JPWO2009022691A1 - 試験装置 - Google Patents

Abstract

被試験デバイスを試験する試験装置であって、被試験デバイスが出力する出力信号のサイクルごとに、位相が異なる複数のストローブ信号を発生するマルチストローブ発生部と、複数のストローブ信号のそれぞれのタイミングで、出力信号の値を取得する複数のタイミング比較部と、複数のストローブ信号のそれぞれのタイミングにおいて取得された出力信号の値に基づいて、出力信号の変化点に位置するストローブ信号を識別する変化点情報を生成する変化点検出部と、入力される変化点情報を格納する変化点格納器と、変化点検出部が出力する変化点情報を、変化点格納器に入力するか否かを出力信号のサイクルごとに選択する選択部と、変化点格納器に格納されたそれぞれの変化点情報に基づいて、出力信号のジッタを算出する算出部とを備える試験装置を提供する。

Description

本発明は試験装置に関する。本出願は、下記の米国出願に関連する。文献の参照による組み込みが認められる指定国については、下記の出願に記載された内容を参照により本出願に組み込み、本出願の一部とする。
米国特許出願１１／８３９，５３５ 出願日 ２００７年８月１５日

半導体チップ等の被試験デバイスを試験する項目として、被試験デバイスの出力信号に含まれるジッタ量を測定する試験が考えられる。ジッタは、例えば理想的な信号のエッジタイミングに対する、実信号のエッジタイミングの時間差であるので、実信号のエッジタイミングを測定することで、ジッタを測定できる。

例えば、出力信号の論理値を所定のサンプリング間隔でサンプリングしてメモリに格納する。メモリに取り込んだデータを解析することにより、出力信号の論理値が変化するタイミングを検出できる。そして、それぞれの変化点のタイミングと、理想的な変化点のタイミングとの時間差から、出力信号のタイミングジッタを求めることができる（例えば、特許文献１参照）。
特開２００４−１２５５５２号公報

観測されるジッタは、多数の原因によるジッタが重ね合わされたものとなる。例えば、被試験デバイスにおける電源ノイズ、クロックノイズ、回路ブロック毎のノイズ、測定ノイズ等の様々な要因によりジッタが生じる。しかし、従来のジッタ測定においては、メモリに取り込んだ測定結果からは、どのような要因でどのようなジッタが生じているかを解析することが困難である。

そこで本明細書に含まれる技術革新（イノベーション）の１つの側面においては、上記の課題を解決することのできる試験装置を提供することを目的とする。この目的は請求の範囲における独立項に記載の特徴の組み合わせにより達成される。また従属項は本発明の更なる有利な具体例を規定する。

即ち、本明細書に含まれるイノベーションに関連する側面による装置の一つの例によると、被試験デバイスを試験する試験装置であって、被試験デバイスが出力する出力信号のサイクルごとに、位相が異なる複数のストローブ信号を発生するマルチストローブ発生部と、複数のストローブ信号のそれぞれのタイミングで、出力信号の値を取得する複数のタイミング比較部と、複数のストローブ信号のそれぞれのタイミングにおいて取得された出力信号の値に基づいて、出力信号の変化点に位置するストローブ信号を識別する変化点情報を生成する変化点検出部と、入力される変化点情報を格納する変化点格納器と、変化点検出部が出力する変化点情報を、変化点格納器に入力するか否かを出力信号のサイクルごとに選択する選択部と、変化点格納器に格納されたそれぞれの変化点情報に基づいて、出力信号のジッタを算出する算出部とを備える試験装置を提供する。

なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。

本発明の一つの実施形態に係る試験装置１００の構成の一例を示す図である。 タイミング比較部２０及びマルチストローブ発生部３０の構成の一例を示す図である。 変化点検出部４０の構成の一例を示す図である。 タイミング比較部２０及び変化点検出部４０の動作の一例を示すタイミングチャートである。 選択部５０の動作の一例を説明する図である。 図５Ａにおいて説明した選択部５０の動作の一例を示すタイミングチャートである。 選択部５０の他の動作例を説明する図である。 図６Ａにおいて説明した選択部５０の動作の一例を示すタイミングチャートである。 選択部５０の他の動作例を説明する図である。 図７Ａにおいて説明した選択部５０の動作の一例を示すタイミングチャートである。 選択部５０の他の動作例を説明する図である。 図８Ａにおいて説明した選択部５０の動作の一例を示すタイミングチャートである。 処理部７０の構成の一例を示す図である。 ジッタ分布の一例を示す図である。 処理部７０の他の構成例を示す図である。 ジッタ系列のスペクトラムの一例を示す図である。 算出部７２が生成した出力信号のジッタ系列の一例を示す図である。 位相範囲のそれぞれの位置に対して算出される平均ジッタ量の一例を示す図である。

符号の説明

１０・・・ドライバ、１２・・・パターン発生器、１４・・・レベル比較部、１６・・・プログラムカウンタ、２０・・・タイミング比較部、２２・・・フリップフロップ、２４・・・遅延素子、３０・・・マルチストローブ発生部、３２・・・遅延素子、４０・・・変化点検出部、４２・・・排他的論理和回路、４４・・・エンコーダ、５０・・・選択部、６０・・・変化点メモリ、７０・・・処理部、７２・・・算出部、７４・・・分布生成部、７６・・・調整部、７８・・・フーリエ変換部、８０・・・範囲設定レジスタ、８２・・・抽出部、８４・・・検出部、９０・・・電力測定部、１００・・・試験装置、２００・・・被試験デバイス

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は請求の範囲にかかる発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

図１は、本発明の一つの実施形態に係る試験装置１００の構成の一例を示す図である。試験装置１００は、半導体チップ等の被試験デバイス２００を試験する。例えば試験装置１００は、被試験デバイス２００が出力する出力信号のジッタを測定して、被試験デバイス２００の良否を判定するジッタ試験を行ってよい。また試験装置１００は、ジッタ試験に加え、被試験デバイス２００が出力する出力信号の論理値パターンを測定して、被試験デバイスの良否を判定する機能試験を行う機能を有してよい。試験装置１００は、パターン発生器１２、ドライバ１０、レベル比較部１４、タイミング比較部２０、マルチストローブ発生部３０、変化点検出部４０、選択部５０、変化点メモリ６０、及び処理部７０を備える。

パターン発生器１２は、予め定められた論理値パターンを有する試験信号を生成して、ドライバ１０を介して被試験デバイス２００に供給する。ドライバ１０は、試験信号の波形を整形して、被試験デバイス２００に入力してよい。

レベル比較部１４は、被試験デバイス２００の出力信号のレベルと、与えられる参照レベルとを比較した比較結果を出力する。例えばレベル比較部１４は、出力信号のレベルが参照レベルより大きい期間においてＨ論理を出力して、出力信号のレベルが参照レベル以下である期間においてＬ論理を出力してよい。

マルチストローブ発生部３０は、出力信号のサイクル毎に、位相が異なる複数のストローブ信号を発生する。例えばマルチストローブ発生部３０は、時間軸で略等間隔に配置された複数のストローブ信号を、出力信号のサイクル毎に生成してよい。タイミング比較部２０は、マルチストローブ発生部３０から与えられるストローブ信号のタイミングで、出力信号の論理値を取得する。つまりタイミング比較部２０は、出力信号の１サイクルの間に、複数のストローブ信号に応じた複数のタイミングで出力信号の値を取得する。

変化点検出部４０は、複数のストローブ信号のそれぞれのタイミングで取得された出力信号の値に基づいて、出力信号の各サイクルにおける変化点（エッジ）の位置を検出する。例えば変化点検出部４０は、各サイクルのいずれのストローブ信号において、出力信号の論理値が遷移したかを検出して、当該ストローブ信号を識別する変化点情報を出力信号のサイクル毎に生成してよい。例えば変化点検出部４０は、変化点を検出したストローブ信号の、当該サイクルでの時間軸における順番に基づいて、変化点情報を生成してよい。また、変化点検出部４０は、予め設定される期間内において、出力信号の連続する全てのサイクルで変化点のタイミングを検出してよい。

選択部５０は、変化点検出部４０が出力する変化点情報を変化点メモリ６０に入力するか否かを、出力信号のサイクル毎に選択する。例えば選択部５０は、特定の原因によるジッタを測定すべく、当該原因によりジッタが生じるサイクルの変化点情報を選択して、変化点メモリ６０に入力する。

一例として選択部５０は、被試験デバイス２００が所定の状態となるサイクルにおける変化点情報を選択して変化点メモリ６０に入力してよい。この場合、被試験デバイス２００が特定の状態となったときのジッタを選択的に測定することができる。

変化点メモリ６０は、変化点情報を格納する変化点格納器の一例である。変化点メモリ６０は、選択部５０から入力される変化点情報を順次格納する。他の構成例では、変化点格納器として変化点カウンタを設けてもよい。変化点カウンタは、検出された変化点の位置（例えば変化点を検出したストローブ信号の各サイクルにおける位相）毎に、変化点が検出された回数を計数することにより、変化点情報を格納してよい。また、変化点格納器として、変化点メモリ６０及び変化点カウンタの双方を設けてもよい。処理部７０は、変化点格納器（本例では変化点メモリ６０）が格納した変化点情報を解析する。処理部７０は、ハードウェア及びソフトウェアのいずれを用いてデータ処理を行ってよく、これらの組み合わせでデータ処理を行ってもよい。

例えば処理部７０は、変化点メモリ６０に格納されたそれぞれの変化点情報に基づいて、出力信号のジッタを算出する。上述したように、被試験デバイス２００が所定の状態となるサイクルにおける変化点情報を選択して変化点メモリ６０に入力する場合、処理部７０は、被試験デバイス２００が特定の状態となったときのジッタを算出することができる。また選択部５０は、被試験デバイス２００の状態毎に、変化点情報を変化点メモリ６０に入力してもよい。この場合、処理部７０は、被試験デバイス２００の状態毎のジッタを解析することができる。

被試験デバイス２００の所定の状態とは、例えば１サイクルにおける状態を指してよく、また複数サイクルに渡って変動する状態を指してもよい。例えば、被試験デバイス２００が有する所定のフリップフロップが、所定の論理値を保持する状態であってよく（１サイクルにおける状態）、当該フリップフロップが複数のサイクルにおいて順次保持する論理値パターンが、所定の論理値パターンとなる状態であってもよい（複数サイクルにおける状態）。

また、被試験デバイス２００の機能試験を行う場合、処理部７０は、タイミング比較部２０が検出した出力信号と、出力信号の期待値を示す所定の期待値信号とを比較することにより、被試験デバイス２００が正常に機能しているか否かを判定してよい。例えば処理部７０は、出力信号の論理値パターンと、期待値信号の論理値パターンとを比較することにより、被試験デバイス２００が正常に機能しているか否かを判定してよい。期待値信号は、試験信号に基づいて、パターン発生器１２が生成してよい。例えばパターン発生器１２は、試験信号の論理値パターンに応じた論理値パターンを有する期待値信号を生成してよい。

また、本例における試験装置１００は、一つの出力信号を測定したが、他の例では複数の出力信号を並列に測定してもよい。この場合、試験装置１００は、図１に示した構成を複数組有してよい。

図２は、タイミング比較部２０及びマルチストローブ発生部３０の構成の一例を示す図である。上述したようにマルチストローブ発生部３０は、位相の異なる複数のストローブ信号を有するマルチストローブを、出力信号のサイクル毎に出力する。本例におけるマルチストローブ発生部３０は、縦続接続された複数の遅延素子３２−ｋ（但し、ｋは１からｎの自然数）を有する。

それぞれの遅延素子３２が出力する信号を取り出すことにより、位相の異なる複数のストローブ信号を生成することができる。また、初段の遅延素子３２−１には、出力信号と同一周期でパルスが配置されたクロック信号が入力される。これにより、出力信号のそれぞれのサイクルにおいて、位相の異なる複数のストローブ信号を生成することができる。

ここで、複数の遅延素子３２が生成する遅延の総和は、出力信号の１周期より小さくてよい。また、それぞれの遅延素子３２における遅延量は同一であってよい。この場合、時間軸において等間隔に配置された複数のストローブ信号を生成できる。また、複数のストローブ信号が有するべき時間軸における配置パターンに基づいて、それぞれの遅延素子３２における遅延量を調整してもよい。

また、遅延素子３２における遅延量は一定であってよく、また可変であってもよい。例えば、遅延素子３２における遅延量は、ジッタを測定すべき測定分解能に応じて調整可能であってよい。

タイミング比較部２０は、複数の遅延素子３２に一対一に対応する複数のフリップフロップ２２を有する。それぞれのフリップフロップ２２は、レベル比較部１４が出力する出力信号の論理値を、対応する遅延素子３２が出力するストローブ信号のタイミングで取得する。

それぞれのフリップフロップ２２には、レベル比較部１４が出力する出力信号の論理値が、略同一の伝送遅延量を有する伝送路を介して入力されてよい。この場合、タイミング比較部２０は、対応する遅延素子３２の遅延量に応じたタイミングで、出力信号の論理値を取得する。

また図２に示すように、タイミング比較部２０は、縦続接続された複数の遅延素子２４−ｋ（但し、ｋは１からｎの自然数）を更に有してよい。複数の遅延素子２４は、複数の遅延素子３２と一対一に対応して設けられる。

初段の遅延素子２４には、レベル比較部１４が出力する論理値が入力される。それぞれの遅延素子２４は、入力される論理値を順次遅延させて、後段の遅延素子２４に入力する。それぞれの遅延素子２４の遅延量は同一であってよい。また、遅延素子２４の遅延量は、遅延素子３２の遅延量とは異なる値が設定される。

それぞれのフリップフロップ２２は、対応する遅延素子２４が出力する論理値を、対応する遅延素子３２が出力するストローブ信号のタイミングで取得する。このような構成により、タイミング比較部２０は、対応する遅延素子２４及び遅延素子３２における遅延量の差分に応じて位相が異なる複数のタイミングで、出力信号の論理値を取得する。このように、本例におけるストローブ信号の位相差は、遅延素子２４及び遅延素子３２における遅延量の差分により定まる。このため、遅延素子３２が生成できる最小の遅延量より細かい時間分解能で、出力信号の論理値をサンプリングすることができる。

それぞれのフリップフロップ２２が取得した論理値は、変化点検出部４０に入力される。例えばフリップフロップ２２がｎ個設けられている場合、変化点検出部４０には、出力信号のサイクル毎にｎビットのデータが入力される。このとき、当該データにおいて隣接するビットは、時間軸において隣接するストローブ信号のタイミングで検出された出力信号の論理値を示す。つまり、各サイクルにおける当該データの各ビットの値は、当該ビットに対応するフリップフロップ２２が、当該サイクルにおいて取得した論理値を示す。

図３は、変化点検出部４０の構成の一例を示す図である。変化点検出部４０は、複数の排他的論理和回路４２及びエンコーダ４４を有する。それぞれの排他的論理和回路４２には、タイミング比較部２０からサイクル毎に入力されるデータのうち、隣接するビットの論理値の排他的論理和を出力する。

それぞれの排他的論理和回路４２は、入力されるビットの論理値が遷移しているときに論理値１を出力して、入力されるビットの論理値が遷移していないときに論理値０を出力する。つまり、それぞれの排他的論理和回路４２は、対応する２つのストローブ信号の間に、出力信号の論理値が遷移しているときに論理値１を出力して、出力信号の論理値が遷移していないときに論理値０を出力する。このため、論理値１を出力する排他的論理和回路４２の位置（番号）を、出力信号のサイクル毎に検出することにより、各サイクルにおける変化点の時間軸における位置を検出できる。

エンコーダ４４は、それぞれの排他的論理和回路４２が出力する論理値を、出力信号のサイクル毎に受け取る。例えばエンコーダ４４は、出力信号のサイクル毎に、（ｎ−１）ビットのデータを受け取る。そして、エンコーダ４４は、受け取ったデータにおいて論理値１を示すビットの位置を、例えば２進法で表現したデータを生成して、選択部５０に出力する。このような処理により、変化点情報のビット数を圧縮することができる。

図４は、タイミング比較部２０及び変化点検出部４０の動作の一例を示すタイミングチャートである。図４においてＴは、出力信号の理想的な周期を示す。マルチストローブ発生部３０には、Ｔ〜２Ｔ、２Ｔ〜３Ｔ、３Ｔ〜４Ｔ、・・・の各サイクルにおいて、複数のストローブ信号を生成する。マルチストローブ発生部３０は、出力信号の各サイクルにおいて、サイクル全体に渡って配置される複数のストローブ信号を生成してよく、図４に示すように、各サイクルの所定の期間に渡って配置される複数のストローブ信号を生成してもよい。例えば出力信号の立ち上がりの変化点を検出する場合、マルチストローブ発生部３０は、出力信号の各サイクルの前半に配置される複数のストローブ信号を生成してよい。

タイミング比較部２０は、それぞれのストローブ信号のタイミングで、出力信号の論理値を取得する。当該取得結果は、出力信号のサイクル毎に、変化点検出部４０に入力される。変化点検出部４０の複数の排他的論理和回路４２は、受け取ったデータにおいて論理値が遷移するビット位置を、出力信号のサイクル毎に検出する。そして、エンコーダ４４は、排他的論理和回路４２が検出したビット位置を２進法で表現したデータを出力する。例えばＴ〜２Ｔのサイクルにおいて、排他的論理和回路４２が検出するビット位置は２番目のビットであり、エンコーダ４４は、「０１０」のデータを変化点情報として出力する。

図５Ａは、選択部５０の動作の一例を説明する図である。上述したように選択部５０は、ジッタを測定するべきサイクルに対して、変化点検出部４０が検出した変化点情報を選択して、変化点メモリ６０に入力する。本例において、ジッタを測定するべきサイクルは、パターン発生器１２から受け取るイネーブル信号Ｅｎにより指定されてよい。

例えばパターン発生器１２は、被試験デバイス２００の機能試験において生成する期待値信号に代えて、出力信号のジッタを測定するか否かをサイクル毎に指定するイネーブル信号を生成してよい。イネーブル信号は、出力信号と同期して与えられてよい。例えばパターン発生器１２は、使用者等により予め指定されたサイクルにおいて論理値１を示し、他のサイクルにおいては論理値０を示すイネーブル信号を生成してよい。選択部５０は、イネーブル信号が論理値１を示すサイクルにおける変化点情報を、変化点メモリ６０に入力する。

またパターン発生器１２は、被試験デバイス２００の機能試験において生成する期待値信号と同一の信号を、イネーブル信号として出力してもよい。つまり、ジッタ試験において被試験デバイス２００に入力する試験信号を、機能試験において被試験デバイス２００に入力したと仮定した場合に、パターン発生器１２が生成すべき期待値信号をイネーブル信号として出力してよい。選択部５０は、イネーブル信号が所定の論理値を示すサイクルにおける変化点情報を、変化点メモリ６０に入力する。

また選択部５０は、イネーブル信号の複数のサイクルにおける論理値パターンが、所定の論理値パターンと一致する場合に、当該複数のサイクルに対応する複数の変化点情報を変化点メモリ６０に入力してもよい。選択部５０は、変化点検出部４０が出力する複数のサイクルに渡る変化点情報を一時的に保持するバッファを有してよい。また、当該所定の論理値パターンは、使用者等により予め設定されてよい。例えば使用者等は、被試験デバイス２００の特定の状態におけるジッタを測定したい場合、当該状態の被試験デバイス２００が出力すると推定される出力信号の論理値パターンを、当該所定の論理値パターンとして設定してよい。

また、当該所定の論理値パターンは、パターン発生器１２が生成してもよい。例えばパターン発生器１２は、被試験デバイス２００を特定の状態とする場合に入力すべき試験信号の論理値パターンに基づいて、当該所定の論理値パターンを生成してよい。また、被試験デバイス２００の動作をシミュレートするシミュレータを用いて、当該試験信号を入力した場合に被試験デバイス２００が出力すべき出力信号の論理値パターンを求め、当該所定の論理値パターンとしてもよい。

また、試験装置１００は、変化点メモリ６０を複数有してよい。ここで、複数の変化点メモリ６０とは、同一のメモリにおける複数のアドレス領域を指してよく、それぞれ独立した複数のメモリであってもよい。この場合選択部５０は、選択したそれぞれの変化点情報を、いずれの変化点メモリ６０に入力するかをサイクル毎に制御してよい。本例において、変化点情報をいずれの変化点メモリ６０に入力するかは、パターン発生器１２から受け取るメモリ指定信号ｓｅｌにより指定されてよい。

例えば、被試験デバイス２００の複数の状態におけるジッタを測定する場合、パターン発生器１２は、それぞれの変化点情報を、対応するサイクルにおける被試験デバイス２００の状態に対応する変化点メモリ６０に入力させるメモリ指定信号を生成してよい。パターン発生器１２は、被試験デバイス２００に入力する試験信号の論理値パターンに基づいて、それぞれのサイクルにおける被試験デバイス２００の状態を判定して、メモリ指定信号ｓｅｌを生成してよい。

また選択部５０は、被試験デバイス２００のそれぞれの状態毎に、被試験デバイス２００の出力信号が有するべき論理値パターン（以下、状態毎パターンと称する）が与えられてよい。また、複数の状態毎パターンは、複数の変化点メモリ６０と一対一に対応して設定される。選択部５０は、イネーブル信号の論理値パターンが、いずれかの状態毎パターンに一致した場合に、当該論理値パターンに対応するサイクルにおける変化点情報を、当該状態毎パターンに対応する変化点メモリ６０に入力してよい。この場合、イネーブル信号が、ジッタを測定すべきサイクルを指定する情報と、変化点情報を入力すべきメモリを指定する情報とを包含する。つまり、イネーブル信号が、メモリ指定信号としても用いられる。

図５Ｂは、図５Ａにおいて説明した選択部５０の動作の一例を示すタイミングチャートである。図５ＢにおいてＤｎは、変化点検出部４０がサイクル毎に出力する変化点情報である。上述したように、選択部５０は、イネーブル信号Ｅｎにより指定されるサイクルの変化点情報を、メモリ指定信号ｓｅｌにより指定される変化点メモリ６０に入力する。

図５Ｂに示す例では、第１サイクルにおけるデータＤ１を、第１の変化点メモリ６０−１に入力して、第３サイクルにおけるデータＤ３を、第３の変化点メモリ６０−３に入力する。このような動作により、出力信号のジッタを容易に解析することができる。例えば、変化点情報が被試験デバイス２００のそれぞれの状態に対応する変化点メモリ６０に格納されるので、各状態におけるジッタを解析することができる。このため、出力信号にジッタが生じる要因を解析することができる。

図６Ａは、選択部５０の他の動作例を説明する図である。本例における選択部５０は、変化点情報を変化点メモリ６０に入力するか否かを、被試験デバイス２００が出力する状態信号の各サイクルにおける値に応じてサイクル毎に選択する。ここで状態信号とは、被試験デバイス２００の内部回路の状態に応じて論理値又は論理値パターンが変化する信号である。また、状態信号は、被試験デバイス２００の出力信号と同期した信号であることが好ましい。

例えば被試験デバイス２００がソースシンクロナスデバイスである場合、試験装置１００は、被試験デバイス２００が出力するクロック信号ＤＱＳを出力信号として受け取り、被試験デバイス２００が出力するデータ信号ＤＱを状態信号として受け取ってよい。この場合、状態信号の論理値は、内部回路の状態に応じて変化する。また、試験装置１００は、被試験デバイス２００が出力する一つのデータ信号を出力信号として受け取り、被試験デバイス２００が出力する他のデータ信号を状態信号として受け取ってもよい。また、試験装置１００は、被試験デバイス２００が出力する一つのデータ信号を、出力信号及び状態信号として受け取ってもよい。

選択部５０は、状態信号の論理値又は論理値パターンが、予め定められた論理値又は論理値パターンと一致するか否かをサイクル毎に判定して、一致したサイクルにおける変化点情報を変化点メモリ６０に入力する。例えば選択部５０は、状態信号の論理値又は論理値パターンが、ジッタを測定すべき被試験デバイス２００の状態に応じた論理値又は論理値パターンと一致した場合に、一致したサイクルにおける変化点情報を変化点メモリ６０に入力してよい。

また、選択部５０には、被試験デバイス２００の複数の状態に対応して、状態信号が有するべき論理値又は論理値パターン（以下、状態毎パターンと称する）が複数与えられてよい。複数の状態毎パターンは、複数の変化点メモリ６０と一対一に対応して設定される。選択部５０は、状態信号の論理値パターンが、いずれかの状態毎パターンに一致した場合に、当該論理値パターンに対応するサイクルにおける変化点情報を、当該状態毎パターンに対応する変化点メモリ６０に入力してよい。この場合、状態信号が、メモリ指定信号としても用いられる。また、図５Ａおよび図５Ｂにおいて説明した場合と同様に、パターン発生器１２がメモリ指定信号を生成してもよい。

図６Ｂは、図６Ａにおいて説明した選択部５０の動作の一例を示すタイミングチャートである。本例では、ジッタを測定すべき被試験デバイス２００の状態における、状態信号の論理パターンをＡ及びＢで示す。

上述したように、選択部５０は、状態信号の論理パターンが、論理パターンＡと一致するサイクルを検出して、当該サイクルにおける変化点情報を第１の変化点メモリ６０−１に入力する。また選択部５０は、状態信号の論理パターンが、論理パターンＢと一致するサイクルを検出して、当該サイクルにおける変化点情報を第２の変化点メモリ６０−２に入力する。このような動作により、図５Ａおよび図５Ｂにおいて説明した場合と同様に、出力信号のジッタを容易に解析することができる。例えば、被試験デバイス２００の状態毎のジッタ、出力信号の論理値パターンに依存するジッタ等を容易に解析することができる。

例えば、複数のサイクルで連続して論理値１を示した後に、論理値０に遷移する変化点のジッタと、論理値１が連続せずに（論理値１を１サイクル示した後に）、論理値０に遷移する変化点のジッタとは、異なる場合がある。本例における試験装置１００によれば、論理値パターン毎にジッタを測定することができるので、係るパターン依存性のジッタを容易に解析することができる。

図７Ａは、選択部５０の他の動作例を説明する図である。本例におけるパターン発生器１２は、与えられる試験プログラムを実行して、試験パターンを生成する。例えば試験プログラムは、パターン発生器１２に実行されるべき命令群を有しており、パターン発生器１２は、当該命令を順次実行することにより試験パターンを順次生成して、被試験デバイス２００に逐次入力してよい。パターン発生器１２が実行すべき命令の順序は、プログラムカウンタ１６が生成するアドレス等の値で指定されてよい。

試験信号の論理パターンは、どのような命令により生成されたかにより変化する。つまり、被試験デバイス２００の状態は、入力される試験信号がどのような命令により生成されたかにより変化する。このため、所定の命令又は命令群を実行したときに、被試験デバイス２００が出力する出力信号のジッタを測定することにより、被試験デバイス２００の所定の状態におけるジッタを測定することができる。

選択部５０は、所定の命令又は命令群を実行したサイクルにおける変化点情報を、変化点メモリ６０に入力してよい。例えば図７Ａに示すように、試験装置１００は、出力信号のジッタを測定すべきプログラム範囲を、プログラムカウンタ１６の値の範囲として記憶する範囲設定レジスタ８０を有する。選択部５０は、試験プログラムの実行中においてプログラムカウンタ１６の値が範囲設定レジスタ８０により指定された範囲内であることを条件として、サイクル毎に変化点情報を変化点メモリ６０に順次入力してよい。

また、試験装置１００は、プログラムカウンタ１６の値の異なる範囲を記憶する複数の範囲設定レジスタ８０を有してよい。また、範囲設定レジスタ８０及び変化点メモリ６０は、一対一に対応して設けられてよい。

選択部５０は、試験プログラムの実行中においてプログラムカウンタ１６の値がいずれかの範囲設定レジスタ８０により指定された範囲内であるか否かを、サイクル毎に判定する。そして、プログラムカウンタ１６の値が、いずれかの範囲設定レジスタ８０の指定範囲内である場合に、当該サイクルにおける変化点情報を当該範囲設定レジスタ８０に対応付けられた変化点メモリ６０に順次入力する。

また、それぞれの範囲設定レジスタ８０は、プログラムカウンタ１６の値が、自己に設定された指定範囲内であるか否かをサイクル毎に判定して、選択部５０に通知してもよい。選択部５０は、それぞれの範囲設定レジスタ８０から通知される判定結果に応じて、当該サイクルにおける変化点情報を、いずれの変化点メモリ６０に格納するか、及び格納しないかを選択してよい。

図７Ｂは、図７Ａにおいて説明した選択部５０の動作の一例を示すタイミングチャートである。本例では、それぞれの範囲設定レジスタ８０が、プログラムカウンタ１６の値が、自己に設定された指定範囲内であるか否かを選択部５０に通知する。上述したように、選択部５０は、プログラムカウンタ１６の値が、いずれかの指定範囲内である場合に、当該サイクルにおける変化点情報を、当該指定範囲に対応する変化点メモリ６０に入力する。このような動作により、図５Ａおよび図５Ｂにおいて説明した場合と同様に、出力信号のジッタを容易に解析することができる。

図８Ａは、選択部５０の他の動作例を説明する図である。本例における選択部５０は、被試験デバイス２００の消費電力に応じて、変化点情報を変化点メモリ６０に入力するか否かを選択する。例えば選択部５０は、被試験デバイス２００の消費電力の各サイクルにおける平均値又は最大値等が所定の参照値より大きい場合に、当該サイクルの変化点情報を変化点メモリ６０に入力してよい。

本例における試験装置１００は、被試験デバイス２００の消費電力を測定する電力測定部９０を更に備える。電力測定部９０は、被試験デバイス２００に入力される電源電力の平均値を、サイクル毎に算出してよい。また、電力測定部９０は、それぞれのサイクルにおける消費電力の平均値が、所定の参照値より大きいか否かを、サイクル毎に選択部５０に通知してよい。選択部５０は、電力測定部９０から通知される、消費電力と参照値との比較結果に応じて、当該サイクルの変化点情報を変化点メモリ６０に入力するか否かを選択してよい。

また選択部５０は、被試験デバイス２００の各サイクルにおける消費電力に応じて、各サイクルにおける変化点情報をいずれの変化点メモリ６０に入力するかを選択してもよい。例えば電力測定部９０は、複数の電力範囲が与えられ、被試験デバイス２００の消費電力がいずれの電力範囲に属するかを、サイクル毎に選択部５０に通知してよい。選択部５０は、電力測定部９０から通知される電力範囲に応じて、当該サイクルの変化点情報をいずれの変化点メモリ６０に格納するか、又は格納しないかを選択してよい。

図８Ｂは、図８Ａにおいて説明した選択部５０の動作の一例を示すタイミングチャートである。本例の電力測定部９０は、被試験デバイス２００の消費電力のサイクル毎の平均値と、所定の電力値Ｗ１及びＷ２とを比較して、当該平均値がいずれの電力範囲（０〜Ｗ２、Ｗ２〜Ｗ１、Ｗ１〜）に属するかをサイクル毎に選択部５０に通知する。

選択部５０は、各サイクルの変化点情報をいずれの変化点メモリ６０に格納するかを、各サイクルにおいて電力測定部９０から通知される電力範囲の情報に基づいて選択する。本例では、消費電力の平均値が第０の電力範囲（０〜Ｗ２）に属する場合、選択部５０は、当該サイクルにおける変化点情報を変化点メモリ６０に入力しない。また、消費電力の平均値が第１の電力範囲（Ｗ２〜Ｗ１）に属する場合、選択部５０は、当該サイクルにおける変化点情報を第１の変化点メモリ６０−１に入力する。また、消費電力の平均値が第２の電力範囲（Ｗ１〜）に属する場合、選択部５０は、当該サイクルにおける変化点情報を第２の変化点メモリ６０−２に入力する。

このような動作により、図５Ａおよび図５Ｂにおいて説明した場合と同様に、出力信号のジッタを容易に解析することができる。例えば、消費電力で示される被試験デバイス２００の状態毎に、ジッタを測定することができる。

図９Ａは、処理部７０の構成の一例を示す図である。処理部７０は、算出部７２、分布生成部７４、調整部７６を有する。算出部７２は、変化点メモリ６０が格納したそれぞれの変化点情報に基づいて、出力信号のジッタを算出する。算出部７２は、変化点メモリ６０が格納したそれぞれの変化点情報の値を、時間軸で整列させて、各サイクルにおけるタイミングジッタを示すジッタ系列としてよい。

また算出部７２は、それぞれの変化点情報の値から、所定の基準値を減じた値を時間軸で整列させて、ジッタ系列としてもよい。また算出部７２は、ジッタ系列におけるそれぞれのデータ値の二乗平均を、出力信号のタイミングジッタのＲＭＳ値として算出してもよい。また算出部７２は、ジッタ系列におけるそれぞれのデータ値の最大値と最小値との差分を、出力信号のタイミングジッタのピークツゥピーク値として算出してもよい。

試験装置１００が一つの変化点メモリ６０を有する場合、算出部７２は、変化点メモリ６０が格納したそれぞれの変化点情報に基づいて、被試験デバイス２００の特定の状態におけるジッタを算出することができる。また、試験装置１００が複数の変化点メモリ６０を有する場合、算出部７２は、それぞれの変化点メモリ６０毎に、上述した処理を行ってよい。この場合、算出部７２は、被試験デバイス２００のそれぞれの状態におけるジッタを算出することができる。

分布生成部７４は、ジッタの分布を生成する。例えば分布生成部７４は、算出部７２が算出したジッタ系列のそれぞれの値の分布を、ジッタの分布として生成してよい。また、分布生成部７４は、算出部７２が変化点メモリ６０毎に生成したそれぞれのジッタ系列について、それぞれジッタ分布を生成してよい。

調整部７６は、算出部７２が算出したタイミングジッタのＲＭＳ値、ピークツゥピーク値、又は分布生成部７４が生成したジッタ分布に基づいて、マルチストローブ発生部３０が発生する複数のストローブ信号の時間間隔を調整する。調整部７６は、それぞれの遅延素子３２の遅延量を調整することにより、ストローブ信号の時間間隔を調整してよい。

例えば調整部７６は、それぞれのストローブ信号の時間間隔が、タイミングジッタのＲＭＳ値より小さくなるように、遅延素子３２の遅延量を調整してよい。また分布生成部７４は、ジッタ分布に基づいて、ジッタの確定成分のピークツゥピーク値ＤＪを算出してよい。一般に、ジッタの成分は確定成分とランダム成分とを含む。確定成分とは、回路特性、データパターン等の確定的な要因に依存して生じる再現可能なジッタ成分であり、例えばサイン波ジッタ等を指してよい。またランダム成分とは、熱雑音等の不確定な要因で生じるジッタ成分を指してよい。

図９Ｂは、ジッタ分布の一例を示す図である。図９Ｂにおいて横軸はジッタ値を示す。また縦軸は、それぞれのジッタ値が出現する確率を示す。分布生成部７４は、ジッタ系列に基づいて、図９Ｂに示すような確率密度分布を生成してよい。

上述したように、ジッタ成分は確定成分とランダム成分とを含む。確定成分は、例えばサイン波ジッタのように、振幅（ジッタ値）が所定の範囲内で変動する成分である。このため、当該振幅範囲の外では、確率密度は０となる。

これに対し、ランダム成分は、確率密度分布が例えばガウス分布で表される。このため、確定成分とランダム成分を含むジッタの確率密度分布は、図９Ｂに示すように、確定成分の確率密度分布と、確定成分のそれぞれの振幅境界におけるガウス分布（ランダム成分）とを重ね合わせた分布となる。

上述したように、分布生成部７４は、ジッタ分布に基づいて、ジッタの確定成分のピークツゥピーク値ＤＪを算出してよい。例えば分布生成部７４は、ジッタ分布のピーク間距離を求めることにより、ピークツゥピーク値ＤＪを求めてよい。調整部７６は、それぞれのストローブ信号の時間間隔が、ジッタの確定成分のピークツゥピーク値ＤＪより小さくなるように、遅延素子３２の遅延量を調整してよい。

以上のように、ストローブ信号の時間間隔を調整することにより、出力信号のジッタを精度よく測定することができる。また、被試験デバイス２００の複数の状態に対応して、タイミングジッタ及び確定成分のピークツゥピーク値を複数求めた場合、調整部７６は、いずれかの状態に対するタイミングジッタ又は確定成分のピークツゥピーク値に基づいて、ストローブ信号の時間間隔を調整してよい。例えば調整部７６は、使用者等から指定される被試験デバイス２００の状態に対するタイミングジッタ又は確定成分のピークツゥピーク値に基づいて、ストローブ信号の時間間隔を調整してよい。また調整部７６は、もっとも小さいタイミングジッタ又は確定成分のピークツゥピーク値に基づいて、ストローブ信号の時間間隔を調整してもよい。

図１０Ａは、処理部７０の他の構成例を示す図である。本例における処理部７０は、算出部７２、フーリエ変換部７８、抽出部８２、及び検出部８４を有する。算出部７２は、図９Ａに関連して説明した算出部７２と同一であってよい。

フーリエ変換部７８は、算出部７２が生成した時間軸のジッタ系列を、周波数領域のスペクトラムに変換する。例えばフーリエ変換部７８は、ジッタ系列をフーリエ変換してよい。図１０Ｂは、ジッタ系列のスペクトラムの一例を示す図である。

抽出部８２は、フーリエ変換部７８が生成したスペクトラムにおいて周波数成分がピークとなる周波数ｆＤを検出する。抽出部８２は、最も値が大きいピークの周波数を検出してよい。当該周波数ｆＤは、例えばサイン波ジッタ等のジッタの確定成分の周波数に対応する。抽出部８２は、最も値が大きいピークの周波数を検出してよい。

また抽出部８２は、算出部７２が生成した出力信号のジッタ系列を、当該周波数ｆＤに対応する周期ＴＤで分割する。図１１Ａは、算出部７２が生成した出力信号のジッタ系列の一例を示す図である。尚、図１１Ａにおいて、周波数ｆＤのサイン波を点線で示す。ジッタ系列は、周波数ｆＤに最大のピークを有するので、図１１Ａに示すように周波数ｆＤのサイン波の成分が比較的に大きくあらわれる波形となる。

抽出部８２は、それぞれの分割領域毎に、予め指定された位相範囲のデータ列を抽出する。そして、全ての位相範囲に含まれるデータ値の平均値（平均ジッタ量）を算出する。また、抽出部８２は、位相範囲の位置ｘを順次変化させて、それぞれの位置における平均ジッタ量を算出する。

図１１Ｂは、位相範囲のそれぞれの位置に対して算出される平均ジッタ量の一例を示す図である。検出部８４は、抽出部８２が算出した平均ジッタ量が最大となる位相範囲の位置ｘＡを検出してよい。また検出部８４は、このときの平均ジッタ量Ａを検出してよい。

また検出部８４は、抽出部８２が算出した平均ジッタ量が最小となる位相範囲の位置ｘＢを検出してよい。また検出部８４は、このときの平均ジッタ量Ｂを検出してよい。このような動作により、出力信号のジッタを解析することができる。例えば、検出部８４は、検出した平均ジッタ量の最大値Ａ及び最小値Ｂの差分を、ジッタの確定成分のピークツゥピーク値として算出してよい。また検出部８４は、周波数ｆＤを、確定成分の周波数として算出してよい。

また処理部７０は、図１０Ａから図１１Ｂにおいて説明した処理を、被試験デバイス２００のそれぞれの状態に対して行ってよい。つまり、それぞれの変化点メモリ６０が格納した変化点情報のデータ列に対して、図１０Ａから図１１Ｂにおいて説明した処理を変化点メモリ６０毎にそれぞれ行ってよい。

以上、本発明の（一）側面を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることができる。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、請求の範囲の記載から明らかである。

上記説明から明らかなように、本発明の（一）実施形態によれば、出力信号のジッタを容易に解析することができる試験装置を実現することができる。

Claims (15)

1. 被試験デバイスを試験する試験装置であって、
   前記被試験デバイスが出力する出力信号のサイクルごとに、位相が異なる複数のストローブ信号を発生するマルチストローブ発生部と、
   前記複数のストローブ信号のそれぞれのタイミングで、前記出力信号の値を取得する複数のタイミング比較部と、
   前記複数のストローブ信号のそれぞれのタイミングにおいて取得された前記出力信号の値に基づいて、前記出力信号の変化点に位置する前記ストローブ信号を識別する変化点情報を生成する変化点検出部と、
   入力される前記変化点情報を格納する変化点格納器と、
   前記変化点検出部が出力する前記変化点情報を、変化点格納器に入力するか否かを前記出力信号のサイクルごとに選択する選択部と、
   前記変化点格納器に格納されたそれぞれの前記変化点情報に基づいて、前記出力信号のジッタを算出する算出部と
   を備える試験装置。
2. 前記変化点検出部は、前記被試験デバイスの出力信号の変化点のタイミングを、所定の期間内で連続する全ての前記サイクルで検出して、前記変化点格納器に格納する
   請求項１に記載の試験装置。
3. 前記被試験デバイスが出力する前記出力信号の良否を判定する機能試験において、前記出力信号の期待値を示す期待値信号を発生するパターン発生器を備え、
   前記パターン発生器は、前記被試験デバイスが出力する前記出力信号のジッタを測定するジッタ試験において、前記出力信号のジッタを測定するか否かをサイクル毎に指定するイネーブル信号を発生し、
   前記選択部は、前記イネーブル信号が前記出力信号のジッタを測定するべきことを示すサイクルについて、前記変化点情報を前記変化点格納器に入力する
   請求項１に記載の試験装置。
4. 複数の前記変化点格納器を備え、
   前記パターン発生器は、前記被試験デバイスが出力する前記出力信号のジッタを測定するジッタ試験において、前記出力信号のジッタを測定するか否かを指定するイネーブル信号および前記変化点情報を格納すべき前記変化点格納器を指定するメモリ指定信号をサイクル毎に発生し、
   前記選択部は、前記イネーブル信号が前記出力信号のジッタを測定するべきことを示すサイクルについて、前記変化点情報を前記メモリ指定信号により指定される前記変化点格納器に入力する
   請求項３に記載の試験装置。
5. 前記被試験デバイスが出力する前記出力信号の良否を判定する機能試験において、前記出力信号の期待値を示す期待値信号を発生するパターン発生器を備え、
   前記選択部は、前記被試験デバイスが出力する前記出力信号のジッタを測定するジッタ試験において、前記期待値信号が予め指定した値となるサイクルについて、前記変化点情報を前記変化点格納器に入力する
   請求項１に記載の試験装置。
6. 前記被試験デバイスを試験する試験プログラムを実行し、前記被試験デバイスに供給すべき試験パターンを発生するパターン発生器と、
   前記試験プログラムの実行中における、前記出力信号のジッタを測定すべきプログラム範囲を、前記パターン発生器が有するプログラムカウンタの値の範囲として記憶する範囲設定レジスタと、
   を備え、
   前記選択部は、前記試験プログラムの実行中において前記プログラムカウンタの値が前記範囲設定レジスタにより指定された範囲内であることを条件として、サイクル毎に前記変化点情報を前記変化点格納器に順次入力する
   請求項１に記載の試験装置。
7. 複数の前記範囲設定レジスタと、
   それぞれがいずれかの前記範囲設定レジスタに対応付けられた複数の前記変化点格納器と、
   を備え、
   前記選択部は、前記試験プログラムの実行中において前記プログラムカウンタの値が一の前記範囲設定レジスタにより指定された範囲内である場合に、前記変化点情報を当該一の範囲設定レジスタに対応付けられた前記変化点格納器に順次入力する
   請求項６に記載の試験装置。
8. 前記被試験デバイスは、前記出力信号と、前記被試験デバイスの内部回路の状態に応じて変化する状態信号とを出力するものであり、
   前記選択部は、前記状態信号の値に応じて前記変化点情報を前記変化点格納器に順次入力するか否かを選択する
   請求項１に記載の試験装置。
9. 複数の前記変化点格納器を備え、
   前記選択部は、前記状態信号の値に応じて前記変化点情報を格納すべき前記変化点格納器を選択する
   請求項８に記載の試験装置。
10. 前記被試験デバイスの消費電力を測定する電力測定部を更に備え、
    前記選択部は、前記被試験デバイスの消費電力に応じて前記変化点情報を前記変化点格納器に順次入力するか否かを選択する
    請求項１に記載の試験装置。
11. 複数の前記変化点格納器を備え、
    前記選択部は、前記被試験デバイスの消費電力に応じて前記変化点情報を入力すべき前記変化点格納器を選択する
    請求項１０に記載の試験装置。
12. 前記算出部が算出する前記出力信号のジッタ系列を周波数領域に変換するフーリエ変換部と、
    周波数領域において周波数成分がピークとなる周波数に応じた周期毎に、前記出力信号のジッタ系列から予め指定された位相範囲のデータ列を抽出する抽出部と、
    前記周期中における前記位相範囲の位置を変えながら複数の前記データ列を抽出し、位相範囲に含まれるデータの平均値が最大となる前記位相範囲の位置を検出する検出部と
    を備える請求項１に記載の試験装置。
13. 前記出力信号のジッタの分布を生成する分布生成部と、
    前記ジッタの分布に基づいて、前記マルチストローブ発生部が発生する複数のストローブ信号の時間間隔を調整する調整部と、
    を備える請求項１に記載の試験装置。
14. 前記変化点格納器は、入力される前記変化点情報を順次格納する変化点メモリである
    請求項１に記載の試験装置。
15. 前記変化点格納器は、前記変化点の位置毎に、前記変化点が検出された回数を計数する変化点カウンタである
    請求項１に記載の試験装置。

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