(57)【要約】【課題】旧型のＬＳＩテスターには、ＤＵＴから出力される信号の周波数測定機能を持たないものがある。このようなＬＳＩテスターを用いて、ＤＵＴの周期または周波数特性を測定する場合には、外付けの周波数測定器を含む測定装置を別途購入し、ＬＳＩテスターと組み合わせて測定することが必要となるが、新たなテスト用追加回路や、周波数測定器を追加することが必要となるため、その分コストが上昇する。また外付け回路を制御する為のプログラムを作成する必要が生ずる。【解決手段】旧型のＬＳＩテスターが備える、ＤＵＴの出力と期待値との一致／不一致を判定する機能を用いて周波数を測定する。ＤＵＴからの信号がＬからＨに変わった時にカウントを始め、ＨからＬに変わるまでのカウント数を調べた後、ＬからＨに変わるまでのカウント数を調べ、加算する。そして加算したカウント数と基本クロックの周期とを元に周波数を算出する。【選択図】図２
2011191092.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＤＵＴから出力される信号の周期を測定する測定方法であって、
（１）クロック発生器のクロック周期を設定するステップと、
（２）前記ＤＵＴからの信号を受け、期待値と比較する比較器に前記期待値を設定するステップと、
（３）第１のレジスターに第１の値を設定すると共に、前記第１の値を記憶するステップと、
（４）前記比較器において前記ＤＵＴからの信号の論理が反転するエッジを検出し、測定の起点とするステップと、
（５）前記第１の値を１減じるステップと、
（６）前記ＤＵＴからの信号と前記期待値とを前記クロック発生器からのクロック１周期の期間比較し、偽である場合、前記（５）のステップに戻り、真である場合、次のステップに進めるステップと、
（７）前記第１の値を読み出すステップと、
（８）前記初期値と前記第１の値との差分を求め、当該差分と前記クロック周期とを乗算するステップと、
を含むことを特徴とする測定方法。
【請求項２】
請求項１に記載の測定方法であって、前記（４）工程は、
（ａ）第２のレジスターに第２の値を設定するステップと、
（ｂ）前記第２の値を１減じるステップと、
（ｃ）前記比較器において前記ＤＵＴからの信号と前記期待値とを比較し、偽である場合、前記（ｂ）のステップに戻り、真である場合、次のステップに進めるステップと、
（ｄ）前記期待値を反転するステップと、
（ｅ）前記第２の値を１減じるステップと、
（ｆ）前記比較器において前記ＤＵＴからの信号と前記期待値とを比較し、偽である場合、前記（ｅ）のステップに戻り、真である場合、次のステップに進めるステップと、
を含むことを特徴とする測定方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の測定方法であって、前記（６）のステップと、前記（７）のステップとの間に、
（ｇ）前記期待値を反転するステップと、
（ｈ）前記第１の値を１減じるステップと、
（ｉ）前記比較器において前記ＤＵＴからの信号と前記期待値と比較し、偽である場合、前記（ｈ）のステップに戻り、真である場合、次のステップに進めるステップと、
をさらに含むことを特徴とする測定方法。
【請求項４】
請求項１に記載の測定方法であって、前記（８）のステップの後に規格値との判定を行うステップを含むことを特徴とする測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置から出力される信号の周期測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
大規模集積回路（ＬＳＩ）等の半導体装置をＬＳＩテスターを用いて半導体装置から出力される信号の周期を検査する場合、ＬＳＩテスターとは別の装置を追加して検査する方法が知られている。例えば旧型のＬＳＩテスターには、周波数または周期測定機能を持たないものも数多くある。このようなＬＳＩテスターを用いて、ＤＵＴ（デバイス・アンダー・テスト：被テストデバイス）の周波数または周期特性を測定する場合には、外付けの周波数測定器等の装置を別途購入し、ＬＳＩテスターと組み合わせて測定している。
【０００３】
たとえば、特許文献１に示されるように、ＬＳＩテスターとＤＵＴとの間にテスト用追加回路を設け、旧型のＬＳＩテスターを用いた場合の周期測定方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−１２８４０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記した方法を用いて周期または周波数を測定する場合、新たなテスト用追加回路や、周波数測定器を追加することが必要となるため、その分コストが上昇する。加えて、新たなテスト用追加回路を設けるには、通常専用のデバイス・インターフェイス・ボードが必要となり、ＬＳＩテスターの汎用性が低下する。そのため、ＬＳＩテスターで測定を行う場合、高い頻度を持ってデバイス・インターフェイス・ボードの交換が必要となり、単位時間で測定できるＬＳＩの数が低下し、処理コストが増加するという課題がある。
【０００６】
また、テスト用追加回路や、周波数測定器を追加した場合、ＬＳＩテスターはこれらの回路や測定器とのインターフェイスを行うための専用プログラムを組む必要があり、プログラム開発負荷が大きくなるという課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００８】
本発明にかかる測定方法は、ＤＵＴから出力される信号の周期を測定する測定方法であって、（１）クロック発生器のクロック周期を設定するステップと、（２）前記ＤＵＴからの信号を受け、期待値と比較する比較器に前記期待値を設定するステップと、（３）第１のレジスターに第１の値を設定すると共に、前記第１の値を記憶するステップと、（４）前記比較器において前記ＤＵＴからの信号の論理が反転するエッジを検出し、測定の起点とするステップと、（５）前記第１の値を１減じるステップと、（６）前記ＤＵＴからの信号と前記期待値とを前記クロック発生器からのクロック１周期の期間比較し、偽である場合、前記（５）のステップに戻り、真である場合、次のステップに進めるステップと、（７）前記第１の値を読み出すステップと、（８）前記初期値と前記第１の値との差分を求め、当該差分と前記クロック周期とを乗算するステップと、を含むことを特徴とする。
【０００９】
これによれば、ＤＵＴの周期測定機能を有しないＬＳＩテスターであっても周期測定を行うことが可能となる。外付け装置やデバイス・インターフェイス・ボードにテスト用回路を追加することなく交流成分の周期測定ができることから、容易に周期測定を実施する事が可能となる。結果として周期測定機能のない旧タイプテスターを有効活用できるので、テスターの寿命が延長でき、テストコストを低減できる。また、テスターを廃棄するまでの期間が延長される為、環境保護にも有効である。
【００１０】
また本発明では、前記（８）のステップの後に規格値との判定を行うステップを含むことを特徴とする。
これにより、最終的な合否判断をＬＳＩテスターの機能を利用し実施する事ができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施形態における測定方法を説明するためのＬＳＩテスターのブロック図。
【図２】当該ブロック図を用いて周波数測定を行うためのフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明を具体化した各実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本実施形態における測定方法を説明するためのＬＳＩテスターのブロック図、図２は当該ブロック図を用いて周期または周波数測定を行うためのフローチャートである。まず、図１について説明する。ここでは、好適例としてＤＵＴ（デバイス・アンダー・テスト：被テストデバイス）に、発振回路を備えたＬＳＩを用いた場合について説明する。
【００１３】
ＬＳＩテスター１００は、ＣＰＵ１０１、プログラムをＣＰＵ１０１に送るプログラム供給装置１０２、ＤＵＴからの信号を整形するレベルシフター１０５、論理値を比較する比較器としての論理データ比較器１０６と、クロック周期としての局部クロックを発生する局部クロック発生器１０７を含む。さらにＬＳＩテスター１００は、レベルシフター１０５へ接続され参照電圧を発生する参照電圧供給器１０９を含んでいても良い。
またＣＰＵ１０１は、閾値（Ｖｔｈ）や論理値、期待値を含む情報を記憶する、第１のレジスター１０３、第２のレジスター１０４、を含んでいても良いし、ＣＰＵ１０１の外部に有していても良い。そして、その他の情報を蓄えるメモリー１０８をＣＰＵ１０１の外部に備えている。
さらにＬＳＩテスター１００は、周波数または周期が規格内であるか否かを判定する判定機能を有している。
【００１４】
ＣＰＵ１０１は、プログラム供給装置１０２に格納されたプログラムによって信号を操作する。例えば第１のレジスター１０３の値と、第２のレジスター１０４の値をプログラムに従い演算する機能や、期待値の値を反転させる機能や、局部クロックの周期を制御する機能を備えている。
【００１５】
レベルシフター１０５は参照電圧供給器１０９から参照電圧を受け、ＤＵＴからの出力を論理データ比較器１０５が取り扱える波形に調整する機能を備えている。例えば、閾値よりも高い電位にある場合では、論理データ比較器１０６が扱える第１の電圧（例えばＨ）を割り当てる。
そして、閾値よりも低い電位にある場合では、論理データ比較器１０６が扱える第２の電圧（例えばＬ）を割り当てる。即ち、論理値を比較する論理データ比較器１０６の判断に適した波形に信号を変換する機能を備えている。ここで、ＤＵＴの出力が論理データ比較器１０６を用いて真偽を比較できる状態で出力されている場合、レベルシフター１０５は省略可能である。
【００１６】
論理データ比較器１０６は、期待値とＤＵＴ（レベルシフター１０５で整形した場合を含む）からの信号とを比較し、同じ場合「真」、異なる場合「偽」を出力する。ここで、論理データ比較器１０６がヒステリシス機能を備えていることも好適であり、ハンチング発生を抑えることができる。
【００１７】
次に、図１に示す構成を用いて測定を行う流れについて説明する。ここでは、レベルシフター１０５を用いた場合について説明する。ＤＵＴから出力された交流信号（値が周期的に変化する）は、レベルシフター１０５により波形整形される。具体的には、振幅範囲内の値（例えば、最大値と最小値の中間値）を閾値として、閾値より高い値を持っている場合には一方の論理値、閾値より低い値を持っている場合には他方の論理値を割り当てることで、整形を行う。そして、振幅については、レベルシフター１０５に加えられた第１の論理値を示す電圧（例えばＨに対応する電圧）と第２の論理値を示す電圧（例えばＬに対応する電圧）に基づいて調整される。
【００１８】
ＣＰＵ１０１からの要求を受けて、プログラム供給装置１０２はＣＰＵ１０１に対してプログラムを送信する。プログラムを読み込んだＣＰＵ１０１は、第１のレジスター１０３と、第２のレジスター１０４に、例えば１００００程度の値を出力すると共に、第１のレジスター１０３に、第２のレジスター１０２に記憶された値と同じ数値を初期値として記憶する。そして、メモリー１０８に記憶されている期待値をＨ、またはＬのいずれかに設定する。即ち、初期値は、後述する工程でＤＵＴが出力する周波数を求めるための初期数値情報となる。
【００１９】
ＤＵＴから出力された交流信号はレベルシフター１０５により整形され、論理値を比較する論理データ比較器１０６に出力される。局部クロック発生器１０７は比較に際して、ストローブ信号をレベルシフター１０５に出力しても良い。論理データ比較器１０６はレベルシフターの出力と期待値とを局部クロック発生器１０７のクロック１周期分の期間比較し、真偽を判定する。真の場合には、次のステップに進み（図２参照）、ＣＰＵ１０１により期待値を反転させる。偽の場合には、再び論理データ比較器１０６で比較を行う。このように測定することで、偽の状態は期待値の値を反転する状態の手前、即ち半周期分の時間を取ることとなる。そして、期待値を反転し、同様の操作を行うことで、１周期分の時間を求めることが可能となる。
【００２０】
このように構成された測定装置を用いて、周波数測定を行うための手順について、図２を用いて説明する。図２は、本構成を用いて周波数測定を行うためのフローチャートである。ここで、ＤＵＴから出力された交流信号はレベルシフター１０５により整形されているか、もしくはＤＵＴからの交流信号が論理データ比較器１０６で認識できる状態に調整されていることを前提とする。
【００２１】
まず、ステップ１として、クロック周期としての局部クロック周期を設定し、局部クロック発生器１０７を用いて局部クロックを発生させる。
【００２２】
次に、ステップ２として、期待値を設定する。期待値の論理値はどちらの値を用いても良い。
【００２３】
次に、ステップ３として、第１のレジスター１０３に第１の値を設定すると共に、この第１の値を初期値としてメモリー１０８に記憶する。第１の値は、特に限定されないが、例えば１００００位の値を取った場合について説明を続ける。
【００２４】
次に、ステップ４として、第２のレジスター１０４に第２の値を設定する。第２の値は、特に限定されないが、例えば１００００位の値を取った場合について説明を続ける。
【００２５】
ここで、ステップ１からステップ４については、その順序は問わず、任意の順序で行うことが可能である。
【００２６】
次に、ステップ５として、第２のレジスター１０４に収納された第２の値から１を減じ、第２の値と入れ替える。即ち、第２の値が一つ小さくなる。
【００２７】
次に、ステップ６として、論理データ比較器１０６によりレベルシフター１０５の出力と、期待値とを局部クロック発生器１０７のクロック１周期分の時間比較し、偽である場合、ステップ５に戻り、真である場合、次のステップに進める。
【００２８】
次に、ステップ７として期待値をＣＰＵ１０１の要求に応じて反転する。
【００２９】
次に、ステップ８として、第２のレジスター１０４に収納された第２の値から１を減じ、第２の値と入れ替える。即ち、第２の値が一つ小さくなる。
【００３０】
次に、ステップ９として、論理データ比較器１０６によりレベルシフター１０５の出力と期待値とを局部クロック発生器１０７のクロック１周期分の時間比較し、偽である場合、ステップ８に戻り、真である場合、次のステップに進める。
【００３１】
ここで、ステップ５からステップ９は、頭出しとしての（ＤＵＴからの信号が反転するタイミングに合わせる）ステップとなり、ステップ１０の起点を求めるステップとして位置付けられる。ここで、ここまでの工程を、頭出し工程と呼ぶ。そして、ステップ１０以下を、計測工程と呼ぶ。
【００３２】
次に、ステップ１０として期待値をＣＰＵ１０１の要求に応じて反転する。
【００３３】
次に、ステップ１１として、第１のレジスター１０３に収納された第１の値から１を減じ第１の値と入れ替える。即ち、第１の値が一つ小さくなる。
【００３４】
次に、ステップ１２として、論理データ比較器１０６によりレベルシフター１０５の出力と期待値とを局部クロック発生器１０７のクロック１周期分の期間比較し、偽である場合、ステップ１１に戻り、真である場合、次のステップに進める。ここで、偽の場合、即ち論理が維持される場合の時間の積算が進められる。そして、真になった場合には、別の半周期に対応する時間の積算が始まることとなる。
【００３５】
次に、ステップ１３として期待値をＣＰＵ１０１の要求に応じて反転する。
【００３６】
次に、ステップ１４として、第１のレジスター１０３に収納された第１の値から１を減じ第１の値と入れ替える。即ち、第１の値が一つ小さくなる。
【００３７】
次に、ステップ１５として、論理データ比較器１０６によりレベルシフター１０５の出力と期待値とを局部クロック発生器１０７のクロック１周期分の期間比較し、偽である場合、ステップ１４に戻り、真である場合、次のステップに進める。このステップは、ステップ１２に続いて行われ、残りの半周期について時間測定を行うステップとなる。
【００３８】
次に、ステップ１６として、第１のレジスター１０３に収納された第１の値を読み出す。
【００３９】
次に、ステップ１７として、メモリー１０８に記憶されている初期値と、この第１の値との差分を求め、当該差分と局部クロックの周期とを乗算してＤＵＴからの信号の周期を算出する。
【００４０】
次に、ステップ１８として、ＤＵＴからの信号の周期を元に、その逆数を取ることで周波数を算出する。
【００４１】
ここで、ステップ１０からステップ１８のステップについて詳細に説明する。この際、ステップ９までのステップで、頭出し（ＤＵＴからの信号が反転するタイミングに合わせられている）が行われていることを前提とする。
【００４２】
まず、周期的に変化するＤＵＴからの信号の立ち上がり、または立下りのエッジ部分を検出する。ステップ９までのステップで、頭出しがなされているので、ステップ１０からステップ１２により、半周期分の時間の測定が行われる。そして、ステップ１３とステップ１５により、残りの半周期分の時間の測定が行われる。そのため、ステップ１０からステップ１５を行うことで、ＤＵＴの発振周波数（周期の逆数）を求めることが可能となる。
【００４３】
また、ステップ１０からステップ１５までのステップ（計測工程）を繰り返すよう行っても良い。この場合、計測工程の通過回数分だけの周期がカウントされることとなる。
具体的な値について例示すると、例えば、局部クロックを１周期５μｓ、第１のレジスター１０３と、初期値として１００００という値を用い、繰り返し回数を５回とした場合に、第１のレジスター１０３の値が６０００だった場合にはステップ１７では以下により周期を得る。
【００４４】
周期：（１００００−６０００）×５μｓ÷５＝４ｍｓｅｃ。
【００４５】
そしてステップ１８で逆数をとって周波数を得る。
周波数：１／０．００４＝２５０Ｈｚ。
【００４６】
ここで、上記した実施形態は一例を示すものであり、例えばＣＰＵ１０１による制御に代えて、局部的な制御により対応しても良い。例えば、期待値の反転は、ＣＰＵ１０１を介して行うことに限定されず、別の論理回路等を介して行っても良く、プログラムを簡素化することが可能となる。
【００４７】
ここで、上記した、本実施形態の測定方法を用いることにより得られる効果について記載する。
【００４８】
すなわち、ＤＵＴの周期測定機能を有しないＬＳＩテスターであっても周期測定を行うことが可能となる。外付け装置やデバイス・インターフェイス・ボードにテスト用回路を追加することなく交流成分の周期測定ができることから、容易に周期測定を実施する事が可能となる。結果として周期測定機能のない旧タイプテスターを有効活用できるので、テスターの寿命が延長でき、テストコストを低減できる。また、テスターを廃棄するまでの期間が延長される為、環境保護にも有効である。ＬＳＩテスター１００の付属機能を用いて、外付け部品を追加することなく交流成分の測定ができることからテストコストを低減できる。結果として、商品としてのＬＳＩの価格競争力を向上させることが可能となる。
【００４９】
複数回の測定を行い、平均化した値を周波数として得ることが可能となる。そのため、周波数を繰り返しを行わない場合と比べ、より高い精度を持って周波数を測定することが可能となる。
【００５０】
ＬＳＩテスター１００の付属機能（論理データ比較器１０５）を用いることで、アナログ回路や振幅の異なる入力信号を扱う場合においても周波数測定を行うことが可能となる。外付け部品を追加することなく交流成分の測定ができることからテストコストを低減でき、商品としてのＬＳＩの価格競争力を向上させることが可能となる。
【００５１】
（１）のステップから（４）のステップを順不同で行うことで、測定方法の任意性を高めることが可能となり、プログラム開発負荷を低減することが可能となる。
外部装置や後付の回路を用いずに測定することが可能となるため、測定用のプログラムを作成する際に外部とのインターフェイスを制御することなく、ＬＳＩテスター１００内部で閉じた信号処理で対応できるため、プログラム作成が容易に行えるようになる。
【００５２】
外部装置や後付の回路を用いずに測定することが可能となるため、複数の種類を持つＬＳＩの測定に対して、ハードウェアを代えることなく測定ができる。そのため、ハードウェア変更に伴う時間を短縮することが可能となる。ハードウェアの変更を伴わないことで、例えば自動測定を行わせ、複数の種類を備えるＬＳＩの測定を、昼夜自動実行させて行うことが可能となる。そのため、ＬＳＩテスター１００の稼働率を向上させることができ、商品としてのＬＳＩの価格競争力を向上させることが可能となる。
【００５３】
変形例として、ＬＳＩテスターが本来有する判定機能を利用し、得られた周波数または周期が規格に入っているか否かを判定するステップを追加しても良い。
【符号の説明】
【００５４】
１００…ＬＳＩテスター、１０１…ＣＰＵ、１０２…プログラム供給装置、１０３…第１のレジスター、１０４…第２のレジスター、１０５…レベルシフター、１０６…論理データ比較器、１０７…局部クロック発生器、１０８…メモリー、１０９…参照用電圧供給器。
【図１】
2011191092.tif 000003
【図２】
2011191092.tif 000004