の出力信号を選択して出力する。以後の構成要素は図2の説明と同様であるから説明を省略する。
【0028】
次に、DUTから出力されるデータ出力の開始を示す同期用の信号が無く、AD変換して、直ちにクロックに同期してコードデータを連続的に出力するデバイスの場合は、図2の変換データレディ信号Drdy1を常時セットするようにパターンプログラムを作成すれば良い。その為には、余っているコンパレータチャンネルを用い、このコンパレータチャンネルに対して連続して”Z”のパターンプログラムを記述すれば良い。この結果、DUTから出力されるクロック信号DclkをDCで変換した変換クロック信号Dclk1により書込みパルス30sが発生できることになる。この結果、長大なデータ列の格納が、DUTから出力されるデータ列とシステムクロックSclkとの位相関係の影響を受けずに的確に格納可能となる利点が得られる。
【0029】
【発明の効果】
本発明は、上述の説明内容から、下記に記載される効果を奏する。
上述説明したように本発明によれば、格納パルス整形部をDCAPの入力端とDCAP内の書込み制御部50へ挿入して具備する構成としたことにより、DUTから出力されるクロックがシステムクロックとは非同期関係にあったり、不定時期に出力開始する出力データ列を連続的に受けても、DCAP内のメモリ部へ安定した格納が実現できることとなる。
即ち、第1に不定時期に出力開始する出力データ列の出力開始時期を示す信号(例えばデータレディ信号Drdy、スタート信号Stt)以後の出力タイミングを示すDUTクロックDclk信号によりDUTデータを連続的に出力する形態のDUTの場合は、その出力開始信号とDUTクロックDclk信号をDCとFMUXを介して受けて、出力開始信号以降におけるDUTクロックDclk信号の前縁若しくは後縁によりDUTデータを格納する書込みパルス30sを生成することでパターンマッチ機能を用いることなく、メモリ部70へ格納可能となる大きな利点が得られる。
第2に、一定時期に出力開始する場合は、出力タイミングを示すDUTクロックDclk信号の前縁若しくは後縁によりDUTデータを格納する書込みパルス30sを生成することでシステムクロックSclkと非同期な関係にあっても連続して正常にメモリ部70へ格納可能となる大きな利点が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の、デジタル・キャプチャー・メモリに係る要部構成図。
【図2】本発明の、格納パルス整形部と、そのタイミングチャート。
【図3】本発明の、格納パルス整形部の他の構成例。
【図4】従来の、デジタル・キャプチャー・メモリに係る要部構成図。
【図5】出力データ格納のタイミングチャート。
【図6】出力形態の異なるDUTの内部構成例。
【符号の説明】
20 エッジ検出部
21,25,26 ANDゲート
23,24,27 フリップ・フロップ
28,32 マルチプレクサ
30 極性選択部
50 書込み制御部
60 アドレス発生部
70 メモリ部
DC デジタルコンパレータ
FC 波形整形器
FMUX フェイル・マルチプレクサ
PG パターン発生器
DCAP デジタル・キャプチャー・メモリ
DUT 被試験デバイス
Claims (4)
- DUTデータと、前記DUTデータのタイミングに同期して発生しまたはDUTデータの有効なデータ出力のときに発生するDUTクロック信号とを出力する被試験デバイス(DUT)を試験する半導体試験装置であって、
前記DUTクロック信号、および前記DUTデータの期待値を出力するパターン発生器(PG)と、
前記DUTから出力される前記DUTクロック信号と前記PGからの期待値とを良否比較して変換した変換クロック信号と、前記DUTから出力される前記DUTデータと前記PGからの期待値とを良否比較して変換した変換データ列とを出力するデジタルコンパレータ(DC)と、
システムクロックにより前記変換クロック信号の前縁または後縁のパルスを生成する格納パルス整形部と、
前記格納パルス整形部からのパルスに応じて前記変換データ列を格納するメモリと、
を備える半導体試験装置。 - 前記DUTは、前記DUTデータの有効データを示す出力開始信号を更に出力し、
前記PGは、前記出力開始信号の期待値を更に出力し、
前記DCは、前記DUTから出力される前記出力開始信号と前記PGからの期待値とを良否比較して変換した変換開始信号を更に出力し、
前記格納パルス整形部は、
前記変換開始信号と前記変換クロック信号との論理積を出力するゲートと、
システムクロックにより前記論理積の前縁または後縁のパルスを生成する回路と、
を備える請求項1に記載の半導体試験装置。 - 前記DUTは、前記DUTデータの出力開始時期を示す出力開始信号を更に出力し、
前記PGは、前記出力開始信号の期待値を更に出力し、
前記DCは、前記DUTから出力される前記出力開始信号と前記PGからの期待値とを良否比較して変換した変換開始信号を更に出力し、
前記格納パルス整形部は、
前記変換開始信号の前縁でセットして有効データ開始信号を出力するラッチ用フリップ・フロップと、
前記有効データ開始信号と前記変換クロック信号との論理積を出力するゲートと、
システムクロックにより前記論理積の前縁または後縁のパルスを生成する回路と、
を有する請求項1に記載の半導体試験装置。 - 前記格納パルス整形部は、前縁のパルスまたは後縁パルスの何れかを選択して出力する極性選択部を更に備える請求項2または3に記載の半導体試験装置。
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