(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
２進数のデジタルデータを複数個収集し、これらのデータの平均値を求める平均化演算装置において、
２進数のデジタルデータを加算する加算回路と、
この加算回路でとった加算値をＮビット（Ｎは整数）だけ右シフトして粗平均値を求める粗平均化回路と、
前記粗平均値を（デジタルデータの加算回数）／２Nで除算して真の平均値を求める除算手段と、
を具備し、前記デジタルデータの加算及び粗平均値の算出はハードウェア回路で実行し、前記真の平均値の算出はソフトウェア処理により実行することを特徴とする平均化演算装置。
【請求項２】
前記Ｎの値は、前記粗平均値のデータを転送するバスのビット数に応じて決められることを特徴とする請求項１記載の平均化演算装置。
【請求項３】
前記Ｎの値は、前記除算手段の処理ビット数に応じて決められることを特徴とする請求項１記載の平均化演算装置。
【請求項４】
前記２進数のデジタルデータは、同じ検査対象に対して同じ検査を複数回繰り返して行い、各回の検査で得られたデータであることを特徴とする請求項１記載の平均化演算装置。
【請求項５】
前記検査対象はイメージセンサまたはＬＣＤドライバであることを特徴とする請求項４記載の平均化演算装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、２進数のデジタルデータを複数個収集し、これらのデータの平均値を求める平均化演算装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＣＣＤのようなイメージセンサ、ＬＣＤドライバ（液晶デバイス用ドライバ）等を検査するＩＣ検査装置では、同じ半導体光センサに対して同じ検査を所定回数だけ繰り返して行い、各回の検査で半導体光センサから検査データを収集し、（検査データの和）／（検査回数）から検査データの平均値を求める。そして、求めた平均値が基準値に対して許容範囲内に入るかどうかによって半導体光センサの良否を判断する。上述した検査データの平均値を求める処理が平均化演算装置の適用例としてある。
【０００３】
図４は従来における平均化演算装置の構成例を示した図である。
図４で、被検査入力信号ＩＮは、例えば半導体光センサの出力信号である。
Ａ／Ｄ変換器（アナログ・デジタル変換器）１０は、被検査入力信号ＩＮをＡ／Ｄ変換する。メモリ１１は、Ａ／Ｄ変換器１０でＡ／Ｄ変換されたデータを順次に格納していく。
【０００４】
トリガ・アドレス制御部１２は、外部からのトリガ信号ＴＲＧを受けてトリガ信号ＴＲＧ´とアドレス信号Ｐを生成する。トリガ信号ＴＲＧ´はＡ／Ｄ変換器１０に対して変換タイミングを与える。アドレス信号Ｐはメモリ１１へのデータ書き込み先を与える。トリガ信号ＴＲＧは検査対象毎に発生する。例えば、１番目に発生したトリガ信号で検査開始点にある半導体光センサを検査し、２番目に発生したトリガ信号で隣の半導体光センサを検査し、以下トリガ信号が発生する毎に検査する半導体光センサを換えていく。トリガ・アドレス制御部１２は、トリガ信号ＴＲＧが発生する毎に異なるアドレス信号Ｐを生成する。
【０００５】
ＣＰＵ１３は、メモリ１１からデータを読み出し、平均化手段１３１により平均値を求め、求めた平均値のデータをメモリ１４に格納する。ＤＭＡ回路１５はＤＭＡ（ダイレクト・メモリ・アクセス）動作を行うときに起動する。ＤＭＡ回路１５は、起動するとＣＰＵ１３を介さずにメモリ１１からメモリ１４にデータを転送する。
【０００６】
ここで、トリガ・アドレス制御部１２には次の条件Ａ〜Ｄが設定され、この条件に基づいてトリガ・アドレス制御部１２はトリガ信号ＴＲＧ´とアドレス信号Ｐを生成する。
条件Ａ：トリガ条件Ｓ１（データを取り込む条件）
条件Ｂ：サンプル回数Ｓ２（データ取り込み条件＝トリガを何回受け付けるかの回数）
条件Ｃ：サンプルレートＳ３（データ取り込み条件が成立し、連続的にデータを取り込むときの時間間隔）
条件Ｄ：１トリガ当りのサンプル数Ｓ４（データ取り込み条件が成立したときに連続的にデータを取り込む回数）
【０００７】
図５はデータの取り込み手順を示したタイムチャートである。
トリガ信号ＴＲＧはトリガ・アドレス制御部１２で予め与えられたトリガ条件Ｓ１によってトリガ成立が条件付けられ、条件が成立した場合にトリガ信号ＴＲＧ´と同時にアドレス信号Ｐが生成される。これらの信号はサンプルレートＳ３と１トリガ当りのサンプル数Ｓ４に応じて複数個発生される。図の例では、１トリガ当りのサンプル数Ｓ４＝３としている。
【０００８】
ｎ個目のトリガ信号をＴＲＧｎとしたとき、この時点で取り込まれるデータｄａｔａ（ｎ）は、サンプルレートＳ３の間隔で（１トリガ当りのサンプル数Ｓ４）個分のデータがメモリ１１に格納される。この動作がサンプル回数Ｓ２に達するまで行われ、以降はトリガ信号ＴＲＧ´は生成されず、データの取り込みは完了となる。
【０００９】
これらの一連の動作によってメモリ１１に取り込まれた無加工のデータ（生データ）はＣＰＵ１３によって次の条件Ｅに従って加工され、平均化データとしてメモリ１４に格納される。
条件Ｅ：１サンプル当りの平均化数Ｓ５
さらに、この平均化データはＣＰＵ１３によって次の条件Ｆに従い加工される。
条件Ｆ：データの処理種類Ｓ６（取り込み済みデータのデータ処理方法＝演算種類）
【００１０】
図６は図４の装置のデータ処理手順を示したフローチャートである。
目的の演算を行う前処理として、データを一旦メモリ１１に取り込んだ後、ＣＰＵ１３が平均化を行い、その結果をメモリ１４へ格納する。
データの平均化のために、メモリ１１からのデータの読み込みと加算を平均化個数に相当する回数だけ繰り返し、その後、平均化個数で除算する。これをサンプル回数分だけ繰り返した後、平均化したデータに目的の演算を施す。
このような手順を踏んで処理を行っているため、メモリ１１へのデータの取り込み完了から目的の演算が完了するまでの時間が長くなるという問題点があった。
【００１１】
データの取り込み完了から目的の演算完了までの時間を短くするために、比較的低コストで実現できる加算部をハードウェア回路で実現することが考えられる。しかし、このようにすると加算結果のデータが大きくなり、次の問題点を生じる。
▲１▼加算結果のデータを転送するバスのビット数が大きくなる。
▲２▼加算結果のデータを格納するメモリのサイズが大きくなる。
このようなことから加算部のハードウェア化は、回路規模が大きくなり、コスト的にも実装面積的にも実現が難しかった。
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上述した問題点を解決するためになされたものであり、２進数のデジタルデータの平均値を求める演算の中で、データの加算と大まかな平均の算出はハードウェア回路に担当させ、真の平均値の算出はソフトウェアに担当させることによって、低コストで高速に平均化演算を行うことができる平均化演算装置を実現することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は次のとおりの構成になった平均化演算装置である。
【００１３】
（１）２進数のデジタルデータを複数個収集し、これらのデータの平均値を求める平均化演算装置において、
２進数のデジタルデータを加算する加算回路と、
この加算回路でとった加算値をＮビット（Ｎは整数）だけ右シフトして粗平均値を求める粗平均化回路と、
前記粗平均値を（デジタルデータの加算回数）／２Nで除算して真の平均値を求める除算手段と、
を具備し、前記デジタルデータの加算及び粗平均値の算出はハードウェア回路で実行し、前記真の平均値の算出はソフトウェア処理により実行することを特徴とする平均化演算装置。
【００１４】
（２）前記Ｎの値は、前記粗平均値のデータを転送するバスのビット数に応じて決められることを特徴とする（１）記載の平均化演算装置。
【００１５】
（３）前記Ｎの値は、前記除算手段の処理ビット数に応じて決められることを特徴とする（１）記載の平均化演算装置。
【００１６】
（４）前記２進数のデジタルデータは、同じ検査対象に対して同じ検査を複数回繰り返して行い、各回の検査で得られたデータであることを特徴とする（１）記載の平均化演算装置。
【００１７】
（５）前記検査対象はイメージセンサまたはＬＣＤドライバであることを特徴とする（４）記載の平均化演算装置。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下図面を用いて本発明を詳しく説明する。
図１は本発明の一実施例を示す構成図である。図１で図４と同一のものは同一符号を付ける。
図１で、加算・粗平均化回路２０は、Ａ／Ｄ変換後の２進数のデジタルデータを加算する処理と、加算値をＮビット（Ｎは整数）だけ右シフトして粗平均値を求める処理を実行する。加算・粗平均化回路２０は、従来例のＣＰＵ１３がソフトウェア処理で実行していた加算処理と平均化処理の一部を代替する回路である。
【００１９】
データの加算値をＸ、加算回数をｍとすると、平均値Ｙは次式で与えられる。
Ｙ＝Ｘ÷ｍ＝Ｘ÷２N÷Ｋ                                      （１）
Ｋ：補正係数
加算・粗平均化回路２０は、（１）式の下線部分の演算を実行するハードウェア回路で、演算結果として得られる粗平均化データがメモリ１１に格納される。
このとき、（粗平均化データの値）＜（真の平均値）×２となる。
データの単純加算と、データをＮビットだけ右シフトすることによって２Nで除算する処理は、小規模な回路で容易に実現できる。例えば加算器とシフトレジスタで実現できる。
【００２０】
ＣＰＵ２１は、除算手段２１１により粗平均値をＫで除算して真の平均値を求める。この除算処理はソフトウェア処理により行う。ここで、Ｋ＝（デジタルデータの加算回数）／２Nである。
【００２１】
加算回数に応じて演算式は次のとおりになる。
２N  Ｋ
Ｘ÷  １＝Ｘ÷２0÷１．０
Ｘ÷  ２＝Ｘ÷２1÷１．０
Ｘ÷  ３＝Ｘ÷２1÷１．５
Ｘ÷  ４＝Ｘ÷２2÷１．０
Ｘ÷  ５＝Ｘ÷２2÷１．２５
Ｘ÷  ６＝Ｘ÷２2÷１．５
Ｘ÷  ７＝Ｘ÷２2÷１．７５
Ｘ÷  ８＝Ｘ÷２3÷１．０
Ｘ÷  ９＝Ｘ÷２3÷１．１２５
Ｘ÷１０＝Ｘ÷２3÷１．２５
Ｘ÷１１＝Ｘ÷２3÷１．３７５
……  ……  ……  ……
Ｋ＜２であることから、（粗平均化データの値）＜（真の平均値）×２になる。
【００２２】
図４の従来装置では、データの読み込みと加算を平均化の個数だけ繰り返し、その後平均化数で除算する。これをサンプル回数だけ繰り返した後、平均化されたデータに目的の演算を施す。
【００２３】
これに対して本発明では次の手順でデータを処理している。
図２は図１の装置のデータ処理手順を示したフローチャートである。
図２に示すように、データのサンプリングと並行してデータの加算と粗平均化が行われ、その後、データの読み出し一回と真の平均化のための除算一回を、サンプル回数分だけ繰り返すことによって平均化されたデータ（真の平均値）が得られ、このデータに目的の演算を施す。
このような手順でデータ処理することにより、本発明にかかる装置では従来装置に比べてメモリ１１へのアクセス回数が１／（データの加算回数）となるため、演算速度を高めることができる。
【００２４】
図３はデータの取り込み手順を示したタイムチャートである。
図３に示すように、Ａ／Ｄ変換されたデータは、加算され粗平均化された後にメモリ１１に取り込まれる。これによって、メモリ１１には粗平均化データが保持されている。粗平均化データはメモリ１１から読み出され、真の平均化処理を行った後にメモリ１４に格納される。メモリ１４には平均化データ（真の平均値）が保持されている。この平均化データに目的の演算が施される。
【００２５】
なお、Ｎの値は、粗平均値のデータを転送するバスのビット数に応じて決めてもよい。例えば、バスのビット数が１６、加算値データのビット数が２０である場合は、Ｎの値を４にする。これにより、２０ビットデータが１６ビットデータに丸められ、この１６ビットデータが粗平均値データになる。このようにすると、バスの１回の転送動作で粗平均値データを全て送ることができる。
【００２６】
また、Ｎの値は、除算手段２１が行う除算演算の処理ビット数に応じて決めてもよい。この処理ビット数はＣＰＵ１３の処理ビット数で決まる。
【００２７】
【発明の効果】
本発明によれば次の効果が得られる。
【００２８】
請求項１の発明によれば、２進数のデジタルデータの平均値を求める平均化演算の中で、デジタルデータの加算と大まかな平均の算出はハードウェア回路に担当させ、真の平均値の算出はソフトウェアに担当させているため、低コストで高速に平均化演算を行うことができる。
【００２９】
請求項２の発明によれば、演算データの転送効率が良くなり、平均化演算の速度を高めることができる。
【００３０】
請求項３の発明によれば、演算データの処理効率が良くなり、平均化演算の速度を高めることができる。
【００３１】
請求項４の発明によれば、検査対象の検査を高速化することができる。
【００３２】
請求項５の発明によれば、多数の半導体光センサを持ったイメージセンサの検査を高速化することができる。
【００３３】
以上説明したように本発明によれば、ハードウェア回路とソフトウェア処理の最適な分担により、低コストで高速に平均化演算を行うことができる平均化演算装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す構成図である。
【図２】本発明の動作説明図である。
【図３】本発明の動作説明図である。
【図４】従来における平均化演算装置の構成例を示した図である。
【図５】図４の装置の動作説明図である。
【図６】図４の装置の動作説明図である。
【符号の説明】
１０  Ａ／Ｄ変換器
１１，１４  メモリ
２０  加算・粗平均化回路
２１  ＣＰＵ
２１１  除算手段
【図１】
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【図２】
0003705404.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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