JPH05307619A - マイクロプロセッサのac特性測定方法 - Google Patents

マイクロプロセッサのac特性測定方法

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JPH05307619A
JPH05307619A JP4099043A JP9904392A JPH05307619A JP H05307619 A JPH05307619 A JP H05307619A JP 4099043 A JP4099043 A JP 4099043A JP 9904392 A JP9904392 A JP 9904392A JP H05307619 A JPH05307619 A JP H05307619A
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driver
clock signal
signal
characteristic
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JP4099043A
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Tomokazu Enami
智和 榎並
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NEC Corp
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    • GPHYSICS
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    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 AC特性の測定を簡単な手順で行ない、AC
特性の測定の測定誤差を少なくする。 【構成】 AC特性の評価のための測定は、接続端子1
03へICテスターのクロック信号を入力するだけで可
能となる。しかも、クロック発生器11に含まれるクロ
ック発振器の部分だけを評価する必要があるならば、水
晶発振器111を取り外して、ACテスターのクロック
信号を接続端子101に入力すればよい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、クロック発生器を有す
るマイクロプロセッサのAC特性測定方法に関する。
【0002】
【従来の技術】一般的にデジタル・システムで使用され
るクロック信号としては、各種信号の状態数が2値であ
ることや、ある1つの信号から次々と別の信号を作り出
していく過程において都合がよいことなどの理由から、
一定の周波数をもった矩形波が使用される。このような
クロック信号は、近年実用化されているほとんどすべて
のマイクロプロセッサがノイマン(Neumann )型である
ため、マイクロプロセッサ自身の動作基準信号として使
用されるばかりでなく、マイクロプロセッサ内部の信号
の入出力時に必要な同期化基準信号や、外部回路とマイ
クロプロセッサとの間の入出力信号を同期化するための
基準信号としても使用される。このようなマイクロプロ
セッサの例として、NEC製の16/8ビット・マイク
ロプロセッサμPD70208(資料番号:IC―70
78B(第3版)、1989年5月発行)がある。
【0003】従来のマイクロプロセッサでは、信号演算
処理を行なうCPUと、クロック発生器と、CPUの周
辺にあり高速化を目的とする補助的な記憶回路や信号の
入出力制御回路などの周辺回路とを同一のチップ上に構
成する。クロック発生器に接続される接続端子には、チ
ップの外部から水晶発振器が接続される。CPUと周辺
回路とは、データ,アドレス信号および各種信号を互い
にやりとりするための信号線によって、前記同一チップ
上で接続されている。クロック発生器はクロック発振器
からのクロック信号を制御回路ユニットへ出力するため
に増幅する第1のドライバを介して、チップ内の各制御
回路ユニットの入力信号を増幅するチップ内ドライバに
接続され、第1のドライバの出力端は第2のドライバを
介して第1の接続端子に前記チップ内で接続される。チ
ップ内ドライバの出力端はCPUおよび周辺回路に前記
チップ内で接続され、CPUの出力端は第3のドライバ
を介して第2の接続端子に前記チップ内で接続される。
第1の接続端子と第2の接続端子とはそれぞれ、前記チ
ップの外部にある外部回路に接続される。したがって、
クロック発生器で発生したクロック信号は、CPUと周
辺回路と外部回路とにほぼ同時に供給される。これらの
CPU,周辺回路,外部回路はそれぞれ、前記クロック
信号に同期しながら内部処理を実行し、この処理の結果
生じた信号も前記クロック信号に同期して出力する。
【0004】このマイクロプロセッサの性能を評価する
ためにAC特性を測定する。AC特性とは、入出力信号
の変化点(AC状態)間の時間特性である。この内容
は、次のような項目に分かれる。
【0005】1.クロック信号の周期(cycle time) 2.信号のハイ・レベルまたはロウ・レベルの時間幅 3.信号の立ち上がり時間/立ち下がり時間 4.遅延時間(「第1の信号の変化終了」からそれに応
答する「第2の信号の変化終了」までの時間) 5.セットアップ時間(第1の信号を第2の信号でサン
プリングするための設定時間余裕。「第1の信号の変化
終了」から「第2の信号の変化開始」までを規定する) 6.ホールド時間(第1の信号を第2の信号でラッチし
たりサンプリングするための保持時間余裕。「第2の信
号の変化終了」から「第1の信号の変化開始」までを規
定する) 7.フロート遅延時間[第1の信号の変化に対して、第
2の信号(出力)がフローティング(ハイ・インピーダ
ンス)状態になるまでの遅延時間。「第1の信号の変化
終了」から「第2の信号の変化開始」までを規定する] 8.AC特性のタイミング・チャート(上記項目のチャ
ート化) 9.AC特性タイミングチャートにおける各入出力信号
の測定点(例えば、最大レベルが2.4V,最低レベル
が0.45Vのときの測定点は、2.2V,0.8V) 上記の項目は、入出力信号の変化点間の時間特性を定義
するもので、この入出力信号がクロック信号に同期した
ものであることを考えると、クロック信号と上記AC特
性は密接な関係を保たざるを得ない。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上述したような従来の
マイクロプロセッサには、次のような問題点がある。
【0007】上述したようなAC特性の測定を行なうと
き、水晶発振器をその接続端子から取り外して、その接
続端子にICテスターからのクロック信号を入力し、第
1の接続端子と第2の接続端子で測定する。ところが、
この場合のAC特性は、第1の接続端子から第2の接続
端子までのAC特性を測定したことにはならない。した
がって、マイクロプロセッサを規格化した電気的特性の
うちAC特性を定義する時、チップ内のCPUとチップ
外部の外部回路に対するAC特性の基準信号が異なるこ
とになる。
【0008】本例のようなクロック出力端子を有するチ
ップのAC特性を測定するには、さらにクロック発生器
を構成するクロック発振器から第1の接続端子までの特
性を測定しなければならなくなり、大量の作業を要す
る。
【0009】マイクロプロセッサのAC特性を定義する
場合、接続端子へのクロック信号に対する第2の接続端
子の時間特性をACテスタで測定したのち、入力クロッ
ク信号に対する第1の接続端子におけるクロック信号の
遅延時間をさらに測定して第1の接続端子へのクロック
信号に対する第2の接続端子へのクロック信号の時間特
性を定義する。このように従来技術によるマイクロプロ
セッサのAC特性の測定には煩雑さも発生するばかりで
なく、測定誤差も大きくなる。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、所定の繰返し
周波数のクロック信号を発生するクロック発生器と、前
記周波数を規制する水晶発振器の接続を受ける第1の接
続端子と、前記クロック信号を電力増幅する第1のドラ
イバと、前記第1のドライバの出力の供給を受ける第2
の接続端子と、前記クロック信号に応答して動作する周
辺回路と、前記クロック信号に応答して前記周辺回路を
制御するCPUと、前記CPUの出力である処理出力信
号を電力増幅する第2のドライバと、前記第2のドライ
バの出力の供給を受ける第3の接続端子とを1つのチッ
プ内に具備するマイクロプロセッサのAC特性を測定す
る方法において、前記マイクロプロセッサの稼働時に
は、前記CPUの入力端に前記チップ内で接続される第
4の接続端子に前記第2の接続端子を接続線によって前
記チップの外部で接続し、前記第2の接続端子から外部
回路にクロック信号を供給し、前記第3の接続端子から
前記処理出力信号を前記外部回路に供給し、前記マイク
ロプロセッサのAC特性の測定時には、前記水晶発振器
を取り外した状態で前記第1の接続端子にACテスター
からのテストパルスを印加し、前記第2の接続端子から
の信号によって前記クロック発生器の前記AC特性を測
定する第1のステップと、前記接続線を取り外し、前記
第4の接続端子にACテスターのテストパルスを印加
し、前記第3の接続端子への出力信号によって前記CP
UのAC特性を測定する第2のステップとを実行するこ
とを特徴とするものである。
【0011】本発明は、所定の繰返し周波数のクロック
信号を発生するクロック発生器と、前記周波数を規制す
る水晶発振器の接続を受ける第1の接続端子と、前記ク
ロック信号を電力増幅する第1のドライバと、前記第1
のドライバの出力の供給を受ける第2の接続端子と、前
記クロック信号に応答して動作する周辺回路と、前記ク
ロック信号に応答して前記周辺回路を制御するCPU
と、前記CPUである処理出力信号を電力増幅する第2
のドライバと、前記第2のドライバの出力の供給を受け
る第3の接続端子とを1つのチップ内に具備するマイク
ロプロセッサのAC特性を測定する方法において、前記
マイクロプロセッサの稼働時には、前記CPUの入力端
に前記チップ内で接続される第4の接続端子に前記第2
の接続端子からのクロック信号を第3のドライバを介し
て第1の接続線によって供給し、前記第3のドライバを
介して外部回路に前記クロック信号を供給し、前記第3
の接続端子から前記処理出力信号を前記外部回路に供給
し、前記マイクロプロセッサのAC特性の測定時には、
前記水晶発振器を取り外した状態で前記第1の接続端子
にACテスターからのテストパルスを印加し、前記第2
の接続端子への出力信号に応答して前記クロック発生器
の前記AC特性を測定する第1のステップと、前記第4
の接続端子への外部配線を取り外し、前記第4の接続端
子にACテスターからのテストパルスを印加し、前記第
3の接続端子への出力信号に応答して前記CPUのAC
特性を測定する第2のステップとを実行することを特徴
とするものである。
【0012】
【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。
【0013】図1は本発明の第1の実施例を示すブロッ
ク図である。図1を参照して、本発明の第1の実施例に
ついて説明する。
【0014】チップ10内には従来例と同様にクロック
発生器11とCPU12と周辺回路13と設けられ、ク
ロック発生器11に接続される接続端子101には外部
から水晶発振器111が接続される。クロック発生器1
1の出力端はドライバ151を介して接続端子104に
接続され、接続端子104は接続線201によって接続
端子103に接続される。接続端子103はCPU12
の入力端に接続され、CPU12の出力端はドライバ1
52を介して接続端子104に接続される。接続端子1
02および接続端子104は外部回路14に接続され
る。
【0015】CPU12の処理出力信号は、接続端子1
03から入力されるクロック信号に同期して、ドライバ
152を介して接続端子104から外部回路14へ出力
される。ドライバ151は、必要最小限の電力増幅率を
持つもので十分である。AC特性の評価のための測定
は、接続端子103へICテスターのクロック信号を入
力するだけで可能となる。しかも、クロック発生器11
に含まれるクロック発振器部分だけを評価する必要があ
るならば、水晶発振器111を取り外して、ACテスタ
ーのクロック信号を接続端子101に入力すればよい。
したがって、AC特性の評価のための測定が容易にな
る。
【0016】図2は本発明の第2の実施例を示すブロッ
ク図である。図2を参照して、本発明の第2の実施例に
ついて説明する。
【0017】この実施例は、接続端子102からの接続
線201がドライバ154を介して接続端子103に接
続され、接続端子103からの接続線202が外部回路
14に接続されている点を除き、図1の実施例の構成と
同一である。
【0018】この実施例では、接続端子103へACテ
スターのクロック信号を入力し、接続端子104を測定
すれば、図1の実施例の同様に測定できる。
【0019】外部回路14への出力は、接続線202か
らのクロック信号と、接続端子104からの処理信号だ
けである。ドライバ153としては、これをシステムボ
ード上に構成するとき接続端子102のファンアウト数
によって適切なドライブ能力を持ったドライバを選択す
ることになる。しかし、従来技術による場合と異なり、
このマイクロプロセッサをシステムに構成するとき、C
PU12への入力クロック信号と、他のICへの入力ク
ロック信号とが同じものとなるので、これら入力クロッ
ク信号の間の関係はドライバ153の能力に依存しない
ことになる。
【0020】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、AC特
性の測定を簡単な手順で行なえ、AC特性の測定の測定
誤差を少なくすることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例を示すブロック図であ
る。
【図2】本発明の第2の実施例を示すブロック図であ
る。
【符号の説明】
10 チップ 11 クロック発生器 12 CPU 13 周辺回路 14 外部回路 101〜104 接続端子 111 水晶発振器 151〜154 ドライバ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 所定の繰返し周波数のクロック信号を発
    生するクロック発生器と、前記周波数を規制する水晶発
    振器の接続を受ける第1の接続端子と、前記クロック信
    号を電力増幅する第1のドライバと、前記第1のドライ
    バの出力の供給を受ける第2の接続端子と、前記クロッ
    ク信号に応答して動作する周辺回路と、前記クロック信
    号に応答して前記周辺回路を制御するCPUと、前記C
    PUの出力である処理出力信号を電力増幅する第2のド
    ライバと、前記第2のドライバの出力の供給を受ける第
    3の接続端子とを1つのチップ内に具備するマイクロプ
    ロセッサのAC特性を測定する方法において、 前記マイクロプロセッサの稼働時には、前記CPUの入
    力端に前記チップ内で接続される第4の接続端子に前記
    第2の接続端子を接続線によって前記チップの外部で接
    続し、前記第2の接続端子から外部回路にクロック信号
    を供給し、前記第3の接続端子から前記処理出力信号を
    前記外部回路に供給し、 前記マイクロプロセッサのAC特性の測定時には、 前記水晶発振器を取り外した状態で前記第1の接続端子
    にACテスターからのテストパルスを印加し、前記第2
    の接続端子からの信号によって前記クロック発生器の前
    記AC特性を測定する第1のステップと、 前記接続線を取り外し、前記第4の接続端子にACテス
    ターのテストパルスを印加し、前記第3の接続端子への
    出力信号によって前記CPUのAC特性を測定する第2
    のステップとを実行することを特徴とするマイクロプロ
    セッサのAC特性測定方法。
  2. 【請求項2】 所定の繰返し周波数のクロック信号を発
    生するクロック発生器と、前記周波数を規制する水晶発
    振器の接続を受ける第1の接続端子と、前記クロック信
    号を電力増幅する第1のドライバと、前記第1のドライ
    バの出力の供給を受ける第2の接続端子と、前記クロッ
    ク信号に応答して動作する周辺回路と、前記クロック信
    号に応答して前記周辺回路を制御するCPUと、前記C
    PUである処理出力信号を電力増幅する第2のドライバ
    と、前記第2のドライバの出力の供給を受ける第3の接
    続端子とを1つのチップ内に具備するマイクロプロセッ
    サのAC特性を測定する方法において、 前記マイクロプロセッサの稼働時には、前記CPUの入
    力端に前記チップ内で接続される第4の接続端子に前記
    第2の接続端子からのクロック信号を第3のドライバを
    介して第1の接続線によって供給し、前記第3のドライ
    バを介して外部回路に前記クロック信号を供給し、前記
    第3の接続端子から前記処理出力信号を前記外部回路に
    供給し、 前記マイクロプロセッサのAC特性の測定時には、 前記水晶発振器を取り外した状態で前記第1の接続端子
    にACテスターからのテストパルスを印加し、前記第2
    の接続端子への出力信号に応答して前記クロック発生器
    の前記AC特性を測定する第1のステップと、 前記第4の接続端子への外部配線を取り外し、前記第4
    の接続端子にACテスターからのテストパルスを印加
    し、前記第3の接続端子への出力信号に応答して前記C
    PUのAC特性を測定する第2のステップとを実行する
    ことを特徴とするマイクロプロセッサのAC特性測定方
    法。
  3. 【請求項3】 所定の繰返し周波数のクロック信号を発
    生するクロック発生器と、前記周波数を規制する水晶発
    振器の接続を受ける第1の接続端子と、前記クロック信
    号を電力増幅する第1のドライバと、前記第1のドライ
    バの出力の供給を受け第2の接続端子と、前記クロック
    信号に応答して動作する周辺回路と、前記クロック信号
    に応答しで前記周辺回路を制御するCPUと、前記CP
    Uの出力である処理出力信号を電力増幅する第2のドラ
    イバと、前記第2のドライバの出力の供給を受ける第3
    の接続端子とを1つのチップ内に具備するマイクロプロ
    セッサにおいて、 前記CPUの入力端に前記チップ内で接続される第4の
    接続端子を前記チップの端部に有するマイクロプロセッ
    サ。
JP4099043A 1991-05-16 1992-04-20 マイクロプロセッサのac特性測定方法 Pending JPH05307619A (ja)

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JP3-111367 1991-05-16
JP11136791 1991-05-16

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US (1) US5315242A (ja)
EP (1) EP0513826B1 (ja)
JP (1) JPH05307619A (ja)
KR (1) KR950005209B1 (ja)
DE (1) DE69222803T2 (ja)

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KR920022074A (ko) 1992-12-19
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