JPH0510990A - 周波数測定方法とその装置並びに半導体テスタ - Google Patents

周波数測定方法とその装置並びに半導体テスタ

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JPH0510990A
JPH0510990A JP3161304A JP16130491A JPH0510990A JP H0510990 A JPH0510990 A JP H0510990A JP 3161304 A JP3161304 A JP 3161304A JP 16130491 A JP16130491 A JP 16130491A JP H0510990 A JPH0510990 A JP H0510990A
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Yoshihiko Hayashi
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 周波数カウンタによることなく、測定対象と
しての信号の周波数を容易に、しかも経済的に測定する
こと。 【構成】 被試験素子10からの出力信号はコンパレー
タ6で2値化された上、タイミング発生器3からのタイ
ミング信号104の周期毎にフェイルメモリ8にサンプ
リング値として取り込まれる。取り込まれたサンプリン
グ値を計算機9で解析することによって、被試験素子1
0からの出力信号の周波数が測定され得るものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、被試験素子、特に半導
体素子から出力される信号の周波数を測定する方法とそ
の装置、更にはそのような周波数測定機能を具備してな
る半導体テスタに関するものである。
【0002】
【従来の技術】これまで、周波数を測定するには、例え
ば「第3部門 電磁波基本測定」(電子情報通信ハンド
ブック 第一分冊:株式会社 オーム社 昭和63年3
月30日発行、第152頁)に記載されている周波数カ
ウンタによるものが知られている。この周波数カウンタ
によって被試験素子より出力される信号の周波数を測定
するには、図6に示すように、周辺にパターン発生器
2、タイミング発生器3およびフェイルメモリ8を配し
てなるLSIテスタ(波形フォーマッタ4a、ドライバ
5a、デジタルコンパレータ7a、コンパレータ6aお
よびリレー(接点)12aを内蔵)が被試験素子10に
接続されるようになっているが、被試験素子10の任意
ピンから出力される信号の周波数を測定する際には、リ
レー(接点)12aが切替えされた上、被測定信号がリ
レー(接点)13を介し周波数カウンタ11に入力され
ることによって、その被測定信号の周波数が測定される
ようになっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来技
術による場合には、被試験素子のピンを周波数カウンタ
に切替接続するためのリレーや、周波数カウンタまでの
信号伝送用ケーブルが必要となっている。一方、被試験
素子自体は近年の微細半導体加工技術の進歩によって、
その集積度が飛躍的に向上されており、これに伴い外部
との間で多数の入出力信号を授受すべく多ピン化の傾向
にあるばかりか、その動作速度も高速化されつつあるの
が現状である。したがって、このような状況からすれ
ば、これまでの周波数測定方法は被試験素子にそのまま
適用することは困難なものとなっているのが実情であ
る。周波数測定のためのリレーや信号伝送用ケーブル等
のハードウェアの増大化や、動作速度の高速化に伴う部
品コストの上昇については考慮されておらず、被試験素
子に対する試験を経済的に行ない得ないというものであ
る。
【0004】本発明の第1の目的は、周波数カウンタに
よることなく、測定対象としての信号の周波数を測定し
得る周波数測定方法を供するにある。本発明の第2の目
的は、その周波数測定方法を実施するのに好適とされた
周波数測定装置を供するにある。本発明の第3の目的
は、そのような周波数測定装置を周波数測定機能として
具備してなる半導体テスタを供するにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記各種目的は、基本的
には、半導体テスタ(LSIテスタ)のタイミング発生
器、パターン発生器、コンパレータ、デジタルコンパレ
ータ、フェイルメモリ、シンセサイザおよび計算機を用
いることによって、被測定対象としての信号の周波数を
測定することによって達成される。
【0006】
【作用】パターン発生器はコンパレータの期待値を
“1”または“0”に固定し、タイミング発生器ではま
た、シンセサイザからの基準クロックを分周することに
よって、デジタルコンパレータへの比較タイミング信号
が作成されるようになっている。この比較タイミング信
号の周期で、被試験素子からの出力信号を期待値と比較
判定し、その比較判定結果はフェイルメモリに一旦格納
されるが、計算機ではフェイルメモリの内容を読み出し
計算することによって、被試験素子からの出力信号の周
波数が求められるものである。
【0007】
【実施例】以下、本発明を図1から図5により説明す
る。先ず本発明による周波数測定装置について説明すれ
ば、図1は一例でのその構成を被試験素子とともに示し
たものである。また、図2は測定の結果得られる周波数
とサンプリング周波数の関係を、更に、図3は周波数測
定手順のフローをそれぞれ示したものである。本発明に
よる周波数測定装置は、図1に示すように、シンセサイ
ザ1、パターン発生器2、タイミング発生器3、波形フ
ォーマッタ4、ドライバ5、コンパレータ6、デジタル
コンパレータ7、フェイルメモリ8および計算機9より
構成されたものとなっている。
【0008】さて、実際に被試験素子10から出力され
る信号の周波数を測定するに際しては、デジタルコンパ
レータ7への比較タイミング信号としてのストローブ信
号104の周期(以下、その周期の逆数をサンプリング
周波数fsと称す)は、最高周波数期待値femaxと最
小周波数期待値feminから以下のように設定される。
【0009】
【数1】
【0010】したがって、シンセサイザ1での発振周波
数fo100とタイミング発生器3での分周数nは、サ
ンプリング周波数fsとの間で以下の関係を満足するよ
うに設定される。
【0011】
【数2】
【0012】以上のようにサンプリング周波数fsが設
定された状態で、パターン発生器2からデジタルコンパ
レータ7への期待値101は”0”、または”1”に固
定され、また、被試験素子10からの応答信号(出力信
号)102はコンパレータ6を介しデジタルコンパレー
タ7で期待値101とストローブ信号104のタイミン
グで比較判定されるものとなっている。比較判定結果は
フェイルメモリ8にW回取り込まれた後は、計算機9に
読み出された上、その応答信号の周波数が計算によって
求められているものである。
【0013】ここで、より具体的に図2,図3を用い周
波数の測定方法を詳細に説明すれば以下のようである。
即ち、フェイルメモリ8の内容は、サンプリング周波数
fsで応答信号102をサンプリングした後、コンパレ
ータ6での比較判定レベル105により2値化されたデ
ータと同等である。この2値化されたデータの1サイク
ルのサンプルポイント数Nsは以下のように求められ
る。
【0014】
【数3】
【0015】ただし、Ncはフェイルメモリ内のサイク
ル数を、NspはNcサイクルのサンプルポイント数で
ある。このようにして求められたサンプルポイント数N
sから、被測定周波数候補fi(m)はサンプリング定理
より以下の2つの式の何れかで表わせるものである。
【0016】
【数4】
【0017】
【数5】
【0018】この関係を図示すれば、図2(図2は4段
構成のものとして図示)中に最上段(第1段)のものと
して示したものとなる。これから判るように、多数の周
波数候補が存在しているが、本例では、実線表示の(1
+1/Ns)fsが真値であるとして、多数の周波数候
補の内から真値を検索する場合が想定されている。
【0019】多数の周波数候補の内から真値を検索する
には、被測定周波数候補fi(m)が求められた後、サン
プリング周波数fsはΔf分だけ高いサンプリング周波
数fs′に更新設定されるようになっている。
【0020】
【数6】
【0021】サンプリング周波数fsがサンプリング周
波数fs′に更新設定された状態で、再度W回サンプリ
ングしその結果をフェイルメモリに書き込むが、既述の
ようにして、1サイクルのサンプルポイント数Ns′を
求め、被測定周波数候補fi′(m)が既述の場合と同
様にして求められるが、求められた被測定周波数候補f
i′(m)を図2に第2段目のものとして示す。図2の第
1段目と第2段目では同一周波数が測定されていること
から、必ずfi(m)とfi′(n)が一致する周波数が存在
するが、一致した周波数が1個であれば一致した周波数
fid(m)が被測定周波数fiとして求められるもので
ある。ただし、サンプリング数Wが有限であることか
ら、fi(m)とfi′(n)は完全には一致しない。そこ
で、次式が成立するfi(m)とfi′(n)が検索される。
【0022】
【数7】
【0023】ただし、式中、Aは任意の数である。とこ
ろで、図2に示す例では、真値(1+1/Ns)fsと
(1+1/Ns)fs′とが一致している場合が示され
ているが、ここで、一致する周波数が多数個存在する場
合での判別法について説明すれば、一致した周波数fi
d(m)に対してサンプリング周波数fs″(m)が以下のよ
うに設定されるようになっている。
【0024】
【数8】
【0025】ただし、数8中のBは任意の数である。再
度W回サンプルしその結果をフェイルメモリに書き込む
が、その結果よりサンプルポイント数Ns″(m)を既述
の式より求め、以下の関係を満足するfid(m)を被測
定周波数fiとすればよいものである。
【0026】
【数9】
【0027】ただし、式中、Cは任意の数である。
【0028】さて、図2における第3段目のものは周波
数候補(1+1/Ns)fsに対してサンプル周波数f
s″を求め、サンプリングした場合での結果を、また、
第4段目のものは周波数候補(n−1/Ns)fsに対
して同様にサンプリングした場合での結果を示したもの
である。周波数候補(1+1/Ns)fsに対するサン
プリング結果からは(1+1/Ns)fsが上式を満足
し、被測定周波数fiであることが判明し、周波数候補
(n−1/Ns)fsに対するサンプリング結果は上式
を満たさないため、被測定周波数fiでないことが判
る。
【0029】図3は以上説明した測定手順をフローとし
て示したものであるが、これについては以上の説明より
明らかであるので、これ以上の説明は要しない。
【0030】次に、本発明による周波数測定装置の他の
例を図4を用い説明する。図4は図1に示すLSIテス
タの構成のうち、周波数測定に必要な要部部分を示した
ものである。本例でのものは図4に示すように、コンパ
レータ6、Dフリップフロップ14、シンセサイザ1、
メモリ15および計算機9よりなる。コンパレータ6で
は比較レベル105で入力信号106が2値化される
が、2値化後の入力信号106は更にDフリップフロッ
プ14でシンセサイザ1からのクロックによりサンプリ
ングされた上、サンプリング結果はメモリ15に書き込
まれるようになっている。その後、計算機9によりサン
プリング結果を読み出され、周波数が計算によって求め
られているものである。したがって、図1に示すものと
同様にして、図3に示すフローチャートに従って周波数
が測定され得るものである。
【0031】以上、本発明をまとめると図5に示す構成
となる。入力信号106は2値化回路17により2値化
された後は、サンプリングゲート16でシンセサイザ1
からのサンプリング信号でサンプリングされた上、メモ
リ13に記憶されるものとなっている。その後、メモリ
13からはサンプリング結果が計算機9に読み出される
ことで、図3に示す手順で周波数が測定されるものであ
る。周波数の測定は何も被試験素子からの出力信号に限
定される必要はなく、図4、あるいは図5に示すよう
に、入力端子に任意に印加された信号の周波数を測定し
得るものである。以上の説明からも判るように、被試験
素子の出力信号を比較判定するタイミングを可変とし、
判定結果から出力信号の周波数を求めることが可能であ
る。また、この周波数測定では周波数カウンタを要する
ことなく、LSIテスタのハードウェアがそのまま使用
可能とされることから、被試験素子と周波数カウンタ間
を接続するためのリレーや信号伝送ケーブルが不要とさ
れたものとなっている。
【0032】
【発明の効果】以上、説明したように、請求項1〜3に
よる場合は、周波数カウンタによることなく、測定対象
としての信号の周波数を容易に、しかも経済的に測定し
得る周波数測定装置が、また、請求項4による場合に
は、測定対象としての信号の周波数を容易に、しかも経
済的に測定し得る周波数測定方法が、更に請求項5によ
れば、そのような周波数測定装置を周波数測定機能とし
て具備してなる半導体テスタがそれぞれ得られるものと
なっている。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明による周波数測定装置の一例で
のその構成を被試験素子とともに示す図
【図2】図2は、本発明に係る周波数測定原理を説明す
るための周波数スペクトラムを示す図
【図3】図3は、本発明に係る周波数測定手順のフロー
を示す図
【図4】図4は、図1に示すLSIテスタの構成のう
ち、周波数測定に必要な要部部分を示す図
【図5】図5は、図4に示す要部部分を一般的な構成と
して示す図
【図6】図6は、従来技術に係る周波数測定方法を説明
するための図
【符号の説明】
1…シンセサイザ、2…パターン発生器、3…タイミン
グ発生器、4…波形フォーマッタ、5…ドライバ、6…
コンパレータ、7…デジタルコンパレータ、8…フェイ
ルメモリ、9…計算機、10…被試験素子、13,15
…メモリ、14…Dフリップフロップ、16…サンプリ
ングゲート、17…2値化回路。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 周波数発生手段と2値化手段の出力をサ
    ンプリング手段に接続した上、該サンプリング手段の出
    力に記憶手段を接続し、該記憶手段を計算機と接続した
    構成を特徴とする周波数測定装置。
  2. 【請求項2】 周波数発生手段と2値化手段の出力をサ
    ンプリング手段に接続した上、該サンプリング手段の出
    力に記憶手段を接続し、該記憶手段を計算機と接続した
    構成の周波数測定装置において、周波数発生手段をシン
    セサイザおよびタイミング発生器として、2値化手段を
    コンパレータとして、サンプリング手段をデジタルコン
    パレータとして、記憶手段をフェイルメモリとして構成
    したたことを特徴とする周波数測定装置。
  3. 【請求項3】 周波数発生手段と2値化手段の出力をサ
    ンプリング手段に接続した上、該サンプリング手段の出
    力に記憶手段を接続し、該記憶手段を計算機と接続した
    構成の周波数測定装置において、周波数発生手段をシン
    セサイザとして、2値化手段をコンパレータとして、サ
    ンプリング手段をDフリップフロップとして構成したこ
    とを特徴とする周波数測定装置。
  4. 【請求項4】 周波数発生手段と2値化手段の出力をサ
    ンプリング手段に接続した上、該サンプリング手段の出
    力に記憶手段を接続し、該記憶手段を計算機と接続した
    構成を特徴とする周波数測定装置における周波数測定方
    法であっって、少なくとも2種類以上の異なるサンプリ
    ング周波数で入力信号をサンプルすることによって、該
    入力信号の周波数を測定することを特徴とする周波数測
    定方法。
  5. 【請求項5】 周波数発生手段と2値化手段の出力をサ
    ンプリング手段に接続した上、該サンプリング手段の出
    力に記憶手段を接続し、該記憶手段を計算機と接続した
    構成を特徴とする周波数測定装置を周波数測定機能とし
    て具備してなる構成の半導体テスタ。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6774081B1 (en) 2003-01-03 2004-08-10 Council Of Scientific And Industrial Research Process for preparing vanadyl pyrophosphate catalyst
JP2007225414A (ja) * 2006-02-23 2007-09-06 Yokogawa Electric Corp 半導体デバイスの検査方法及び検査装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6774081B1 (en) 2003-01-03 2004-08-10 Council Of Scientific And Industrial Research Process for preparing vanadyl pyrophosphate catalyst
JP2007225414A (ja) * 2006-02-23 2007-09-06 Yokogawa Electric Corp 半導体デバイスの検査方法及び検査装置

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