JPH05126900A - Ａｃタイミング測定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、信号波形がバウンシングにより歪
んでいる場合であっても、正しい測定値が得られるACタ
イミング測定方法を提供することを目的とする。 【構成】 ACタイミング測定方法は、信号波形のエッジ
を測定する際に、本来目的とするしきい値電圧値に代え
てバウンシングの影響を受けない仮のしきい値電圧値を
設定し（ステップ１０１）、この仮のしきい値電圧にお
ける仮のエッジのタイミングを抽出し（ステップ１０
９）、その後、しきい値電圧値を本来の電圧値に戻して
（ステップ１１０）エッジのタイミングの抽出を行うこ
とにより（ステップ１１）、正しい信号波形のエッジの
タイミングを得ようとするものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体集積回路のACタ
イミング測定方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】以下図面を参照しながら、従来のACタイ
ミングの測定方法の一例について説明する。ここでい
う、ACタイミングの測定というのは、２信号のエッジ間
の相対時間を測定することである。相対時間は、最初
に、それぞれの信号のエッジのタイミングを測定し、そ
の後、これら２つの測定値の差を算出することにより求
められる。つまり、ACタイミングの測定を行なうという
ことは、結局は、信号波形のエッジのタイミングを測定
することに帰着されるわけである。そこで、以下、信号
波形のエッジのタイミング測定について説明する。エッ
ジのタイミングのサーチ方法としては、バイナリーサー
チ法、シーケンシャルサーチ法などがあるが、ここでは
シーケンシャルサーチ法について説明する。

【０００３】図５に示すように、信号波形５１がHIGHレ
ベルからLOWレベルに変化しているとする。信号波形５
１のエッジのタイミングＴ１を測定するということは、
この信号波形がHIGHレベルからLOWレベルに変化する遷
移点のタイミングを得ることである。以下、前記の遷移
点のタイミングの抽出方法について図６のフローチャー
トを参照しながら説明する。

【０００４】まず、ステップ６０１で信号波形５１に対
してストローブ信号５２を与え、ストローブ信号５２の
タイミングにおける信号波形５１のレベルを抽出する。
レベル抽出に際しては、しきい値電圧VT1を設定してお
き、抽出された電圧値が、しきい値電圧VT1以上であれ
ばHIGHレベル、しきい値電圧VT1以下であればLOWレベル
であるとする。

【０００５】次に、ステップ６０２で、ストローブ信号
５２をある一定の時間幅５３で移動させる。そして、ス
テップ６０３で、そのストローブ信号５４のタイミング
における信号波形５１のレベルを抽出する。

【０００６】次に、ステップ６０４で、抽出されたレベ
ルが前回抽出されたレベルと同じであるか否かを調べ
る。ステップ６０４で、抽出されたレベルが前回抽出さ
れたレベルと同じであると判定されると、ステップ６０
２で、ストローブ信号を前回と同じ方向に同じ時間幅だ
けずらし、ステップ６０２〜ステップ６０４の処理を繰
り返す。一方、ステップ６０４で、抽出されたレベルが
前回抽出されたレベルと異なっていると判定されると、
ステップ６０５に進み、ストローブ信号を前回の位置に
戻し、ステップ６０６で、前回にストローブ信号を移動
させた時間幅５３よりも小さな時間幅を設定し、ステッ
プ６０２に戻って処理を続行する。

【０００７】図５に示す場合、ストローブ信号５２とス
トローブ信号５４のどちらのタイミングでも、同じHIGH
レベルを抽出しているため、ステップ６０４ではNOと判
定される。そのため、ステップ６０２からの処理を繰り
返し、ステップ６０２で、ストローブ信号５４を前回と
同じ方向に同じ時間幅５３だけずらし、ステップ６０３
で、移動したストローブ信号５５のタイミングにおける
信号波形５１のレベルを抽出する。今度は、抽出される
レベルはLOWレベルであり、前回に抽出されたレベルと
異なっているので、次のステップ６０４でYESと判定さ
れる。従って、ステップ６０５に進み、ストローブ信号
５５を前回の位置に戻し、ステップ６０６で、前回にス
トローブ信号を移動させた時間幅５３より小さな時間幅
５６を設定し、ステップ６０２で、その時間幅５６でス
トローブ信号５４を移動させ、ステップ６０３で、その
ストローブ信号５７のタイミングにおける信号波形５１
のレベルを抽出する。

【０００８】以後、同じようにして、ストローブ信号を
一定の時間幅で順次移動させ、その都度そのストローブ
位置での信号波形を抽出し、抽出されたレベルが前回抽
出した値と異なれば、ストローブ信号を前回の位置に戻
し、移動させる時間幅を小さくし、この小さくした時間
幅だけ順次ストローブ信号を移動させていくという、同
じ処理を繰り返す。処理を繰り返していくうちにストロ
ーブ信号を移動させる時間幅は、次第に小さくなってい
く。

【０００９】ステップ６０６で移動させる時間幅を小さ
くした後、ステップ６０７でその時間幅が必要とされる
測定精度より小さくなったか否かを調べ、必要とされる
測定精度よりも小さくなったら以上の各処理を終える。
このとき最後に得られるストローブ信号の位置により、
ステップ６０８で信号波形のエッジのタイミングを求め
ることができる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、実際に半導
体集積回路より出力される信号波形が図５に示したよう
な形状である場合には、従来の技術でも全く問題なくAC
タイミングを測定することが出来る。

【００１１】ところが、実際の信号波形は、図７に示す
ように、バウンシングが発生しており波形が歪んでい
る。このため、信号波形７１がHIGHレベルからLOWレベ
ルに遷移する点７２、７３が２つ存在し、測定により本
来抽出したい点７２のタイミングを抽出できずに、バウ
ンシングによって発生した点７３のタイミングを誤って
抽出してしまう可能性が生ずる。この誤測定の例を、図
７を参照しながら以下に説明する。

【００１２】図７に示すように、バウンシングが生じて
いる信号波形７１に対して順次、ストローブ信号７４〜
７７をある一定の時間幅７８ずつ移動させ、その都度、
ストローブ信号７４〜７７のタイミングにおける信号波
形７１のレベルを抽出していく。その結果、ストローブ
信号７４及びストローブ信号７５のタイミングでは正し
くHIGHレベルを抽出できるが、ストローブ信号７６のタ
イミングでは、誤ってHIGHレベルを抽出してしまう。

【００１３】従来の方法で、正しくエッジを測定するた
めには、ストローブ信号７６のタイミングでは、LOWレ
ベルが抽出されなければならないにもかかわらず、バウ
ンシングが発生し、このタイミングでの電圧がしきい値
以上になっているので、誤ってHIGHレベルを抽出してし
まうわけである。そして、ストローブ信号７６のタイミ
ングでHIGHレベルを抽出したため、引続き、前回と同じ
時間幅７８でストローブ信号７６を移動させ、ストロー
ブ信号７７のタイミングで信号波形７１のレベルを抽出
する。ストローブ信号７７のタイミングでは、LOWレベ
ルを抽出するため、ストローブ信号７７をストローブ信
号７６の位置に戻し、ここよりストローブ信号７６を移
動させる時間幅を小さくして測定を続行する。このよう
にストローブ信号７６のタイミングから測定を続行する
結果、最終的に点７３を信号波形７１のエッジとして抽
出してしまう。

【００１４】このように、従来のACタイミング測定方法
では、バウンシングの影響により、信号波形のエッジを
誤測定する場合があるという問題が発生する。ここでは
シーケンシャルサーチ法を例にとって説明したが、バイ
ナリーサーチ法でも同様の問題が発生する。

【００１５】本発明は上記問題点に鑑み、信号波形がバ
ウンシングにより歪んでいる場合であっても、正しい測
定値が得られるACタイミング測定方法を提供することを
目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、本発明の請求項１におけるACタイミング測定方法
は、信号波形のエッジを測定する際に、本来目的とする
しきい値電圧値に代えてバウンシングの影響を受けない
仮のしきい値電圧値を設定し、この仮のしきい値電圧に
おける仮のエッジのタイミングを抽出し、その後、しき
い値電圧値を本来の電圧値に戻してエッジのタイミング
の抽出を行うことにより正しい信号波形のエッジのタイ
ミングを得ようとするものである。

【００１７】

【作用】本発明は上記した構成によって、目的とするエ
ッジの近傍まではしきい値電圧を変化させているために
バウンシングによる影響を受けずにエッジサーチの範囲
を収束させることができ、その後、目的とするエッジの
近傍から、しきい値電圧値を本来の値に戻しエッジサー
チを続けることにより正しいエッジのタイミングを抽出
することができる。このように、バウンシングにより信
号波形が歪んでいる場合でも、誤ったレベルを抽出しな
いため、正しいエッジのタイミングが抽出でき、ACタイ
ミングの測定を正しく行なうことができる。

【００１８】

【実施例】以下本発明の請求項１の一実施例のACタイミ
ング測定方法について、図１〜図４を参照しながら説明
する。「従来の技術」の項で説明したように、ACタイミ
ングの測定を行なうということは、信号波形のエッジの
タイミングを測定することに帰着するので、以下におい
ては、信号波形のエッジのタイミング測定について説明
する。

【００１９】図２に示すように、信号波形２１がバウン
シングによる歪を持ちながら、HIGHレベルからLOWレベ
ルに変化しているとする。信号波形２１のエッジのタイ
ミングを測定するということは、HIGHレベルからLOWレ
ベルに変化する遷移点のタイミングを得ることである。
つまり、図２におけるタイミングＴ１を抽出することで
ある。従って、以下においては、前記タイミングＴ１の
抽出方法について図１のフローチャートを参照しながら
以下説明する。

【００２０】まず、ステップ１０１で、図２に示すよう
に、信号波形２１のレベル判定の基準となるしきい値電
圧値を、しきい値電圧VT1からバウンシング波形の正の
ピーク値よりも高い仮のしきい値電圧VT2へ上げて設定
しておく。

【００２１】次に、ステップ１０２〜１０８で仮のしき
い値電圧VT2における仮のタイミングエッジＴ２を抽出
する。これはどのような方法で抽出してもよい。ここで
はシーケンシャルサーチ法で説明する。

【００２２】まず、ステップ１０２で、信号波形２１に
対してストローブ信号２２を与え、ストローブ信号２２
のタイミングにおける信号波形２１のレベルを抽出す
る。レベル抽出に際しては、抽出された電圧値が、仮の
しきい値電圧値ＶＴ２以上であればHIGHレベル、仮のし
きい値電圧値ＶＴ２以下であればLOWレベルであるとす
る。

【００２３】次に、ステップ１０３で、ストローブ信号
２２をある一定の時間幅２３で移動させる。そして、ス
テップ１０４で、そのストローブ信号２４のタイミング
における信号波形２１のレベルを抽出する。

【００２４】次に、ステップ１０５で、抽出されたレベ
ルが前回抽出されたレベルと同じであるか否かを調べ
る。ステップ１０５で、抽出されたレベルが前回に抽出
されたレベルと同じであると判定されると、ステップ１
０３でストローブ信号を前回と同じ方向に同じ時間幅２
３だけずらし、ステップ１０３〜ステップ１０５の処理
を繰り返す。一方、ステップ１０５で、抽出されたレベ
ルが前回に抽出されたレベルと異なっていると判定され
ると、ステップ１０６に進みストローブ信号を前回の位
置に戻し、ステップ１０７で前回にストローブ信号を移
動させた時間幅２３より小さな時間幅２６を設定し、ス
テップ１０３に戻って処理を続行する。

【００２５】図２に示す場合、ストローブ信号２２とス
トローブ信号２４のどちらのタイミングでも、同じHIGH
レベルを抽出しているため、ステップ１０５でNOと判定
される。このため、ステップ１０３から処理を繰り返
し、ステップ１０３で、ストローブ信号２４を前回と同
じ方向に同じ時間幅２３だけずらし、ステップ１０４
で、そのストローブ信号２５のタイミングにおける信号
波形２１のレベルを抽出する。このとき、図２からわか
るように、しきい値電圧をVT2に上げているために、バ
ウンシングの影響を受けずに、正しいレベルが抽出され
る。次に、ステップ１０５で、抽出されたレベルが前回
抽出されたレベルと同じであるかを調べる。ストローブ
信号２５のタイミングで抽出されたレベルはLOWレベル
であり、前回に抽出されたレベルと異なっているので、
ステップ１０５でYESと判定される。

【００２６】従って、ステップ１０６に進み、ストロー
ブ信号２５を前回の位置に戻し、ステップ１０７で、前
回にストローブ信号を移動させた時間幅２３より小さな
時間幅２６を設定し、ステップ１０３で、その時間幅２
６でストローブ信号２４を移動させ、ステップ１０４
で、そのストローブ信号２７のタイミングにおける信号
波形２１のレベルを抽出する。

【００２７】以後、同じようにして、ストローブ信号を
一定の時間幅で順次移動させ、その都度そのストローブ
位置での信号波形を抽出し、抽出されたレベルが前回抽
出した値と異なればストローブ信号を前回の位置に戻
し、移動させる時間幅を小さくし、この小さくした時間
幅だけ順次ストローブ信号を移動させていくという、同
じ処理を繰り返していく。処理を繰り返していくうちに
ストローブ信号を移動させる時間幅は、小さくなってい
く。

【００２８】ステップ１０７で移動させる時間幅を小さ
くした後、ステップ１０８で、その時間幅が必要とされ
る測定精度より小さくなったかを調べ、必要とされる測
定精度より小さくなったら、以上の処理を終える。この
とき最後に得られるストローブ信号の位置より、ステッ
プ１０９で、仮のしきい値電圧VT2における仮のタイミ
ングエッジＴ２を求めることができる。

【００２９】以上のように、目的とするエッジの近傍ま
ではしきい値電圧を高く設定することにより、バウンシ
ングによる影響を受けずにエッジサーチの範囲を収束さ
せることができる。

【００３０】次に、ステップ１１０で、図３に示すよう
に、信号波形２１のレベル判定の基準となるしきい値電
圧値を、仮のしきい値電圧VT2からしきい値電圧VT1へ戻
す。

【００３１】次に、ステップ１１１で、ステップ１０９
で求められた仮のエッジのタイミングを示すストローブ
信号３１を必要な精度の時間幅３２で移動させる。そし
て、ステップ１１２で、そのストローブ信号３３のタイ
ミングにおける信号波形２１のレベルを抽出する。

【００３２】次に、ステップ１１３で、抽出されたレベ
ルが前回抽出されたレベルと同じであるか否かを調べ
る。ステップ１１３で、抽出されたレベルが前回に抽出
されたレベルと同じであると判定されると、ステップ１
１１で、ストローブ信号３３を前回と同じ方向に必要な
精度の時間幅３２で移動させ、ステップ１１１〜ステッ
プ１１３の処理を繰り返す。一方、ステップ１１３で、
抽出されたレベルが前回に抽出されたレベルと異なって
いると判定されると、ステップ１１４に進みストローブ
信号を前回の位置に戻し、以上の処理を終える。このと
き最後に得られるストローブ信号の位置より、ステップ
１１５で、目的とするしきい値電圧VT１におけるタイミ
ングエッジT1を求めることができる。

【００３３】図３に示す場合、ストローブ信号３１とス
トローブ信号３３のどちらのタイミングでも、同じHIGH
レベルを抽出しているため、ステップ１１３でNOと判定
される。このため、ステップ１１１から処理を繰り返
し、ステップ１１１で、ストローブ信号３３を前回と同
じ方向に同じ時間幅３２だけずらし、ステップ１１２
で、そのストローブ信号３４のタイミングにおける信号
波形２１のレベルを抽出する。 次に、ステップ１１３
で、抽出されたレベルが前回抽出されたレベルと同じで
あるかを調べる。ストローブ信号３４のタイミングで抽
出されたレベルはLOWレベルであり、前回に抽出された
レベルと異なっているので、ステップ１１３でYESと判
定される。

【００３４】従って、ステップ１１４に進み、ストロー
ブ信号３４を前回の位置に戻し、ステップ１１５で、そ
のストローブ信号３３のタイミングにより本来目的とす
るエジのタイミングを抽出することができる。

【００３５】以上の説明は立ち下がり波形におけるエッ
ジ抽出法についての説明であったが、立ち上がり波形の
場合も同様の方法でエッジの抽出ができる。

【００３６】立ち上がり波形の場合は、図４に示すよう
に信号波形４１のレベル判定の基準となるしきい値電圧
値を、しきい値電圧VT３からバウンシング波形の負のピ
ーク値よりも低い仮のしきい値電圧VT４へ下げて設定し
ておく。こうして立ち下がり波形を測定した場合と同様
の方法で仮のタイミングエッジＴ４を抽出する。その
後、信号波形４１のレベル判定の基準となるしきい値電
圧値を、仮のしきい値電圧VT４からしきい値電圧VT３へ
戻す。そしてストローブ信号４２を必要な精度の時間幅
４３で移動させることにより、立ち下がり波形を測定し
た場合と同様の方法で目的とするタイミングエッジを抽
出することができる。

【００３７】図４に示す場合、ストローブ信号４２とス
トローブ信号４４のどちらのタイミングでも、同じLOW
レベルを抽出しているため、ステップ１１３でNOと判定
される。このため、ステップ１１１から処理を繰り返
し、ステップ１１１で、ストローブ信号４４を前回と同
じ方向に同じ時間幅４３だけずらし、ステップ１１２
で、そのストローブ信号４５のタイミングにおける信号
波形４１のレベルを抽出する。 次に、ステップ１１３
で、抽出されたレベルが前回抽出されたレベルと同じで
あるかを調べる。ストローブ信号４５のタイミングで抽
出されたレベルはHIGHレベルであり、前回に抽出された
レベルと異なっているので、ステップ１１３でYESと判
定される。

【００３８】従って、ステップ１１４に進み、ストロー
ブ信号４５を前回の位置に戻し、ステップ１１５で、そ
のストローブ信号４４のタイミングにより本来目的とす
るエジのタイミングを抽出することができる。

【００３９】

【発明の効果】以上のように本発明の請求項１のACタイ
ミング測定方法は、信号波形のエッジを測定する際に、
本来のしきい値電圧値に代えてバウンシングの影響を受
けない仮のしきい値電圧値を設定し、この仮のしきい値
電圧における仮のエッジのタイミングを抽出し、その
後、しきい値電圧値を本来目的とする電圧値に戻してエ
ッジのタイミングの抽出を行うことにより正しい信号波
形のエッジのタイミングを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のフローチャート図

【図２】同実施例の仮のエッジ抽出説明図

【図３】同実施例の目的とするエッジ抽出説明図

【図４】同実施例の立ち上がり波形のエッジ抽出説明図

【図５】従来の技術のエッジ抽出説明図

【図６】従来の技術のフローチャート図

【図７】従来の技術の課題説明図

【符号の説明】

１０１ しきい値電圧設定手段 １０８、３０８ 移動時間幅判定手段 １０９ しきい値電圧設定手段 ２２,２４,２５,２７,３１,３３,３４,４２,４４,４５
ストローブ信号 ２３,２６,３２,４３ 移動時間幅

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】信号波形の立ち上がりエッジのタイミング
   を測定する場合には信号波形におけるバウンシング波形
   の負のピーク値よりも低い電圧値を仮しきい値電圧値に
   設定し、信号波形の立ち下がりエッジのタイミングを測
   定する場合には信号波形におけるバウンシング波形の正
   のピーク値よりも高い電圧値を仮しきい値電圧値に設定
   し、仮のエッジのタイミングを抽出後、しきい値電圧を
   本来目的とする電圧値に戻してエッジの抽出を行うこと
   により、正しいタイミングエッジを抽出することを特徴
   とするACタイミング測定方法。