JP4355704B2 - 測定装置、測定方法、及び試験装置 - Google Patents

Description

本発明は、半導体素子等の電子デバイスが出力する出力信号の波形を測定する測定装置、測定方法、及び試験装置に関する。文献の参照による組み込みが認められる指定国については、下記の出願に記載された内容を参照により本出願に組み込み、本出願の記載の一部とする。
特願２００４−０２９７５１ 出願日 平成１６年２月５日

従来、半導体素子等の電子デバイスの良否を判定するために、電子デバイスの出力信号の波形を測定する測定装置が用いられている。出力信号の波形の測定においては、例えば出力信号のジッタの測定や、出力信号の波形の変化点の測定が挙げられる。

従来の測定装置は、例えばジッタの測定を行う場合、電子デバイスに連続して複数回出力信号を出力させ、所定の位相におけるそれぞれの出力信号の信号レベルを検出し、検出した信号レベルと予め定められた信号レベルとを比較する。そして、信号レベルを検出する位相を順次変化させ、それぞれの位相毎に、比較結果がパス（又はフェイル）である回数を求めることにより、出力信号のジッタを測定する。このような場合、測定装置は、出力信号の信号レベルを検出する位相を定めるためのストローブ信号を生成し、当該ストローブ信号の位相を順次変化させて測定を行う。

また、出力信号の波形の変化点の測定を行う場合、従来の測定装置は、電子デバイスに連続して複数回出力信号を出力させ、それぞれの出力信号毎にストローブ信号の位相を変化させ、比較結果がパスからフェイル（又はフェイルからパス）に変化する位相を、波形の変化点として検出する。

また、ジッタの測定を行う測定装置として、位相間隔が定められた２つのストローブ信号を用いる測定装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。当該測定装置は、定位相間隔の２つのストローブ信号で出力信号をスキャンすることにより、出力信号のジッタ分布を測定する。
国際公開第０２／５０５５７号パンフレット

しかし、従来の測定装置は、出力信号のジッタ量と、出力信号の波形の変化点とを別々に測定しなければならないため、測定効率が悪いものであった。また、２つのストローブ信号を用いる測定装置は、ジッタ分布のみを測定するものであり、出力信号の波形の変化点や、出力信号のエッジの急峻さを測定することができない。また、２つのストローブ信号の位相間隔を適切な値に定める必要がある。このため、当該位相間隔を定めるために測定を繰り返し行う必要があり、測定効率が低下してしまう。

このため本発明は、上述した課題を解決することのできる測定装置、測定方法、及び試験装置を提供することを目的とする。この目的は、請求の範囲における独立項に記載の特徴の組み合わせにより達成される。また従属項は本発明の更なる有利な具体例を規定する。

上記課題を解決するために、本発明の第１の形態においては、電子デバイスが出力する出力信号の波形を測定する測定装置であって、第１のストローブ信号と、第１のストローブ信号とは位相の異なる第２のストローブ信号とを、出力信号に同期して生成するストローブ生成部と、電子デバイスが出力信号を複数回出力する毎に、第１のストローブ信号の位相、及び第２のストローブ信号の位相を順次変化させるストローブシフト部と、出力信号の信号レベルを、第１のストローブ信号のそれぞれの位相において複数回取得する第１のタイミング比較部と、出力信号の信号レベルを、第２のストローブ信号のそれぞれの位相において複数回取得する第２のタイミング比較部と、第１のタイミング比較部が取得したそれぞれの出力信号の信号レベルがＨレベルである回数を、第１のストローブ信号の位相毎に計数する第１のカウンタと、第２のタイミング比較部が取得したそれぞれの出力信号の信号レベルがＬレベルである回数を、第２のストローブ信号の位相毎に計数する第２のカウンタと、第１のカウンタが計数した回数、及び第２のカウンタが計数した回数を格納するフェイルメモリとを備える測定装置を提供する。

第１のカウンタが位相毎に計数した回数、及び第２のカウンタが位相毎に計数した回数に基づいて、出力信号の波形の変化点の位相、ジッタ量、及びジッタの分布を算出する演算部を更に備えてもよい。

ストローブシフト部は、第１のストローブ信号と第２のストローブ信号との相対位相が変化するように、第１のストローブ信号の位相及び第２のストローブ信号の位相を順次変化させてもよい。

ストローブシフト部は、第１のストローブ信号の位相を、出力信号の波形の変化点の位相を含む位相範囲の一端から、位相範囲の他端に向かって順次変化させ、第２のストローブ信号の位相を、位相範囲の他端から、位相範囲の一端に向かって順次変化させてもよい。

ストローブシフト部は、第１のストローブ信号の位相と、第２のストローブ信号の位相とを、略同一の変化量で順次変化させてもよい。

ストローブシフト部は、第１のストローブ信号のそれぞれの位相において順次計数する出力信号の信号レベルがＨレベルである回数が、複数回のうちの全てとなり、且つ第２のストローブ信号のそれぞれの位相において順次計数した出力信号の信号レベルがＬレベルである回数が、複数回のうちの全てとなった場合に、第１のストローブ信号及び第２のストローブ信号の位相の変化を停止してもよい。

電子デバイスが出力信号を複数回出力する毎に、第１のカウンタ及び第２のカウンタの計数値を、第１のストローブの位相及び第２のストローブの位相と対応付けてフェイルメモリに格納し、第１のカウンタ及び第２のカウンタの計数値をリセットする測定装置制御部を更に備えてもよい。

本発明の第２の形態においては、電子デバイスが出力する出力信号の波形を測定する測定方法であって、第１のストローブ信号と、第１のストローブ信号とは位相の異なる第２のストローブ信号とを、出力信号に同期して生成するストローブ生成ステップと、電子デバイスが出力信号を複数回出力する毎に、第１のストローブ信号の位相、及び第２のストローブ信号の位相を順次変化させるストローブシフトステップと、出力信号の信号レベルを、第１のストローブ信号のそれぞれの位相において複数回取得する第１のタイミング比較ステップと、出力信号の信号レベルを、第２のストローブ信号のそれぞれの位相において複数回取得する第２のタイミング比較ステップと、第１のタイミング比較ステップにおいて取得したそれぞれの出力信号の信号レベルがＨレベルである回数を、第１のストローブ信号の位相毎に計数する第１の計数ステップと、第２のタイミング比較ステップにおいて取得したそれぞれの出力信号の信号レベルがＬレベルである回数を、第２のストローブ信号の位相毎に計数する第２の計数ステップと、第１の計数ステップにおいて計数した回数、及び第２の計数ステップにおいて計数した回数を格納する格納ステップとを備える測定方法を提供する。

第１の計数ステップにおいて位相毎に計数した回数、及び第２の計数ステップにおいて位相毎に計数した回数に基づいて、出力信号の波形の変化点の位相、ジッタ量、及びジッタの分布を算出する演算ステップを更に備えてよい。

ストローブシフトステップは、第１のストローブ信号と第２のストローブ信号との相対位相が変化するように、第１のストローブ信号の位相及び第２のストローブ信号の位相を順次変化させてよい。

ストローブシフトステップは、第１のストローブ信号の位相を、出力信号の波形の変化点の位相を含む位相範囲の一端から、位相範囲の他端に向かって順次変化させ、第２のストローブ信号の位相を、位相範囲の他端から、位相範囲の一端に向かって順次変化させてよい。ストローブシフトステップは、第１のストローブ信号の位相と、第２のストローブ信号の位相とを、略同一の変化量で順次変化させてよい。

本発明の第３の形態においては、電子デバイスを試験する試験装置であって、電子デバイスを試験する試験信号を生成し、電子デバイスに供給する制御部と、電子デバイスの出力信号の波形を測定し、電子デバイスの良否を判定する測定装置とを備え、測定装置は、第１のストローブ信号と、第１のストローブ信号とは位相の異なる第２のストローブ信号とを、出力信号に同期して生成するストローブ生成部と、電子デバイスが前記出力信号を複数回出力する毎に、第１のストローブ信号の位相、及び第２のストローブ信号の位相を順次変化させるストローブシフト部と、出力信号の信号レベルを、第１のストローブ信号のそれぞれの位相において複数回取得する第１のタイミング比較部と、出力信号の信号レベルを、第２のストローブ信号のそれぞれの位相において複数回取得する第２のタイミング比較部と、第１のタイミング比較部が取得したそれぞれの出力信号の信号レベルがＨレベルである回数を、第１のストローブ信号の位相毎に計数する第１のカウンタと、第２のタイミング比較部が取得したそれぞれの出力信号の信号レベルがＬレベルである回数を、第２のストローブ信号の位相毎に計数する第２のカウンタと、第１のカウンタが計数した回数、及び第２のカウンタが計数した回数を格納するフェイルメモリと、第１のカウンタが位相毎に計数した回数、及び第２のカウンタが位相毎に計数した回数に基づいて、出力信号の波形の変化点の位相、ジッタ量、及びジッタの分布を算出し、電子デバイスの良否を判定する演算部とを備える試験装置を提供する。

なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。

本発明によれば、出力信号の波形の変化点、ジッタ量、及びジッタの分布を１回の試験で測定することができる

本発明の実施形態に係る試験装置３００の構成の一例を示す図である。 電子デバイス２００が出力する出力信号の一例を示す図である。 メモリー部６０における計数結果の一例を示す図である。図３（ａ）は、第１のストローブ信号のそれぞれの位相において、出力信号の信号レベルがＨレベルでない（フェイル）回数を示し、図３（ｂ）は、第２のストローブ信号のそれぞれの位相において、出力信号の信号レベルがＬレベルでない（フェイル）回数を示す。 レベル比較器１０、タイミング比較器２０、及びタイミング発生器８０の構成の一例を示す図である。 論理比較器４０、メモリー部６０、及び制御部７０の構成の一例を示す図である。

符号の説明

１０・・・レベル比較器、１２・・・コンパレータ、１４・・・コンパレータ、２０・・・タイミング比較器、２１・・・ストローブ生成部、２２、２４、２６、２８・・・可変遅延回路、３０、３２、３４、３６・・・タイミングコンパレータ、４０・・・論理比較器、４２、４４・・・排他論理和回路、４６、４８・・・論理積回路、５４・・・論理和回路、５５・・・排他的論理和回路、５６・・・論理和回路、５７・・・論理積回路、６０・・・メモリー部、６２・・・第１のカウンタ、６４・・・第２のカウンタ、６８・・・選択部、７０・・・制御部、７２・・・フェイルメモリ、７３・・・演算部、８０・・・タイミング発生器、８２・・・ストローブシフト部、８３・・・論理積回路、８４、８６・・・フリップフロップ、８８、９０・・・加算器、９２・・・測定装置制御部、９４・・・波形成形器、９６・・・パターン発生器、１００・・・測定装置、２００・・・電子デバイス、３００・・・試験装置

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は請求の範囲にかかる発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

図１は、本発明の実施形態に係る試験装置３００の構成の一例を示す図である。試験装置３００は、半導体素子等の電子デバイス２００の良否を判定する装置であって、制御部７０及び測定装置１００を備える。制御部７０は、電子デバイス２００に試験信号を供給し、また測定装置１００の制御を行う。試験信号は、電子デバイス２００を動作させ、電子デバイス２００に出力信号を出力させる信号である。測定装置１００は、半導体素子等の電子デバイス２００が出力する出力信号の波形を測定する測定装置であって、レベル比較器１０、タイミング比較器２０、論理比較器４０、メモリー部６０、及びタイミング発生器８０を備える。レベル比較器１０、タイミング比較器２０、論理比較器４０、及びメモリー部６０は、電子デバイス２００の複数のピンに対応してそれぞれ複数設けられる。

レベル比較器１０は、電子デバイス２００が出力する出力信号を受け取り、受け取った出力信号の電圧レベルと、予め与えられた電圧レベルとを比較した比較結果を出力する。例えばレベル比較器１０は、出力信号の電圧レベルが与えられる電圧レベルより大きい場合にＨ論理となり、出力信号の電圧レベルが与えられる電圧レベルより小さい場合にＬ論理となるディジタル信号を出力する。

タイミング比較器２０は、レベル比較器１０から与えられるディジタル信号の値を、タイミング発生器８０から与えられるストローブ信号のタイミングで取得する。タイミング発生器８０は、制御部７０から与えられる信号に応じて、ストローブ信号を生成し、タイミング比較器２０に供給する。レベル比較器１０、タイミング比較器２０、及びタイミング発生器８０の詳細な構成は、図４において後述する。

論理比較器４０は、タイミング比較器２０が取得した値と、制御部７０から与えられる期待値信号とを比較し、比較結果をメモリー部６０に供給する。そして、メモリー部６０は、制御部７０から比較結果を格納する指示を受け取った場合に、論理比較器４０における比較結果を格納する。制御部７０は、試験パターンを生成するパターン発生器、及び試験パターンに基づいて試験信号を生成し電子デバイス２００に供給する波形成形器として更に機能してもよい。論理比較器４０、メモリー部６０、及び制御部７０の詳細な構成は、図５において後述する。

図２は、電子デバイス２００が出力する出力信号の一例を示す図である。図２において、縦軸は電圧レベルを示し、横軸は時間を示す。まず、タイミング発生器８０は、第１のストローブ信号（ＳＴＲＢ１）と、第１のストローブ信号とは位相の異なる第２のストローブ信号（ＳＴＲＢ２）とを、出力信号に同期して生成する。このとき、タイミング発生器８０は、第１のストローブ信号を、出力信号の波形の変化点を含む位相範囲の終点の位相に生成し、第２のストローブ信号を、位相範囲の始点の位相に生成する。出力信号の波形の変化点を含む位相範囲は、電子デバイス２００の特性等に基づいて、容易に定めることができる。

また、電子デバイス２００が出力信号を所定の複数回出力する間、タイミング発生器８０は、第１のストローブ信号及び第２のストローブ信号を、出力信号に対する相対位相を変化させずに、出力信号に同期して出力する。そして、タイミング比較器２０は、複数回出力された出力信号の、第１のストローブ信号及び第２のストローブ信号のタイミングにおける値をそれぞれ取得する。

また、タイミング発生器８０は、電子デバイス２００が複数回出力信号を出力する毎に、第１のストローブ信号の位相、及び第２のストローブ信号の位相を順次変化させる。本例においてタイミング発生器８０は、第１のストローブ信号の位相を、位相範囲の終点から、位相範囲の始点に向かって順次変化させ、第２のストローブ信号の位相を、位相範囲の始点から、位相範囲の終点に向かって順次変化させる。ここでタイミング発生器８０は、第１のストローブ信号の位相と、第２のストローブ信号の位相とを同一の変化量で順次変化させることが好ましい。そして、タイミング比較器２０は、それぞれのストローブ信号のそれぞれの位相において、出力信号の値を複数回取得する。

論理比較器４０は、第１のストローブ信号のそれぞれの位相において複数回取得した出力信号の値が、比較電圧ＶＯＨより大きいＨレベルであるか否かを判定する。また、論理比較器４０は、第２のストローブ信号のそれぞれの位相において複数回取得した出力信号の値が、比較電圧ＶＯＬより小さいＬレベルであるか否かを判定する。

そして、メモリー部６０は、第１のストローブ信号のそれぞれの位相において、出力信号の信号レベルがＨレベルである回数を計数し、第２のストローブ信号のそれぞれの位相において、出力信号の信号レベルがＬレベルである回数を計数し、それぞれをストローブ信号の位相に対応付けて格納する。また、他の例においては、メモリー部６０は、第１のストローブ信号のそれぞれの位相において、出力信号の信号レベルがＨレベルでない回数を計数し、第２のストローブ信号のそれぞれの位相において、出力信号の信号レベルがＬレベルでない回数を計数し、それぞれをストローブ信号の位相に対応付けて格納してもよい。

図３は、メモリー部６０における計数結果の一例を示す。図３（ａ）は、第１のストローブ信号のそれぞれの位相において、出力信号の信号レベルがＨレベルでない（フェイル）回数を示し、図３（ｂ）は、第２のストローブ信号のそれぞれの位相において、出力信号の信号レベルがＬレベルでない（フェイル）回数を示す。

図２に示すような立ち上がりエッジの波形を測定するときに、第１のストローブ信号を位相範囲終点から位相範囲始点まで順次位相シフトして測定した場合、図３（ａ）に示すように、第１のストローブ信号のある位相Ｔ_２においてフェイルが計数されはじめる。つまり、位相Ｔ_２は、出力信号がジッタによって最大遅れた場合における、Ｈ変化点の位相を示す。そして、第１のストローブ信号の位相が位相範囲始点に近づくにつれ、ジッタの分布に応じてフェイル回数が増加する。そして、ジッタによって位相が最大進んだ場合であっても出力信号の値がパスとならない位相Ｔ_１において、複数回取得した出力信号の値の全てがフェイルとなる。

また、同様に第２のストローブ信号を位相範囲始点から位相範囲終点まで順次位相シフトして測定した場合、図３（ｂ）に示すように、第２のストローブ信号のある位相Ｔ_３においてフェイルが計数されはじめ、第２のストローブ信号の位相が位相範囲終点に近づくにつれフェイル回数が増加し、ある位相Ｔ_３において、複数回取得した出力信号の値の全てがフェイルとなる。

本例における測定装置１００は、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すような測定結果に基づいて、出力信号の変化点の位相、ジッタ量、及びジッタの分布を算出する。例えば、出力信号のジッタ量は、ジッタによる位相の遅れの最大を示す位相Ｔ_２と、ジッタによる位相の進みの最大を示す位相Ｔ_３との差分によって算出することができる。また、ジッタの分布は、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示す回数の分布から求めることができる。また、測定装置１００は、フェイルが計数されはじめる第１のストローブ信号の位相Ｔ_２を、出力信号のＨレベルの変化点として検出してよく、フェイルが計数されはじめる第２のストローブ信号の位相Ｔ_３を、出力信号のＬレベルの変化点として検出してもよい。また、位相Ｔ_２と位相Ｔ_３との中間点を、出力信号の変化点として検出してもよい。本例における測定装置１００によれば、出力信号のジッタ量、ジッタの分布、及び変化点の位相を１回の測定によって測定することができる。また、２つのストローブ信号によって、比較電圧ＶＯＨに対するパスフェイルと、比較電圧ＶＯＬに対するパスフェイルを同時に測定できるため、更に効率よく測定を行うことができる。

また本例においては、出力信号の立ち上がりエッジを測定する場合について説明したが、出力信号の立ち下がりエッジについても、同様の動作により測定することができる。例えば、出力信号の立ち下がりエッジを測定する場合、タイミング発生器８０は、第１のストローブ信号の位相を、位相範囲の始点から位相範囲の終点に向かって順次変化させ、第２のストローブ信号の位相を、位相範囲の終点から位相範囲の始点に向かって順次変化させて測定する。また、タイミング発生器８０が、第１のストローブ信号の位相を、位相範囲の終点から位相範囲の始点に向かって順次変化させ、第２のストローブ信号の位相を、位相範囲の始点から位相範囲の終点に向かって順次変化させて測定する場合であっても、論理比較器４０において、第１のストローブ信号のそれぞれの位相において複数回取得した出力信号の値が、比較電圧ＶＯＬより小さいＬレベルであるか否かを判定し、第２のストローブ信号のそれぞれの位相において複数回取得した出力信号の値が、比較電圧ＶＯＨより大きいＨレベルであるか否かを判定することにより、同様に測定することができる。

図４は、レベル比較器１０、タイミング比較器２０、及びタイミング発生器８０の構成の一例を示す図である。レベル比較器１０は、コンパレータ１２及びコンパレータ１４を有する。

コンパレータ１２は、電子デバイス２００の出力信号と、予め定められた比較電圧ＶＯＨとを受け取り、出力信号をディジタル信号に変換して出力する。本例においてコンパレータ１２は、出力信号の電圧レベルが比較電圧ＶＯＨ以上の場合にパス（Ｌ論理）となり、出力信号の電圧レベルが比較電圧ＶＯＨより小さい場合にフェイル（Ｈ論理）となるディジタル信号を出力する。また、コンパレータ１４は、電子デバイス２００の出力信号と、予め定められた比較電圧ＶＯＬとを受け取り、出力信号をディジタル信号に変換して出力する。本例においてコンパレータ１２は、出力信号の電圧レベルが比較電圧ＶＯＬ以下の場合にパス（Ｌ論理）となり、出力信号の電圧レベルが比較電圧ＶＯＬより大きい場合にフェイル（Ｈ論理）となるディジタル信号を出力する。

タイミング発生器８０は、第１のストローブ信号の位相をシフトさせるための第１のストローブシフト部８２−１、及び第２のストローブ信号の位相をシフトさせるための第２のストローブシフト部８２−２を有する。第１のストローブシフト部８２−１は、論理積回路８３、フリップフロップ８４、フリップフロップ８６、加算器８８、及び加算器９０を有する。本例において、第１のストローブシフト部８２−１及び第２のストローブシフト部８２−２は、ストローブ信号の位相を制御するための位相信号を生成する。

論理積回路８３は、制御部７０から与えられるロード信号に応じて、ＳＣＡＮデータをフリップフロップ８４に供給するか否かを制御する。ここで、論理積回路８３に与えられるＳＣＡＮデータとは、第１のストローブ信号の位相シフト分解能を示すデータである。フリップフロップ８４には、ＳＣＡＮデータが論理積回路８３を介して与えられ、制御部７０から与えられる制御クロックに応じてロード信号が入力された場合に、ＳＣＡＮデータを加算器８８に供給する。ここで、制御クロックは、電子デバイス２００が出力する出力信号に同期したクロックである。

フリップフロップ８６には、加算器８８が出力するデータが与えられ、制御部７０から与えられる制御クロックに応じて、受け取ったデータを加算器８８に供給する。加算器８８は、フリップフロップ８４から受け取ったＳＣＡＮデータと、フリップフロップ８６から受け取ったデータとを加算したデータを、加算器９０に出力する。また、フリップフロップ８４及びフリップフロップ８６には、格納した値を初期化するためのクリア信号が制御部７０から与えられる。ここで、ロード信号及びクリア信号は、パターンプログラム上で記述されたタイミングで、制御クロックと同期して与えられる。

そして、加算器９０には、第１のストローブ信号の初期位相を示す第１の初期値が与えられ、当該第１の初期値に、加算器８８から受け取ったデータを加算したデータを出力する。つまり、第１のストローブシフト部８２−１は、制御部７０がロード信号を入力する毎に、与えられた第１の初期値からＳＣＡＮデータの値ずつ順次増加する位相信号を出力する。また、第１のストローブシフト部８２−１は、加算器９０に代えて減算器を有していてもよい。この場合、第１のストローブシフト部８２−１は、制御部７０がロード信号を入力する毎に、与えられる第１の初期値からＳＣＡＮデータの値ずつ順次減少する位相信号を出力する。

また、第２のストローブシフト部８２−２は、前述した第１のストローブシフト部８２−１の構成と同一の構成を有し、同一のＳＣＡＮデータが与えられ、第１の初期値とは異なる第２の初期値が与えられる。また、第１のストローブシフト部８２−１及び第２のストローブシフト部８２−２は、図２及び図３において説明したように、第１のストローブ信号と第２のストローブ信号との相対位相が変化するように、第１のストローブ信号の位相及び第２のストローブ信号の位相を順次変化させる。

本例においては、第１のストローブシフト部８２−１には、図２及び図３において説明した位相範囲終点に基づく第１の初期値が与えられ、第２のストローブシフト部８２−２には、位相範囲始点に基づく第２の初期値が与えられる。そして、制御部７０がロード信号を入力する毎に、第１のストローブシフト部８２−１は、位相範囲終点に基づく第１の初期値からＳＣＡＮデータの値ずつ順次減少する位相信号を出力し、第２のストローブシフト部８２−２は、位相範囲始点に基づく第２の初期値からＳＣＡＮデータの値ずつ順次増加する位相信号を出力する。

また、第１のストローブシフト部８２−１及び第２のストローブシフト部８２−２は、第１のストローブ信号のそれぞれの位相において順次計数する出力信号の信号レベルがＨレベルである回数が複数回のうちの全てとなり、且つ第２のストローブ信号のそれぞれの位相において順次計数した出力信号の信号レベルがＬレベルである回数が、複数回のうちの全てとなった場合に、第１のストローブ信号及び第２のストローブ信号の位相の変化を停止させ、波形の測定を終了させてもよい。このような制御を行うことにより、効率よく測定を行うことができる。

タイミング比較器２０は、複数のタイミングコンパレータ（３０、３２、３４、及び３６）、及びストローブ生成部２１を有する。またストローブ生成部２１は、複数の可変遅延回路（２２、２４、２６、及び２８）を有する。それぞれの可変遅延回路（２２、２４、２６、及び２８）には、電子デバイス２００が複数回出力する出力信号に同期した基準クロックが与えられ、当該基準クロックを遅延させてストローブ信号を生成する。

可変遅延回路２２及び可変遅延回路２６には、第１のストローブシフト部８２−１が出力する位相信号が遅延設定として与えられ、当該位相信号に応じた遅延量だけ基準クロックを遅延させて出力する。即ち、可変遅延回路２２及び可変遅延回路２６は、第１のストローブ信号を出力する。また、可変遅延回路２４及び可変遅延回路２８には、第２のストローブシフト部８２−２が出力する位相信号が遅延設定として与えられ、当該位相信号に応じた遅延量だけ基準クロックを遅延させて出力する。即ち、可変遅延回路２４及び可変遅延回路２８は、第２のストローブ信号を出力する。

タイミングコンパレータ３０は、可変遅延回路２２から与えられる第１のストローブ信号のタイミングでコンパレータ１２が出力するパス又はフェイルの信号を受け取る。つまり、タイミングコンパレータ３０は、第１のストローブ信号の位相における出力信号の信号レベルを、比較電圧ＶＯＨに対するパス又はフェイルとして取得する。本例においてタイミングコンパレータ３０は、出力信号の信号レベルを、第１のストローブ信号のそれぞれの位相において複数回取得する第１のタイミング比較部として機能する。

タイミングコンパレータ３４は、第１のストローブ信号のタイミングでコンパレータ１４が出力するパス又はフェイルの信号を受け取る。つまり、タイミングコンパレータ３４は、第１のストローブ信号の位相における出力信号の信号レベルを、比較電圧ＶＯＬに対するパス又はフェイルとして取得する。

タイミングコンパレータ３２は、可変遅延回路２４から与えられる第２のストローブ信号のタイミングでコンパレータ１２が出力するパス又はフェイルの信号を受け取る。つまり、タイミングコンパレータ３２は、第２のストローブ信号の位相における出力信号の信号レベルを、比較電圧ＶＯＨに対するパス又はフェイルとして取得する。

タイミングコンパレータ３６は、第２のストローブ信号のタイミングでコンパレータ１４が出力するパス又はフェイルの信号を受け取る。つまりタイミングコンパレータ３６は、第２のストローブ信号の位相における出力信号の信号レベルを、比較電圧ＶＯＬに対するパス又はフェイルとして取得する。本例においてタイミングコンパレータ３６は、出力信号の信号レベルを、第２のストローブ信号のそれぞれの位相において複数回取得する第２のタイミング比較部として機能する。

図５は、論理比較器４０、メモリー部６０、及び制御部７０の構成の一例を示す図である。論理比較器４０は、複数の排他論理和回路（４２−１、４２−２、４４−１、４４−２）、複数の論理積回路（４６−１、４６−２、４８−１、４８−２、５２）、複数の論理和回路（５４−１、５４−２）、及び論理和回路５６を有する。また、メモリー部６０は、第１のカウンタ６２、第２のカウンタ６４、選択部６８、フェイルメモリ７２、及び演算部７３を有する。また、制御部７０は、測定装置制御部９２、波形成形器９４、及びパターン発生器９６を有する。測定装置制御部９２は、測定装置１００を、図１から図４において説明したように制御する。またパターン発生器９６は、電子デバイス２００を試験する試験パターンを生成し、波形成形器９４は、試験パターンに基づいて試験信号を生成して電子デバイス２００に供給する。試験パターンは、例えば１／０のパターンで示されるデジタル信号である。また試験信号は、当該デジタル信号の値に応じて電圧レベルが変化する信号であり、電子デバイス２００に出力信号を出力させる。

排他論理和回路４２−１は、タイミングコンパレータ３０から受け取った信号と、測定装置制御部９２から与えられる期待値信号の期待値信号（ＥＸＰ１）の反転信号との排他論理和を出力する。つまり、排他論理和回路４２−１は、第１のストローブ信号の位相における出力信号の信号レベルが、期待値信号ＥＸＰ１の反転信号と一致した場合に、パス（Ｌ論理）を出力する。ここで、測定装置制御部９２は、期待値信号ＥＸＰ１として、第１のストローブ信号の位相における出力信号の信号レベルの期待値を出力する。例えば図４の例においては、測定装置制御部９２は期待値信号ＥＸＰ１としてＨ論理を出力する。また、排他論理和回路４４−１は、タイミングコンパレータ３４から受け取った信号と、測定装置制御部９２から与えられる期待値信号（ＥＸＰ１）との排他論理和を出力する。

また、排他論理和回路４２−２は、タイミングコンパレータ３２から受け取った信号と、測定装置制御部９２から与えられる期待値信号（ＥＸＰ２）の反転信号との排他論理和を出力する。つまり、排他論理和回路４２−２は、第２のストローブ信号の位相における出力信号の信号レベルが、期待値信号ＥＸＰ２の反転信号と一致した場合に、パス（Ｌ論理）を出力する。ここで、測定装置制御部９２は、期待値信号ＥＸＰ２として、第２のストローブ信号の位相における出力信号の信号レベルの期待値を出力する。例えば図２の例においては、測定装置制御部９２は期待値信号ＥＸＰ２としてＬ論理を出力する。また、排他論理和回路４２−４は、タイミングコンパレータ３６から受け取った信号と、測定装置制御部９２から与えられる期待値信号（ＥＸＰ２）との排他論理和を出力する。

そして、論理積回路４６−１は、排他論理和回路４２−１が出力した信号と、測定装置制御部９２から与えられる制御信号（ＣＰＥ１）との論理積を出力する。つまり、論理積回路４６−１は、制御信号ＣＰＥ１がＨ論理である場合に、排他論理和回路４２−１が出力するパス又はフェイルの信号を通過させる。また、論理積回路４８−１は、排他論理和回路４４−１が出力した信号と、測定装置制御部９２から与えられる制御信号（ＣＰＥ１）との論理積を出力する。つまり、論理積回路４８−１は、制御信号ＣＰＥ１がＨ論理である場合に、排他論理和回路４４−１が出力するパス又はフェイルの信号を通過させる。ここで測定装置制御部９２は、出力信号の波形の測定を行う場合に、制御信号ＣＰＥ１としてＨ論理を出力する。

また、論理積回路４６−２は、排他論理和回路４２−２が出力した信号と、測定装置制御部９２から与えられる制御信号（ＣＰＥ２）との論理積を出力する。また、論理積回路４８−２は、排他論理和回路４４−２が出力した信号と、測定装置制御部９２から与えられる制御信号（ＣＰＥ２）との論理積を出力する。ここで測定装置制御部９２は、出力信号の波形の測定を行う場合に、制御信号ＣＰＥ２としてＨ論理を出力する。

そして、論理和回路５４−１は、論理積回路４６−１が出力するパス又はフェイルの信号と、論理積回路４８−１が出力するパス又はフェイルの信号との論理和を出力する。また、論理和回路５４−２は、論理積回路４６−２が出力するパス又はフェイルの信号と、論理積回路４８−２が出力するパス又はフェイルの信号との論理和を出力する。

そして、第１のカウンタ６２は、論理和回路５４−１が出力するパス又はフェイルの回数を計数する。本例において第１のカウンタ６２は、排他的論理和回路５５−１及び論理積回路５７−１を介して、論理和回路５４−１が出力する信号を受け取る。例えば、図３の例のように論理和回路５４−１が出力するフェイルの回数を計数したい場合には、排他的論理和回路５５−１は、モード信号として”０”を受け取り、当該モード信号と論理和回路５４−１が出力した信号との排他的論理和を出力する。そして論理積回路５７−１は、排他的論理和回路５５−１から受け取る信号と、制御信号（ＣＰＥ１）との論理積を、第１のカウンタ６２に出力する。図２及び図３に関連して説明したように、第１のカウンタ６２は、第１のストローブ信号の位相毎に、当該パス又はフェイルの回数を計数する。パスを計数する場合には、モード信号として”１”を入力し、同様の動作により計数を行う。また測定装置制御部９２は、第１のストローブ信号の位相がシフトする毎に、第１のカウンタ６２をリセットすることが好ましい。

また、第２のカウンタ６４は、論理和回路５４−２が出力するパス又はフェイルの回数を計数する。第１のカウンタ６２と同様に、第２のカウンタ６４は、排他的論理和回路５５−２及び論理積回路５７−２を介して、論理和回路５４−２が出力する信号を受け取る。例えば、論理和回路５４−２が出力するフェイルの回数を計数したい場合には、排他的論理和回路５５−２は、モード信号として”０”を受け取り、パスを計数したい場合には、モード信号として”１”を受け取る。そして受け取ったモード信号と論理和回路５４−２が出力した信号との排他的論理和を出力する。論理積回路５７−２は、排他的論理和回路５５−２から受け取る信号と制御信号（ＣＰＥ２）との論理積を、第２のカウンタ６４に出力する。第２のカウンタ６４は、第２のストローブ信号の位相毎に、当該パス又はフェイルの回数を計数する。測定装置制御部９２は、第２のストローブ信号の位相がシフトする毎に、第２のカウンタ６４をリセットすることが好ましい。

フェイルメモリ７２は、図３（ａ）に示したように、第１のカウンタ６２が計数した回数を第１のストローブ信号の位相毎に格納し、図３（ｂ）に示したように、第２のカウンタ６４が計数した回数を第２のストローブ信号の位相毎に格納する。演算部７３は、フェイルメモリ７２が格納したデータに基づいて、出力信号の波形の変化点の位相、ジッタ量、及びジッタの分布を算出する。演算部７３は、外部に設けられたコンピュータであってもよい。また、演算部７３は、算出した出力信号の波形の変化点の位相、ジッタ量、及びジッタの分布に基づいて、電子デバイス２００の良否を判定してもよい。

また、フェイルメモリ７２は、論理和回路５４−１が出力するパス又はフェイルの信号、及び論理和回路５４−２が出力するパス又はフェイルの信号を格納してもよい。選択部６８は、第１のカウンタ６２及び第２のカウンタ６４における計数結果、又は論理和回路（５４−１、５４−２）が出力する信号のいずれをフェイルメモリ７２に格納するかを選択する。選択部６８には、いずれを選択するかを定める選択設定信号が与えられることが好ましい。メモリー部６０は、当該選択設定信号を出力信号の波形の測定前に設定するレジスタを更に有していてもよい。

選択設定信号が、第１のカウンタ６２及び第２のカウンタ６４における計数結果をフェイルメモリ７２に格納する設定である場合、選択部６８は、第１のカウンタ６２及び第２のカウンタ６４の計数結果を取り込み、フェイルメモリ７２に格納する。選択部６８が第１のカウンタ６２及び第２のカウンタ６４の計数結果を取り込むタイミングは、測定装置制御部９２が第１のカウンタ６２及び第２のカウンタ６４をリセットするタイミングであってよい。本例において、測定装置制御部９２は第１のカウンタ６２及び第２のカウンタ６４をリセットするＭＳＴ信号を、電子デバイス２００が出力信号を所定の複数回出力する毎に生成し、選択部６８にも供給する。選択部６８は、ＭＳＴ信号に基づくタイミングで、第１のカウンタ６２及び第２のカウンタ６４の計数結果を取り込む。

また、選択設定信号が、論理和回路（５４−１、５４−２）が出力する信号をフェイルメモリ７２に格納する設定である場合、選択部６８は、論理和回路５４−１が出力するパス又はフェイルの信号、及び論理和回路５４−２が出力するパス又はフェイルの信号をフェイルメモリに格納する。このとき、測定装置制御部９２は、当該信号を格納することを許可するＳＴＯＲＥ信号を選択部６８に供給することが好ましい。

また、論理和回路５６は、論理和回路５４−１が出力するパス又はフェイルの信号と、論理和回路５４−２が出力するパス又はフェイルの信号との論理和を、測定装置制御部９２に出力する。測定装置制御部９２は、論理和回路５６が出力する信号がフェイルを示す場合に、他のピンに対応して設けられた全てのメモリー部６０におけるフェイルメモリ７２に、フェイル情報を格納する。このような場合、論理和回路５４−１等から選択部６８に信号が伝送する時間と、論理和回路５６から測定装置制御部９２に信号が伝送し、測定装置制御部９２からそれぞれの選択部６８に制御信号が伝送する時間とに違いが生じるため、当該違いを調整するために、選択部６８は遅延回路を介して論理和回路５４−１等から信号を受け取ることが好ましい。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、請求の範囲の記載から明らかである。

例えば、図１においては、測定装置１００は試験装置３００に設けられているが、他の例においては、測定装置１００単独で機能することもできる。この場合、測定装置１００には、測定装置制御部９２が設けられる。

以上から明らかなように、本発明によれば、出力信号の波形の変化点、ジッタ量、及びジッタの分布を１回の試験で測定することができる

Claims (13)

1. 電子デバイスが出力する出力信号の波形を測定する測定装置であって、
   第１のストローブ信号と、前記第１のストローブ信号とは位相の異なる第２のストローブ信号とを、前記出力信号に同期して生成するストローブ生成部と、
   前記電子デバイスが前記出力信号を複数回出力する毎に、前記第１のストローブ信号の位相、及び前記第２のストローブ信号の位相を順次変化させるストローブシフト部と、
   前記出力信号の信号レベルを、前記第１のストローブ信号のそれぞれの位相において前記複数回取得する第１のタイミング比較部と、
   前記出力信号の信号レベルを、前記第２のストローブ信号のそれぞれの位相において前記複数回取得する第２のタイミング比較部と、
   前記第１のタイミング比較部が取得したそれぞれの前記出力信号の信号レベルがＨレベルである回数を、前記第１のストローブ信号の位相毎に計数する第１のカウンタと、
   前記第２のタイミング比較部が取得したそれぞれの前記出力信号の信号レベルがＬレベルである回数を、前記第２のストローブ信号の位相毎に計数する第２のカウンタと、
   前記第１のカウンタが計数した回数、及び前記第２のカウンタが計数した回数を格納するフェイルメモリと
   を備える測定装置。
2. 前記第１のカウンタが位相毎に計数した回数、及び前記第２のカウンタが位相毎に計数した回数に基づいて、前記出力信号の波形の変化点の位相、ジッタ量、及びジッタの分布を算出する演算部を更に備える
   請求項１に記載の測定装置。
3. 前記ストローブシフト部は、前記第１のストローブ信号と前記第２のストローブ信号との相対位相が変化するように、前記第１のストローブ信号の位相及び前記第２のストローブ信号の位相を順次変化させる
   請求項２に記載の測定装置。
4. 前記ストローブシフト部は、
   前記第１のストローブ信号の位相を、前記出力信号の波形の変化点の位相を含む位相範囲の一端から、前記位相範囲の他端に向かって順次変化させ、
   前記第２のストローブ信号の位相を、前記位相範囲の他端から、前記位相範囲の一端に向かって順次変化させる
   請求項３に記載の測定装置。
5. 前記ストローブシフト部は、前記第１のストローブ信号の位相と、前記第２のストローブ信号の位相とを、略同一の変化量で順次変化させる
   請求項４に記載の測定装置。
6. 前記ストローブシフト部は、前記第１のストローブ信号のそれぞれの位相において順次計数する前記出力信号の信号レベルがＨレベルである回数が、前記複数回のうちの全てとなり、且つ前記第２のストローブ信号のそれぞれの位相において順次計数した前記出力信号の信号レベルがＬレベルである回数が、前記複数回のうちの全てとなった場合に、前記第１のストローブ信号及び前記第２のストローブ信号の位相の変化を停止する
   請求項５に記載の測定装置。
7. 前記電子デバイスが前記出力信号を前記複数回出力する毎に、前記第１のカウンタ及び前記第２のカウンタの計数値を、前記第１のストローブの位相及び前記第２のストローブの位相と対応付けて前記フェイルメモリに格納し、前記第１のカウンタ及び前記第２のカウンタの計数値をリセットする測定装置制御部を更に備える
   請求項１に記載の測定装置。
8. 電子デバイスが出力する出力信号の波形を測定する測定方法であって、
   第１のストローブ信号と、前記第１のストローブ信号とは位相の異なる第２のストローブ信号とを、前記出力信号に同期して生成するストローブ生成ステップステップと、
   前記電子デバイスが前記出力信号を複数回出力する毎に、前記第１のストローブ信号の位相、及び前記第２のストローブ信号の位相を順次変化させるストローブシフトステップと、
   前記出力信号の信号レベルを、前記第１のストローブ信号のそれぞれの位相において前記複数回取得する第１のタイミング比較ステップと、
   前記出力信号の信号レベルを、前記第２のストローブ信号のそれぞれの位相において前記複数回取得する第２のタイミング比較ステップと、
   前記第１のタイミング比較ステップにおいて取得したそれぞれの前記出力信号の信号レベルがＨレベルである回数を、前記第１のストローブ信号の位相毎に計数する第１の計数ステップと、
   前記第２のタイミング比較ステップにおいて取得したそれぞれの前記出力信号の信号レベルがＬレベルである回数を、前記第２のストローブ信号の位相毎に計数する第２の計数ステップと、
   前記第１の計数ステップにおいて計数した回数、及び前記第２の計数ステップにおいて計数した回数を格納する格納ステップと
   を備える測定方法。
9. 前記第１の計数ステップにおいて位相毎に計数した回数、及び前記第２の計数ステップにおいて位相毎に計数した回数に基づいて、前記出力信号の波形の変化点の位相、ジッタ量、及びジッタの分布を算出する演算ステップを更に備える
   請求項８に記載の測定方法。
10. 前記ストローブシフトステップは、前記第１のストローブ信号と前記第２のストローブ信号との相対位相が変化するように、前記第１のストローブ信号の位相及び前記第２のストローブ信号の位相を順次変化させる
    請求項９に記載の測定方法。
11. 前記ストローブシフトステップは、
    前記第１のストローブ信号の位相を、前記出力信号の波形の変化点の位相を含む位相範囲の一端から、前記位相範囲の他端に向かって順次変化させ、
    前記第２のストローブ信号の位相を、前記位相範囲の他端から、前記位相範囲の一端に向かって順次変化させる
    請求項１０に記載の測定方法。
12. 前記ストローブシフトステップは、前記第１のストローブ信号の位相と、前記第２のストローブ信号の位相とを、略同一の変化量で順次変化させる
    請求項１１に記載の測定方法。
13. 電子デバイスを試験する試験装置であって、
    前記電子デバイスを試験する試験信号を生成し、前記電子デバイスに供給する制御部と、
    前記電子デバイスの出力信号の波形を測定し、前記電子デバイスの良否を判定する測定装置と
    を備え、
    前記測定装置は、
    第１のストローブ信号と、前記第１のストローブ信号とは位相の異なる第２のストローブ信号とを、前記出力信号に同期して生成するストローブ生成部と、
    前記電子デバイスが前記出力信号を複数回出力する毎に、前記第１のストローブ信号の位相、及び前記第２のストローブ信号の位相を順次変化させるストローブシフト部と、
    前記出力信号の信号レベルを、前記第１のストローブ信号のそれぞれの位相において前記複数回取得する第１のタイミング比較部と、
    前記出力信号の信号レベルを、前記第２のストローブ信号のそれぞれの位相において前記複数回取得する第２のタイミング比較部と、
    前記第１のタイミング比較部が取得したそれぞれの前記出力信号の信号レベルがＨレベルである回数を、前記第１のストローブ信号の位相毎に計数する第１のカウンタと、
    前記第２のタイミング比較部が取得したそれぞれの前記出力信号の信号レベルがＬレベルである回数を、前記第２のストローブ信号の位相毎に計数する第２のカウンタと、
    前記第１のカウンタが計数した回数、及び前記第２のカウンタが計数した回数を格納するフェイルメモリと、
    前記第１のカウンタが位相毎に計数した回数、及び前記第２のカウンタが位相毎に計数した回数に基づいて、前記出力信号の波形の変化点の位相、ジッタ量、及びジッタの分布を算出し、前記電子デバイスの良否を判定する演算部と
    を備える試験装置。

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