JP4678347B2 - ミックスドシグナルｌｓｉテスタおよびテストパターン生成方法 - Google Patents

Description

本発明は、被検査デバイスにアナログおよびデジタルの両方のテストパターンを出力可能なミックスドシグナルLSI（Large Scale Integration）テスタと、テストパターン生成方法とに関するものである。

従来のミックスドシグナルLSIテスタには、例えば特許文献１に記載のように、ピンエレクトロニクスなどのデジタル信号発生部と、任意波形発生器などのアナログ信号発生部とが別個に設けられている。そしていずれかの出力波形がリレーなどの切替手段で選択されデジタル・アナログの２通りのテストパターンが被検査デバイスに出力される。
特開平７−２０２１１号公報

しかし任意波形発生器から出力されるアナログ波形とピンエレクトロニクスから出力されるデジタル波形とをリレー等で切り替える場合、任意波形発生器は、ピンエレクトロニクスの諸部品に比較してコストがかかるという欠点がある。

また、すべてのピンエレクトロニクスを、任意波形発生器との切替が可能な構成とすると、リレー等が多く必要となって、デジタル波形が悪化すると共に、コストの高騰を招く。また被検査デバイスに出力すべきアナログ信号も数種類必要な場合、その分任意発生器が多く必要となり、その接続を切り替えるためのリレー等はさらに増加する。他方、限定されたピンエレクトロニクスのみ、任意波形発生器との切替が可能な構成とすれば、リレー等の数は最小限に抑えられるものの、ユーザの使い勝手が悪化する。

本発明はこのような課題に鑑み、ピンエレクトロニクスにローパスフィルタなどの数少ない部品を追加することにより、適正な任意のアナログ信号を安価に被検査デバイスに出力可能なミックスドシグナルLSIテスタおよびテストパターン生成方法を提供することを目的とする。

本発明は上述の課題を解決するために、１個以上のピンエレクトロニクスを有するミックスドシグナルLSI（Large Scale Integration）テスタにおいて、ピンエレクトロニクスに、所定のパターンおよび周期を有するデジタルビットストリームを生成するタイミングジェネレータと、デジタルビットストリームを所定の振幅を有するデジタル波形に変換するレベル変換回路と、変換されたデジタル波形からアナログ波形を抽出するローパスフィルタと、固定レベル信号またはデジタルビットストリームのいずれかを選択する第１のスイッチと、第１のスイッチが固定レベル信号を選択する場合は抽出されたアナログ波形を選択し、第１のスイッチがデジタルビットストリームを選択する場合はハイレベルまたはローレベルで一定となる信号を選択して出力する第２のスイッチと、第２のスイッチの出力をリファレンス信号として用い、第１のスイッチが選択した信号をレベル変換して、アナログ信号およびデジタル信号を出力するドライバとを含む。

本発明は上述の課題を解決するために、ミックスドシグナルLSIテスタの有するピンエレクトロニクスを用いてテストパターンを生成するテストパターン生成方法において、ピンエレクトロニクスで、所定のパターンおよび周期を有するデジタルビットストリームを生成する工程と、デジタルビットストリームを所定の振幅を有するデジタル波形に変換する工程と、変換されたデジタル波形からアナログ波形を抽出する工程と、固定レベル信号またはデジタルビットストリームのいずれかを選択する工程と、選択されたのが固定レベル信号である場合に、抽出されたアナログ波形をリファレンス信号として固定レベル信号をレベル変換したアナログ信号を出力する工程と、選択されたのがデジタルビットストリームである場合に、ハイレベルまたはローレベルで一定となる信号をリファレンス信号としてデジタルビットストリームをレベル変換したデジタル信号を出力する工程とを行う。

本発明によれば、ミックスドシグナルLSIテスタの各ピンエレクトロニクスにローパスフィルタなどの数少ない部品を追加することにより、適正な任意のアナログ信号を安価に被検査デバイスに入力することが可能となる。

次に添付図面を参照して本発明によるミックスドシグナルLSIテスタおよびテストパターン生成方法の実施形態を詳細に説明する。なお、本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。また、図中、同様の要素は同一の参照符号を用いて説明する。さらに、信号はそれが現れる信号線の参照符号によって表記するものとする。

（第１の実施形態）
図１は本発明によるミックスドシグナルLSIテスタの第１の実施形態を示すブロック図である。ミックスドシグナルLSIテスタ10は１個以上のピンエレクトロニクス12A、12Bを有する。ピンエレクトロニクス12A、12Bは、それぞれに対応するテスタピン14A、14Bから被試験デバイス（Device Under Test; DUT）16に入力される所望のデジタルおよびアナログのテストパターンを生成する電子回路である。ピンエレクトロニクス12A、12Bは共通の構成を有するため、以下、ピンエレクトロニクス12Aの構成を代表として説明する。

なお図１には図示の便宜上、２個のピンエレクトロニクス12A、12Bしか示していないが、ピンエレクトロニクスは何個あってもよく、典型的にはピンの数に対応して数百個存在する。

ピンエレクトロニクス12Aは、所定のパターンおよび周期を有するデジタルビットストリームを生成するタイミングジェネレータ（Timing Generator; TG）18を有する。図２(b)はタイミングジェネレータ18が生成するデジタルビットストリーム（疎密波）20の一例を示すタイムチャートである。デジタルビットストリーム20は、図１のテスタ10に含まれるシーケンサ22およびパターンメモリ24を用いて、以下のように生成される。すなわち、図１に示すシーケンサ22は、被検査デバイス16に与えるテストパターンの順番をコントロールする装置であり、まず、このシーケンサ22がテストパターンに対応するパターンアドレスと、そのテストパターンの周期とを出力する。パターンメモリ24は、被検査デバイス16に与えるパターンデータを格納するメモリであり、シーケンサ22から与えられるパターンアドレスに対応するパターンデータを読み出し、シーケンサ22から与えられる周期とともにタイミングジェネレータ18へ送る。タイミングジェネレータ18はパターンメモリ24から到来するテストパターンが上記の周期にて繰り返されるデジタルビットストリーム20を生成する。

なお、シーケンサ22は本実施形態では１個であるが、これを複数個設け、それぞれのシーケンサ22からパターンメモリ24にパターンアドレスおよび周期を与えてもよい。あるいは、シーケンサ22・パターンメモリ24の組み合わせを複数組設け、それぞれの組み合わせからタイミングジェネレータ18にテストパターンおよび周期を与えてもよい。

ピンエレクトロニクス12Aは、デジタルビットストリーム20を所定の適正な振幅を有するデジタル波形に変換するレベル変換回路26を有する。このレベル変換回路26にて行われるレベル変換の程度は、デジタルビットストリーム20から抽出すべきアナログ波形の振幅の最大幅によって決定される。またピンエレクトロニクス12Aは、レベル変換されたデジタル波形28から所望のアナログ波形を抽出するローパスフィルタ（Low-Pass Filter; LPF）30を有する。これらレベル変換回路26、ローパスフィルタ30をピンエレクトロニクス12A内に設けたことは、本実施形態の重要な特徴である。

図２(a)は図２(b)に示すデジタルビットストリーム20を基にしてローパスフィルタ30から出力されるアナログ波形32の一例を示すタイムチャートである。図２(a)(b)から分かるように、デジタルビットストリーム20を、予め、所望のアナログ波形32をパルス幅変調した信号としておけば、ローパスフィルタ30からは所望のアナログ波形32が得られる。図２(a)の場合は、アナログ波形32として正弦波を出力するため、予め、図２(b)に示すデジタルビットストリーム20をタイミングジェネレータ18にて生成している。このように、パターンメモリ24に任意のビットストリーム出力を予めプログラムしておくことで、任意のアナログ波形32を生成可能である。アナログ波形32の分解能および周波数範囲は、デジタルビットストリーム20の周期とローパスフィルタ30の特性とによって決定される。ローパスフィルタ30の特性は、出力したい波形に適合するように設定すればよい。

ピンエレクトロニクス12Aは、入力される信号34を所定のリファレンス信号Vih、Vilを用いてレベル変換し被検査デバイス16に出力するドライバ36を有する。リファレンス信号VihおよびVilは、それぞれ、ドライバ36のハイレベルおよびローレベルを設定する信号である。これらリファレンス信号VihおよびVilは、同一レベルを使用してもよい。なおリファレンス信号VihおよびVilは、本実施形態ではピンエレクトロニクス毎に設定することとしているが、複数のピンエレクトロニクスに共通に設けたリファレンス信号を用いる構成としてもよい。また、ピンエレクトロニクス12Aは、固定レベル信号Ｈまたはデジタルビットストリーム20のいずれかを選択してドライバ36へ入力する第１のスイッチ38を有する。ここで固定レベル信号Ｈとは、任意の固定されたレベルを有する信号である。

ピンエレクトロニクス12Aはさらに、第２のスイッチ40を有する。第２のスイッチ40は、第１のスイッチ38が固定レベル信号Ｈを選択する場合は、上述のようにローパスフィルタ30にて抽出されたアナログ波形32を選択して所定のハイレベルのリファレンス信号Vihとし、これによってドライバ36にアナログ信号を出力させる。第２のスイッチ40は、他方、第１のスイッチ38がデジタルビットストリーム20を選択する場合は、一定レベルのアナログ信号42を選択してハイレベルのリファレンス信号Vihとし、これによってドライバ36にデジタル信号を出力させる。なお、第２のスイッチ40はピンエレクトロニクス毎に設けなくてもよく、複数のピンエレクトロニクスに共通に設けたスイッチによって、上記のリファレンス信号Vihへの入力を切り替える構成としてもよい。

この他、ピンエレクトロニクス12Aは、D/A（Digital-to-Analogue）コンバータ44、46と、リレー48とを有する。D/Aコンバータ44、46はそれぞれ、ドライバ36のハイレベル、ローレベルを設定するアナログ信号を出力する。本実施形態では、第２のスイッチ40によって、ドライバ36のハイレベルのリファレンス信号Vihを、アナログ波形32またはアナログ信号42のいずれかから選択され得る構成としている。しかし、ドライバ36のローレベルのリファレンス信号Vilをこれらの信号から選択され得る構成としてもよい。

なお、リレー48は、ドライバ36の出カリレーであり、被検査デバイス16とドライバ36とを接続／切断するリレーである。

以上の構成を有する本発明の第１の実施形態であるミックスドシグナルLSIテスタの動作を、以下、説明する。まずシーケンサ22が被検査デバイス16に与えるテストパターンの順番に従って、テストパターンに対応するパターンアドレスと、そのテストパターンの周期とを出力する。パターンメモリ24は、シーケンサ22から与えられるパターンアドレスに対応するパターンデータを読み出し、シーケンサ22から与えられる周期とともにタイミングジェネレータ18へ送る。タイミングジェネレータ18はパターンメモリ24から到来するテストパターンが上記の周期にて繰り返されるデジタルビットストリーム20を生成する。

ミックスドシグナルLSIテスタ10から被検査デバイス16にテストパターンとしてアナログ信号を与える場合は、第１のスイッチ38が固定レベル信号Ｈを選択し、第２のスイッチ40はローパスフィルタ30にて抽出されたアナログ波形32を選択してドライバ36のハイレベルのリファレンス信号Vihとする。これによってドライバ36はアナログ信号を出力する。

一方、ミックスドシグナルLSIテスタ10から被検査デバイス16にテストパターンとしてデジタル信号を与える場合は、第１のスイッチ38がデジタルビットストリーム20を選択してドライバ36に入力し、第２のスイッチ40はD/Aコンバータ44から到来する一定レベルのアナログ信号42を選択してドライバ36のハイレベルのリファレンス信号Vihとする。これにより、ドライバ36はデジタル信号を出力する。

以上のように、本実施形態によれば、ドライバ36への入力信号を選択する第１のスイッチ38、タイミングジェネレータ18の出力信号をレベル変換するレベル変換回路26、ローパスフィルタ30、ドライバのリファレンス信号Vihを選択する第２のスイッチ40など、数少ない部品をピンエレクトロニクス12Aに設けることで、デジタル信号を出力するテスタピン14Aから、所望のアナログ信号をも出力して被検査デバイス16に入力することが可能となる。

図４は任意波形発生器を用いるミックスドシグナルLSIテスタの一例を示すブロック図である。以下、同図に示すテスタ50と上記の本発明の実施形態とを比較する。テスタ50を構成する要素のうち、図１に示す本発明の実施形態と共通するものについては、同一の参照符号にて示している。テスタ50には、デジタル信号を発生するピンエレクトロニクス52A、52Bと、アナログ信号を発生する任意波形発生器54とを別個に設けられている。そしていずれかの出力波形がリレー48、56で選択されて被検査デバイス16に出力される。共通の構成を有するピンエレクトロニクス52A、52Bを代表してピンエレクトロニクス52Aの構成を、以下、説明する。シーケンサ22、パターンメモリ24およびタイミングジェネレータ18は、図１の本発明の実施形態と同様に、デジタルビットストリーム20を生成し、ドライバ36に入力する。ドライバ36は、一定レベルのハイレベルリファレンス信号Vih、およびローレベルリファレンス信号Vilを用いて、デジタルビットストリーム20をレベル変換し、デジタル信号を出力する。一方、任意波形発生器54は、任意波形のアナログ信号を発生する。

以上のようにして発生するデジタル信号またはアナログ信号は、リレー48、56を用いてドライバ36または任意波形発生器54を被検査デバイス16に接続することで、被検査デバイス16に供給される。

しかしこのように、任意波形発生器54から出力されるアナログ信号とピンエレクトロニクス52Aから出力されるデジタル信号とをリレーで切り替える場合、ピンエレクトロニクス52Aの諸部品に比較して、任意波形発生器54にはコストがかかる。

また、すべてのピンエレクトロニクス52A、52Bと任意波形発生器54とを切り替える構成とし、被検査デバイス16に出力すべきアナログ信号も数種類必要な場合、その分任意発生器が多く必要となって、さらにコストの高騰を招く。他方、限定されたピンエレクトロニクスのみ、任意波形発生器との切替が可能な構成とすれば、ユーザの使い勝手が悪化する。

しかし、上述した本発明の第１の実施形態によれば、図４で生じるこれらの問題を生じることなく、デジタル信号だけでなく任意の波形を有するアナログ信号を出力可能なピンエレクトロニクスを安価に設けたミックスドシグナルLSIテスタを提供可能である。

（第２の実施形態）
本発明に係るミックスドシグナルLSIテスタの第２の実施形態について説明する。図３は本発明によるミックスドシグナルLSIテスタの第２の実施形態を示すブロック図である。ミックスドシグナルLSIテスタ100は、１個以上の共通の構成を有するピンエレクトロニクス112A、112Bを有する。ピンエレクトロニクス112Aは、所定のパターンおよび周期を有するデジタルビットストリーム20を生成するタイミングジェネレータ18と、一定レベルのリファレンス信号Vih、Vilを用いてデジタルビットストリームをレベル変換したデジタル信号を出力するドライバ36と、デジタルビットストリーム20を所定の振幅を有するデジタル波形28に変換するレベル変換回路26と、変換されたデジタル波形28から所望の波形を有するアナログ波形32を抽出するローパスフィルタ30と、抽出されたアナログ波形32をバッファリングして出力するバッファアンプ136と、ドライバ36またはバッファアンプ136からの出力を選択して被検査デバイス16に出力するスイッチ148とを含む。

ピンエレクトロニクス112Aの構成について、図１のピンエレクトロニクス12Aとの相違点について、以下、説明する。ローパスフィルタ30からアナログ波形32を抽出するまでの構成は、図１のテスタ10と同様である。図３に示す第２の実施形態では、アナログ波形32を専らバッファリングするバッファアンプ136を備えた点が特徴である。一方、ドライバ36には、デジタルビットストリーム20が専ら入力され、ドライバ36は一定レベルのアナログ信号をハイレベル・ローレベルのリファレンス信号Vih、Vilとしてデジタル信号を出力する。

このように、第２の実施形態では、デジタル信号出力用のドライバ36と、アナログ信号出力用のバッファアンプ136とが設けられていて、これらのいずれかの出力信号をスイッチ148が選択して被検査デバイス16に出力する。この第２の実施形態では、第１の実施形態で得られる効果に加えて、第１および第２のスイッチ38、40に相当する切替手段が不要である。したがって、切替を行う必要があるのはスイッチ148のみである。

本発明によるミックスドシグナルLSIテスタの第１の実施形態を示すブロック図である。 (a)は図１に示すローパスフィルタから出力されるアナログ波形の一例を示すタイムチャートであり、(b)は図１に示すタイミングジェネレータが生成するデジタルビットストリームの一例を示すタイムチャートである。 本発明によるミックスドシグナルLSIテスタの第２の実施形態を示すブロック図である。 任意波形発生器を用いるミックスドシグナルLSIテスタの一例を示すブロック図である。

符号の説明

10、100 ミックスドシグナルLSIテスタ
12A、12B、112A、112B ピンエレクトロニクス
16 被検査デバイス
18 タイミングジェネレータ
22 シーケンサ
24 パターンメモリ
26 レベル変換回路
30 ローパスフィルタ
36 ドライバ
44、46 D/Aコンバータ
136 バッファアンプ

Claims (2)

1. １個以上のピンエレクトロニクスを有するミックスドシグナルLSI（Large Scale Integration）テスタにおいて、該ピンエレクトロニクスは、
   所定のパターンおよび周期を有するデジタルビットストリームを生成するタイミングジェネレータと、
   前記デジタルビットストリームを所定の振幅を有するデジタル波形に変換するレベル変換回路と、
   該変換されたデジタル波形からアナログ波形を抽出するローパスフィルタと、
   固定レベル信号または前記デジタルビットストリームのいずれかを選択する第１のスイッチと、
   第１のスイッチが前記固定レベル信号を選択する場合は前記抽出されたアナログ波形を選択し、第１のスイッチが前記デジタルビットストリームを選択する場合はハイレベルまたはローレベルで一定となる信号を選択して出力する第２のスイッチと、
   第２のスイッチの出力をリファレンス信号として用い、第１のスイッチが選択した信号をレベル変換して、アナログ信号およびデジタル信号を出力するドライバとを含むことを特徴とするミックスドシグナルLSIテスタ。
2. ミックスドシグナルLSIテスタの有するピンエレクトロニクスを用いてテストパターンを生成するテストパターン生成方法において、前記ピンエレクトロニクスでは、
   所定のパターンおよび周期を有するデジタルビットストリームを生成する工程と、
   前記デジタルビットストリームを所定の振幅を有するデジタル波形に変換する工程と、
   該変換されたデジタル波形からアナログ波形を抽出する工程と、
   固定レベル信号または前記デジタルビットストリームのいずれかを選択する工程と、
   前記選択されたのが固定レベル信号である場合に、前記抽出されたアナログ波形をリファレンス信号として前記固定レベル信号をレベル変換したアナログ信号を出力する工程と、
   前記選択されたのがデジタルビットストリームである場合に、ハイレベルまたはローレベルで一定となる信号をリファレンス信号として前記デジタルビットストリームをレベル変換したデジタル信号を出力する工程とを行うことを特徴とするテストパターン生成方法。

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