JP6095466B2 - Delay difference detection circuit, semiconductor device, and delay difference detection method for semiconductor device - Google Patents
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Description
本明細書で言及する実施例は、遅延差検出回路、半導体装置および半導体装置の遅延差検出方法に関する。 The embodiments referred to in this specification relate to a delay difference detection circuit, a semiconductor device, and a delay difference detection method for a semiconductor device.
近年、マクロを搭載した半導体装置(チップ:LSI)が幅広く使用されており、そのマクロが入力時のデータを正しく取り込んで出力信号を生成できるように、セットアップ時間やホールド時間などのタイミング制約が定義されている。 In recent years, semiconductor devices (chip: LSI) with macros are widely used, and timing constraints such as setup time and hold time are defined so that the macro can correctly capture the data at the time of input and generate an output signal. Has been.
そして、クロックのエッジ前の最小時間(セットアップ時間)およびクロックのエッジ後の最小時間(ホールド時間)の間は、入力データが安定していることが求められている。 The input data is required to be stable between the minimum time before the clock edge (setup time) and the minimum time after the clock edge (hold time).
すなわち、タイミング制約が定義されていないと、クロックのエッジ前後の不安定なデータを取り込むことになるだけでなく、出力が高レベル『H』と低レベル『L』の中間のレベルになるメタステーブルが生じることになる。 That is, if the timing constraint is not defined, not only unstable data before and after the clock edge will be captured, but also the metastable in which the output is an intermediate level between the high level “H” and the low level “L”. Will occur.
ところで、従来、半導体装置における信号のタイミング誤差を検出する技術としては、様々な提案がなされている。 By the way, conventionally, various proposals have been made as techniques for detecting signal timing errors in semiconductor devices.
前述したように、例えば、マクロを搭載したチップにおいて、そのマクロが入力時のデータを正しく取り込んで出力信号を生成できるように、セットアップ時間やホールド時間などのタイミング制約が定義されている。 As described above, for example, in a chip equipped with a macro, timing constraints such as a setup time and a hold time are defined so that the macro can correctly capture data at the time of input and generate an output signal.
ここで、例えば、マクロに対するデータおよびクロックのタイミングは直接測定することができず、また、チップの端子(パッド)からマクロの入力までデータおよびクロックの遅延は等しくないため、タイミング制約を定義するのが難しくなっている。 Here, for example, the timing of data and clock for a macro cannot be measured directly, and the delay of data and clock is not equal from the terminal of the chip (pad) to the input of the macro. Is getting harder.
上述したセットアップ時間やホールド時間などのタイミング制約は、チップの集積度が向上し、また、クロック速度が高速化するに従って重要なものとなって来ている。 Timing constraints such as the setup time and hold time described above have become important as the degree of integration of the chip improves and the clock speed increases.
一実施形態によれば、第1信号および第2信号の遅延差を測定する遅延差検出回路であって、第1ユニットと、第2ユニットと、を有する遅延差検出回路が提供される。 According to an embodiment, there is provided a delay difference detection circuit that measures a delay difference between a first signal and a second signal, and includes a first unit and a second unit.
前記第1ユニットは、前記第1信号における正または負のいずれか一方の論理の第1論理信号、および、前記第2信号における正または負のいずれか一方の第2論理信号に従って変化する第1出力を出力する。前記第2ユニットは、前記第1論理信号と反対論理の第3論理信号、および、前記第2論理信号と反対論理の第4論理信号に従って変化する第2出力を出力する。 The first unit changes in accordance with a first logic signal of positive or negative logic in the first signal and a first logic signal of positive or negative in the second signal. Output the output. The second unit outputs a third logic signal opposite in logic to the first logic signal and a second output that changes in accordance with a fourth logic signal in opposite logic to the second logic signal.
前記第2信号をスイープさせながら、前記第1ユニットの出力が変化する第1変化点および前記第2ユニットの出力が変化する第2変化点を測定する。測定された前記第1変化点および前記第2変化点の中間値を得ることで前記第1信号および前記第2信号の遅延差を求める。 While sweeping the second signal, a first change point where the output of the first unit changes and a second change point where the output of the second unit changes are measured. A delay difference between the first signal and the second signal is obtained by obtaining an intermediate value between the measured first change point and the second change point.
開示の遅延差検出回路、半導体装置および半導体装置の遅延差検出方法は、2つの信号間の遅延差を正確に測定することができるという効果を奏する。 The disclosed delay difference detection circuit, semiconductor device, and delay difference detection method for a semiconductor device have an effect that a delay difference between two signals can be accurately measured.
まず、遅延差検出回路、半導体装置および半導体装置の遅延差検出方法の実施例を詳述する前に、図1〜図7を参照して、半導体装置の遅延差検出方法の例およびその課題を説明する。 First, before describing embodiments of a delay difference detection circuit, a semiconductor device, and a delay difference detection method for a semiconductor device in detail, an example of a delay difference detection method for a semiconductor device and its problems will be described with reference to FIGS. explain.
図1は、半導体装置における信号の遅延差を説明するための図であり、図1(a)は、マクロを搭載したチップ(半導体装置)の一例を示すブロック図であり、図1(b)は、図1(a)に示すチップの信号遅延を説明するためのタイミング図である。 FIG. 1 is a diagram for explaining a delay difference between signals in a semiconductor device. FIG. 1A is a block diagram illustrating an example of a chip (semiconductor device) on which a macro is mounted. FIG. These are timing charts for explaining signal delay of the chip shown in FIG.
図1(a)および図1(b)において、参照符号1はチップ、2はマクロ、Cdinはチップ1の入力データ、Cclkはチップ1の入力クロック、Mdinはマクロ2の入力データ、そして、Mclkはマクロ2の入力クロックを示す。
1 (a) and 1 (b),
なお、Ddは、チップ1のデータ入力からマクロ2のデータ入力までの遅延(データ遅延)を示し、また、Dclkは、チップ1のクロック入力からマクロ2のクロック入力までの遅延(クロック遅延)を示す。
Dd represents the delay (data delay) from the data input of
図1(a)に示されるように、例えば、チップ1上には、様々なマクロ2(図1(a)では、説明を簡略化するために1つのマクロのみを示す)が配置(搭載)されている。
As shown in FIG. 1 (a), for example, various macros 2 (only one macro is shown in FIG. 1 (a) for simplification of description) are arranged (mounted) on the
このようなマクロ2において、その入力クロックMclkに対する入力データMdinのセットアップ時間(ホールド時間)は、直接測定することが困難なため、チップ1のパッド(端子)からマクロ2の入力までの遅延時間を測定することが行われている。
In such a
すなわち、図1(b)に示されるように、例えば、マクロ2のセットアップ時間Tsum、チップ1のセットアップ時間をTsucとすると、次の[式1]が成り立つ。
Tsuc + Dclk = Dd + Tsum …… [式1]
That is, as shown in FIG. 1B, for example, when the setup time Tsum of the
Tsuc + Dclk = Dd + Tsum ... [Formula 1]
従って、マクロ2のセットアップ時間Tsumは、次の[式2]により求めることができる。
Tsum = Tsuc + Dclk − Dd …… [式2]
Therefore, the setup time Tsum of the
Tsum = Tsuc + Dclk−Dd …… [Formula 2]
すなわち、Tsumは、チップ1のデータ入力からマクロ2のデータ入力までのデータ遅延Dd、チップ1のクロック入力からマクロ2のクロック入力までのクロック遅延Dclk、および、チップ1のセットアップ時間Tsucを測定することにより求めることができる。
That is, Tsum measures the data delay Dd from the data input of
ここで、チップ1のセットアップ時間Tsucは、チップ1のパッドからクロックCLKおよび入力データDinを与えることにより測定することができる。なお、データ遅延Ddおよびクロック遅延Dclk(DclkとDdの遅延差)は、例えば、図2の遅延差検出回路により求めることができる。
Here, the setup time Tsuc of the
図2は、半導体装置の遅延差検出方法の一例を説明するための図であり、図2(a)は、マクロ2および遅延差検出回路3を搭載したチップを示すブロック図であり、図2(b)は、図2(a)に示すチップの信号遅延を説明するためのタイミング図である。
2 is a diagram for explaining an example of a delay difference detection method of the semiconductor device, and FIG. 2A is a block diagram showing a chip on which the
図2(a)において、参照符号3は、遅延差検出回路(D型フリップフロップ(D Flip-Flop:DFF))を示す。なお、図2(a)においても、説明を簡略化するために1つのマクロのみを示すが、チップ1には、複数のマクロが搭載されるのはいうまでもない。
In FIG. 2 (a),
図2(a)に示されるように、チップ1には、DFF(遅延差検出回路)3が設けられ、データ遅延Ddとクロック遅延Dclkの遅延差を測定するようになっている。すなわち、DFF3のデータ入力には、チップ1の入力データCdinが入力され、DFF3のクロック入力には、チップ1の入力クロックCclkが入力され、DFF3の出力(Q)は、チップ1の外部に取り出されるようになっている。
As shown in FIG. 2A, the
ここで、例えば、DFF3のデータ入力とマクロ2のデータ入力までの距離と、DFF3のクロック入力とマクロ2のクロック入力までの距離はほぼ等しくされ、それらの間に遅延が存在しても相殺してDdとDclkの遅延差を正確に検出できるようになっている。
Here, for example, the distance between the data input of DFF3 and the data input of
図2(b)に示されるように、例えば、入力データCdinの立ち上がりタイミングを時間的に変化(スイープ)させ、DFF3により、その入力データCdinの遷移を入力クロックCclkで取り込み、出力Qの立ち上がりタイミングをチップ1の外部で測定する。
As shown in FIG. 2B, for example, the rising timing of the input data Cdin is temporally changed (swept), the DFF3 takes in the transition of the input data Cdin with the input clock CClk, and the rising timing of the output Q Is measured outside the
この入力データCdin,入力クロックCclkおよび出力Qの立ち上がり(遷移)を測定することにより、データ遅延Ddとクロック遅延Dclkの遅延差を求めることができる。 By measuring the rising edge (transition) of the input data Cdin, the input clock CClk and the output Q, the delay difference between the data delay Dd and the clock delay Dclk can be obtained.
図3は、図2に示す半導体装置の遅延差検出方法の一例に適用されるD型フリップフロップを示す回路図であり、信号を取り込む(キャプチャする)のに使用する一般的なD型フリップフロップ(DFF3)を示すものである。 FIG. 3 is a circuit diagram showing a D-type flip-flop applied to an example of the delay difference detection method of the semiconductor device shown in FIG. 2, and a general D-type flip-flop used to capture (capture) a signal. (DFF3) is shown.
図3に示されるように、DFF3は、インバータ301〜307、pチャネル型MOS(pMOS)トランジスタ311〜314、および、nチャネル型MOS(nMOS)トランジスタ321〜324を含む。
As shown in FIG. 3, the
ここで、トランジスタ311,321およびインバータ302、並びに、トランジスタ313,323およびインバータ305は、それぞれトランスファーゲートとして機能する。また、入出力が交差接続された、インバータ303および304、並びに、インバータ306および307は、それぞれラッチとして機能する。
Here, the
トランジスタ311および321、並びに、トランジスタ313および323は、それぞれクロックCLKによりオン/オフしてトランスファーゲートの動作を制御する。また、トランジスタ312および322、並びに、トランジスタ314および324は、それぞれクロックCLKによりオン/オフしてラッチの動作を制御する。
The
インバータ302,303、305および306は、直列に接続され、初段のインバータ302の入力には、データDinが入力され、最終段のインバータ306からDFF3の出力Qが取り出されるようになっている。
The
なお、トランスファーゲート302,311、321およびラッチ306,307,314,324は、クロックCLKが低レベル『L』のとき動作状態となり(オンし)、クロックCLKが高レベル『H』のとき非動作状態となる(オフする)。
The
逆に、トランスファーゲート305,313、323およびラッチ303,304,312,322は、クロックCLKが『L』のときオフし、クロックCLKが『H』のときオンする。
Conversely, the
図4は、図3に示すD型フリップフロップの動作を説明するための図である。ここで、図4(a)は、データDinの変化(『L』から『H』への変化)がクロックCLKの変化よりも十分に早い場合を示すタイミング図である。 FIG. 4 is a diagram for explaining the operation of the D-type flip-flop shown in FIG. Here, FIG. 4A is a timing chart showing a case where the change of the data Din (change from “L” to “H”) is sufficiently faster than the change of the clock CLK.
さらに、図4(b)は、データDinの変化がクロックCLKの変化と近い場合を示すタイミング図であり、また、図4(c)は、データDinの変化がクロックCLKの変化よりも十分に遅い場合を示すタイミング図である。 Further, FIG. 4B is a timing diagram showing a case where the change of the data Din is close to the change of the clock CLK, and FIG. 4C is a case where the change of the data Din is sufficiently larger than the change of the clock CLK. It is a timing diagram which shows a case where it is late.
まず、図4(a)に示されるように、データDinの変化がクロックCLKの変化よりも十分に早い場合、DFF3は、データDinの『L』から『H』に変化したのを、クロックCLKの立ち上がりタイミングで取り込み、『L』から『H』に変化する出力Qを出力する。
First, as shown in FIG. 4A, when the change of the data Din is sufficiently faster than the change of the clock CLK, the
次に、図4(c)に示されるように、データDinの変化がクロックCLKの変化よりも十分に遅い場合、DFF3は、データDinの『L』を、クロックCLKの立ち上がりタイミングで取り込み、『L』のままの出力Qを出力する。
Next, as shown in FIG. 4C, when the change in the data Din is sufficiently slower than the change in the clock CLK, the
一方、図4(b)に示されるように、データDinの変化がクロックCLKの変化と近く、データDinが『L』から『H』に変化した直後にクロックCLKが『L』から『H』に変化すると、DFF3は、一瞬『H』に立ち上がって『L』に戻る出力Qを出力する。
On the other hand, as shown in FIG. 4B, the change in the data Din is close to the change in the clock CLK, and immediately after the data Din changes from “L” to “H”, the clock CLK changes from “L” to “H”. The
すなわち、クロックCLKのエッジ(立ち上がり)とデータDinの遷移(立ち上がり)がほぼ同時刻になると、ラッチによる取り込みタイミングと、トランスファーゲートによるデータの転送タイミングほぼ等しくなって、一時的にメタステーブル状態が生じる。 That is, when the edge (rising edge) of the clock CLK and the transition (rising edge) of the data Din are almost the same time, the fetch timing by the latch and the data transfer timing by the transfer gate are almost equal, and a metastable state is temporarily generated. .
このメタステーブル状態では、ラッチとトランスファーゲートの電荷供給能力の差などによって、意図しない方向(レベル)にラッチが確定してしまうことも生じ得る。その結果、DFF3の出力Qは、クロックCLKのエッジとデータDinの遷移の順序を正しく反映することができず、データ遅延Ddとクロック遅延Dclkの遅延差を正確に求めることが困難になる。
In this metastable state, the latch may be determined in an unintended direction (level) due to a difference in charge supply capability between the latch and the transfer gate. As a result, the output Q of the
図5は、半導体装置の遅延差検出方法の他の例を説明するための図であり、遅延差検出回路3の他の例、すなわち、DFF(D型フリップフロップ)を使わないで、データDinおよびクロックCLKの遷移をRS型フリップフロップで検出するものである。ここで、図5(a)は、遅延差検出回路3の他の例を示す回路図であり、図5(b)および図5(c)は、図5(a)の遅延差検出回路3における動作を説明するためのタイミング図である。
FIG. 5 is a diagram for explaining another example of the delay difference detection method of the semiconductor device. Another example of the delay
図5(a)に示されるように、遅延差検出回路3の他の例は、インバータ308およびNANDゲート331〜333を含む。データDinは、インバータ308を介してNANDゲート331の一方の入力に入力され、クロックCLKは、NANDゲート331の他方の入力に入力される。
As shown in FIG. 5A, another example of the delay
NANDゲート331の出力(ノードn1)は、NANDゲート332の一方の入力に入力され、NANDゲート332の出力(Q)は、遅延差検出回路3の出力Qとしてチップ1の外部に取り出されると共に、NANDゲート333の一方の入力に入力される。
The output (node n1) of the
NANDゲート333の出力は、NANDゲート332の他方の入力に入力され、これらNANDゲート332および333はラッチとして機能する。なお、NANDゲート333の他方の入力には、リセット信号RSTXが入力され、ラッチ(332,333)により保持された出力Qのリセットを行う。
The output of the
上述した図5(a)に示す回路により、DFFを使わないで、クロックCLKの立ち上がりに対するデータDinの立ち上がりのタイミング(時刻)を検出することができる。 The circuit shown in FIG. 5A described above can detect the rising timing (time) of the data Din relative to the rising edge of the clock CLK without using a DFF.
すなわち、図5(b)に示されるように、データDinの立ち上がり遷移がクロックCLKの立ち上がりタイミングよりも早いと、ノードn1は『H』を維持し、出力Qは『L』を維持する。 That is, as shown in FIG. 5B, when the rising transition of the data Din is earlier than the rising timing of the clock CLK, the node n1 maintains “H” and the output Q maintains “L”.
一方、図5(c)に示されるように、データDinの立ち上がり遷移がクロックCLKの立ち上がりタイミングよりも遅いと、ノードn1には、両者のタイミング差に対応して『L』に変化するパルスが発生する。なお、図5(b)および図5(c)において、リセット信号RSTXは、『H』となっている。 On the other hand, as shown in FIG. 5 (c), when the rising transition of the data Din is later than the rising timing of the clock CLK, the node n1 has a pulse that changes to “L” corresponding to the timing difference therebetween. Occur. In FIGS. 5B and 5C, the reset signal RSTX is “H”.
すなわち、図5(a)に示す遅延差検出回路は、図5(b)および図5(c)に示されるように、ノードn1に『L』に変化するパルスが発生するか否かにより、データDinとクロックCLKの立ち上がりのタイミングを判定するようになっている。 That is, the delay difference detection circuit shown in FIG. 5 (a) depends on whether or not a pulse changing to “L” is generated at the node n1, as shown in FIGS. 5 (b) and 5 (c). The rising timing of the data Din and the clock CLK is determined.
しかしながら、データDinとクロックCLKの遷移時刻がほぼ等しくなると、ノードn1に発生するパルスの幅が非常に狭くなって、そのパルスを検知することができずに出力Qに反映されないことが生じ得る。 However, when the transition times of the data Din and the clock CLK are substantially equal, the width of the pulse generated at the node n1 becomes very narrow, and the pulse may not be detected and reflected in the output Q.
図6は、図5に示す半導体装置の遅延差検出方法における課題を説明するための図である。ここで、図6(a)は、上述した図5(a)と同じ回路図であり、図6(b)は、上述した図5(c)において、データDinとクロックCLKの遷移時刻がほぼ等しい(Dinの立ち上がりがクロックCLKよりも僅かに遅い)場合のタイミング図である。 FIG. 6 is a diagram for explaining a problem in the delay difference detection method for the semiconductor device shown in FIG. Here, FIG. 6 (a) is the same circuit diagram as FIG. 5 (a) described above, and FIG. 6 (b) shows the transition time of the data Din and the clock CLK in FIG. It is a timing diagram in the case where they are equal (rising edge of Din is slightly later than the clock CLK).
図6(b)に示されるように、クロックCLKの立ち上がりに対するデータDinの立ち上がり遷移がクロックCLK立ち上がり遷移よりわずかに遅い場合、NANDゲート331の出力ノードn1は、『H』から『L』に一瞬変化する非常に狭いパルスを出力する。
As shown in FIG. 6B, when the rising transition of the data Din with respect to the rising edge of the clock CLK is slightly later than the rising edge transition of the clock CLK, the output node n1 of the
しかしながら、このノードn1における一瞬『H』から『L』に変化するパルスは、例えば、後段のラッチ(NANDゲート332)で検出することができず、出力Qは、図6(b)中の破線のように変化せず、実線のように『L』を維持する。すなわち、不感帯が存在することになってしまう。 However, the pulse that instantaneously changes from “H” to “L” at the node n1 cannot be detected by, for example, the latch (NAND gate 332) in the subsequent stage, and the output Q is a broken line in FIG. The “L” is maintained as shown by the solid line. That is, there is a dead zone.
図7は、図5に示す半導体装置の遅延差検出方法の変形例における課題を説明するための図であり、図7(a)は、本変形例の遅延差検出回路3の回路図を示し、図7(b)は、図7(a)に示す遅延差検出回路の動作を説明するためのタイミング図を示す。
FIG. 7 is a diagram for explaining a problem in the modification of the delay difference detection method for the semiconductor device shown in FIG. 5, and FIG. 7 (a) shows a circuit diagram of the delay
図7(a)と上述した図5(a)(図6(a))の比較から明らかなように、本変形例では、NANDゲート331の一方の入力に設けたインバータ308を削除し、入力にデータDinをNANDゲート331の一方の入力に直接入力している。
As is clear from the comparison between FIG. 7A and FIG. 5A (FIG. 6A) described above, in this modification, the
すなわち、図7(b)に示されるように、図7(a)に示す回路は、データDinの立ち下がり遷移がクロックCLKの立ち上がりタイミングよりも遅いとき、両者のタイミング差に対応して『L』に変化するパルスがノードn1に発生する。 That is, as shown in FIG. 7B, when the falling transition of the data Din is later than the rising timing of the clock CLK, the circuit shown in FIG. Is generated at the node n1.
しかしながら、図7(a)に示す遅延差検出回路3においても、上述したノードn1における一瞬『H』から『L』に変化するパルスは、例えば、後段のラッチで検出することがでず、出力Qは、図7(b)中の破線のように変化せず、実線のように『L』を維持する。すなわち、不感帯が存在することになってしまう。
However, also in the delay
なお、メタステーブル状態および不感帯の問題は、上述した回路だけに限定されるものではなく、様々な回路(遅延差検出回路)においても存在する。 Note that the problem of the metastable state and the dead zone is not limited to the circuit described above, but also exists in various circuits (delay difference detection circuit).
以下、本実施例の遅延差検出回路、半導体装置および半導体装置の遅延差検出方法を、添付図面を参照して詳述する。図8は、第1実施例に係る半導体装置における遅延差検出回路を示す回路図である。 Hereinafter, a delay difference detection circuit, a semiconductor device, and a delay difference detection method for a semiconductor device according to the present embodiment will be described in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 8 is a circuit diagram showing a delay difference detection circuit in the semiconductor device according to the first embodiment.
なお、半導体装置(チップ)1の全体は、例えば、前述した図2(a)と同様に、マクロ2および遅延差検出回路3により形成される。なお、チップ1には、複数のマクロが搭載されるのはいうまでもない。
Note that the entire semiconductor device (chip) 1 is formed by, for example, the
図8に示されるように、遅延差検出回路3は、インバータ(反転論理素子)31,32およびNANDゲート33〜38を含む。ここで、遅延差検出回路3は、2つのユニット3aおよび3bを有し、第1ユニット3aは、インバータ31およびNANDゲート33〜35を含み、第2ユニット3bは、インバータ32およびNANDゲート36〜38を含む。
As shown in FIG. 8, the delay
チップ1のパッドPclkに入力されたクロック(第1信号)CLKは、NANDゲート33の他方の入力に入力され、チップ1のパッドPdinに入力されたデータ(第2信号)Dinは、インバータ31を介してNANDゲート33の一方の入力に入力される。
The clock (first signal) CLK input to the pad Pclk of the
NANDゲート33の出力(ノードN3)は、NANDゲート34の一方の入力に入力され、NANDゲート34の出力は、遅延差検出回路3の第1出力Q1としてチップ1の外部に取り出されると共に、NANDゲート35の一方の入力に入力される。なお、第1出力Q1は、チップ1のパッドPq1から外部に取り出される。
The output (node N3) of the
NANDゲート35の出力は、NANDゲート34の他方の入力に入力され、これらNANDゲート34および35はラッチとして機能する。なお、NANDゲート35の他方の入力には、リセット信号RSTXが入力され、ラッチ(34,35)により保持された第1出力Q1のリセットを行う。すなわち、リセット信号RSTXは、例えば、データDinの立ち上がりタイミングを時間的に変化(スイープ)させるごとに、ラッチに保持されたデータをリセットする。
The output of the
また、パッドPdinに入力されたデータDinは、直接NANDゲート36の一方の入力に入力され、パッドPclkに入力されたクロックCLKは、インバータ32を介してNANDゲート36の他方の入力に入力される。
The data Din input to the pad Pdin is directly input to one input of the
NANDゲート36の出力(ノードN4)は、NANDゲート37の一方の入力に入力され、NANDゲート37の出力は、遅延差検出回路3の第2出力Q2としてチップ1の外部に取り出されると共に、NANDゲート38の一方の入力に入力される。なお、第2出力Q2は、チップ1のパッドPq2から外部に取り出される。
The output (node N4) of the
NANDゲート38の出力は、NANDゲート37の他方の入力に入力され、これらNANDゲート37および38はラッチとして機能する。なお、NANDゲート38の他方の入力には、リセット信号RSTXが入力され、ラッチ(37,38)により保持された第2出力Q2のリセットを行う。すなわち、リセット信号RSTXは、例えば、データDinの立ち上がりタイミングをスイープさせるごとに、ラッチに保持されたデータをリセットする。
The output of the
上述した図8に示す遅延差検出回路3を適用することにより、例えば、図5および図6を参照して説明した不感帯の影響を相殺し、データDinとクロックCLK間の遅延差をより正確に測定することが可能になる。
By applying the delay
例えば、第1出力Q1がパス(pass)からフェイル(fail)に変化するポイントと、第2出力Q2がパスからフェイルに変化するポイントを読み取り、両者の中間値を測定値として規定する。 For example, a point at which the first output Q1 changes from pass to fail and a point at which the second output Q2 changes from pass to fail are read, and an intermediate value between the two is defined as a measured value.
ここで、パスとは、チップ1のパッドPq1およびPq2に出力される第1および第2出力Q1およびQ2が高レベル『H』(期待値)になった場合であり、逆に、フェイルとは、第1および第2出力Q1およびQ2が低レベル『L』の場合である。
Here, the pass is a case where the first and second outputs Q1 and Q2 output to the pads Pq1 and Pq2 of the
なお、図8では、NANDゲート33〜38を適用した例を示したが、例えば、NANDゲートをNORゲートに置き換えることができるのはいうまでもない。さらに、第1ユニット3aおよび第2ユニット3bを同様の回路構成とすれば、様々に変形することが可能である。
Although FIG. 8 shows an example in which the
図9〜図11は、図8に示す半導体装置における動作を説明するための図である。まず、図8および図9において、外部からチップ1のパッドPclkに入力するクロックCLKが遷移する時刻と、外部からチップ1のパッドPdinに入力するデータDinが遷移する時刻との差をt0とする。
9 to 11 are diagrams for explaining the operation of the semiconductor device shown in FIG. First, in FIGS. 8 and 9, the difference between the time at which the clock CLK input from the outside to the pad Pclk of the
インバータ31による信号反転の遅延時間をt1とし、NANDゲート33による信号反転の遅延時間が、クロックCLKの立ち上がりに対するノードN3の立ち下がりと、ノードN1の立ち下がりに対するノードN3の立ち上がりとで等しいとする。
Assume that the delay time of signal inversion by the
なお、NANDゲード33の一方の入力には、データDinをインバータ31で反転した信号(ノードN1の信号:遅延時間t1)が入力され、他方の入力には、クロックCLKが入力される。
Note that a signal obtained by inverting the data Din by the inverter 31 (signal of the node N1: delay time t1) is input to one input of the
このとき、ノードN3に現れるパルス幅は、t0+t1となる。このt0+t1の幅を有するパルス信号が、第1出力Q1を低レベル『L』から高レベル『H』に反転させるのに十分なパルス幅ti以上であれば、Q1は『H』に遷移して、Q1はパスとなる。 At this time, the pulse width appearing at the node N3 is t0 + t1. If the pulse signal having the width of t0 + t1 is equal to or larger than the pulse width ti sufficient to invert the first output Q1 from the low level “L” to the high level “H”, Q1 transits to “H”. , Q1 is a path.
従って、Q1がフェイルからパスに変化する地点(変化点、タイミング)において、t0+t1=tiが成立する。ゆえに、その時のt0=ti−t1、すなわち、Q1にストローブを立ててスイープしたとき、フェイルからパスに変化する地点は、データDinの立ち上がりとクロックCLKの立ち上がりが同時となる地点よりも、ti−t1だけずれる。 Therefore, t0 + t1 = ti is established at the point where Q1 changes from fail to pass (change point, timing). Therefore, when t0 = ti-t1 at that time, that is, when the sweep is made with Q1 being strobe, the point where the fail changes to the pass is ti− rather than the point where the rising of the data Din and the rising of the clock CLK occur simultaneously. It shifts by t1.
次に、図8および図10において、外部からチップ1のパッドPclkに入力するクロックCLKが遷移する時刻と、外部からチップ1のパッドPdinに入力するデータDinが遷移する時刻との差をt0'とする。
Next, in FIGS. 8 and 10, the difference between the time at which the clock CLK input from the outside to the pad Pclk of the
インバータ32による信号反転の遅延時間をt1'とし、NANDゲート33による信号反転の遅延時間が、データDinの立ち上がりに対するノードN4の立ち下がりと、ノードN2の立ち下がりに対するノードN4の立ち上がりとで等しいとする。
If the delay time of the signal inversion by the
なお、NANDゲード36の一方の入力には、データDinが入力され、他方の入力には、クロックCLKをインバータ32で反転した信号(ノードN2の信号:遅延時間t1')が入力される。
Note that data Din is input to one input of the
このとき、ノードN4に現れるパルス幅は、t0'+t1'となる。このt0'+t1'の幅を有するパルス信号が、第2出力Q2を『L』から『H』に反転させるのに十分なパルス幅ti'以上であれば、Q2は『H』に遷移して、Q2はパスとなる。 At this time, the pulse width appearing at the node N4 is t0 ′ + t1 ′. If the pulse signal having the width of t0 ′ + t1 ′ is equal to or larger than the pulse width ti ′ sufficient to invert the second output Q2 from “L” to “H”, Q2 transits to “H”. , Q2 is a path.
従って、Q2がフェイルからパスに変化する地点において、−t0'+t1'=ti'が成立する。ゆえに、その時のt0'=−(ti'−t1')、すなわち、Q2にストローブを立ててスイープしたとき、フェイルからパスに変化する地点は、データDinの立ち上がりとクロックCLKの立ち上がりが同時となる地点よりも、−(ti'−t1')だけずれる。 Accordingly, −t0 ′ + t1 ′ = ti ′ is established at a point where Q2 changes from fail to pass. Therefore, when t0 ′ = − (ti′−t1 ′) at that time, that is, when sweeping with Q2 being strobe, the rising point of the data Din and the rising edge of the clock CLK are simultaneous at the point of change from fail to path. It is deviated by − (ti′−t1 ′) from the point.
そして、図11に示されるように、Q1およびQ2の両方に対する期待値を『H』とし、それぞれストローブを立ててパッドPclkに入力するクロックCLK対して、パッドPdinに入力するデータDinをスイープしながら試験を行う。 Then, as shown in FIG. 11, the expected value for both Q1 and Q2 is set to “H”, and the data Din input to the pad Pdin is swept with respect to the clock CLK input to the pad Pclk with each strobe set. Perform the test.
このとき、第1出力Q1がフェイルからパスに変化する地点P1、すなわち、Din − CLK(t0) は、次の[式3]により表すことができる。
Din − CLK(t0) = t1 − ti …… [式3]
At this time, the point P1 at which the first output Q1 changes from fail to path, that is, Din−CLK (t0) can be expressed by the following [Equation 3].
Din−CLK (t0) = t1−ti (Equation 3)
さらに、第2出力Q2がフェイルからパスに変化する地点P2、すなわち、Din − CLK(t0') は、次の[式4]により表すことができる。
Din − CLK(t0')= −(ti' − t1') …… [式4]
Furthermore, the point P2 where the second output Q2 changes from fail to path, that is, Din−CLK (t0 ′) can be expressed by the following [Equation 4].
Din−CLK (t0 ′) = − (ti′−t1 ′) (Equation 4)
ここで、インバータ31および32、並びに、NANDゲート33および36を、それぞれ同一ジメンション(dimension)で同一負荷となるようレイアウトすることによって、t1=t1'、ti=ti'とすることができる。
Here, by laying out the
従って、図11に示されるように、上記2つの地点P1およびP2の中間点(中間値)は、丁度データDinとクロックCLKが同時に遷移する地点(タイミング)であると言える。すなわち、不感帯(ti,ti')の影響、および、インバータ31,32による遅延(t1,t1')の影響は、2つの変化点(地点)P1およびP2の中間値を得ることにより相殺される。
Therefore, as shown in FIG. 11, it can be said that the intermediate point (intermediate value) between the two points P1 and P2 is a point (timing) at which the data Din and the clock CLK change at the same time. That is, the influence of the dead zone (ti, ti ′) and the influence of the delay (t1, t1 ′) by the
図12は、第1実施例に係る半導体装置の遅延差検出方法を説明するための図である。ここで、図12(a)に示されるように、データDinに関して、チップ1のパッドPdin(Cdin)からマクロ2のデータ入力(Mdin)までの信号伝搬遅延時間をTDdinとする。さらに、クロックCLKに関して、チップ1のパッドPclk(Cdin)からマクロ2のクロック入力(Mdin)までの信号伝搬遅延時間をTDclkとする。
FIG. 12 is a diagram for explaining the delay difference detection method of the semiconductor device according to the first example. Here, as shown in FIG. 12A, the signal propagation delay time from the pad Pdin (Cdin) of the
図12(b)のタイミング図に示されるように、Tr + TDdin = TDclk となり、従って、Tr = TDclk − TDdin が得られる。 As shown in the timing diagram of FIG. 12B, Tr + TDdin = TDclk is obtained, and therefore Tr = TDclk−TDdin is obtained.
すなわち、Q1の変化点と、Q2の変化点の中間地点において、Pclkの信号遷移時刻に対するPdinの信号遷移時刻読み取り値(Tr)が、データDinおよびクロックCLKのパッドから遅延測定対象地点までの信号伝搬遅延時間の差と一致することが分かる。 That is, at the intermediate point between the change point of Q1 and the change point of Q2, the signal transition time reading value (Tr) of Pdin with respect to the signal transition time of Pclk is a signal from the pad of data Din and clock CLK to the delay measurement target point. It can be seen that this is consistent with the difference in propagation delay time.
ここで、前述した図1との比較から明らかなように、パッドのデータDinは、チップ1の入力データCdinに対応し、パッドのクロックCLKは、チップ1の入力クロックCclkに対応する。また、遅延測定対象地点のデータDinは、マクロ2の入力データMdinに対応し、遅延測定対象地点のクロックCLKは、マクロ2の入力クロックに対応する。
Here, as is clear from the comparison with FIG. 1 described above, the pad data Din corresponds to the input data Cdin of the
従って、例えば、マクロ2のセットアップ時間Tsumは、前述した[式2]のように、チップ1のセットアップ時間Tsucと、遅延差 Dclk − Dd (Tr = TDclk − TDdin)から求めることができる。
Therefore, for example, the setup time Tsum of the
これにより、半導体装置に設けられたマクロのセットアップ時間やホールド時間などのタイミング制約を正しく定義することができ、半導体装置の性能を十分に発揮させることが可能になる。 Thereby, timing constraints such as setup time and hold time of a macro provided in the semiconductor device can be correctly defined, and the performance of the semiconductor device can be sufficiently exhibited.
図13は、第2実施例に係る半導体装置における遅延差検出回路を示す回路図である。なお、半導体装置(チップ)1の全体は、例えば、前述した図2(a)および第1実施例と同様に、マクロ2および遅延差検出回路3により形成される。なお、チップ1には、複数のマクロが搭載されるのはいうまでもない。
FIG. 13 is a circuit diagram showing a delay difference detection circuit in the semiconductor device according to the second embodiment. Note that the entire semiconductor device (chip) 1 is formed by, for example, the
図13および前述した図8の比較から明らかなように、第2実施例の遅延差検出回路3は、第1実施例において、NANDゲート31の一方の入力に設けたインバータ31を削除し、NANDゲート36の一方の入力にインバータ30を追加したものに相当する。
As is apparent from the comparison between FIG. 13 and FIG. 8 described above, the delay
図13に示されるように、遅延差検出回路3は、2つのユニット3aおよび3bを有し、第1ユニット3aは、NANDゲート33〜35を含み、第2ユニット3bは、インバータ30,32およびNANDゲート36〜38を含む。
As shown in FIG. 13, the delay
チップ1のパッドPdinに入力されたデータ(第1信号)Dinは、NANDゲート33の一方の入力、および、インバータ30を介してNANDゲート36の一方の入力に入力される。
Data (first signal) Din input to the pad Pdin of the
また、チップ1のパッドPclkに入力されたクロック(第2信号)CLKは、NANDゲート33の他方の入力、および、インバータ32を介してNANDゲート36の他方の入力に入力される。
The clock (second signal) CLK input to the pad Pclk of the
NANDゲート33の出力(ノードN13)は、NANDゲート34の一方の入力に入力され、NANDゲート34の出力は、遅延差検出回路3の第1出力Q11としてチップ1の外部に取り出されると共に、NANDゲート35の一方の入力に入力される。なお、第1出力Q11は、チップ1のパッドPq1から外部に取り出される。
The output (node N13) of the
NANDゲート35の出力は、NANDゲート34の他方の入力に入力され、これらNANDゲート34および35はラッチとして機能する。なお、NANDゲート35の他方の入力には、リセット信号RSTXが入力され、ラッチ(34,35)により保持された第1出力Q11のリセットを行う。すなわち、リセット信号RSTXは、例えば、データDinの立ち上がりタイミングを時間的に変化(スイープ)させるごとに、ラッチに保持されたデータをリセットする。
The output of the
また、NANDゲート36の出力(ノードN14)は、NANDゲート37の一方の入力に入力され、NANDゲート37の出力は、遅延差検出回路3の第2出力Q12としてチップ1の外部に取り出されると共に、NANDゲート38の一方の入力に入力される。なお、第2出力Q12は、チップ1のパッドPq2から外部に取り出される。
The output of the NAND gate 36 (node N14) is input to one input of the
NANDゲート38の出力は、NANDゲート37の他方の入力に入力され、これらNANDゲート37および38はラッチとして機能する。なお、NANDゲート38の他方の入力には、リセット信号RSTXが入力され、ラッチ(37,38)により保持された第2出力Q12のリセットを行う。すなわち、リセット信号RSTXは、例えば、データDinの立ち上がりタイミングをスイープさせるごとに、ラッチに保持されたデータをリセットする。
The output of the
図13に示す第2実施例の遅延差検出回路では、NANDゲート33は、データDinおよびクロックCLKを直接受け取り、NANDゲート36は、インバータ30および32を介して反転されたデータDinおよびクロックCLKを受け取る。
In the delay difference detection circuit of the second embodiment shown in FIG. 13,
ここで、インバータ30および32による遅延を等しいものとする。このとき、インバータ30によるデータDinの遅延とインバータ32によるクロックCLKの遅延は等しくなるため、NANDゲート36は、インバータ30および32が設けられていない場合と同様のパルスを出力することになる。
Here, the delays by the
上述した図13に示す遅延差検出回路3を適用することにより、例えば、図5および図6を参照して説明した不感帯の影響を相殺し、データDinとクロックCLK間の遅延差をより正確に測定することが可能になる。
By applying the delay
例えば、第1出力Q11がパスからフェイルに変化するポイントと、第2出力Q12がパスからフェイルに変化するポイントを読み取り、両者の中間値を測定値として規定する。なお、図13では、NANDゲート33〜38を適用した例を示したが、例えば、NANDゲートをNORゲートに置き換えることができるのは、前述した通りである。
For example, a point at which the first output Q11 changes from pass to fail and a point at which the second output Q12 changes from pass to fail are read, and an intermediate value between the two is defined as a measured value. Although FIG. 13 shows an example in which the
さらに、第1ユニット3aが第2ユニット3bの一部の共通回路構成部(例えば、インバータ30および32を除いた部分)と同様の回路構成を有していれば、様々に変形することが可能である。
Further, if the
図14〜図16は、図13に示す半導体装置における動作を説明するための図である。まず、図13および図14において、外部からチップ1のパッドPclkに入力するクロックCLKが遷移する時刻と、外部からチップ1のパッドPdinに入力するデータDinが遷移する時刻との差をt10とする。
14 to 16 are diagrams for explaining the operation of the semiconductor device shown in FIG. First, in FIGS. 13 and 14, the difference between the time at which the clock CLK input from the outside to the pad Pclk of the
NANDゲート33による信号反転の遅延時間が、クロックCLKの立ち上がりに対するノードN13の立ち下がりと、データDinの立ち下がりに対するノードN13の立ち上がりとで等しいとする。
Assume that the delay time of signal inversion by the
このとき、ノードN13に現れるパルス幅は、t10となる。このt10の幅を有するパルス信号が、第1出力Q1を『L』から『H』に反転させるのに十分なパルス幅ti以上であれば、Q11は『H』に遷移して、Q11はパスとなる。 At this time, the pulse width appearing at the node N13 is t10. If the pulse signal having the width of t10 is greater than or equal to the pulse width ti sufficient to invert the first output Q1 from “L” to “H”, Q11 transitions to “H”, and Q11 passes It becomes.
従って、Q11がフェイルからパスに変化する地点において、t10=tiが成立する。ゆえに、その時のt10=ti、すなわち、Q1にストローブを立ててスイープしたとき、フェイルからパスに変化する地点は、データDinの立ち上がりとクロックCLKの立ち上がりが同時となる地点よりも、tiだけずれる。 Therefore, t10 = ti holds at the point where Q11 changes from fail to pass. Therefore, when t10 = ti at that time, that is, when sweeping is performed with Q1 being strobe, the point where the fail changes to the pass is shifted by ti from the point where the rising edge of the data Din and the rising edge of the clock CLK are simultaneous.
次に、図13および図15において、外部からチップ1のパッドPclkに入力するクロックCLKが遷移する時刻と、外部からチップ1のパッドPdinに入力するデータDinが遷移する時刻との差をt10'とする。
Next, in FIGS. 13 and 15, the difference between the time at which the clock CLK input from the outside to the pad Pclk of the
また、インバータ30および32による信号反転の遅延時間を、それぞれt11およびt12とする。NANDゲート33による信号反転の遅延時間が、データDinの立ち上がりに対するノードN14の立ち下がりと、ノードN12の立ち下がりに対するノードN14の立ち上がりとで等しいとする。
In addition, delay times of signal inversion by the
なお、NANDゲード36の一方の入力には、データDinをインバータ30で反転した信号(ノードN11の信号:遅延時間t11)が入力される。また、NANDゲード36の他方の入力には、クロックCLKをインバータ32で反転した信号(ノードN12の信号:遅延時間t12)が入力される。
Note that a signal obtained by inverting the data Din by the inverter 30 (signal of the node N11: delay time t11) is input to one input of the
このとき、ノードN14に現れるパルス幅は、−t10'−t11+t12となる。この−t10'−t11+t12の幅を有するパルス信号が、第2出力Q12を『L』から『H』に反転させるのに十分なパルス幅ti'以上であれば、Q12は『H』に遷移して、Q12はパスとなる。 At this time, the pulse width appearing at the node N14 is −t10′−t11 + t12. If the pulse signal having the width of −t10′−t11 + t12 is equal to or larger than the pulse width ti ′ sufficient to invert the second output Q12 from “L” to “H”, Q12 transits to “H”. Q12 becomes a path.
従って、Q12がフェイルからパスに変化する地点において、−t10−t11+t12=ti'が成立する。ゆえに、その時のt10'=−(ti'+t11−t12)、すなわち、Q12にストローブを立ててスイープしたとき、フェイルからパスに変化する地点は、Dinの立ち上がりとCLKの立ち上がりが同時となる地点よりも、−(ti'+t11−t12)だけずれる。 Therefore, −t10−t11 + t12 = ti ′ is established at a point where Q12 changes from fail to pass. Therefore, t10 '=-(ti' + t11-t12) at that time, that is, when the strobe is swept in Q12, the point where the failure changes to the path is from the point where the rise of Din and the rise of CLK are simultaneous. Is shifted by − (ti ′ + t11−t12).
そして、図16に示されるように、Q11およびQ12の両方に対する期待値を『H』とし、それぞれストローブを立ててパッドPclkに入力するクロックCLK対して、パッドPdinに入力するデータDinをスイープしながら試験を行う。 Then, as shown in FIG. 16, the expected value for both Q11 and Q12 is set to “H”, and the data Din input to the pad Pdin is swept with respect to the clock CLK input to the pad Pclk with each strobe set. Perform the test.
このとき、第1出力Q11がフェイルからパスに変化する地点P11、すなわち、Din − CLK(t10) は、次の[式5]により表すことができる。
Din − CLK(t10) = ti …… [式5]
At this time, the point P11 at which the first output Q11 changes from fail to path, that is, Din−CLK (t10) can be expressed by the following [Equation 5].
Din−CLK (t10) = ti ...... [Formula 5]
さらに、第2出力Q12がフェイルからパスに変化する地点P12、すなわち、Din − CLK(t10') は、次の[式6]により表すことができる。
Din − CLK(t10')= −(ti' + t11 − t12) …… [式6]
Furthermore, the point P12 at which the second output Q12 changes from fail to path, that is, Din−CLK (t10 ′) can be expressed by the following [Equation 6].
Din−CLK (t10 ′) = − (ti ′ + t11−t12) (Equation 6)
ここで、インバータ30および32、並びに、NANDゲート33および36を、それぞれ同一ジメンションで同一負荷となるようレイアウトすることによって、t11=t12、ti=ti'とすることができる。
Here, by laying out the
従って、図16に示されるように、上記2つの地点P1およびP2の中間点(中間値)は、丁度データDinとクロックCLKが同時に遷移する地点(タイミング)であると言える。すなわち、インバータ30,32による遅延(t11,t12)の影響は、NANDゲート36〜38により変化点P2を発生するときに相殺され、また、不感帯(ti,ti')の影響は、2つの変化点P1およびP2の中間値を得ることにより相殺される。
Therefore, as shown in FIG. 16, it can be said that the intermediate point (intermediate value) between the two points P1 and P2 is a point (timing) at which the data Din and the clock CLK transit at the same time. That is, the influence of the delay (t11, t12) by the
図17は、第2実施例に係る半導体装置の遅延差検出方法を説明するための図である。ここで、図17(a)に示されるように、データDinに関して、チップ1のパッドPdin(Cdin)からマクロ2のデータ入力(Mdin)までの信号伝搬遅延時間をTDdinとする。さらに、クロックCLKに関して、チップ1のパッドPclk(Cdin)からマクロ2のクロック入力(Mdin)までの信号伝搬遅延時間をTDclkとする。
FIG. 17 is a diagram for explaining a delay difference detection method for a semiconductor device according to the second embodiment. Here, as shown in FIG. 17 (a), regarding the data Din, the signal propagation delay time from the pad Pdin (Cdin) of the
図17(b)のタイミング図に示されるように、Tr + TDdin = TDclk となり、従って、Tr = TDclk − TDdin が得られる。 As shown in the timing diagram of FIG. 17 (b), Tr + TDdin = TDclk is obtained, and therefore Tr = TDclk−TDdin is obtained.
すなわち、Q1の変化点と、Q2の変化点の中間地点において、Pclkの信号遷移時刻に対するPdinの信号遷移時刻読み取り値(Tr)が、データDinおよびクロックCLKのパッドから遅延測定対象地点までの信号伝搬遅延時間の差と一致することが分かる。 That is, at the intermediate point between the change point of Q1 and the change point of Q2, the signal transition time reading value (Tr) of Pdin with respect to the signal transition time of Pclk is a signal from the pad of data Din and clock CLK to the delay measurement target point. It can be seen that this is consistent with the difference in propagation delay time.
これにより、図12を参照して説明したように、半導体装置に設けられたマクロのセットアップ時間やホールド時間などのタイミング制約を正しく定義することができ、半導体装置の性能を十分に発揮させることが可能になる。 Thereby, as described with reference to FIG. 12, timing constraints such as the setup time and hold time of the macro provided in the semiconductor device can be correctly defined, and the performance of the semiconductor device can be sufficiently exhibited. It becomes possible.
以上において、遅延差検出回路の実施例は、NANDゲートを適用したものを説明したが、例えば、NORゲート等の様々な回路構成とすることが可能であり、また、クロックおよびデータを始めとする信号の論理も適宜変更することができるのはいうまでもない。 In the above, the example of the delay difference detection circuit has been described using the NAND gate. However, for example, various circuit configurations such as a NOR gate can be used, and a clock and data can be used. It goes without saying that the logic of the signal can be changed as appropriate.
以上、実施形態を説明したが、ここに記載したすべての例や条件は、発明および技術に適用する発明の概念の理解を助ける目的で記載されたものであり、特に記載された例や条件は発明の範囲を制限することを意図するものではない。また、明細書のそのような記載は、発明の利点および欠点を示すものでもない。発明の実施形態を詳細に記載したが、各種の変更、置き換え、変形が発明の精神および範囲を逸脱することなく行えることが理解されるべきである。 Although the embodiment has been described above, all examples and conditions described herein are described for the purpose of helping understanding of the concept of the invention applied to the invention and the technology. It is not intended to limit the scope of the invention. Nor does such a description of the specification indicate an advantage or disadvantage of the invention. Although embodiments of the invention have been described in detail, it should be understood that various changes, substitutions and modifications can be made without departing from the spirit and scope of the invention.
以上の実施例を含む実施形態に関し、さらに、以下の付記を開示する。
(付記1)
第1信号および第2信号の遅延差を測定する遅延差検出回路であって、
前記第1信号における正または負のいずれか一方の論理の第1論理信号、および、前記第2信号における正または負のいずれか一方の第2論理信号に従って変化する第1出力を出力する第1ユニットと、
前記第1論理信号と反対論理の第3論理信号、および、前記第2論理信号と反対論理の第4論理信号に従って変化する第2出力を出力する第2ユニットと、を有し、
前記第2信号をスイープさせながら、前記第1ユニットの出力が変化する第1変化点および前記第2ユニットの出力が変化する第2変化点を測定し、測定された前記第1変化点および前記第2変化点の中間値を得ることで前記第1信号および前記第2信号の遅延差を求める、
ことを特徴とする遅延差検出回路。
Regarding the embodiment including the above examples, the following supplementary notes are further disclosed.
(Appendix 1)
A delay difference detection circuit for measuring a delay difference between a first signal and a second signal,
A first output that changes in accordance with either a first logic signal of positive or negative logic in the first signal and a second logic signal of either positive or negative in the second signal. Unit,
A second logic unit that outputs a third logic signal opposite in logic to the first logic signal and a second output that changes in accordance with a fourth logic signal opposite in logic to the second logic signal;
While sweeping the second signal, a first change point where the output of the first unit changes and a second change point where the output of the second unit changes are measured, and the measured first change point and the measured Obtaining an intermediate value of a second change point to obtain a delay difference between the first signal and the second signal;
A delay difference detection circuit characterized by the above.
(付記2)
前記第1ユニットは、
前記第1論理信号および前記第2論理信号の変化タイミングを検知する第1論理ゲートと、
前記第1論理ゲートの出力におけるパルスを検出して保持する第1ラッチ回路と、を有し、
前記第2ユニットは、
前記第3論理信号および前記第4論理信号の変化タイミングを検知する第2論理ゲートと、
前記第2論理ゲートの出力におけるパルスを検出して保持する第2ラッチ回路と、を有する、
ことを特徴とする付記1に記載の遅延差検出回路。
(Appendix 2)
The first unit is:
A first logic gate for detecting a change timing of the first logic signal and the second logic signal;
A first latch circuit for detecting and holding a pulse at the output of the first logic gate;
The second unit is
A second logic gate for detecting a change timing of the third logic signal and the fourth logic signal;
A second latch circuit for detecting and holding a pulse at the output of the second logic gate;
The delay difference detection circuit according to
(付記3)
前記第1ラッチ回路および前記第2ラッチ回路は、リセット信号により保持しているデータをリセットする、
ことを特徴とする付記2に記載の遅延差検出回路。
(Appendix 3)
The first latch circuit and the second latch circuit reset data held by a reset signal;
3. The delay difference detection circuit according to
(付記4)
前記第1ユニットに設けられた第1論理反転素子は、前記第2信号を受け取って論理反転して前記第2論理信号を出力し、
前記第2ユニットに設けられた第2論理反転素子は、前記第1信号を受け取って論理反転して前記第3論理信号を出力する、
ことを特徴とする付記1乃至付記3のいずれか1項に記載の遅延差検出回路。
(Appendix 4)
A first logic inversion element provided in the first unit receives the second signal and inverts the logic to output the second logic signal;
A second logic inversion element provided in the second unit receives the first signal and inverts the logic to output the third logic signal;
The delay difference detection circuit according to any one of
(付記5)
前記第1論理反転素子による遅延および前記第2論理反転素子による遅延は、測定された前記第1変化点および前記第2変化点の中間値を得るときに相殺される、
ことを特徴とする付記4に記載の遅延差検出回路。
(Appendix 5)
The delay due to the first logic inverting element and the delay due to the second logic inverting element are offset when obtaining an intermediate value between the measured first change point and the second change point.
The delay difference detection circuit according to appendix 4, wherein:
(付記6)
前記第2ユニットは、
前記共通回路構成部と、
前記第2信号を受け取って論理反転して前記第4論理信号を出力する第1論理反転素子と、
前記第1信号を受け取って論理反転して前記第3論理信号を出力する第2論理反転素子と、を含む、
ことを特徴とする付記1乃至付記3のいずれか1項に記載の遅延差検出回路。
(Appendix 6)
The second unit is
The common circuit component;
A first logic inverting element that receives the second signal and logically inverts and outputs the fourth logic signal;
A second logic inverting element that receives the first signal and inverts the logic to output the third logic signal;
The delay difference detection circuit according to any one of
(付記7)
前記第1論理反転素子による遅延および前記第2論理反転素子による遅延は、前記第2ユニットが前記第2変化点を発生するときに相殺される、
ことを特徴とする付記6に記載の遅延差検出回路。
(Appendix 7)
The delay due to the first logic inverting element and the delay due to the second logic inverting element are offset when the second unit generates the second change point,
The delay difference detection circuit according to appendix 6, wherein
(付記8)
マクロが設けられた半導体装置であって、
第1信号が入力される第1入力パッドと、
第2信号が入力される第2入力パッドと、
前記第1入力パッドから前記マクロに対して前記第1信号を入力するときに生じる第1遅延、および、前記第2入力パッドから前記マクロに対して前記第2信号を入力するときに生じる第2遅延の遅延差を測定可能とする遅延差検出回路と、
前記遅延差検出回路からの第1出力を出力する第1出力パッドと、
前記遅延差検出回路からの第2出力を出力する第2出力パッドと、を有し、
前記遅延差検出回路は、付記1乃至付記7のいずれか1項に記載の遅延差検出回路であり、
前記第1出力は、前記遅延差検出回路における前記第1ユニットの出力であり、
前記第2出力は、前記遅延差検出回路における前記第2ユニットの出力である、
ことを特徴とする半導体装置。
(Appendix 8)
A semiconductor device provided with a macro,
A first input pad to which a first signal is input;
A second input pad for receiving a second signal;
A first delay that occurs when the first signal is input from the first input pad to the macro, and a second delay that occurs when the second signal is input from the second input pad to the macro. A delay difference detection circuit capable of measuring the delay difference of the delay;
A first output pad for outputting a first output from the delay difference detection circuit;
A second output pad for outputting a second output from the delay difference detection circuit,
The delay difference detection circuit is the delay difference detection circuit according to any one of
The first output is an output of the first unit in the delay difference detection circuit,
The second output is an output of the second unit in the delay difference detection circuit.
A semiconductor device.
(付記9)
マクロが設けられた半導体装置において、第1入力パッドからの第1信号が前記マクロに入力されるまでの第1遅延と、第2入力パッドからの第2信号が前記マクロに入力されるまでの第2遅延の遅延差を測定する半導体装置の遅延差検出方法であって、
前記第1信号における正または負のいずれか一方の論理の第1論理信号、および、前記第2信号における正または負のいずれか一方の第2論理信号に従って変化する第1出力を出力し、
前記第1論理信号と反対論理の第3論理信号、および、前記第2論理信号と反対論理の第4論理信号に従って変化する第2出力を出力し、
前記第2信号をスイープさせながら、前記第1ユニットの出力が変化する第1変化点および前記第2ユニットの出力が変化する第2変化点を測定し、
測定された前記第1変化点および前記第2変化点の中間値を得ることで前記第1信号および前記第2信号の遅延差を求める、
ことを特徴とする半導体装置の遅延差検出方法。
(Appendix 9)
In the semiconductor device provided with the macro, the first delay until the first signal from the first input pad is input to the macro and the second signal from the second input pad until the second signal is input to the macro. A method for detecting a delay difference of a semiconductor device for measuring a delay difference of a second delay, comprising:
Outputting a first logic signal of either positive or negative logic in the first signal and a first output that varies according to either the positive or negative second logic signal of the second signal;
Outputting a third logic signal having a logic opposite to the first logic signal, and a second output changing according to a fourth logic signal having a logic opposite to the second logic signal;
While sweeping the second signal, measure a first change point where the output of the first unit changes and a second change point where the output of the second unit changes,
Obtaining a delay difference between the first signal and the second signal by obtaining an intermediate value between the measured first change point and the second change point;
A method of detecting a delay difference of a semiconductor device.
1 半導体装置(チップ)
2 マクロ
3 遅延差検出回路
3a 第1ユニット
3b 第2ユニット
30,31,32 インバータ
33〜38 NANDゲート
1 Semiconductor device (chip)
2
Claims (6)
前記第1信号における正または負のいずれか一方の論理の第1論理信号、および、前記第2信号における正または負のいずれか一方の第2論理信号に従って変化する第1出力を出力する第1ユニットと、
前記第1論理信号と反対論理の第3論理信号、および、前記第2論理信号と反対論理の第4論理信号に従って変化する第2出力を出力する第2ユニットと、を有し、
前記第2信号をスイープさせながら、前記第1ユニットの出力が変化する第1変化点および前記第2ユニットの出力が変化する第2変化点を測定し、測定された前記第1変化点および前記第2変化点の中間値を得ることで前記第1信号および前記第2信号の遅延差を求める、
ことを特徴とする遅延差検出回路。 A delay difference detection circuit for measuring a delay difference between a first signal and a second signal,
A first output that changes in accordance with either a first logic signal of positive or negative logic in the first signal and a second logic signal of either positive or negative in the second signal. Unit,
A second logic unit that outputs a third logic signal opposite in logic to the first logic signal and a second output that changes in accordance with a fourth logic signal opposite in logic to the second logic signal;
While sweeping the second signal, a first change point where the output of the first unit changes and a second change point where the output of the second unit changes are measured, and the measured first change point and the measured Obtaining an intermediate value of a second change point to obtain a delay difference between the first signal and the second signal;
A delay difference detection circuit characterized by the above.
前記第1論理信号および前記第2論理信号の変化タイミングを検知する第1論理ゲートと、
前記第1論理ゲートの出力におけるパルスを検出して保持する第1ラッチ回路と、を有し、
前記第2ユニットは、
前記第3論理信号および前記第4論理信号の変化タイミングを検知する第2論理ゲートと、
前記第2論理ゲートの出力におけるパルスを検出して保持する第2ラッチ回路と、を有する、
ことを特徴とする請求項1に記載の遅延差検出回路。 The first unit is:
A first logic gate for detecting a change timing of the first logic signal and the second logic signal;
A first latch circuit for detecting and holding a pulse at the output of the first logic gate;
The second unit is
A second logic gate for detecting a change timing of the third logic signal and the fourth logic signal;
A second latch circuit for detecting and holding a pulse at the output of the second logic gate;
The delay difference detection circuit according to claim 1.
前記第2ユニットに設けられた第2論理反転素子は、前記第1信号を受け取って論理反転して前記第3論理信号を出力する、
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の遅延差検出回路。 A first logic inversion element provided in the first unit receives the second signal and inverts the logic to output the second logic signal;
A second logic inversion element provided in the second unit receives the first signal and inverts the logic to output the third logic signal;
3. The delay difference detection circuit according to claim 1, wherein the delay difference detection circuit is a delay difference detection circuit.
前記共通回路構成部と、
前記第2信号を受け取って論理反転して前記第4論理信号を出力する第1論理反転素子と、
前記第1信号を受け取って論理反転して前記第3論理信号を出力する第2論理反転素子と、を含む、
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の遅延差検出回路。 The second unit is
The common circuit component;
A first logic inverting element that receives the second signal and logically inverts and outputs the fourth logic signal;
A second logic inverting element that receives the first signal and inverts the logic to output the third logic signal;
3. The delay difference detection circuit according to claim 1, wherein the delay difference detection circuit is a delay difference detection circuit.
第1信号が入力される第1入力パッドと、
第2信号が入力される第2入力パッドと、
前記第1入力パッドから前記マクロに対して前記第1信号を入力するときに生じる第1遅延、および、前記第2入力パッドから前記マクロに対して前記第2信号を入力するときに生じる第2遅延の遅延差を測定可能とする遅延差検出回路と、
前記遅延差検出回路からの第1出力を出力する第1出力パッドと、
前記遅延差検出回路からの第2出力を出力する第2出力パッドと、を有し、
前記遅延差検出回路は、請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の遅延差検出回路であり、
前記第1出力は、前記遅延差検出回路における前記第1ユニットの出力であり、
前記第2出力は、前記遅延差検出回路における前記第2ユニットの出力である、
ことを特徴とする半導体装置。 A semiconductor device provided with a macro,
A first input pad to which a first signal is input;
A second input pad for receiving a second signal;
A first delay that occurs when the first signal is input from the first input pad to the macro, and a second delay that occurs when the second signal is input from the second input pad to the macro. A delay difference detection circuit capable of measuring the delay difference of the delay;
A first output pad for outputting a first output from the delay difference detection circuit;
A second output pad for outputting a second output from the delay difference detection circuit,
The delay difference detection circuit is the delay difference detection circuit according to any one of claims 1 to 4,
The first output is an output of the first unit in the delay difference detection circuit,
The second output is an output of the second unit in the delay difference detection circuit.
A semiconductor device.
前記第1信号における正または負のいずれか一方の論理の第1論理信号、および、前記第2信号における正または負のいずれか一方の第2論理信号に従って変化する第1出力を出力し、
前記第1論理信号と反対論理の第3論理信号、および、前記第2論理信号と反対論理の第4論理信号に従って変化する第2出力を出力し、
前記第2信号をスイープさせながら、前記第1ユニットの出力が変化する第1変化点および前記第2ユニットの出力が変化する第2変化点を測定し、
測定された前記第1変化点および前記第2変化点の中間値を得ることで前記第1信号および前記第2信号の遅延差を求める、
ことを特徴とする半導体装置の遅延差検出方法。 In the semiconductor device provided with the macro, the first delay until the first signal from the first input pad is input to the macro and the second signal from the second input pad until the second signal is input to the macro. A method for detecting a delay difference of a semiconductor device for measuring a delay difference of a second delay, comprising:
Outputting a first logic signal of either positive or negative logic in the first signal and a first output that varies according to either the positive or negative second logic signal of the second signal;
Outputting a third logic signal having a logic opposite to the first logic signal, and a second output changing according to a fourth logic signal having a logic opposite to the second logic signal;
While sweeping the second signal, measure a first change point where the output of the first unit changes and a second change point where the output of the second unit changes,
Obtaining a delay difference between the first signal and the second signal by obtaining an intermediate value between the measured first change point and the second change point;
A method of detecting a delay difference of a semiconductor device.
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