(57)【要約】【課題】  アイ測定を行うＤＵＴについて、ＤＵＴ出力の温度ドリフト等に基づく位相ズレによって誤測定が生じないウィンドウ判定回路を提供する【解決手段】  被測定デバイス１の出力信号が、ウィンドウストローブ信号のウィンドウ区間におけるＨｉレベル閾値およびＬｏｗレベル閾値との比較結果に基づいて、信号歪みの有無を判定するウィンドウ判定回路において、被測定デバイス１の出力信号が入力されＨｉレベル閾値とＬｏｗレベル閾値との中間の中間レベル閾値と比較する中間値比較器３３と、中間値比較器３３の出力信号に基づいて所定のウィンドウ幅を持つ信号を発生するウィンドウ幅発生回路１６１と、ウィンドウ幅発生回路１６１の出力信号を設定された時間遅延させて前記ウィンドウストローブ信号を発生する遅延回路５１４とを備えることを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウィンドウストローブ信号のウィンドウ区間におけるＨｉレベル閾値およびＬｏｗレベル閾値との比較結果に基づいて、被測定デバイスの出力信号の信号歪みの有無を判定するウィンドウ判定回路において、
被測定デバイスの出力信号が入力され、Ｈｉレベル閾値とＬｏｗレベル閾値との中間の中間レベル閾値と比較する中間値比較器と、
この中間値比較器の出力信号に基づいて所定のウィンドウ幅を持つ信号を発生するウィンドウ幅発生回路と、
このウィンドウ幅発生回路の出力信号を所定の時間遅延させて前記ウィンドウストローブ信号を発生する遅延回路と
を備えることを特徴とするウィンドウ判定回路。
【請求項２】
前記比較結果に対応する信号が入力され前記ウィンドウストローブ信号によりイネーブルとされるフリップフロップ回路と、
このフリップフロップ回路から出力される信号を保持するラッチ回路と
を備えることを特徴とする請求項１記載のウィンドウ判定回路。
【請求項３】
前記比較結果は被測定デバイスの出力信号をＨｉレベル閾値及びＬｏｗレベル閾値と時分割に比較する比較器から得ることを特徴とする請求項１または２記載のウィンドウ判定回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体試験装置などにおいて、高速で動作する測定デバイス（以下、ＤＵＴ: Device Under Test と呼ぶ）の出力波形品質の評価を目的として、アイ（信号開口部）測定を実施するための、ウィンドウ判定回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
高速通信系に使用されるデバイスでは、出力信号が高速なため、アイ測定を行って波形のエッジの歪みを評価する必要がある。１ビットに相当する、極めて多数の信号波形を切り出して重ね合せたとき表示されるアイ・ダイアグラムにおいて、１を表す波形と、０を表す波形の２つの波形に囲まれた部分を「アイ開口」と呼び、これが大きいほど１、０の判定が容易になるので良いとされている。この場合、テスタの判定系では、判定点をエッジで捉える通常のストローブ判定だけではなく、アイ（開口部）の内側にエッジが存在するかしないかを測定するために、ある一定期間内でのエッジの有無を検出するウィンドウ判定を実行する必要がある。ウィンドウ判定では、判定期間であるウィンドウ幅（前エッジ、後ろエッジ）を設定するため、２つのエッジ発生回路が必要となる。
【０００３】
図７は従来の判定系を構成するウィンドウ判定回路の一例を示す構成ブロック図である。
テスタ１００において、Ｈｉ側比較器３１，Ｌｏｗ側比較器３２は、被測定デバイスＤＵＴ１の出力信号DUT_OUTを、ケーブル２を介して入力し、それぞれＨｉレベル閾値Hi_cmp_level、Ｌｏｗレベル閾値Low_cmp_levelと比較する。ここで、Ｈｉ／Ｌｏｗ の２系統設けてあるのは、同時測定することにより、測定時間を短縮するためである。
【０００４】
第１のストローブ発生部６１、第２のストローブ発生部６２は、試験パターンなどのタイミングをつくるテスタ１００内の基準クロックと同期した第１のストローブ信号STB1、第２のストローブ信号STB2をそれぞれウィンドウ判定部５１、５２に出力する。ストローブ信号STB1，STB2の各エッジの位置は、あらかじめプログラムされた位置に固定となる。
【０００５】
Ｈｉ／Ｌｏｗウィンドウ判定部５１，５２は、Ｈｉ側比較器３１の比較結果H-CMP、Ｌｏｗ側比較器３２の比較結果L-CMPが入力され、ストローブ信号STB1、STB2から生成されるウィンドウ区間におけるグリッチ発生の有無を判定する。
【０００６】
図８はＨｉ側ウィンドウ判定部５１の詳細を示す回路図である。
ウィンドウストローブ作成回路５１１は、フリップフロップ回路（以下ＦＦと記す）で構成され、第１のストローブ信号STB1をクロック入力とし、第２のストローブ信号STB2をリセット入力として、第１のストローブ信号STB1で開始し第２のストローブ信号STB2で終了するウィンドウ区間で、Ｈｉ側となる信号WSTB12を発生する。
【０００７】
グリッチ検出器５１２は、ＦＦからなり、データ入力がＨｉに設定され、Ｈｉ側比較器３１の比較結果H-CMPがクロック入力とされ、ウィンドウストローブ作成回路５１１からの信号WSTB12がイネーブル入力とされる。
【０００８】
ラッチ回路５１３を構成するＦＦは、グリッチ検出器５１２の出力がデータ入力とされ、ストローブ信号STB2がクロック入力とされ、信号WSTB12がイネーブル入力とされる。ラッチ回路５１３の出力Hi_w_cmpは、グリッチ検出器５１２のリセット入力に接続される。
【０００９】
Ｌｏｗ側ウィンドウ判定部５２は、H-CMPの代わりにＬｏｗ側比較器３２の出力L-CMPが入力される以外はウィンドウ判定部５１と同様である。
【００１０】
図７の装置の動作を以下に説明する。
被測定デバイスＤＵＴ１の出力信号DUT_OUTは、ケーブル２を介してテスタ１００に送られ、Ｈｉ側比較器３１でＨｉレベル閾値Hi_cmp_levelと、Ｌｏｗ側比較器３２でＬｏｗレベル閾値Low_cmp_levelと比較される。第１のストローブ発生部６１、第２のストローブ発生部６２は、それぞれ第１のストローブ信号STB1、第２のストローブ信号STB2をウィンドウ判定部５１、５２に出力する。Ｈｉ側比較器３１の比較結果H-CMP、Ｌｏｗ側比較器３２の比較結果L-CMPはそれぞれウィンドウ判定部５１、５２に入力され、ストローブ信号STB1、STB2により生成されるウィンドウ区間においてグリッチ発生の有無を判定される。
【００１１】
なお、ＤＵＴ１の仕様が３Ｖ振幅の波形出力である場合、レベル比較用閾値の具体例として、例えば下記を設定する。
Hi_cmp_level  : 2.5V
Low_cmp_level : 0.8V
【００１２】
図９は、ＤＵＴ１の出力信号DUT_OUTにグリッチが発生しているときの比較器３１，３２とウィンドウ判定部５１，５２の動作を示すタイムチャートである。被測定デバイスＤＵＴ１の出力信号DUT_OUT（ａ）に生じたグリッチＡ１，Ａ２，Ａ３に対応して、比較器３１における閾値Hi_cmp_levelとの比較により信号H-CMP（ｂ）に信号反転Ｂ１，Ｂ３が生じ、比較器３２におけるＬｏｗレベル閾値Low_cmp_levelとの比較により信号L-CMP（ｃ）に信号反転Ｂ２が生じる。
【００１３】
図８のＨｉ側ウィンドウ判定部５１において、ストローブ信号STB1（ｄ）及びSTB2（ｅ）のタイミングエッジにより、ストローブ作成回路５１１からウィンドウストローブ信号WSTB12（ｆ）が発生される。比較出力H-CMPがグリッチ検出器５１２に入力され、ウィンドウストローブ信号WSTB12によってイネーブルになると、比較出力H-CMPにグリッチＢ１，Ｂ３が発生した時点で、出力Win_det （ｇ）はＨｉに変わる。ラッチ回路５１３もウィンドウストローブ信号WSTB12によってイネーブルとなっているので、ストローブ信号STB2 のタイミングで出力Win_det のＨｉレベルがラッチされ（Ｃ１，Ｃ３）、出力Hi_w_cmp （ｈ）がＨｉレベルとなり、グリッチが検出されたことを示す。信号Hi_w_cmpにより、グリッチ検出器５１２出力（ｇ）はリセットされ、次のグリッチ検出に備える。
【００１４】
同様に、Ｌｏｗ側ウィンドウ判定部５２において、比較出力L-CMP（ｃ）にグリッチＢ２が発生した時点で、信号Win_det （ｉ）はＨｉに変わり、ストローブ信号STB2 （ｅ）のタイミングで出力Win_det のＨｉレベルがラッチされ（Ｄ１）、出力Low_w_cmp （ｊ）がＨｉレベルとなる。
【００１５】
ウィンドウストローブ信号WSTB12（ｆ）がイネーブルの状態で、比較出力H-CMP（ｂ），L-CMP（ｃ）にグリッチが発生していない場合は、信号Win_det （ｇ）（ｉ）はＬｏｗのままとなるので（Ｃ２，Ｄ２）、信号Hi_w_cmp（ｈ），Low_w_cmp（ｊ）はＬｏｗとなる。
【００１６】
ウィンドウ判定回路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。
【００１７】
【特許文献１】特開２００１−３５０６４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
しかしながら、高速のＤＵＴ出力信号の場合、ＤＵＴ出力波形が少しでもなまっていると、テストレートと比べて信号の遷移時間（立上がり、立下り）の占める割合が大きくなる。また、テスト中にＤＵＴのジャンクション温度が変わることにより、ＤＵＴ出力信号の遅延時間は変動する。この温度ドリフトした遅延時間Ｔｄがテストレートに比較して小さければ測定精度に問題は生じないが、大きい場合は誤測定の原因となってしまう。
【００１９】
図１０は図７のウィンドウ判定回路で、温度ドリフトによる遅延時間で誤測定が生じた例を示すタイムチャートである。本来、ストローブ信号STB1（ｂ）, STB2（ｃ） の間のウィンドウ区間Ｔ12に発生したグリッチＥを観察するように設定されていたが、テスト中にDUT_OUT（ａ）の位相がずれたため、遅延時間Ｔｄ遅延後の信号DUT_OUT（ｄ）の正常波形の立ち上がりエッジＦがウィンドウ区間Ｔ12内に入り込んで、信号Win_det （ｅ）がＨｉに変わり、グリッチと認識されたもので、本来検出すべき中間点のグリッチＧは検出できなくなっている。
【００２０】
なお、ストローブ信号STB1およびSTB2は、テスタ内の基準クロックから生成されるため、各エッジの位置は、あらかじめプログラムした位置に固定されているので、自動的に変化させることはできない。
【００２１】
本発明はこのような課題を解決しようとするもので、アイ測定を行うＤＵＴについて、ＤＵＴ出力の温度ドリフト等による位相ズレによる誤測定が生じないウィンドウ判定回路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】
【００２２】
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記載の発明は、
被測定デバイスの出力信号の、ウィンドウストローブ信号のウィンドウ区間におけるＨｉレベル閾値およびＬｏｗレベル閾値との比較結果に基づいて、信号歪みの有無を判定するウィンドウ判定回路において、
被測定デバイスの出力信号が入力され、Ｈｉレベル閾値とＬｏｗレベル閾値との中間の中間レベル閾値と比較する中間値比較器と、
この中間値比較器の出力信号に基づいて所定のウィンドウ幅を持つ信号を発生するウィンドウ幅発生回路と、
このウィンドウ幅発生回路の出力信号を所定の時間遅延させて前記ウィンドウストローブ信号を発生する遅延回路と
を備えることを特徴とする。
【００２３】
請求項２記載の発明は、
請求項１記載のウィンドウ判定回路において、
前記比較結果に対応する信号が入力され前記ウィンドウストローブ信号によりイネーブルとされるフリップフロップ回路と、
このフリップフロップ回路から出力される信号を保持するラッチ回路と
を備えることを特徴とする。
【００２４】
請求項３記載の発明は、
請求項１または２記載のウィンドウ判定回路において、
前記比較結果は被測定デバイスの出力信号をＨｉレベル閾値及びＬｏｗレベル閾値と時分割に比較する比較器から得ることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２５】
以上説明したことから明らかなように、本発明によれば、被測定デバイスの出力信号の、ウィンドウストローブ信号のウィンドウ区間におけるＨｉレベル閾値およびＬｏｗレベル閾値との比較結果に基づいて、信号歪みの有無を判定するウィンドウ判定回路において、被測定デバイスの出力信号が入力され、Ｈｉレベル閾値とＬｏｗレベル閾値との中間の中間レベル閾値と比較する中間値比較器と、この中間値比較器の出力信号に基づいて所定のウィンドウ幅を持つ信号を発生するウィンドウ幅発生回路と、このウィンドウ幅発生回路の出力信号を所定の時間遅延させて前記ウィンドウストローブ信号を発生する遅延回路とを備えることにより、ウィンドウストローブ信号を自動的にＤＵＴ出力波形に追従させることができるので、ＤＵＴ出力の温度ドリフト等による位相ズレによって誤測定が生じないウィンドウ判定回路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】
【００２６】
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。
【００２７】
図１は本発明の実施の形態に係る、ウィンドウ判定回路の一実施例を示す構成ブロック図である。図７と同一の部分は同じ記号を付して重複する説明を省略する。
【００２８】
中間値比較器３３は、ＤＵＴ１出力信号DUT_OUTを中間レベル閾値 Mid_ cmp_level と比較し、信号M-CMPを比較結果として出力する。ここで中間レベルMid_ cmp_levelは、Ｈｉレベル閾値Hi_cmp_levelとＬｏｗレベル閾値Low_cmp_levelのほぼ中間の値とする。
【００２９】
M-WIND発生部１６１は、信号M-CMP を入力して判定ウィンドウを生成するためのウィンドウ幅信号M-WINDをウィンドウ判定部１５１，１５２に出力する。
【００３０】
ストローブ発生部１６２は、任意のタイミングで判定出力をラッチするためのストローブ信号をウィンドウ判定部１５１，１５２に出力する。
【００３１】
ウィンドウ判定部１５１，１５２は、それぞれＨｉ側比較器３１の比較結果H-CMP、Ｌｏｗ側比較器３２の比較結果L-CMPに対し、M-WIND作成回路１６１から入力する信号M-WINDに基づいてウィンドウ区間におけるグリッチ発生の有無を判定する。
【００３２】
図２はM-WIND発生部１６１の詳細を示す構成回路図である。
パルス生成用ＦＦ６１１は、データ入力がＨｉに設定され、クロック入力に中間値比較器３３から出力された信号M-CMPが与えられる。
【００３３】
遅延回路６１２は、パルス生成用ＦＦ６１１の出力信号を入力し、設定された所定の時間だけ遅延した信号M-CMP_Delayを出力して、パルス生成用ＦＦ６１１のリセット端子Rstに入力する。パルス生成用ＦＦ６１１から判定ウィンドウを生成するためのウィンドウ幅信号M-WINDが出力される。
【００３４】
図３はウィンドウ判定部１５１の詳細を示す構成回路図である。図８のウィンドウ判定部５１と同一の部分は同じ記号を付して重複する説明を省略する。
【００３５】
遅延回路５１４は、M-WIND発生部１６１から出力されたウィンドウ幅信号M-WINDを入力して、設定された所定の時間Ｔstb1だけ遅延したウィンドウストローブ信号M-WSTBを生成して、グリッチ検出器５１２のイネーブル端子Ｅｎに出力する。
【００３６】
反転回路５１５は、遅延回路５１４の出力信号M-WSTBを反転する。ＳＴＢ選択回路５１６はストローブ発生部１６２から出力されるストローブ信号STBと反転回路５１５の出力のいずれかを選択する。
【００３７】
グリッチ検出器５１３のクロック端子にはＳＴＢ選択回路５１６で選択された信号がストローブ信号として入力される。図８の場合と異なり、ラッチ回路５１３のイネーブル入力にウィンドウストローブ信号は接続されない。
【００３８】
ウィンドウ判定部１５２は、グリッチ検出器５１２のクロック入力にＬｏｗ側比較器３２の比較結果L-CMPが与えられる以外は上記のウィンドウ判定部１５１と同じである。
【００３９】
上記で、M-WIND発生部１６１はこの中間値比較器３３の出力信号に基づいて所定のウィンドウ幅Ｔ12を持つウィンドウ幅信号M-WINDを発生するウィンドウ幅発生回路を構成する。
【００４０】
また、遅延回路５１４は、ウィンドウ幅発生回路１６１の出力信号を所定の時間Ｔstb1遅延させてウィンドウストローブ信号M-WSTBを発生する遅延回路を構成する。
【００４１】
図１の装置の動作を以下にタイムチャートを用いて説明する。
図４は図１の中間値比較器３３と図２のM-WIND発生部１６１の動作を示すためのタイムチャートである。
【００４２】
被測定デバイスＤＵＴ１からケーブル２を介して送られた信号DUT_OUT（ａ）は、中間値比較器３３で中間レベル閾値Mid_ cmp_levelと比較され、比較結果M-CMP（ｂ）がM-WIND発生部１６１に入力される。信号M-CMPの立ち上がりエッジで、パルス生成用ＦＦ６１１は“１”（Ｈｉ）となる。この出力が、遅延回路６１２を通過し、時間Ｔ12遅延した後（ｃ）、その立ち上がりでパルス生成用ＦＦ６１１をリセットしてその出力を“０”（Ｌｏｗ）とする（ｄ）。その結果、パルス生成用ＦＦ６１１からウィンドウストローブの元となるウィンドウ幅信号M-WINDが出力される。ここで、ウィンドウ幅信号M-WINDは遅延時間量Ｔ12と等しいウィンドウ幅を有する。
【００４３】
図５は図３のウィンドウ判定部１５１の動作を示すためのタイムチャートである。ここでは、ＳＴＢ選択回路がストローブ信号STBを選択している場合を示す。
【００４４】
テスト中にＤＵＴ１の出力信号（ａ）の遅延時間が温度ドリフトによりＴｄ変化したとする（ｂ）。これに追従して遅延され、M-WIND発生部１６１から出力されたウィンドウ幅信号M-WIND（ｃ）は遅延回路５１４に入力され、設定された所定の時間 Ｔstb1 だけ遅延されたウィンドウストローブ信号M-WSTB（ｄ）が生成され、グリッチ検出器５１２のイネーブル端子Ｅｎに入力される。
【００４５】
このM-WSTB 信号が、“１”の時に、Ｈｉ側の比較結果 H-CMP にグリッジによる信号反転が発生すると、グリッジ検出器５１２がセットされ、出力Win_det（ｅ）が“１”となる。この出力信号Win_det は次段のラッチ回路５１３に入力されて、ストローブ信号STB（ｆ）のタイミングでラッチされると同時に、グリッジ検出器５１２をリセットして“０”とする。ラッチ回路５１３の出力信号Hi_w_cmp（ｇ）がグリッチの判定結果を示す。
【００４６】
なお、ストローブ信号をグリッジが発生されると思われる位置よりも確実に遅延させたい場合は、あらかじめＳＴＢ選択回路５１６で反転回路５１５の出力信号を選択し、ウィンドウストローブ信号M-WSTB（ｄ）の立下りのタイミングで信号Win_detをラッチさせてもよい。
【００４７】
上記のような構成のウィンドウ判定回路によれば、ウィンドウストローブ信号M-WSTBをＤＵＴ出力信号の遅延に追従させることにより、ＤＵＴの温度ドリフトによる位相ずれを自動的に吸収することが可能となる。したがって、ＤＵＴ出力の温度ドリフト等による位相ズレによる誤測定が生じないウィンドウ判定回路を実現することができる。
【００４８】
また、波形にグリッジが発生した場合だけでなく、波形の立ち上がりが歪んだ場合の検出も可能である。図６（ａ）にＤＵＴ１信号が正常波形となっている場合、図６（ｂ）にＤＵＴ１信号が歪んだ波形となっている場合のタイムチャートを示す。立ち上がりが歪んだ波形の場合、正常波形の場合と比較して、H-CMP波形のエッジ位置が、M-CMP波形のエッジ位置と比較して、かなり後方となる。この場合、信号M-WSTB の内側（Ｈｉの状態）に立ち上がり歪みが存在することになるため、フェイルとなって検出される。このように、遅延時間を適切に設定することにより、立ち上がりの歪みについても、検出することが可能である。
【００４９】
なお、上記の実施例では比較器とウィンドウ判定部をＨｉ側およびＬｏｗ側の２組設けているが、Ｈｉレベル閾値とＬｏｗレベル閾値を時分割に切り換えることにより、１組としてハードウェアコストを低減してもよい。
【００５０】
また、ウィンドウ判定部１５１において、ストローブ信号として常に信号ＳＴＢを用いる場合は、反転回路５１５及びＳＴＢ選択回路５１６を省略することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の実施の形態に係る、ウィンドウ判定回路の一実施例を示す構成ブロック図である。
【図２】M-WIND発生部１６１の詳細を示す構成回路図である。
【図３】ウィンドウ判定部１５１の詳細を示す構成回路図である。
【図４】図１の中間値比較器３３と図２のM-WIND発生部１６１の動作を示すためのタイムチャートである。
【図５】図３のウィンドウ判定部１５１の動作を示すためのタイムチャートである。
【図６】ＤＵＴ信号が正常波形となっている場合と歪んだ波形となっている場合の図１のウィンドウ判定回路の動作を示すタイムチャートである。
【図７】従来のウィンドウ判定回路の一例を示す構成ブロック図である。
【図８】Ｈｉ側ウィンドウ判定部５１の詳細を示す回路図である。
【図９】図７のウィンドウ判定回路の動作を示すタイムチャートである。
【図１０】図７のウィンドウ判定回路で、温度ドリフトにより生じた誤測定の一例を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
【００５２】
１  被測定デバイス
３１  Ｈｉ側比較器
３２  Ｌｏｗ側比較器
３３  中間値比較器
１６１  ウィンドウ幅発生回路
５１４  遅延回路
５１２  フリップフロップ回路
５１３  ラッチ回路
Hi_cmp_level  Ｈｉレベル閾値
Low_cmp_level  Ｌｏｗレベル閾値
Mid_ cmp_level  中間レベル閾値
M-WSTB  ウィンドウストローブ信号
Ｔ12  ウィンドウ幅
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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