(57)【要約】【課題】  プログラマブル遅延回路の微分非直線性を評価するために、プログラマブル遅延回路の遅延時間を設定する遅延設定コード毎に遅延時間を測定していたので、測定に長時間を要していたという課題を解決する。【解決手段】  評価するプログラム遅延回路にパルス信号と、このパルス信号に同期して１増加または減少する遅延設定コードを連続して入力し、このときの出力パルスの周期ジッタを測定して、微分非直線性を評価するようにした。短時間で微分非直線性を評価することができる。【選択図】                    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
遅延設定コードを設定することにより遅延時間を可変することができるプログラマブル遅延回路の微分非直線性を評価するプログラマブル遅延回路の評価方法において、
プログラマブル遅延回路にパルス信号を出力すると共に、このパルス信号に同期して１ずつ増加または減少する遅延設定コードを与える工程と、
前記プログラマブル遅延回路の出力信号の周期ジッタを測定する工程と、
を具備したことを特徴とするプログラマブル遅延回路の評価方法。
【請求項２】
同じ遅延設定コードで少なくとも２回周期変動を測定し、これら測定した周期変動から、その遅延設定コードにおける周期ジッタを推定するようにしたことを特徴とする請求項１記載のプログラマブル遅延回路の評価方法。
【請求項３】
遅延設定コードを設定することにより遅延時間を可変することができるプログラマブル遅延回路の微分非直線性を評価するプログラマブル遅延回路評価装置において、
一定の周期を有するパルス信号を生成して前記プログラマブル遅延回路に出力するパルス発生部と、
このパルス発生部の出力パルスに同期して、１ずつ増加または減少する遅延設定コードを生成して前記プログラマブル遅延回路に出力する遅延設定コード出力部と、
前記プログラマブル遅延回路の出力信号が入力され、この出力信号の周期ジッタを測定するジッタ測定部と、
を具備したことを特徴とするプログラマブル遅延回路評価装置。
【請求項４】
前記遅延設定コード出力部は、同じ遅延設定コードを少なくとも２回連続して出力し、前記ジッタ測定部はこの同じ遅延設定コードにおける周期変動から、測定すべき周期ジッタを推定するようにしたことを特徴とする請求項３記載のプログラマブル遅延回路評価装置。
【請求項５】
前記ジッタ測定部は、タイムインターバル測定器であることを特徴とする請求項３若しくは請求項４記載のプログラマブル遅延回路評価装置。
【請求項６】
前記ジッタ測定部は、オシロスコープであることを特徴とする請求項３若しくは請求項４記載のプログラマブル遅延回路評価装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プログラマブル遅延回路の、遅延設定コードに対する遅延時間の微分非直線性を評価する方法および装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プログラマブル遅延回路は、入力された信号を遅延設定コードで設定された遅延時間だけ遅らせて出力する回路である。このようなプログラマブル遅延回路の性能を表す指標の１つとして、遅延時間の微分非直線性がある。微分非直線性とは、遅延設定コードを１変化させたときの、理想的な遅延時間の増減からのずれで定義される。
【０００３】
この微分非直線性を測定する測定装置を図５に示す。図５において、１０は微分非直線性を測定するプログラマブル遅延回路、１１は２つのパルスの時間間隔を測定する時間間隔測定装置である。被測定プログラマブル遅延回路１０には遅延設定コードが設定されると共に、パルス信号が入力される。時間間隔測定装置１１には被測定プログラマブル遅延回路１０に入力されるパルス信号と、その出力である遅延出力信号が入力され、それらの信号の時間間隔を測定し、この時間間隔から微分非直線性を演算する。
【０００４】
次に、図６に基づいて微分非直線性を演算する手法を説明する。図６（Ａ）は入力パルス信号の波形であり、（Ｂ）は遅延設定コードを（ｎ−１）にしたときの出力パルス信号、（Ｃ）は遅延設定コードをｎにしたときの出力パルス信号の波形である。遅延設定コードを（ｎ−１）にしたときの入出力パルス信号の時間間隔はｔｄ［ｎ−１］、遅延設定コードをｎにしたときの時間間隔はｔｄ［ｎ］になっている。
【０００５】
理想的には、遅延設定コードの値と遅延時間との間には直線関係がある。従って、遅延設定コードを１増加させたときの遅延時間の理想的な増加分をΔｔｍとすると、遅延設定コードを（ｎ−１）にしたときの遅延時間ｔｄ［ｎ−１］と、遅延設定コードをｎにしたときの遅延時間ｔｄ［ｎ］との間には、理想的には下記（１）式の関係が成立するはずである。
ｔｄ［ｎ］＝ｔｄ［ｎ−１］＋Δｔｍ  ・・・・・・・・  （１）
【０００６】
しかしながら、実際には図６に示すように上記（１）式の関係は成立せず、下記（２）式のようにＤＮＬ［ｎ］の差が発生する。このＤＮＬ［ｎ］を微分非直線性という。
ｔｄ［ｎ］＝ｔｄ［ｎ−１］＋Δｔｍ＋ＤＮＬ［ｎ］  ・・・・・  （２）
【０００７】
微分非直線性を測定するためには、遅延設定コードを設定可能範囲の下限値から上限値までインクリメントしながら遅延時間を測定し、上記（２）式から各遅延設定コードにおける微分非直線性ＤＮＬ［ｎ］を演算する。
【特許文献１】特開２００６−３３３１５９号公報
【特許文献２】特開２００７−０９７０７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、このような微分非直線性を測定する手法では遅延時間の測定回数が多くなり、測定のために長時間必要であるという課題があった。例えば、遅延設定コードの設定範囲が０〜ｐであると、（ｐ＋１）回の遅延時間測定が必要である。また、遅延時間を測定した後、微分非直線性を求める演算を行わなければならないという課題もあった。
【０００９】
半導体試験装置に用いるタイミングジェネレータでは、多数のプログラマブル遅延回路を用いている。そのため、これらのプログラマブル遅延回路を評価、あるいは検査するためには、多大な時間が必要であった。
【００１０】
従って本発明の目的は、短時間で微分非直線性を評価することができるプログラマブル遅延回路の評価方法およびその装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
このような課題を解決するために、本発明のうち請求項１記載の発明は、
遅延設定コードを設定することにより遅延時間を可変することができるプログラマブル遅延回路の微分非直線性を評価するプログラマブル遅延回路の評価方法において、
プログラマブル遅延回路にパルス信号を出力すると共に、このパルス信号に同期して１ずつ増加または減少する遅延設定コードを与える工程と、
前記プログラマブル遅延回路の出力信号の周期ジッタを測定する工程と、
を具備したものである。簡単に微分非直線性を測定できる。
【００１２】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、
同じ遅延設定コードで少なくとも２回周期変動を測定し、これら測定した周期変動から、その遅延設定コードにおける周期ジッタを推定するようにしたものである。ランダムジッタの影響を除去できる。
【００１３】
請求項３記載の発明は、
遅延設定コードを設定することにより遅延時間を可変することができるプログラマブル遅延回路の微分非直線性を評価するプログラマブル遅延回路評価装置において、
一定の周期を有するパルス信号を生成して前記プログラマブル遅延回路に出力するパルス発生部と、
このパルス発生部の出力パルスに同期して、１ずつ増加または減少する遅延設定コードを生成して前記プログラマブル遅延回路に出力する遅延設定コード出力部と、
前記プログラマブル遅延回路の出力信号が入力され、この出力信号の周期ジッタを測定するジッタ測定部と、
を具備したものである。簡単に微分非直線性を測定できる。
【００１４】
請求項４記載の発明は、請求項３記載の発明において、
前記遅延設定コード出力部は、同じ遅延設定コードを少なくとも２回連続して出力し、前記ジッタ測定部はこの同じ遅延設定コードにおける周期変動から、測定すべき周期ジッタを推定するようにしたものである。ランダムジッタの影響を除去できる。
【００１５】
請求項５記載の発明は、請求項３若しくは請求項４記載の発明において、
前記ジッタ測定部として、タイムインターバル測定器を用いたものである。既存の測定器を使用することができる。
【００１６】
請求項６記載の発明は、請求項３若しくは請求項４記載の発明において、
前記ジッタ測定部として、オシロスコープを用いたものである。既存の測定器を使用することができる。
【発明の効果】
【００１７】
以上説明したことから明らかなように、本発明によれば次のような効果がある。
請求項１，２、３、４、５および６の発明によれば、評価するプログラマブル遅延回路にパルス信号と、このパルス信号に同期して１増加または減少する遅延設定コードを連続して入力し、このときの前記プログラマブル遅延回路の出力の周期ジッタを測定して、微分非直線性を評価するようにした。
【００１８】
周期ジッタを測定するだけで微分非直線性を評価することができるので、短時間で微分非直線性を評価あるいは検査することができるという効果がある。また、同じ遅延設定コードで複数回測定して周期の変動を測定することにより、ランダムジッタの影響を除去することができるという効果もある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下本発明を図面を用いて詳細に説明する。図１は本発明に係るプログラマブル遅延回路評価装置の一実施例を示す構成図である。なお、図６と同じ要素には同一符号を付し、説明を省略する。図１において、２０はプログラマブル遅延回路評価装置であり、パルス発生部２１、遅延設定コード出力部２２、およびジッタ測定部２３で構成されている。
【００２０】
パルス発生部２１は一定周期のパルス信号を発生する。このパルス信号は被測定遅延回路１０および遅延設定コード出力部２２に出力される。遅延設定コード出力部２２は、パルス発生部２１が発生するパルス信号に同期して、被測定遅延回路に設定できる遅延コードを順番に発生して、被測定遅延回路１０に出力する。例えば、設定可能範囲の下限から１ずつ増加する遅延設定コード、または上限から１ずつ減少する遅延設定コードを順番に発生する。ジッタ測定部２３には被測定遅延回路１０の出力パルス信号が入力され、この信号の周期ジッタ、すなわち周期の揺らぎを測定する。この周期ジッタが微分非直線性になる。
【００２１】
次に、図２に基づいて微分非直線性測定の原理を説明する。図２（１）はタイムチャートであり、（Ａ）はパルス発生部２１が発生するパルス信号の波形、（Ｂ）は遅延設定コード出力部２２が出力する遅延設定コード、（Ｃ）は被測定遅延回路１０の出力である遅延パルス信号の波形である。パルス信号の周期はＴｐｒｄである。また、遅延設定コードは、（Ａ）のパルス信号に同期して１ずつ増加する。遅延設定コードはパルス信号の立ち上がりの前に変化し、立ち上がり時には安定しているようにする。
【００２２】
遅延設定コードがｐにおける被測定遅延回路１０の遅延時間をｄｔ［ｐ］、遅延設定コードがｐと（ｐ−１）のときの遅延パルス信号の時間間隔、すなわち瞬時的な周期をｄｐｒｄ［ｐ］とすると、
ｄｐｒｄ［ｎ−１］＝Ｔｐｒｄ＋（ｄｔ［ｎ−１］−ｄｔ［ｎ−２］）
ｄｐｒｄ［ｎ］＝Ｔｐｒｄ＋（ｄｔ［ｎ］−ｄｔ［ｎ−１］）
ｄｐｒｄ［ｎ＋１］＝Ｔｐｒｄ＋（ｄｔ［ｎ＋１］−ｄｔ［ｎ］）
になる。
【００２３】
上式の右辺２項目は遅延設定コードが１増加したことによる遅延時間の理想的な増加分と微分非直線性を加算したものであるから、遅延設定コードが１増加したことによる遅延時間の理想的増加分をΔｔｄｎとすると、
ｄｐｒｄ［ｎ−１］＝Ｔｐｒｄ＋Δｔｄｎ＋ＤＮＬ［ｎ−１］
ｄｐｒｄ［ｎ］＝Ｔｐｒｄ＋Δｔｄｎ＋ＤＮＬ［ｎ］
ｄｐｒｄ［ｎ＋１］＝Ｔｐｒｄ＋Δｔｄｎ＋ＤＮＬ［ｎ＋１］
になる。但し、ＤＮＬ［ｎ−１］、ＤＮＬ［ｎ］、ＤＮＬ［ｎ＋１］は、それぞれ遅延設定コードがｎ−１、ｎ、ｎ＋１のときの微分非直線性である。Ｔｐｒｄ＋Δｔｄｎは定数なので、遅延設定コードを下限値から上限値まで１ずつ増加しながら測定したときの周期ジッタが微分非直線性になる。
【００２４】
図２（２）は微分非直線性を表した図である。この図において、横軸は周期であり、３０はＴｐｒｄ＋Δｔｄｎ、すなわち微分非直線性が０の点を、短い矢印３１は周期の測定値を表す。測定値３１は矢印３０の周囲に分布する。矢印３１が分布している範囲が微分非直線性の範囲ＤＮＬｐ−ｐ、一番短い周期の測定値と矢印３０との差が微分非直線性の最小値ＤＮＬｍｉｎ、一番長い周期の測定値と矢印３０の差が微分非直線性の最大値ＤＮＬｍａｘである。
【００２５】
なお、この実施例では遅延設定コードが１ずつ増加する場合について説明したが、１ずつ減少する場合も同じである。この場合プログラマブル遅延回路１０出力の周期は、パルス信号の周期ＴｐｒｄよりΔｔｐｄだけ減少するが、周期ジッタはこの実施例と同じく微分非直線性になる。
【００２６】
また、ジッタ測定部２３は周期ジッタが測定できる機器であれば何でもよい。ジッタ測定器を始め、時間間隔を測定できるタイムインターバル測定器やオシロスコープ等を用いることができる。
【００２７】
遅延設定コード出力部２２は、１ずつ増加または減少するコードを出力する機能を有するものであればよいが、例えばＬＳＩテスター等に用いられるレート端数累算型タイミングジェネレータを用いることができる。このようなレート端数累算型タイミングジェネレータは、第２９０７０３３号特許公報に記載されている。この特許公報に記載されているレート端数累算型タイミングジェネレータのレート端数を１に設定すると、１ずつ増加する遅延設定コード出力部として用いることができる。
【００２８】
プログラマブル遅延回路評価装置２０の構成によっては、雑音等によってランダムジッタが発生することがある。このようなランダムジッタがある場合の測定例を図３に示す。図３（１）は遅延設定コードを固定してジッタを測定した測定例をグラフ化したものであり、横軸はジッタの大きさ、縦軸は測定頻度である。測定したいジッタは縦矢印３２であるが、ジッタの測定値は斜線部３３のようにある範囲内に分布する。一度だけの測定では、測定値がＡのときはジッタが実際より小さくなるために微分非直線性が過小に評価され、Ｂのときは過大に評価される。
【００２９】
図３（２）はランダムジッタのある場合の測定例であり、（１）のグラフを重ね合わせた形状になる。微分非直線性はＤＮＬ１であるが、ランダムジッタのために測定値が斜線部の範囲に分布するので、測定した微分非直線性の最大値は、この分布曲線の端から端までのＤＮＬ２になり得る。このため、（ＤＮＬ２−ＤＮＬ１）の不確実性が発生する。
【００３０】
このような不確実を避けるために、同じ遅延設定コードで複数周期回ジッタを測定し、斜線部３３の形を求めて、その平均値または中央値を真のジッタとして、微分非直線性を評価すればよい。この測定を図４に示す。遅延設定コードをｎに固定し、ｄｐｒｄ１、ｄｐｒｄ２、・・・・・・の値から斜線部３３の形を求め、その平均値、または中央値を周期ジッタとする。
【００３１】
なお、斜線部３３の形は、遅延設定コードが変化しても変化しない場合が多い。この場合は１つの遅延設定コードの測定回数を多くして斜線部３３の形を求め、他の遅延設定コードは斜線部３３の形が同じであるとして真のジッタを推定してもよい。このようにすると、測定回数を削減することができる。
【００３２】
また、微分非直線性の評価には、周期ジッタの範囲が重要である。そのため、遅延設定コードの全範囲について、図２（１）のように各遅延設定コードで１回周期ジッタを測定してそのおよその範囲を求め、端の部分についてのみ、同じ遅延設定コードで複数回測定してランダムジッタの分布形状を求め、真の周期ジッタを求めるようにしてもよい。このようにすると、測定および演算回数を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の一実施例を示す構成図である。
【図２】測定方法を説明するためのタイムチャートである。
【図３】ランダムジッタの分布図である。
【図４】ランダムジッタを測定するためのタイムチャートである。
【図５】従来の微分非直線性を評価する装置の構成図である。
【図６】従来の微分非直線性の評価方法を説明するための図である。
【符号の説明】
【００３４】
１０  被測定遅延回路
２０  プログラマブル遅延回路評価装置
２１  パルス発生部
２２  遅延設定コード出力部
２３  ジッタ測定部
３０  微分非直線性が０のときの周期
３１  周期ジッタ
３２  ランダムジッタの平均値または中央値
３３  ランダムジッタの分布
Ｔｐｒｄ  パルス信号の周期
ｄｔ［ｎ−２］〜ｄｔ［ｎ＋１］  遅延時間
ｄｐｒｄ［ｎ−１］〜ｄｐｒｄ［ｎ＋１］  出力信号の周期
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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