JP2016040875A - Semiconductor device and control method of the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は半導体装置に関し、特に、遅延素子を有する半導体装置とその制御方法に関する。 The present invention relates to a semiconductor device, and more particularly to a semiconductor device having a delay element and a control method thereof.
半導体装置の内部には、信号間のタイミング調整のために多数の遅延素子が配置されている。これらの遅延素子は、半導体装置の製造時のプロセスばらつき等により遅延時間が設計値から変化してしまう場合がある。このため、半導体装置の内部回路の信号(内部信号)のタイミング差や遅延素子の遅延時間を測定する必要がある。 A large number of delay elements are arranged in the semiconductor device for timing adjustment between signals. For these delay elements, the delay time may change from the design value due to process variations during the manufacture of the semiconductor device. For this reason, it is necessary to measure the timing difference between the signals (internal signals) of the internal circuit of the semiconductor device and the delay time of the delay element.
半導体装置の内部信号のタイミング差を正確に測定するための手法として、例えば特許文献1には、チップ上のリング発振器等の遅延時間測定回路を、チップで使用する主要信号及び/又はクロックで発振、停止させ、発振回数をカウンタでカウントし、カウント結果をデータ出力回路から出力することで主要信号のタイミングをチップ毎に測定可能とした構成が開示されている。
As a technique for accurately measuring the timing difference between internal signals of a semiconductor device, for example,
遅延素子を有する半導体装置において、より簡便な方法で該遅延素子の遅延時間を測定可能とする新たな手法(技術)が望まれている。 In a semiconductor device having a delay element, there is a demand for a new technique (technology) that can measure the delay time of the delay element by a simpler method.
本発明の1つの側面によれば、出力端子と、第1のクロック信号を受け取り、遅延制御信号に応じて前記第1のクロック信号を可変に遅延させ第2のクロック信号を発生する第1の遅延回路と、前記第1の遅延回路に関する遅延制御情報を保持し、前記遅延制御情報に対応した前記遅延制御信号を前記第1の遅延回路に供給する遅延制御回路と、前記第1のクロック信号と前記第2のクロック信号の間の遅延時間を測定し測定結果を遅延時間情報として保持する遅延時間測定回路と、前記遅延制御回路と前記遅延時間測定回路を前記出力端子に接続し、前記遅延制御情報と前記遅延時間情報とを前記出力端子に伝送する出力経路と、を備えた半導体装置が提供される。 According to one aspect of the present invention, an output terminal and a first clock signal that receives a first clock signal, variably delays the first clock signal in response to a delay control signal, and generates a second clock signal. A delay circuit, a delay control circuit that holds delay control information related to the first delay circuit, and supplies the delay control signal corresponding to the delay control information to the first delay circuit; and the first clock signal A delay time measuring circuit for measuring a delay time between the second clock signal and holding a measurement result as delay time information, and connecting the delay control circuit and the delay time measuring circuit to the output terminal, An output path for transmitting control information and the delay time information to the output terminal is provided.
本発明の他の側面によれば、遅延制御情報に対応した遅延制御信号を第1の遅延回路に供給する遅延制御回路と、第1のクロック信号を受け取り、前記遅延制御信号に応じて前記第1のクロック信号を可変に遅延させ第2のクロック信号を発生する第1の遅延回路と、を含む半導体装置の制御方法であって、テスト制御信号に基づき、前記半導体装置内に設けた遅延時間測定回路にて、前記第1のクロック信号と前記第2のクロック信号の間の遅延時間を測定して遅延時間情報として保持し、前記遅延制御回路と前記遅延時間測定回路を出力回路に接続し、前記遅延制御情報と前記遅延時間情報を出力端子から出力するように制御する、半導体装置の制御方法が提供される。 According to another aspect of the present invention, a delay control circuit that supplies a delay control signal corresponding to the delay control information to the first delay circuit, a first clock signal is received, and the first control signal is received in response to the delay control signal. A first delay circuit that variably delays one clock signal and generates a second clock signal, and a delay time provided in the semiconductor device based on a test control signal In a measurement circuit, a delay time between the first clock signal and the second clock signal is measured and held as delay time information, and the delay control circuit and the delay time measurement circuit are connected to an output circuit. There is provided a method for controlling a semiconductor device, wherein the delay control information and the delay time information are controlled to be output from an output terminal.
本発明によれば、半導体装置内部の遅延素子の遅延時間の測定を簡易化している。 According to the present invention, the measurement of the delay time of the delay element inside the semiconductor device is simplified.
はじめに本発明の基本概念を説明し、つづいて実施形態について説明する。 First, the basic concept of the present invention will be described, followed by embodiments.
本発明の半導体装置によれば、位相調整回路として、DLL(Delay Locked Loop)回路を含み、
・DLL回路の遅延回路内の可変遅延回路で使用している遅延素子の個数情報と、
・DLL回路がロックした時の該遅延回路に入力される遅延前のクロック信号(第1のクロック信号)と遅延後のクロック信号(第2のクロック信号)の間の遅延時間(遅延時間差情報)を、半導体装置の出力端子から、半導体装置外部に出力可能としたことを特徴の1つとしている。
According to the semiconductor device of the present invention, the phase adjustment circuit includes a DLL (Delay Locked Loop) circuit,
-Number information of delay elements used in the variable delay circuit in the delay circuit of the DLL circuit,
A delay time (delay time difference information) between the clock signal before delay (first clock signal) and the clock signal after delay (second clock signal) input to the delay circuit when the DLL circuit is locked Is characterized in that it can be output from the output terminal of the semiconductor device to the outside of the semiconductor device.
DLL回路の可変遅延回路で使用している遅延素子の個数情報(遅延制御情報)は、DLL回路の可変遅延回路を制御する第1のカウンタのカウント値(第1のカウント値)として保持出力される。一方、遅延時間情報は、遅延前のクロック信号(第1のクロック信号)と遅延後のクロック信号(第2クロック信号)の対応するエッジとの間のクロック数をカウントする第2のカウンタのカウント値(第2のカウント値)として保持出力される。第2のカウンタのカウント値は、遅延回路が、第1のクロック信号の何番目のエッジで第2のクロック信号がロックしたかを示す情報に対応している。 The number information (delay control information) of the delay elements used in the variable delay circuit of the DLL circuit is held and output as the count value (first count value) of the first counter that controls the variable delay circuit of the DLL circuit. The On the other hand, the delay time information is a count of a second counter that counts the number of clocks between the clock signal before the delay (first clock signal) and the corresponding edge of the clock signal after the delay (second clock signal). It is held and output as a value (second count value). The count value of the second counter corresponds to information indicating at which edge of the first clock signal the second clock signal is locked by the delay circuit.
本発明によれば、テスト対象の半導体装置に供給する外部クロック信号の周波数を第1の周波数として遅延制御情報と遅延時間情報を測定出力し、次に、外部クロック信号の周波数を第2の周波数に変更した上で、遅延制御情報と遅延時間情報を測定出力するようにしてもよい(実施形態1)。あるいは、テスト対象の半導体装置に供給する外部クロック信号の周波数は変えずに、ロックするクロック信号のエッジを変化(シフト)させる前と、ロックするクロック信号のエッジを変化(シフト)させた後の異なる条件で、遅延制御情報と遅延時間情報を測定出力するようにしてもよい(実施形態2)。 According to the present invention, the delay control information and the delay time information are measured and output using the frequency of the external clock signal supplied to the semiconductor device to be tested as the first frequency, and then the frequency of the external clock signal is set to the second frequency. The delay control information and the delay time information may be measured and output after changing to (Embodiment 1). Alternatively, without changing the frequency of the external clock signal supplied to the semiconductor device to be tested, before changing (shifting) the edge of the clock signal to be locked and after changing (shifting) the edge of the clock signal to be locked The delay control information and the delay time information may be measured and output under different conditions (second embodiment).
そして、テスト対象の半導体装置の出力端子から出力される遅延制御情報と遅延時間情報から、簡易な演算を用いて、DLL回路の遅延素子の1個当たりの遅延時間の絶対値を求めることができる。以下、図面を参照していくつかの実施形態について詳細に説明する。 Then, from the delay control information and the delay time information output from the output terminal of the semiconductor device to be tested, the absolute value of the delay time per delay element of the DLL circuit can be obtained using simple calculation. . Hereinafter, some embodiments will be described in detail with reference to the drawings.
<第1の実施形態>
図1は、本発明の第1の実施形態の半導体装置の全体の構成を説明するための図である。本実施形態において、半導体装置は、DRAM(Dynamic Random Access Memory)からなる。図1を参照すると、半導体装置1は、例えばデータ端子DQからの入出力をクロック信号に同期して行うクロック同期型のDRAMからなり、コマンド入力回路(Input Buffer1: IB1)11、アドレス入力回路(Input Buffer2: IB2)12、クロック入力回路(Input Buffer3: IB3)13、動作制御部(Operation Control Unit: OCU)14、テスト制御部(Test Control Unit: TCU)15、ロウデコーダ(Row Decoder: XDEC)16、カラムデコーダ(Column Decoder: YDEC)17、メモリアレイ(Memory Array: MA)18、データ入出力部(I/O Unit)19、及び、DLL(Delay Locked Loop)回路20を備えている。以下、各部について概説する。
<First Embodiment>
FIG. 1 is a diagram for explaining the overall configuration of the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention. In the present embodiment, the semiconductor device is composed of a DRAM (Dynamic Random Access Memory). Referring to FIG. 1, a
コマンド入力回路11は、外部コマンド信号CMDに応じて、内部コマンド信号PCMDを生成する。
The
アドレス入力回路12は、外部アドレス信号ADDに応じて、内部アドレス信号PADDを発生する。
クロック入力回路13は、外部クロック信号ExCLK(第3のクロック信号)に応じて、内部クロック信号PCLKを発生する。
The
動作制御部14は、内部コマンド信号PCMD、内部アドレス信号PADD、及び、内部クロック信号PCLKに応じて、メモリアレイ18の動作を制御するためのロウ制御信号RCTL、カラム制御信号CCTL、及び、入出力制御信号I/O CTLの各種制御信号を生成して出力する。
The
ロウ制御信号RCTLは、例えば、ロウアドレス及びセンスアンプ駆動信号を含む。カラム制御信号CCTLは、例えば、カラムアドレス及びYスイッチ駆動タイミング信号を含む。入出力制御信号I/O CTLは、例えば、メモリアレイ(MA)18とデータ入出力部19との間のデータ転送に関係する各種タイミング信号を含む。またI/O CTLは、データ入出力部19の出力バッファ(不図示)の出力を制御する出力イネーブル信号OE(不図示)を含む。
The row control signal RCTL includes, for example, a row address and a sense amplifier drive signal. The column control signal CCTL includes, for example, a column address and a Y switch drive timing signal. The input / output control signal I / O CTL includes, for example, various timing signals related to data transfer between the memory array (MA) 18 and the data input /
また、動作制御部14は、内部コマンド信号PCMDがテスト動作を示すときに、テスト信号TESTをテスト制御部15に供給する。
Further, the
テスト制御部15は、動作制御部14からのテスト信号TESTが活性化されると、内部アドレス信号PADDとして供給されるテストコードに応じて、種々の内部テスト信号を発生する。
When the test signal TEST from the
内部テスト信号には、例えば、DLL回路20のテスト動作を開始するDLLテストイネーブル信号TDEN、テスト動作時にDLL回路20をリセットするテストDLLリセット信号TDRST、出力モード選択信号TOMODE1、TOMODE2と、データ入出力部19に供給されるDLL情報リード信号DLL_Rが含まれる。
The internal test signals include, for example, a DLL test enable signal TDEN for starting the test operation of the
メモリアレイ(MA)18は、複数のワード線WLと、複数のビット線BLと、複数のワード線WLと複数のビット線BLの交点に配置された複数のメモリセルMCを含む。なお、図1では、簡単のため、ワード線WL、ビット線BL、メモリセルMCは各1つが示されている。 The memory array (MA) 18 includes a plurality of word lines WL, a plurality of bit lines BL, and a plurality of memory cells MC arranged at the intersections of the plurality of word lines WL and the plurality of bit lines BL. In FIG. 1, one word line WL, one bit line BL, and one memory cell MC are shown for simplicity.
また、メモリアレイ18のワード線WLの端部にロウデコーダ回路(XDEC)16が配置され、ビット線BLの端部にカラムデコーダ回路(YDEC)17が配置されている。ロウデコーダ回路(XDEC)16は、複数のワード線WLから、ロウアドレスで指定される所望のワード線WLを選択的に活性化する。カラムデコーダ回路(YDEC)17は、カラムアドレスで指定されるカラムの不図示のYスイッチ(カラム選択スイッチ)を導通させて、複数のビット線BLの中から当該カラムのビット線BLを選択的にデータ入出力部19に接続する。
A row decoder circuit (XDEC) 16 is disposed at the end of the word line WL of the
データ入出力部19は、メモリアレイ18とデータ端子DQとの間に配置されている。データ入出力部19は、動作制御部14から供給される入出力制御信号I/O CTLと、DLL回路20から供給される出力クロック信号LCLKに応じて動作する。データ入出力部19は、リード動作時には、メモリアレイ18から読み出されたデータDATA(リードデータ)を受け取ってデータ端子DQを介して外部に出力する。データ入出力部19は、ライト動作時には、外部からデータ端子DQを介して供給されるデータDATA(ライトデータ)を受け取り、メモリアレイ18に供給する。
The data input /
また、データ入出力部19は、テスト動作時に、DLL回路20から供給されるDLL状態情報DLL_INFを、データ端子DQを介して外部に出力する。データ入出力部19の構成の詳細は後述する。
Further, the data input /
DLL回路20は、内部クロック信号PCLKを遅延して外部クロック信号ExCLKに同期した出力クロック信号LCLKを発生する。また、DLL回路20は、テスト動作時に、DLL回路20の遅延に関連する情報であるDLL状態情報DLL_INFを出力する。
The
DLL状態情報DLL_INFは、
・DLL回路20の遅延回路内の可変遅延回路の遅延素子の個数情報、
・ロック時における遅延前のクロック信号と遅延後のクロック信号の遅延時間差情報、
の両方を含む。
The DLL status information DLL_INF is
Information on the number of delay elements of the variable delay circuit in the delay circuit of the
・ Delay time difference information between the clock signal before delay and the clock signal after delay,
Including both.
ここで、遅延前のクロック信号は、図1のDLL回路20の遅延回路(不図示)へ入力される内部クロック信号PCLKであり、遅延後のクロック信号は、DLL回路20の遅延回路(不図示)から出力されるクロック信号(後述する図2のRCLK)である。
Here, the clock signal before the delay is the internal clock signal PCLK input to the delay circuit (not shown) of the
図2は、図1のDLL回路20の詳細な構成を例示する図である。図2を参照すると、DLL回路20は、可変遅延回路(Delay Line 1: DL1)21と、遅延回路カウンタ(Delay Line Counter: DLC)(第1の遅延制御回路)22と、DLL制御回路(DLL CTL)23と、位相検出器(Phase Detector: PD)24と、レジスタ(Register: REG)25と、第1のレプリカ回路(replica1:REP1)26と、遅延時間測定回路(NV_DET)27と、第1の選択回路(multiplexer: MUX1)28とを備えている。以下、各部について説明する。ここで、可変遅延回路21と第1のレプリカ回路26は、第1の遅延回路を構成する。
FIG. 2 is a diagram illustrating a detailed configuration of the
可変遅延回路21は、内部クロック信号PCLKを入力とし、該内部クロック信号PCLKを遅延させた信号を出力クロック信号LCLKとして出力する。可変遅延回路21は、遅延回路カウンタ22から供給される遅延制御信号C_DELAYに応じて遅延時間(出力クロック信号LCLKと内部クロック信号PCLKの遅延時間)を可変させる。
The
本実施形態では、可変遅延回路21は、図3に示すように、遅延の粗調整を行う粗調整遅延回路(Coarse Delay Line 1:CDL1)211と、遅延の微調整を行う微調整遅延回路(Fine Delay Line 1:FDL1)212と、を含む。粗調整遅延回路211には、遅延回路カウンタ22から遅延制御信号C_CDELAYが供給され、微調整遅延回路212には、遅延回路カウンタ22から遅延制御信号C_FDELAYが供給される。ただし、本発明において、DLLの可変遅延回路は、粗調整遅延回路と微調整遅延回路を含む構成に限定されるものでないことは勿論である。
In the present embodiment, as shown in FIG. 3, the
粗調整遅延回路211は、図4(A)に示すように、複数の粗調整遅延素子(Coarse Delay Element: CDE)213−1〜213−m(ただし、mは予め定められた所定の正整数)を含む。微調整遅延回路212は、図4(B)に示すように、複数の微調整遅延素子(Fine Delay Element: FDE)214−1〜214−8を含む。
As shown in FIG. 4A, the coarse
粗調整遅延素子213及び微調整遅延素子214の各々は、例えばインバータ回路を2段カスケード接続した構成を有する。インバータ回路は、CMOS(Complementary MOS)インバータで構成してもよい。粗調整遅延素子213を構成するインバータ回路に含まれるトランジスタは、微調整遅延素子214を構成するインバータに含まれるトランジスタよりも電流駆動能力が大きいものとする。
Each of the coarse
ただし、粗調整遅延素子213及び微調整遅延素子214の構成は、インバータ回路2段の構成に限定されるものではない。例えば、インバータ回路1段で構成してもよい。あるいは、インバータ回路の代わりに、NAND回路(例えば2入力NAND回路の一方の入力端子を電源電位とし他方の入力端子に信号を入力する)を用いてもよい。同様に、粗調整遅延素子213の遅延時間と微調整遅延素子214の遅延時間の差のつけかたも、トランジスタサイズに限定されるものではない。例えば、粗調整遅延素子(CDE)213と微調整遅延素子(FDE)214の電源電圧を互いに異ならせることで、遅延時間に違いを持たすようにしてもよい。あるいは、粗調整遅延素子213と微調整遅延素子214で、対応するMOSトランジスタの閾値電圧Vthを異ならせることで、それぞれの遅延時間に違いを持たすようにしてもよい。
However, the configurations of the coarse
また、粗調整遅延素子213及び微調整遅延素子214が信号を差動で伝送する場合、インバータ回路は差動回路(差動インバータ)で構成してもよい。この場合、差動増幅器を構成する差動対のテール電流を異ならせることで、粗調整遅延素子213と微調整遅延素子214の遅延時間に差をつけるようにしてもよい。
When the coarse
ここで、複数の粗調整遅延素子213−1〜213−mの遅延時間は互いに実質的に等しい。複数の微調整遅延素子214−1〜214−8の遅延時間も互いに実質的に等しい。1つの粗調整遅延素子213の遅延時間は、1つの微調整遅延素子214の遅延時間よりも大きく、n倍となっているものとする。ただし、nは予め定められた所定の数であり、整数に限定されるものではない。
Here, the delay times of the plurality of coarse adjustment delay elements 213-1 to 213-m are substantially equal to each other. The delay times of the plurality of fine adjustment delay elements 214-1 to 214-8 are also substantially equal to each other. It is assumed that the delay time of one coarse
粗調整遅延回路211は、粗調整制御信号C_CDELAYに応じて、粗調整遅延回路(CDL1)内の粗調整遅延素子(CDE)213の利用基数を変更する(カスケード接続されるCDEの段数を変更する)ことで、自身の遅延時間を変化させる。同様に、微調整遅延回路212においても、微調整制御信号C_FDELAYに応じて遅延時間の微調整を行う。
The coarse
微調整遅延回路212には多様な形式が存在する。特に限定されるものではないが、図4(B)に示す例では、遅延時間として粗調整遅延素子(CDE)の1/8を1単位とする微調整遅延素子(FDE)が例示されている。微調整遅延回路212内の微調整遅延素子(FDE)214は、最大8基の利用した時点の遅延が、粗調整遅延回路211内の粗調整遅延素子(CDE)213の1値増加に対応し、0基利用状態に戻る。例えば粗調整遅延回路211内の粗調整遅延素子(CDE)213の利用基数がX(Xは非負整数)のとき、微調整遅延回路212内の微調整遅延素子(FDE)214の利用基数が8になると、繰り上がり(キャリー)が生じ、粗調整遅延素子(CDE)213の利用基数がX+1となり、微調整遅延素子(FDE)214の利用基数は0となる。
There are various types of fine
すなわち、遅延時間に関して、
1×CDE=8×FDE
の関係性を有することで、FDEの実装基数を抑制している。以上の各操作は遅延回路カウンタ22にて行われる。
That is, regarding the delay time,
1 x CDE = 8 x FDE
Thus, the FDE mounting radix is suppressed. Each of the above operations is performed by the
遅延回路カウンタ22は、粗調整遅延回路(CDL1)211と微調整遅延回路(FDL)212の遅延素子(CDE、FDE)の利用基数を保持する。図4(A)に示すように、遅延回路カウンタ22の下位ビットをFDLカウンタに割り当て、FDLカウンタの繰り上がり(キャリー)をCDLカウンタのカウント値の最下位ビット(Least Significant Bit: LSB)に反映させている。
The
なお、「粗調整遅延制御信号C_CDELAY」、及び、「微調整遅延制御信号C_FDELAY」を併せて、単に、「遅延制御信号C_DELAY」と呼ぶ場合がある。例えば図2等において、遅延回路カウンタ22からの信号C_DELAYは、粗調整遅延制御信号C_CDELAY、及び、微調整遅延制御信号C_FDELAYを含む。
The “coarse adjustment delay control signal C_CDELAY” and the “fine adjustment delay control signal C_FDELAY” may be simply referred to as “delay control signal C_DELAY”. For example, in FIG. 2 and the like, the signal C_DELAY from the
図4(C)は、図4(A)の粗調整遅延素子(CDE)213の構成の概略を説明する図である。粗調整遅延素子(CDE)213は入力した信号を遅延させる単位遅延素子215(例えば、上記したようにインバータ2段)と、遅延回路カウンタ22から遅延制御信号C_CDELAYの対応する1ビットを選択制御信号として入力し、該選択制御信号が"0"のとき、入力した信号を選択して出力し、該選択制御信号が"1"のとき、単位遅延素子215で遅延させた信号を選択して出力する。微調整遅延素子(FDE)214は、遅延回路カウンタ22から遅延制御信号C_FDELAYの対応する1ビットを選択制御信号として入力する点と単位遅延素子215の遅延量が相違する以外、図4(C)と同一の構成としてもよい。なお、図3及び図4に示した構成の可変遅延回路21は、遅延回路カウンタ22からの遅延制御信号C_CDELAYにより、粗調整遅延素子(CDE)213の利用基数(個数)を選択する構成としているが、図4(A)の粗調整遅延回路(CDL1)211における各段の粗調整遅延素子(CDE)213の出力信号を入力として受け取る選択回路を設け、該選択回路において、遅延回路カウンタ22からの遅延制御信号C_CDELAYの値に対応する段の粗調整遅延素子(CDE)213の出力信号を1つ選択して出力する構成としてもよい。微調整遅延回路212についても同様とされる。
FIG. 4C is a diagram for explaining the outline of the configuration of the coarse adjustment delay element (CDE) 213 in FIG. The coarse adjustment delay element (CDE) 213 selects a unit delay element 215 (for example, two stages of inverters as described above) that delays the input signal, and selects one bit corresponding to the delay control signal C_CDELAY from the
再び、図2を参照すると、遅延回路カウンタ22から出力される遅延制御信号C_DELAYは、上述したように、可変遅延回路(DL1)21に供給されるほか、さらに、遅延時間測定回路(NV_DET)27及びレジスタ(REG)25にも供給される。
Referring to FIG. 2 again, the delay control signal C_DELAY output from the
遅延回路カウンタ22は、DLL制御回路23から供給される遅延カウントクロック信号DC_CLKに応じて、自身のカウント値をアップ又はダウンする。遅延回路カウンタ22は、DLL制御回路23から供給されるアップダウン信号UP/DWNがカウントアップを示すときには、遅延カウントクロック信号DC_CLKの立ち上がりに応答して、自身のカウント値を1つカウントアップし(インクリメント)、アップダウン信号UP/DWNがカウントダウンを示すときには、遅延カウントクロック信号DC_CLKの立ち上がりに応答して、自身のカウント値を1つカウントダウン(デクリメント)する。
The
第1のレプリカ回路(REP1)26は、図1に示したデータ入出力部19の遅延時間を再現する。第1のレプリカ回路26は、図1のDLL回路20からデータ入出力部19の出力バッファ(不図示)までの伝送経路と該出力バッファ(不図示)とを模擬したものであり、可変遅延回路(DL1)21の出力クロック信号LCLKを、データ入出力部19の出力バッファの遅延時間分遅延させ、レプリカクロック信号RCLKとして出力する。ここで、レプリカクロック信号RCLKとのタイミングは、リード動作時にデータDATA(リードデータ)が出力端子DQから出力されるタイミングと実質的に等しくなる。
The first replica circuit (REP1) 26 reproduces the delay time of the data input /
位相比較器(PD)24は、外部クロック信号ExCLKの位相と、レプリカクロック信号RCLKの位相とを比較し、比較結果を、位相比較結果信号PCRとして、DLL制御回路23に出力する。
The phase comparator (PD) 24 compares the phase of the external clock signal ExCLK with the phase of the replica clock signal RCLK, and outputs the comparison result to the
DLL制御回路23は、DLL回路20の動作を制御する各種信号を発生する。DLL制御回路23は、テスト動作時に、テスト制御部15から供給されるDLLテストイネーブル信号TDENに応じて活性化される。DLL制御回路23は、テスト動作時に、テスト制御部15から供給されるDLLリセット信号TDRSTに応じて、DLL回路20内の各回路の設定を初期状態にリセットする。
The
DLL制御回路23は、テスト動作時に、テスト制御部15から供給される出力モード選択信号TOMODE1、2に応じて、選択信号SELの論理レベルを変化させる。なお、DLL制御回路23は、テスト動作時以外の通常動作時にも、不図示の各種制御信号に応じて、所望の動作を実行する。
The
また、DLL制御回路23は、内部クロック信号PCLKに応じて、遅延カウントクロック信号DC_CLKを発生する。
The
DLL制御回路23は、位相比較結果信号PCRに応じて(位相の進み、位相の遅れに応じて)、アップダウン信号UP/DWNを発生する。
The
さらに、DLL制御回路23は、位相比較結果信号PCRに応じて、ロック信号LOCKを発生する。具体的には、位相比較結果信号PCRが、位相の不一致を示しているときは、ロック信号を非活性レベルのローレベルに維持し、位相比較結果信号PCRが位相の一致を示したとき、例えば、ハイレベルとローレベルを繰り返すとき、ロック信号LOCKを活性レベルのハイレベルに変化させる。すなわち、ロック信号LOCKは、DLL回路20が、遅延調整動作を完了したことを示す信号である。
Furthermore, the
レジスタ(REG)25は、遅延回路カウンタ(DLC)22から供給される遅延制御信号C_DELAYと、遅延時間測定回路(NV_DET)27から供給される遅延時間情報C_NVALの両方を保持し、遅延制御信号C_DELAYと遅延時間情報C_NVALをレジスタ出力信号REG_OUTとして出力する。好ましくは、レジスタ25は、遅延制御信号C_DELAY及び遅延時間情報をシリアルに出力する。レジスタ25は、例えば遅延制御信号C_DELAY、及び、遅延時間情報C_NVALをパラレルビットで受け取って記憶保持し、出力時には、それぞれの最上位ビット(Most Significant Bit: MSB)又は最下位ビット(LSB)側から順にシリアルに出力する。
The register (REG) 25 holds both the delay control signal C_DELAY supplied from the delay circuit counter (DLC) 22 and the delay time information C_NVAL supplied from the delay time measurement circuit (NV_DET) 27, and the delay control signal C_DELAY And delay time information C_NVAL is output as a register output signal REG_OUT. Preferably, the
第1の選択回路(MUX1)28は、DLL制御回路23からの選択制御信号SELの論理レベルに応じて、ロック信号LOCK又はレジスタ出力信号REG_OUTのいずれか一方をDLL状態情報DLL_INFとして出力する。
The first selection circuit (MUX1) 28 outputs either the lock signal LOCK or the register output signal REG_OUT as DLL state information DLL_INF in accordance with the logic level of the selection control signal SEL from the
遅延時間測定回路(NV_DET)27は、ロック信号LOCKと遅延制御信号C_DELAYとを入力し、内部クロック信号PCLKとレプリカクロックRCLKの伝播遅延時間を測定する。具体的には、遅延時間測定回路27は、内部クロック信号PCLKとレプリカクロック信号RCLKの間の遅延時間が、内部クロック信号PCLKの何周期分であるかをカウントし、カウント値をC_NVALとして出力する。
The delay time measurement circuit (NV_DET) 27 receives the lock signal LOCK and the delay control signal C_DELAY, and measures the propagation delay time of the internal clock signal PCLK and the replica clock RCLK. Specifically, the delay
図5(A)は、図2の遅延時間測定回路(NV_DET)27の構成を例示する図である。図5(B)は、遅延時間測定回路27の動作例を模式的に示すタイミング図である。図5(B)には、図5(A)におけるPCLK、LOCK、MSK1、MSK2、NC_CLKの電圧波形と、カウント値C_NVALの推移が模式的に示されている。
FIG. 5A is a diagram illustrating a configuration of the delay time measurement circuit (NV_DET) 27 in FIG. FIG. 5B is a timing chart schematically showing an operation example of the delay
図5(A)を参照すると、遅延時間測定回路27は、フリップフロップ271、第2の可変遅延回路(DL2)272と、第2のレプリカ回路(REP2)273と、AND回路(3入力AND回路)275と、時間差カウント回路(NVC)276と、を備えている。
Referring to FIG. 5A, the delay
フリップフロップ271は、内部クロック信号PCLKの立ち上がりエッジに応答して、データ端子Dに入力されるロック信号LOCKの値を取り込み、取り込んだロック信号をマスク信号MSK1として出力端子Qより出力する。
The flip-
第2の可変遅延回路(DL2)272は、図2乃至図4を参照して説明した可変遅延回路(DL1)21と実質的に同一の構成を有する。第2の可変遅延回路272は、遅延回路カウンタ(DLC)22から供給される遅延制御信号C_DELAYにより規定された遅延時間、フリップフロップ271からのマスク信号MSK1を遅延させる。
The second variable delay circuit (DL2) 272 has substantially the same configuration as the variable delay circuit (DL1) 21 described with reference to FIGS. The second
第2のレプリカ回路(REP2)273は、図2の第1のレプリカ回路(REP1)26と実質的に同一の構成を有する。第2のレプリカ回路273は、第2の可変遅延回路272から出力されるマスク信号MSK1をさらに遅延させる。
The second replica circuit (REP2) 273 has substantially the same configuration as the first replica circuit (REP1) 26 of FIG. The
インバータ274は、第2のレプリカ回路273から出力されるマスク信号MSK1を受け取り、マスク信号MSK1を反転した信号をマスク信号MSK2として出力する。
The
AND回路275は、マスク信号MSK1、MSK2、及び内部クロック信号PCLKを入力として受ける。AND回路275は、マスク信号MSK1、MSK2が共にハイレベルをとる期間にのみ、内部クロック信号PCLKを時間差カウントクロック信号NC_CLKとして、時間差カウント回路(NVC)276に供給する。AND回路275は、マスク信号MSK1、MSK2のうちの少なくとも一方がローレベルのときは、時間差カウントクロック信号NC_CLKをローレベルとする(時間差カウントクロック信号NC_CLKの出力を停止する)。
AND
時間差カウント回路(NVC)276は、時間差カウントクロック信号NC_CLKの例えば立ち上がりエッジに応じて、自身のカウント値をカウントアップする。時間差カウント回路(NVC)276は、例えば周知のリップルカウンタ(非同期式カウンタ)で構成される。但し、時間差カウント回路(NVC)276は、同期式カウンタで構成してもよいことは勿論である。時間差カウント回路(NVC)276は、自身のカウント値を遅延時間情報C_NVALとして出力する。 The time difference count circuit (NVC) 276 counts up its count value in accordance with, for example, the rising edge of the time difference count clock signal NC_CLK. The time difference count circuit (NVC) 276 is constituted by a known ripple counter (asynchronous counter), for example. However, it goes without saying that the time difference count circuit (NVC) 276 may be composed of a synchronous counter. The time difference count circuit (NVC) 276 outputs its count value as delay time information C_NVAL.
図5(B)のタイミング波形図に模式的に示すように、ロック信号LOCKがローレベルをとるときには、マスク信号MSK1がローレベルとなり、時間差カウントクロック信号NC_CLKは非活性化されている。 As schematically shown in the timing waveform diagram of FIG. 5B, when the lock signal LOCK has a low level, the mask signal MSK1 is at a low level, and the time difference count clock signal NC_CLK is inactivated.
ロック信号LOCKがハイレベルに遷移し、フリップフロップ271がマスク信号MSK1をハイレベルにすると、AND回路275は、入力した内部クロック信号PCLKを通過させ時間差カウントクロック信号NC_CLKとして出力し、時間差カウント回路276での時間差カウントクロック信号NC_CLKのカウント動作がスタートする。
When the lock signal LOCK changes to high level and the flip-
その後、マスク信号MSK1がハイレベルに遷移したのち、可変遅延回路272及びレプリカ回路273の合計の遅延時間が経過すると、マスク信号MSK2がローレベルに遷移し、AND回路275の出力はローレベルとなり、時間差カウントクロック信号NC_CLKは非活性化され(ローレベル固定)、時間差カウント回路276でのカウント動作は停止する。
After that, when the total delay time of the
従って、カウント動作終了時の時間差カウント回路276のカウント値であるC_NVALは、可変遅延回路272及びレプリカ回路273の合計の遅延時間が、内部クロック信号PCLKの何クロック分であったかを表している。図5(B)の例では、遅延時間情報C_NVALは4ビットバイナリ表示の"0110"(10進表示の6)である。
Accordingly, C_NVAL, which is the count value of the time
上述の通り、可変遅延回路272及びレプリカ回路273は、図2の可変遅延回路21及びレプリカ回路26とそれぞれ実質的に同一の構成を有する。
As described above, the
従って、可変遅延回路272とレプリカ回路273の遅延時間の合計は、内部クロック信号PCLKとレプリカクロック信号RCLKの遅延時間差と実質的に等しくなる。
Therefore, the total delay time of the
図6は、図1のデータ入出力部19の構成を例示する図である。図6を参照すると、データ入出力部19は、出力信号として、メモリアレイ(図1の18)からのデータとDLL回路(図2の20)から供給されるDLL状態情報を出力するデータ入出力回路191と、出力信号としてメモリアレイ18からのデータのみを出力するデータ入出力回路192と、を含む。データ入出力回路192は、データ端子DQの個数から1差し引いた個数分、並設される。データ入出力回路191とデータ入出力回路192のいずれの回路も、メモリアレイ18へのデータ入力は同様に行う。すなわち、2つのデータ入出力端子DQからの信号をそれぞれ受信する入力バッファ回路195−1、195−2からのデータが、データ制御回路(Data CTL)193−1、193−2にそれぞれ入力され、メモリアレイ18に転送される。なお、データ端子DQからのデータ入力のとき、出力イネーブル信号OEは非活性状態に設定され、出力バッファ(トライステートバッファ)194−1、194−2は、出力ディセーブル状態(出力はハイインピーダンス(Hi−Z)状態)とされる。
FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration of the data input /
データ入出力回路191は、選択回路(MUX)196を含む。選択回路196は、データ制御回路(Data CTL)193−1を介して供給されるメモリアレイ18からのデータDATA(リードデータ)と、DLL回路20から供給されるDLL状態情報DLL_INFとのいずれか一方を、テスト制御部(図1の15)からのDLL情報リード信号DLL_Rに基づき、選択し、活性状態の出力イネーブル信号OEにより出力イネーブル状態に設定された出力バッファ194−1に供給する。すなわち、選択回路196は、DLL情報リード信号DLL_Rがハイレベルのときは、DLL状態情報DLL_INFを選択して出力バッファ194−1に供給し、データ端子DQからDLL状態情報DLL_INFがシリアルに出力される。一方、DLL情報リード信号DLL_Rがローレベルのときは、選択回路196は、メモリアレイ18からのデータDATA(リードデータ)を選択して出力バッファ194−1に供給し、データ端子DQからデータDATA(リードデータ)がシリアルに出力される。
The data input /
選択回路196を含む点以外は、データ入出力回路191とデータ入出力回路192は実質的に同じ構成を有する。即ち、データ制御回路193、出力バッファ194及び入力バッファ195を含む。データ制御回路193は、図1の動作制御部14からの入出力制御信号I/O CTL及びDLL回路20からの出力クロック信号LCLKに応じて動作する。なお、データ入出力回路191は、複数のデータ端子DQのうちの端部(例えば最下位ビットDQ0)に接続する構成に限定されるものでなく、任意のデータ端子DQに接続してよいことは勿論である。
The data input /
図7は、本実施形態におけるテスト系の構成を模式的に例示する図である。半導体装置(半導体メモリ)1は、図1乃至図6を参照して説明した半導体装置(DRAM)1である。 FIG. 7 is a diagram schematically illustrating the configuration of the test system in the present embodiment. The semiconductor device (semiconductor memory) 1 is the semiconductor device (DRAM) 1 described with reference to FIGS.
テスト装置2は、プログラムを実行するCPU等を含む制御部202、プログラムやテスト結果を保持するメモリ等を含む保持部203、テスト対象となる半導体装置1との接続のための入力バッファ204、及び出力バッファ205、周辺装置207との接続のためのインターフェース部206を備えたテスト処理装置201と、モニタ208、外部記憶装置209、及びキーボード210等の周辺装置207を含む。なお、テスト装置2は、メモリテスタ等の自動テスト装置を用いてもよい。この場合、出力バッファ205は、半導体装置1の外部端子に接続され、該外部端子にテストパタンを印加するピンエクトロニクス・ドライバを表し、入力バッファ204は、半導体装置1の外部端子に接続され、該外部端子からの出力信号を期待値パタンと比較するピンエクトロニクス・コンパレータを表している。制御部202は、被試験デバイス(Device Under Test: DUT)に対して供給すべきパタン列を生成するパタン発生器や、被試験デバイスに与える信号のエッジ等を設定するタイミング発生器等を備えた構成としてもよい。保持部203はテストパタンを保持するパタンメモリを備えた構成としてもよい。
The
テスト装置2は、保持部203に記憶されたテストプログラムに応じた処理を制御部202で実行し、被試験デバイスである半導体装置1にテストコマンドTCMD、テストコードTCODE、及びテストクロック信号TCLKを供給する。
The
半導体装置1は、テスト装置2からのテストコマンドTCMD、テストコードTCODE、及び、テストクロック信号TCLKを、それぞれ、コマンド信号CMD、アドレス信号ADD、及び、外部クロック信号ExCLKとして、対応する端子で受け取る。
The
また、テスト装置2は、半導体メモリ1から読み出されたDLL状態信号DLL_INFを保持すると共に、後述の説明に基づいた演算を、DLL状態信号DLL_INFに対して実行することで、可変遅延回路21の微調整遅延素子(FDE)214及び粗調整遅延素子(CDE)213のそれぞれの遅延時間を算出し、算出結果を保持部203に保持すると共に、モニタ208に表示する。この一連の演算もプログラムとして保持部203に保持されている。
In addition, the
図8は、図7を参照して説明した本実施形態のテスト系によるテスト手順を説明するための流れ図である。図8と、図1乃至図7を参照して、本実施形態におけるテスト手順を説明する。 FIG. 8 is a flowchart for explaining a test procedure by the test system of the present embodiment described with reference to FIG. The test procedure in this embodiment will be described with reference to FIG. 8 and FIGS.
半導体装置1がテスト状態、即ち、図1のテスト信号TESTが活性化され、テスト制御部15が活性化している状態で、以下のフローを実行する。また、この時点で、テスト装置2は、第1の周期(tCK=1500ps(pico second))のテストクロック信号TCLKを発行する。テストクロック信号TCLKは、半導体装置1の外部クロック信号ExCLKとして供給され、内部クロック信号PCLKは、第1周期tCK(=1500ps)となる。
When the
テスト装置2は、テストDLLイネーブルを示すテストコードTCODE1を発行する(ステップS1)。これに応じて、半導体装置1において、テスト制御部15が、DLLテストイネーブル信号TDENを出力し、DLL回路20が活性化する。さらに、半導体装置1のテスト制御部15がDLL情報リード信号DLL_Rを活性化する。
The
テスト装置2は、テストコマンドとして、テストDLLリセットを示すテストコードTCODE2を発行する(ステップS2)。これに応じて、半導体装置1においてテスト制御部15が、DLLリセット信号TDRSTを出力して、DLL回路20をリセットする。
The
テスト装置2は、ロック信号LOCKの出力を示すテストコードTCODE3を発行する(ステップS3)。これに応じて、半導体装置1においてテスト制御部15が出力モード選択信号TOMODE1を出力し、DLL制御回路23が選択信号SELをハイレベルする。その結果、半導体装置1のDLL回路20において、選択回路28が、ロック信号LOCKを選択出力し、DLL状態情報DLL_INFとして出力する。
The
テスト装置2は、ロック信号LOCKがローレベルからハイレベルに遷移したことを検出した後(ステップS4)、以下の処理を行う。
After detecting that the lock signal LOCK has changed from the low level to the high level (step S4), the
テスト装置2は、ロック信号LOCKの出力を示すテストコードTCODE4を発行する(ステップS5)。
The
これに応じて、半導体装置1においてテスト制御部15が出力モード選択信号TOMODE2を出力し、DLL制御回路23が選択信号SELをローレベルする。その結果、半導体装置1のDLL回路20において、選択回路28がレジスタ出力REG_OUTを選択して出力し、第1のDLL状態情報DLL_INFとして出力する。
In response to this, in the
テスト装置2は、第1のDLL状態情報DLL_INFとして、
・第1の遅延制御信号(遅延回路カウンタ(DLC)22のカウント値:C_FDELAY、C_CDELAY)、及び、
・第1の遅延時間情報(時間差カウント回路(NVC)276のカウント値:C_NVALを受け取る(ステップS6)。
The
A first delay control signal (delay circuit counter (DLC) 22 count values: C_FDELAY, C_CDELAY), and
First delay time information (count value of time difference count circuit (NVC) 276: C_NVAL is received (step S6).
テスト装置2は、半導体装置1から受け取った第1のDLL状態情報を保持部203に記憶保持する(ステップS7)。
The
ここで、テスト装置2の保持部203に記憶保持される第1の遅延制御信号として、
粗調整制御信号C_CDELAYがカウント値:1、
微調整制御信号C_FDELAYがカウント値:6、
第1遅延時間情報として、
時間差カウント回路(NVC)276のC_NVALがカウント値:3、
を示していたとする。
Here, as the first delay control signal stored and held in the holding
The coarse adjustment control signal C_CDELAY has a count value of 1,
Fine adjustment control signal C_FDELAY has a count value of 6,
As the first delay time information,
C_NVAL of the time difference count circuit (NVC) 276 is a count value: 3,
Is shown.
次に、テスト装置2は、テストクロックExTCLKの周期を第1の周期から、第2の周期(tCK=1000ps)に切り替える(ステップS8)。
Next, the
そして、第2の周期(tCK=1000ps)にて、上記ステップS1−S7にそれぞれ対応する動作であるステップS9−S13を実行する。 Then, steps S9 to S13, which are operations corresponding to the steps S1 to S7, are executed in the second period (tCK = 1000 ps).
その結果、テスト装置2は、第2のDLL状態情報DLL_INFとして、
第2の遅延制御信号(遅延回路カウンタ22のカウンタ値C_FDELAY、C_CDELAY)、及び、
第2の遅延時間情報(時間差カウント回路276のカウント値C_NVAL)受け取る(ステップS14)。
As a result, the
A second delay control signal (counter values C_FDELAY and C_CDELAY of the delay circuit counter 22), and
The second delay time information (count value C_NVAL of the time difference count circuit 276) is received (step S14).
テスト装置2は、半導体装置1から受け取った第2のDLL状態情報DLL_INFを保持部203に記憶保持する(ステップS15)。
The
ここで、テスト装置2の保持部203に記憶保持される第2の遅延制御信号として、
粗調整制御信号C_CDELAYがカウント値:1、
微調整制御信号C_FDELAYがカウント値:1、
第2の遅延時間情報として、
時間差カウント回路(NVC)276のC_NVALがカウント値:4、
を示していたとする。
Here, as the second delay control signal stored and held in the holding
The coarse adjustment control signal C_CDELAY has a count value of 1,
Fine adjustment control signal C_FDELAY has a count value of 1,
As the second delay time information,
C_NVAL of the time difference count circuit (NVC) 276 has a count value of 4,
Is shown.
テスト装置2は、これら第1のDLL状態情報及び第2のDLL状態情報を保持部203から読み出し、制御部202で所定の演算を行い、演算結果を出力する。
The
可変遅延回路21がロック時には(位相検出回路24でExCLKとRCLKの位相の一致を検出)、図2のレプリカ回路26の出力RCLKの遷移エッジ(例えば立ち上がりエッジ)の位相が、外部ロック信号ExCLKの遷移エッジ(例えば立ち上がりエッジ)の位相に一致する。外部ロック信号ExCLKの周期をtCKとすると、可変遅延回路21とレプリカ回路26の遅延にこれらの固有遅延を加算した時間はn×tCK(n=C_NVAL)となる。
When the
微調整遅延素子(FDE)214及び粗調整遅延素子(CDE)213の遅延時間をそれぞれ、tPDY_f、tPDY_cとし、dXを、可変遅延回路21とレプリカ回路26の固有遅延情報とする。
The delay times of the fine adjustment delay element (FDE) 214 and the coarse adjustment delay element (CDE) 213 are tPDY_f and tPDY_c, respectively, and dX is the inherent delay information of the
tCK=1500psの第1のDLL状態情報から、DLL回路20のロック時には、可変遅延回路21とレプリカ回路26の遅延時間が、3×tCK、粗調整遅延回路(CDL)211の遅延時間は1×tPDY_c、微調整遅延回路(FDL)212の遅延時間は6×tPDY_fである。ただし、tPDY_c=8×tPDY_fである。
したがって、次式(1)が成り立つ。
From the first DLL state information of tCK = 1500 ps, when the
Therefore, the following expression (1) is established.
3×1500 = 4500 = dX + 1×tPDY_c + 6×tPDY_f = dX + 14×tPDY_f
・・・(1)
3 × 1500 = 4500 = dX + 1 × tPDY_c + 6 × tPDY_f = dX + 14 × tPDY_f
... (1)
tCK=1000psの第2のDLL状態情報から、DLL回路20のロック時には、可変遅延回路21とレプリカ回路26の遅延時間が4×tCK、粗調整遅延回路(CDL)211の遅延時間は1×tPDY_c、微調整遅延回路(FDL)212の遅延時間は1×tPDY_fである。したがって、次式(2)が成り立つ。
From the second DLL state information of tCK = 1000 ps, when the
4×1000 = 4000 = dX + 1×tPDY_c + 1×tPDY_f = dX + 9×tPDY_f
・・・(2)
4 × 1000 = 4000 = dX + 1 × tPDY_c + 1 × tPDY_f = dX + 9 × tPDY_f
... (2)
式(1)、(2)より、5×tPDY_f=500psが成り立つ。よって、
tPDY_f=100ps、
tPDY_c=800ps、
dX=3100ps、
となる。
From Expressions (1) and (2), 5 × tPDY_f = 500 ps holds. Therefore,
tPDY_f = 100 ps,
tPDY_c = 800 ps,
dX = 3100 ps,
It becomes.
<第1の実施形態の変形例>
図9は、第1の実施形態のDLL回路の変形例を例示する図である。図9を参照すると、この変形例のDLL回路20’は、図2の構成のDLL回路20に、第2の選択回路(MUX2)29が新たに追加されている。
<Modification of First Embodiment>
FIG. 9 is a diagram illustrating a modification of the DLL circuit according to the first embodiment. Referring to FIG. 9, in the
第2の選択回路29は、一方の入力ノードが遅延回路カウンタ(DLC)22の出力(C_DELAY)に接続され、他方の入力ノードが時間差検出回路(NV_DET)27の出力C_NVALに接続され、出力ノードがレジスタ25に接続される。
In the second selection circuit 29, one input node is connected to the output (C_DELAY) of the delay circuit counter (DLC) 22, and the other input node is connected to the output C_NVAL of the time difference detection circuit (NV_DET) 27. Is connected to the
第2の選択回路29は、DLL制御回路23から供給される制御信号(不図示)に応じて、遅延制御信号C_DELAY又は遅延時間情報C_NVALのいずれか一方をレジスタREG25に供給する。
The second selection circuit 29 supplies either the delay control signal C_DELAY or the delay time information C_NVAL to the
この変形例によれば、遅延制御信号C_DELAYと遅延時間情報C_NVALを交互に時系列でレジスタREGに転送する構成とすることで、レジスタREG25のサイズ(記憶容量)を小さくすることができる。 According to this modification, the size (storage capacity) of the register REG25 can be reduced by adopting a configuration in which the delay control signal C_DELAY and the delay time information C_NVAL are alternately transferred to the register REG in time series.
<実施形態2>
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。前記第1の実施形態では、図8を参照して説明した通り、図7のテスト装置2が発生するテストクロック信号TCLKの周期を変更して得られた2組のDLL状態情報DLL_INFから、可変遅延回路21の遅延素子(CDEとFDE)の遅延時間tPDY_f、tPDY_cを算出している。
<
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the first embodiment, as described with reference to FIG. 8, two sets of DLL state information DLL_INF obtained by changing the cycle of the test clock signal TCLK generated by the
第2の実施形態では、テスト装置2が発生するテストクロック信号TCLKの周期を変更することなく、第1の実施形態の2組のDLL状態情報DLL_INFに対応する2通りのDLL状態情報が得られるように構成している。
In the second embodiment, two types of DLL state information corresponding to the two sets of DLL state information DLL_INF of the first embodiment can be obtained without changing the cycle of the test clock signal TCLK generated by the
第2の実施形態によれば、例えばテストクロック信号TCLKの周期を変更する機能を有さない安価なテスト装置を用いて、前記第1の実施形態と同等の効果を得ることができる。第2の実施形態の半導体装置1の全体の基本構成は、図1と同じである。図10は、第2の実施形態のDLL回路20Aの構成を例示する図である。図10を参照すると、図2に示した第1の実施形態のDLL回路20と比較して、図1のテスト制御部15からDLL制御回路23に対して供給される内部テスト信号として、DLLテストイネーブル信号TDEN、テストDLLリセット信号TDRST、出力モード選択信号TOMODE1、TOMODE2のほか、さらに、ロック先送り信号LFWDが含まれる点が相違している。
According to the second embodiment, for example, an effect equivalent to that of the first embodiment can be obtained by using an inexpensive test apparatus that does not have a function of changing the cycle of the test clock signal TCLK. The basic configuration of the
第2の実施形態において、ロック先送り信号LFWDは、半導体装置1の外部から供給された所望のテストコードTCODEに応じて、テスト制御部15で生成され、DLL回路20AのDLL制御回路23に供給される。
In the second embodiment, the lock advance signal LFWD is generated by the
DLL制御回路23は、テスト制御部15から供給されるロック先送り信号LFWDが活性化されると、一回目のロック判定をスキップする。即ち、DLL制御回路23は、位相調整動作の開始後、位相比較器24からの位相比較結果信号PCRが最初に位相の一致(ExCLKとRCLKの位相の一致)を示したとき、UP/DWN信号を、位相の一致を示す前の状態に維持し続ける。すなわち、DLL制御回路23は、ロック信号LOCKも非活性状態(非ロック状態)に維持する。
When the lock advance signal LFWD supplied from the
その後、再び、位相比較器24からの位相比較結果信号PCRが位相の一致を示したときに、DLL制御回路23は、ロック信号LOCKを活性化して、位相調整を終了する。
Thereafter, again, when the phase comparison result signal PCR from the
このように構成することで、前記第1の実施形態のように、テスト装置2側でテストクロック信号TCLKを変更しなくても、内部クロック信号PCLKとレプリカクロック信号RCLKの遅延時間差が異なる2つの状態を作り出すことができる。その結果、第1実施形態の2組のDLL状態情報に対応する2通りのDLL状態情報が得られる。
With such a configuration, two delay time differences between the internal clock signal PCLK and the replica clock signal RCLK are different even if the test clock signal TCLK is not changed on the
図11は、第2の実施形態のテストの手順を説明する流れ図である。図8では、ステップS8において、テストクロック信号TCLKの周期tCKを変更しているが、図11では、ステップS8Aにおいて、テストクロック信号TCLKの周期tCKを変更する代わりに、テストコードTCODE5を発行して、ロック先送り信号LFWDを活性化している。 FIG. 11 is a flowchart for explaining a test procedure according to the second embodiment. In FIG. 8, the cycle tCK of the test clock signal TCLK is changed in step S8. In FIG. 11, instead of changing the cycle tCK of the test clock signal TCLK, the test code TCODE5 is issued in step S8A. The lock advance signal LFWD is activated.
テスト装置2は、第1のDLL状態情報及び第2のDLL状態情報を保持部203から読み出し(ステップS16)、制御部202で所定の演算を行い(ステップS17)、演算結果を出力する(ステップS18)。
The
テストクロック信号TCLKの周期tCK=1000psとし、テスト装置2が図11のステップS6で半導体装置1から受け取った第1のDLL状態情報の第1の遅延制御信号として、
粗調整制御信号C_CDELAYがカウント値:1、
微調整制御信号C_FDELAYがカウント値:1、
第1の遅延時間情報として、
時間差カウント回路(NVC)276のC_NVALがカウント値:4、
を示していたとする。
As the first delay control signal of the first DLL state information received by the
The coarse adjustment control signal C_CDELAY has a count value of 1,
Fine adjustment control signal C_FDELAY has a count value of 1,
As the first delay time information,
C_NVAL of the time difference count circuit (NVC) 276 has a count value of 4,
Is shown.
テストクロック信号TCLKの周期tCK=1000psのまま、テスト装置2が図11のステップS14で半導体装置1から受け取った第2のDLL状態情報の第2の遅延制御信号として、
粗調整制御信号C_CDELAYがカウント値:2、
微調整制御信号C_FDELAYがカウント値:3、
第2の遅延時間情報として、
時間差カウント回路(NVC)276のC_NVALがカウント値:5、
を示していたとする
As the second delay control signal of the second DLL state information received from the
The coarse adjustment control signal C_CDELAY has a count value of 2,
The fine adjustment control signal C_FDELAY has a count value of 3,
As the second delay time information,
C_NVAL of the time difference count circuit (NVC) 276 has a count value of 5,
Suppose that
微調整遅延素子(FDE)214及び粗調整遅延素子(CDE)213の遅延時間をそれぞれ、tPDY_f、tPDY_cとし、dXをDLLとレプリカ回路の固有遅延情報とすると、tCK=1000psの第1のDLL状態情報から、DLLのロック時には、DLLとレプリカ回路の遅延時間が、4×tCK、粗調整遅延回路(CDL)211の遅延時間は1×tPDY_c、微調整遅延回路(FDL)212の遅延時間は1×tPDY_fである。ただし、tPDY_c=8×tPDY_fである。したがって、次式(3)が成り立つ。 When the delay times of the fine adjustment delay element (FDE) 214 and the coarse adjustment delay element (CDE) 213 are tPDY_f and tPDY_c, respectively, and dX is the inherent delay information of the DLL and the replica circuit, the first DLL state of tCK = 1000 ps From the information, when the DLL is locked, the delay time of the DLL and the replica circuit is 4 × tCK, the delay time of the coarse adjustment delay circuit (CDL) 211 is 1 × tPDY_c, and the delay time of the fine adjustment delay circuit (FDL) 212 is 1. XtPDY_f. However, tPDY_c = 8 × tPDY_f. Therefore, the following equation (3) is established.
4×1000 = 4000 = dX + 1×tPDY_c + 1×tPDY_f = dX + 9×tPDY_f
・・・(3)
4 × 1000 = 4000 = dX + 1 × tPDY_c + 1 × tPDY_f = dX + 9 × tPDY_f
... (3)
tCK=1000psの第2のDLL状態情報から、DLLのロック時には、DLLとレプリカ回路の遅延時間が5×tCK、粗調整遅延回路(CDL)211の遅延時間は1×tPDY_c、微調整遅延回路(FDL)212の遅延時間は1×tPDY_fである。したがって、次式(4)が成り立つ。 From the second DLL state information of tCK = 1000 ps, when the DLL is locked, the delay time of the DLL and the replica circuit is 5 × tCK, the delay time of the coarse adjustment delay circuit (CDL) 211 is 1 × tPDY_c, and the fine adjustment delay circuit ( The delay time of (FDL) 212 is 1 × tPDY_f. Therefore, the following expression (4) is established.
5×1000 = 5000 = dX + 2×tPDY_c + 3×tPDY_f = dX + 19×tPDY_f
・・・(4)
5 x 1000 = 5000 = dX + 2 x tPDY_c + 3 x tPDY_f = dX + 19 x tPDY_f
... (4)
式(3)、(4)より、10×tPDY_f=1000psが成り立つ。よって、
tPDY_f=100ps、
tPDY_c=800ps、
dX=3100ps
となる。
From Expressions (3) and (4), 10 × tPDY_f = 1000 ps holds. Therefore,
tPDY_f = 100 ps,
tPDY_c = 800 ps,
dX = 3100ps
It becomes.
<実施形態3>
次に本発明の第3の実施形態について説明する。前記第1及び第2の実施形態では、DLL回路からのDLL状態情報DLL_INFを1つのDQ端子から出力する構成としていたが、第3の実施形態では、DLL状態情報DLL_INFを複数のDQ端子から出力するように構成している。図12は、第3実施形態を説明するための図であり、半導体装置1の全体の構成を例示している。
<
Next, a third embodiment of the present invention will be described. In the first and second embodiments, the DLL state information DLL_INF from the DLL circuit is output from one DQ terminal. In the third embodiment, the DLL state information DLL_INF is output from a plurality of DQ terminals. It is configured to do. FIG. 12 is a diagram for explaining the third embodiment, and illustrates the entire configuration of the
図12に示すように、第3の実施形態では、DLL回路20Bは、第1のDLL状態情報DLL_INF1と第2のDLL状態情報DLL_INF2をデータ入出力部(I/O Unit)19Bに出力している。図12において、その他の構成は、図1と同一である。図1と同一部分の説明は重複を回避するため、省略する。
As shown in FIG. 12, in the third embodiment, the
図13は、第3の実施形態のDLL回路20Bの構成を例示する図である。前記第1の実施形態のDLL回路20では、図2に示したように、遅延時間測定回路(NV_DET)27の出力C_NVALをレジスタ(REG)25に接続しているが、第3の実施形態では、遅延時間測定回路(NV_DET)27の出力C_NVAL(図5(A)の時間差カウント回路(NVC)276のカウント値)を第2のレジスタ(REG2)30に接続している。第2のレジスタ(REG2)30から遅延時間情報C_NVALは第2のDLL状態情報DLL_INF2として、データ入出力部19Bに出力される。一方、レジスタ(REG1)(第1のレジスタ)25に記憶された遅延制御情報C_DELAYは、選択回路28を介して第1のDLL状態情報DLL_INF1として出力される。
FIG. 13 is a diagram illustrating the configuration of the
図14は、図12のデータ入出力部(I/O Unit)19Bの構成を例示する図である。図14を参照すると、データ入出力部(I/O Unit)19Bは、出力信号として、メモリアレイ18からのデータと、DLL回路20Bから供給される第1、第2のDLL状態情報DLL_INF1、DLL_INF2をそれぞれデータ端子DQから出力する2つのデータ入出力回路191−1、191−2と、出力信号として、メモリアレイ18からのデータのみを出力するデータ入出力回路192を含む。いずれの回路も、各データ端子DQから入力されたデータのメモリアレイ18への入力は同様に行う。すなわち、データ端子DQからの信号を受信する入力バッファ回路195−1、195−2、195−3からのデータがデータ制御回路193−1、193−2、193−3にそれぞれ入力され、メモリアレイ18に転送される。
FIG. 14 is a diagram illustrating a configuration of the data input / output unit (I / O Unit) 19B of FIG. Referring to FIG. 14, the data input / output unit (I / O Unit) 19B outputs, as output signals, data from the
2つのデータ入出力回路191−1、191−2は、選択回路(MUX)196−1、196−2をそれぞれ含む。 The two data input / output circuits 191-1 and 191-2 include selection circuits (MUX) 196-1 and 196-2, respectively.
選択回路196−1はデータ制御回路193−1を介して供給されるメモリアレイ18からのデータDATA(リードデータ)と、DLL回路20Bから供給される第1のDLL状態情報DLL_INF1(遅延制御情報C_DELAY)のいずれか一方を、テスト制御部(図12の15)からのDLL情報リード信号DLL_Rに基づき、選択し、出力バッファ194−1に供給する。
The selection circuit 196-1 includes data DATA (read data) from the
選択回路196−2はデータ制御回路193−2を介して供給されるメモリアレイ18からのデータDATA(リードデータ)と、DLL回路20Bから供給される第2のDLL状態情報DLL_INF2(遅延時間情報C_NVAL)のいずれか一方を、テスト制御部(図12の15)からのDLL情報リード信号DLL_Rに基づき、選択し、出力バッファ194−2に供給する。
The selection circuit 196-2 includes data DATA (read data) from the
すなわち、選択回路196−1(196−2)は、DLL情報リード信号DLL_Rがハイレベルのときは、第1のDLL状態情報DLL_INF1(第2のDLL状態情報DLL_INF2)を選択して出力バッファ194−1(194−2)に供給し、データ端子DQから第1のDLL状態情報DLL_INF1(第2のDLL状態情報DLL_INF2)がシリアルに出力される。一方、DLL情報リード信号DLL_Rがローレベルのときは、選択回路196−1(196−2)は、メモリアレイ18からのデータDATA(リードデータ)を選択して出力バッファ194−1(194−2)に供給し、データ端子DQからデータDATA(リードデータ)がシリアルに出力される。
That is, the selection circuit 196-1 (196-2) selects the first DLL state information DLL_INF1 (second DLL state information DLL_INF2) and selects the output buffer 194- when the DLL information read signal DLL_R is at a high level. 1 (194-2), and first DLL state information DLL_INF1 (second DLL state information DLL_INF2) is serially output from the data terminal DQ. On the other hand, when the DLL information read signal DLL_R is at the low level, the selection circuit 196-1 (196-2) selects the data DATA (read data) from the
選択回路196−1、196−2を含む点以外は、データ入出力回路191−1、191−2と、データ入出力回路192は、実質的に同じ構成を有する。即ち、各データ入出力回路191−1、191−2、192は、データ制御回路193−1〜193−2、出力バッファ194−1〜194−3、及び、入力バッファ195−1〜195−3を含む。データ制御回路193−1〜193−3は、図12の動作制御部14からの入出力制御信号I/O CTLとDLL回路20Bからの出力クロック信号LCLKに応じて動作する。
The data input / output circuits 191-1 and 191-2 and the data input /
<実施形態4>
次に本発明の第4の実施形態について説明する。第4の実施形態の半導体装置1の全体の基本構成は、図1と同一であるが、図1のテスト制御部15からDLL回路20に対して出力する内部テスト信号として、以下に説明する遅延時間測定スタート信号NC_STRが含まれる。
<Embodiment 4>
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. The overall basic configuration of the
前記第1乃至第3実施形態では、図5(A)に示したように、DLL回路20の遅延時間測定回路(NV_DET)27は、第1の可変遅延回路(DL1)21及び第1のレプリカ回路(REP1)26とそれぞれ実質的に同一構成とされた第2の可変遅延回路(DL2)272及び第2のレプリカ回路(REP2)273を備えているが、第4の実施形態では、遅延時間測定回路(NV_DET)27に、第1の可変遅延回路(DL1)21及び第1のレプリカ回路(REP1)26と実質的に同一構成の第2の可変遅延回路(DL2)272及び第2のレプリカ回路(REP2)273を配置することなく、前記第1乃至第3実施形態と実質的に同一の作用効果を奏することが可能な遅延時間測定回路(NV_DET)27の構成を提示する。
In the first to third embodiments, as shown in FIG. 5A, the delay time measurement circuit (NV_DET) 27 of the
図15は、第4の実施形態のDLL回路20Cの構成を例示する図である。図15を参照すると、第4の実施形態のDLL回路20Cにおいて、図2に示した前記第1の実施形態のDLL回路20からの変更点として、内部クロック信号PCLKを入力とするゲート回路(GATE)31を備え、DLL制御回路(DLL_CTL)23Cと、遅延時間測定回路(NV_DET)27Cとを変更している。
FIG. 15 is a diagram illustrating a configuration of a DLL circuit 20C according to the fourth embodiment. Referring to FIG. 15, in the DLL circuit 20C of the fourth embodiment, as a change from the
遅延時間測定スタート信号NC_STRは、図1のテスト制御部(TCU)15で発生される信号である。テスト制御部15は、外部からのテストコードTCODEに応じて、遅延時間測定スタート信号NC_STRの論理レベルを制御する。
The delay time measurement start signal NC_STR is a signal generated by the test control unit (TCU) 15 in FIG. The
DLL制御回路23Cは、遅延時間測定スタート信号NC_STRが活性化されると、クロック停止信号PCLKSUSを活性化し、ゲート回路31に供給する。
When the delay time measurement start signal NC_STR is activated, the
ゲート回路31は、クロック停止信号PCLKSUSが活性化されている期間、内部クロック信号PCLKを内部クロック信号PCLK1として出力することを停止する。
The
一方、ゲート回路31は、クロック停止信号PCLKSUSが非活性化されている期間、内部クロック信号PCLKを内部クロック信号PCLK1として出力する。
On the other hand, the
図16は、図15の第4実施形態の遅延時間測定回路27Cの構成を例示する図である。図16を参照すると、第4実施形態の遅延時間測定回路27Cは、フリップフロップ2711と、リセット端子付きフリップフロップ2712と、AND回路2713、及び、時間差カウント回路(NVC)2714を含む。
FIG. 16 is a diagram illustrating the configuration of the delay
フリップフロップ2711は、データ端子Dに遅延時間測定スタート信号NC_STR信を入力し、内部クロック信号PCLKの立ち下がりエッジに応答してデータ端子Dの信号NC_STRをサンプルして出力端子Qからリセット信号NC_RSTを出力する。なお、フリップフロップ2711をリセット端子付きのフリップフロップとし、DLLリセット信号TDRST等によりリセットする構成としてもよい。
The flip-
フリップフロップ2712は、データ端子Dが電源ラインVDDに接続され、レプリカ回路26からのレプリカクロック信号RCLKの立ち下がりエッジに応答してデータ端子Dの電源電位をサンプルし反転出力端子QB(QBは出力Qを反転出力)からローレベルのストップ信号NC_STPB(ローレベルで活性状態)を出力し、リセット端子Rに入力されるリセット信号NC_RSTが活性化レベル(ハイレベル)とされると、リセットされ、反転出力端子QBからハイレベルのストップ信号NC_STPBを出力する。
The flip-
AND回路2713は、ゲート回路31からのクロック信号PCLK1とフリップフロップ2712からの出力NC_STPBを入力し、AND演算結果を時間差カウントクロック信号NC_CLKとして出力する。
The AND
時間差カウント回路2714は、フリップフロップ2711からのリセット信号NC_RSTをリセット端子Rに入力し、リセット信号NC_RSTが活性レベル(ハイレベル)のときリセットされる。リセット信号NC_RSTが非活性レベル(ローレベル)のとき、AND回路2713からの時間差カウントクロック信号NC_CLKをカウントし、カウント値をC_NVALとして出力する。
The time
図17は、図16の遅延時間測定回路27Cの動作を説明するタイミング図である。図17を参照して、図16の遅延時間測定回路27Cの動作を説明する。
FIG. 17 is a timing chart for explaining the operation of the delay
図1のテスト制御部15からの遅延時間測定スタート信号NC_STRの活性化に応じて、図15のゲート回路31が内部クロック信号PCLK1を停止する。図17の例では、遅延時間測定スタート信号NC_STRは内部クロック信号PCLKの立ち下がりエッジに応答して活性化レベルであるハイレベルに遷移している。
In response to activation of the delay time measurement start signal NC_STR from the
遅延時間測定スタート信号NC_STRが活性化されると、遅延時間測定スタート信号NC_STRが再び非活性化レベルのローレベルとなるまで、図15のゲート回路31は内部クロック信号PCLK1を停止状態(ローレベル)とする。
When the delay time measurement start signal NC_STR is activated, the
また、フリップフロップ2711は、遅延時間測定スタート信号NC_STRを内部クロック信号PCLKの立ち下がりエッジでサンプルしてその出力端子Qから出力する。すなわち、フリップフロップ2711は、遅延時間測定スタート信号NC_STRを1クロックサイクル遅らせて、活性状態(ハイレベル)のリセット信号NC_RSTとして出力する。
The flip-
フリップフロップ2712及び時間差カウント回路2714は、リセット信号NC_RSTの活性化(ハイレベル)に応じてリセット状態となる。フリップフロップ2712がリセットされると、フリップフロップ2712の反転出力端子QBはハイレベル(電源電位)となる。したがって、リセット信号NC_RSTの活性化に応じて、ストップ信号NC_STPB(活性状態はローレベル)は非活性状態のハイレベルにリセットされる。
The flip-
図1のテスト制御部15からの遅延時間測定スタート信号NC_STRの非活性化レベル(ローレベル)への遷移に応じて、図15のゲート回路31が、内部クロック信号PCLK1を再活性化する(PCLK1が再び出力される)。このとき、上述の通り、フリップフロップ2712は、ストップ信号NC_STPBを非活性レベルであるハイレベルに維持しているため、AND回路2713は、内部クロック信号PCLK1を、時間差カウントクロック信号NC_CLKとして出力する。なお、図17の例では、遅延時間測定スタート信号NC_STRは内部クロック信号PCLKの立ち下がりエッジに応答してハイレベルからローレベルに遷移している。
In response to the transition to the inactivation level (low level) of the delay time measurement start signal NC_STR from the
遅延時間測定スタート信号NC_STRの非活性化のタイミングから1クロックサイクル遅れて、フリップフロップ2711は、リセット信号NC_RSTを非活性レベルであるローレベルとする。従って、時間差カウント回路2714は、時間差カウントクロック信号NC_CLKに応じて、自身のカウント値をカウントアップする。
The flip-
図15のDLL回路20Cのレプリカ回路26からのレプリカクロックRCLKが活性化されると、レプリカクロックRCLKの最初の立ち下がりエッジに応じて、フリップフロップ2712がストップ信号NC_STPBを活性レベルのローレベルとする。
When the replica clock RCLK from the
その結果、AND回路2713は、時間差カウントクロック信号NC_CLKの出力を停止する。すなわち、ストップ信号NC_STPBのローレベルを受けてAND回路2713はNC_CLKをローレベルとする。このときの時間差カウント回路(NVC)2714のカウント値C_NVALは、内部クロック信号PCLK1が最初に供給された時点から、レプリカクロックRCLKが最初に供給されるまでの、内部クロック信号PCLK1のクロック数(図17では、クロック数は3)に対応する。即ち、内部クロック信号PCLK1とレプリカクロック信号RCLKの遅延時間差に相当する。遅延時間測定回路27Cの時間差カウント回路(NVC)2714のカウント値C_NVALは、レジスタ25に出力されたのち、選択回路28を介してDLL状態情報DLL_INFとして出力され、テスト制御部15からのDLL情報リード信号DLL_Rに基づき、データ入出力部19からデータ端子DQに出力される。
As a result, the AND
なお、上記実施形態において、半導体装置1としては、DRAMだけでなく、その他の半導体メモリ、例えば、SRAM(Static Random Access Memory)、PRAM(Phase change Random Access Memory:相変化RAM)、ReRAM(Resistance Random Access Memory:抵抗変化メモリ)、MRAM(Magneto-resistive Random Access Memory:磁気抵抗メモリ)、FeRAM(Ferroelectric Random Access Memory:強誘電体メモリ)、NAND型フラッシュメモリ、NOR型フラッシュメモリ等種々の半導体メモリにも適用可能である。さらには、半導体装置としても半導体メモリに限定されず、ロジックIC、CPU(Central Processing Unit)、MPU(Micro-Processing Unit)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)等種々の半導体装置にも適用可能である。
In the above embodiment, the
各実施形態は、それぞれ単独で具現化するだけでなく、異なる実施形態における構成要素を組み合わせることも可能である。 Each embodiment can be realized not only independently but also by combining components in different embodiments.
なお、上記の特許文献の開示を、本書に引用をもって繰り込むものとする。本発明の全開示(請求の範囲を含む)の枠内において、さらにその基本的技術思想に基づいて、実施形態ないし実施例の変更・調整が可能である。また、本発明の請求の範囲の枠内において種々の開示要素(各請求項の各要素、各実施例の各要素、各図面の各要素等を含む)の多様な組み合わせ乃至選択が可能である。すなわち、本発明は、請求の範囲を含む全開示、技術的思想にしたがって当業者であればなし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。 The disclosure of the above patent document is incorporated herein by reference. Within the scope of the entire disclosure (including claims) of the present invention, the embodiments and examples can be changed and adjusted based on the basic technical concept. Various combinations or selections of various disclosed elements (including each element of each claim, each element of each embodiment, each element of each drawing, etc.) are possible within the scope of the claims of the present invention. . That is, the present invention of course includes various variations and modifications that could be made by those skilled in the art according to the entire disclosure including the claims and the technical idea.
1 半導体装置
2 テスト装置
11 コマンド入力回路(IB1)
12 アドレス入力回路(IB2)
13 クロック入力回路(IB3)
14 動作制御部(OCU)
15 テスト制御部(TCU)
16 ロウデコーダ(XDEC)
17 カラムデコーダ(YDEC)
18 メモリアレイ
19、19B データ入出力部(I/O Unit)
20、20’、20A、20B、20C DLL回路
21 可変遅延回路(DL1)
22 遅延回路カウンタ(DLC)
23、23C DLL制御回路(DLL CTL)
24 位相検出器(PD)
25 レジスタ
26 第1のレプリカ回路
27、27C 遅延時間測定回路(NV_DET)
28 選択回路(MUX1)
29 選択回路(MUX2)
30 レジスタ(REG2)
31 ゲート回路
191、191−1、191−2、192 データ入出力回路
193 データ制御回路(Data CTL)
194 出力バッファ
195 入力バッファ
196 選択回路
201 処理装置
202 制御部
203 保持部
204 入力バッファ
205 出力バッファ
206 インターフェース部
207 周辺装置
208 モニタ
209 外部記憶装置
210 キーボード
211 粗調整遅延回路(CDL1)
212 微調整遅延回路(FDL1)
213−1〜213−m 粗調整遅延素子(CDE)
214−1〜214−8 微調整遅延素子(FDE)
215 単位遅延素子
216 選択回路
271 フリップフロップ
272 可変遅延回路(DL2)
273 レプリカ回路(REP2)
274 インバータ
275 AND回路
276 時間差カウント回路(NVC)
2711、2712 フリップフロップ
2713 AND回路
2714 時間差カウント回路(NVC)
DESCRIPTION OF
12 Address input circuit (IB2)
13 Clock input circuit (IB3)
14 Operation control unit (OCU)
15 Test control unit (TCU)
16 Row decoder (XDEC)
17 Column decoder (YDEC)
18
20, 20 ', 20A, 20B,
22 Delay circuit counter (DLC)
23, 23C DLL control circuit (DLL CTL)
24 Phase detector (PD)
25
28 Selection circuit (MUX1)
29 Selection circuit (MUX2)
30 registers (REG2)
31
194
212 Fine adjustment delay circuit (FDL1)
213-1 to 213-m Coarse adjustment delay element (CDE)
214-1 to 214-8 Fine adjustment delay element (FDE)
215
273 Replica circuit (REP2)
2711, 2712 Flip-
Claims (17)
第1のクロック信号を受け取り、遅延制御信号に応じて前記第1のクロック信号を可変に遅延させ第2のクロック信号を発生する第1の遅延回路と、
遅延制御情報を保持し、前記遅延制御情報に対応した前記遅延制御信号を前記第1の遅延回路に供給する遅延制御回路と、
前記第1のクロック信号と前記第2のクロック信号の間の遅延時間を測定し、前記遅延時間の測定結果を遅延時間情報として保持する遅延時間測定回路と、
前記遅延制御回路と前記遅延時間測定回路を前記出力端子に接続し、前記遅延制御回路で保持する前記遅延制御情報と前記遅延時間測定回路で保持する前記遅延時間情報とを、前記出力端子に伝送する出力経路と、
を備える、ことを特徴とする半導体装置。 An output terminal;
A first delay circuit that receives a first clock signal and variably delays the first clock signal in response to a delay control signal to generate a second clock signal;
A delay control circuit that holds delay control information and supplies the delay control signal corresponding to the delay control information to the first delay circuit;
A delay time measuring circuit for measuring a delay time between the first clock signal and the second clock signal and holding a measurement result of the delay time as delay time information;
The delay control circuit and the delay time measurement circuit are connected to the output terminal, and the delay control information held by the delay control circuit and the delay time information held by the delay time measurement circuit are transmitted to the output terminal. Output path to
A semiconductor device comprising:
前記入力端子に接続され、前記第3のクロック信号に応じて前記第1のクロック信号を出力する入力回路と、
前記第2のクロック信号と前記第3のクロック信号の位相差を検出し位相検出信号を出力する位相検出回路と、
をさらに含み、
前記遅延制御回路は、前記位相検出信号に応じて、保持する前記遅延制御情報を更新する、ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の半導体装置。 An input terminal for receiving a third clock signal;
An input circuit connected to the input terminal and outputting the first clock signal in response to the third clock signal;
A phase detection circuit that detects a phase difference between the second clock signal and the third clock signal and outputs a phase detection signal;
Further including
4. The semiconductor device according to claim 1, wherein the delay control circuit updates the held delay control information in accordance with the phase detection signal. 5.
前記遅延時間測定回路は、
前記第1のクロック信号に応じて前記ロック信号を取り込み第1のマスク信号を発生する第1の回路と、
前記第1の回路から出力される前記第1のマスク信号を受け取り、前記第1のマスク信号を前記遅延制御信号に応じて可変に遅延させて第2のマスク信号を発生する第2の遅延回路と、
前記第1マスク信号と前記第2のマスク信号と前記第1のクロック信号とを受け取り、前記第1のクロック信号に基づく遅延時間カウントクロック信号を発生する遅延時間カウントクロック信号発生回路であって、前記第1及び第2のマスク信号の値に応じて、前記遅延時間カウントクロック信号を発生するか否かを制御する遅延時間カウントクロック信号発生回路と、
前記遅延時間カウントクロック信号に応じて、前記遅延時間情報を表す第2のカウント値を更新する第2のカウンタ回路と、
を含む、ことを特徴とする請求項4に記載の半導体装置。 The delay control circuit takes a first logic level when the phase of the second clock signal and the phase of the third clock signal substantially coincide with each other according to the phase detection signal. When the phase of the second clock signal is different from the phase of the third clock signal, a lock signal that takes a second logic level is output;
The delay time measurement circuit includes:
A first circuit that captures the lock signal in response to the first clock signal and generates a first mask signal;
A second delay circuit that receives the first mask signal output from the first circuit and variably delays the first mask signal according to the delay control signal to generate a second mask signal; When,
A delay time count clock signal generation circuit that receives the first mask signal, the second mask signal, and the first clock signal and generates a delay time count clock signal based on the first clock signal; A delay time count clock signal generation circuit for controlling whether to generate the delay time count clock signal according to the values of the first and second mask signals;
A second counter circuit that updates a second count value representing the delay time information in response to the delay time count clock signal;
The semiconductor device according to claim 4, further comprising:
次に前記第2のクロック信号の位相と前記第3のクロック信号の位相とが実質的に一致していることが検出されたときに、前記ロック信号を前記第1の論理レベルとする制御を行う、ことを特徴とする請求項5に記載の半導体装置。 The delay control circuit receives a lock advance signal for controlling the lock advance, and when the lock advance signal is activated, skips at least the first lock determination, and the phase detection circuit Maintaining the lock signal at the second logic level also when it is detected that the phase of the clock signal and the phase of the third clock signal substantially match,
Next, when it is detected that the phase of the second clock signal and the phase of the third clock signal substantially coincide with each other, control is performed to set the lock signal to the first logic level. The semiconductor device according to claim 5, wherein the semiconductor device is performed.
前記半導体装置は、
前記第1のクロック信号を受け取り、前記第1の遅延回路へ前記第1のクロック信号の供給する第1のゲート回路であって、前記第3のマスク信号が活性化されているとき、前記第1のクロック信号の出力を停止する第1のゲート回路を、さらに含み、
前記遅延時間測定回路は、
前記第2のクロック信号に応じて第4のマスク信号を発生するマスク制御回路と、
前記第4のマスク信号と前記第1のクロック信号とを受け取り、前記第1のクロック信号に基づく遅延時間カウントクロック信号を発生する遅延時間カウントクロック発生回路であって、前記第4のマスク信号に応じて、前記遅延時間カウントクロック信号を発生するか否かを制御する遅延時間カウントクロック信号発生回路と、
前記遅延時間カウントクロック信号に応じて、前記遅延時間情報を示す第2のカウント値を更新する第2のカウンタ回路と、
を含む、ことを特徴とする請求項1乃至4いずれか一項に記載の半導体装置。 The delay control circuit receives a first control signal and generates a third mask signal in response to the first control signal;
The semiconductor device includes:
A first gate circuit that receives the first clock signal and supplies the first clock signal to the first delay circuit, wherein the first mask signal is activated when the third mask signal is activated; A first gate circuit for stopping the output of the clock signal of 1;
The delay time measurement circuit includes:
A mask control circuit for generating a fourth mask signal in response to the second clock signal;
A delay time count clock generation circuit which receives the fourth mask signal and the first clock signal and generates a delay time count clock signal based on the first clock signal, wherein the fourth mask signal In response, a delay time count clock signal generation circuit that controls whether to generate the delay time count clock signal;
A second counter circuit that updates a second count value indicating the delay time information in response to the delay time count clock signal;
The semiconductor device according to claim 1, further comprising:
前記出力経路は、
第1及び第2の入力ノードと、前記出力端子に接続された出力ノードと、を含み、前記第1又は第2の入力ノードを選択的に前記出力ノードに接続する出力回路を備え、
前記出力回路の前記第1の入力ノードが、前記遅延制御回路及び前記遅延時間測定回路に共通に接続され、
前記出力回路の前記第2の入力ノードが前記メモリセルアレイに接続される、ことを特徴とする請求項1乃至9のいずれか一項に記載の半導体装置。 A memory cell array,
The output path is
An output circuit that includes first and second input nodes and an output node connected to the output terminal, and selectively connects the first or second input node to the output node;
The first input node of the output circuit is commonly connected to the delay control circuit and the delay time measurement circuit;
The semiconductor device according to claim 1, wherein the second input node of the output circuit is connected to the memory cell array.
前記出力経路は、
前記遅延制御回路と前記第1の出力端子との間に接続され、前記遅延制御情報を前記第1の出力端子に供給する第1の切替回路と、
前記遅延時間測定回路と前記第2の出力端子との間に接続され、前記遅延時間情報を前記第2の出力端子に供給する第2の切替回路と、
を備える、ことを特徴とする請求項1乃至9のいずれか一項に記載の半導体装置。 The output terminal includes a first output terminal and a second output terminal,
The output path is
A first switching circuit connected between the delay control circuit and the first output terminal and supplying the delay control information to the first output terminal;
A second switching circuit connected between the delay time measuring circuit and the second output terminal and supplying the delay time information to the second output terminal;
The semiconductor device according to claim 1, further comprising:
前記第1の切替回路は、
第1及び第2の入力ノードと、
前記第1の出力端子に接続された第1の出力ノードと、
を含み、
前記第2の切替回路は、
第3及び第4の入力ノードと、
前記第2の出力端子に接続された第2の出力ノードと、
を含み、
前記第1の切替回路の前記第1の入力ノードが前記遅延制御回路に接続され、
前記第1の切替回路の前記第2の入力ノードが前記メモリセルアレイに接続され、
前記第2の切替回路の前記第3の入力ノードが前記遅延時間測定回路に接続され、
前記第2の切替回路の前記第4の入力ノードが前記メモリセルアレイに接続される、ことを特徴とする請求項11に記載の半導体装置。 A memory cell array,
The first switching circuit includes:
First and second input nodes;
A first output node connected to the first output terminal;
Including
The second switching circuit includes:
A third and fourth input node;
A second output node connected to the second output terminal;
Including
The first input node of the first switching circuit is connected to the delay control circuit;
The second input node of the first switching circuit is connected to the memory cell array;
The third input node of the second switching circuit is connected to the delay time measuring circuit;
12. The semiconductor device according to claim 11, wherein the fourth input node of the second switching circuit is connected to the memory cell array.
前記第1の可変遅延回路から出力バッファまでの伝送経路と前記出力バッファとを模擬したレプリカ回路と、
を備え、
前記レプリカ回路は、前記第1の可変遅延回路の出力信号を受け前記第2のクロック信号を出力する、ことを特徴とする請求項1乃至12のいずれか一項に記載の半導体装置。 The first delay circuit varies the number of delay elements included in the delay path according to the delay control signal, thereby varying and outputting the delay time of the first clock signal. A delay circuit;
A replica circuit simulating the transmission path from the first variable delay circuit to the output buffer and the output buffer;
With
13. The semiconductor device according to claim 1, wherein the replica circuit receives an output signal of the first variable delay circuit and outputs the second clock signal.
テスト時に、前記半導体装置に設けた遅延時間測定回路にて、前記第1のクロック信号と前記第2のクロック信号の間の遅延時間を測定して遅延時間情報として保持し、
前記遅延制御回路と前記遅延時間測定回路を出力回路に接続し、前記遅延制御情報と前記遅延時間情報を出力端子から出力するように制御する、ことを特徴とする半導体装置の制御方法。 A delay control circuit that supplies a delay control signal corresponding to the delay control information to the first delay circuit; a second clock signal that receives the first clock signal and variably delays the first clock signal according to the delay control signal; A first delay circuit for generating a clock signal of the semiconductor device, comprising:
During the test, the delay time measurement circuit provided in the semiconductor device measures the delay time between the first clock signal and the second clock signal and holds it as delay time information.
A control method of a semiconductor device, wherein the delay control circuit and the delay time measurement circuit are connected to an output circuit, and the delay control information and the delay time information are controlled to be output from an output terminal.
前記第2のクロック信号と前記第3のクロック信号の位相差を検出する位相検出回路での位相検出結果に応じて、前記遅延制御回路は前記遅延制御情報を更新し、
さらに、前記遅延制御回路は、前記位相検出回路での前記位相検出結果に基づき、前記第2のクロック信号の位相と前記第3のクロック信号の位相とが実質的に一致している場合に、ロック状態と判定してロック信号を活性化し、前記第2のクロック信号の位相と前記第3のクロック信号の位相が相違している場合、前記ロック信号を非活性化し、
前記ロック状態のときの前記遅延制御情報と、前記ロック状態のときに測定された前記遅延時間情報を前記出力端子から出力するように制御する、ことを特徴とする請求項14に記載の半導体装置の制御方法。 The first clock signal is generated according to a third clock signal input to the semiconductor device,
In response to a phase detection result in a phase detection circuit that detects a phase difference between the second clock signal and the third clock signal, the delay control circuit updates the delay control information,
Further, the delay control circuit, based on the phase detection result in the phase detection circuit, when the phase of the second clock signal and the phase of the third clock signal substantially match, When the lock signal is determined to be activated and the lock signal is activated, and the phase of the second clock signal is different from the phase of the third clock signal, the lock signal is deactivated,
15. The semiconductor device according to claim 14, wherein the delay control information in the locked state and the delay time information measured in the locked state are controlled to be output from the output terminal. Control method.
次に、前記第1のクロック信号を第2の周期に変更した上で、前記遅延制御情報と前記遅延時間情報を前記出力端子から出力させる制御を行い、
前記半導体装置の前記出力端子から出力される、これら2組の前記遅延制御情報と前記遅延時間情報を取得したテスト装置にて、前記第1の遅延回路を構成する複数段の遅延素子の一段あたりの遅延時間を導出可能としてなる、ことを特徴とする請求項14又は15に記載の半導体装置の制御方法。 During the test, the first clock signal is set to a first period, the delay control information and the delay time information are output from the output terminal,
Next, after changing the first clock signal to the second period, control to output the delay control information and the delay time information from the output terminal,
In a test apparatus that has acquired the two sets of the delay control information and the delay time information, which are output from the output terminal of the semiconductor device, per stage of a plurality of delay elements constituting the first delay circuit 16. The method of controlling a semiconductor device according to claim 14, wherein the delay time can be derived.
前記ロック先送り信号が非活性状態のときは、ロック判定のスキップは行わず、前記第2のクロック信号の位相と前記第3のクロック信号の位相とが実質的に一致していることが検出されたときに、前記ロック信号を活性状態とし、
テスト時に、前記ロック先送り信号を活性状態と非活性状態の一方に設定し、前記第1のクロック信号を第1の周期に設定し、前記遅延制御情報と前記遅延時間情報を、前記出力端子から出力させ、
次に、前記ロック先送り信号の活性状態と非活性状態の他方に変更し、前記第1のクロック信号は前記第1の周期のままで、前記遅延制御情報と前記遅延時間情報を、前記出力端子から出力させ、
前記半導体装置の前記出力端子から出力される、これら2組の前記遅延制御情報と前記遅延時間情報を取得したテスト装置にて、前記第1の遅延回路を構成する複数段の遅延素子の一段あたりの遅延時間を導出可能としてなる、ことを特徴とする請求項15に記載の半導体装置の制御方法。 The delay control circuit of the semiconductor device receives a lock advance signal that controls lock advance, and when the lock advance signal is activated, skips at least the first lock determination and deactivates the lock signal. And then, when it is detected that the phase of the second clock signal and the phase of the third clock signal substantially coincide with each other, the control to activate the lock signal is performed. Done
When the lock advance signal is in an inactive state, the lock determination is not skipped, and it is detected that the phase of the second clock signal and the phase of the third clock signal substantially match. The lock signal is activated,
During the test, the lock advance signal is set to one of an active state and an inactive state, the first clock signal is set to a first period, and the delay control information and the delay time information are sent from the output terminal. Output
Next, the lock forward signal is changed to the active state or the inactive state, the first clock signal remains in the first period, and the delay control information and the delay time information are transmitted to the output terminal. Output from
In a test apparatus that has acquired the two sets of the delay control information and the delay time information, which are output from the output terminal of the semiconductor device, per stage of a plurality of delay elements constituting the first delay circuit 16. The method of controlling a semiconductor device according to claim 15, wherein the delay time can be derived.
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|---|---|---|---|---|
| KR20170113800A (en) * | 2016-03-25 | 2017-10-13 | 에스케이하이닉스 주식회사 | Semiconductor Apparatus and Circuit for Measurement of Characteristic Therefor |
| JP2019060744A (en) * | 2017-09-27 | 2019-04-18 | ラピスセミコンダクタ株式会社 | Delay time measuring device, semiconductor device, and delay time measuring method |
| CN116758971A (en) * | 2023-06-09 | 2023-09-15 | 合芯科技有限公司 | A kind of register file timing test circuit and chip |
| JP2024022328A (en) * | 2022-08-05 | 2024-02-16 | 株式会社東芝 | Electronic circuits, drive circuits and control systems |
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