JP2009168705A - Semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、パラレルシリアル変換回路から出力されるシリアル信号を差動信号に変換して外部へ出力する複数の差動信号出力回路と、外部から入力される差動信号をシリアル信号に変換してシリアルパラレル変換回路に出力する複数の差動信号入力回路とを備える半導体装置に関するものである。 The present invention converts a serial signal output from a parallel-serial conversion circuit into a differential signal and outputs the differential signal to the outside, and converts the differential signal input from the outside into a serial signal. The present invention relates to a semiconductor device including a plurality of differential signal input circuits that output to a serial / parallel conversion circuit.
例えばデジタルカメラには、撮像素子により撮影された撮像画像のデータ信号を画像処理回路等に高速に伝送するために、差動インタフェースが設けられている。差動インタフェースは、差動信号を入出力するための半導体装置を備えている。 For example, a digital camera is provided with a differential interface in order to transmit a data signal of a captured image captured by an image sensor at high speed to an image processing circuit or the like. The differential interface includes a semiconductor device for inputting and outputting differential signals.
図10に示すように、半導体装置100は、パラレルシリアル変換回路(以下、単にP/S変換回路という)101と、差動信号ドライバ102と、差動信号レシーバ103と、シリアルパラレル変換回路(以下、単にS/P変換回路という)104とから構成される。
As shown in FIG. 10, a
P/S変換回路101は、PLL(位相同期回路)106から入力されるクロック信号に同期して、パラレル信号をシリアル信号に変換する。差動信号ドライバ102は、P/S変換回路101及びPLL106から出力されるシリアル信号及びクロック信号を差動信号に変換する。差動信号ドライバ102により変換された差動信号は、出力用差動ペア配線108を介して差動出力端子109から出力される。
The P /
差動信号レシーバ103は、差動入力端子110から入力用差動ペア配線111を介して入力される差動信号をそれぞれシリアル信号、クロック信号に変換し、変換した各信号をS/P変換回路104に出力する。S/P変換回路104は、入力されたクロック信号に同期して、シリアル信号をパラレル信号に変換して内部回路に出力する。
The
このような半導体装置100の検査は、LSIテスタ等の検査装置112を用いて行われる(特許文献1〜3参照)。半導体装置100の差動出力端子109から出力された差動信号は、プローブカード、ソケット等からなるインタフェース114を介して、検査装置112の差動信号レシーバ116に入力されて検査される。また、半導体装置100への差動信号の入力を検査する場合には、検査装置112の差動信号ドライバ117より出力された差動信号が、上述のインタフェース114を介して半導体装置100の差動入力端子110に入力されることで、検査が行われる。
ところで、半導体装置100と検査装置112との間での各差動信号の入出力は、インタフェース114を介して行われる。このため、各インタフェース114の伝送路の線路長や配線容量に差が生じた場合には、半導体装置100から検査装置112に入力される差動信号間のスキュー(遅延)や、検査装置112から半導体装置100に入力される差動信号間のスキューが発生して、コモンモードノイズの発生の原因となる。その結果、検査装置112で検査を行ったとしても、半導体装置100の各差動信号ドライバ102から出力される差動信号間のスキュー、及び各差動信号レシーバ116に入力される差動信号間のスキューの有無を正確に判定することが困難である。このような問題は、特許文献1〜3に記載されている検査方法でも同様に発生する。
Incidentally, input / output of each differential signal between the
また、近年では半導体装置の高速化、例えば半導体装置で伝送されるシリアル信号の高データレート化等に対応するため、高速仕様の検査装置を用いて検査が行われているが、高速仕様の検査装置は高価であるため、検査コストが増大するという問題も発生する。 In recent years, in order to cope with higher speeds of semiconductor devices, for example, higher data rates of serial signals transmitted by semiconductor devices, inspections have been performed using high-speed inspection devices. Since the device is expensive, there is a problem that the inspection cost increases.
本発明は上記問題を解決するためになされたものであり、高価な検査装置を用いることなく、各差動信号ドライバから出力される差動信号間のスキュー、及び各差動信号レシーバに入力される差動信号間のスキューの有無を正確に判定することができる半導体装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problem, and without using an expensive inspection device, the skew between differential signals output from each differential signal driver and the input to each differential signal receiver. An object of the present invention is to provide a semiconductor device that can accurately determine the presence or absence of skew between differential signals.
上記問題を解決するため、本発明は、パラレルシリアル変換回路及びシリアルパラレル変換回路と、前記パラレルシリアル変換回路から入力されるシリアル信号を差動信号に変換し、変換した差動信号を外部へ出力する複数の差動信号出力回路と、外部から入力される差動信号をシリアル信号に変換し、変換したシリアル信号を前記シリアルパラレル変換回路へ出力する複数の差動信号入力回路とを備える半導体装置において、任意の前記差動信号出力回路の後段と、任意の前記差動信号入力回路の前段とを選択的に接続可能な接続選択回路と、前記接続選択回路を介して接続された前記差動信号出力回路及び前記差動信号入力回路の前者に入力されるシリアル信号と、前記前者からの差動信号が入力される後者より出力されるシリアル信号とが一致しているか否かを判定する判定回路とを備えることを特徴とする。 In order to solve the above problems, the present invention converts a parallel-serial conversion circuit, a serial-parallel conversion circuit, a serial signal input from the parallel-serial conversion circuit into a differential signal, and outputs the converted differential signal to the outside A plurality of differential signal output circuits, and a plurality of differential signal input circuits for converting a differential signal input from the outside into a serial signal and outputting the converted serial signal to the serial-parallel conversion circuit A connection selection circuit capable of selectively connecting a subsequent stage of the arbitrary differential signal output circuit and a front stage of the arbitrary differential signal input circuit, and the differential connected via the connection selection circuit A serial signal inputted to the former of the signal output circuit and the differential signal input circuit, and a serial signal outputted from the latter to which the differential signal from the former is inputted There characterized in that it comprises a determination circuit for determining whether they match.
前記接続選択回路を駆動して、前記各差動信号出力回路及び前記各差動信号入力回路の一方の各回路を他方の一つの回路に順次切替えて接続させる駆動回路を備えるとともに、前記判定回路は、前記接続選択回路の接続が切り替わる度に前記判定を行い、前記判定回路の判定結果に基づいて、前記一方の各回路と外部端子とを接続する差動ペア配線を伝送する差動信号間のスキューの有無が判定されることが好ましい。 A drive circuit that drives the connection selection circuit to sequentially switch and connect one of the differential signal output circuits and one of the differential signal input circuits to the other one circuit; and the determination circuit Performs the determination every time the connection of the connection selection circuit is switched, and based on the determination result of the determination circuit, between the differential signals that transmit the differential pair wiring that connects each of the one circuit and the external terminal It is preferable to determine whether or not there is any skew.
前記判定回路にストローブ信号を入力するストローブ信号入力回路を備え、前記判定回路は、前記ストローブ信号入力回路から入力されるストローブ信号に同期して、前記前者から入力されるシリアル信号と、前記後者から出力されるシリアル信号とが一致しているか否かを判定することが好ましい。 The determination circuit includes a strobe signal input circuit for inputting a strobe signal, and the determination circuit is synchronized with the strobe signal input from the strobe signal input circuit, and the serial signal input from the former and the latter It is preferable to determine whether or not the output serial signal matches.
前記ストローブ信号入力回路は、前記判定回路に入力する前記ストローブ信号の位相を変化させることで、前記判定回路による判定のタイミングを変化させることが好ましい。 The strobe signal input circuit preferably changes the timing of determination by the determination circuit by changing a phase of the strobe signal input to the determination circuit.
本発明の半導体装置は、任意の差動信号出力回路の後段と、任意の前記差動信号入力回路の前段とを選択的に接続可能な接続選択回路と、接続選択回路を介して接続された差動信号出力回路及び差動信号入力回路の前者に入力されるシリアル信号と、後者より出力されるシリアル信号とが一致しているか否かを判定する判定回路とを備えるようにしたので、高価な検査装置を用いることなく、半導体装置のみで各差動信号ドライバから出力される差動信号間のスキュー、及び各差動信号レシーバに入力される差動信号間のスキューの有無を判定することができる。特にプローブカード、ソケット等からなるインタフェースを介さずにテストが行えるため、インタフェースの伝送路の線路長差や配線容量差を考慮する必要が無くなり、スキューの有無を正確に判定することができる。また、高価な検査装置を用いる必要が無くなるため、検査コストを抑えることができる。 The semiconductor device of the present invention is connected via a connection selection circuit, a connection selection circuit capable of selectively connecting a subsequent stage of an arbitrary differential signal output circuit and a previous stage of the arbitrary differential signal input circuit. Since the differential signal output circuit and the differential signal input circuit are provided with a determination circuit for determining whether or not the serial signal input to the former and the serial signal output from the latter coincide with each other, it is expensive. The presence or absence of skew between differential signals output from each differential signal driver and differential signals input to each differential signal receiver using only a semiconductor device without using a simple inspection device Can do. In particular, since the test can be performed without using an interface composed of a probe card, a socket, etc., it is not necessary to consider the difference in the line length of the interface transmission line and the difference in wiring capacity, and the presence or absence of skew can be accurately determined. Further, since it is not necessary to use an expensive inspection device, the inspection cost can be suppressed.
図1に示す半導体装置10は、デジタルカメラなどの電子機器に設けられた差動インタフェースを構成するものであり、各種データ信号の送受信に用いられる。半導体装置10は、PLL(位相同期回路)11、P/S変換回路12、差動信号ドライバ(差動信号出力回路)13a〜13d、差動信号レシーバ(差動信号入力回路)14a〜14d、S/P変換回路15、接続選択回路16、エラー検出回路17、テスト制御回路(駆動回路)18を備えている。
A
PLL11は、デジタルカメラの内部回路等から入力される内部クロック信号Clkに応じて、このクロック信号Clkと位相が同期するクロック信号Tx_clk,PLL_clkをそれぞれ差動信号ドライバ13d、エラー検出回路17に出力する。また、PLL11は、クロック信号をP/S変換回路12にも入力する。なお、本実施形態では、P/S変換回路12において8ビットのパラレル信号を1ビットのシリアル信号に変換するため、PLL11から出力されるクロック信号の周波数は、内部クロック信号Clkの8倍に調整される。
The
P/S変換回路12には、図2(A)に示すように、デジタルカメラの内部回路等からそれぞれ8ビットのパラレル信号D0(D0<0>〜D0<7>),D1(D1<0>〜D1<7>),D2(D2<0>〜D2<7>)が入力される。P/S変換回路12は、PLL11から入力されるクロック信号に同期して、図2(B)に示すように、各パラレル信号D0〜D2を8倍の周波数レートのシリアル信号Tx0,Tx1,Tx2に変換する。
As shown in FIG. 2A, the P /
図1に戻って、P/S変換回路12から出力されるシリアル信号Tx0〜Tx2、及びPLL11から出力されるクロック信号Tx_clkは、それぞれ差動信号ドライバ13a〜13dに入力される。差動信号ドライバ13a〜13dは、入力されたシリアル信号Tx0〜Tx2及びクロック信号Tx_clkを、ポジティブ(+)の差動信号Tx0+,Tx1+,Tx2+,Tx_clk+と、ネガティブ(−)の差動信号Tx0−,Tx1−,Tx2−,Tx_clk−とに変換する。なお、シリアル信号等を差動信号に変換する方法については周知であるので、ここでは説明を省略する。各差動信号ドライバ13a〜13dにより変換された各差動信号は、出力用差動ペア配線20を介して、差動出力端子21から外部に出力される。
Returning to FIG. 1, the serial signals Tx0 to Tx2 output from the P /
差動信号レシーバ14a〜14dは、各差動入力端子23から入力用差動ペア配線24を介して入力されるポジティブの差動信号Rx0+〜Rx2+、Rx_clk+と、ネガティブの差動信号Rx0−〜Rx2−、Rx_clk−とをそれぞれシリアル信号Rx0〜Rx2及びクロック信号Rx_clkに変換する。なお、差動信号をデータ信号に変換する方法についても周知であるので説明は省略する。差動信号レシーバ14a〜14dから出力されたシリアル信号Rx0〜Rx2及びクロック信号Rx_clkは、それぞれS/P変換回路15に入力される。
The
S/P変換回路15は、クロック信号Rx_clk(図2(B)参照)に同期して、シリアル信号Rx0〜Rx2をそれぞれ8ビットのパラレル信号D0,D1,D2に変換する(図2(A)参照)。S/P変換回路15により変換されたパラレル信号D0〜D2は、デジタルカメラの内部回路等に入力される。
The S /
接続選択回路16、エラー検出回路17、及びテスト制御回路18は、各差動信号ドライバ13a〜13dから出力される差動信号間のスキュー、及び各差動信号レシーバ14a〜14dに入力される差動信号間のスキューの有無を判定するためのセルフテスト回路である。スキューは、差動信号の時定数のズレや遅延時間のズレであり、例えば、出力用差動ペア配線20及び入力用差動ペア配線24の配線長差や配線容量差等に起因して発生する。
The
図3(A),(B)に示すように、接続選択回路16は、差動信号ドライバ13a〜13dの後段の出力用差動ペア配線20にそれぞれ接続された入力端子IN0±、入力端子IN1±、入力端子IN2±、入力端子IN3±とからなる4組の入力端子のペアを備えている。また、接続選択回路16は、差動信号レシーバ14a〜14dの前段の入力用差動ペア配線24にそれぞれ接続された出力端子OUT0±、出力端子OUT1±、出力端子OUT2±、出力端子OUT3±とからなる4組の出力端子のペアを備えている。なお、図中の信号RTxはループバックされた信号を示している。
As shown in FIGS. 3A and 3B, the
接続選択回路16は、テスト制御回路18から入力される選択信号Ch_selectに基づき、任意の入力端子のペアと任意の出力端子のペアとを選択的に接続する。なお、図3(A),(B)は、接続の一例を示したものであり、図示されている以外の接続の組み合わせも可能である。また、各出力端子及び各入力端子のいずれか一方の端子を、他方の一つの端子に順次切り替えて接続することもできる。
The
図1に戻って、差動信号ドライバ13a〜13dに入力されるシリアル信号やクロック信号は、出力用差動ペア配線20、接続選択回路16、入力用差動ペア配線24を介して、差動信号レシーバ14a〜14dのいずれかより出力される。つまり、シリアル信号やクロック信号が半導体装置10内でループバックされる。従って、接続選択回路16は、シリアル信号やクロック信号のループバック経路を形成するものであり、入出力端子の接続を切り替えることで、シリアル信号やクロック信号のループバック経路が切り替わる。
Returning to FIG. 1, serial signals and clock signals input to the
エラー検出回路17は、接続選択回路16等を介して、任意の差動信号ドライバ及び任意の差動信号レシーバが接続された時に、前者(差動信号ドライバ)に入力されるシリアル信号またはクロック信号と、ループバックされて後者(差動信号レシーバ)から出力されるシリアル信号またはクロック信号とが一致しているか否かを判定する。
The
図4に示すように、エラー検出回路17は、大別して第1選択回路27と、第2選択回路28と、判定回路29とから構成される。第1選択回路27は、各差動信号ドライバ13a〜13dの前段の各配線にそれぞれ接続された4つの入力端子IN0〜IN3と、判定回路29に接続された1つの出力端子OUTとを備えている。第1選択回路27は、テスト制御回路18から入力される選択信号Sig_sel1に基づき、各配線からそれぞれ入力されるシリアル信号Tx0〜Tx2及びクロック信号Tx_clkを択一的に判定回路29に入力する。
As shown in FIG. 4, the
第2選択回路28は、各差動信号レシーバ14a〜14dの後段の各配線にそれぞれ接続された4つの入力端子IN0〜IN3と、判定回路29に接続された1つの出力端子OUTとを備えている。第2選択回路28は、テスト制御回路18から入力される選択信号Sig_sel2に基づき、接続選択回路16等を介してループバックされたシリアル信号RTx0〜RTx2またはクロック信号RTx_clkを択一的に判定回路29に入力する。選択信号Sig_sel2は、第1選択回路27から判定回路29に入力される信号をループバックした信号が判定回路29に入力されるように、第2選択回路28を制御する。
The
判定回路29には、第1及び第2選択回路27,28から、ループバック前のシリアル信号及びクロック信号(以下、単にループバック前の信号という)Txと、ループバックされたシリアル信号及びクロック信号(以下、単にループバック後の信号という)RTxが入力される。なお、ループバック後の信号RTxは、シリアル信号RTx0〜RTx2及びクロック信号RTx_clkから構成される。
The
判定回路29は、ループバック前後の信号が一致しているか否かを判定する。図5に示すように、判定回路29は、ストローブ発生回路31(ストローブ信号入力回路)と比較回路32とから構成されている。ストローブ発生回路31は、テスト制御回路18から入力されるクロック信号PLL_clk及びトリガ信号(Trigger)に基づき、比較回路32による比較動作のタイミング設定を行うためのストローブ信号(strobe:図6参照)を生成する。
The
ストローブ信号は、クロック信号PLL_clkの立ち上がり及び立ち下りに同期して、ループバック前後の信号Tx,RTxにそれぞれ含まれる各信号成分Dn<0>〜Dn<7>(n=0〜2)に対応する周波数及び位相で生成される(図6参照)。そして、例えばテスト制御回路18から入力されるトリガ信号を可変することで、ストローブ信号の周波数及び位相等の各種条件が可変される。ストローブ発生回路31で生成されたストローブ信号は、比較回路32に入力される。
The strobe signal corresponds to the signal components Dn <0> to Dn <7> (n = 0 to 2) included in the signals Tx and RTx before and after the loopback in synchronization with the rising and falling edges of the clock signal PLL_clk. (See FIG. 6). Then, for example, by varying the trigger signal input from the
比較回路32は、第1選択回路27と第2選択回路28とストローブ発生回路31とにそれぞれ接続されており、各回路27,28,31からループバック前の信号Tx、ループバック後の信号RTx、ストローブ信号がそれぞれ入力される。比較回路32は、図6に示すように、ストローブ信号の立ち上がりエッジに同期して、ループバック前後の信号Tx,RTxの各信号成分Dn<0>〜Dn<7>がそれぞれ「0」或いは「1」のいずれであるかを検出する。
The
図7に示すように、比較回路32は、ループバック前後信号Tx,RTxの信号成分Dn<0>〜Dn<7>ごとに検出結果が一致しているか否かを比較して、検出結果が一致している場合にはエラー信号(Error)を「0」、検出結果が一致していない場合にはエラー信号を「1」に設定する。なお、図7では、ループバック前信号Tx及びループバック後信号RTxとして、それぞれシリアル信号Tx0,RTx0を例に挙げて図示しているが、他の信号の比較も同様に行われる。そして、全ての信号成分Dn<0>〜Dn<7>におけるエラー信号が「0」に設定された場合には、ループバック前後の信号Tx,RTxが一致していると判定される。
As shown in FIG. 7, the
これに対して、各信号成分Dn<0>〜Dn<7>のいずれかにおけるエラー信号が「1」に設定された場合には、ループバック前後の信号Tx,RTxが一致していないと判定されて、比較回路32からテスト制御回路18へのエラー信号の出力が行われる。テスト制御回路18へ出力されるエラー信号には、検出結果が一致しなかった信号成分の情報が含まれている。
In contrast, when the error signal in any one of the signal components Dn <0> to Dn <7> is set to “1”, it is determined that the signals Tx and RTx before and after the loopback do not match. Then, an error signal is output from the
なお、ループバック前後の信号Tx,RTxの比較は、ストローブ信号の立ち上がりエッジに同期して行われる。このため、上述の図6に示すように、ループバック前の信号Txに対して、ループバック後の信号RTxの立ち上がりが遅れている場合であっても、ストローブ信号の位相によっては、各信号Tx,RTxの各信号成分Dn<0>〜Dn<7>の検出結果が全て一致してしまう場合ある。この場合には、ループバック前後信号Tx,RTxが一致していると判定されてしまう。 Note that the comparison between the signals Tx and RTx before and after the loopback is performed in synchronization with the rising edge of the strobe signal. Therefore, as shown in FIG. 6 described above, each signal Tx depends on the phase of the strobe signal, even if the rise of the signal RTx after the loopback is delayed with respect to the signal Tx before the loopback. , RTx signal components Dn <0> to Dn <7> may all coincide with each other. In this case, it is determined that the signals Tx and RTx before and after the loopback match.
そこで、テスト制御回路18は、ストローブ発生回路31に入力するトリガ信号等を調整して、比較回路32に入力されるストローブ信号の位相を時間が早くなる方向(図6中の右方向)にシフトさせる。これにより、図8及び図9に示すように、ループバック前後の信号Tx,RTxの立ち上がりに対応する信号成分D0<1>、D0<5>、D0<7>の検出結果が異なるようになり、それぞれエラー信号が「1」に設定される。その結果、ループバック前後信号Tx,RTxの立ち上がりが一致していないと判定することができる。
Therefore, the
また、ループバック前の信号Txに対して、ループバック後の信号RTxの立ち上がりが早くなっている場合にも、ストローブ信号の位相を同方向にシフトさせることで、ループバック前後の信号Tx,RTxの立ち上がりが一致していないと判定することができる。さらに、ループバック前後の信号Tx,RTxの立ち下がりにズレが生じている場合には、例えば、ストローブ信号の位相を時間が遅くなる方向にシフトさせることで、両信号Tx,RTxの立ち下がりが一致していないと判定することができる。 In addition, even when the rise of the signal RTx after the loopback is earlier than the signal Tx before the loopback, the signals Tx and RTx before and after the loopback are shifted by shifting the phase of the strobe signal in the same direction. It can be determined that the rising edges of the two do not match. Further, when there is a deviation in the falling of the signals Tx and RTx before and after the loopback, for example, by shifting the phase of the strobe signal in a direction in which the time is delayed, the falling of both signals Tx and RTx is caused. It can be determined that they do not match.
このように比較回路32によりループバック前後の信号Tx,RTxの比較を行う際に、ストローブ信号の位相を適宜シフトさせることで、ループバック前後の信号Tx,RTxが一致しているか否かを正確に判定することができる。
In this way, when the
図1に戻って、テスト制御回路18は、接続選択回路16及びエラー検出回路17を制御して、各差動信号ドライバ13a〜13dから出力される差動信号間のスキュー、及び各差動信号レシーバ14a〜14dに入力される差動信号間のスキューの有無を判定するためのセルフテストを行う。以下、セルフテストの手順の一例について説明を行う。
Returning to FIG. 1, the
テスト制御回路18は、各差動信号ドライバ13a〜13dから出力される差動信号間のスキューの有無の判定から開始する。テスト制御回路18は、接続選択回路16に選択信号Ch_selectを入力して、接続選択回路16の入力端子IN0±と出力端子OUT0±のみを接続する。これにより、差動信号ドライバ13aの後段の出力用差動ペア配線20と、差動信号レシーバ14aの前段の入力用差動ペア配線24とが接続される。
The
また、テスト制御回路18は、エラー検出回路17の第1及び第2選択回路27,28(図4参照)にそれぞれ選択信号Sig_sel1,Sig_sel2を入力して、両選択回路27,28の入力端子IN0と出力端子OUTとを接続させる(図4参照)。これらの接続が完了したら、テスト制御回路18は、デジタルカメラの内部回路にテスト開始信号を入力するとともに、エラー検出回路17(判定回路29)のストローブ発生回路31にトリガ信号を入力する。
Further, the
テスト制御回路18からのテスト開始信号に基づいて、デジタルカメラの内部回路から、PLL11に内部クロック信号Clkが入力されるとともに、P/S変換回路12にパラレル信号D0〜D2が入力される。これにより、PLL11から、差動信号ドライバ13d及びエラー検出回路17にそれぞれクロック信号Tx_clk,PLL_clkが入力される。さらに、PLL11は、P/S変換回路12に対してもクロック信号を入力する。
Based on the test start signal from the
P/S変換回路12は、PLL11から入力されるクロック信号に同期して、各パラレル信号D0〜D2を8倍の周波数レートのシリアル信号Tx0〜Tx2に変換し、変換したシリアル信号を差動信号ドライバ13a〜13cにそれぞれ入力する。差動信号ドライバ13a〜13dは、入力されたシリアル信号Tx0〜Tx2及びクロック信号Tx_clkをそれぞれ差動信号に変換して出力用差動ペア配線20に出力する。
The P /
各差動信号ドライバ13a〜13dからそれぞれ出力された差動信号のうち、差動信号ドライバ13aから出力された差動信号のみが、接続選択回路16を介して差動信号レシーバ14aに入力される。これにより、差動信号ドライバ13aに入力されたシリアル信号Tx0のみがループバックされて、差動信号レシーバ14aからシリアル信号RTx0として出力される。
Of the differential signals output from the
ループバック前のシリアル信号Tx0及びループバック後のシリアル信号RTx0は、それぞれ第1及び第2選択回路27,28を介して、比較回路32に入力される。ストローブ発生回路31は、PLL11から入力されるクロック信号PLL_clk、及びテスト制御回路18から入力されるトリガ信号に基づき、ストローブ信号を生成して比較回路32に入力する。
The serial signal Tx0 before the loopback and the serial signal RTx0 after the loopback are input to the
比較回路32は、ストローブ信号の立ち上がりエッジに同期して、シリアル信号Tx0,RTx0の各信号成分D0<0>〜D0<7>がそれぞれ「0」或いは「1」のいずれであるかを検出し、両者の各信号成分D0<0>〜D0<7>の検出結果がそれぞれ一致しているか否かを比較する(図6及び図7参照)。そして、比較回路32は、両者の全ての信号成分D0<0>〜D0<7>の検出結果が一致していた場合には、シリアル信号Tx0,RTx0が一致していると判定する。
The
また、比較回路32は、シリアル信号Tx0,RTx0の各信号成分D0<0>〜D0<7>の検出結果のいずれか一つでも一致しなかった場合には、エラー信号をテスト制御回路18に入力する。テスト制御回路18は、比較回路32から入力されたエラー信号を図示しないメモリ等に記憶しておく。上述したように、エラー信号には、検出結果が一致しなかった信号成分の情報が含まれているため、テスト制御回路18は、シリアル信号Tx0,RTx0のどの信号成分が一致しなかったのかを把握することができる。
The
テスト制御回路18は、比較回路32による最初の比較処理が完了したら、ストローブ発生回路31から比較回路32に入力されるストローブ信号の位相をシフトさせる。比較回路32は、位相がシフトされたストローブ信号に基づいて、上述の比較処理を再度実行する。
When the first comparison process by the
以下同様にして、テスト制御回路18は、ストローブ発生回路31から比較回路32に入力されるストローブ信号の位相をシフトさせるとともに、比較回路32は、位相がシフトされたストローブ信号に基づいて、上述の比較処理を実行する。なお、ストローブ信号の位相のシフト回数、シフト方向、及びシフト量は、適宜決定してよい。このように、ストローブ信号の位相を適宜シフトさせることで、シリアル信号Tx0,RTx0が一致しているか否かを正確に判定することができる。
Similarly, the
シリアル信号Tx0,RTx0の比較処理が全て完了したら、テスト制御回路18は、接続選択回路16に選択信号Ch_selectを入力して、差動信号ドライバ13bの後段を、差動信号レシーバ14aの前段に接続する。これにより、差動信号ドライバ13bに入力されたシリアル信号Tx1のみがループバックされて、差動信号レシーバ14aからシリアル信号RTx1として出力される。
When all the comparison processing of the serial signals Tx0 and RTx0 is completed, the
また、テスト制御回路18は、第1選択回路27に新たな選択信号Sig_sel1を入力して、第1選択回路27の入力端子IN1と出力端子OUTとを接続させる。これにより、ループバック前のシリアル信号Tx1及びループバック後のシリアル信号RTx1が、それぞれ第1及び第2選択回路27,28を介して、比較回路32に入力される。比較回路32は、上述の比較処理と同様にして、シリアル信号Tx1とシリアル信号RTx1とを比較する。
Further, the
以下同様にして、差動信号ドライバ13c,13dの後段が、差動信号レシーバ14aの前段に順次接続されて、差動信号ドライバ13c,13dにそれぞれ入力されるシリアル信号Tx2、クロック信号Tx_clkがループバックされる。そして、比較回路32により、ループバック前のシリアル信号Tx2、クロック信号Tx_clkと、ループバック後のシリアル信号RTx2、クロック信号RTx_clkとの比較処理がそれぞれ行われる。
Similarly, the subsequent stages of the
これらの比較処理が全て完了したら、テスト制御回路18は、各比較処理の結果を参照して、各差動信号ドライバ13a〜13dから出力される差動信号間のスキューの有無を判定する。具体的には、各差動信号ドライバ13a〜13dから出力される差動信号は、全て接続選択回路16を介して一つの差動信号レシーバ14a(14b〜14dのいずれかでも可)に入力される。このため、各差動信号ドライバ13a〜13dから出力される差動信号間にスキューが発生しない場合には、各比較処理の結果は全て同じになる。
When all of these comparison processes are completed, the
例えば、シリアル信号Tx0とシリアル信号RTx0とが一致していると判定された場合には、他の比較結果も一致していると判定される。また、例えばシリアル信号Tx0とシリアル信号RTx0とが一致していないと判定された場合には、他もそれぞれ一致しないと判定され、さらに、一致しなかった信号成分の位置(例えば信号の立ち上がりや立ち下がり)が同じになる。 For example, when it is determined that the serial signal Tx0 and the serial signal RTx0 match, it is determined that other comparison results also match. Further, for example, when it is determined that the serial signal Tx0 and the serial signal RTx0 do not match, it is determined that the other does not match, and the position of the signal component that does not match (for example, the rise or rise of the signal). (Fall) becomes the same.
逆に、差動信号ドライバ13a〜13dから出力される差動信号間にスキューが発生している場合には、上述の各比較処理の結果は全て同じにはならない。具体的には、ループバック前後の信号が一致しているものと一致していないものが混在する。また、各比較処理の結果が全て一致しないと判定された場合でも、一致しなかった信号成分の位置が異なる。
On the contrary, when skew is generated between the differential signals output from the
このように比較回路32で行われた各比較処理の結果を参照することで、テスト制御回路18は、各差動信号ドライバ13a〜13dから出力される差動信号間のスキューの有無を判定する。この判定が終了したら、テスト制御回路18は、各差動信号レシーバ14a〜14dに入力される差動信号間のスキューの有無の判定を開始する。
The
テスト制御回路18は、接続選択回路16を制御して、例えば差動動信号ドライバ13a(13b〜13dのいずれかでも可)の後段を差動信号レシーバ14a〜14dの前段に順次切り替えて接続させる。これにより、差動信号ドライバ13aに入力されるシリアル信号Tx0をループバックさせて、各差動信号レシーバ14a〜14dからそれぞれ出力させることができる。そして、比較回路32は、上述のスキュー判定時と同様にして、シリアル信号Tx0と、各差動信号レシーバ14a〜14dからそれぞれ出力されるRTx0との比較を行う。
The
これらの比較処理が全て完了したら、テスト制御回路18は、各比較処理の結果を参照して、各差動信号レシーバ14a〜14dに入力される差動信号間のスキューの有無を判定する。この判定方法については、上述のスキュー判定時と同じであるため説明を省略する。
When all these comparison processes are completed, the
なお、先に行われたスキュー判定によって、各差動信号ドライバ13a〜13dから出力される差動信号間のスキューが発生していないと判定された場合には、異なる方法で比較回路32による比較を行うことができる。具体的には、各差動信号ドライバ13a〜13dの後段をそれぞれ各差動信号レシーバ14a〜14dの前段に接続する(図3(A)参照)。そして、第1及び第2選択回路27,28の切り替えのみを行って、ループバック前の信号Tx0〜Tx2、Tx_clkと、ループバック後の信号RTx0〜RTx2、RTx_clkとをそれぞれ比較する。
When it is determined that the skew between the differential signals output from the
各差動信号ドライバ13a〜13dから出力される差動信号間のスキューは発生していないので、比較回路32による比較結果が全て同じになるか否かに基づいて、各差動信号レシーバ14a〜14dから出力される差動信号間のスキューの有無を判定することができる。この場合には、接続選択回路16を切り替える必要が無くなるため、スキュー判定に要する時間を短縮することができる。
Since there is no skew between the differential signals output from the
以上で各差動信号ドライバ13a〜13dから出力される差動信号間のスキュー、及び各差動信号レシーバ14a〜14dに入力される差動信号間のスキューの有無を判定するためのセルフテストが完了する。
As described above, the self-test for determining the skew between the differential signals output from the
このように本発明の半導体装置10は、接続選択回路16、エラー検出回路17、及びテスト制御回路18からなるセルフテスト回路を有しているため、上述の検査装置やインタフェース(図10参照)を用いることなく、各差動信号ドライバ13a〜13dから出力される差動信号間のスキュー、及び各差動信号レシーバ14a〜14dに入力される差動信号間のスキューの有無を判定することができる。特にインタフェースを介さずにテストを行うことができるため、スキューの有無を正確に判定することができる。また、高価な検査装置を用いる必要が無くなるため、検査コストが抑えられる。
As described above, the
なお、上記実施形態では、各差動信号ドライバ13a〜13dから出力される差動信号間のスキューの有無の判定を行った後、各差動信号レシーバ14a〜14dに入力される差動信号間のスキューの有無の判定を行うようにしているが、本発明はこれに限定されるものではなく、順番は逆であってもよい。
In the above embodiment, after determining whether or not there is skew between the differential signals output from the
また、上記実施形態では、比較回路32が、ストローブ発生回路31より入力されるストローブ信号の立ち上がりエッジに同期して、ループバック前後の信号の比較を行う場合を例に挙げて説明を行ったが、本発明はこれに限定されるものではなく、ストローブ信号の信号幅内でループバック前後の信号の比較を行うようにしてもよい。
In the above embodiment, the case where the
なお、上記実施形態は、デジタルカメラに設けられた差動インタフェースを構成する半導体装置を例に挙げて説明を行ったが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、各種測定を測定装置(オシロスコープなど)のプローブと装置本体とを接続する差動インタフェースなど、各種電子機器(装置)に設けられる差動インタフェースを構成する半導体装置に本発明を適用することができる。 In the above embodiment, the semiconductor device constituting the differential interface provided in the digital camera has been described as an example. However, the present invention is not limited to this. For example, the present invention can be applied to a semiconductor device that constitutes a differential interface provided in various electronic devices (devices) such as a differential interface that connects a probe of a measuring device (such as an oscilloscope) and a device body for various measurements. it can.
10 半導体装置
11 PLL(位相同期回路)
12 パラレルシリアル変換回路
13 差動信号ドライバ
14 差動信号レシーバ
15 シリアルパラレル変換回路
16 接続選択回路
17 エラー検出回路
18 テスト制御回路
20 出力用差動ペア配線
24 入力用差動ペア配線
27 第1選択回路
28 第2選択回路
29 判定回路
31 ストローブ発生回路
32 比較回路
10
12 parallel-serial conversion circuit 13 differential signal driver 14
Claims (4)
任意の前記差動信号出力回路の後段と、任意の前記差動信号入力回路の前段とを選択的に接続可能な接続選択回路と、
前記接続選択回路を介して接続された前記差動信号出力回路及び前記差動信号入力回路の前者に入力されるシリアル信号と、前記前者からの差動信号が入力される後者より出力されるシリアル信号とが一致しているか否かを判定する判定回路とを備えることを特徴とする半導体装置。 A parallel-serial conversion circuit, a serial-parallel conversion circuit, a plurality of differential signal output circuits for converting a serial signal input from the parallel-serial conversion circuit into a differential signal, and outputting the converted differential signal to the outside; In a semiconductor device comprising a plurality of differential signal input circuits that convert a differential signal input from a serial signal and output the converted serial signal to the serial-parallel conversion circuit,
A connection selection circuit capable of selectively connecting a subsequent stage of any of the differential signal output circuits and a preceding stage of any of the differential signal input circuits;
Serial signal input to the former of the differential signal output circuit and the differential signal input circuit connected via the connection selection circuit, and serial output from the latter to which the differential signal from the former is input A semiconductor device comprising: a determination circuit that determines whether or not the signal matches.
前記判定回路の判定結果に基づいて、前記一方の各回路と外部端子とを接続する差動ペア配線を伝送する差動信号間のスキューの有無が判定されることを特徴とする請求項1記載の半導体装置。 A drive circuit for driving the connection selection circuit to sequentially switch and connect one of the differential signal output circuits and one of the differential signal input circuits to the other one circuit; and the determination circuit Performs the determination every time the connection of the connection selection circuit is switched,
2. The presence / absence of skew between differential signals transmitted through a differential pair wiring connecting each of the one circuit and an external terminal is determined based on a determination result of the determination circuit. Semiconductor device.
前記判定回路は、前記ストローブ信号入力回路から入力されるストローブ信号に同期して、前記前者から入力されるシリアル信号と、前記後者から出力されるシリアル信号とが一致しているか否かを判定することを特徴とする請求項1または2記載の半導体装置。 A strobe signal input circuit for inputting a strobe signal to the determination circuit;
The determination circuit determines whether the serial signal input from the former and the serial signal output from the latter coincide with each other in synchronization with the strobe signal input from the strobe signal input circuit. The semiconductor device according to claim 1, wherein:
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2021076613A (en) * | 2015-09-17 | 2021-05-20 | ヌヴォトンテクノロジージャパン株式会社 | Voltage detection circuit, abnormality detection device, and battery system |
US12216162B2 (en) | 2019-10-21 | 2025-02-04 | Advanced Micro Devices, Inc. | Performing scan data transfer inside multi-die package with serdes functionality |
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2008
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