JP4456220B2 - AD converter - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、入力アナログ信号をディジタル信号に変換して出力するADコンバータのテストの容易化が図られたAD変換装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、製造されたADコンバータの良否を判定するためのテストがLSIテスタを使用して行なわれている。一般に、数百KHz程度までの周波数で動作する逐次比較型のADコンバータや、20MHz程度までの周波数で動作するNTSC対応のビデオレート用のADコンバータでは、それらADコンバータを構成するセルの動作レートでテストが行なわれている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
近年、ディジタルテレビ対応等のニーズから、50MHz〜150MHzの高周波数で動作するADコンバータが普及しつつある。しかし、従来のLSIテスタでは、このような高周波数で動作するADコンバータのテストは困難である。そこで、上記ADコンバータを、従来の動作レートでテストするということが考えられる。しかし、これでは上記ADコンバータが高周波数で動作するか否かを保証することは困難である。また、十分に高速な動作レートでテストを行なうことができる高価なLSIテスタを導入することも考えられるが、このような高価なLSIテスタを使用するのでは、ADコンバータのテスト費用が上昇するという問題が発生する。また、1つの半導体チップ上にADコンバータを含む回路が組み込まれてなる、いわゆるシステムオンチップの製品をテストする場合、そのシステムオンチップの製品に占めるADコンバータの比率は比較的低く、従ってそのADコンバータのテストのみのために高価なLSIテスタを導入するのでは、リソース(資産)の無駄である。
【0004】
本発明は、上記事情に鑑み、テスト費用の上昇を抑えたまま、高周波数で動作するADコンバータのテストの容易化が図られたAD変換装置を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明のAD変換装置のうちの第1のAD変換装置は、
(1_1)入力アナログ信号をディジタル信号に変換して出力するADコンバータ
(1_2)外部からの入力クロック信号の入力を受け、その入力クロック信号に基づいて上記ADコンバータ動作用のタイミング信号を生成するタイミングジェネレータ
(1_3)上記タイミングジェネレータとの間での回路の一部兼用が許容された、ディジタル回路の動作周波数確認用の自走クロック信号を生成する自走クロックジェネレータ
を備えたことを特徴とする。
【0006】
ADコンバータの高速動作での性能を確認するポイントの1つとして、そのADコンバータ動作用のディジタル制御系(クロック信号入力回路,タイミングジェネレータ,AD変換制御ロジック回路等の制御系ディジタル回路)が規定周波数で動作するか否かという点があげられる。本発明の第1のAD変換装置は、この観点に着目してなされたものであり、制御系ディジタル回路の動作周波数確認用の自走クロック信号を生成する自走クロックジェネレータを備えているため、その自走クロックジェネレータで生成された自走クロック信号の周波数を外部で測定することにより、制御系ディジタル回路による遅延が規定された許容範囲内にあるか否か、即ち制御系ディジタル回路が規定された周波数で動作するか否かを判定ことができる。従って、高価なLSIテスタを用意して高周波数を有するクロック信号を入力する必要もなく、ADコンバータが規定された高周波数で動作するか否かを判定することができる。また、自走クロックジェネレータは、タイミングジェネレータとの間での回路の一部兼用が許容されたものであるため、テスト用回路の規模が小さくて済む。
【0007】
また、上記目的を達成する本発明のAD変換装置のうちの第2のAD変換装置は、
(2_1)入力アナログ信号をディジタル信号に変換して出力するADコンバータ
(2_2)外部からの入力クロック信号の入力を受け、その入力クロック信号に基づいて上記ADコンバータ動作用のタイミング信号を生成するタイミングジェネレータ
(2_3)外部からのテスト用クロック制御信号の入力を受けて、そのテスト用クロック制御信号に応じたテスト用クロック信号を生成し、この生成したテスト用クロック信号を、上記入力クロック信号の代わりに上記タイミングジェネレータに供給するテスト用クロックジェネレータ
を備えたことを特徴とする。
【0008】
ADコンバータの高速動作での性能を確認するもう1つのポイントとして、そのADコンバータが規定された高周波数で動作する際に、アナログ部が追従してそのAC特性を維持し得るか否かという点があげられる。本発明の第2のAD変換装置は、この観点に着目してなされたものであり、外部からの比較的低い周波数を有するテスト用クロック制御信号の入力を受けて、テスト用クロックジェネレータで比較的高い周波数を有するテスト用クロック信号を生成してタイミングジェネレータに供給することにより、そのADコンバータを高速に動作させてアナログ部のAC特性をテストすることができる。従って、高価なLSIテスタを用意して高周波数を有するクロック信号を入力する必要はなく、従来のLSIテスタでADコンバータを高周波数で動作させてAC特性をテストすることができる。
【0009】
ここで、本発明の第2のAD変換装置において、上記テスト用クロック制御信号がクロック信号であって、上記テスト用クロックジェネレータが、そのテスト用クロック制御信号として入力されたクロック信号を逓倍して上記テスト用クロック信号を生成するものであることが好ましい。
【0010】
このようにすると、従来のLSIテスタで用意されている比較的低い周波数を有するクロック信号から、比較的高い周波数を有するテスト用クロック信号を簡単に生成することができる。
【0011】
また、本発明の第2のAD変換装置において、上記テスト用クロック制御信号が電圧信号であって、上記テスト用クロックジェネレータが、そのテスト用クロック制御信号として入力された電圧信号に応じた周波数のテスト用クロック信号を生成するものであってもよい。
【0012】
このように、電圧信号に応じた周波数のテスト用クロック信号を生成すると、テスト用クロック信号の生成にあたり、例えば電圧制御発振器(VCO)のみで済み、回路構成が簡素化される。
【0013】
さらに、本発明の第2のAD変換装置において、上記ADコンバータで得られたディジタル信号をラッチするデータラッチを備え、
上記タイミングジェネレータが上記データラッチにおけるディジタル信号をラッチするタイミングを制御するラッチタイミングクロック信号を生成するものであって、さらに、
上記タイミングジェネレータで生成されたラッチタイミングクロック信号を分周することにより、上記タイミングジェネレータで生成されたラッチタイミングクロック信号に代えて上記データラッチに供給されるテスト用のラッチタイミングクロック信号を生成する分周器を備えたものであることも好ましい態様である。
【0014】
このように、ADコンバータで得られたディジタル信号を、分周器で分周されたテスト用のラッチタイミングクロック信号でデータラッチにラッチすると、ディジタル信号が間引かれて出力レートが低くなるため、動作レートの比較的低いLSIテスタでADコンバータのテストを行なうことができる。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について説明する。
【0016】
図1は、本発明の第1実施形態のAD変換装置の回路図である。
【0017】
図1に示すAD変換装置1には、テスト信号TEST1が入力されるテスト端子11と、テスト信号TEST2が入力されるテスト端子12と、クロック信号CKが入力されるクロック端子13と、アナログ信号AINが入力されるアナログ信号入力端子14と、ディジタル信号AOUTが出力されるディジタル信号出力端子15と、後述するクロック信号出力端子16とが備えられている。
【0018】
また、AD変換装置1には、アナログ信号AINをディジタル信号AOUTに変換して出力する、アナログ部・ディジタル部から構成されたAD変換ブロック50が備えられている。
【0019】
さらに、AD変換装置1には、外部からのクロック信号CKの入力を受け、そのクロック信号CKに基づいて上記AD変換ブロック50動作用のタイミング信号φ1,φ2,φ3を生成する遅延回路41,42,43が備えられている(実際には、n個の遅延回路が備えられているが、ここでは例示的に3個の遅延回路を示す)。これら遅延回路41,42,43が、本発明にいうタイミングジェネレータに相当する。
【0020】
また、AD変換装置1には、マルチプレクサ21,22と、PLL(Phase Locked Loop)回路30が備えられている。PLL回路30は本発明にいうテスト用クロックジェネレータに相当し、このPLL回路30は、PFD/CP(位相・周波数検出/チャージポンプ)31と、分周器32と、VCO(電圧制御発振器)33と、L/F(ローパスフィルタ)34とから構成されている。
【0021】
さらに、AD変換装置1には、遅延回路61とインバータ62が備えられている。これら遅延回路61,インバータ62については後述する。
【0022】
先ず、AD変換装置1の通常モードについて説明する。通常モードでは、テスト端子11,12に、ともに‘L’レベルのテスト信号TEST1,テスト信号TEST2が入力される。また、クロック端子13に、通常の変換動作に必要な周波数、例えば80MHzのクロック信号CKが入力される。さらに、アナログ入力端子14に、所望のアナログ信号AINが入力される。
【0023】
マルチプレクサ22の制御端子22aには‘L’レベルのテスト信号TEST2が入力されているため、そのマルチプレクサ22では、入力端子22bに入力されているクロック信号CKが選択されて出力端子22dから出力される。このクロック信号CKは、マルチプレクサ21の入力端子21bに入力される。マルチプレクサ21の制御端子21aには‘L’レベルのテスト信号TEST1が入力されているため、マルチプレクサ22と同様にして、マルチプレクサ21の出力端子21dからクロック信号CKが出力される。このクロック信号CKは、遅延回路41に入力される。遅延回路41では、入力されたクロック信号CKを遅延してタイミング信号φ1を生成して、AD変換ブロック50に出力する。以下、同様にして、遅延回路42,43でタイミング信号φ2,φ3を生成する。このようにして、互いに位相が異なるタイミング信号φ1,φ2,φ3を生成する。これら多相タイミング信号φ1,φ2,φ3はAD変換ブロック50に入力される。AD変換ブロック50は、アナログ入力端子14を経由して入力されているアナログ信号AINを、図示しないレベルコンパレータで各タイミング信号φ1,φ2,φ3を使用してAD変換を行ない、ディジタル信号AOUTを生成してディジタル出力端子15に出力する。このようにして、通常モードでは、入力されたアナログ信号AINが、規定周波数80MHzの周波数による変換レートでAD変換されてディジタル信号AOUTとして出力される。
【0024】
次に、AD変換装置1のテストモードについて説明する。テストモードには、第1のテストモードと第2のテストモードとがある。
【0025】
先ず、第1のテストモードについて説明する。第1のテストモードでは、AD変換装置1の、遅延回路41,42,43,61からなる制御系ディジタル回路が、規定周波数(80MHz)で動作するか否かのテストが行なわれる。この第1のテストモードでは、テスト端子11,12に、それぞれ‘H’レベルのテスト信号TEST1,‘L’レベルのテスト信号TEST2が入力される。尚、クロック端子13,アナログ入力端子14は、例えば‘L’レベルに固定される。
【0026】
マルチプレクサ21の制御端子21aには‘H’レベルのテスト信号TEST1が入力されているため、マルチプレクサ21は、入力端子21cに入力されている、インバータ62からのフィードバック信号を選択して出力端子21dから出力する。出力されたフィードバック信号は遅延回路41,42,43で順次遅延されて、遅延回路61に入力される。遅延回路61は、遅延回路41,42,43に接続された図示しないゲート等の遅延時間及び変換動作に必要なセトリングタイムを補償するために設けられており、この遅延回路61は、入力された信号に対して上記ゲート等の遅延時間だけ遅れた遅延信号を生成する。この遅延信号はインバータ62に入力される。インバータ62は、この遅延信号の論理を反転してマルチプレクサ21の入力端子21cにフィードバックする。このようにして、マルチプレクサ21,遅延回路41,42,43,61,インバータ62からなる自走クロックジェネレータが構成され、その自走クロックジェネレータにより定まる発振周波数を有する自走クロック信号CKOUTが得られる。この自走クロック信号CKOUTはクロック信号出力端子16に出力される。ここで、クロック信号出力端子16に出力された自走クロック信号CKOUTの周期をLSIテスタで測定することにより、制御系ディジタル回路が、規定された80MHzの周波数で動作するか否かを判定する。例えば、測定された自走クロック信号CKOUTの周期が、70MHzの周波数を有するクロック信号の周期に相当する場合は不具合品(NG)と判定されてテストは終了する。一方、測定された自走クロック信号CKOUTの周期が、90MHzの周波数を有するクロック信号の周期に相当する場合は10MHzの周波数分だけ余裕度があることとなり従って良品(GO)と判定される。このように、第1実施形態では、第1のテストモードにおいて、マルチプレクサ21,遅延回路41,42,43,61,インバータ62からなる自走クロックジェネレータで生成された自走クロック信号の周期をLSIテスタで測定することにより、規定された80MHzの周波数で制御系ディジタル回路が動作するか否かを判定するものであるため、高価なLSIテスタを用意して高周波数を有する入力クロック信号を外部から入力する必要もなく、テスト費用の上昇を抑えることができる。また、自走クロックジェネレータは、AD変換ブロック50動作用のタイミング信号φ1,φ2,φ3を生成する遅延回路41,42,43に、遅延回路61,インバータ62が追加された構成であるため、テスト用としての回路規模が小さくて済む。
【0027】
第1のテストモードにおいて、GOと判定された場合は、以下に説明する第2のテストモードに進む。
【0028】
第2のテストモードでは、AD変換ブロック50のアナログ部が、規定されたAC特性を満たすか否かのテストが行なわれる。
【0029】
この第2のテストモードでは、テスト端子11,12に、それぞれ‘L’レベルのテスト信号TEST1,‘H’レベルのテスト信号TEST2が入力される。また、クロック端子13に20MHzのテスト用クロック制御信号CKが入力され、アナログ入力端子14に所定の大きさのアナログ信号AINが入力される。
【0030】
マルチプレクサ22の制御端子22aには‘H’レベルのテスト信号TEST2が入力されているため、そのマルチプレクサ22では、入力端子22cに入力されているVCO33からの発振信号が選択されて出力端子22dからテスト用クロック信号として出力される。このテスト用クロック信号は、マルチプレクサ21の入力端子21bに入力される。マルチプレクサ21の制御端子21aには‘L’レベルのテスト信号TEST1が入力されているため、そのマルチプレクサ21では、入力端子21bに入力されているテスト用クロック信号が選択されて出力端子21dから出力される。出力端子21dから出力されたテスト用クロック信号は分周器32に入力される。分周器32では、入力されたテスト用クロック信号が有する周波数を例えば1/4分周し、1/4分周した周波数を有する分周信号を出力する。この分周信号は、PFD/CP31に入力される。PFD/CP31には、クロック端子13から20MHzを有するテスト用クロック制御信号CKも入力されている。PFD/CP31は、これら分周信号,テスト用クロック制御信号CKどうしの周波数および位相を比較し、それら周波数および位相の誤差信号を検出し、検出された誤差信号に応じた直流レベルの電圧制御信号VCTを出力する。この電圧制御信号VCTはVCO33に入力される。VCO33は、入力された電圧制御信号VCTに応じた周波数を有するテスト用クロック信号を出力する。このように、PFD/CP31で分周信号とテスト用クロック制御信号CKとの周波数および位相の誤差信号を、VCO33に入力される電圧制御信号VCTに反映させることにより、分周信号とテスト用クロック制御信号CKとの周波数および位相を合わせるようにループする。これにより、VCO33から、いわゆるフェーズロックされてなる、テスト用クロック制御信号CKとして入力されたクロック信号が逓倍(4倍)された80MHzを有するテスト用クロック信号が出力され、マルチプレクサ22,21を経由して遅延回路41,42,43に入力される。以下、前述したようにして、遅延回路41,42,43で互いに位相が異なるタイミング信号φ1,φ2,φ3が生成され、AD変換ブロック50で、入力されているアナログ信号AINが図示しないレベルコンパレータで多相タイミング信号φ1,φ2,φ3で比較されてAD変換が行なわれ、これによりディジタル信号AOUTがディジタル出力端子15から出力される。このディジタル信号AOUTをLSIテスタで測定することにより、AD変換装置1のアナログ部が規定されたAC特性を満たすか否かの判定を行なう。
【0031】
尚、ここでは、PLL回路30を構成するPFD/CP31に、20MHzを有するテスト用クロック制御信号CKを入力して、80MHzを有するテスト用クロック信号を生成する例で説明したが、VCO33のみを備え、そのVCO33に外部から電圧制御信号VCTを入力して80MHzを有するテスト用クロック信号を生成してもよい。このようにすると、PFD/CP31および分周器32が不要で済み、テスト回路が簡素化される。
【0032】
このように、第1実施形態では、第2のテストモードにおいて、PLL回路30で80MHzの周波数を有するテスト用クロック信号CKを生成し、あるいはVCO33に外部から電圧制御信号VCTを入力して80MHzを有するテスト用クロック信号CKを生成することにより、アナログ部のAC特性をテストするものであるため、従来のLSIテスタでAD変換ブロック50を80MHzの高周波数で動作させてAC特性をテストすることができる。従って、第1のテストモードの場合と相俟って、テスト費用の上昇を抑えたまま、高速にAD変換を行なうAD変換ブロック50の高速動作状態でのテストの容易化が図られる。
【0033】
図2は、本発明の第2実施形態のAD変換装置の回路図である。
【0034】
尚、図1に示すAD変換装置1と同じ構成要素には同一の符号を付し、異なる点について説明する。
【0035】
図2に示すAD変換装置2には、PFD(位相・周波数検出)31_1と、CP(チャージポンプ)31_2と、L/F(ローパスフィルタ)34と、VCO33とが備えられている。
【0036】
また、このAD変換装置2には、互いに位相が異なるn個のタイミング信号φ1,φ2,φ3,…,φnを生成するタイミングジェネレータ44が備えられている。
【0037】
さらに、AD変換装置2には、アナログ信号AINおよびタイミング信号φ1,φ2,φ3,…,φnを入力し、入力されたアナログ信号AINを図示しないレベルコンパレータで多相タイミング信号φ1,φ2,φ3,…,φnを用いて比較してAD変換を行なうことによりディジタル値を出力する、アナログ部・ディジタル部からなるAD変換ブロック51が備えられている。
【0038】
また、AD変換装置2には、AD変換ブロック51で得られたmビットのディジタル値をラッチして、mビットのディジタルデータD0,D1,D2,…,Dmをディジタル出力端子15_1,15_2,15_3,…,15_mに出力するデータラッチ114が備えられている。
【0039】
さらに、AD変換装置2には、タイミングジェネレータ44がデータラッチ114におけるディジタルデータをラッチするタイミングを制御するラッチタイミングクロック信号を生成するものであって、さらに、タイミングジェネレータ114で生成されたラッチタイミングクロック信号を例えば1/4に分周することにより、タイミングジェネレータ114で生成されたラッチタイミングクロック信号に代えてデータラッチ114に供給されるテスト用のラッチタイミングクロック信号を生成する分周器32が備えられている。また、マルチプレクサ113と、オアゲート111も備えられている。
【0040】
先ず、AD変換装置2の通常モードについて説明する。通常モードでは、テスト端子11,12に、ともに‘L’レベルのテスト信号TEST1,テスト信号TEST2が入力される。また、クロック端子13に、80MHzのクロック信号CKが入力される。さらに、アナログ入力端子14に、所望のアナログ信号AINが入力される。
【0041】
マルチプレクサ22の制御端子22aには‘L’レベルのテスト信号TEST2が入力されているため、そのマルチプレクサ22では、入力端子22bに入力されているクロック信号CKが選択されて出力端子22dから出力される。このクロック信号CKは、マルチプレクサ21の入力端子21cに入力される。マルチプレクサ21の制御端子21aには‘L’レベルのテスト信号TEST1が入力されているため、マルチプレクサ21の出力端子21dからクロック信号CKが出力される。このクロック信号CKは、タイミングジェネレータ44に入力される。タイミングジェネレータ44では、入力されたクロック信号CKを順次遅延することによりn個の多相タイミング信号φ1,φ2,φ3,…,φnを生成し、AD変換ブロック51に出力する。また、タイミングジェネレータ44は、入力されたクロック信号CKを、遅延回路61と、分周器32およびマルチプレクサ113とに振り分けて出力する。AD変換ブロック51は、アナログ入力端子14を経由して入力されているアナログ信号AINを、図示しないレベルコンパレータで多相タイミング信号φ1,φ2,φ3,…,φnを用いて比較してAD変換を行ない、mビットのディジタル値を生成する。これらディジタル値はデータラッチ114に入力される。
【0042】
また、オアゲート111には、ともに‘L’レベルのテスト信号TEST1,テスト信号TEST2が入力されているため、そのオアゲート111から‘L’レベルの信号が出力される。この‘L’レベルの信号は、マルチプレクサ113の制御端子113aに入力される。このため、マルチプレクサ113では、入力端子113cに入力されている、タイミングジェネレータ44からのクロック信号を選択して出力端子113dから出力する。データラッチ114では、このクロック信号でディジタル値をラッチしてmビットのディジタルデータD0,D1,D2,…,Dmをディジタル出力端子15_1,15_2,15_3,…,15_mに出力する。このようにして、通常モードでは、入力されたアナログ信号AINが、80MHzの周波数による変換レートでAD変換されて、mビットのディジタルデータD0,D1,D2,…,Dmが得られる。
【0043】
次に、AD変換装置2の第1のテストモードについて説明する。第1のテストモードでは、AD変換ブロック51動作用のタイミングジェネレータ44が規定周波数(80MHz)で動作するか否かのテストが行なわれる。この第1のテストモードでは、テスト端子11,12に、それぞれ‘H’レベルのテスト信号TEST1,‘L’レベルのテスト信号TEST2が入力される。尚、クロック端子13,アナログ入力端子14は、例えば‘L’レベルに固定される。
【0044】
マルチプレクサ21の制御端子21aには‘H’レベルのテスト信号TEST1が入力されているため、マルチプレクサ21は、入力端子21bに入力されている、インバータ62からのフィードバック信号を選択して出力端子21dから出力する。出力されたフィードバック信号はタイミングジェネレータ44を経由して遅延回路61に入力される。この遅延回路61は、タイミングジェネレータ44に接続された図示しないゲート等の遅延時間及び変換動作に必要なセトリングタイムを補償するために設けられており、この遅延回路61は、タイミングジェネレータ44からの信号に対して上記ゲート等の遅延時間だけ遅れた遅延信号を生成する。この遅延信号はインバータ62に入力される。インバータ62は、この遅延信号の論理を反転してマルチプレクサ21の入力端子21bに出力する。このようにして、マルチプレクサ21,タイミングジェネレータ44,遅延回路61,インバータ62からなる自走クロックジェネレータが構成され、その自走クロックジェネレータにより定まる発振周波数を有する自走クロック信号が得られる。この自走クロック信号は、タイミングジェネレータ44を経由して分周器32に入力される。分周器32は、入力された自走クロック信号が有する周波数を1/4分周し、1/4分周した周波数を有するラッチタイミングクロック信号を出力する。このラッチタイミングクロック信号は、マルチプレクサ113の入力端子113bに入力される。ここで、マルチプレクサ113の制御端子113aには、オアゲート111を経由して‘H’レベルのテスト信号TEST1が入力されているため、マルチプレクサ1113は、入力端子113bに入力されているラッチタイミングクロック信号を出力端子113dを経由してクロック信号出力端子16に出力する。このようにして、クロック信号出力端子16に、自走クロックジェネレータによる自走クロック信号が有する周波数の例えば1/4の周波数を有するラッチタイミングクロック信号CKOUTが出力される。このラッチタイミングクロック信号CKOUTの周期をLSIテスタで測定する。このように、第1のテストモードでは、AD変換ブロック51動作用のタイミングジェネレータ44が、規定された80MHzの周波数で動作するか否かの判定にあたり、20MHzの周波数を有するラッチタイミングクロック信号CKOUTの周期を測定すれば済む。
【0045】
次に、第2のテストモードについて説明する。第2のテストモードでは、AD変換ブロック51のアナログ部が規定されたAC特性を満たすか否かのテストが行なわれる。
【0046】
この第2のテストモードでは、テスト端子11,12に、それぞれ‘L’レベルのテスト信号TEST1,‘H’レベルのテスト信号TEST2が入力される。また、クロック端子13に20MHzの周波数を有するテスト用クロック制御信号CKが入力され、アナログ入力端子14に所定の大きさのアナログ信号AINが入力される。
【0047】
マルチプレクサ22の制御端子22aには‘H’レベルのテスト信号TEST2が入力されているため、そのマルチプレクサ22では、入力端子22cに入力されているVCO33からの発振信号が選択されて出力端子22dからテスト用クロック信号として出力される。このテスト用クロック信号は、マルチプレクサ21の入力端子21cに入力される。マルチプレクサ21の制御端子21aには‘L’レベルのテスト信号TEST1が入力されているため、そのマルチプレクサ21では、入力端子21cに入力されているテスト用クロック信号が選択されて出力端子21dから出力される。出力端子21dから出力されたテスト用クロック信号はタイミングジェネレータ44を経由して分周器32に入力される。分周器32では、入力されたテスト用クロック信号が有する周波数を例えば1/4分周し、1/4分周した周波数を有するラッチタイミングクロック信号を出力する。このラッチタイミングクロック信号は、マルチプレクサ113の入力端子113bに入力される。マルチプレクサ111の制御端子113aには、オアゲート111を経由して‘H’レベルのTEST信号TEST2が入力されているため、マルチプレクサ113では入力端子113bに入力されているラッチタイミングクロック信号が選択されて出力端子113dから出力される。このラッチタイミングクロック信号はPFD31_1に入力される。またPFD31_1には、クロック端子13から20MHzを有するテスト用クロック制御信号CKが入力されている。PFD31_1は、これらラッチタイミングクロック信号,テスト用クロック制御信号CKどうしの周波数および位相を比較し、それら周波数および位相の誤差信号を出力する。出力された誤差信号はCP31_2に入力される。CP31_2は、入力された誤差信号に応じた電圧レベルの信号を出力する。この信号は、L/F34に入力される。L/F34は、入力された信号を直流レベルの電圧制御信号に変換する。この電圧制御信号はVCO33に入力される。VCO33は、入力された電圧制御信号に応じた周波数を有するテスト用クロック信号を出力する。このようにして、VCO33から80MHzを有するテスト用クロック信号が出力され、マルチプレクサ22,21を経由してタイミングジェネレータ44に入力され、そのタイミングジェネレータ44で多相タイミング信号φ1,φ2,φ3,…,φnが生成される。さらに、AD変換ブロック51で、入力されているアナログ信号AINを図示しないレベルコンパレータで多相タイミング信号φ1,φ2,φ3…,φnを用いて比較してAD変換を行なうことによりmビットのディジタル値を生成してデータラッチ114に入力する。データラッチ114は、マルチプレクサ113の出力端子113dからのラッチタイミングクロック信号で、AD変換ブロック51から出力されたmビットのディジタル値をラッチしてmビットのディジタルデータ信号D0,D1,D2,…,Dmをデータディジタル出力端子15_1,15_2,15_3,…,15_mから出力する。ここで、これらmビットのディジタルデータ信号D0,D1,D2,…,Dmは、80MHzの周波数による動作レートの例えば1/4の動作レートでラッチされた、いわゆる出力レートが1/4に間引かれてなるデータ信号である。従って、動作レートが比較的低いLSIテスタでAD変換ブロック51のテストを行なうことができる。
【0048】
このように、本実施形態では、AD変換ブロック50,51の高速動作状態における性能検査を、セル性能を下回る動作レートの検査装置(LSIテスタ)で実施することが可能となる。この結果、セル性能の実力を迅速に知ることができるとともに、量産検査コストの低減化が図られる。
【0049】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、テスト費用の上昇を抑えたまま、高周波数で動作するADコンバータのテストの容易化が図られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態のAD変換装置の回路図である。
【図2】本発明の第2実施形態のAD変換装置の回路図である。
【符号の説明】
1,2 AD変換装置
11,12 テスト端子
13 クロック端子
14 アナログ信号入力端子
15 ディジタル信号出力端子
16 クロック信号出力端子
21,22,113 マルチプレクサ
21a,22a,113a 制御端子
21b,21c,22b,22c,113b,113c 入力端子
21d,22d,113d 出力端子
30 PLL(Phase Locked Loop)回路
31 PFD/CP(位相・周波数検出/チャージポンプ)
31_1 PFD(位相・周波数検出)
31_2 CP(チャージポンプ)
32 分周器
33 VCO(電圧制御発振器)
34 L/F(ローパスフィルタ)
41,42,43,61 遅延回路
44 タイミングジェネレータ
50,51 AD変換ブロック
62 インバータ
111 オアゲート
114 データラッチ
15_1,15_2,15_3,…,15_m ディジタル出力端子[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an AD conversion apparatus that facilitates testing of an AD converter that converts an input analog signal into a digital signal and outputs the digital signal.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a test for determining the quality of a manufactured AD converter has been performed using an LSI tester. In general, in a successive approximation type AD converter that operates at a frequency up to about several hundreds KHz and an ADSC for video rate compatible with NTSC that operates at a frequency up to about 20 MHz, the operation rate of the cells constituting these AD converters A test is being conducted.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In recent years, AD converters operating at a high frequency of 50 MHz to 150 MHz are becoming widespread due to needs for digital television and the like. However, it is difficult for a conventional LSI tester to test an AD converter that operates at such a high frequency. Therefore, it is conceivable to test the AD converter at a conventional operation rate. However, this makes it difficult to guarantee whether the AD converter operates at a high frequency. In addition, it may be possible to introduce an expensive LSI tester capable of performing a test at a sufficiently high operation rate. However, using such an expensive LSI tester increases the test cost of the AD converter. A problem occurs. Further, when testing a so-called system-on-chip product in which a circuit including an AD converter is incorporated on one semiconductor chip, the ratio of the AD converter to the system-on-chip product is relatively low. Introducing an expensive LSI tester only for converter testing is a waste of resources (assets).
[0004]
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide an AD conversion apparatus that can easily test an AD converter that operates at a high frequency while suppressing an increase in test cost.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
Of the AD converters of the present invention that achieve the above object, the first AD converter is:
(1_1) AD converter for converting an input analog signal into a digital signal and outputting it
(1_2) A timing generator that receives an input clock signal from the outside and generates a timing signal for operating the AD converter based on the input clock signal
(1_3) A free-running clock generator for generating a free-running clock signal for confirming the operating frequency of a digital circuit, which is allowed to partially share the circuit with the timing generator.
It is provided with.
[0006]
One of the points to confirm the performance of the AD converter in high-speed operation is that the digital control system (control system digital circuit such as clock signal input circuit, timing generator, AD conversion control logic circuit, etc.) for the AD converter operation has a specified frequency. The point is whether or not to operate. The first AD converter of the present invention has been made paying attention to this point of view, and includes a free-running clock generator that generates a free-running clock signal for confirming the operating frequency of the control system digital circuit. By measuring the frequency of the free-running clock signal generated by the free-running clock generator externally, whether or not the delay by the control system digital circuit is within the specified allowable range, that is, the control system digital circuit is defined. It is possible to determine whether or not to operate at a different frequency. Therefore, it is not necessary to prepare an expensive LSI tester and input a clock signal having a high frequency, and it is possible to determine whether or not the AD converter operates at a specified high frequency. In addition, since the self-running clock generator is allowed to partially share the circuit with the timing generator, the size of the test circuit can be reduced.
[0007]
In addition, the second AD converter of the AD converters of the present invention that achieves the above object is
(2_1) AD converter for converting input analog signal to digital signal and outputting
(2_2) A timing generator that receives an input clock signal from the outside and generates a timing signal for operating the AD converter based on the input clock signal
(2_3) Upon receiving an input of a test clock control signal from the outside, a test clock signal corresponding to the test clock control signal is generated, and the generated test clock signal is used instead of the input clock signal. Test clock generator supplied to the timing generator
It is provided with.
[0008]
Another point for confirming the performance of the AD converter at high speed is whether or not the analog unit can follow and maintain its AC characteristics when the AD converter operates at a specified high frequency. Can be given. The second AD converter of the present invention has been made paying attention to this point of view, and receives a test clock control signal having a relatively low frequency from the outside, and receives a test clock generator. By generating a test clock signal having a high frequency and supplying it to the timing generator, the AD converter can be operated at high speed to test the AC characteristics of the analog unit. Therefore, it is not necessary to prepare an expensive LSI tester and input a clock signal having a high frequency, and the conventional LSI tester can operate the AD converter at a high frequency to test the AC characteristics.
[0009]
Here, in the second AD converter of the present invention, the test clock control signal is a clock signal, and the test clock generator multiplies the clock signal input as the test clock control signal. Preferably, the test clock signal is generated.
[0010]
In this way, a test clock signal having a relatively high frequency can be easily generated from a clock signal having a relatively low frequency prepared in a conventional LSI tester.
[0011]
In the second AD converter of the present invention, the test clock control signal is a voltage signal, and the test clock generator has a frequency corresponding to the voltage signal input as the test clock control signal. A test clock signal may be generated.
[0012]
As described above, when the test clock signal having a frequency corresponding to the voltage signal is generated, for example, only the voltage controlled oscillator (VCO) is required to generate the test clock signal, and the circuit configuration is simplified.
[0013]
Furthermore, the second AD converter of the present invention further comprises a data latch for latching the digital signal obtained by the AD converter,
The timing generator generates a latch timing clock signal for controlling the timing at which the digital signal in the data latch is latched;
By dividing the latch timing clock signal generated by the timing generator, a test latch timing clock signal supplied to the data latch is generated instead of the latch timing clock signal generated by the timing generator. It is also a preferred aspect that a peripheral device is provided.
[0014]
Thus, when the digital signal obtained by the AD converter is latched in the data latch by the test latch timing clock signal divided by the frequency divider, the digital signal is thinned and the output rate becomes low. The AD converter can be tested with an LSI tester having a relatively low operation rate.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
[0016]
FIG. 1 is a circuit diagram of an AD converter according to the first embodiment of the present invention.
[0017]
1 includes a test terminal 11 to which a test signal TEST1 is input, a
[0018]
Further, the AD conversion apparatus 1 is provided with an
[0019]
Furthermore, the AD converter 1 receives an external clock signal CK and generates delay signals 41, 42 for generating timing signals φ1, φ2, φ3 for operating the
[0020]
The AD conversion apparatus 1 includes
[0021]
Further, the AD conversion apparatus 1 is provided with a
[0022]
First, the normal mode of the AD conversion apparatus 1 will be described. In the normal mode, the test signals TEST 1 and
[0023]
Since the test signal TEST2 of “L” level is input to the control terminal 22a of the
[0024]
Next, the test mode of the AD conversion apparatus 1 will be described. The test mode includes a first test mode and a second test mode.
[0025]
First, the first test mode will be described. In the first test mode, a test is performed to determine whether or not the control system digital circuit including the
[0026]
Since the test signal TEST1 of “H” level is input to the control terminal 21a of the
[0027]
If it is determined as GO in the first test mode, the process proceeds to a second test mode described below.
[0028]
In the second test mode, a test is performed to determine whether or not the analog portion of the
[0029]
In the second test mode, test signals TEST 1 and
[0030]
Since the test signal TEST2 of “H” level is input to the control terminal 22a of the
[0031]
In this example, the test clock control signal CK having 20 MHz is input to the PFD /
[0032]
As described above, in the first embodiment, in the second test mode, the test clock signal CK having a frequency of 80 MHz is generated by the
[0033]
FIG. 2 is a circuit diagram of an AD conversion apparatus according to the second embodiment of the present invention.
[0034]
The same components as those in the AD conversion apparatus 1 shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and different points will be described.
[0035]
The
[0036]
Further, the
[0037]
Further, the
[0038]
Further, the
[0039]
Further, the
[0040]
First, the normal mode of the
[0041]
Since the test signal TEST2 of “L” level is input to the control terminal 22a of the
[0042]
Further, since both the test signal TEST1 and the test signal TEST2 of “L” level are input to the
[0043]
Next, the first test mode of the
[0044]
Since the test signal TEST1 of “H” level is input to the control terminal 21a of the
[0045]
Next, the second test mode will be described. In the second test mode, a test is performed as to whether or not the analog portion of the
[0046]
In the second test mode, test signals TEST 1 and
[0047]
Since the test signal TEST2 of “H” level is input to the control terminal 22a of the
[0048]
As described above, in this embodiment, it is possible to perform the performance inspection of the AD conversion blocks 50 and 51 in the high-speed operation state with an inspection apparatus (LSI tester) having an operation rate lower than the cell performance. As a result, the ability of the cell performance can be quickly known and the mass production inspection cost can be reduced.
[0049]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to easily test an AD converter that operates at a high frequency while suppressing an increase in test cost.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit diagram of an AD conversion apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a circuit diagram of an AD conversion apparatus according to a second embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1, 2 AD converter
11,12 Test terminal
13 Clock terminal
14 Analog signal input terminal
15 Digital signal output terminal
16 Clock signal output terminal
21, 22, 113 multiplexer
21a, 22a, 113a Control terminal
21b, 21c, 22b, 22c, 113b, 113c Input terminal
21d, 22d, 113d Output terminal
30 PLL (Phase Locked Loop) Circuit
31 PFD / CP (phase / frequency detection / charge pump)
31_1 PFD (phase / frequency detection)
31_2 CP (Charge Pump)
32 divider
33 VCO (Voltage Controlled Oscillator)
34 L / F (low-pass filter)
41, 42, 43, 61 delay circuit
44 Timing Generator
50, 51 AD conversion block
62 Inverter
111 or gate
114 Data latch
15_1, 15_2, 15_3, ..., 15_m Digital output terminal
Claims (2)
前記ADコンバータで得られたディジタル信号をラッチして出力するデータラッチと、
通常モードにおいて、外部からの入力クロック信号の入力を受け、該入力クロック信号に基づいて前記ADコンバータ動作用のタイミング信号を生成するとともに、前記データラッチがディジタル信号をラッチするタイミングを制御するラッチタイミングクロック信号を生成するタイミングジェネレータと、
外部からのテスト用クロック制御信号の入力を受けて、該テスト用クロック制御信号に応じたテスト用クロック信号を生成するテスト用クロックジェネレータと、
分周器とを備え、
テストモードにおいて、
前記入力クロック信号の代わりにテスト用クロック信号を前記タイミングジェネレータに供給し、
前記タイミングジェネレータが、前記テスト用クロック信号に基づいて生成したタイミング信号を前記ADコンバータに供給するとともに、前記テスト用クロック信号に基づいて生成したラッチタイミングクロック信号を前記分周器で分周したテスト用のラッチタイミングクロック信号を、前記ラッチタイミングクロック信号に代えて前記データラッチに供給することにより、前記データラッチが、前記ADコンバータで得られたディジタル値を間引いたデータ信号をラッチして出力することを特徴とするAD変換装置。An AD converter that converts an input analog signal into a digital signal and outputs the digital signal;
A data latch that latches and outputs the digital signal obtained by the AD converter;
In the normal mode, a latch timing for receiving an input clock signal from the outside, generating a timing signal for the AD converter operation based on the input clock signal, and controlling a timing at which the data latch latches a digital signal A timing generator that generates a clock signal ;
A test clock generator for receiving a test clock control signal from the outside and generating a test clock signal corresponding to the test clock control signal;
With a frequency divider ,
In test mode,
Supplying a test clock signal to the timing generator instead of the input clock signal;
A test in which the timing generator supplies a timing signal generated based on the test clock signal to the AD converter, and the latch timing clock signal generated based on the test clock signal is frequency-divided by the frequency divider. By supplying the latch timing clock signal for use to the data latch instead of the latch timing clock signal, the data latch latches and outputs the data signal obtained by thinning out the digital value obtained by the AD converter. An AD converter characterized by that.
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