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JP2001264397A - Delay time measuring device, delay time measuring method, and semiconductor integrated circuit - Google Patents

Delay time measuring device, delay time measuring method, and semiconductor integrated circuit

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JP2001264397A
JP2001264397A JP2000072153A JP2000072153A JP2001264397A JP 2001264397 A JP2001264397 A JP 2001264397A JP 2000072153 A JP2000072153 A JP 2000072153A JP 2000072153 A JP2000072153 A JP 2000072153A JP 2001264397 A JP2001264397 A JP 2001264397A
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JP
Japan
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circuit
delay time
output
time
input
Prior art date
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Application number
JP2000072153A
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Japanese (ja)
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Yasuhiro Tomita
泰弘 冨田
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 被測定回路を含む被測定回路パスの遅延時間
Tmから被測定回路パスより被測定回路をバイパスした構
成のダミー回路パスの遅延時間Tdを差し引いて被測定回
路の遅延時間Tpd(=Tm-Td)を測定する方法において、被
測定回路パスの遅延時間Tmがダミー回路パスの遅延時間
Tdにくらべて十分に短い場合には、被測定回路の遅延時
間Tpdの測定精度が悪化する。 【解決手段】 被測定回路パスの出力端子Smoとダミー
回路パスの出力端子Sdoの遷移時刻を揃えるように、位
相検出手段5は遅延制御信号17を出力して、ダミー回
路パスの入力端子Sdiに接続の可変遅延時間回路4の遅
延時間の調整を行い、結果として、被測定回路8の遅延
時間Tpdを可変遅延時間回路4の遅延時間と等しくする
ように制御する。
(57) [Summary] [Problem] Delay time of a circuit under test path including a circuit under test
In the method of measuring the delay time Tpd (= Tm−Td) of the circuit under test by subtracting the delay time Td of the dummy circuit path configured to bypass the circuit under test from the circuit path under test from Tm, Time Tm is the delay time of the dummy circuit path
If it is sufficiently shorter than Td, the measurement accuracy of the delay time Tpd of the circuit under test deteriorates. SOLUTION: The phase detection means 5 outputs a delay control signal 17 so that the transition times of the output terminal Smo of the circuit-under-test path and the output terminal Sdo of the dummy circuit path are aligned, and the delay control signal 17 is input to the input terminal Sdi of the dummy circuit path. The delay time of the connected variable delay time circuit 4 is adjusted, and as a result, the delay time Tpd of the circuit under test 8 is controlled to be equal to the delay time of the variable delay time circuit 4.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体集積回路の
内部回路の伝搬遅延時間を測定する遅延時間測定装置お
よび半導体集積回路とその遅延時間測定方法に関するも
のである。
The present invention relates to a delay time measuring device for measuring a propagation delay time of an internal circuit of a semiconductor integrated circuit, a semiconductor integrated circuit, and a method for measuring the delay time.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年の半導体集積回路は微細化技術の進
歩により高速化されてきているが、トランジスタと配線
の加工ばらつきや配線間の容量結合の増加に起因したデ
ジタル回路の伝搬遅延時間のばらつきが相対的に大きく
なってきている。
2. Description of the Related Art In recent years, the speed of semiconductor integrated circuits has been increased due to advances in miniaturization technology. However, variations in the propagation delay time of digital circuits due to variations in the processing of transistors and wiring and an increase in capacitive coupling between wirings. Is becoming relatively large.

【0003】このため微細化技術を利用し高速動作が可
能な半導体集積回路を歩留まり良く製造するためには、
デジタル回路の動作速度を律速する回路パスの遅延時間
値と統計的なばらつきを、試作回路と製品レベルの双方
で把握し、製造プロセスおよび設計を改善していくこと
が重要になってきている。
Therefore, in order to manufacture a semiconductor integrated circuit capable of operating at a high speed by using a miniaturization technique with a high yield,
It is becoming important to understand the delay time values and statistical variations of circuit paths that control the operation speed of digital circuits at both the prototype circuit and the product level, and to improve the manufacturing process and design.

【0004】試作回路のレベルでは短遅延時間の回路パ
スを統計的に多数測定する必要があり、製品レベルでは
製品にプロセス制御のための遅延時間モニター回路を組
み込むことが要求されている。
At the level of a prototype circuit, it is necessary to statistically measure a large number of short delay circuit paths, and at the product level, it is required to incorporate a delay monitor circuit for process control into a product.

【0005】従来、被測定回路パスの信号経路の一部で
ある被測定回路の遅延時間測定には、被測定回路パスよ
り被測定回路をバイパスした構成のダミー回路パスを設
けて、被測定回路パスの遅延時間からダミー回路パスの
遅延時間を差し引いて求めることが行われている。通
常、被測定回路パスは入力回路、被測定回路、出力回路
が順に直列接続された構造をとり、ダミー回路パスは入
力回路、出力回路が直列接続された構造を備えている。
Conventionally, to measure the delay time of a circuit under test, which is a part of the signal path of the circuit under test, a dummy circuit path having a configuration bypassing the circuit under test from the circuit path under test is provided. It is known that the delay time of the dummy circuit path is subtracted from the delay time of the path. Usually, the circuit path to be measured has a structure in which an input circuit, a circuit to be measured, and an output circuit are connected in series in order, and the dummy circuit path has a structure in which an input circuit and an output circuit are connected in series.

【0006】以下、図面を参照しながら、従来の遅延時
間測定方法について説明する。図6は入力端子Smi、出
力端子Smoを備えた被測定回路パスと入力端子Sdi、出力
端子Sdoを備えたダミー回路パスの各端子の信号波形図
である。
Hereinafter, a conventional delay time measuring method will be described with reference to the drawings. FIG. 6 is a signal waveform diagram of each terminal of a circuit path to be measured having an input terminal Smi and an output terminal Smo and a dummy circuit path having an input terminal Sdi and an output terminal Sdo.

【0007】被測定回路パスの遅延時間Tmは、出力端子
Smoの遷移時刻tSmoから入力端子Smiの入力時刻tSmiを差
し引いた値Tm=tSmo-tSmiで求められる。また、ダミー回
路パスの遅延時間Tdは、出力端子Sdoの遷移時刻tSdoよ
り入力端子Sdiの入力時刻tSdiを差し引いた値Td=tSdo-t
Sdiで求められる。そして、被測定回路の遅延時間Tpdは
これらの遅延時間の差分としてTpd=Tm-Tdで算出され
る。
The delay time Tm of the circuit path to be measured is
It can be obtained by subtracting the input time tSmi of the input terminal Smi from the transition time tSmo of Smo by a value Tm = tSmo-tSmi. The delay time Td of the dummy circuit path is a value Td = tSdo-t obtained by subtracting the input time tSdi of the input terminal Sdi from the transition time tSdo of the output terminal Sdo.
Required by Sdi. Then, the delay time Tpd of the circuit under test is calculated as Tpd = Tm−Td as the difference between these delay times.

【0008】従来の遅延時間測定においては、入力端子
Smi、入力端子Sdiの入力タイミングを揃えて与え(tSmi
=tSdi)、出力の遷移時刻tSmoとtSdo間の時間差を測定
することにより被測定回路の遅延時間Tpd(Tpd=Tm-Td=tS
mo-tSdo)を求めたり、被測定回路パスとダミー回路パス
を単独で動作させてTm,Tdを求める等していた。
In a conventional delay time measurement, an input terminal
Smi, give the input timing of the input terminal Sdi aligned (tSmi
= tSdi), and by measuring the time difference between the output transition times tSmo and tSdo, the delay time Tpd (Tpd = Tm−Td = tS
mo-tSdo), and the Tm and Td are determined by operating the circuit-under-measurement path and the dummy circuit path independently.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、微細化
技術を利用した高速動作の半導体集積回路においては、
被測定回路が高速となるために、被測定回路の遅延時間
Tpdが被測定回路パスの遅延時間Tmおよびダミー回路パ
スの遅延時間Tdに対して十分に小さくなってきており、
その結果として、遅延時間を差分する際に生じる測定誤
差δmeasと被測定回路の遅延時間Tpdの比で定義されるT
pdの相対誤差δmeas/Tpdが急激に悪化することが分かっ
た。
However, in a high-speed operation semiconductor integrated circuit utilizing a miniaturization technique,
To increase the speed of the circuit under test, the delay time of the circuit under test
Tpd has become sufficiently smaller than the delay time Tm of the circuit-under-test path and the delay time Td of the dummy circuit path,
As a result, T is defined by the ratio of the measurement error δmeas generated when the delay time is differentiated to the delay time Tpd of the circuit under test.
It was found that the relative error δmeas / Tpd of pd deteriorated rapidly.

【0010】測定誤差を含む被測定回路パスとダミー回
路パスの遅延時間をそれぞれTm(meas),Td(meas)とする
と、 Tm(meas)= Tdum(vdd)+Tpd+δe1 Td(meas)= Tdum(vdd')+δe2 で与えられる。ここでTdum(vdd),Tdum(vdd')はそれぞれ
ダミー回路パスの電源電圧vddおよびvdd'における遅延
時間であり、δe1,δe2は出力波形の歪みによるタイミ
ング測定の誤差、つまり出力波形振幅が所望の閾値に達
する時刻を探索する時の誤差を示している。
Assuming that the delay times of the circuit path to be measured and the dummy circuit path including the measurement error are Tm (meas) and Td (meas), respectively, Tm (meas) = Tdum (vdd) + Tpd + δe1 Td (meas) = It is given by Tdum (vdd ') + δe2. Here, Tdum (vdd) and Tdum (vdd ') are delay times at the power supply voltages vdd and vdd' of the dummy circuit path, respectively, and δe1 and δe2 are errors in timing measurement due to distortion of the output waveform, that is, when the output waveform amplitude is Shows the error when searching for the time when the threshold value is reached.

【0011】測定誤差δmeasは、 δmeas={Tm(meas)-Td(meas)}-{Tm-Td} ={Tdum(vdd)+Tpd+δe1}-{Tdum(vdd')+δe2}-Tpd =Tdum(vdd)-Tdum(vdd')+δe1-δe2 (式1) で定義される。The measurement error δmeas is given by: = Tdum (vdd) -Tdum (vdd ') + δe1-δe2 (Equation 1)

【0012】この式1は、タイミング測定誤差δmeas
が、2回路パス間の微妙な電源電圧の違いによる誤差
(Tdum(vdd)-Tdum(vdd') )と、出力波形の形状の違い
による誤差(δe1-δe2)に起因することを示してい
る。
Equation (1) gives a timing measurement error δmeas
Indicates that the error is caused by an error (Tdum (vdd) -Tdum (vdd ')) due to a slight difference in power supply voltage between the two circuit paths and an error (δe1-δe2) due to a difference in output waveform shape. .

【0013】一例として、0.25μmCMOSプロセスで形成
された1〜2[ns]のTpdの試作回路ではδmeas/Tpd=50〜90
%程度と許容できない値となった。
As an example, in a prototype circuit of 1-2 [ns] Tpd formed by a 0.25 μm CMOS process, δmeas / Tpd = 50-90
%, Which is unacceptable.

【0014】本発明の目的は、被測定回路パスとダミー
回路パスの遅延時間差で被測定回路の遅延時間(Tpd=Tm-
Td)を求める回路構成に対して、被測定回路の遅延時間T
pdが被測定回路パスおよびダミー回路パスの遅延時間T
m,Tdに対して十分に小さくなっても、被測定回路の遅
延時間Tpdを精度良く測定することが可能な遅延時間測
定装置と半導体集積回路ならびに遅延時間測定方法を提
供することである。
An object of the present invention is to determine the delay time of a circuit under test (Tpd = Tm−
Td) for the circuit configuration
pd is the delay time T of the circuit path to be measured and the dummy circuit path
An object of the present invention is to provide a delay time measuring device, a semiconductor integrated circuit, and a delay time measuring method capable of accurately measuring the delay time Tpd of a circuit under test even if the delay time becomes sufficiently smaller than m and Td.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】この〔課題を解決するた
めの手段〕の項の説明においては、理解を容易にするた
め後述する実施の形態にかかわる図面で用いた符号を併
記して記載することとする。冒頭の〔特許請求の範囲〕
の項の記載についても同様の趣旨である。なお、この符
号併記をもって本発明を限定的に解釈してはならない。
Means for Solving the Problems In the description of the means for solving the problems, for ease of understanding, reference numerals used in the drawings related to the embodiments to be described later are also described. It shall be. [Claims] at the beginning
The same applies to the description in the section. The present invention should not be construed in a limited manner by using the codes.

【0016】(1)本発明の遅延時間測定装置は、被測
定回路を含む被測定回路パスと、前記被測定回路パスよ
り被測定回路をバイパスした構成のダミー回路パスを備
え、前記被測定回路パスの入力端子Smiおよび出力端子S
mo間の遅延時間Tmと前記ダミー回路パスの入力端子Sdi
および出力端子Sdo間の遅延時間Tdとの差分により前記
被測定回路の遅延時間Tpd(=Tm-Td)を求めるように構成
された半導体集積回路の遅延時間測定において、前記被
測定回路パスおよび前記ダミー回路パスの両出力端子Sm
o,Sdoの遷移時刻tSmo,tSdoを揃えるように、前記被測
定回路パスおよび前記ダミー回路パスの両入力端子Sm
i,Sdiの入力信号を定めるように構成してあることを特
徴とするものである。
(1) The delay time measuring apparatus of the present invention comprises a circuit path to be measured including a circuit to be measured, and a dummy circuit path having a configuration in which the circuit to be measured is bypassed from the circuit path to be measured. Input terminal Smi and output terminal S of the path
The delay time Tm between mo and the input terminal Sdi of the dummy circuit path
In the delay time measurement of the semiconductor integrated circuit configured to determine the delay time Tpd (= Tm-Td) of the circuit under test by the difference between the circuit path under test and the delay time Td between the output terminals Sdo, Both output terminals Sm of dummy circuit path
Both input terminals Sm of the circuit path to be measured and the dummy circuit path are aligned so that transition times tSmo and tSdo of o and Sdo are aligned.
It is characterized in that it is configured to determine input signals of i and Sdi.

【0017】被測定回路パスの出力端子Smoとダミー回
路パスの出力端子Sdoの出力波形が同時にスイッチング
するため、出力波形の形状が自動的に揃うようになる。
これにより出力波形の歪みによる被測定回路の測定誤差
δe1-δe2を十分小さく抑えることができる。
Since the output waveforms of the output terminal Smo of the circuit path to be measured and the output terminal Sdo of the dummy circuit path are simultaneously switched, the shapes of the output waveforms are automatically aligned.
As a result, the measurement error Δe1−Δe2 of the circuit under measurement due to the distortion of the output waveform can be sufficiently suppressed.

【0018】また、被測定回路パスとダミー回路パスの
出力関連の動作が同時であり、電源ノイズを生成する出
力動作期間が同時並列となり、電源電圧条件が被測定回
路パスとダミー回路パスとで同一となるため、被測定回
路パスの電源電圧vddとダミー回路パスの電源電圧vdd'
とが等しくなり、各々による遅延時間Tdum(vdd)とTdum
(vdd')とが実質的に等しくなることから、前述の回路パ
ス間の微妙な電源電圧の変動による測定誤差Tdum(vdd)-
Tdum(vdd')も十分小さく抑えることができる。
The output-related operations of the circuit path to be measured and the dummy circuit path are simultaneous, the output operation periods for generating power supply noise are simultaneously parallel, and the power supply voltage condition is different between the circuit path to be measured and the dummy circuit path. Since they are the same, the power supply voltage vdd of the circuit under test path and the power supply voltage vdd 'of the dummy circuit path
And the delay time Tdum (vdd) and Tdum by each
(vdd ') is substantially equal to the measurement error Tdum (vdd)-
Tdum (vdd ') can also be kept sufficiently small.

【0019】さらに、被測定回路の内部信号が遷移中は
ダミー回路パスでは出力関連の動作は行わないため、被
測定回路の電源電圧の変動も十分小さく抑えることがで
きる。
Furthermore, since the output-related operation is not performed in the dummy circuit path during the transition of the internal signal of the circuit to be measured, the fluctuation of the power supply voltage of the circuit to be measured can be suppressed sufficiently.

【0020】これらは一般に、被測定回路パスの被測定
回路への入力関連の回路が外部からの入力を受け付ける
回路であるため、外部の回路を駆動する必要のある出力
関連の回路に比べて低ノイズである事実に基づいてい
る。
In general, since the circuits related to the input to the circuit under test on the circuit path to be measured are circuits that accept external inputs, these circuits are lower than the circuits related to the output which need to drive the external circuit. Based on the fact that it is noise.

【0021】(2)また、本発明の遅延時間測定装置
は、上記の手段に加えて、前記遅延制御信号により遅延
時間が制御される可変遅延時間回路と、任意のデジタル
信号を生成するパルス発生手段と、デジタル信号間の信
号遷移の時間差を測定する位相検出手段を備え、前記パ
ルス発生手段の信号出力は前記被測定回路パスの入力端
子Smiに接続されるとともに前記ダミー回路パスの入力
端子Sdiには前記可変遅延時間回路を介して接続され、
前記被測定回路パスの出力端子Smoと前記ダミー回路パ
スの出力端子Sdoの出力が前記前記位相検出手段に入力
され、前記位相検出手段からは前記可変遅延時間回路に
対して前記両回路パスそれぞれの出力端子Sdo,Smoの出
力の位相が一致するように遅延制御信号をフィードバッ
クするように構成してある。
(2) In addition to the above means, the delay time measuring apparatus of the present invention further comprises a variable delay time circuit whose delay time is controlled by the delay control signal, and a pulse generation circuit for generating an arbitrary digital signal. Means, and a phase detecting means for measuring a time difference of a signal transition between digital signals, wherein a signal output of the pulse generating means is connected to an input terminal Smi of the circuit-under-test and an input terminal Sdi of the dummy circuit path. Is connected via the variable delay time circuit,
The output of the output terminal Smo of the circuit-under-test path and the output of the output terminal Sdo of the dummy circuit path are input to the phase detection means, and from the phase detection means, each of the two circuit paths with respect to the variable delay time circuit. The delay control signal is fed back so that the phases of the outputs of the output terminals Sdo and Smo match.

【0022】フィードバックループが安定したとき、ダ
ミー回路パスおよび被測定回路パスの両出力の遷移時刻
が揃うため、ダミー回路パスの入力端子Sdiに設けられ
た可変遅延時間回路の遅延時間が求める被測定回路の遅
延時間となる。
When the feedback loop is stabilized, the transition times of both outputs of the dummy circuit path and the circuit-under-test are aligned, so that the delay time of the variable delay circuit provided at the input terminal Sdi of the dummy circuit path is determined. This is the delay time of the circuit.

【0023】フィードバックループの考えを導入するこ
とにより、可変遅延時間回路に対する遅延制御信号だけ
を1点観測するのみで、被測定回路の遅延時間を高精度
かつ容易に求めることができる。
By introducing the idea of the feedback loop, the delay time of the circuit to be measured can be easily obtained with high accuracy by observing only one point of the delay control signal for the variable delay time circuit.

【0024】(3)つぎに、本発明の半導体集積回路
は、被測定回路を含む被測定回路パスと、前記被測定回
路パスより被測定回路をバイパスした構成のダミー回路
パスと、制御電圧線の電位で遅延時間量が制御される電
圧制御遅延線と、入力信号間の位相関係を出力する位相
比較器と、出力線の充放電を制御するチャージポンプ
と、電位変化の高周波数成分を除去するとともに入力さ
れた電荷を保持するローパスフィルタと、前記電圧制御
遅延線と同等の電圧制御遅延線で構成されたリング発振
器を備え、入力デジタル信号が前記被測定回路パスの入
力端子Smiと、前記電圧制御遅延線を介して前記ダミー
回路パスの入力端子Sdiに接続され、前記被測定回路パ
スの出力端子Smoと前記ダミー回路パスの出力端子Sdoの
出力が前記位相比較器に接続され、前記位相比較器の充
電信号出力と放電信号出力が前記チャージポンプに接続
され、前記チャージポンプの出力が前記ローパスフィル
タを介して前記電圧制御遅延線の制御電圧線と前記リン
グ発振器を構成する前記電圧制御遅延線と等価な電圧制
御遅延線の制御電圧線に並列接続され、前記電圧制御遅
延線の遅延時間は制御電圧に対して単調減少であり、前
記位相比較器は前記被測定回路パスの出力端子Smoの遷
移時刻tSmoと前記ダミー回路パスの出力端子Sdoの遷移
時刻tSdoを比較して、tSdo>tSmoのときには充電信号の
みを活性化し、tSdo<tSmoのときには放電信号のみを活
性化し、tSdo=tSmoのときには充電信号と放電信号を非
活性とし、前記チャージポンプは充電信号または放電信
号が活性化されるとそれぞれ前記ローパスフィルタを構
成する静電容量の充電または放電を行って前記電圧制御
遅延線の制御電圧を制御し、前記リング発振器の出力周
波数に基づいて前記被測定回路の遅延時間を測定するよ
うに構成されていることを特徴とする。
(3) The semiconductor integrated circuit of the present invention comprises a circuit path to be measured including the circuit to be measured, a dummy circuit path having a configuration in which the circuit to be measured is bypassed from the circuit path to be measured, and a control voltage line. Voltage control delay line whose amount of delay time is controlled by the potential, a phase comparator that outputs the phase relationship between input signals, a charge pump that controls the charge and discharge of the output line, and the removal of high-frequency components of potential changes And a low-pass filter that holds the input charge, and a ring oscillator configured with a voltage-controlled delay line equivalent to the voltage-controlled delay line, and an input digital signal is input terminal Smi of the circuit-under-test path, An output terminal Smo of the circuit-under-test path and an output of the output terminal Sdo of the dummy circuit path are connected to the phase comparator through a voltage control delay line to the input terminal Sdi of the dummy circuit path. The charge signal output and the discharge signal output of the phase comparator are connected to the charge pump, and the output of the charge pump constitutes the control voltage line of the voltage control delay line and the ring oscillator via the low-pass filter. The voltage control delay line is connected in parallel to a control voltage line of a voltage control delay line equivalent to the voltage control delay line, the delay time of the voltage control delay line is monotonically decreasing with respect to a control voltage, and the phase comparator is connected to the circuit path under test By comparing the transition time tSmo of the output terminal Smo with the transition time tSdo of the output terminal Sdo of the dummy circuit path, when tSdo> tSmo, only the charge signal is activated, and when tSdo <tSmo, only the discharge signal is activated, When tSdo = tSmo, the charge signal and the discharge signal are deactivated. When the charge signal or the discharge signal is activated, the charge pump forms the low-pass filter, respectively. Controlling the control voltage of the voltage control delay line by charging or discharging a capacitance, and measuring a delay time of the circuit under test based on an output frequency of the ring oscillator. I do.

【0025】被測定回路パスおよびダミー回路パスに入
力された入力デジタル信号はそれぞれ遷移時刻tSmo,tSd
oで出力される。
The input digital signals input to the circuit path to be measured and the dummy circuit path are transition times tSmo and tSd, respectively.
Output with o.

【0026】出力タイミングの関係が、例えば、tSdo>
tSmoのときには、位相比較器は、ローパスフィルタに充
電することにより、電圧制御遅延線の制御電圧線の電位
を上昇させる。制御電圧が上昇するとダミー回路パスの
入力に設けられた電圧制御遅延線の遅延量が減少し、ダ
ミー回路パスに対する入力時刻tSdiがより早まるため、
出力遷移時刻tSdoもより早まることとなって、tSdo=tS
moとなる方向に回路の状態は変化する。また、逆に、tS
do<tSmoのときには、位相比較器は、ローパスフィルタ
から放電を行うことにより、電圧制御遅延線の制御電圧
線の電位を低下させる。制御電圧が低下するとダミー回
路パスの入力に設けられた電圧制御遅延線の遅延量が増
加し、ダミー回路パスに対する入力時刻tSdiがより遅れ
るため、出力遷移時刻tSdoもより遅れることとなって、
tSdo=tSmoとなる方向に回路の状態は変化する。以上の
結果として、tSdo=tSmoとなるようにフィードバックル
ープは収束する。
The relationship of the output timing is, for example, tSdo>
At tSmo, the phase comparator charges the low-pass filter to increase the potential of the control voltage line of the voltage control delay line. When the control voltage increases, the delay amount of the voltage control delay line provided at the input of the dummy circuit path decreases, and the input time tSdi for the dummy circuit path is earlier,
The output transition time tSdo is also earlier, so that tSdo = tS
The state of the circuit changes in the direction of mo. Conversely, tS
When do <tSmo, the phase comparator lowers the potential of the control voltage line of the voltage control delay line by discharging from the low-pass filter. When the control voltage decreases, the delay amount of the voltage control delay line provided at the input of the dummy circuit path increases, and the input time tSdi to the dummy circuit path is further delayed, so that the output transition time tSdo is also delayed,
The state of the circuit changes in the direction where tSdo = tSmo. As a result, the feedback loop converges so that tSdo = tSmo.

【0027】tSdo=tSmoに回路動作が安定したとき、チ
ャージポンプの出力は高インピーダンス状態となり、制
御電圧線の電圧は保持される。このとき、ダミー回路パ
スの入力に設けられた電圧制御遅延線の遅延時間が自動
的に被測定回路の遅延時間値となる。
When the circuit operation is stabilized at tSdo = tSmo, the output of the charge pump enters a high impedance state, and the voltage of the control voltage line is held. At this time, the delay time of the voltage control delay line provided at the input of the dummy circuit path automatically becomes the delay time value of the circuit under test.

【0028】また、制御電圧線はリング発振器を構成す
る電圧制御遅延線に接続されているため、リング発振器
の発振周波数は被測定回路の遅延時間の整数倍の周期で
発振する。
Further, since the control voltage line is connected to the voltage control delay line constituting the ring oscillator, the oscillation frequency of the ring oscillator oscillates at a cycle that is an integral multiple of the delay time of the circuit under test.

【0029】発振周波数の測定は遅延時間測定に比べて
容易であり、かつ単一の線をモニターするのみで測定可
能であり、被測定回路素子の遅延時間を半導体素子外部
から極めて容易に測定することができる。
The measurement of the oscillation frequency is easier than the measurement of the delay time, and can be measured only by monitoring a single line, and the delay time of the circuit element to be measured can be measured very easily from outside the semiconductor element. be able to.

【0030】(4)また、本発明の半導体集積回路は、
上記の手段に加えて、前記チャージポンプにサンプリン
グ停止信号入力を備え、前記サンプリング停止信号が活
性化されたときには前記チャージポンプの出力を強制的
にフローティング状態にするように構成されていること
を特徴とする。
(4) The semiconductor integrated circuit according to the present invention
In addition to the above means, the charge pump is provided with a sampling stop signal input, and is configured to forcibly bring the output of the charge pump into a floating state when the sampling stop signal is activated. And

【0031】(5)また、本発明の半導体集積回路は、
上記の手段に加えて、前記位相比較器にサンプリング停
止信号入力を備え、前記サンプリング停止信号が活性化
されると充電信号と放電信号を強制的に非活性とするよ
うに構成されていることを特徴とする。
(5) Further, the semiconductor integrated circuit of the present invention comprises:
In addition to the above means, the phase comparator is provided with a sampling stop signal input, and is configured to forcibly deactivate a charge signal and a discharge signal when the sampling stop signal is activated. Features.

【0032】入力デジタルクロックが常に入力されてい
ても、被測定回路の所望の回路状態のときの遅延時間を
サンプリング停止信号により選択的に測定することや、
リング発振器の周波数読み出し時に電圧制御遅延線の遅
延時間を一定値に保持することにより、周波数測定を安
定して実行することができる。
Even if the input digital clock is always input, the delay time of the circuit under test in a desired circuit state can be selectively measured by a sampling stop signal.
By holding the delay time of the voltage control delay line at a constant value when reading the frequency of the ring oscillator, the frequency measurement can be performed stably.

【0033】(6)つぎに本発明の遅延時間測定方法
は、時刻tSmiに入力された信号が時刻tSmoに出力される
被測定回路を含んだ被測定回路パスと、被測定回路パス
から被測定回路をバイパスした構成を有して時刻tSdiに
入力された信号が時刻tSdoに出力されるダミー回路パス
との遅延時間差により被測定回路の遅延時間を求める遅
延時間測定方法において、前記被測定回路パスの出力遷
移時刻tSmoと、前記ダミー回路パスの出力遷移時刻tSdo
との時間差tsw=tSmo-tSdoを測定し、前記時間差tswの値
が測定誤差を下限として所定のしきい値ΔTpd以下にな
ることを反復過程の終了条件として前記ダミー回路パス
の入力時刻tSdiに時間差tswの値を累積しつつ、この時
間差tswを測定する過程を反復し、反復過程の終了後に
得られた前記ダミー回路パスの入力時刻tSdiと前記被測
定回路パスの入力時刻tSmiの差分を前記被測定回路の遅
延時間とするように構成されていることを特徴とする。
(6) The delay time measuring method according to the present invention employs a circuit under test including a circuit under test in which a signal input at time tSmi is output at time tSmo, and a circuit under test from the circuit under test path. In the delay time measuring method for obtaining a delay time of a circuit to be measured based on a delay time difference from a dummy circuit path in which a signal input at time tSdi is output at time tSdo having a configuration bypassing the circuit, Output transition time tSmo and the output transition time tSdo of the dummy circuit path.
And the time difference tsw = tSmo-tSdo is measured. The process of measuring the time difference tsw is repeated while accumulating the value of tsw, and the difference between the input time tSdi of the dummy circuit path and the input time tSmi of the circuit path to be measured obtained after the end of the iterative process is calculated. The delay time of the measurement circuit is configured.

【0034】被測定回路パスの出力端子Smoとダミー回
路パスの出力端子Sdoの出力波形の形状を一致させるこ
とができ、波形の歪みによる被測定回路の測定誤差δe1
-δe2を十分小さく抑えることができる。
The shape of the output waveform of the output terminal Smo of the circuit under test path and the output terminal Sdo of the dummy circuit path can be matched, and the measurement error δe1 of the circuit under test due to waveform distortion.
-δe2 can be kept sufficiently small.

【0035】また、被測定回路パスとダミー回路パスの
出力関連の動作が同時であり、電源ノイズを生成する出
力動作期間が2つの回路パスで同時並列となり、2つの
回路パス間の微妙な電源電圧の変動による測定誤差Tdum
(vdd)-Tdum(vdd')を十分小さく抑えることができる。
Further, the output-related operations of the circuit path to be measured and the dummy circuit path are simultaneous, and the output operation period for generating power supply noise is simultaneously parallelized in the two circuit paths, so that the delicate power supply between the two circuit paths Measurement error Tdum due to voltage fluctuation
(vdd) -Tdum (vdd ') can be kept sufficiently small.

【0036】さらに、被測定回路の内部信号の遷移中は
ダミー回路パスでノイズレベルの高い出力関連の動作を
行わないため、被測定回路の電源電圧の変動も十分小さ
く抑えることができて、被測定回路の遅延時間の電源電
圧依存性も高精度に測定することが可能となる。
Further, during the transition of the internal signal of the circuit under test, the output-related operation with a high noise level is not performed in the dummy circuit path, so that the fluctuation of the power supply voltage of the circuit under test can be suppressed to a sufficiently small level. The power supply voltage dependence of the delay time of the measuring circuit can be measured with high accuracy.

【0037】(7)また、本発明の遅延時間測定方法
は、上記の手段に加えて、前記ダミー回路パスの入力時
刻tSdiに時間差tswの値を累積する際、正の係数kを乗じ
た時間差tswを累積するように構成されていることを特
徴とする。
(7) In addition to the above-described means, the delay time measuring method of the present invention further comprises the step of accumulating the value of the time difference tsw at the input time tSdi of the dummy circuit path by multiplying the time difference tsw by a positive coefficient k. It is characterized by being configured to accumulate tsw.

【0038】例えば、kとして、0<k≦1なる値をセット
することにより、tSdo=tSmoの状態に徐々に近づくこと
ができて、tSdo>tSmoの状態とtSdo<tSmoの状態との間
での振動を抑制することができ。その結果として、反復
過程の収束を短時間で完了し、高速に被測定回路の遅延
時間を求めることができる。
For example, by setting a value of 0 <k ≦ 1 as k, the state of tSdo = tSmo can be gradually approached, and the state of tSdo> tSmo and the state of tSdo <tSmo can be changed. Vibration can be suppressed. As a result, the convergence of the iterative process can be completed in a short time, and the delay time of the circuit under test can be obtained at high speed.

【0039】(8)また、本発明の遅延時間測定方法
は、上記の手段に加えて、前記の反復過程の終了条件と
して、反復前後の時間差tswの差分が所定のしきい値ΔT
pd2以下になることを付加して構成されていることを特
徴とする。
(8) In addition to the above-mentioned means, the delay time measuring method of the present invention further comprises, as an ending condition of the iterative process, a difference between a time difference tsw before and after the repetition and a predetermined threshold value ΔT.
It is characterized in that it is configured by adding that it becomes pd2 or less.

【0040】tSdo=tSmoの状態とtSdo>tSmoの状態との
間で、あるいは、tSdo=tSmoの状態とtSdo<tSmoの状態
との間で振動が生じている場合において、その反復過程
の疑似的な収束を検出することができ、より正確な遅延
時間を求めることができる。
In the case where vibration occurs between the state of tSdo = tSmo and the state of tSdo> tSmo, or between the state of tSdo = tSmo and the state of tSdo <tSmo, the simulation of the repetitive process is performed. Convergence can be detected, and a more accurate delay time can be obtained.

【0041】[0041]

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら説明する。図1は本発明の第1
の実施の形態における遅延時間測定装置の構成図であ
る。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a first embodiment of the invention.
It is a lineblock diagram of a delay time measuring device in an embodiment.

【0042】図1において、遅延時間測定装置1は、半
導体集積回路2、パルス発生手段3、可変遅延時間回路
4、位相検出手段5で構成される。
In FIG. 1, the delay time measuring device 1 comprises a semiconductor integrated circuit 2, pulse generating means 3, variable delay time circuit 4, and phase detecting means 5.

【0043】また、半導体集積回路2は、入力端子Smi
6と出力端子Smo10との間で、入力回路7、被測定回
路8、出力回路9が順に直列に接続された被測定回路パ
ス11と、入力端子Sdi12と出力端子Sdo15との間
で、入力回路13、出力回路14が順に直列に接続され
たダミー回路パス16を備えている。ここで入力回路7
と入力回路13、出力回路9と出力回路14はそれぞれ
遅延時間が等価な回路である。
The semiconductor integrated circuit 2 has an input terminal Smi
6 and an output terminal Smo10, an input circuit 7, a circuit under test 8, and an output circuit 9 in which a circuit path under test 11 is connected in series, and an input circuit between an input terminal Sdi12 and an output terminal Sdo15. 13, an output circuit 14 is provided with a dummy circuit path 16 connected in series in order. Here, the input circuit 7
, The input circuit 13 and the output circuit 9 and the output circuit 14 are circuits having equivalent delay times.

【0044】パルス発生手段3の出力は入力端子Smi6
に入力され被測定回路パス11に入力信号を供給すると
ともに、可変遅延時間回路4を経由して入力端子Sdi1
2に入力されダミー回路パス16に入力信号を供給す
る。
The output of the pulse generating means 3 is supplied to an input terminal Smi6.
Is supplied to the circuit path under test 11 and supplied to the input terminal Sdi1 via the variable delay time circuit 4.
2 to supply an input signal to the dummy circuit path 16.

【0045】これらの入力信号は出力端子Smo10、出
力端子Sdo15より位相検出手段5に入力される。位相
検出手段5では入力された信号の位相が一致するよう
に、遅延制御信号17を可変遅延時間回路4にフィード
バックし、可変遅延時間回路4の遅延時間を制御する。
These input signals are inputted to the phase detecting means 5 from the output terminal Smo10 and the output terminal Sdo15. The phase detection means 5 feeds back the delay control signal 17 to the variable delay time circuit 4 so that the phases of the input signals coincide, and controls the delay time of the variable delay time circuit 4.

【0046】図2はtSdo=tSmoとなりフィードバックル
ープが収束した状態の遅延時間測定装置1の信号波形図
である。図2には、半導体集積回路2の各端子Smi,Smo,
Sdi,Sdoの波形が示されている。また、Sdi* は可変遅延
時間回路4へ入力される波形を示す。
FIG. 2 is a signal waveform diagram of the delay time measuring apparatus 1 in a state where tSdo = tSmo and the feedback loop has converged. FIG. 2 shows each terminal Smi, Smo,
The waveforms of Sdi and Sdo are shown. Sdi * indicates a waveform input to the variable delay time circuit 4.

【0047】例えば、出力端子Sdo15の遷移時刻tSdo
が出力端子Smo10の遷移時刻tSmoに対して早く遷移す
る場合、つまりtSmo>tSdoであるとき、遅延制御信号1
7は可変遅延時間回路4の遅延時間がtSmo-tSdoの値だ
け増加するように制御する。逆に、tSmo<tSdoの場合、
可変遅延時間回路4の遅延時間はtSdo-tSmoの値だけ減
少するように制御される。
For example, the transition time tSdo of the output terminal Sdo15
Transitions earlier than the transition time tSmo of the output terminal Smo10, that is, when tSmo> tSdo, the delay control signal 1
7 controls the delay time of the variable delay circuit 4 to increase by the value of tSmo-tSdo. Conversely, if tSmo <tSdo,
The delay time of the variable delay time circuit 4 is controlled so as to decrease by the value of tSdo-tSmo.

【0048】このように遅延制御信号17は、tSdo=tSm
oとするためのフィードバックループを形成している。
As described above, the delay control signal 17 is tSdo = tSm
It forms a feedback loop to make o.

【0049】遅延制御信号17は、可変遅延時間回路4
が電圧制御型の遅延回路で実現された場合は、アナログ
の制御電圧である。また、可変遅延時間回路4がデジタ
ル値で制御されるデジタル遅延回路で実現された場合は
デジタル信号線に対応する。
The delay control signal 17 is supplied to the variable delay time circuit 4
Is realized by a voltage-controlled delay circuit, it is an analog control voltage. When the variable delay time circuit 4 is realized by a digital delay circuit controlled by a digital value, it corresponds to a digital signal line.

【0050】被測定回路パス11の遅延時間はTm=tSmo-
tSmiで与えられ、入力回路7と被測定回路8と出力回路
9の遅延時間の和である。また、ダミー回路パス16の
遅延時間はTd=tSdo-tSdiで与えられ、入力回路13と出
力回路14の遅延時間の和である。
The delay time of the circuit path under test 11 is Tm = tSmo−
It is given by tSmi and is the sum of the delay times of the input circuit 7, the circuit under test 8, and the output circuit 9. The delay time of the dummy circuit path 16 is given by Td = tSdo-tSdi, and is the sum of the delay times of the input circuit 13 and the output circuit 14.

【0051】被測定回路8の遅延時間Tpdは、Tpd=Tm-Td
で求められる。パルス発生手段3から可変遅延時間回路
4への入力時刻tSdi*をtSmiに一致させているため遅延
時間Tpdは可変遅延時間回路4の遅延時間と一致する。
The delay time Tpd of the circuit under test 8 is Tpd = Tm−Td
Is required. Since the input time tSdi * from the pulse generation means 3 to the variable delay time circuit 4 is made equal to tSmi, the delay time Tpd matches the delay time of the variable delay time circuit 4.

【0052】各回路パスの出力は同時に遷移し、tSmo=t
Sdoであり、出力回路9と出力回路14とは等価な回路
であるため、出力端子の波形形状は一致し、式1の出力
波形の歪みに起因する測定誤差の項δe1-δe2はキャン
セルされて、0になる。
The output of each circuit path transitions simultaneously, and tSmo = t
Since Sdo is an equivalent circuit between the output circuit 9 and the output circuit 14, the waveform shapes of the output terminals match, and the term δe1-δe2 of the measurement error caused by the distortion of the output waveform in Equation 1 is canceled. , 0.

【0053】また、出力回路9,14の動作時のスイッ
チングノイズは入力回路7,13に比べて一般的に大き
い。式1のTdum(vdd)-Tdum(vdd')の項は、出力回路9,
14の動作期間が図2に示すように正確に一致するた
め、電源電圧条件はTmとTdで同一と考えられ、Tdum(vd
d)-Tdum(vdd')=Tdum(vdd)-Tdum(vdd)=0となり、遅延
時間の回路パス間の電源電圧のばらつきに起因するタイ
ミングの変動はキャンセルされる。
The switching noise during the operation of the output circuits 9 and 14 is generally larger than that of the input circuits 7 and 13. The term Tdum (vdd) -Tdum (vdd ') in equation 1 is the output circuit 9,
Since the operation periods of No. 14 match exactly as shown in FIG. 2, the power supply voltage conditions are considered to be the same for Tm and Td, and
d) -Tdum (vdd ') = Tdum (vdd) -Tdum (vdd) = 0, and the fluctuation of the timing due to the fluctuation of the power supply voltage between the circuit paths due to the delay time is canceled.

【0054】さらに、出力波形の遷移時刻を揃えない場
合は、被測定回路8の動作中にダミー回路パス16の出
力回路14が動作し、被測定回路8の電源電圧を変動さ
せる可能性があるが、図2の様に出力波形の遷移時刻を
一致させることにより比較的ノイズの少ない入力回路1
3の動作中に被測定回路8が動作することになり、被測
定回路8の電源電圧の変動を最小限に抑制することがで
き、遅延時間の高精度な電源依存性を測定することが可
能になる。
Further, when the transition times of the output waveforms are not aligned, the output circuit 14 of the dummy circuit path 16 operates during the operation of the circuit under test 8, and the power supply voltage of the circuit under test 8 may fluctuate. However, by making the transition times of the output waveforms coincide with each other as shown in FIG.
The circuit under test 8 is operated during the operation of Step 3, so that the fluctuation of the power supply voltage of the circuit under test 8 can be suppressed to a minimum, and the power supply dependency of the delay time can be measured with high accuracy. become.

【0055】以上のように本実施例によれば、被測定回
路パス11とダミー回路パス16の出力端子Smoと出力
端子Sdoの遷移時刻を揃えるように入力信号を与えるこ
とにより、被測定回路パスとダミー回路パスの差分で被
測定回路の遅延時間を求める上で問題になっていた測定
誤差を巧妙にキャンセルすることができて、高精度に被
測定回路の遅延時間を測定することができる。
As described above, according to the present embodiment, the input signal is provided so that the transition times of the output terminal Smo and the output terminal Sdo of the circuit path 11 to be measured and the dummy circuit path 16 are aligned, so that the circuit path under test The measurement error, which has been a problem in obtaining the delay time of the circuit under test from the difference between the delay time and the dummy circuit path, can be skillfully canceled, and the delay time of the circuit under test can be measured with high accuracy.

【0056】図3は本発明の第2実施の形態における半
導体集積回路の構成図である。図3において半導体集積
回路30は、電圧制御遅延線31、被測定回路パス3
2、ダミー回路パス33、位相比較器34、チャージポ
ンプ35、ローパスフィルタ36およびリング発振器3
7で構成されている。
FIG. 3 is a configuration diagram of a semiconductor integrated circuit according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 3, the semiconductor integrated circuit 30 includes a voltage control delay line 31, a circuit path under test 3,
2. Dummy circuit path 33, phase comparator 34, charge pump 35, low-pass filter 36, and ring oscillator 3.
7.

【0057】半導体集積回路30の内部信号である入力
デジタル信号38は入力回路39、被測定回路40、出
力回路41の順に直列接続された被測定回路パス32の
入力Smiに入力され、遅延時間Tm後に出力端子Smoよりバ
ッファ45を経由して半導体集積回路30の内部信号で
ある出力デジタル信号46として出力され、また位相比
較器34に入力される。
An input digital signal 38, which is an internal signal of the semiconductor integrated circuit 30, is input to the input Smi of the circuit path under test 32 which is connected in series with the input circuit 39, the circuit under test 40, and the output circuit 41 in this order, and the delay time Tm Thereafter, the signal is output from the output terminal Smo via the buffer 45 as an output digital signal 46 which is an internal signal of the semiconductor integrated circuit 30, and is input to the phase comparator 34.

【0058】また、入力デジタル信号38は、制御電圧
線42の電圧で遅延時間が制御される電圧制御遅延線3
1を経由して遅延時間tdlだけ遅延され、入力回路4
3、出力回路44の順に直列接続されたダミー回路パス
33の入力端子Sdiに入力され、遅延時間Td後に出力端
子Sdoより出力バッファ45と等価なバッファ47に入
力され、また位相比較器34に入力される。
The input digital signal 38 is supplied to the voltage control delay line 3 whose delay time is controlled by the voltage of the control voltage line 42.
1 and is delayed by the delay time tdl, and the input circuit 4
3, input to the input terminal Sdi of the dummy circuit path 33 connected in series in the order of the output circuit 44, input to the buffer 47 equivalent to the output buffer 45 from the output terminal Sdo after the delay time Td, and input to the phase comparator 34 Is done.

【0059】バッファ47は、被測定回路パス32の出
力負荷とダミー回路パス33の出力負荷を等価にするた
めのダミーのバッファである。
The buffer 47 is a dummy buffer for equalizing the output load of the circuit path under test 32 and the output load of the dummy circuit path 33.

【0060】入力回路39,43どうし、および、出力
回路41,44どうしはそれぞれ等価な回路である。ま
た、入力回路39と被測定回路40間の接続と被測定回
路40と出力回路41間の接続の電気長と入力回路43
と出力回路44間の接続の電気長は等長に、また、各接
続は、論理スレッショルド電圧と信号波形の遷移時間が
等しくなるように設計されている。
The input circuits 39 and 43 and the output circuits 41 and 44 are equivalent circuits. The electrical length of the connection between the input circuit 39 and the circuit under test 40 and the electrical length of the connection between the circuit under test 40 and the output circuit 41 and the input circuit 43
The electrical length of the connection between the circuit and the output circuit 44 is designed to be the same length, and each connection is designed so that the transition time of the signal waveform is equal to the logic threshold voltage.

【0061】位相比較器34以降の信号の流れを説明す
る。位相比較器34より充電信号48、放電信号49が
チャージポンプ35に接続され、チャージポンプ35の
出力はローパスフィルタ36を経由して電圧制御遅延線
31の制御電圧線42に入力される。
The flow of signals after the phase comparator 34 will be described. The charge signal 48 and the discharge signal 49 are connected to the charge pump 35 from the phase comparator 34, and the output of the charge pump 35 is input to the control voltage line 42 of the voltage control delay line 31 via the low-pass filter 36.

【0062】図4は電圧制御遅延線31の特性図であ
る。電圧制御遅延線31の遅延時間tdlは制御電圧線4
2の電圧Vcntに対して単調減少する特性を備えている。
FIG. 4 is a characteristic diagram of the voltage control delay line 31. The delay time tdl of the voltage control delay line 31 is
2 has a characteristic of monotonously decreasing with respect to the voltage Vcnt.

【0063】一般的に電圧制御遅延線は、インバータや
差動アンプ等の素子をチェーン状に接続した構成が用い
られる。遅延時間の電圧制御の機構は、チェーンを構成
する素子の出力負荷容量に電圧制御可能なPN接合容量を
用いたり、素子の負荷回路に定電流源を用いて定電流値
を電圧制御することにより実現される。
Generally, a voltage control delay line has a structure in which elements such as an inverter and a differential amplifier are connected in a chain. The voltage control mechanism of the delay time uses a PN junction capacitor that can control the voltage as the output load capacitance of the elements that compose the chain, or controls the constant current value using a constant current source in the load circuit of the element. Is achieved.

【0064】以下に位相比較器34からチャージポンプ
35、ローパスフィルタ36、制御電圧線42、電圧制
御遅延線31で構成されるDLL回路54の遅延ロック
ループについて説明する。
The delay lock loop of the DLL circuit 54 composed of the phase comparator 34, the charge pump 35, the low-pass filter 36, the control voltage line 42, and the voltage control delay line 31 will be described below.

【0065】位相比較器34は、出力端子Smoの遷移時
刻tSmoと出力端子Sdoの遷移時刻tSdoとを比較して、tSd
o>tSmoのときには充電信号48のみを活性化し、tSdo
<tSmoのときには放電信号49のみを活性化し、tSdo=
tSmoのときには充電信号48と放電信号49の両方を非
活性状態にする様に設計されている。
The phase comparator 34 compares the transition time tSmo of the output terminal Smo with the transition time tSdo of the output terminal Sdo, and
When o> tSmo, only the charging signal 48 is activated and tSdo
When <tSmo, only the discharge signal 49 is activated and tSdo =
At tSmo, both the charge signal 48 and the discharge signal 49 are designed to be inactive.

【0066】チャージポンプ35は充電信号48が活性
化された場合、すなわちtSdo>tSmoの場合には、ローパ
スフィルタ36を構成する静電容量の充電を行い、制御
電圧線42の制御電圧Vcntを上昇させ、電圧制御遅延線
31の遅延時間tdlを減少させ、ダミー回路パス33に
おける遷移時刻tSdoを早めにし、tSdo=tSmoとなる方向
に回路の状態は変化する。
When the charge signal 48 is activated, that is, when tSdo> tSmo, the charge pump 35 charges the capacitance constituting the low-pass filter 36, and raises the control voltage Vcnt of the control voltage line 42. As a result, the delay time tdl of the voltage control delay line 31 is reduced, the transition time tSdo in the dummy circuit path 33 is advanced, and the state of the circuit changes in the direction of tSdo = tSmo.

【0067】放電信号49が活性化された場合、すなわ
ちtSdo<tSmoの場合には、ローパスフィルタ36を構成
する静電容量の放電を行い、制御電圧線42の制御電圧
Vcntを降下させ、電圧制御遅延線31の遅延時間tdlを
増加させ、ダミー回路パス33における遷移時刻tSdoを
遅めにし、tSdo=tSmoとなる方向に回路の状態は変化す
る。
When the discharge signal 49 is activated, that is, when tSdo <tSmo, the capacitance forming the low-pass filter 36 is discharged, and the control voltage of the control voltage line 42 is controlled.
Vcnt is decreased, the delay time tdl of the voltage control delay line 31 is increased, the transition time tSdo in the dummy circuit path 33 is delayed, and the state of the circuit changes in the direction of tSdo = tSmo.

【0068】回路動作がtSdo=tSmoの状態に安定するま
での時間や安定性はローパスフィルタ36のパラメータ
に依存する。
The time until the circuit operation stabilizes to the state of tSdo = tSmo and the stability depend on the parameters of the low-pass filter 36.

【0069】tSdo=tSmoに回路動作が安定、すなわちロ
ックしたとき、充電信号48、放電信号49の両方が非
活性となり、チャージポンプ35の出力は高インピーダ
ンス状態となり、制御電圧線42の制御電圧Vcntの値は
保持される。このときの電圧制御遅延線31の遅延時間
tdlが求める被測定回路40の遅延時間Tpdに等しくな
る。つまりtdl=Tpdとなる。
When the circuit operation is stable at tSdo = tSmo, that is, when the circuit is locked, both the charge signal 48 and the discharge signal 49 become inactive, the output of the charge pump 35 becomes a high impedance state, and the control voltage Vcnt of the control voltage line 42 Is retained. The delay time of the voltage control delay line 31 at this time
tdl becomes equal to the delay time Tpd of the measured circuit 40 to be obtained. That is, tdl = Tpd.

【0070】リング発振器37は電圧制御遅延線31と
等しい電圧制御遅延線50がN個とインバータ51のリ
ング接続で発振器を構成し、 f=1/(2×Td1 ×n) の周波数で発振する。バッファ52より発振出力53が
出力される。
The ring oscillator 37 is constituted by a ring connection of N voltage control delay lines 50 equal to the voltage control delay line 31 and an inverter 51 and oscillates at a frequency of f = 1 / (2 × Td1 × n). . The oscillation output 53 is output from the buffer 52.

【0071】制御電圧線42は、リング発振器37を構
成する電圧制御遅延線50に接続されているためtSdo=
tSmoに回路動作がロックしたときち、リング発振器37
の発振周波数は上記の周波数f=1/(2×Td1 ×n)
となる。
Since the control voltage line 42 is connected to the voltage control delay line 50 constituting the ring oscillator 37, tSdo =
When the circuit operation is locked to tSmo, the ring oscillator 37
Is the above-mentioned frequency f = 1 / (2 × Td1 × n)
Becomes

【0072】なお、遅延時間の読み出し方法として、リ
ング発振器37の発振出力として外部に読み出したが、
制御電圧線42のアナログ電圧を増幅したりデジタル値
に変換して読み出すことも当然考えられる。
As a method of reading out the delay time, the oscillation output of the ring oscillator 37 was read out to the outside.
It is of course conceivable to amplify the analog voltage of the control voltage line 42 or convert it to a digital value and read it out.

【0073】また、チャージポンプ35には、オプショ
ンでサンプリング停止信号56が設けられる。表1にサ
ンプリング停止信号56と充電信号48、放電信号4
9、制御電圧線42の関係を示す。サンプリング停止信
号56が活性化されると、制御電圧線42は充電信号4
8、放電信号49の状態にかかわわらず、保持の状態に
なる。
The charge pump 35 is provided with an optional sampling stop signal 56. Table 1 shows the sampling stop signal 56, the charge signal 48, and the discharge signal 4
9 shows the relationship of the control voltage line 42. When the sampling stop signal 56 is activated, the control voltage line 42
8. The state is held regardless of the state of the discharge signal 49.

【0074】サンプリング停止信号56を設けることに
より、遅延時間測定中にサンプリング停止信号56を活
性化すれば、測定期間に入力デジタル信号38が停止し
たり、間欠動作しても測定データの精度が損なわれるこ
とはない。また、被測定回路40が制御信号55の状態
により複数の遅延時間Tpdを取るとき、所望の状態の制
御信号55に同期してサンプリング停止信号56を非活
性化することにより、被測定回路40の遅延時間を選択
的に測定することができる。
If the sampling stop signal 56 is activated during the delay time measurement by providing the sampling stop signal 56, even if the input digital signal 38 is stopped during the measurement period or the intermittent operation is performed, the accuracy of the measurement data is impaired. It will not be. Further, when the circuit under test 40 takes a plurality of delay times Tpd according to the state of the control signal 55, the sampling stop signal 56 is deactivated in synchronization with the control signal 55 in a desired state, so that the circuit under test 40 The delay time can be measured selectively.

【0075】[0075]

【表1】 なお、サンプリング停止信号56は位相比較器34で充
電信号48、放電信号49が両方とも非活性となる状態
として実現しても同様の効果が得られる。
[Table 1] The same effect can be obtained even if the sampling stop signal 56 is realized by the phase comparator 34 in a state where both the charge signal 48 and the discharge signal 49 are inactive.

【0076】以上のように本実施の形態によれば、入力
デジタル信号38が入力されて出力デジタル信号46と
して出力される被測定回路パス32に、DLL(遅延ロ
ックループ)回路54とダミー回路パス33で構成され
る遅延測定回路57を並列に接続することにより、被測
定回路40の遅延時間を電圧制御遅延線31の遅延時間
として高精度かつ容易に測定することができる。
As described above, according to the present embodiment, the DLL (delay lock loop) circuit 54 and the dummy circuit path are connected to the circuit path under test 32 to which the input digital signal 38 is input and output as the output digital signal 46. By connecting the delay measuring circuits 57 constituted by 33 in parallel, it is possible to measure the delay time of the circuit under test 40 as the delay time of the voltage control delay line 31 with high accuracy and easily.

【0077】また、電圧制御遅延線31と同等の電圧制
御遅延線で構成されたリング発振器37を設け、電圧制
御遅延線31と制御電圧線42を共通にすることによ
り、半導体素子外部から測定の困難な遅延時間について
も、測定の容易なリング発振器37の周波数に換算し
て、1本の出力線より容易に測定することができる。
Further, by providing a ring oscillator 37 composed of a voltage control delay line equivalent to the voltage control delay line 31 and making the voltage control delay line 31 and the control voltage line 42 common, measurement from outside the semiconductor element can be performed. Even a difficult delay time can be easily measured from a single output line in terms of the frequency of the ring oscillator 37 that can be easily measured.

【0078】つぎに、本発明の第3の実施の形態におけ
る遅延時間方法のフローチャートを図5に示す。図5は
図1の半導体集積回路2の被測定回路8の遅延時間をロ
ジックテスタ等を用いて求める場合の手続きを示してい
る。
Next, a flowchart of the delay time method according to the third embodiment of the present invention is shown in FIG. FIG. 5 shows a procedure for obtaining the delay time of the circuit under test 8 of the semiconductor integrated circuit 2 of FIG. 1 using a logic tester or the like.

【0079】以下、図1を参照しながら図5をステップ
毎に説明する。
FIG. 5 will be described below step by step with reference to FIG.

【0080】(ステップ1) まず、ロジックテスタよ
り被測定回路パス11の入力端子Smiとダミー回路パス
16の入力端子Sdiに与える入力信号の遷移時刻tSmiとt
Sdiを0[ns]に初期化する。
(Step 1) First, transition times tSmi and tSmi of the input signals supplied from the logic tester to the input terminal Smi of the circuit path under test 11 and the input terminal Sdi of the dummy circuit path 16
Sdi is initialized to 0 [ns].

【0081】また、被測定回路パス11の出力遷移時刻
tSmoとダミー回路パス16の出力遷移時刻tSdoの時間差
tSmo-tSdoを格納する変数としての力遷移時間差Tsw_
new, Tsw_oldを0[ns]に初期化する。C言語などのソ
フトウエア言語では次のように表現される。
The output transition time of the circuit path under test 11
Time difference between tSmo and output transition time tSdo of dummy circuit path 16
Output transition time difference as a variable that stores the tSmo-tSdo Tsw_
New and Tsw_old are initialized to 0 [ns]. In a software language such as the C language, it is expressed as follows.

【0082】 Tsw_new = 0 ; Tsw_old = 0 ; (ステップ2) つぎに、ダミー回路パス16の入力遷
移時刻tSdiの値として、出力遷移時間差Tsw_newに0<
k≦1の係数kを乗じた値を累積した値に累積する。
Tsw_new = 0; Tsw_old = 0; (Step 2) Next, as the value of the input transition time tSdi of the dummy circuit path 16, the output transition time difference Tsw_new is 0 <
The value multiplied by the coefficient k of k ≦ 1 is accumulated to the accumulated value.

【0083】被測定回路パス11の入力遷移時刻tSmi
は、ステップ1で、0[ns]に初期化されているため、入
力時刻tSdiは被測定回路パス11の入力端子Smiに対す
るダミー回路パス16の入力端子Sdiの遅延時間に対応
する。C言語などのソフトウエア言語ではtSdiは次のよ
うに表現される。
The input transition time tSmi of the circuit under test 11
Is initialized to 0 [ns] in step 1, the input time tSdi corresponds to the delay time of the input terminal Sdi of the dummy circuit path 16 with respect to the input terminal Smi of the circuit path under test 11. In a software language such as the C language, tSdi is expressed as follows.

【0084】tSdi = tSdi + k*Tsw_new ; はじめてステップ2が実行されるときは、Tsw_new=0で
あるため、 tSdi=0[ns]+k*0[ns]=0[ns] となる。
TSdi = tSdi + k * Tsw_new; When Step 2 is executed for the first time, since Tsw_new = 0, tSdi = 0 [ns] + k * 0 [ns] = 0 [ns].

【0085】(ステップ3) ロジックテスタのエッジ
サーチ機能を用いて、ステップ2で計算されたtSdiの値
と0nsに固定された入力時刻tSmiを入力タイミング条件
にセットして、被測定回路パス11の出力遷移時刻tSmo
とダミー回路パス16の出力遷移時刻tSdoを測定する。
(Step 3) Using the edge search function of the logic tester, the value of tSdi calculated in step 2 and the input time tSmi fixed to 0 ns are set as input timing conditions, and the circuit path under test 11 Output transition time tSmo
And the output transition time tSdo of the dummy circuit path 16 is measured.

【0086】(ステップ4) 出力遷移時間差Tsw_old
に前回のループ反復で計算された出力遷移時間差Tsw_n
ewの値を保存する。C言語などのソフトウエア言語では
次のように表現される。
(Step 4) Output transition time difference Tsw_old
The output transition time difference Tsw_n calculated in the previous loop iteration
Save the value of ew. In a software language such as the C language, it is expressed as follows.

【0087】Tsw_old = Tsw_new ; はじめてステップ4が実行されるときは、Tsw_new=0[n
s]であるため、 Tsw_old=0[ns] となる。
Tsw_old = Tsw_new; When Step 4 is executed for the first time, Tsw_new = 0 [n
s], so that Tsw_old = 0 [ns].

【0088】(ステップ5) 出力遷移時間差Tsw_new
をステップ3で測定された出力遷移時刻tSmoと出力遷移
時刻tSdoを用いて再計算する。C言語などのソフトウエ
ア言語では次のように表現される。
(Step 5) Output transition time difference Tsw_new
Is recalculated using the output transition time tSmo and the output transition time tSdo measured in step 3. In a software language such as the C language, it is expressed as follows.

【0089】Tsw_new = tSmo-tSdo ; (ステップ6) 出力遷移時間差Tsw_newが所定のしき
い値ΔTpd以下でなくかつ出力遷移時間差Tsw_newとTsw
_oldの差分の絶対値が所定のしきい値ΔTpd2以下でな
いときステップ2にループする。C言語などのソフトウ
エア言語では次のように表現される。
Tsw_new = tSmo-tSdo; (Step 6) The output transition time difference Tsw_new is not smaller than the predetermined threshold value ΔTpd and the output transition time difference Tsw_new and Tsw
When the absolute value of the difference of _old is not equal to or smaller than the predetermined threshold value ΔTpd2, the process loops to Step 2. In a software language such as the C language, it is expressed as follows.

【0090】 if(!((Tsw_new<ΔTpd)&&(|Tsw_new-Tsw_old|<ΔTpd2))) { goto "ステップ2"; } ΔTpd、ΔTpd2、およびステップ2のkの値がループの収
束性を決定する。
If (! ((Tsw_new <ΔTpd) && (| Tsw_new-Tsw_old | <ΔTpd2))) {goto “step 2”;} The values of ΔTpd, ΔTpd2, and k of step 2 determine the convergence of the loop. I do.

【0091】(ステップ7) 最終的にtSdiの値が被測
定回路8の遅延時間Tpdとして求められる。
(Step 7) Finally, the value of tSdi is obtained as the delay time Tpd of the circuit under test 8.

【0092】以上のように本実施の形態によれば、出力
端子Smoと出力端子Sdoが同時に遷移するため出力波形の
形状を揃えることができ、出力波形の歪みが原因の遅延
時間測定の差分誤差を十分小さく、実質的に最小に抑え
ることができる。
As described above, according to the present embodiment, since the output terminal Smo and the output terminal Sdo transition simultaneously, the shapes of the output waveforms can be made uniform, and the difference error of the delay time measurement due to the distortion of the output waveform can be obtained. Is sufficiently small and substantially minimized.

【0093】また、被測定回路パスとダミー回路パスの
出力関連の動作が同時であり、電源ノイズを生成する出
力動作が同時並列となり、回路パス間の微妙な電源電圧
の変動が原因の遅延時間測定の差分誤差を十分小さく、
実質的に最小に抑えることができる。
The output-related operations of the circuit path to be measured and the dummy circuit path are simultaneously performed, the output operations for generating power supply noise are simultaneously performed in parallel, and the delay time caused by the subtle power supply voltage fluctuation between circuit paths is reduced. The difference error of the measurement is small enough,
Substantially minimized.

【0094】また、入力遷移時刻tSdiの値を出力遷移時
間差Tsw_newに0<k≦1の係数を乗じた値を累積した
値に累積することにより、tSdo=tSmoの状態に徐々に近
づくことができて、tSdo>tSmoの状態とtSdo<tSmoの状
態との間での振動を抑制することができて、ループの収
束を短時間で完了し、高速に被測定回路の遅延時間を求
めることができる。
Further, by accumulating the value of the input transition time tSdi to the value obtained by multiplying the output transition time difference Tsw_new by a coefficient of 0 <k ≦ 1, it is possible to gradually approach the state of tSdo = tSmo. Therefore, the oscillation between the state of tSdo> tSmo and the state of tSdo <tSmo can be suppressed, the convergence of the loop can be completed in a short time, and the delay time of the circuit to be measured can be obtained at high speed. .

【0095】さらに、反復過程の終了条件として反復前
後の遷移時間差tsw_old,tsw_newの差分を所定のしき
い値ΔTpd2以下とすることにより、tSdo=tSmoの状態と
tSdo>tSmoの状態との間で、あるいは、tSdo=tSmoの状
態とtSdo<tSmoの状態との間で振動が生じている場合に
おいて、その反復過程の疑似的な収束を検出することが
でき、より正確な遅延時間を求めることができる。
Further, by setting the difference between the transition time differences tsw_old and tsw_new before and after the repetition to a predetermined threshold value ΔTpd2 or less as an end condition of the repetition process, the state of tSdo = tSmo can be obtained.
When oscillation occurs between the state of tSdo> tSmo or between the state of tSdo = tSmo and the state of tSdo <tSmo, it is possible to detect a pseudo convergence of the repetitive process, More accurate delay time can be obtained.

【0096】[0096]

【発明の効果】本発明の遅延時間測定装置においては、
被測定回路パスとダミー回路パスの遅延時間差で被測定
回路の遅延時間を求める回路構成に対して、各回路パス
の出力遷移時刻を揃えることにより、2つの回路パス間
の出力波形および電源電圧の相違を遅延時間の差分によ
りキャンセルすることができて、高速な被測定回路の遅
延時間を高い精度で測定することができる。
According to the delay time measuring apparatus of the present invention,
For a circuit configuration in which the delay time of the circuit under test is determined from the delay time difference between the circuit path under test and the dummy circuit path, the output transition times of the two circuit paths and the power supply voltage The difference can be canceled by the difference between the delay times, and the delay time of the high-speed circuit to be measured can be measured with high accuracy.

【0097】また、本発明の半導体集積回路において
は、遅延時間の測定にフィードバックループの考えを導
入することにより、可変遅延時間回路の遅延制御信号だ
けの1点観測のみで、被測定回路の遅延時間を高精度か
つ容易に求めることができる。
Further, in the semiconductor integrated circuit of the present invention, by introducing the idea of a feedback loop into the measurement of the delay time, only one point observation of the delay control signal of the variable delay time circuit is required, and the delay of the circuit to be measured is reduced. Time can be obtained with high accuracy and ease.

【0098】また、本発明の半導体集積回路において
は、可変遅延時間回路の遅延時間をリング発振器にコピ
ーすることにより、遅延時間を発振周波数で測定するこ
とが可能となる。また、発振周波数は単一の線をモニタ
ーするのみで測定可能であり、被測定回路素子の遅延時
間を半導体素子外部から容易に測定することが可能であ
る。
In the semiconductor integrated circuit of the present invention, the delay time can be measured by the oscillation frequency by copying the delay time of the variable delay circuit to the ring oscillator. Further, the oscillation frequency can be measured only by monitoring a single line, and the delay time of the circuit element to be measured can be easily measured from outside the semiconductor element.

【0099】また、本発明の半導体集積回路において
は、チャージポンプあるいは位相比較器にサンプリング
停止信号入力を備えることにより、リング発振器の周波
数測定を安定化したり、被測定回路の所望の回路状態の
ときの遅延時間を選択的に測定することが可能となる。
Further, in the semiconductor integrated circuit of the present invention, by providing a sampling stop signal input to the charge pump or the phase comparator, it is possible to stabilize the frequency measurement of the ring oscillator or to obtain a desired circuit state of the circuit under test. Can be selectively measured.

【0100】また、本発明の遅延時間測定方法において
は、反復過程おける遅延差tswの累積に定数kを導入す
ることにより、反復過程の収束を短時間で完了し、高速
に被測定回路の遅延時間を求めることができる。
Also, in the delay time measuring method of the present invention, the convergence of the iterative process is completed in a short time by introducing a constant k into the accumulation of the delay difference tsw in the iterative process, and the delay of the circuit under test is increased at a high speed. You can ask for time.

【0101】また、本発明の遅延時間測定方法において
は、反復過程の収束条件に所定のしきい値ΔTpd,ΔTpd2
を導入することにより、反復過程の疑似的な収束を回避
し、測定精度を向上することができる。
Also, in the delay time measuring method of the present invention, the predetermined thresholds ΔTpd, ΔTpd2
, Pseudo convergence of the iterative process can be avoided and the measurement accuracy can be improved.

【0102】以上、本発明を用いることにより、デジタ
ル回路の動作速度を律速する回路パスの遅延時間値と統
計的なばらつきを試作回路と製品レベルの双方で把握す
ることを可能とし、高速動作の半導体集積回路を歩留ま
り良く製造する上での足がかりとすることができる。
As described above, by using the present invention, it is possible to grasp the delay time value and the statistical variation of the circuit path that controls the operation speed of the digital circuit at both the prototype circuit and the product level, and to realize the high-speed operation. It can be used as a stepping stone in manufacturing a semiconductor integrated circuit with high yield.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施の形態における遅延時間測
定装置の構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram of a delay time measuring device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】上記第1の実施の形態における遅延時間測定装
置の信号波形図である。
FIG. 2 is a signal waveform diagram of the delay time measuring device according to the first embodiment.

【図3】本発明の第2の実施の形態における半導体集積
回路の構成図である。
FIG. 3 is a configuration diagram of a semiconductor integrated circuit according to a second embodiment of the present invention.

【図4】上記第2の実施の形態における半導体集積回路
の電圧制御遅延線の特性図である。
FIG. 4 is a characteristic diagram of a voltage control delay line of the semiconductor integrated circuit according to the second embodiment.

【図5】本発明の第3の実施の形態における遅延時間測
定方法のフローチャートである。
FIG. 5 is a flowchart of a delay time measuring method according to a third embodiment of the present invention.

【図6】従来の遅延時間測定法における信号波形図であ
る。
FIG. 6 is a signal waveform diagram in a conventional delay time measuring method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1……遅延時間測定装置 2……半導体集積回路 3……パルス発生手段 4……可変遅延時間回路 5……位相検出手段 6……入力端子Smi 8……被測定回路 10……出力端子Smo 11……被測定回路パス 12……入力端子Sdi 15……出力端子Sdo 16……ダミー回路パス 17……遅延制御信号 31……電圧制御遅延線 32……被測定回路パス 33……ダミー回路パス 34……位相比較器 35……チャージポンプ 36……ローパスフィルタ 37……リング発振器 38……入力デジタル信号 40……被測定回路 42……制御電圧線 48……充電信号 49……放電信号 50……電圧制御遅延線 53……発振出力 54……DLL回路 56……サンプリング停止信号 57……遅延測定回路 Smi……被測定回路パスの入力端子 Smo……被測定回路パスの出力端子 Sdi……ダミー回路パスの入力端子 Sdo……ダミー回路パスの出力端子 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Delay time measuring device 2 ... Semiconductor integrated circuit 3 ... Pulse generation means 4 ... Variable delay time circuit 5 ... Phase detection means 6 ... Input terminal Smi 8 ... Measured circuit 10 ... Output terminal Smo 11 Circuit path to be measured 12 Input terminal Sdi 15 Output terminal Sdo 16 Dummy circuit path 17 Delay control signal 31 Voltage control delay line 32 Circuit path to be measured 33 Dummy circuit Path 34 Phase comparator 35 Charge pump 36 Low-pass filter 37 Ring oscillator 38 Input digital signal 40 Circuit under test 42 Control voltage line 48 Charge signal 49 Discharge signal 50: Voltage control delay line 53: Oscillation output 54: DLL circuit 56: Sampling stop signal 57: Delay measurement circuit Smi: Input terminal of the circuit to be measured Smo: Circuit to be measured Output terminal Sdi …… Dummy circuit path input terminal Sdo …… Dummy circuit path output terminal

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 被測定回路を含む被測定回路パスと、前
記被測定回路パスより被測定回路をバイパスした構成の
ダミー回路パスを備え、前記被測定回路パスの入力端子
Smiおよび出力端子Smo間の遅延時間Tmと前記ダミー回路
パスの入力端子Sdiおよび出力端子Sdo間の遅延時間Tdと
の差分により前記被測定回路の遅延時間Tpd(=Tm-Td)を
求めるように構成された半導体集積回路の遅延時間測定
において、 前記被測定回路パスおよび前記ダミー回路パスの両出力
端子Smo,Sdoの遷移時刻tSmo,tSdoを揃えるように、前
記被測定回路パスおよび前記ダミー回路パスの両入力端
子Smi,Sdiの入力信号を定めるように構成されているこ
とを特徴とする遅延時間測定装置。
1. A circuit path to be measured including a circuit to be measured, and a dummy circuit path configured to bypass the circuit to be measured from the circuit path to be measured, and an input terminal of the circuit path to be measured
The delay time Tpd (= Tm-Td) of the circuit under test is determined by the difference between the delay time Tm between Smi and the output terminal Smo and the delay time Td between the input terminal Sdi and the output terminal Sdo of the dummy circuit path. In the delay time measurement of the configured semiconductor integrated circuit, the circuit path to be measured and the dummy circuit path are set so that transition times tSmo and tSdo of both output terminals Smo and Sdo of the circuit path to be measured and the dummy circuit path are aligned. A delay time measuring device configured to determine input signals of both input terminals Smi and Sdi.
【請求項2】 前記遅延制御信号により遅延時間が制御
される可変遅延時間回路と、任意のデジタル信号を生成
するパルス発生手段と、デジタル信号間の信号遷移の時
間差を測定する位相検出手段を備え、 前記パルス発生手段の信号出力は前記被測定回路パスの
入力端子Smiに接続されるとともに前記ダミー回路パス
の入力端子Sdiには前記可変遅延時間回路を介して接続
され、 前記被測定回路パスの出力端子Smoと前記ダミー回路パ
スの出力端子Sdoの出力が前記前記位相検出手段に入力
され、 前記位相検出手段からは前記可変遅延時間回路に対して
前記両回路パスそれぞれの出力端子Sdo,Smoの出力の位
相が一致するように遅延制御信号をフィードバックする
ように構成されていることを特徴とする請求項1に記載
の遅延時間測定装置。
A variable delay circuit whose delay time is controlled by the delay control signal; a pulse generating means for generating an arbitrary digital signal; and a phase detecting means for measuring a time difference between signal transitions between the digital signals. The signal output of the pulse generating means is connected to the input terminal Smi of the circuit path to be measured and to the input terminal Sdi of the dummy circuit path via the variable delay time circuit, The output of the output terminal Smo and the output of the output terminal Sdo of the dummy circuit path are input to the phase detection means. From the phase detection means, the output terminals Sdo and Smo of the two circuit paths are supplied to the variable delay time circuit. The delay time measuring device according to claim 1, wherein the delay control signal is fed back so that the phases of the outputs match.
【請求項3】 被測定回路を含む被測定回路パスと、前
記被測定回路パスより被測定回路をバイパスした構成の
ダミー回路パスと、制御電圧線の電位で遅延時間量が制
御される電圧制御遅延線と、入力信号間の位相関係を出
力する位相比較器と、出力線の充放電を制御するチャー
ジポンプと、電位変化の高周波数成分を除去するととも
に入力された電荷を保持するローパスフィルタと、前記
電圧制御遅延線と同等の電圧制御遅延線で構成されたリ
ング発振器を備え、 入力デジタル信号が前記被測定回路パスの入力端子Smi
と、前記電圧制御遅延線を介して前記ダミー回路パスの
入力端子Sdiに接続され、 前記被測定回路パスの出力端子Smoと前記ダミー回路パ
スの出力端子Sdoの出力が前記位相比較器に接続され、 前記位相比較器の充電信号出力と放電信号出力が前記チ
ャージポンプに接続され、 前記チャージポンプの出力が前記ローパスフィルタを介
して前記電圧制御遅延線の制御電圧線と前記リング発振
器を構成する前記電圧制御遅延線と等価な電圧制御遅延
線の制御電圧線に並列接続され、 前記電圧制御遅延線の遅延時間は制御電圧に対して単調
減少であり、 前記位相比較器は前記被測定回路パスの出力端子Smoの
遷移時刻tSmoと前記ダミー回路パスの出力端子Sdoの遷
移時刻tSdoを比較して、tSdo>tSmoのときには充電信号
のみを活性化し、tSdo<tSmoのときには放電信号のみを
活性化し、tSdo=tSmoのときには充電信号と放電信号を
非活性とし、 前記チャージポンプは充電信号または放電信号が活性化
されるとそれぞれ前記ローパスフィルタを構成する静電
容量の充電または放電を行って前記電圧制御遅延線の制
御電圧を制御し、前記リング発振器の出力周波数に基づ
いて前記被測定回路の遅延時間を測定するように構成さ
れていることを特徴とする半導体集積回路。
3. A circuit path to be measured including a circuit to be measured, a dummy circuit path having a configuration in which the circuit to be measured is bypassed from the path to be measured, and voltage control in which a delay time is controlled by a potential of a control voltage line. A delay line, a phase comparator that outputs a phase relationship between input signals, a charge pump that controls charging and discharging of the output line, and a low-pass filter that removes a high-frequency component of a potential change and holds an input charge. A ring oscillator constituted by a voltage-controlled delay line equivalent to the voltage-controlled delay line, wherein an input digital signal is input to the input terminal Smi of the circuit-under-test path.
Is connected to the input terminal Sdi of the dummy circuit path via the voltage control delay line, and the outputs of the output terminal Smo of the circuit-under-test path and the output terminal Sdo of the dummy circuit path are connected to the phase comparator. The charge signal output and the discharge signal output of the phase comparator are connected to the charge pump, and the output of the charge pump configures the control voltage line of the voltage control delay line and the ring oscillator via the low-pass filter. The voltage control delay line is connected in parallel to a control voltage line of a voltage control delay line equivalent to the voltage control delay line, and the delay time of the voltage control delay line is monotonically decreasing with respect to a control voltage. The transition time tSmo of the output terminal Smo is compared with the transition time tSdo of the output terminal Sdo of the dummy circuit path. When tSdo> tSmo, only the charge signal is activated, and when tSdo <tSmo, the charge signal is discharged. Signal is activated, and when tSdo = tSmo, the charge signal and the discharge signal are deactivated. When the charge signal or the discharge signal is activated, the charge pump discharges or charges the capacitance constituting the low-pass filter, respectively. And controlling a control voltage of the voltage control delay line to measure a delay time of the circuit under test based on an output frequency of the ring oscillator.
【請求項4】 前記チャージポンプにサンプリング停止
信号入力を備え、前記サンプリング停止信号が活性化さ
れたときには前記チャージポンプの出力を強制的にフロ
ーティング状態にするように構成されていることを特徴
とする請求項3に記載の半導体集積回路。
4. The charge pump according to claim 1, further comprising a sampling stop signal input, wherein when the sampling stop signal is activated, an output of the charge pump is forced to a floating state. The semiconductor integrated circuit according to claim 3.
【請求項5】 前記位相比較器にサンプリング停止信号
入力を備え、前記サンプリング停止信号が活性化される
と充電信号と放電信号を強制的に非活性とするように構
成されていることを特徴とする請求項3に記載の半導体
集積回路。
5. A phase comparator comprising a sampling stop signal input, wherein a charge signal and a discharge signal are forcibly deactivated when the sampling stop signal is activated. The semiconductor integrated circuit according to claim 3.
【請求項6】 時刻tSmiに入力された信号が時刻tSmoに
出力される被測定回路を含んだ被測定回路パスと、被測
定回路パスから被測定回路をバイパスした構成を有して
時刻tSdiに入力された信号が時刻tSdoに出力されるダミ
ー回路パスとの遅延時間差により被測定回路の遅延時間
を求める遅延時間測定方法において、 前記被測定回路パスの出力遷移時刻tSmoと、前記ダミー
回路パスの出力遷移時刻tSdoとの時間差tsw=tSmo-tSdo
を測定し、 前記時間差tswの値が測定誤差を下限として所定のしき
い値ΔTpd以下になることを反復過程の終了条件として
前記ダミー回路パスの入力時刻tSdiに時間差tswの値を
累積しつつ、この時間差tswを測定する過程を反復し、 反復過程の終了後に得られた前記ダミー回路パスの入力
時刻tSdiと前記被測定回路パスの入力時刻tSmiの差分を
前記被測定回路の遅延時間とするように構成されている
ことを特徴とする遅延時間測定方法。
6. A circuit under test including a circuit to be measured in which a signal input at time tSmi is output at time tSmo, and a circuit bypassing the circuit to be measured from the circuit under test path at time tSdi. In a delay time measuring method for obtaining a delay time of a circuit under test by a delay time difference from a dummy circuit path at which an input signal is output at time tSdo, an output transition time tSmo of the circuit under test and Time difference tsw = tSmo-tSdo from output transition time tSdo
While accumulating the value of the time difference tsw at the input time tSdi of the dummy circuit path as a termination condition of the iterative process that the value of the time difference tsw is equal to or less than a predetermined threshold value ΔTpd with the measurement error as a lower limit, The process of measuring the time difference tsw is repeated, and the difference between the input time tSdi of the dummy circuit path and the input time tSmi of the circuit under test obtained after the end of the repetition process is set as the delay time of the circuit under test. A delay time measuring method characterized by comprising:
【請求項7】 前記ダミー回路パスの入力時刻tSdiに時
間差tswの値を累積する際、0<k≦1なる係数kを乗じた
時間差tswを累積するように構成されていることを特徴
とする請求項6に記載の遅延時間測定方法。
7. When the value of the time difference tsw is accumulated at the input time tSdi of the dummy circuit path, a time difference tsw multiplied by a coefficient k satisfying 0 <k ≦ 1 is accumulated. The delay time measuring method according to claim 6.
【請求項8】 前記の反復過程の終了条件として、反復
前後の時間差tswの差分が所定のしきい値ΔTpd2以下に
なることを付加して構成されていることを特徴とする請
求項7に記載の遅延時間測定方法。
8. The method according to claim 7, wherein a condition that the difference of the time difference tsw before and after the repetition is equal to or less than a predetermined threshold value ΔTpd2 is added as an end condition of the repetition process. Delay time measurement method.
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