JP5003106B2 - 記憶回路の検査方法 - Google Patents

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本発明は、温度補償型の水晶発振装置において、温度補償用データを書き込むための記憶部、並びに、当該記憶部に関連する配線及び端子を有する記憶回路における、前記配線及び端子の良否を判断する記憶回路の検査方法に関する。
近年、水晶発振装置の中で温度補償型の水晶発振装置(TCXO)が使われることが多くなっている。温度補償型の水晶発振装置は内部に不揮発性メモリを備え、ここには温度補償データが保存されている。一方、温度補償型の水晶発振器の製造工程において、不揮発性メモリに書き込まれた温度補償データが正しか否か検査を行っているが、不揮発性メモリを含む記憶回路全体の検査方法に関しては様々な方法が提案されている。 例えば、従来の記憶回路の検査方法の一例を示せば、前記記憶回路に前記温度補償用データを書き込むことに先立ち行われ、具体的には、温度補償用データの書き込みを制御するための制御信号を出力する制御回路に、例えば、温度が20度のときの温度補償用データ、温度が30度のときの温度補償用データ、...を順次与え、各温度補償用データに基づき前記制御回路が出力する前記制御信号が安定した後に、当該制御信号をモニターすることにより、前記記憶回路内の配線及び端子に不具合が無いかどうかを検査するといった方法である。また、特許文献1及び特許文献2には、基板に実装された不揮発性メモリのデータピン或いはアドレスピンと基板との接続状態を含め、不揮発性メモリを含む記憶回路全体を検査する方法が開示されており、具体的には不揮発性メモリに特定のデータを書き込んだ後にこれを読み出して照合するといった方法が採られている。
特開平10−312336号公報 特開2000−251499号公報
しかしながら、上記した従来の記憶回路の検査方法では、前記温度補償用データを与えてから前記制御信号が安定するまでの時間が長いことから、前記記憶回路内の前記配線及び前記端子を検査するための所要時間が長くなるという問題があった。また、特許文献1、2に開示された検査方法は、不揮発性メモリにデータを書き込んだ後に再びこれを読み出して照合するといった方法であり、検査時間が長くなることに加え、1回しか書き込みができないタイプの不揮発性メモリには採用することができない。
上記した問題を解決すべく、本発明に係る記憶回路の検査方法は、
各メモリセルが、データを表すためのn個(nは2以上の整数)のビットのうちの一のビットを記憶するn個のメモリセルを有する記憶部と、
各フリップフロップが、前記n個のメモリセルのうちの一のメモリセルに対応する、直列接続されたn個のフリップフロップを有するシフトレジスタであって、初期時に、各フリップフロップが当該フリップフロップに対応する一のメモリセルから一のビットをロードすることにより前記n個のメモリセルの初期時のデータをロードし、当該ロードされた初期時のデータを1ビット毎にシフトしかつ出力する前記シフトレジスタと、
前記記憶部、前記シフトレジスタ、前記記憶部及び前記シフトレジスタに関連する配線、並びに、当該配線と外部との接続のための端子が設けられた基板と、
を含む記憶回路における、前記シフトレジスタから出力されるn個のビットにより規定されるデータが、前記n個のメモリセルの前記初期時のデータと同一であるとき、前記配線及び前記端子に不具合が無いと判断する判断工程を含む。
上記した本発明に係る記憶回路の検査方法によれば、前記判断工程は、前記シフトレジスタから出力されるn個のビットにより規定されるデータが、前記記憶部内の前記n個のフリップフロップの前記初期時のデータと同一であるとき、前記記憶部及び前記シフトレジスタに関連する配線、並びに、当該配線と外部との接続のための端子に不具合が無いと判断することにより、従来のような、温度補償用データを与え、かつ、当該温度補償用データに基づく制御信号をモニターすることを必要としないことから、従来に比して、記憶回路の検査に掛かる時間を短縮することが可能となる。
上記した本発明に係る記憶回路の検査方法は、
前記n個のメモリセルの前記初期データは、全てのビットが1及び0の一方の値からなり、
前記シフトレジスタは、さらに、前記n個のフリップフロップのうちの先頭のフリップフロップの前に位置する第1のフリップフロップと、最後尾のフリップフロップの後に位置する第2のフリップフロップと、を有し、
前記記憶回路は、さらに、前記第1、第2のフリップフロップに1及び0の他方の値を設定する設定部を含み、
前記判断工程は、前記シフトレジスタから出力される(n+2)個のビットにより規定されるデータが、前記n個のメモリセルの前記初期時のデータ、前記第1のフリップフロップに設定された値、及び、前記第2のフリップフロップに設定された値の組み合わせと同一であるとき、前記配線及び前記端子に不具合が無いと判断する判断工程を含む。
本発明に係る記憶回路の検査方法の実施例について図面を参照して説明する。
《構成》
図1は、発振装置の実施例の構成を示す。発振装置OSDは、図1に示されるように、記憶回路MEと、データセレクタ回路DSと、D/Aコンバータ回路COと、温度補償信号発生回路GEと、発振回路OSとを含む。
記憶回路MEは、(1)検査装置INS(図2に図示。)から受けるデータ信号DTにより規定される温度補償用データTCを当該記憶回路MEに書き込むことに先立ち当該温度補償用データTCを用いてエミュレーションを行うこと、(2)前記温度補償用データTCを前記記憶回路MEに書き込むこと、及び、(3)前記記憶回路MEに書き込んだ前記温度補償用データTCを読み出して前記発振回路OSの温度補償を行うこと等のために用いられる。
記憶回路MEが、(1)前記エミュレーション、(2)前記書き込み、及び、(3)前記温度補償のいずれの動作を行うかは、モード設定信号MS(図3に図示。)及びデータ信号DTにより規定される。
データセレクタ回路DSは、(1)前記エミュレーション、(3)前記温度補償の切り換えを行うべく、検査装置INSからのデータ信号DT、即ち、温度補償用データTCを温度補償信号発生回路GEに向けて転送するため経路(バス)、又は、前記記憶回路MEに書き込まれている温度補償用データTCを温度補償信号発生回路GEに向けて転送するための経路(バス)を確立するための処理を行う。
D/Aコンバータ回路COは、(1)前記エミュレーションのとき、又は、(3)前記温度補償のとき、前記検査装置INS又は前記記憶回路MEから、データセレクタ回路DSを経由して受け取る、デジタル形式である温度補償用データTCをアナログ形式の温度補償用データTCAに変換し、当該アナログ形式の温度補償用データTCAを温度補償信号発生回路GEに出力する。
温度補償信号発生回路GEは、前記アナログ形式である温度補償用データTCAに基づき、温度補償のための制御信号CNTを生成し、当該生成された制御信号CNTを発振回路OSに出力する。
発振回路OSは、前記制御信号CNTに従って、発振信号OSCの生成の際に温度補償を行う。
図2は、発振装置を基板上に配置した概略図を示したものである。上記した記憶回路ME〜発振回路OSは、図2に示されるように、基板SB上に配置されている。基板SB上には、例えば、記憶回路MEと検査装置INSとを機械的に及び電気的に接続するための端子T1、T2、T3が設けられている。端子T1は、記憶回路ME内のデータ信号DTのための配線W1(図3に図示。)を外部の検査装置INSと接続する機能を有し、また、端子T2は、記憶回路ME内のクロック信号CKのための配線W2(図3に図示。)を検査装置INSと接続する機能を有し、端子T3は、記憶回路ME内のモード設定信号MSのための配線W3(図3に図示。)を検査装置INSと接続する機能を有する。
図3は、記憶回路の実施例の構成を示し、また、図4は、記憶回路の実施例の詳細な構成を示したものである。記憶回路MEは、図3に示されるように、データ信号DTと、クロック信号CKと、モード設定信号MSとが入力され、これら3つの信号DT、CK、MSに従って動作すべく、記憶部RMと、シフトレジスタSRと、モード制御信号発生部MGと、I/Oセレクタ部IOSと、論理積素子ADと、反転素子INとを有する。
記憶部RMは、例えば、ヒューズROMのようなワンタイムROM(1回のみ書き込みが可能な不揮発性メモリ)であり、n個(nは任意の正の整数)のメモリセルMC1〜MCnを有する。メモリセルMC1〜MCnは、それぞれ、一ビットの情報を記憶し、これにより記憶部RM全体としてnビットの情報を記憶している。ここで、メモリセルMC1〜MCnに本来のデータ、即ち、温度補償用データTCが書き込まれる前の初期時には、全てのメモリセルMC1〜MCnの各ビットは、当該記憶部RMに製造上の不具合が無い限り、全て「0」、即ち、「0」、「0」、...、「0」になっているものとして説明する。
シフトレジスタSRは、図3及び図4に示されるように、直列接続されたn個のレジスタセルRC1〜RCnを有する(ここで、レジスタセルRC1は、先頭であり、レジスタセルRCnは、最後尾である。)。n個のレジスタセルRC1〜RCnは、記憶部RM内のn個のメモリセルMC1〜MCnに対応し、n本のバスBS1〜BSnによってn個のメモリセルMC1〜MCnに接続されている。レジスタセルRC1〜RCnは、n個のセレクタSL1〜SLn、及び、n個のフリップフロップFF1〜FFnからなる。より正確には、各レジスタセルは、セレクタ及びフリップフロップの一組からなり、例えば、レジスタセルRC1は、セレクタSL1とフリップフロップFF1とからなる。
シフトレジスタSRは、さらに、図4に示されるように、先頭のレジスタセルRC1の前段に第1のレジスタセルRChを有し、また、最後尾のレジスタセルRCnの後段に第2のレジスタセルRCfを有する。第1のレジスタセルRChは、第1のセレクタSLh及び第1のフリップフロップFFhからなり、また、第2のレジスタセルRCfは、第2のセレクタSLf及び第2のフリップフロップFFfからなる。
セレクタSL1〜SLn、及び第2のセレクタSLfは、それぞれ、入力端「0」に、前段のフリップフロップからビットの入力を受け、例えば、セレクタSL2は、前段のフリップフロップFF1からビットの入力を受ける。他方で、第1のセレクタSLhは、その入力端「0」に、論理積素子ADから出力されるデータ信号DTin(後述)が入力されている。
また、セレクタSL1〜SLnは、それぞれ、入力端「1」に、記憶部RM内のメモリセルMC1〜MCnからバスBS1〜BSnを介してビットの入力を受け、例えば、セレクタSL2は、バスBS2を介してメモリセルMC2からビットの入力を受ける。他方で、第1、第2のセレクタSLh、SLfは、それぞれ、入力端「1」に、電源電位VDDが印加されており、入力端「1」が選択されたときには、第1、第2のフリップフロップFFh、FFfは、上記したメモリセルMC1〜MCnの初期時における「0」とは反対の「1」を出力することが可能となる。
セレクタSL1〜SLn及び第1、第2のセレクタSLh、SLfは、モード制御信号発生部MGから出力されるロード信号LDが「0」のときには、入力端「0」に入力されているビットを選択出力し、他方で、ロード信号LDが「1」のときには、入力端「1」に入力されているビットを選択出力する。
フリップフロップFF1〜FFn及び第1、第2のフリップフロップFFh、FFfは、D型フリップフロップであり、それぞれ、入力されるビットをクロック信号CKにてラッチした信号を後段に出力する。
I/Oセレクタ部IOSは、モード制御信号発生部MGから出力される読出制御信号RCに従って、シフトレジスタSR内の最後尾のフリップフロップ、即ち、第2のフリップフロップFFhから出力されるビット、即ち、データ信号DToutを構成するビットを、データ信号DTの端子T1に帰還し、又は、帰還しない機能を有する。データ信号DToutの端子T1への帰還により、検査装置INSは、端子T1でデータ信号DToutをモニターすることが可能となる。
モード制御信号発生部MGは、前記検査装置INS(図2に図示。)から、データ信号DT、クロック信号CK、及びモード設定信号MSの入力を受け、また、上記したロード信号LD、及び読出制御信号RCを出力する。
論理積素子ADは、シフトレジスタSRの前段に、即ち、シフトレジスタSR内の先頭である第1のセレクタSLhの前段に設けられており、前記検査装置INSから、データ信号DTの入力を受け、かつ、反転素子INから反転された読出制御信号RCの入力を受け、当該データ信号DTおよび当該反転された読出制御信号RCに論理積を施し、その結果であるデータ信号DTinを、シフトレジスタSR内の第1のセレクタSLhに出力する。
反転素子INは、検査装置INSからのデータ信号DTがシフトレジスタSRに入来することを許可及び禁止すべく、モード制御信号発生部MGから出力される読出制御信号RCの入力を受け、反転された読出制御信号RCを論理積素子ADに出力する。ここで、反転素子INは、「」の読出制御信号RCの入力を受け、「」である反転後の読出制御信号RCを論理積素子ADに出力することにより、データ信号DTがシフトレジスタSRに入力されるのを禁止する。
《動作》
図5は、記憶回路の検査方法のタイミングチャートを示したものである。以下、記憶回路の検査方法について図5を参照して説明する。
時刻t1:モード設定信号MSが「0」から「1」に変わると、記憶装置MEは、「未確定」状態から「読出モード」になる。その後、1番目のクロック信号CKに同期して、「読出モード」を表す「0010」(4個のクロック信号CKの長さに相当。)のデータ信号DTが入力される。
時刻t2:5番目のクロック信号CKに同期して、ロード信号LDが「0」から「1」に立ち上がると、シフトレジスタSR内のセレクタSL1〜SLn及び第1、第2のセレクタSLh、SLfは、入力端「1」が選択され、当該入力端「1」に入力されている値が出力される。これにより、記憶部RMからシフトレジスタSRへ、より正確には、記憶回路部内のn個のメモリセルMC1〜MCnからシフトレジスタSR内のn個のフリップフロップFF1〜FFnに、メモリセルMC1〜MCnが初期時のビットとして有すべき値「0」、「0」、...、「0」がロードされる。
加えて、第1、第2のフリップフロップFFh、FFfに、電源電位VDDにより規定される値「1」が入力される。この結果、この時点で、第1のフリップフロップFFh、フリップフロップFF1〜FFn、及び、第2のフリップフロップFFfには、この順番で、「1」、「0」、「0」、...、「0」、「0」、「1」のような値が入力されることになる。
時刻t3:6番目のクロック信号CKに同期して、第1のフリップフロップFFh、フリップフロップFF1〜FFn、及び、第2のフリップフロップFFfは、ラッチ動作を行い、これにより、シフトレジスタSRから、データ信号DToutとして、第2のフリップフロップFFfにてラッチされたビットの値「1」が出力される。
さらに、読出制御信号RCが「0」から「1」に立ち上がることにより、I/Oセレクタ部IOSが、シフトレジスタSRの出力端とデータ信号DTの端子T1とを接続し、これにより、データ信号DTの端子T1に、データ信号DToutが出力され、換言すれば、データ信号DTの端子T1で、データ信号DToutを監視(モニター)することができることになる。
加えて、「1」となった前記読出制御信号RCを受けると、反転素子INは、「1」の反対である「0」を論理積素子ADに出力し、これにより、検査装置INSからのデータ信号DTは、論理積素子ADにより阻止され、シフトレジスタSRの入力が断となる。
時刻t4〜時刻t5:7番目のクロック信号CKに先立ち、時刻t4で、ロード信号LDが「1」から「0」になることにより、シフトレジスタSR内の第1のセレクタSLh、セレクタSL1〜SLn、及び、第2のセレクタSLhの入力端「0」が選択され、当該入力端「0」に入力されている値が出力される。これにより、本来のシフトレジスタとしての動作を行うべく、第1のレジスタセルRCh、レジスタセルRC1〜RCn、第2のレジスタセルRCfは、それぞれ、前段のレジスタセルからの入力を受けることになり、例えば、レジスタセルRC2は、前段のレジスタセルRC1内のデータの入力を受け、また、レジスタセルRC1は、前段にある第1のレジスタセルRCh内のデータの入力を受ける。
以後、シフトレジスタSRは、データ信号DToutとして、7番目のクロック信号CKのとき、フリップフロップFFn内のビットの値「0」を出力し、8番目のクロック信号CKのとき、フリップフロップFF(n−1)内のビットの値「0」を出力し、(n+6)番目のクロック信号CKのとき、フリップフロップFF1内のビットの値「0」を出力し、(n+7)番目のクロック信号CKのとき、第1のフリップフロップFFh内のビットの値「1」を出力する。
ここで、検査装置INSを用いた検査方法について説明する。例えば時刻t4から時刻t5までの間にデータ信号DTの端子T1に現れるデータ信号DToutである、(n+2)個のビットのパターン(データ)が、予め知られている、n個のメモリセルMC1〜MCnの初期状態時のn個のビットの値「0」、「0」、...、「0」と第1、第2のセレクタSLh、SLfにより電源電位VDDに基づき規定される2つのビットの値「1」とにより規定される、合計(n+2)個のビットのパターン(データ)、即ち、「1」、「0」、「0」、...、「0」、「0」、「1」と一致するとき、記憶部RM及びシフトレジスタSRに関連する端子T1、T2、T3、及び配線W1、W2、W3に関係する不具合が無いと判定でき、他方で、一致しないとき、端子T1、T2、T3及び配線W1、W2、W3のいずれかに不具合があると判定することができる。
時刻t6:(n+7)番目のクロック信号CKが出力された後に、時刻t6になると、モード設定信号MSが「1」から「0」になり、これにより、記憶装置MEのモードは、「読出モード」から「未確定」になり、シフトレジスタSRにおけるデータ信号DToutを出力する出力端、及び、モード制御信号発生部MGにおける読出制御信号RCを出力する出力端は、「ハイインピーダンス」の状態に設定される。
《効果》
上述したように、本発明に係る記憶回路MEの検査方法では、シフトレジスタSRからのデータ信号DToutにより規定されるビットのパターン、即ち、データが、記憶部RMのメモリセルMC1〜MCnの初期時の、予め想定されているn個のビットの値「0」、及び、電源電位VDD及び第1、第2のセレクタSLh、SLfにより規定される2つのビットの値「1」により規定されるパターン、即ち、データである「1」、「0」、「0」、...、「0」、「0」、「1」と一致するか否かに基づき、前記端子T1、T2、T3及び前記配線W1、W2、W3の良否を判断することから、従来不揮発性メモリにデータを書き込んでから読み出すといった煩雑な検査が不要となり、従来に比して、当該検査に掛かる所要時間を短縮することが可能となる。また、本発明は不揮発性メモリへの書き込みを模擬(エミュレーション)することができるので、1回しか書き込みができないタイプの不揮発性メモリの場合にも適用することが可能である。
〈変形例1〉
上記したような、メモリセルMC1〜MCnの初期時のビットの値が全て「0」であるときに、第1、第2のフリップフロップFFh、FFfに初期時のビットの値として、前記メモリセルMC1〜MCnの初期時のビットの値「0」と反対の値「1」を設定することに代えて、メモリセルMC1〜MCnの初期時のビットの値が全て「1」であるとき、第1、第2のフリップフロップFFh、FFfの初期時のビットの値として、当該メモリセルMC1〜MCnの初期時のビットの値「1」と反対の値「0」を設定することによっても、上記したと同様な効果を得ることができる。
〈変形例2〉
上記した実施例及び変形例1とは異なり、メモリセルMC1〜MCnの初期時のビットが、全て「0」又は全て「1」ではなく、例えば、「0」、「1」、「1」、...、「1」、「0」、「1」のようにランダムであるとき、第1、第2のフリップフロップFFh、FFfを用いることなく、データ信号DTの端子T1に現れるデータ信号DToutにより規定されるビットのパターンと、予め想定した、上記したメモリセルMC1〜MCnの初期時のビットのパターンとを比較することによっても、上記したと同様な効果を得ることができる。
実施例の発振装置の構成を示す図。 実施例の基板上での発振装置の配置を示す図。 実施例の記憶回路の構成を示す図。 実施例の記憶回路の詳細な構成を示す。 実施例の記憶回路の検査方法のタイミングチャート。
符号の説明
ME…記憶回路、RM…記憶部、SR…シフトレジスタ、T1、T2、T3…端子、W1、W2、W3…配線。

Claims (1)

  1. 初期値データとして1または0の一方の値のみを記憶しているn個(nは2以上の整数)のメモリセルを備えている記憶部と、
    一の前記メモリセルと一対一に対応しているフリップフロップをn個直列接続した回路、前記初期値データとして一の前記メモリセルに記憶されている値とは異なる値が設定されている第1のフリップフロップ及び前記n個のフリップフロップを介して前記第1のフリップフロップと直列接続されており、かつ前記第1のフリップフロップと同じ値が設定されている第2のフリップフロップを含むフリップフロップ回路を備えたシフトレジスタと、
    前記記憶部、前記シフトレジスタ、前記記憶部及び前記シフトレジスタに関連する配線、並びに、前記配線と外部との接続のための端子が設けられた基板と、を用い、
    前記n個のメモリセルが記憶している前記初期値データを前記n個のフリップフロップに設定する工程と、
    前記フリップフロップ回路に設定されている値を1ビット毎にシフトさせて前記シフトレジスタからデータを出力する工程と、
    前記シフトレジスタから出力される前記データが、前記初期値データの値と前記第1のフリップフロップに設定されている値と前記第2のフリップフロップに設定されている値との組み合わせと同一であるとき、前記配線及び前記端子に不具合が無いと判断する工程と、を含むことを特徴とする記憶回路の検査方法。
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