JP5311698B2 - Semiconductor device having DAC - Google Patents

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Description

本発明は、ディジタルTV、DVD、ゲーム機などに用いられる、DACを有する半導体装置に関し、特にそのテストに適した半導体装置に関する。  The present invention relates to a semiconductor device having a DAC used for a digital TV, a DVD, a game machine, and the like, and more particularly to a semiconductor device suitable for the test.

従前からディジタルTV、DVD、ゲーム機などにおいては、ビデオ信号などの信号処理はディジタルデータで処理し、アナログデータに変換して出力するために、DAC装置(ディジタル・アナログ変換器装置)が用いられる。勿論、このDAC装置はIC化されているが、その評価を行うために、専用のテスタを用いての評価テストが行われている。  Conventionally, in digital TVs, DVDs, game machines and the like, a DAC device (digital / analog converter device) is used to process signal processing such as video signals with digital data, convert it into analog data and output it. . Of course, although this DAC device is made into an IC, an evaluation test using a dedicated tester is performed in order to perform the evaluation.

図6は、従来のDAC装置のテスト構成を示す概略構成図である。図6において、DAC装置60は、nビットのディジタル入力信号Dinとクロック入力CLKが入力され、ラッチ回路61で入力信号Dinがラッチされ、デコーダ62でデコードされ、DAC63でアナログ信号に変換されて、アナログ出力信号Doutとして、出力される。DAC装置60のテストには、同様のディジタル入力信号Dinとクロック入力CLKを供給し、出力されるアナログ出力信号Doutを評価するテスタ70が用いられる。  FIG. 6 is a schematic configuration diagram showing a test configuration of a conventional DAC device. In FIG. 6, the DAC device 60 receives an n-bit digital input signal Din and a clock input CLK, the input signal Din is latched by the latch circuit 61, decoded by the decoder 62, and converted into an analog signal by the DAC 63, The analog output signal Dout is output. The test of the DAC device 60 uses a tester 70 that supplies the same digital input signal Din and clock input CLK and evaluates the output analog output signal Dout.

このDAC装置が、高周波(例えば、135MHz)に対応したビデオ信号用である場合には、この高周波での動作保証を行うために、一般的にディジタル入力信号Dinに対するアナログ出力信号Doutの歪みを測定し、その歪みの観点からDAC装置の諸特性を解析する手法が用いられる。このため、テスタ70からディジタルの正弦波信号とクロック信号とをDAC装置に入力し、DAC装置から出力されるアナログの正弦波信号の歪みをテスタ70内のスペクトラムアナライザで測定するように構成されている。  When the DAC device is for a video signal corresponding to a high frequency (for example, 135 MHz), in order to guarantee the operation at the high frequency, generally, distortion of the analog output signal Dout with respect to the digital input signal Din is measured. In view of the distortion, a method for analyzing various characteristics of the DAC device is used. Therefore, a digital sine wave signal and a clock signal are input from the tester 70 to the DAC device, and distortion of the analog sine wave signal output from the DAC device is measured by a spectrum analyzer in the tester 70. Yes.

発明が解決しようとする課題Problems to be solved by the invention

上記のようにDAC装置のテストのために、高周波のディジタル信号を種々のテストモードに対応して出力する能力を持つ高周波用テスタが必要となる。しかし、この高周波用テスタは、実際に、高周波測定上で生じる様々な問題点、例えば、配線容量、配線遅延、タイミングバイオレーションなど、に対応して適切なテスト環境を実現する必要があるから、通常の量産用のテスタ(例えば40MHzの信号出力能力を持つテスタ)に比較して著しく高価であり、テスト用設備のための投資がDAC装置の価格に大きく影響してしまうことになる。  As described above, a high-frequency tester capable of outputting a high-frequency digital signal corresponding to various test modes is required for testing the DAC device. However, this high-frequency tester actually needs to realize an appropriate test environment corresponding to various problems that occur in high-frequency measurement, such as wiring capacitance, wiring delay, timing violation, etc. Compared with a normal mass production tester (for example, a tester having a signal output capability of 40 MHz), the investment for the test equipment greatly affects the price of the DAC device.

そこで、本発明は、高周波のテスト用ディジタル信号を出力するテスタを不要とし、かつ高周波の種々のテストモードでのテストを安定して実現することができるDACを有する半導体装置を提供することを目的とする。  SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a semiconductor device having a DAC that does not require a tester that outputs a high-frequency test digital signal and that can stably realize tests in various high-frequency test modes. And

課題を解決するための手段Means for solving the problem

【課題を解決するための手段】
本明細書中に開示されているDACを有する半導体装置は、ディジタル信号入力端子に入力されるディジタル信号をDACによりアナログ信号に変換してアナログ信号出力端子から出力する、DACを有する半導体装置において、テストパターンを記憶している記憶部をもつテストパターン発生手段と、テスト用クロック信号入力端子とを備え、前記テストパターン発生手段は、テスト時に前記テスト用クロック信号入力端子からのクロック信号に基づいて、前記テストパターンに従ったテスト用ディジタル信号を発生し、前記DACの入力側に供給可能なように構成されていることを特徴としている。
[Means for Solving the Problems]
A semiconductor device having a DAC disclosed in the present specification is a semiconductor device having a DAC that converts a digital signal input to a digital signal input terminal into an analog signal by the DAC and outputs the analog signal from the analog signal output terminal. A test pattern generating means having a storage unit for storing a test pattern; and a test clock signal input terminal, wherein the test pattern generating means is based on a clock signal from the test clock signal input terminal during a test. The digital signal for test according to the test pattern is generated and supplied to the input side of the DAC.

本発明のDACを有する半導体装置によれば、外部からテストのための高速な信号として、クロック信号発生器SGなどにより容易に発生できるテスト用クロック信号のみを入力すれば、このテスト用クロック信号に基づいて、予め記憶されているテストパターンに従ったテスト用ディジタル信号を発生して、DACの入力側に供給することができるので、高周波テスタを用いる場合と同様に、DACの高周波でのテストを行うことができる。従って、本半導体装置のテストを行うために、高周波のテスト用ディジタル信号を発生する高価なテスタが不要であるから、本半導体装置内にパターン発生手段等を備えたとしても、DACを有する半導体装置を安価に提供することができる。  According to the semiconductor device having a DAC of the present invention, if only a test clock signal that can be easily generated by a clock signal generator SG or the like is input as a high-speed signal for testing from the outside, Based on this, since a test digital signal can be generated in accordance with a pre-stored test pattern and supplied to the input side of the DAC, the DAC can be tested at a high frequency as in the case of using a high frequency tester. It can be carried out. Therefore, an expensive tester that generates a high-frequency test digital signal is not required for testing the semiconductor device. Therefore, even if a pattern generating means or the like is provided in the semiconductor device, the semiconductor device having a DAC. Can be provided at low cost.

以下、図面を参照して本発明のDACを有する半導体装置の実施の形態について説明する。  Hereinafter, embodiments of a semiconductor device having a DAC of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本発明のDACを有する半導体装置10及び、テスタ40の概略構成を示す図であり、半導体装置10は6チャンネルのDACを有しているものを例としている。  FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a semiconductor device 10 having a DAC and a tester 40 according to the present invention. The semiconductor device 10 has a 6-channel DAC as an example.

まず、半導体装置10の構成について説明する。図1において、ディジタルコンポジット信号Ninは、nビットのディジタル信号であり、カラー映像に必要とされる輝度信号Yや、副搬送波(NTSC方式では3.58MHz、PAL方式では4.43MHz)で第1色差信号B−Y、第2色差信号R−Yを直交位相変調しているクロマ信号、水平・垂直同期信号などがすべて含まれている。なお、nビットは例えば10ビットであり、特に断らない限り他のディジタル信号も、同じビット数で形成されている。また、DACに関連する以外の回路は省略している。  First, the configuration of the semiconductor device 10 will be described. In FIG. 1, a digital composite signal Nin is an n-bit digital signal, and is the first in a luminance signal Y required for color video or a subcarrier (3.58 MHz in the NTSC system, 4.43 MHz in the PAL system). The chroma signal BY, the chroma signal obtained by quadrature phase modulation of the second color difference signal RY, the horizontal / vertical synchronization signal, and the like are all included. Note that n bits are, for example, 10 bits, and other digital signals are formed with the same number of bits unless otherwise specified. Circuits other than those related to the DAC are omitted.

第1ディジタル輝度信号Yin1は、水平同期信号、垂直同期信号なども含まれており、ディジタルクロマ信号Cinは、第1色差信号B−Y、第2色差信号R−Yが含まれている。  The first digital luminance signal Yin1 includes a horizontal synchronization signal, a vertical synchronization signal, and the like, and the digital chroma signal Cin includes a first color difference signal BY and a second color difference signal RY.

この3チャンネルの信号のうち、第1ディジタル輝度信号Yin1とディジタルクロマ信号Cinとで1つのカラー信号群が構成され、第1ディジタル輝度信号Yin1とディジタルクロマ信号Cinとが別々に構成されているため、Y/C分離の必要がなく、精度の良いカラー画像を得ることができる。また、ディジタルコンポジット信号Ninは単独でカラー信号群を構成する。  Of these three channel signals, the first digital luminance signal Yin1 and the digital chroma signal Cin constitute one color signal group, and the first digital luminance signal Yin1 and the digital chroma signal Cin are separately configured. Therefore, there is no need for Y / C separation, and a highly accurate color image can be obtained. The digital composite signal Nin alone constitutes a color signal group.

第2ディジタル輝度信号Yin2は、第1ディジタル輝度信号Yin1と同じものである。ディジタル第1色差信号Uinは、B−Y信号であり、ディジタル第2色差信号Vinは、R−Y信号である。この3チャンネルの信号、すなわち第2ディジタル輝度信号Yin2とディジタル第1色差信号Uinとディジタル第2色差信号Vinとで1つのカラー信号群が構成される。このカラー信号群では、輝度信号と各色差信号とがすべて個々別々に構成されているから、Y/C分離は勿論、クロマ信号の分離も要しないから、さらに高精度のカラー画像を得ることができる。  The second digital luminance signal Yin2 is the same as the first digital luminance signal Yin1. The digital first color difference signal Uin is a BY signal, and the digital second color difference signal Vin is an RY signal. The three-channel signals, that is, the second digital luminance signal Yin2, the digital first color difference signal Uin, and the digital second color difference signal Vin form one color signal group. In this color signal group, since the luminance signal and each color difference signal are all configured separately, Y / C separation as well as chroma signal separation is not required, so that a more accurate color image can be obtained. it can.

これら6チャンネルの信号、すなわちディジタルコンポジット信号Nin、第1ディジタル輝度信号Yin1、ディジタルクロマ信号Cin、第2ディジタル輝度信号Yin2、ディジタル第1色差信号Uin、ディジタル第2色差信号Vinは、一組のカラー信号R,G,Bから形成され、各信号のタイミングが同一に調整された信号として、システムクロックCLKとともに供給される。  These 6-channel signals, that is, the digital composite signal Nin, the first digital luminance signal Yin1, the digital chroma signal Cin, the second digital luminance signal Yin2, the digital first color difference signal Uin, and the digital second color difference signal Vin are a set of colors. The signals R, G, and B are formed and supplied together with the system clock CLK as signals having the same timing adjusted.

そして、これら6チャンネルの信号は、第1の3チャンネルの信号については、第1ラッチ回路11(11−1〜11−3)でディジタル信号がラッチされ、nビットのデータが第1デコーダ12(12−1〜12−3)でデコードされ、第1DAC13(13−1〜13−3)でアナログ信号にそれぞれ変換され、アナログコンポジット信号Nout、第1アナログ輝度信号Yout1、アナログクロマ信号Coutとして出力される。なお、第1デコーダ12は、nビットのディジタルデータを第1DAC13に適合した所定mビットのコードにデコードするものであり、第1DAC13の構成によっては設ける必要がない場合もある。この点は、他のチャンネルにおいても同様である。  Of these 6-channel signals, digital signals are latched by the first latch circuit 11 (11-1 to 11-3), and n-bit data is transferred to the first decoder 12 ( 12-1 to 12-3), decoded to analog signals by the first DAC 13 (13-1 to 13-3), and output as an analog composite signal Nout, a first analog luminance signal Yout1, and an analog chroma signal Cout. The The first decoder 12 decodes n-bit digital data into a predetermined m-bit code adapted to the first DAC 13 and may not be provided depending on the configuration of the first DAC 13. This also applies to other channels.

また、第2の3チャンネルの信号については、第2ラッチ回路21(21−1〜21−3)でディジタル信号がラッチされ、nビットのデータが第2デコーダ22(22−1〜22−3)でデコードされ、第2DAC23(23−1〜23−3)でアナログ信号にそれぞれ変換され、第2アナログ輝度信号Yout2、アナログ第1色差信号Uout、アナログ第2色差信号Voutとして出力される。  As for the signals of the second three channels, the digital signals are latched by the second latch circuit 21 (21-1 to 21-3), and the n-bit data is transferred to the second decoder 22 (22-1 to 22-3). ), And converted into analog signals by the second DAC 23 (23-1 to 23-3), respectively, and output as a second analog luminance signal Yout2, an analog first color difference signal Uout, and an analog second color difference signal Vout.

なお、第2ディジタル輝度信号Yin2とディジタル第1色差信号Uinとディジタル第2色差信号Vinとで構成される1つのカラー信号群に代えて、一組のカラー信号Rin,Gin,Binを使用することもできる。  A set of color signals Rin, Gin, Bin is used instead of one color signal group composed of the second digital luminance signal Yin2, the digital first color difference signal Uin, and the digital second color difference signal Vin. You can also.

システムクロックCLKが、第1ラッチ回路11、第1デコーダ12、第1DAC13、第2ラッチ回路21、第2デコーダ22、第2DAC23に供給される。このシステムクロックCLKは、高周波であり、その周波数は、例えば135MHzである。  The system clock CLK is supplied to the first latch circuit 11, the first decoder 12, the first DAC 13, the second latch circuit 21, the second decoder 22, and the second DAC 23. The system clock CLK is a high frequency, and the frequency is, for example, 135 MHz.

テストパターン発生回路31は、記憶部であるROM32と制御部であるCTR33とを有している。ROM32には、種々のテストパターンがnビット(例、10ビット)データで記憶されており、CTR33の制御の元に特定のテストパターンのデータがディジタル信号入力として、テスト用クロック信号CLKt(周波数はシステムクロックと同じで、135MHz)と共に、各ディジタル信号入力端と各ラッチ11−1〜21−3との間に供給される。なお、テストパターン発生回路31からの出力は、テストモード時以外はHi−Z(高インピーダンス)になっており、通常の信号入力には影響がないようになっている。  The test pattern generation circuit 31 includes a ROM 32 that is a storage unit and a CTR 33 that is a control unit. Various test patterns are stored in the ROM 32 as n-bit (eg, 10-bit) data. Under the control of the CTR 33, data of a specific test pattern is used as a digital signal input, and a test clock signal CLKt (frequency is It is supplied between each digital signal input terminal and each latch 11-1 to 21-3 together with the system clock (135 MHz). Note that the output from the test pattern generation circuit 31 is Hi-Z (high impedance) except in the test mode, so that normal signal input is not affected.

このROM32に記憶されているテストパターンとしては、大きく分けて、正弦波のパターンと方形波のパターンとがある。  The test patterns stored in the ROM 32 are roughly classified into a sine wave pattern and a square wave pattern.

正弦波のパターンは、周波数/レベル(振幅/精度)/DCバイアスの組み合わせにより、また、方形波のパターンは、周期/デューティ比/レベル(振幅/精度)/DCバイアスの組み合わせにより、それぞれ多数のパターンが用意されている。  The sine wave pattern is a combination of frequency / level (amplitude / accuracy) / DC bias, and the square wave pattern is a combination of period / duty ratio / level (amplitude / accuracy) / DC bias. A pattern is available.

テストパターン発生回路31には、テストモード指定用端子を介して、テスタ40側からいずれのテストパターンを発生させるかを指定するテストモードが入力される。また、テスト用クロック信号入力端子を介して、テスタ40側から、システムクロックCLKと同じ周波数である135MHzのテスト用クロック信号CLKtが入力される。  A test mode for designating which test pattern is to be generated is input to the test pattern generation circuit 31 from the tester 40 side via a test mode designating terminal. Further, a test clock signal CLKt of 135 MHz, which is the same frequency as the system clock CLK, is input from the tester 40 side via the test clock signal input terminal.

また、テストパターン発生回路31用にテスト用電源電圧Vtを供給するためのテスト用電源端子を設け、テスタ40側からテスト用電源電圧Vtを供給可能としている。これにより、半導体装置10のラッチ11、デコーダ12、DAC13などの電源電圧としては、定格電圧である、例えば2.5(v)の電源を用いる(この電源は図示省略している)が、テストパターン発生回路31にはテスト用電源電圧Vtとして、通常動作時に印加する2.5(v)より高い保証範囲内の電圧、例えば4(v)の電源電圧を用いることができる。このように半導体装置10の本来の定格電圧より高い電圧を電源電圧として用いることにより、回路構成素子の駆動能力が向上し、動作速度が早くなるので、テストパターン発生回路31の構成要素の回路規模を小さくしながら高速動作を行えるから、半導体装置のチップサイズの増加を少なくすることができる。  Further, a test power supply terminal for supplying a test power supply voltage Vt is provided for the test pattern generation circuit 31 so that the test power supply voltage Vt can be supplied from the tester 40 side. As a result, the power supply voltage of the latch 11, decoder 12, DAC 13, etc. of the semiconductor device 10 is a rated voltage, for example, 2.5 (v) power supply (this power supply is not shown). As the test power supply voltage Vt, a voltage within a guaranteed range higher than 2.5 (v) applied during normal operation, for example, a power supply voltage of 4 (v) can be used for the pattern generation circuit 31. Thus, by using a voltage higher than the original rated voltage of the semiconductor device 10 as the power supply voltage, the driving capability of the circuit constituent elements is improved and the operation speed is increased, so that the circuit scale of the constituent elements of the test pattern generating circuit 31 is increased. Therefore, the increase in chip size of the semiconductor device can be reduced.

なお、テストパターン発生回路31は、半導体装置10の製造確認(テスト)を行うためだけに使用されるものであるから、常用される他の回路構成要素と異なり、多少ストレスの掛かる使用としても格別の問題は発生しない。  Since the test pattern generation circuit 31 is used only for manufacturing confirmation (test) of the semiconductor device 10, it is different from other commonly used circuit components and can be used even if it is somewhat stressed. The problem does not occur.

つぎに、テスタ40の構成について説明する。このテスタ40は、クロック信号発生器であるSG43以外には高速でディジタルデータを出力するための出力回路が不要であり、半導体装置10の動作速度よりも遅いディジタルデータしか出力できないテスタでも使用可能な点が、従来とは異なっている。  Next, the configuration of the tester 40 will be described. This tester 40 does not require an output circuit for outputting digital data at a high speed other than the clock signal generator SG43, and can be used even with a tester that can output only digital data slower than the operation speed of the semiconductor device 10. The point is different from the conventional one.

テストモード指定部41は、テストパターン発生回路31に対して複数用意されているテストパターンの内の、どのパターンでテストするかを指示するテストモードを指定するものである。また、この指示されたテストモードは同時に、テスタ40内のテスト結果を評価するための各手段に通知される。  The test mode designating unit 41 designates a test mode instructing which test pattern is to be tested from among a plurality of test patterns prepared for the test pattern generating circuit 31. The instructed test mode is simultaneously notified to each means for evaluating the test result in the tester 40.

テスト用電源42は、テスト用電源電圧Vtを発生し、テストパターン発生回路31に供給する。また、クロック信号発生器であるSG43は、発振器などにより構成され、システムクロックCLKと同じ周波数である135MHzの高周波クロック信号を発生し、テストクロックCLKtとして、テストパターン発生回路31に供給する  The test power supply 42 generates a test power supply voltage Vt and supplies it to the test pattern generation circuit 31. The SG 43, which is a clock signal generator, is configured by an oscillator or the like, generates a high-frequency clock signal of 135 MHz that is the same frequency as the system clock CLK, and supplies it to the test pattern generation circuit 31 as the test clock CLKt.

ADC(アナログ・ディジタル変換器)44は、半導体装置10から出力されるテスト結果データであるアナログ信号を高速(例えば20MHz)にディジタル信号に変換して、測定データを得る。スペクトラムアナライザ45は、半導体装置10から出力されるテスト結果データであるアナログ信号を周波数分析し、有しているスペクトラムを測定するもので、特に正弦波の歪み測定に適している。また、オーディオアナライザ46は、同様に半導体装置10から出力されるテスト結果データであるアナログ信号を周波数分析し、含まれている周波数成分の分布などを測定するもので、低周波数(例えば、100KHz以下)の信号の測定に適している。これらのADC44、スペクトラムアナライザ45、オーディオアナライザ46はいずれも、半導体装置10から出力されるテスト結果データを、テストモード(すなわち、テスト用に入力されたディジタル信号)に基づいて、評価するだめの評価手段であり、この評価結果に基づいて、第1DAC13(13−1〜13−3)、第2DAC23(23−1〜23−3)の良、不良が判定される。また、半導体装置10をテストする場合には、高周波の信号がないので、各端子間のタイミング調整が簡単ですむというメリットもある。  An ADC (analog / digital converter) 44 converts an analog signal, which is test result data output from the semiconductor device 10, into a digital signal at high speed (for example, 20 MHz) to obtain measurement data. The spectrum analyzer 45 analyzes the frequency of an analog signal that is test result data output from the semiconductor device 10 and measures the spectrum it has, and is particularly suitable for measuring distortion of a sine wave. Similarly, the audio analyzer 46 frequency-analyzes an analog signal, which is test result data output from the semiconductor device 10, and measures the distribution of the frequency components contained therein. The audio analyzer 46 has a low frequency (for example, 100 KHz or less). Suitable for signal measurement). The ADC 44, the spectrum analyzer 45, and the audio analyzer 46 are all evaluations for evaluating the test result data output from the semiconductor device 10 based on the test mode (that is, the digital signal input for the test). The first DAC 13 (13-1 to 13-3) and the second DAC 23 (23-1 to 23-3) are judged to be good or bad based on the evaluation result. Further, when testing the semiconductor device 10, there is an advantage that the timing adjustment between the terminals is simple because there is no high frequency signal.

さて、以上のように構成されたDACを有する半導体装置10を、テスタ40によりテストする。まず、テストモード指定部41でテストモードを設定する。この設定されたテストモードは、テストモード指令用端子を介してテストパターン発生回路31に供給される一方、評価手段であるADC44、スペクトラムアナライザ45、オーディオアナライザ46にも供給される。また、テスト用電源42からのテスト用電源電圧Vt及びSG43からのテスト用クロック信号CLKtがテストパターン発生回路31に供給される。  Now, the tester 40 tests the semiconductor device 10 having the DAC configured as described above. First, the test mode designating unit 41 sets a test mode. The set test mode is supplied to the test pattern generation circuit 31 via the test mode command terminal, and is also supplied to the ADC 44, the spectrum analyzer 45, and the audio analyzer 46, which are evaluation means. Further, the test power supply voltage Vt from the test power supply 42 and the test clock signal CLKt from the SG 43 are supplied to the test pattern generation circuit 31.

テストパターン発生回路31から、指定されたテストモードに従って発生されるテスト用のディジタル信号とテスト用クロック信号とが、第1ラッチ回路11(11−1〜11−3)又は、第2ラッチ回路21(21−1〜21−3)に入力され、第1ラッチ回路11、第1デコーダ12、第1DAC13を介してアナログ信号に変換され、或いは、第2ラッチ回路21、第2デコーダ22、第2DAC23を介してアナログ信号に変換される。そして、テスタ40の各評価手段であるADC44、スペクトラムアナライザ45、オーディオアナライザ46に入力され、第1DAC13及び第2DAC23に対する良、不良の判定がなされる。  A test digital signal and a test clock signal generated from the test pattern generation circuit 31 in accordance with a designated test mode are supplied to the first latch circuit 11 (11-1 to 11-3) or the second latch circuit 21. (21-1 to 21-3) and converted into an analog signal via the first latch circuit 11, the first decoder 12, and the first DAC 13, or the second latch circuit 21, the second decoder 22, and the second DAC 23. Is converted into an analog signal. And it inputs into ADC44, the spectrum analyzer 45, and the audio analyzer 46 which are each evaluation means of the tester 40, and the quality of the 1st DAC13 and the 2nd DAC23 is determined.

ここで、本発明で、用いられるテストモードについて、さらに詳しく説明する。テストモードは、3チャンネルが同時にテストできる第1テストモードと、3チャンネルの内の個々のDACのオン/オフの切替が可能な第2テストモードとの、2種類に大きく分類される。  Here, the test mode used in the present invention will be described in more detail. The test mode is roughly classified into two types: a first test mode in which three channels can be tested simultaneously and a second test mode in which individual DACs in the three channels can be switched on / off.

第1テストモードでは、コンポジット信号Ninチャンネル、第1輝度信号Yin1チャンネル、クロマ信号Cinチャンネルの3チャンネルと、第2輝度信号Yin2チャンネル、第1色差信号Uinチャンネル、第2色差信号Vinチャンネルの3チャンネルとの、どちらか3チャンネルが同時にテストできるから、一方の3チャンネルと他方の3チャンネルとを切り替えることで、3チャンネル分の評価手段で6チャンネルのテストを行うことができる。  In the first test mode, the composite signal Nin channel, the first luminance signal Yin1 channel, the chroma signal Cin channel, three channels, the second luminance signal Yin2, the first color difference signal Uin channel, and the second color difference signal Vin channel. Since any one of the three channels can be tested at the same time, by switching between one of the three channels and the other three, it is possible to perform a test of six channels with the evaluation means for three channels.

第2テストモードでは、いずれか一方の3チャンネルのテストにおいて、個々のチャンネル毎にオン/オフが設定できるように構成されている。そして、オフに設定されたチャンネルのDACはその出力が中間値に固定されるようにしておけば、他のチャンネルからのクロストークの測定にも対応することができる。  The second test mode is configured so that on / off can be set for each individual channel in any one of the three-channel tests. If the output of the DAC of the channel set to OFF is fixed at an intermediate value, the measurement of crosstalk from other channels can be supported.

第1テストモード及び第2テストモードは、さらにそれぞれ2種類に分けられ、1つが高周波信号のレベルや歪みをテストすることができる正弦波テストモードであり、他の1つが信号の立ち上がりや立ち下がりでのグリッジエネルギーや過渡応答をテストする方形波テストモードである。  The first test mode and the second test mode are further divided into two types, one is a sine wave test mode that can test the level and distortion of a high-frequency signal, and the other is the rising and falling of the signal. This is a square wave test mode for testing glitch energy and transient response.

正弦波テストモードでは、ROM32に記憶されている正弦波パターンから、周波数/レベル(振幅/精度)/DCバイアスの組み合わせにより、所望の正弦波のテストパターンが決定される。例えば、周波数としては2.4MHz(135MHz×73/4096)、11.6MHz(135MHz×11/128)、1.55MHz(135MHz×1/128)等が選択できる。また、精度としては、DACのビット抜けをテストするため、10ビットの下位1〜数ビットを強制的に0に固定させるモードがあり、またDCバイアスとしては、正弦波に所定の直流をバイアスして出力させるモードがある。  In the sine wave test mode, a desired sine wave test pattern is determined from the sine wave pattern stored in the ROM 32 by a combination of frequency / level (amplitude / accuracy) / DC bias. For example, 2.4 MHz (135 MHz × 73/4096), 11.6 MHz (135 MHz × 11/128), 1.55 MHz (135 MHz × 1/128), or the like can be selected as the frequency. As accuracy, there is a mode in which the lower 1 to several bits of the 10 bits are forcibly fixed to 0 in order to test for missing bits in the DAC, and as a DC bias, a predetermined direct current is biased to a sine wave. There is a mode to output.

これらの正弦波テストモードのテストパターン例が図2,図3に示されている。図2は、10ビットのディジタルデータでフルスケールの1023のレベルの正弦波を発生し、順次1ビット抜け、2ビット抜け、3ビット抜けのように、正弦波のパターンを変えている。このビット抜けの変化に応じて、出力されるアナログ信号の値が変化することを利用して、DACのビット抜けをテストすることができる。図3は、10ビットの内の上位6ビットを下位ビットにスライドさせて正弦波を発生させ、その正弦波に直流バイアスDCを、DC=0、256、512、768と変化させたパターンであり、これにより直流分に交流分が重畳されたビデオ信号等に対するテストが行える。なお、図2,図3において、Stepはクロック数を示している。  Examples of test patterns in these sine wave test modes are shown in FIGS. In FIG. 2, a sine wave having a level of 1023 at full scale is generated with 10-bit digital data, and the pattern of the sine wave is changed so that one bit is missing, two bits are missing, and three bits are missing. By utilizing the fact that the value of the output analog signal changes in accordance with the change in the bit missing, it is possible to test the bit missing in the DAC. FIG. 3 shows a pattern in which the upper 6 bits of 10 bits are slid to the lower bits to generate a sine wave, and the DC bias DC is changed to DC = 0, 256, 512, 768 to the sine wave. This makes it possible to test a video signal or the like in which the AC component is superimposed on the DC component. In FIGS. 2 and 3, Step indicates the number of clocks.

また、この正弦波モードでは、2.4MHz(135MHz×73/4096)の正弦波データが、10ビット(0〜1023)全ての値を複数周期を掛けて通過するようにテストパターンのデータを形成しておけば、これによりDACの信頼性をより高めるテストが可能になる。  In this sine wave mode, the test pattern data is formed so that 2.4 MHz (135 MHz × 73/4096) sine wave data passes through all values of 10 bits (0 to 1023) over a plurality of cycles. If this is done, this makes it possible to perform tests that further increase the reliability of the DAC.

方形波テストモードでは、ROM32に記憶されている方形波テストパターンから、周期/デューティ比/レベル(振幅/精度)/DCバイアスの組み合わせにより、所望の方形波のテストパターンが決定される。例えば、デューティ比/周期としては、1/2、2/4,1/16,15/16等が選択できる。また、精度としては、正弦波テストモードと同様、DACのビット抜けをテストするため、10ビットの下位1〜数ビットを強制的に0に固定させるモードがあり、またDCバイアスとしては、方形波に所定の直流をバイアスして出力させるモードがある。  In the square wave test mode, a desired square wave test pattern is determined from the square wave test pattern stored in the ROM 32 by a combination of period / duty ratio / level (amplitude / accuracy) / DC bias. For example, 1/2, 2/4, 1/16, 15/16 or the like can be selected as the duty ratio / cycle. As for accuracy, as in the sine wave test mode, there is a mode in which the lower 1 to several bits of the 10 bits are forcibly fixed to 0 in order to test for missing bits of the DAC. There is a mode in which a predetermined direct current is biased and output.

これらの方形波テストモードの例を図4,図5に示す。図4は、10ビットのディジタルデータでフルスケールの1023のレベルの方形波を発生し、周期やデューティ比を、2Step、4Step、16Stepや1/2、2/4,1/16などと順次異ならせて、方形波のパターンを変えている。この変化に応じて、出力されるアナログ信号の値が変化することを利用して、テストを行っている。図5は、周期2Step、デューティ比1/2の方形波パターンにおいて、直流バイアスDCを、DC=0、256、512、768と変化させた上で、10ビットの内の下位の1ビット目〜7ビット目を変化させた時のパターンであり、これにより直流分に方形波が重畳されたビデオ信号等に対するテストを行っている。なお、図4,図5においても、Stepはクロック数を示している。  Examples of these square wave test modes are shown in FIGS. FIG. 4 shows a 1023-bit digital data full-scale square wave of 1023 level, and the period and duty ratio are sequentially different from 2Step, 4Step, 16Step, 1/2, 2/4, 1/16, etc. Let's change the square wave pattern. A test is performed by utilizing the fact that the value of the output analog signal changes according to this change. FIG. 5 shows a case where the DC bias DC is changed to DC = 0, 256, 512, and 768 in a square wave pattern with a period of 2 Step and a duty ratio of 1/2, and the lower bit of the 10 bits is This is a pattern when the 7th bit is changed, and a test is performed on a video signal or the like in which a square wave is superimposed on a direct current component. 4 and 5, Step indicates the number of clocks.

以上詳しく説明したように、テストパターン発生回路31(ROM32)に種々のテストパターンを記憶させておき、テストモード指定部41により出力したいテストパターンを指定し、外部から供給されるテスト用クロックCLKtに基づいて、そのテストパターンに従ったディジタルデータ及びクロック信号を内部のDAC13に対して供給することができる。  As described in detail above, various test patterns are stored in the test pattern generation circuit 31 (ROM 32), the test pattern desired to be output is designated by the test mode designating unit 41, and the test clock CLKt supplied from the outside is designated. Based on this, digital data and a clock signal according to the test pattern can be supplied to the internal DAC 13.

発明の効果Effect of the invention

本発明のDACを有する半導体装置によれば、外部からテストのための高速な信号として、クロック信号発生器SGなどにより容易に発生できるテスト用クロック信号のみを入力すれば、このテスト用クロック信号に基づいて、予め記憶されているテストパターンに従ったテスト用ディジタル信号を発生して、DACの入力側に供給することができるので、高周波テスタを用いる場合と同様に、DACの高周波でのテストを行うことができる。従って、本半導体装置のテストを行うために、高周波のテスト用ディジタル信号を発生する高価なテスタが不要であるから、本半導体装置内にパターン発生手段等を備えたとしても、DACを有する半導体装置を安価に提供することができる。  According to the semiconductor device having a DAC of the present invention, if only a test clock signal that can be easily generated by a clock signal generator SG or the like is input as a high-speed signal for testing from the outside, Based on this, since a test digital signal can be generated in accordance with a pre-stored test pattern and supplied to the input side of the DAC, the DAC can be tested at a high frequency as in the case of using a high frequency tester. It can be carried out. Therefore, an expensive tester that generates a high-frequency test digital signal is not required for testing the semiconductor device. Therefore, even if a pattern generating means or the like is provided in the semiconductor device, the semiconductor device having a DAC. Can be provided at low cost.

本発明のDACを有する半導体装置10及びテスタ40の概略構成図。  The schematic block diagram of the semiconductor device 10 and the tester 40 which have DAC of this invention. 正弦波テストモードのテストパターン例。  Example of test pattern in sine wave test mode. 正弦波テストモードのテストパターン例。  Example of test pattern in sine wave test mode. 方形波テストモードのテストパターン例。  Example of test pattern in square wave test mode. 方形波テストモードのテストパターン例。  Example of test pattern in square wave test mode. 従来のDAC装置のテスト構成を示す概略構成図。  The schematic block diagram which shows the test structure of the conventional DAC apparatus.

10 DACを有する半導体装置
11 第1ラッチ回路
12 第1デコーダ
13 第1DAC
21 第2ラッチ回路
22 第2デコーダ
23 第2DAC
31 テストパターン発生回路
32 ROM
33 制御部(CTR)
40 テスタ
41 テストモード指定部
42 テスト用電源
43 クロック信号発生器(SG)
44 ADC
45 スペクトラムアナライザ
46 オーディオアナライザ
Nin ディジタルコンポジット信号
Yin1 第1ディジタル輝度信号
Cin ディジタルクロマ信号
Yin2 第2ディジタル輝度信号
Uin ディジタル第1色差信号
Vin ディジタル第2色差信号
Nout アナログコンポジット信号
Yout1 第1アナログ輝度信号
Cout アナログクロマ信号
Yout2 第2アナログ輝度信号
Uout アナログ第1色差信号
Vout アナログ第2色差信号
CLK クロック信号
CLKt テスト用クロック信号
10 Semiconductor Device Having DAC 11 First Latch Circuit 12 First Decoder 13 First DAC
21 Second latch circuit 22 Second decoder 23 Second DAC
31 Test pattern generation circuit 32 ROM
33 Control unit (CTR)
40 Tester 41 Test mode designating part 42 Power supply for test 43 Clock signal generator (SG)
44 ADC
45 spectrum analyzer 46 audio analyzer Nin digital composite signal Yin1 first digital luminance signal Cin digital chroma signal Yin2 second digital luminance signal Uin digital first color difference signal Vin digital second color difference signal Nout analog composite signal Yout1 first analog luminance signal Cout analog Chroma signal Yout2 Second analog luminance signal Uout Analog first color difference signal Vout Analog second color difference signal CLK clock signal CLKt Test clock signal

Claims (3)

ディジタル信号入力端子に入力されるディジタル信号をDACによりアナログ信号に変換してアナログ信号出力端子から出力する、DACを有する半導体装置において、
少なくとも方形波のテストパターンを記憶している記憶部をもつテストパターン発生手段と、テスト用クロック信号入力端子と、前記ディジタル信号入力端子から入力されるディジタル信号をラッチするラッチ回路と、前記ラッチ回路の出力をデコードして前記DACに入力するデコーダと、を備え、
前記テストパターン発生手段は、テスト時に前記テスト用クロック信号入力端子からのクロック信号に基づいて、少なくとも方形波のテストパターンに従ったテスト用ディジタル信号を発生し、前記ラッチ回路及び前記デコーダを介して前記DACの入力側に供給可能なように構成されており、
前記DACを複数有するとともに、前記ラッチ回路及び前記デコーダを前記複数のDACに対応して複数備え、
前記テストパターン発生手段は、複数のテスト用ディジタル信号を発生して前記複数のDACに対応するそれぞれの前記ラッチ回路の入力側に供給可能なように構成されており、かつ、
前記テストパターン発生手段は、前記複数のDACに同時にテスト用ディジタル信号を入力可能であるとともに、前記複数のDACに選択的にテスト用ディジタル信号を入力可能なように構成されていることを特徴とするDACを有する半導体装置。
In a semiconductor device having a DAC that converts a digital signal input to a digital signal input terminal into an analog signal by a DAC and outputs the analog signal from the analog signal output terminal.
Test pattern generating means having a storage unit storing at least a square wave test pattern, a test clock signal input terminal, a latch circuit for latching a digital signal input from the digital signal input terminal, and the latch circuit And a decoder for decoding the output of the input to the DAC,
The test pattern generation means generates a test digital signal in accordance with at least a square wave test pattern based on a clock signal from the test clock signal input terminal during a test, and passes through the latch circuit and the decoder. It is configured to be supplied to the input side of the DAC,
A plurality of the DACs, and a plurality of the latch circuits and decoders corresponding to the plurality of DACs;
The test pattern generating means is configured to generate a plurality of test digital signals and supply them to the input sides of the latch circuits corresponding to the plurality of DACs, and
The test pattern generation means is configured to be able to simultaneously input test digital signals to the plurality of DACs and selectively input test digital signals to the plurality of DACs. A semiconductor device having a DAC.
通常動作時に前記半導体装置に印加される定格電圧よりも高い電圧をテスト時に印加するためのテスト用電源端子をさらに備える、請求項1に記載のDACを有する半導体装置。
The semiconductor device having a DAC according to claim 1, further comprising a test power supply terminal for applying a voltage higher than a rated voltage applied to the semiconductor device during normal operation during a test.
ディジタル信号入力端子に入力されるディジタル信号をDACによりアナログ信号に変換してアナログ信号出力端子から出力する、DACを有する半導体装置において、
少なくとも方形波のテストパターンを記憶している記憶部をもつテストパターン発生手段と、テスト用クロック信号入力端子と、前記ディジタル信号入力端子から入力されるディジタル信号をラッチするラッチ回路と、前記ラッチ回路の出力をデコードして前記DACに入力するデコーダと、を備え、
前記テストパターン発生手段は、テスト時に前記テスト用クロック信号入力端子からのクロック信号に基づいて、少なくとも方形波のテストパターンに従ったテスト用ディジタル信号を発生し、前記ラッチ回路及び前記デコーダを介して前記DACの入力側に供給可能なように構成されており、かつ、
通常動作時に前記半導体装置に印加される定格電圧よりも高い電圧をテスト時に前記テストパターン発生手段に印加するためのテスト用電源端子をさらに備え
前記DACを複数有するとともに、前記ラッチ回路及び前記デコーダを前記複数のDACに対応して複数備え、
前記テストパターン発生手段は、複数のテスト用ディジタル信号を発生して前記複数のDACに対応するそれぞれの前記ラッチ回路の入力側に供給可能なように構成されており、かつ、
前記テストパターン発生手段は、前記複数のDACに同時にテスト用ディジタル信号を入力可能であるとともに、前記複数のDACに選択的にテスト用ディジタル信号を入力可能なように構成されていることを特徴とするDACを有する半導体装置。
In a semiconductor device having a DAC that converts a digital signal input to a digital signal input terminal into an analog signal by a DAC and outputs the analog signal from the analog signal output terminal.
Test pattern generating means having a storage unit storing at least a square wave test pattern, a test clock signal input terminal, a latch circuit for latching a digital signal input from the digital signal input terminal, and the latch circuit And a decoder for decoding the output of the input to the DAC,
The test pattern generation means generates a test digital signal in accordance with at least a square wave test pattern based on a clock signal from the test clock signal input terminal during a test, and passes through the latch circuit and the decoder. Configured to be supplied to the input side of the DAC, and
A test power supply terminal for applying a voltage higher than a rated voltage applied to the semiconductor device during normal operation to the test pattern generating means during a test ;
A plurality of the DACs, and a plurality of the latch circuits and decoders corresponding to the plurality of DACs;
The test pattern generating means is configured to generate a plurality of test digital signals and supply them to the input sides of the latch circuits corresponding to the plurality of DACs, and
The test pattern generation means is configured to be able to simultaneously input test digital signals to the plurality of DACs and selectively input test digital signals to the plurality of DACs. A semiconductor device having a DAC.
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