JPH1123662A - Lsi半導体装置 - Google Patents

Lsi半導体装置

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JPH1123662A
JPH1123662A JP9175534A JP17553497A JPH1123662A JP H1123662 A JPH1123662 A JP H1123662A JP 9175534 A JP9175534 A JP 9175534A JP 17553497 A JP17553497 A JP 17553497A JP H1123662 A JPH1123662 A JP H1123662A
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JP
Japan
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circuit
frequency
pll
output
signal
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JP9175534A
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English (en)
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Kinya Oo
欣也 大尾
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 LSI半導体チップに内蔵しているPLL回
路の出力周波数の測定を、LSI半導体チップの外部に
特殊な周波数測定装置を用いることなく可能とする。 【解決手段】 LSI半導体チップ1にPLL回路2を
内蔵し、PLL回路2の出力する被測定周波数信号7の
周波数をカウントするPLL周波数測定回路8もLSI
半導体チップ1に内蔵することにより、外部に特殊な周
波数測定装置を必要とせずに、LSIテスタ5のみで周
波数測定を可能とする。PLL周波数測定回路8は、P
LL回路2から出力されるパルス信号中のパルス数を計
数するnビットカウンタ12と、nビットカウンタ12
の計数期間を増減制御する計数期間制御回路17とで構
成し、nビットカウンタ12の出力信号をPLL周波数
測定回路8の出力信号としている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はLSI半導体チップ
に内蔵されたPLL(フェーズ・ロックド・ループ)回
路を有するLSI(大規模集積回路)半導体装置に関す
るもので、特にPLL回路の出力パルス信号の周波数を
測定するPLL周波数測定回路の構成に係る。
【0002】
【従来の技術】従来より、LSI半導体チップに内蔵し
ているPLL回路の周波数測定は、LSI半導体チップ
の外部に周波数測定装置を設け、周波数測定装置の出力
信号をLSIテスタに加えることにより行われる。具体
的には、LSI半導体チップに内蔵されたPLL回路を
動作させ、このPLL回路の出力パルス信号、すなわち
被測定周波数信号を周波数測定装置に入力し、周波数測
定装置において、被測定周波数信号を1/m分周(mは
任意の正整数)し、分周信号の例えば1個のハイレベル
の期間中に発生する基準クロックの個数をカウントし、
そのカウント値をLSIテスタに入力する。LSIテス
タでは、周波数測定装置から入力されるカウント値に基
づく演算によって何々ヘルツという形態の周波数測定結
果として出力するようになっている。なお、上記のLS
Iテスタとしては、例えば、アドバンテスト社製のT3
3XXシリーズ(T3341等)が用いられる。
【0003】以下、LSI半導体装置において、LSI
半導体チップに内蔵しているPLL回路のパルス信号の
周波数測定の従来例について、図面を参照しながら詳し
く説明する。図4はLSI半導体チップにPLL回路を
内蔵している従来のLSI半導体装置の周辺部の構成を
示す概略図である。図4において、1はLSI半導体チ
ップであり、ロジック回路(内部主回路)1a等を形成
している。2はLSI半導体チップ1に内蔵したPLL
回路であり、所定周波数のパルス信号を生成してLSI
半導体チップ1のロジック回路(内部主回路)1aへ供
給する。3は被測定周波数出力端子であり、この被測定
周波数出力端子3からPLL回路2のパルス信号が被測
定周波数信号としてLSI半導体チップ1の外部へ出力
される。4は周波数測定装置であり、PLL回路2から
出力される被測定周波数信号の周波数を測定、具体的に
は、被測定周波数信号を1/m分周した信号の例えば、
ハイレベルの期間内に生じる基準パルスの個数を計数
し、測定結果を出力する。5はLSIテスタであり、周
波数測定装置4から出力されるパルス数の計数値と分周
比とに基づき、被測定周波数信号の周波数を何々ヘルツ
の形態で出力する。6はLSIテスタ5より出力される
周波数測定結果である。
【0004】以上のように構成された装置について、以
下その動作を説明する。まず、LSI半導体チップ1に
内蔵されたPLL回路2を動作させると、PLL回路2
から被測定周波数信号であるパルス信号が出力され、L
SI半導体チップ1の被測定周波数出力端子3から外部
へ出力される。つぎに、被測定周波数出力端子3から周
波数測定装置4へ被測定周波数信号が供給され、周波数
測定装置4において、被測定周波数信号の周波数が測定
され、具体的には、被測定周波数信号を1/m分周した
信号の例えば、ハイレベルの期間内に生じる基準パルス
の個数が計数される。そして、周波数測定装置4の出力
信号がLSIテスタ5へ送られ、LSIテスタ5でパル
ス数の計数値と分周比とに基づく演算処理が行われ、L
SIテスタ5から被測定周波数信号の周波数が何々ヘル
ツの形態で周波数測定結果6として出力される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
LSI半導体装置では、LSI半導体チップ1に内蔵し
ているPLL回路2の周波数測定は、一般的な構成のL
SIテスタ5のみでは不可能であり、特殊な周波数測定
装置4を設ける必要があり、PLL回路2のパルス信号
の周波数測定を容易に行うことができなかった。
【0006】本発明はこのような問題に鑑み、LSI半
導体チップ外部に特殊な周波数測定装置を用いることな
く、LSIテスタだけで容易にPLL回路のパルス信号
の周波数測定を可能とするLSI半導体装置を提供する
ことを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項1記載の
LSI半導体装置は、LSI半導体チップと、このLS
I半導体チップに内蔵されパルス信号を生成してLSI
半導体チップの内部主回路へ供給するPLL回路と、P
LL回路から出力されるパルス信号の周波数を測定する
PLL周波数測定回路とを備え、PLL周波数測定回路
の出力信号をLSI半導体チップより外部へ出力するよ
うにしたことを特徴とする。
【0008】この構成によると、PLL周波数測定回路
の出力信号をLSIテスタに加えて演算処理するだけ
で、LSI半導体チップ外部に特殊な周波数測定回路を
用いることなく、LSI半導体チップに内蔵されたPL
L回路の出力パルス信号の周波数を容易に測定すること
ができる。本発明の請求項2記載のLSI半導体装置
は、請求項1記載のLSI半導体装置において、PLL
周波数測定回路を、PLL回路から出力されるパルス信
号のパルス数を計数するカウンタと、カウンタへのパル
スの計数期間を増減制御する計数期間制御回路とで構成
し、カウンタの出力信号をPLL周波数測定回路の出力
信号としたことを特徴とする。
【0009】この構成によると、計数期間制御回路に制
御信号を入力してカウンタにおける計数期間を調整する
ことにより、カウンタのビット数を変更しなくても、測
定可能な周波数範囲を調整することができる。たとえ
ば、計数期間を短くすれば、高い周波数まで測定が可能
となる。本発明の請求項3記載のLSI半導体装置は、
請求項2記載のLSI半導体装置において、カウンタの
ビット数と計数期間の長さを所定値に設定することによ
り、所望の周波数測定精度を得るようにしたことを特徴
とする。
【0010】この構成によると、カウンタのビット数と
計数期間の長さの設定を比例して変更することによっ
て、周波数測定精度を変更することができる。例えば、
カウンタのビット数を2倍にし、計数期間を2倍にすれ
ば、周波数測定精度を2倍に上げることができる。本発
明の請求項4記載のLSI半導体装置は、請求項2記載
のLSI半導体装置において、カウンタの各ビットの出
力値を出力またはデコードするデコード回路を設け、デ
コード回路の出力をPLL周波数測定回路の出力信号と
したことを特徴とする。
【0011】この構成によると、カウンタの各ビットの
出力値が周波数値へと変わる。また、デコードすること
によって、出力ビットの調整ができる。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明のLSI半導体装置
の実施の形態について、PLL周波数測定のための構成
も含めて、図面を参照しながら説明する。図1はLSI
半導体チップにPLL回路を内蔵している本発明の実施
の形態におけるLSI半導体装置の周辺部の構成を示す
概略図である。図1において、1はLSI半導体チップ
であり、ロジック回路(内部主回路)1a等を形成して
いる。2はLSI半導体チップ1に内蔵したPLL回路
であり、所定周波数のパルス信号を生成してLSI半導
体チップ1のロジック回路(内部主回路)1aへ供給す
る。
【0013】8はPLL周波数測定回路であり、PLL
回路2から出力されるパルス信号が被測定周波数信号と
して供給され、PLL回路2から出力される被測定周波
数信号の周波数を測定、具体的には、被測定周波数信号
の所定期間内のパルス数を計数する。7は周波数測定信
号出力端子であり、PLL周波数測定回路8によるパル
ス数の計数値をLSI半導体チップ1の外部へ出力す
る。5は従来例に示したものと同じLSIテスタであ
り、PLL周波数測定回路8から出力されるパルス数の
計数値と被測定周波数信号を計数する期間の長さとに基
づき、被測定周波数信号の周波数を何々ヘルツの形態で
出力する。6はLSIテスタ5より出力される周波数測
定結果である。図4の従来例との違いは、PLL周波数
測定回路8をLSI半導体チップ1に内蔵した点であ
る。
【0014】図2は本発明の実施の形態のLSI半導体
装置におけるPLL周波数測定回路8の概略ブロック図
を示すものである。図2において、9は被測定周波数信
号であり、図1のPLL回路2より出力された信号であ
る。10はLSIテスタ5から供給される計数期間可変
制御信号である。11はLSIテスタ5から供給される
リセット信号である。12はnビットカウンタ(nは任
意の正整数)であり、nビットパラレル出力端子13を
有している。14はANDゲートであり、15,16は
それぞれラッチ(Dフリップフロップ)であり、これら
はnビットカウンタ12の計数期間を増減制御する計数
期間制御回路17を構成している。なお、計数期間可変
制御信号10およびリセット信号11はLSIテスタ5
の共通のテスト用の端子から入力されることになる。ま
た、PLL周波数測定回路8における計測期間はLSI
外部より入力する信号で制御され、パターンプログラム
で作られる。
【0015】図4は、図3に示したPLL周波数測定回
路8の各部の動作波形を示すタイムチャートである。図
4において、(a)は被測定周波数信号9を示し、
(b)はリセット信号11を示し、(c)はラッチ16
の出力信号を示し、(d)は計測期間可変制御信号10
を示し、(e)はラッチ15の出力信号を示し、(f)
はANDゲート14の出力信号を示し、(g)はnビッ
トカウンタ12のnビットパラレル出力端子13の出力
値を示している。なお、リセット信号11の立ち上がり
からラッチ16の出力信号の立ち上がりまでに1クロッ
ク以上開いているが、これは回路遅延分を考慮したから
である。
【0016】以上のように構成されたLSI半導体装置
について、その動作を説明する。まず、LSI半導体チ
ップ1に内蔵しているPLL回路2を動作させ、PLL
回路2より被測定周波数信号9を出力させてPLL周波
数測定回路9へ入力させる。また、PLL周波数測定回
路8へ入力するリセット信号11は初期状態をローレベ
ル(以下、Lレベルと記す)とし、同じく計測期間可変
制御信号10は初期状態をハイレベル(以下、Hレベル
と記す)とする。
【0017】その結果、PLL周波数測定回路8では、
初期状態において、ラッチ16に対してLレベルのリセ
ット信号11が入力され、それをラッチ16が被測定周
波数信号9の立ち下がりで取り込んで保持し、ラッチ1
6の出力状態がLレベルに確定し、ラッチ16のLレベ
ルの出力がnビットカウンタ12のリセット端子に加え
られることで、nビットカウンタ12がリセットされ
る。その結果、nビットパラレル出力端子13は、初期
状態では16進数で0となる。
【0018】またこのときに、ラッチ15に対してHレ
ベルの計測期間可変制御信号10が入力され、それをラ
ッチ15が被測定周波数信号9の立ち下がりで取り込ん
で保持し、ラッチ16の出力状態がLレベルに確定す
る。その結果、ラッチ15のHレベルの出力がANDゲ
ート14に入力されることで、ANDゲート14が開
き、被測定周波数信号9がnビットカウンタ12へ入力
可能となる。ただし、このとき、nビットカウンタ12
はリセット状態にあり、カウントアップはされない。
【0019】その後、リセット信号11がHレベルに変
化し、それをラッチ16が被測定周波数信号9の立ち下
がりで取り込んで保持し、ラッチ16の出力状態がHレ
ベルに変化し、ラッチ16のHレベルの出力がnビット
カウンタ12のリセット端子に加えられることで、nビ
ットカウンタ12のリセット状態が解除される。その結
果、nビットカウンタ12は、ANDゲート14を通し
て入力される被測定周波数信号9のパルス数、つまり立
ち上がりの個数のカウントを開始することになる。
【0020】その後、所定時間が経過して、計測期間可
変制御信号10がLレベルに変化し、ラッチ15の出力
状態がLレベルに変化し、ラッチ15のLレベルの出力
がANDゲート14に加えられることで、ANDゲート
14が閉じ、被測定周波数信号9のnビットカウンタ1
2への入力が禁止される。その結果、nビットカウンタ
12は、カウントアップを停止することになり、nビッ
トカウンタ12のnビットパラレル出力端子13から最
終的に出力されるカウント値は、ラッチ16の出力がH
レベルに変化してnビットカウンタ12のリセットが解
除された時からラッチ15の出力がLレベルに変化して
nビットカウンタ12への被測定周波数信号9の入力が
禁止された時までの期間X(μsec)である。
【0021】つまり、Hレベルに変化したリセット信号
11を被測定周波数信号9でラッチした状態から、Lレ
ベルに変化した計測期間可変制御信号10を被測定周波
数信号9の信号でラッチした状態になるまでの期間X
(μsec)、被測定周波数信号9がnビットカウンタ
12まで伝搬し、nビットカウンタ12でカウントアッ
プされ、そのカウント値がnビットパラレル出力端子1
3より出力される。
【0022】nビットパラレル出力端子13より出力さ
れる信号をLSIテスタ5で、つぎの数式 測定したい周波数〔Hz〕=nビットカウンタのカウント
値/X(μsec) に従って、PLL回路2の出力周波数を算出し、周波数
測定結果6として出力する。
【0023】例えば、nビットカウンタ12のビット数
が10(n=10)でX(μsec)が12(μse
c)の場合、周波数は、 1024/(12×10-6) で求められ、カウント値に1ビットの誤差がある場合、
その誤差は、±0.08MHzになる。
【0024】以上のように、この実施の形態のLSI半
導体装置によれば、LSI半導体チップ1にPLL周波
数測定回路8をPLL回路2とともに内蔵したことによ
り、PLL周波数測定回路8の出力信号をLSIテスタ
5に加えて演算処理するだけで、LSI半導体チップ1
の外部に特殊な周波数測定回路を用いることなく、LS
I半導体チップ1に内蔵されたPLL回路2の出力パル
ス信号の周波数を容易に測定することができる。
【0025】また、PLL周波数測定回路8をPLL回
路2から出力されるパルス信号のパルス数を計数するn
ビットカウンタ12と、nビットカウンタ12へのパル
スの計数期間を増減制御する計数期間制御回路17とで
構成し、nビットカウンタ12の出力信号をPLL周波
数測定回路8の出力信号としたので、計数期間制御回路
17に計数期間制御信号を入力してnビットカウンタ1
2における計数期間を調整することにより、nビットカ
ウンタ12のビット数を変更しなくても、測定可能な周
波数範囲を調整することができる。たとえば、計数期間
を短くすれば、高い周波数まで測定が可能となる。
【0026】また、カウンタのビット数と計数期間の長
さを所定値に設定することにより、所望の周波数測定精
度を得るようにしたので、nビットカウンタ12のビッ
ト数と計数期間の長さの設定を比例して変更することに
よって、周波数測定精度を変更することができる。例え
ば、nビットカウンタ12のビット数を2倍にし、計数
期間を2倍にすれば、周波数測定精度を2倍に上げるこ
とができる。
【0027】なお、上記の実施の形態では、nビットカ
ウンタ12の各ビットの出力をそのまま出力してLSI
テスタ5へ供給するようにしたが、これに代えて、カウ
ンタの各ビットの出力値をデコードするデコード回路を
設け、デコード回路の出力をPLL周波数測定回路の出
力信号としてLSIテスタ5へ供給するようにしてもよ
い。
【0028】このデコード回路では、nビットカウンタ
12の出力のそのまま出力する場合と、デコードして出
力する場合がある。デコードを行うことにより端子数を
減少させることができ、またファンクションテストなど
で、期待値比較で判定する方法をとることができる。
【0029】
【発明の効果】請求項1記載のLSI半導体装置によれ
ば、PLL周波数測定回路の出力信号をLSIテスタに
加えて演算処理するだけで、LSI半導体チップ外部に
特殊な周波数測定回路を用いることなく、LSI半導体
チップに内蔵されたPLL回路の出力パルス信号の周波
数を容易に測定することができる。したがって、よりP
LL回路の周波数測定に自由度を提供することができ
る。
【0030】請求項2記載のLSI半導体装置によれ
ば、計数期間制御回路に制御信号を入力してカウンタに
おける計数期間を調整することにより、カウンタのビッ
ト数を変更しなくても、測定可能な周波数範囲を調整す
ることができる。請求項3記載のLSI半導体装置によ
れば、カウンタのビット数と計数期間の長さの設定を比
例して変更することによって、周波数測定精度を変更す
ることができる。
【0031】請求項4記載のLSI半導体装置によれ
ば、端子数を減少させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態のLSI半導体装置装置お
よびその周辺部の構成を示すブロック図である。
【図2】本発明の実施の形態のLSI半導体装置におけ
るPLL周波数測定回路の具体的な構成を示すブロック
図である。
【図3】本発明の実施の形態のLSI半導体装置におけ
るPLL周波数測定回路の各部のタイムチャートであ
る。
【図4】従来例のLSI半導体装置装置およびその周辺
部の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
1 LSI半導体チップ 2 PLL回路 3 被測定周波数出力端子 4 周波数測定装置 5 LSIテスタ 6 周波数測定結果 7 被測定周波数信号 8 PLL周波数測定回路 9 被測定周波数信号 10 計測期間可変制御信号 11 リセット信号 12 nビットカウンタ 13 nビットパラレル出力端子 14 ANDゲート 15 ラッチ 16 ラッチ 17 計数期間制御回路

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 LSI半導体チップと、このLSI半導
    体チップに内蔵されパルス信号を生成して前記LSI半
    導体チップの内部主回路へ供給するPLL回路と、前記
    PLL回路から出力されるパルス信号の周波数を測定す
    るPLL周波数測定回路とを備え、前記PLL周波数測
    定回路の出力信号を前記LSI半導体チップより外部へ
    出力するようにしたことを特徴とするLSI半導体装
    置。
  2. 【請求項2】 PLL周波数測定回路を、PLL回路か
    ら出力されるパルス信号のパルス数を計数するカウンタ
    と、前記カウンタの計数期間を増減制御する計数期間制
    御回路とで構成し、前記カウンタの出力信号をPLL周
    波数測定回路の出力信号としたことを特徴とする請求項
    1記載のLSI半導体装置。
  3. 【請求項3】 カウンタのビット数と計数期間の長さを
    所定値に設定することにより、所望の周波数測定精度を
    得るようにしたことを特徴とする請求項2記載のLSI
    半導体装置。
  4. 【請求項4】 カウンタの各ビットの出力値を出力また
    はデコードするデコード回路を設け、前記デコード回路
    の出力をPLL周波数測定回路の出力信号としたことを
    特徴とする請求項2記載のLSI半導体装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6621352B2 (en) 2000-10-30 2003-09-16 Hitachi, Ltd. Semiconductor integrated circuit device
JP2012154809A (ja) * 2011-01-26 2012-08-16 Mitsubishi Electric Corp モニタリング装置及びモニタリングシステム
JP2013088281A (ja) * 2011-10-18 2013-05-13 Denso Corp 周波数測定装置

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