(57)【要約】【課題】  損失が少なく、高速信号の分配が可能で、カードの挿し抜きなどに対する運用性が高く、全てのカードに同一タイミングで信号を分配することができる電子機器を提供する。【解決手段】  分配カード１３に送られた入力電気信号Ｓ１は、分配器２０により電気信号Ｓ２ａ〜Ｓ２ｄに分配され、発光素子１６ａ〜１６ｄが駆動される。光信号Ｓ３ａ〜Ｓ３ｄは、被分配カード１４ａ〜１４ｄの受光素子１７ａ〜１７ｄで電気信号に変換される。電気信号Ｓ４ａ〜Ｓ４ｄに対応して発光素子１８ａ〜１８ｄから出力される光信号Ｓ５ａ〜Ｓ５ｄは、分配カード１３の受光素子１９ａ〜１９ｄにより電気信号Ｓ６ａ〜Ｓ６ｄに変換され、制御部２１は被分配カード１４ａ〜１４ｄの受信信号のタイミングが一致するように分配器２０を制御する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
分配カードを介して複数の被分配カードに入力信号を分配するように構成された電子機器において、
前記分配カードは、複数の第１の受光素子と、該第１の受光素子からそれぞれ出力される電気信号相互間のタイミング差を検出する制御部と、該制御部から出力される検出信号に基づいて、前記各被分配カードにおける前記入力信号のタイミングが同一となるように分配する分配器と、該分配器により分配された複数の電気信号によりそれぞれ駆動されて光信号を出力する複数の第１の発光素子とで構成され、
前記被分配カードは、相対する位置にある前記第１の発光素子から出力される光信号を入力する第２の受光素子と、該第２の受光素子から出力される電気信号により駆動されて相対する位置にある前記第１の受光素子に光信号を出力する第２の発光素子とで構成されたことを特徴とする電子機器。
【請求項２】
前記被分配カードは、他の被分配カードが受光又は出力する光信号を通過させる孔を備えたことを特徴とする請求項１記載の電子機器。
【請求項３】
前記制御部は、位相比較器により電気信号相互間のタイミング差を検出することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の電子機器。
【請求項４】
前記分配器は、分配する複数の電気信号を遅延素子によりタイミング調整することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の電子機器。
【請求項５】
前記入力信号が前記第１の受光素子から検出されないときはアラーム信号を発生することを特徴とする請求項１記載の電子機器。
【請求項６】
前記分配カードは、前記第１の発光素子及び前記第１の受光素子をカードの片面に備え、前記被分配カードが前記分配カードの前記片面に対向して配列されることを特徴とする請求項１記載の電子機器。
【請求項７】
前記分配カードは、前記第１の発光素子及び前記第１の受光素子をカードの両面に備え、前記被分配カードが前記分配カードの前記両面に対向して配列されることを特徴とする請求項１記載の電子機器。
【請求項８】
前記分配カード及び前記被分配カードが前記筐体内のコネクタに正常に挿入されたとき、前記第１の発光素子と前記第２の受光素子、前記第２の発光素子と前記第１の受光素子は互いに相対して配置されることを特徴とする請求項１記載の電子機器。
【請求項９】
前記第２の受光素子と前記第２の発光素子とを接続する信号経路の長さは前記各被分配カードにおいて同一であることを特徴とする請求項１記載の電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＩＣテスタ等のように、１つの筐体内に同一機能を有する複数枚のカードを挿入して運用する電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
ある種の電子機器、例えばロジックＩＣやメモリＬＳＩ等の各種半導体集積回路を試験する半導体試験装置では、テストヘッド内にバックボードと呼ばれる板状部材が固定され、プリント基板のコネクタをバックボード上のコネクタに差し込むことで、プリント基板が装着される。
【０００３】
図８は従来からメモリテスタで実際に行われている信号分配方式の例を示す模式図である。図ではメモリテスタの筐体内のバックボード１上に複数のコネクタ２が固定され、それぞれのコネクタ２にはバッファカード３及び４枚のピンエレクトロニクスカード（以下ＰＥカードと呼ぶ）４が挿入される。バッファカード３は本体架からの信号Ｓ１を入力し、コネクタ２及びバックボード１を介して各ＰＥカード４に信号Ｓ２を分配する。
【０００４】
図８の装置の動作を以下に説明する。本体架から送られる信号Ｓ１は一旦バッファカード３で受信され、必要に応じて信号が増幅された後、コネクタ２及びバックボード１を経由して各ＰＥカード４に信号Ｓ２として分配される。
【０００５】
信号分配機能を備えた電子機器に関連する先行技術文献としては次のようなものがある。
【０００６】
【特許文献１】特開平９−２１１０７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、従来の装置では電気信号による分配が用いられるため、コネクタなどにおける損失が大きく、高速信号の分配には向かなかった。図８の例では、バッファカード３からＰＥカード４へ信号を伝送するのに、コネクタ２を２回も通過することが大きな損失の原因となっていた。
【０００８】
また、分配後の線路長の差異により信号のタイミングずれ（スキュー）が生じ、全てのカードに同一タイミングで信号を送り届けるのは困難であった。
【０００９】
また、図８の構成で単に電気信号を光信号に置き換えただけでは、光コネクタや光ファイバが存在するために、却ってカードの挿し抜きなどの際に手間が増え、運用上に支障が生じるおそれがあった。
【００１０】
本発明はこのような課題を解決しようとするもので、損失が少なく、高速信号の分配が可能で、カードの挿し抜きなどに対する運用性が高く、全てのカードに同一タイミングで信号を分配することができる電子機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
このような課題を達成するために、本発明のうち請求項１記載の発明に係る電子機器は、
分配カードを介して複数の被分配カードに入力信号を分配するように構成された電子機器において、
前記分配カードは、
複数の第１の受光素子と、
該第１の受光素子からそれぞれ出力される電気信号相互間のタイミング差を検出する制御部と、
該制御部から出力される検出信号に基づいて、前記各被分配カードにおける前記入力信号のタイミングが同一となるように分配する分配器と、
該分配器により分配された複数の電気信号によりそれぞれ駆動されて光信号を出力する複数の第１の発光素子と
で構成され、
前記被分配カードは、
相対する位置にある前記第１の発光素子から出力される光信号を入力する第２の受光素子と、
該第２の受光素子から出力される電気信号により駆動されて相対する位置にある前記第１の受光素子に光信号を出力する第２の発光素子と
で構成されたことを特徴とする。
【００１２】
請求項２記載の発明は、
請求項１記載の電子機器において、
前記被分配カードは、他の被分配カードが受光又は出力する光信号を通過させる孔を備えたことを特徴とする。
【００１３】
請求項３記載の発明は、
請求項１又は請求項２記載の電子機器において、
前記制御部は、位相比較器により電気信号相互間のタイミング差を検出することを特徴とする。
【００１４】
請求項４記載の発明は、
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の電子機器において、
前記分配器は、分配する複数の電気信号を遅延素子によりタイミング調整することを特徴とする。
【００１５】
請求項５記載の発明は、
請求項１記載の電子機器において、
前記入力信号が前記第１の受光素子から検出されないときはアラーム信号を発生することを特徴とする。
【００１６】
請求項６記載の発明は、
請求項１記載の電子機器において、
前記分配カードは、前記第１の発光素子及び前記第１の受光素子をカードの片面に備え、前記被分配カードが前記分配カードの前記片面に対向して配列されることを特徴とする。
【００１７】
請求項７記載の発明は、
請求項１記載の電子機器において、
前記分配カードは、前記第１の発光素子及び前記第１の受光素子をカードの両面に備え、前記被分配カードが前記分配カードの前記両面に対向して配列されることを特徴とする。
【００１８】
請求項８記載の発明は、
請求項１記載の電子機器において、
前記分配カード及び前記被分配カードが前記筐体内のコネクタに正常に挿入されたとき、前記第１の発光素子と前記第２の受光素子、前記第２の発光素子と前記第１の受光素子は互いに相対して配置されることを特徴とする。
【００１９】
請求項９記載の発明は、
請求項１記載の電子機器において、
前記第２の受光素子と前記第２の発光素子とを接続する信号経路の長さは前記各被分配カードにおいて同一であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
以上説明したことから明らかなように、本発明によれば、分配カードを介して複数の被分配カードに入力信号を分配するように構成された電子機器において、前記分配カードは、複数の第１の受光素子と、該第１の受光素子からそれぞれ出力される電気信号相互間のタイミング差を検出する制御部と、該制御部から出力される検出信号に基づいて、前記各被分配カードにおける前記入力信号のタイミングが同一となるように分配する分配器と、該分配器により分配された複数の電気信号によりそれぞれ駆動されて光信号を出力する複数の第１の発光素子とで構成され、前記被分配カードは、相対する位置にある前記第１の発光素子から出力される光信号を入力する第２の受光素子と、該第２の受光素子から出力される電気信号により駆動されて相対する位置にある前記第１の受光素子に光信号を出力する第２の発光素子とで構成されたことにより、損失が少なく、高速信号の分配が可能で、カードの挿し抜きなどに対する運用性が高く、全てのカードに同一タイミングで信号を分配することのできる電子機器を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。
【００２２】
図１は本発明の実施の形態に係る電子機器の一実施例で、半導体試験装置を構成する場合を示す構成正面図、図２は同構成裏面図である。図３は分配カード１３の構成正面図、図４は被分配カード１４ｂの構成正面図である。ここでは分配カード１枚に対し、被分配カードが４枚の場合を示す。文中では、４枚ある被分配カード１４及びこれらと対応する構成要素に対してａ，ｂ，ｃ，ｄの添え字を付して区別する。
【００２３】
図１に示すように、バックボード１１には５つのコネクタ１２が並行に固定され、左から右に分配カード１３と４枚の被分配カード１４ａ〜１４ｄが挿入される（ここでカードとは実装基板のことをいう。以下同じ。）。
【００２４】
図３に示すように、分配カード１３上には、４つの第１の受光素子１９ａ〜１９ｄと、これら第１の受光素子からそれぞれ出力される電気信号Ｓ６ａ〜Ｓ６ｄを入力して信号相互間のタイミング差を検出する制御部２１と、本体架からバックボード１１及びコネクタ１２を介して送られる電気信号を４つの電気信号Ｓ２ａ〜Ｓ２ｄに分配するとともに、制御部２１から出力されるタイミング差検出信号Ｓ７に基づいて分配された信号Ｓ２ａ〜Ｓ２ｄのタイミングを調整する分配器２０と、分配器２０により分配された４つの電気信号Ｓ２ａ〜Ｓ２ｄによりそれぞれ駆動されて光信号Ｓ３ａ〜Ｓ３ｄを出力する４つの第１の発光素子１６ａ〜１６ｄが設けられている。
【００２５】
図１に示すように、被分配カード１４ａ〜１４ｄには、それぞれ対応する第２の受光素子１７ａ〜１７ｄが、それぞれ対応する第１の発光素子１６ａ〜１６ｄと向かい合わせの相対する位置に設けられ、第１の発光素子１６ａ〜１６ｄから出力される光信号Ｓ３ａ〜Ｓ３ｄをそれぞれ対応して受光し、電気信号を出力する。第２の発光素子１８ａ〜１８ｄは、第２の受光素子１７ａ〜１７ｄから出力される電気信号Ｓ４ｂをそれぞれ対応して入力し（図４）、図２に示すように、向かい合わせの相対する位置にある分配カード１３の第１の受光素子１９ａ〜１９ｄに光信号Ｓ５ａ〜Ｓ５ｄをそれぞれ対応して出力する。
【００２６】
被分配カード１４ｂを例にとって説明すると、図４に示すように、分配カード１３の第１の発光素子１６ｂと相対する位置に第２の受光素子１７ｂが設けられ、分配カード１３の第１の受光素子１９ｂと相対する位置に第２の発光素子１８ｂが設けられている。また、被分配カード１４ｂには、他の被分配カード１４ａ，１４ｃ，１４ｄが受光又は出力する光信号を通過させる複数の（ここでは６個）孔１５が分配カード１３の第１の発光素子１６ａ，１６ｃ，１６ｄ及び第１の受光素子１９ａ，１９ｃ，１９ｄと相対する位置（すなわち被分配カード１４ｂの第２の受光素子１７ｂ及び第２の発光素子１８ｂが設けられない場所）に設けられる。以上は被分配カード１４ａ，１４ｃ，１４ｄについても同様であり、上記説明を読み替えることができる。
【００２７】
上記の構成により、分配カード１３及び被分配カード１４ａ〜１４ｄが筐体内のコネクタ１２に正常に挿入されたとき、第１の発光素子１６ａ〜１６ｄと被分配カード１４ａ〜１４ｄの第２の受光素子１７ａ〜１７ｄ、第２の発光素子１８ａ〜１８ｄと第１の受光素子１９ａ〜１９ｄは、互いに向かい合わせの相対する位置に配置され、被分配カード１４ａ〜１４ｄに設けられた孔１５を光信号が遮られずに通過する。
【００２８】
また、第２の受光素子１７ａ〜１７ｄの出力と第２の発光素子１８ａ〜１８ｄの入力とを接続する電気信号Ｓ４ｂの信号経路長は各被分配カード１４ａ〜１４ｄにおいて同一である。
【００２９】
上記の電子機器の動作を以下に説明する。本体架から送られる入力信号Ｓ１は分配カード１３により筐体内の複数の被分配カード１４ａ〜１４ｄに分配される
【００３０】
本体架から分配カード１３に送られた入力電気信号Ｓ１は、分配器２０により４つの電気信号Ｓ２ａ〜Ｓ２ｄに分配され、それぞれ対応する第１の発光素子１６ａ〜１６ｄを駆動して、光信号Ｓ３ａ〜Ｓ３ｄが出力される（図３、図１）。
【００３１】
以下に、被分配カードの動作を、被分配カード１４ｂを例にとって説明する。ただし、被分配カード１４ａ，１４ｃ，１４ｄについても同様に読み替えることができる。第１の発光素子１６ｂから出力された光信号Ｓ３ｂは、被分配カード１４ａの孔１５を通過して空間伝送され、被分配カード１４ｂの第２の受光素子１７ｂで受光され、電気信号に変換される（図１）。第２の受光素子１７ｂから出力された電気信号Ｓ４ｂは被分配カード１４ｂ内の回路で使用される一方で、第２の発光素子１８ｂを駆動する（図４）。電気信号Ｓ４ｂに対応して第２の発光素子１８ｂから出力された光信号Ｓ５ｂは、被分配カード１４ａの孔１５を通過して再び空間伝送され、分配カード１３の第１の受光素子１９ｂで受光される（図２）。
【００３２】
光信号Ｓ５ａ〜Ｓ５ｄに対応して受光素子１９ａ〜１９ｄで変換された電気信号Ｓ６ａ〜Ｓ６ｄは、制御部２１に入力されて信号相互間のタイミング差が検出される。分配器２０は制御部２１から出力されるタイミング差の検出信号Ｓ７に基づいて分配信号Ｓ２ａ〜Ｓ２ｄのタイミングを調整する。（図３）
【００３３】
電気信号Ｓ６ａ〜Ｓ６ｄ相互間のタイミングの差異は、分配カード１３から送出された信号Ｓ３ａ〜Ｓ３ｄが信号Ｓ５ａ〜Ｓ５ｄとなって分配カード１３に戻ってくるまでの伝送距離が、被分配カード１４ａ〜１４ｄ毎に異なることによって発生する。
【００３４】
図５は被分配カード１４ａと１４ｂとの間の信号経路の相違を示す説明図である。１４ｃ，１４ｄについても同様であり、以下の説明を読み替えることができる。被分配カード１４ａの信号経路Ｓ３ａ→Ｓ４ａ→Ｓ５ａと被分配カード１４ｂの信号経路Ｓ３ｂ→Ｓ４ｂ→Ｓ５ｂとの間の経路差は、Ｓ４ａ，Ｓ４ｂの経路長に差がないので、往復の経路差、すなわち被分配カード１４ａと１４ｂとの間の距離δの２倍となる。この結果、図６の説明図に示すように、分配直後に同一タイミングで送出された電気信号Ｓ２ａ，Ｓ２ｂは、往復の経路差に相当する遅延の差異を持った電気信号Ｓ６ａ，Ｓ６ｂとして戻ってくる。したがって、片道分の経路差に相当する遅延を予め見込んで送出（経路の短い信号は遅らせて送出）することにより、各被分配カード１４ａ〜１４ｄが受信する信号のタイミングを揃えること（スキュー補正）が可能となる。
【００３５】
図７は上述のタイミング制御（スキュー補正）を実現するための構成を示す構成ブロック図である。ここでは被分配カード１４ａと１４ｂとの間のスキュー補正を行う場合を示しているが、１４ｃ，１４ｄについても同様であり、以下の説明を読み替えることができる。
【００３６】
制御部２１において、位相比較回路２１１は帰還信号Ｓ６ａ，Ｓ６ｂ間の位相差を検出し、対応した幅のパルスを出力する。積分器２１２は比較回路２１１の出力を積分し、パルス幅に比例した電圧を出力する。２１３は係数乗算器で、積分器２１２の出力値に係数１／２の値を掛ける。電圧保持回路２１４は制御信号に応じて乗算器２１３の出力電圧を保持する。セレクタ２１５は、制御信号により積分器２１２の出力と電圧保持回路２１４の出力のいずれかを選択して出力する。
【００３７】
分配器２０において、遅延素子２０１は、分配信号Ｓｄａに対してセレクタ２１５の出力電圧に応じた遅延量を与えた信号Ｓ２ａを第１の発光素子１６ａに出力する。
【００３８】
上記の構成において、電圧保持回路２１４はオペアンプ等を用いたアナログ式の保持回路の他、Ａ／Ｄ変換器＋ラッチ＋Ｄ／Ａ変換器の組み合わせを用いることができる。積分器２１２はオペアンプ等を用いたアナログ式の他、ディジタルフィルタでも実現できる。この場合、係数１／２の乗算器２１３はビットシフト，電圧保持回路２１４はラッチで実現することができる。
【００３９】
図７の回路の動作を以下に説明する。最初に、セレクタ２１５は下側の経路に設定され、積分器２１２の出力が選択される。このとき、位相比較回路２１１及び積分器２１２により、帰還信号Ｓ６ａ，Ｓ６ｂ間の位相差がゼロとなるように、遅延素子２０１が制御される（ＤＬＬ（遅延同期ループ）の一種）。帰還信号Ｓ６ａ，Ｓ６ｂ間の位相差がゼロになると、セレクタ２１５は上側の経路に切り替えられ、同時に制御信号により乗算器２１３の出力電圧を電圧保持回路２１４に保持する。この結果、遅延素子２０１の遅延量は帰還信号Ｓ６ａ，Ｓ６ｂ間の位相差がゼロになるときの半分となり、被分配カード１４ａ，１４ｂの受信タイミングが揃うことになる。ここでは被分配カード１４ａと１４ｂとの間のスキュー補正を示したが、図１〜図４のように被分配カード１４ｃ，１４ｄが存在する場合は、各被分配カード間のスキュー補正による遅延量を加算するか、最も遅れの大きい被分配カード１４ｄとタイミングが一致するように被分配カード１４ａ〜１４ｃのスキュー補正を行えばよい。
【００４０】
上記のような構成の電子機器によれば、分配後の信号を光で伝送するので、損失が少なく、高速信号の分配が可能となる。
【００４１】
また、光信号を空間伝送しているので、カードの挿し抜きなどに対する運用性が高い。
【００４２】
また、スキューを自動的に補正する機能を設けたので、すべての被分配カードに同一タイミングで信号を分配することができる。
【００４３】
また、光ファイバ等の導波路や光コネクタなどが不要なので、安価に実現することができる。
【００４４】
なお、上記の実施例では分配カード１枚に対し、被分配カードが４枚の場合を示したが、分配数は４に限らず任意の整数Ｎとすることができる。
【００４５】
また、上記の実施例では分配カードをカード群の端に配置しているが、分配カードの両面に発光／受光素子を実装してカード群の中央に配置し、被分配カードが分配カードの両面に対向して配列されるようにしてもよい。この場合、光路長の最大値を小さくすることができるという利点がある。
【００４６】
また、分配カードが送出した信号が分配カードに帰還されない場合は何らかの異常が発生しているものとみなして、入力信号が前記第１の受光素子から検出されないときはアラーム信号を発生することにより、異常検出を行うことができる。例えば、カードが筐体に正しく挿入されていないと光線が遮られることを利用して誤挿入検出機能を持たせることができ、筐体内の発火などにより煙が生じていると光路が遮られることを利用して煙検出機能を持たせることができる。
【００４７】
また、分配カード１３は、本体架から送られる電気信号をバックボード１１を経由させずに、分配カード１３上に設けた別のコネクタを介して直接送り込んでもよい。
【００４８】
また、ＩＣテスタ等の半導体試験装置に限らず、１つの筐体内に同一機能を有する複数枚のカードを挿入して運用するすべての電子機器に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の実施の形態に係る電子機器の一実施例を示す構成正面図である。
【図２】図１の装置の構成裏面図である。
【図３】図１装置の分配カード１３の構成正面図である。
【図４】図１装置の被分配カード１４ｂの構成正面図である。
【図５】図１の装置の被分配カード１４ａと１４ｂとの間の信号経路の相違を示す説明図である。
【図６】図１装置の信号経路の相違による信号のタイミング差異を示す説明図である。
【図７】図１の装置のタイミング制御を実現するための構成を示す構成ブロック図である。
【図８】従来の電子機器における信号分配方式の例を示す模式図である。
【符号の説明】
【００５０】
１２  コネクタ
１３  分配カード
１４ａ〜１４ｄ  被分配カード
１５  孔
１６ａ〜１６ｄ  第１の発光素子
１７ａ〜１７ｄ  第２の受光素子
１８ａ〜１８ｄ  第２の発光素子
１９ａ〜１９ｄ  第１の受光素子
２０  分配器
２１  制御部
２０１  遅延素子
２１１  位相比較器
Ｓ１  入力信号
【図１】
2008256482.tif 000003
【図２】
2008256482.tif 000004
【図３】
2008256482.tif 000005
【図４】
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【図５】
2008256482.tif 000007
【図６】
2008256482.tif 000008
【図７】
2008256482.tif 000009
【図８】
2008256482.tif 000010