JPS61250571A - 半導体装置試験装置 - Google Patents

半導体装置試験装置

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JPS61250571A
JPS61250571A JP60091041A JP9104185A JPS61250571A JP S61250571 A JPS61250571 A JP S61250571A JP 60091041 A JP60091041 A JP 60091041A JP 9104185 A JP9104185 A JP 9104185A JP S61250571 A JPS61250571 A JP S61250571A
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timing
generator
wave form
waveform
test
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Shuji Kikuchi
修司 菊地
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/28Testing of electronic circuits, e.g. by signal tracer
    • G01R31/2851Testing of integrated circuits [IC]
    • G01R31/2882Testing timing characteristics

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は論理LSL、メモリLSI等の半導体装置を試
験する半導体装置試験装置に係り、特に、高速度で試験
をするのに好適な半導体装置試験装置に関する。
〔発明の背景〕
第4図は半導体装置試験装置に使用されているタイミン
グ発生器30とパターン発生器20の構成図である。第
4図において、タイミング発生器30では、発振器によ
りカウンタが駆動され、一方、複数のレジスタのうち選
択器により1つのレジスタが選択され、該選択されたレ
ジスタに予め設定されていた値と前記カウンタの内容と
が比較器で比較され、カウンタの値がレジスタの値と一
致したとき該一致信号でカウンタをリセットし次の周期
を開始する。また、この次の周期の開始に際しては別の
タイミング指定プーリ101により選択器を制御して別
のレジスタを選択する。ここで、複数のレジスタの夫々
に、異なる値を予め設定しておくと、第5図に示すよう
に、実時間で試験周期を変化させたシステムクロックが
得られる。
ここでタイミング指定データ101は、試験周期の指定
、試験波形出力タイミング及び被試験素子からの応答波
形判定タイミングの指定をするものであるから、どのよ
うな試験波形を被試験素子に与えるかを指示する波形指
定データ102.及び期待される応答波形を指示する期
待値指定データ106と対をなすものである。これ等の
各データ102.106はパターン発生器20から発生
されるので、タイミング指定データ101もパターン発
生器20から発生されるようになっている。
パターン発生器20では、波形指定データ102、期待
値指定データ106 、タイミング指定データ101、
及びこれらデータを発生する順序を指定するアドレス制
御データを予めメモリに格納しておき、アドレスレジス
タの指示するアドレスより読み出し発生している。アド
レスレジスタの値は、アドレス制御データの指示内容を
解釈実行する制御器により順次制御され、システムクロ
ック100により値を更新する。
第6図はタイミング発生器とパターン発生器の夫々にお
けるシステムクロックCK、CK’とタイミング指定デ
ータDT’、DTの関係を示したタイミングチャートで
ある。第6図に示すように、タイミング発生器で発生さ
れたシステムクロックCK (1)が、ある時間遅れを
伴ってパターン発生器へCK ’ (1)として伝達さ
れる。パターン発生器ではCK ’ (1)により、次
のタイミング指定データD T (1)を出力する。こ
のタイミング指定データD T (1)は、ある時間遅
延をもってタイミング発生器にDT’(1)として伝達
される。タイミング発生器では次のクロックCK (2
)により、タイミング指定データDT’(1)を取り込
み、タイミング制御に使用する。以下同様の動作を繰り
返す。このように、システムクロックの周期がタイミン
グ発生器においてタイミング指定データDTが確定する
までの遅延時間より長い時は、正常な動作が行なわれる
しかるに、第7図に示すようにシステムクロックCK 
(2) −CK (3)間の周期が短い場合には、CK
 (3)でタイミング発生器に取り込まなければならな
いデータD T ’ (2)の取り込みに失敗してしま
う。
斯かる事態が生じる虞がある為に、従来の半導体装置試
験装置では、タイミング発生器−システムクロックーパ
ターフ発生器→タイミング制御データ→タイミング発生
器へとつながる信号の伝達経路内での遅延時間より短い
周期での実時間タイミング制御は不可能であった。
更にまた、第8図に示す様な従来の論理LSI等の半導
体試験装置では、自走するlチップマイクロコンピュー
タやリセット端子のないカウンタrcを試験する場合、
まず被試験IC50が特定の初期状態にあることを検出
し、試験を開始しなければならない。たとえば、カウン
タlCの場合、電源を投入した後の出力値が特定できな
いため、カウンタにクロックパルスを与えなからカウン
タの出力値がゼロになった事を検出し、その後、クロッ
クを1発与えるごとに、その出力値が1.2゜・・・・
・・と推移し、カウント動作が行なわれるか否かを試験
する必要があ゛る。
第81!\図において、被試験素子50は上述したリセ
ット端子のないカウンタであるとする。この試験を行う
には、パターン発生器20が波形指定データ102によ
り波形発生器40に、クロックパルスを発生して被試験
素子50へ与えることを指示する。
同時にパターン発生器20は期待値指定データ106に
より判定器60に、“被試験素子の出力値がゼロである
か否か判定する”ことを指示する。これにより、被試験
素子50では、波形発生器40からクロックパルスが与
えられる毎に、その出力値を更新し、判定器60では、
その出力値がゼロであるか否かの判定をし、ゼロである
場合、判定結果108を出力する。パターン発生器20
は判定結果108により、“出力値ゼロを検出するテス
トパターン”の発生を中止し、素子の良否判定用パター
ン発生を開始する。
通常、半導体装置試験装置では高速動作を達成させるた
めに、その内部は幾段かのパイプライン構成となってい
る。すなわち、波形発生器40では波形指定データ10
2が与えられてから、実際にその対応した波形が出力さ
れるのは数サイクル後である。また、判定器60で判定
が行われてから判定結果108が出力されるのは数サイ
クル後であり、パターン発生器20で判定結果108に
より良否判定用パターン発生を開始するのは更に数サイ
クル後である。
従って、実際の運用にあたってはカウンタの出力値がゼ
ロになったサイクルから敗サイクル、または、それ以上
のサイクル数の後に良否判定用パターンが与えられるこ
とになる。ただし、ここで遅延するサイクル数は既知で
あり、装置固有のものであるため、それを意識してパタ
ーンを作成すれば、このような遅延は特に問題とはなら
ない。
遅延サイクル数が不定となる問題は、波形発生器40や
パターン発生器20と判定器60との動作位相時間差よ
りも短い周期で動作可能な試験装置において発生する。
一般の半導体装置試験装置では、波形発生器40と被試
験素子50、及び被試験素子50と判定器60との間は
ケーブルで接続されている。そのため、波形発生器40
で発生された試験波形104が被試験素子50へ伝わる
までの遅延時間と、被試験素子50の出力した応答波形
105が判定器60に伝達するまでの遅延時間により、
通常、判定器60の動作位相は波形発生器40に対して
20〜3Q n sec程度遅れたものとなる。従って
、判定器60からパターン発生器20へ伝送される判定
結果108は、動作位相の遅れたユニットから動作位相
の進んだユニットへ伝送される信号であり、先の従来例
で説明したパターン発生器20からタイミング発生器3
0へ伝送されるタイミング指定データ101と同様に伝
送タイミングに問題がある。すなわち、前記第7図を用
いて説明したタイミング指定データ101の伝送タイミ
ングと同様の理由で、伝送信号の消失問題が発生する。
尚、従来の半導体装置試験装置を開示するものとして、
日経エレクトロニクス誌(1980年3月31日号)P
88〜P106  r総合タイミング精度±500ps
の100 MHz、192ピンLSlテスタ」と題する
解説記事や、特開昭54−112178号公報がある。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、上記信号消失問題を解決し、非常に高
速度で動作している最中も実時間タイミングで制御可能
な半導体装置試験装置を提供することにある。
〔発明の概要〕
上記目的を達成するため、本発明では、パターン発生器
からタイミング発生器へのタイミング指定データ伝達経
路内、あるいは、判定器からパターン発生器への判定結
果伝達経路内の、いずれか一方または両方に複数段の一
時保持遅延伝達手段(パイプラインレジスタ)を設け、
−周期内でのタイミング指定データ等の伝達遅延時間を
装置の動作する最小周期より短くするとともに、実時間
で動作周期が変化しても、パターン発生器あるいは判定
器からタイミング発生器あるいはパターン発生器への信
号データが伝わるのに要するサイクル数が変わらないよ
うに駆動する。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の一実施例を第1図乃至第3図を参照して
説明する。
第1図は本発明による半導体装置試験装置の全体構成図
である。第1図において、タイミング発生器30は装置
全体を動作させるシステムクロックや試験波形の出力タ
イミングを発生する。パターン発生器20は試験波形の
種類を指定すると共にどのようなタイミングで波形を出
力するかの指定、そして被試験素子50からの応答波形
に対する期待値を指定する。波形発生器40はパターン
発生器30の指示する波形をタイミング発生器30から
のタイミングで発生し、被試験素子50に与える。判定
器60は被試験素子50の応答波形105を受け、これ
をパターン発生器20の指示する期待値と、タイミング
発生器30の指示するタイミングで比較判定する。
パンブライン10はパターン発生器20からのタイミン
グ指定データ101をタイミング発生器30へ伝送する
ためのものであり、周期が実時間で変化しても伝達に要
するサイクル数は変化しないよう、多相のクロックで動
作させている。
第2図は第1図に示したパイプライン10の動作例を示
したものである。ここでは、タイミング発生器30から
のシステムクロックCKに対してパターン発生器20で
のシステムクロックCKの位相が最小動作周期の3倍程
度遅延している場合を例に説明する。この時、第2図に
示した多相クロックCKI〜CK5を用いて、第1図の
パイプラインレジスタ11を駆動する。これにより、シ
ステムクロックCKとCK’との位相差は、挿入したパ
イプラインレジスタ11の段数により分割され、分割さ
れた各々のクロック位相差(GK’とCK5゜CK5と
CK4.CK4とCK3.CK3とCK2、CK2とC
K1.CKIとCKとの各々の位相差)が最小周期より
小さければ実時間で周期が変化しても正常にデータが伝
送される。つまり、CK’によりパターン発生器20よ
りタイミング制御データDTが出力される。次のクロッ
クによりDTが変化する前に、CK’より位相の進んだ
CK5に駆動されたパイプラインレジスタ11がDTを
正常に取り込む(DT5)。さらに次のクロックにより
、このDT5が変化する前に、より位相の進んだCK4
に駆動された次段のパイプラインレジスタがDT5を正
常に取り込む(DT4)。
そしてさらに次のクロックによりこのDT4が変化する
前に、より位相の進んだCK3に駆動された次段のパイ
プラインレジスタがDT4を正常に取り込む(DT3)
。そしてさらに次のクロックへとデータはDT−DT5
→DT4→DT3→DT2→DTI→DT’と正常に伝
達される。ここで使用した多相クロックは、第1図に示
すように、システムクロックを遅延手段12により少し
ずつ遅延させることによって得られる。また第1図に示
すように遅延手段12を直列に接続せずに、並列に接続
し、各々必要な遅延量を与えることによっても得られる
。また直列接続・並列接続を併用しても得られる。また
、タイミング発生器30によって直接に多相のクロック
を発生しても良い。要するに、タイミング発生器30の
動作位相、パターン発生器20の動作位相を含め各々の
位相差が最小周期より小さくなるような多相クロックが
得られれば何の方法によってもかまわないのである。
また、本実施例の説明ではパターン発生器20とタイミ
ング発生器30とを明確に区別し、パイプライン10を
その中間に位置づけた。しかしながら実際にはタイミン
グ発生器、パターン発生器の区別は明確ではなく、パイ
プライン10の位置付けはタイミングを制御するデータ
の発生源から、クロックの発生源までへの伝達経路内に
あれば何処でもよいのである。
また、本例で説明したパイプライン10は、実施例にお
けるタイミング制御データの伝達にのみ適用されるもの
ではなく、高速で動作する同期式のディジタルシステム
において、動作位相の遅れたディジタル回路ブロックか
ら動作位相の進んだディジタル回路ブロックへの信号伝
達経路に適用すれば効果をもたらすものである。−例と
して、半導体装置試験装置では被試験素子が特定の状態
になった事を検出して、ある処理に起動をかけるという
機能があるが、この機能を行うには第1図において判定
器60での判定結果をタイミング発生器。
パターン発生器等に帰還する必要がある。ここで判定器
60はタイミング発生器、パターン発生器等に比べ必然
的に遅れた位相で動作しなければならず、この判定結果
の帰還信号伝達経路内にパイプラインlOを適用すれば
高速で動作しても正常なデータの伝達が保証される。
第3図は上記例を図示した本発明の第2実施例に係る半
導体装置試験装置の構成図である。第3図に示すように
、判定結果108の伝達経路内に、先の実施例で説明し
たように構成したパイプラインレジスタ群10を入れで
ある。これにより、試験装置の動作周期が実時間で変化
しても判定器60からパターン発生器20へ判定結果1
08が伝達するに要するサイクル数を固定することがで
き、信号の消失を防ぐことが可能となる。ゆえに、高速
で動作する試験装置においても、被試験素子の応答波形
を判定し、その結果、次の試験パターンを決定するとい
う動作を正常に行うことができる。
以上の第2実施例に関する説明は、判定結果により、次
の試験パターンを決定するという動作を高速で正常に行
うための手段についてなされたが、判定結果により次の
周期を決定する場合や、次の波形を反転する、といった
場合には、判定結果信号を実施例中で説明したパイプラ
インレジスタ群lOを介して、タイミング発生器30や
波形発生器40へ伝達するように構成すれば良い。
〔発明の効果〕
本発明によれば、高速で動作する同期式ディジタルシス
テムである半導体装置試験装置において、動作位相の異
なるユニット間でのデータ伝達を正常に行なうことがで
き、実時間タイミング制御が可能になる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1実施例に係る半導体装置試験装置
の構成図、第2図は第1図に示したパイプラインの動作
タイミングチャート、第3図は本発明の第2実施例に係
る半導体装置試験装置の構成図、第4図は従来の半導体
装置試験装置の要部構成図、第5図はシステムクロック
の波形図、第6図及び第7図は従来の装置における動作
タイミングチャート、第8図は従来の半導体装置試験装
置の構成図である。 10・・・パイプライン、11・・・レジスタ、12・
・・遅延素子、20・・・パターン発生器、30・・・
タイミング発生器、40・・・波形発生器、60・・・
判定器。 代理人 弁理士  秋 本 正 実 第 2 肥 Cに′ 第 3 図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、システムを動作させるシステムクロック及び試験波
    形出力タイミングクロックを発生するタイミング発生手
    段と、試験波形の種類を指定すると共にタイミング指定
    データを出力するパターン発生手段と、前記タイミング
    発生手段からの試験波形出力タイミングクロックと前記
    パターン発生手段からの試験波形種類指定データとに基
    づいて試験波形を出力する波形発生手段と、被試験素子
    からの応答波形の良否を判定する判定手段とを備える半
    導体装置試験装置において、動作位相の遅れた前記いず
    れかの手段から動作位相の進んだ前記いずれかの手段へ
    の信号伝達経路内に、出力段側の動作位相が入力段側の
    動作位相より進むようにして構成された1段以上複数段
    のデータ一時保持遅延伝達手段を設けたことを特徴とす
    る半導体装置試験装置。 2、前記信号の伝達経路は、前記パターン発生手段から
    前記タイミング発生手段へ出力されるタイミング指定デ
    ータの伝達経路、あるいは、前記判定手段から前記パタ
    ーン発生手段へ出力される判定結果伝達経路のいずれか
    一方または両方であることを特徴とする特許請求の範囲
    第1項記載の半導体装置試験装置。
JP60091041A 1985-04-30 1985-04-30 半導体装置試験装置 Expired - Lifetime JPH0752213B2 (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS648677U (ja) * 1987-07-03 1989-01-18
JPH0862297A (ja) * 1994-08-26 1996-03-08 Nec Corp ディジタル信号処理lsiテスト回路
WO2011004532A1 (ja) * 2009-07-08 2011-01-13 日本電気株式会社 パイプライン回路、半導体装置およびパイプライン制御方法

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US8525567B2 (en) 2009-07-08 2013-09-03 Nec Corporation Pipeline circuit, semiconductor device, and pipeline control method

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