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專利名稱：用于產(chǎn)生抖動測試信號的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一般來講，本發(fā)明涉及集成電路領(lǐng)域。更具體地說，本發(fā)明針對產(chǎn)生抖動測試信號的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
通過用一個或多個抖動測試信號激勵電路，然后測量和分析電路對抖動信號的響應(yīng)，來測試各種類型電路的抖動容限。這種抖動測試的一個實(shí)例是測試串行器/解串器(SerDes)裝置以確定其誤碼率(BER)，誤碼率是SerDes裝置的關(guān)鍵品質(zhì)因數(shù)。抖動測試的具體實(shí)例在2004年5月3日以Roberts等人的名義提交的題為“測試集成電路的系統(tǒng)和方法”的美國專利申請序號10/838846中公開，通過引用將其完整地結(jié)合到本文中。

圖1顯示用于通過全測試速度抖動測試信號112以傳統(tǒng)方式激勵被測裝置(DUT)108的電路104的示范先有技術(shù)抖動發(fā)生器100。按照傳統(tǒng)方式，低頻參考信號116由頻率縮放器120按比例提高至所需的測試頻率，從而創(chuàng)建全速參考信號124。然后，注入電路132將調(diào)制信號128注入全速參考信號124中，從而創(chuàng)建全速抖動測試信號112。調(diào)制信號128有時是使用任意波形發(fā)生器產(chǎn)生的模擬波形。在測試高速數(shù)字集成電路和系統(tǒng)的上下文中，有時無需任意信號并且僅檢驗(yàn)隨機(jī)噪聲容限。在這種情況下，抖動注入可通過將調(diào)制信號128(在這種情況下是噪聲)直接疊加在全速參考信號124上進(jìn)一步簡化。雖然這簡化了實(shí)現(xiàn)，但是它仍需要來自任意波形發(fā)生器或替代噪聲源的模擬輸入。美國專利No.6665808公開了應(yīng)用微處理器產(chǎn)生標(biāo)稱參數(shù)值信號并且應(yīng)用存儲器存儲和產(chǎn)生參數(shù)變化值信號的現(xiàn)有技術(shù)測試信號發(fā)生器。該標(biāo)稱參數(shù)值信號和參數(shù)變化值信號由耦合器組合并將組合信號提供給全速參考信號。對于相對較低和中等頻率的測試信號，這些方案一般能有效工作。但是，隨著電路速度的提高，由于抖動注入電路對諸如噪聲、環(huán)境效應(yīng)以及寄生效應(yīng)之類的影響全速測試信號質(zhì)量的干擾的敏感性增強(qiáng)，它們變得越來越難以實(shí)現(xiàn)。這種困難通常表現(xiàn)為由于諸如需要使用外來半導(dǎo)體加工技術(shù)和/或材料和/或相對復(fù)雜的電路來實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)高速測試信號發(fā)生器之類的因素而增加的實(shí)現(xiàn)成本。需要的是產(chǎn)生用于抖動測試的高質(zhì)高速抖動信號的低成本系統(tǒng)和方法。
發(fā)明概述在一個方面，本發(fā)明針對用于產(chǎn)生抖動信號的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括在操作上配置為將抖動注入具有第一頻率的參考信號中以產(chǎn)生第一抖動信號的抖動注入器。頻率縮放器在操作上配置為將第一抖動信號乘以頻率乘數(shù)，從而產(chǎn)生具有高于第一頻率的第二頻率的第二抖動信號。在另一個方面，本發(fā)明針對包括功能電路以及與該功能電路電氣通信的測試系統(tǒng)的系統(tǒng)。測試系統(tǒng)在操作上配置為激勵功能電路作為具有第一頻率的第一抖動信號的函數(shù)。該測試系統(tǒng)包括在操作上配置為將抖動注入具有第一頻率的參考信號中以產(chǎn)生具有低于第一頻率的第二頻率的第二抖動信號的抖動注入器。頻率縮放器在操作上配置為將第二抖動信號乘以乘數(shù)，從而產(chǎn)生第一抖動信號。在又一個方面，本發(fā)明針對產(chǎn)生具有第一頻率的第一抖動信號的方法。該方法包括將抖動注入?yún)⒖夹盘栔幸援a(chǎn)生具有第一頻率的第一抖動信號的步驟。第一抖動信號乘以預(yù)定的頻率乘數(shù)，從而產(chǎn)生具有高于第一頻率的第二頻率的第二抖動信號。
附圖概述為說明本發(fā)明，附圖顯示當(dāng)前優(yōu)選的本發(fā)明的形式。但是應(yīng)該理解，本發(fā)明不限于附圖中顯示的確切配置和手段，其中圖1是以傳統(tǒng)方式產(chǎn)生全速抖動信號的示范先有技術(shù)抖動信號發(fā)生器的電路圖；圖2是包括包含本發(fā)明的多速抖動信號發(fā)生器的測試系統(tǒng)的測試設(shè)置的局部高級示意圖/局部側(cè)視圖；圖3是圖2的測試系統(tǒng)結(jié)合自動測試設(shè)備和被測裝置的高級示意圖；圖4是適合在圖2和3的測試系統(tǒng)中使用的本發(fā)明的多速抖動信號發(fā)生器的高級示意圖；圖5A是適合在圖4的頻率縮放器中使用的鎖相環(huán)的高級示意圖；圖5B是圖5A的鎖相環(huán)的相位響應(yīng)與頻率的示范曲線；圖6A是通過應(yīng)用適用于低頻參考信號的緩慢變化的調(diào)制信號創(chuàng)建的低速測試信號的樣本頻譜的曲線；圖6B是對應(yīng)于圖6A的低速測試信號作為從圖5A的PLL的輸出的全速測試信號的頻譜的曲線；圖6C是圖6B的全速測試信號的時域曲線；圖6D是圖6B的全速測試信號的時域詳細(xì)視圖；圖7是適合在圖4的抖動注入器中使用的抖動注入電路的高級示意圖；圖8是適合在圖7的靜態(tài)延遲發(fā)生器中使用的靜態(tài)延遲電路的高級示意圖；圖9是適合在圖7的定時誤差發(fā)生器中使用的定時誤差電路的示意圖；圖10A是適合在圖7的定時誤差發(fā)生器中使用的備選定時誤差電路的高級示意圖；圖10B是適合在圖10A的延遲微調(diào)器中使用的微調(diào)電路的示意圖；圖11是說明用于提供圖4的低頻參考信號的可轉(zhuǎn)換源配置的高級示意圖；以及圖12是包含圖4所示的多種類型多速抖動信號發(fā)生器的集成電路芯片的很高級示意圖。
詳細(xì)說明參照附圖，圖2顯示根據(jù)本發(fā)明總體以數(shù)字200表示的測試設(shè)置。測試設(shè)置200通常包括被測裝置(DUT)204以及經(jīng)由在DUT和測試系統(tǒng)之間提供信號通路的接口、如接口板212與DUT電氣通信的測試系統(tǒng)208。測試系統(tǒng)208包括能夠產(chǎn)生質(zhì)量高于傳統(tǒng)方法產(chǎn)生的抖動測試信號的質(zhì)量的全速抖動測試信號(未示出)的多速抖動信號發(fā)生器216。如下面結(jié)合圖4詳細(xì)說明的，抖動信號發(fā)生器216在本文中被稱為“多速”以表示參考抖動信號以第一速度產(chǎn)生，然后將速度按比例提高以創(chuàng)建提供給DUT204的全速抖動測試信號。以這種方式產(chǎn)生全速測試信號允許多速抖動信號發(fā)生器216提供比傳統(tǒng)方式產(chǎn)生的全速抖動測試信號受諸如噪聲及電氣和寄生效應(yīng)之類的干擾影響更小的抖動測試信號。DUT204可包括要使用多速抖動信號發(fā)生器216測試的高速電路，例如串行器/解串器(SerDes)電路220。雖然SerDes電路220提供純數(shù)字的功能，即，將并行數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成串行比特流或反之，但它表現(xiàn)為類似模擬的方式，特別是在通常用于千兆位每秒(Gbps)速度的低壓差分信號傳送技術(shù)中。已發(fā)現(xiàn)抖動測量是用于測量SerDes電路的誤碼率(BER)的SerDes測試中的重要因素。BER是SerDes電路的最重要的品質(zhì)因數(shù)。同樣，要強(qiáng)調(diào)的是，此實(shí)例用于說明測試系統(tǒng)208(圖1)，并且更具體地說，是涉及具體和當(dāng)前適時申請的多速抖動信號發(fā)生器216。但是，本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易知道，多速抖動信號發(fā)生器決不局限于SerDes電路220的抖動測試。相反，本發(fā)明的任何一個或多個高級功能和概念實(shí)際上都可實(shí)現(xiàn)于包括抖動測試的任何種類的電路測試應(yīng)用中，諸如鎖相環(huán)(PLL)電路、時鐘分配緩沖器以及重定時器的測試等。如本領(lǐng)域眾所周知的，諸如SerDes電路220之類的高速數(shù)字電路可用于在各種應(yīng)用中通過一個或多個串行鏈路發(fā)送和接收并行數(shù)據(jù)，例如符合大量通信標(biāo)準(zhǔn)的任何一個或多個的數(shù)據(jù)通信應(yīng)用。這些標(biāo)準(zhǔn)包括諸如PCI express之類的芯片到芯片和板到板標(biāo)準(zhǔn)，以及諸如SONET之類的遠(yuǎn)程電信標(biāo)準(zhǔn)。目前，SerDes電路正設(shè)計(jì)為以Gbps方式工作，并可能在將來更快地工作。獨(dú)立來說，傳統(tǒng)ATE常常不適合用于測試Gbps SerDes裝置，因?yàn)槠鋬?nèi)部時鐘過慢而無法以其額定速度來測試這些裝置。雖非必要，但DUT204通常會是集成電路芯片或芯片組。要測試的相應(yīng)電路，例如SerDes電路220，可以是任何服從電氣性能和/或特性測試的數(shù)字、模擬或混合信號電路。本領(lǐng)域的技術(shù)人員知道，由于使用本發(fā)明的測試系統(tǒng)208可測試的電路的廣泛性，使用測試系統(tǒng)208可執(zhí)行的性能和特性測試也具有相應(yīng)的廣泛性。因此，雖然本發(fā)明專門結(jié)合SerDes電路220的測試來說明，但它決不局限于這一個應(yīng)用。相反，提供SerDes實(shí)現(xiàn)是為了舉例說明本發(fā)明的各種特征。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將容易理解如何將本發(fā)明的這些特征和廣義原理應(yīng)用到其它類型的可測試電路和測試。此外，應(yīng)當(dāng)注意，雖然多速抖動信號發(fā)生器216顯示為在測試系統(tǒng)208中實(shí)現(xiàn)，但實(shí)際上它可在任何測試設(shè)置中實(shí)現(xiàn)，諸如基于自動測試設(shè)備(ATE)的設(shè)置、獨(dú)立抖動測試設(shè)置或內(nèi)置自檢(BIST)設(shè)置等。實(shí)際上，由于在產(chǎn)生如下面討論的圖4的調(diào)制信號416之類的調(diào)制信號方面的硬件效率，本發(fā)明的多速抖動信號發(fā)生器很適合BIST實(shí)現(xiàn)。下面結(jié)合圖4和12論述BIST實(shí)現(xiàn)的一個實(shí)例。本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解在這些備選設(shè)置的任何一個中實(shí)現(xiàn)多速抖動信號發(fā)生器216所必需的修改，因此沒有必要逐個進(jìn)行詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的技術(shù)人員也能最全面地實(shí)施本發(fā)明。對于可包括在測試設(shè)置200中的額外特征的更詳細(xì)說明，可參考通過引用完整地結(jié)合到本文中的2004年5月3日提交的題為“測試集成電路的系統(tǒng)和方法”的美國專利申請序號10/838846。接口板212，例如，可能是結(jié)合ATE224使用的傳統(tǒng)裝置接口板(DIB)。接口板212可包括一個或多個用于接收相應(yīng)數(shù)量的DUT(204)的DUT插槽228，以及一個或多個用于接收各種測試模塊或測試板的檢測器支持插槽232，其中的一個或多個可包括測試系統(tǒng)208。本文所使用的術(shù)語“插槽”以及類似術(shù)語用作廣義，表示屬于和/或接合接口板212、以便相對于板充分固定測試系統(tǒng)208并且將測試系統(tǒng)與板電氣連接的任何結(jié)構(gòu)。在傳統(tǒng)DIB上，通常提供檢測器支持插槽232以接收各種模塊和/或板(未示出)，例如經(jīng)由ATE 224支持測試的信號調(diào)節(jié)板，等等。每個DUT插槽228可包括多個電連接器/觸點(diǎn)236，例如，用于將相應(yīng)DUT204與接口板212電連接的彈簧針，等等。同樣，每個檢測器支持插槽232可包括電連接器(未示出)，例如用于將相應(yīng)測試模塊，此處為測試系統(tǒng)208與接口板212電連接的引腳觸點(diǎn)。接口板212也可包括其它用于控制板的傳統(tǒng)電子線路(未示出)，以及用于將ATE224與板電連接的通信端口240。在本發(fā)明的測試設(shè)置200的其它實(shí)施例中，接口可以是獨(dú)立裝置表征板(未示出)，例如類似接口板212的板，但不包括與ATE224通信所需的電子線路和通信端口132。ATE224，如果有，可以是傳統(tǒng)ATE，例如遺留ATE，或者是專門為與本發(fā)明的測試系統(tǒng)208配合使用而修改的。測試設(shè)置200可以可選地包括包含例如圖形用戶接口之類的用戶接口148的主機(jī)244，在操作上配置用于對測試系統(tǒng)208的操作進(jìn)行編程和/或控制。主機(jī)244可集成到測試系統(tǒng)208中，或者也可以置于離測試系統(tǒng)遠(yuǎn)的位置，例如跨過一個或多個如局域網(wǎng)(LAN)252和廣域網(wǎng)(WAN)256之類的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，包括因特網(wǎng)。用戶接口248的實(shí)現(xiàn)可允許用戶從實(shí)際上任何位置從實(shí)際上任何適當(dāng)用戶裝置260操作測試系統(tǒng)208。如圖3所示，測試系統(tǒng)208可包括至少一個測量引擎300、302，通信引擎304以及計(jì)算引擎308。下面會更詳細(xì)地說明這些組件中的每一個。但是，作為一般概述，一個或多個測量引擎300、302可包括用于電激勵或激勵被測電路以及用于測量電路上的激勵效應(yīng)或響應(yīng)的測試儀器312、316等等。通信引擎304提供用于與ATE224和/或用戶接口248通信以便控制測試系統(tǒng)208的操作以及從測試系統(tǒng)下載測試結(jié)果和其它數(shù)據(jù)等等的功能。計(jì)算引擎308可提供各種功能，例如控制測量引擎300、302和通信引擎304，并且將原始測量數(shù)據(jù)處理為有用的結(jié)果。在高層，測試系統(tǒng)208的特征除其它的之外還可包括1)可配置為“即時”處理測量數(shù)據(jù)的能力，即，當(dāng)一個或多個測量引擎正在進(jìn)行測試時；2)可配置為與各種ATE224接口的能力，包括遺留和傳統(tǒng)ATE；以及3)可配置為與ATE環(huán)境外部的專用用戶接口248接口的能力。每個測量引擎300、302、通信引擎304以及計(jì)算引擎308均可使用各種硬件和軟件方案來實(shí)現(xiàn)。一般來講，測量引擎300、302的首要任務(wù)包括向DUT204提供刺激(或激勵)并且測量DUT對該刺激(激勵)的響應(yīng)。在這方面，每個測量引擎300、302可包括一個或多個多速抖動信號發(fā)生器216以及一個或多個用于測量DUT204對由多速抖動信號發(fā)生器216產(chǎn)生的全速抖動信號的響應(yīng)的抖動響應(yīng)測量儀器310。這兩種功能均可通過在DUT204和測量引擎300、302之間提供一個或多個電氣通信路徑(未示出)的接口，例如接口板212執(zhí)行。當(dāng)然，每個測量引擎300、302和/或其它測量引擎(未示出)可包含一個或多個用于向DUT204提供相應(yīng)數(shù)量的其它刺激信號的其它刺激儀器312。同樣，每個測量引擎300、302還可包括一個或多個用于測量DUT104對一個或多個其它刺激信號的響應(yīng)的其它測量儀器316。此外，根據(jù)測試的特性，抖動響應(yīng)測量儀器310或其它測量儀器316的數(shù)量可與多速抖動信號發(fā)生器216或其它刺激儀器312的數(shù)量相同或不同。例如，在測試8∶1串行器時，測試引擎300可應(yīng)用八個多速抖動信號發(fā)生器216，即，八個并行輸入中的每個用一個，并且僅一個抖動響應(yīng)測量儀器310用于在串行器的單個串行輸出上測量其響應(yīng)信號。相反，當(dāng)測試1∶8解串器時，測量引擎302僅可應(yīng)用一個多速抖動信號發(fā)生器216來激勵解串器的串行輸入，并且應(yīng)用八個抖動響應(yīng)測量儀器310在八個并行輸出上測量解串器的響應(yīng)。當(dāng)然，測量引擎300、302的數(shù)量可大于特定測試所需的刺激儀器和/或測量儀器的數(shù)量。在“通用”或高靈活性版本的測試系統(tǒng)208用于測試輸入和/或輸出少于測試系統(tǒng)上刺激和測量儀器216、310、312、316數(shù)量的電路時，可能是這種情況。在這種情況下，可通過僅應(yīng)用特定測試所需的儀器216、310、312、316中的那些的方式來控制測試系統(tǒng)208。計(jì)算引擎308可配置成充當(dāng)測試系統(tǒng)208的中央處理器和中央控制器。也就是說，計(jì)算引擎308除其它的之外還可應(yīng)用于1)建立和控制刺激儀器216、312的操作；2)處理和/或提供如刺激參數(shù)之類的輸入給刺激儀器216、312；3)初始化和控制測量儀器310、316的操作；4)從測量引擎接收如數(shù)字測量數(shù)據(jù)之類的輸出，并且將此輸出處理成所需的結(jié)果；5)向DUT204直接提供數(shù)字輸入；6)初始化和控制通信引擎304并且與之通信；7)執(zhí)行自檢；以及8)配置應(yīng)用于測試系統(tǒng)208中，如測量引擎或計(jì)算引擎自身之中的任何可重編程邏輯裝置(RLD)。當(dāng)然，如果測試系統(tǒng)208的某一實(shí)現(xiàn)無要求，計(jì)算引擎308無需提供所有這些功能性。在此類情況下，只需為測試系統(tǒng)208提供該實(shí)現(xiàn)所需的功能性。計(jì)算引擎308可實(shí)現(xiàn)于任何適當(dāng)?shù)挠布蛴布?軟件方案中，包括但不限于單和多芯片解決方案。示范實(shí)現(xiàn)包括全數(shù)字信號處理器(DSP)實(shí)現(xiàn)，使用例如一個或多個現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)的RLD實(shí)現(xiàn)，以及包含DSP和RLD組件的實(shí)現(xiàn)，等等。為計(jì)算引擎308應(yīng)用RLD技術(shù)可在享受制造通用硬件的經(jīng)濟(jì)性的同時提供靈活的解決方案，特別是在期望對各種測試應(yīng)用的每個定制測試系統(tǒng)208時。本領(lǐng)域的技術(shù)人員知道，測量引擎300、302的任何部分，例如測量儀器310、316，以及計(jì)算引擎308的任何部分，例如計(jì)算邏輯(未示出)，可在如FPGA之類的單個可編程邏輯器件(PLD)或RLD中共同實(shí)現(xiàn)。然后，定義測量引擎300、302和計(jì)算引擎308部分是按功能性分割如FPGA之類的共享器件的問題，而不是由分立器件定義引擎。在一個實(shí)施例中，計(jì)算引擎308可包括RLD 320以及在操作上與RLD相連的微控制器324。微控制器324的一個功能將是對RLD320編程(和重編程，如有需要)以適應(yīng)特定應(yīng)用。下面更詳細(xì)地說明與測試系統(tǒng)208的整體控制/編程方案相關(guān)的這方面的微控制器324的工作。對于測試系統(tǒng)208的某些應(yīng)用來說，例如對SerDes電路220之類的高速數(shù)字電路的測試等等，系統(tǒng)的速度極為重要。由于計(jì)算引擎至測量引擎300、302以及DUT204的物理鄰近性，若有需要，計(jì)算引擎308在集成測試系統(tǒng)208中的集成允許輕易優(yōu)化和最大化測試和處理速度。這種物理鄰近性或耦合允許計(jì)算引擎308和測量引擎300、302之間的信號傳播延遲最小化。例如，計(jì)算引擎308優(yōu)選地但并非必須是在每個測量引擎300、302的約6英寸(15.24厘米)之內(nèi)，更優(yōu)選地約3英寸(7.62厘米)，甚至更近的間隔可能是有利的。此外，通過下面論述的計(jì)算引擎308即時處理測量數(shù)據(jù)的能力，與之相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)存儲要求和處理延遲被最小化。因此，測試系統(tǒng)208不僅順應(yīng)高速測試，還最小化整體測試時間，包括將原始測量數(shù)據(jù)處理成預(yù)期結(jié)果所需要的時間。如上所述，通信引擎304為測試系統(tǒng)208提供用于與ATE224通信的ATE通信鏈路328，和/或用于與主機(jī)244支持的用戶接口248通信的用戶接口通信鏈路332。若提供ATE通信鏈路328，可建立在任何一個或多個將如DIB之類的接口板212鏈接到ATE224的并行或串行信道上。一般來說，測試系統(tǒng)208可配置為由ATE224看作DUT。這樣的配置可用于允許測試系統(tǒng)208經(jīng)由傳統(tǒng)上用于在傳統(tǒng)ATE測試過程中對DUT寫入和讀取數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)矢量的ATE串行信道與ATE224接口。許多類型的遺留和傳統(tǒng)ATE設(shè)備包括此類串行信道。這個到ATE224的接口可允許初始化、建立、控制、編程(包括(重)編程RLD320，若存在)以及讀取和顯示，或呈現(xiàn)來自測試系統(tǒng)208的輸出。對這個接口的益處在于傳統(tǒng)和遺留ATE的制造商將無須泄漏任何專有軟件給可能要ATE制造商提供具有定制用戶接口的ATE的測試系統(tǒng)208的制造商。當(dāng)然，在備選實(shí)施例中，ATE224可配備用于將ATE與測試系統(tǒng)208接口的定制接口。與應(yīng)用ATE224的數(shù)據(jù)矢量信道兼容的編程/控制接口的一個實(shí)例在以上通過引用結(jié)合的Roberts等人的申請中論述。若提供用戶接口通信鏈路332，允許測試系統(tǒng)208使用多個通信協(xié)議中的任何一個、例如以太網(wǎng)協(xié)議與用戶接口248通信。用戶接口248可以以任何適當(dāng)?shù)姆绞皆谥鳈C(jī)244上實(shí)現(xiàn)，例如在如由Sun Microsystems，Santa Clara，California開發(fā)的JAVA編程環(huán)境之類的平臺無關(guān)編程環(huán)境中。在這個實(shí)例中，主機(jī)244可以是網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，如Web服務(wù)器等。在主機(jī)244包括Web服務(wù)器的一個實(shí)施例中，可經(jīng)由Web瀏覽器從例如計(jì)算機(jī)、工作站、Web設(shè)備或任何各種瘦客戶端、例如Web使能個人數(shù)字助理和蜂窩電話之類的用戶裝置260(圖2)來訪問用戶接口248。像與ATE通信鏈路328一同提供的接口(未示出)一樣，在需要適應(yīng)特定應(yīng)用時，用戶接口248可在操作上配置為提供許多功能性，包括建立、初始化、控制、編程(包括(重)編程RLD320，若存在)以及讀取和顯示，或呈現(xiàn)來自測試系統(tǒng)208的輸出。本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，一旦選擇了測試系統(tǒng)208的特征，如何使用傳統(tǒng)編程技術(shù)實(shí)現(xiàn)用戶接口248。如上所述，主機(jī)244并且由此用戶接口248實(shí)際上可位于相對于測試系統(tǒng)208的任何地方，包括在含有一個或多個其它測試系統(tǒng)組件的模塊336、336′上。模塊336和模塊336′之間的差別在于模塊336包括主機(jī)244，而模塊336′不包括。這種差別通常導(dǎo)致通信引擎304和主機(jī)244之間的連通性差別。如本文和所附權(quán)利要求中所用，術(shù)語“模塊”意在不僅包括封裝型模塊，也包括組件實(shí)質(zhì)上彼此相對固定的結(jié)構(gòu)，其中包括包含與其接合的組件、如封裝芯片，以及例如彼此“插入”的封裝芯片的分組，甚至單個SOC型芯片的板。圖4顯示根據(jù)本發(fā)明的適合用作圖2和3的抖動測試信號發(fā)生器216的多速信號發(fā)生器400。如上所述，多速抖動信號發(fā)生器400可用于產(chǎn)生全速測試信號404以測試DUT的各種電路中的任何一種，例如也示于圖2和3中的SerDes電路220。作為一般概述，通過首先將調(diào)制信號416注入?yún)⒖夹盘栆援a(chǎn)生低速測試信號420，然后將該低速測試信號提高為所需的全測試速度以產(chǎn)生全速測試信號，多速抖動信號發(fā)生器400可從低頻參考信號412，即頻率(速度)低于全速抖動測試信號的頻率的信號，產(chǎn)生全速抖動測試信號404。通過這種方式，本發(fā)明的測試信號發(fā)生系統(tǒng)400能夠產(chǎn)生全速測試信號，即測試信號404，它具有比傳統(tǒng)抖動測試信號發(fā)生器可得到的測試信號更高的質(zhì)量。此外，由于低速數(shù)字調(diào)制信號416可以更輕松地采用而不會損壞全速測試信號404，與以相同測試頻率狀態(tài)工作的傳統(tǒng)測試信號發(fā)生器相比，測試信號發(fā)生系統(tǒng)400通?？梢愿偷某杀緦?shí)現(xiàn)。多速抖動信號發(fā)生器400可包括參考信號發(fā)生器424、頻率縮放器428(例如乘法器)以及抖動注入器432。參考信號發(fā)生器424產(chǎn)生參考信號412，其頻率是比測試信號404的所需全速頻率低幾倍。參考信號發(fā)生器424可實(shí)現(xiàn)于任何能夠產(chǎn)生所需低頻參考信號412的硬件和/或軟件中，包括傳統(tǒng)參考信號發(fā)生器。例如，參考信號發(fā)生器424可以是高質(zhì)量的板載晶體振蕩器?；蛘?，參照圖11，參考信號412可從如圖2的ATE224之類的外部源1100輸入。在這種情況下，抖動清除器1104可插入外部源1100和參考信號412之間。為適應(yīng)更高的靈活性，例如振蕩器1108之類的內(nèi)部振蕩器以及外部源1100均可使用開關(guān)1112來實(shí)現(xiàn)并做成用戶可選的。再參照圖4，頻率縮放器428在操作上配置為按比例提高，例如將低頻測試信號412的頻率按預(yù)定量倍增，從而達(dá)到測試信號404的全速頻率。頻率縮放器428可在任何能夠提供所需縮放的硬件和/或軟件中實(shí)現(xiàn)。在一個實(shí)施例中，頻率縮放器428可實(shí)現(xiàn)為PLL，如圖5A中的PLL500。PLL500可包括相位/頻率檢測器504、電荷泵508、壓控振蕩器512以及包含預(yù)換算器520和RC電路524的反饋環(huán)516。預(yù)換算器528也可以包含在PLL500的輸入端。根據(jù)它的設(shè)計(jì)，PLL500可在一定帶寬內(nèi)跟蹤輸入相位變化。取決于預(yù)換算器520、528的值和RC電路524的時間常數(shù)，可跟蹤一定帶寬的輸入。圖5B顯示圖5A的PLL500的相位響應(yīng)與頻率的示范曲線532。在與圖5B中的曲線532對應(yīng)的PLL500的實(shí)施例中，為了最大化由抖動注入器432(圖4)引入的定時誤差的帶寬，PLL的相位響應(yīng)是相對寬帶的并且依賴預(yù)換算器520、528的相對較小值。本領(lǐng)域的技術(shù)人員知道，可構(gòu)造其它PLL類型。本實(shí)例是使用低成本CMOS技術(shù)的簡單實(shí)現(xiàn)。在使用圖5A中的PLL500模擬的示范多速測試信號發(fā)生器中，產(chǎn)生了極細(xì)微的定時誤差。圖6A和6B顯示說明PLL500(圖5A)經(jīng)由如調(diào)制信號416之類的調(diào)制信號將相位變化輸入跟蹤至如參考信號412(圖4和5)之類的低頻參考信號的能力的樣本頻譜。更具體地說，圖6A顯示作為攝動參考信號412的輸入而提供的如圖4中的低速調(diào)制信號416之類的低速調(diào)制信號的功率譜密度。此低速測試信號包含應(yīng)用于低頻參考信號的緩慢變化的調(diào)制信號。在此實(shí)例中，低速測試信號由具有約50KHz基頻并且包含高達(dá)約5MHz頻率分量的周期波形構(gòu)成。來自調(diào)制信號的定時誤差被引發(fā)之后，PLL500的輸出是如圖4中參考信號412之類的參考信號的頻率縮放版本(600MHz)。由于PLL500的頻率縮放因這個50KHz的波形而能夠保留相位調(diào)制，輸出頻譜是具有相同引發(fā)調(diào)制的600MHz波形的。圖6C和6D顯示圖6B中說明的時域內(nèi)的輸出?？梢钥吹剑瑘D6A-6D說明如圖4中的發(fā)生器400之類的多速抖動信號發(fā)生器產(chǎn)生任意確定性誤差的能力，因?yàn)樵谶@個實(shí)例中，抖動在一個方向比其它方向更明顯(圖6D)。圖7說明適合用作圖4的抖動注入器432的抖動注入器700。在多速抖動信號發(fā)生器400的一個實(shí)施例中，雖非必要，但希望除具有由調(diào)制信號416引發(fā)的人工引發(fā)定時誤差的全速測試信號外，產(chǎn)生理想的或接近理想的全速測試信號。因此，抖動注入器700可包括定時誤差路徑704A以及用于低頻參考信號412的靜態(tài)延遲路徑704B。定時誤差路徑704A可包括作為調(diào)制信號416的函數(shù)而修改參考信號412的定時誤差發(fā)生器708，并且靜態(tài)延遲路徑704B可包括作為延遲設(shè)置信號716的函數(shù)而將延遲強(qiáng)加給參考信號的靜態(tài)延遲發(fā)生器712。為了在第一路徑704A和704B之間選擇，并且由此選擇為頻率縮放器428提供的低速測試信號420的類型，抖動發(fā)生器700可包括選擇開關(guān)720。選擇開關(guān)720可以是適用于抖動注入器700的特定實(shí)現(xiàn)的任何開關(guān)。例如，對于BIST實(shí)現(xiàn)，開關(guān)720可包括復(fù)用器。本領(lǐng)域的技術(shù)人員知道各種可用于實(shí)現(xiàn)開關(guān)720的開關(guān)類型。靜態(tài)延遲路徑704A可用于產(chǎn)生理想的高頻波形。如圖8所示，圖7中的靜態(tài)延遲發(fā)生器712可包括將延遲強(qiáng)加到低頻參考信號412中的延遲元件804鏈，即延遲線800。延遲元件804可由延遲設(shè)置解碼器808控制?？色@得不同的延遲設(shè)置，例如，經(jīng)由延遲輸入812將數(shù)字的字輸入解碼器808。這些延遲設(shè)置可以是靜態(tài)的，因此除了在建立階段，無需行使數(shù)字輸入選擇。在靜態(tài)延遲路徑704B(圖7)的性能很關(guān)鍵的情況下，靜態(tài)延遲發(fā)生器712可包含從靜態(tài)延遲路徑704B至開關(guān)720(圖7和4)的直通連接。雖然描述了靜態(tài)延遲發(fā)生器712的一個具體實(shí)施例，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易知道可應(yīng)用其它實(shí)施例，并且會理解如何實(shí)現(xiàn)這些其它的實(shí)施例。再參照圖7和圖9，在期望全速測試信號404包含定時誤差時，用戶會使用開關(guān)720來選擇定時誤差路徑704A，從而應(yīng)用定時誤差發(fā)生器708來產(chǎn)生低速測試信號420。如圖9所示，定時誤差發(fā)生器708可包括位于參考信號發(fā)生器424和頻率縮放器428之間的可調(diào)延遲發(fā)生器900。通過使用模擬波形908調(diào)制到可調(diào)延遲發(fā)生器900的輸入904，可改變可調(diào)延遲發(fā)生器的延遲特性。模擬波形908可產(chǎn)生于調(diào)制信號416的數(shù)字形式，例如使用一系列循環(huán)連接的觸發(fā)器912以及無源RC濾波器916。這個方法的優(yōu)點(diǎn)包括它提供用于應(yīng)用調(diào)制信號416的數(shù)字接口并且能夠?qū)崿F(xiàn)極微小抖動產(chǎn)生的事實(shí)。理想的是，可在參考信號中引入極小的抖動以創(chuàng)建低速測試信號420。通過引用結(jié)合到本文中的美國專利申請序號09/844675公開了初始化觸發(fā)器912上的狀態(tài)以產(chǎn)生模擬調(diào)制信號的方法?？墒褂脗鹘y(tǒng)方法設(shè)計(jì)無源RC濾波器916。圖10A顯示可用于圖7的定時誤差發(fā)生器708的備選定時誤差發(fā)生器1000。定時誤差發(fā)生器1000可包含類似于圖7和8中靜態(tài)延遲發(fā)生器712的延遲線804的延遲線1004，但在低頻參考信號發(fā)生器424和延遲線之間具有相位內(nèi)插延遲微調(diào)器1008。加入延遲微調(diào)器1008的原因在于克服基于延遲線的方法的延遲特性的不精確性。應(yīng)當(dāng)注意，圖8中的延遲線804可用于引入任意確定性或偽隨機(jī)抖動，就像圖7和9中的定時誤差發(fā)生器708一樣。但是，使用如圖8中延遲線804之類的延遲線的一個缺點(diǎn)是，僅可將大抖動量(定時誤差)引入低速參考信號。這樣的大抖動量可輕易超過現(xiàn)代高速裝置所要求的應(yīng)力級別。圖7和9中的定時誤差發(fā)生器708則不受此限制。備選定時誤差發(fā)生器1000的微調(diào)器1008也避免了延遲線1004的這種限制。延遲微調(diào)器1008能夠產(chǎn)生作為指定技術(shù)的單位延遲間隔的幾分之一的可編程延遲。圖10B顯示延遲微調(diào)器1008的一種可能實(shí)現(xiàn)。在這個實(shí)現(xiàn)中，延遲微調(diào)器包含由數(shù)字可編程電流源控制的簡單可調(diào)延遲緩沖器1012。通過對延遲緩沖器1012的尾電流源應(yīng)用不同的數(shù)字字，可實(shí)現(xiàn)不同的延遲特性。這種方法的優(yōu)點(diǎn)包括全數(shù)字控制和良好的線性。應(yīng)當(dāng)注意，雖然專門說明了定時誤差發(fā)生器708的兩個示范實(shí)施例，但是在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)當(dāng)然也可使用其它實(shí)施例。由于本領(lǐng)域的技術(shù)人員知道如何制造和實(shí)現(xiàn)備選定時誤差發(fā)生器，因此沒有必要提供它們的窮舉列表及其說明?，F(xiàn)在參照圖12，如上所述，本發(fā)明的多速抖動信號發(fā)生器，如圖4中的發(fā)生器400，可在BIST中實(shí)現(xiàn)，例如為測試集成電路芯片1208上的一個或多個集成電路1204提供的BIST1200。芯片1208可以是包括服從使用一個或多個抖動信號發(fā)生器400測試的功能集成電路1204并且還可包括不服從使用信號發(fā)生器和/或其它測試電路1216用于在功能電路1204和/或功能電路1212上執(zhí)行測試，例如用于執(zhí)行與抖動信號發(fā)生器以及可選的其它測試儀器相關(guān)的測量的一個或多個其它功能集成電路1212的任何類型的芯片。功能電路1204的實(shí)例包括高速數(shù)字電路，諸如SerDes裝置、PLL電路、時鐘分配緩沖器以及重定時器，等等。功能電路1212可以是具備所需功能與功能電路1204結(jié)合提供芯片1208所需的任何電路。其它測試電路1216的實(shí)例在上文中說明，并且在通過引用結(jié)合的美國專利申請序號10/838846中進(jìn)行了更詳細(xì)的說明。雖然本發(fā)明參照示范實(shí)施例進(jìn)行論述和說明，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，只要不背離本發(fā)明的精神和范圍，可對其進(jìn)行前述的和各種其它變化、省略和增加。
權(quán)利要求
1.一種用于產(chǎn)生抖動信號的系統(tǒng)，包括a)在操作上配置為將抖動注入具有第一頻率的參考信號中以便產(chǎn)生第一抖動信號的抖動注入器；以及b)在操作上配置為將所述第一抖動信號乘以頻率乘數(shù)以便產(chǎn)生具有高于所述第一頻率的第二頻率的第二抖動信號的頻率縮放器。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述頻率縮放器包括在操作上配置為產(chǎn)生所述第二抖動信號的鎖相環(huán)電路。
3.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括在操作上配置為產(chǎn)生所述參考信號的信號發(fā)生器。
4.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括在操作上配置為產(chǎn)生含有抖動信息的調(diào)制信號的調(diào)制器，所述抖動注入器在操作上配置為產(chǎn)生所述第一抖動信號作為所述參考信號和所述調(diào)制信號的函數(shù)。
5.如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述調(diào)制器為數(shù)字可編程的。
6.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一抖動信號具有多個相位變化，并且所述頻率縮放器在操作上配置為在實(shí)質(zhì)上跟蹤所述多個相位變化。
7.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述抖動注入器包含定時誤差發(fā)生器、靜態(tài)延遲發(fā)生器以及在操作上配置用于在所述定時誤差發(fā)生器和所述靜態(tài)延遲發(fā)生器之間轉(zhuǎn)換的開關(guān)。
8.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述抖動注入器包括包含延遲線和在操作上配置用于控制所述延遲線的延遲設(shè)置解碼器的靜態(tài)延遲發(fā)生器。
9.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述抖動注入器包括包含響應(yīng)模擬波形的可調(diào)延遲發(fā)生器的定時誤差發(fā)生器。
10.如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括一系列循環(huán)連接的觸發(fā)器和無源RC濾波器，用于產(chǎn)生所述模擬波形。
11.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述抖動注入器包括包含延遲線以及與所述延遲線進(jìn)行操作通信的延遲微調(diào)器的定時誤差發(fā)生器。
12.如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述定時誤差發(fā)生器還包括在操作上配置用于控制所述延遲線的延遲設(shè)置解碼器。
13.如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述延遲微調(diào)器包括數(shù)字可調(diào)延遲緩沖器。
14.一種系統(tǒng)，包括a)功能電路；b)與所述功能電路電氣通信并且在操作上配置為激勵所述功能電路作為具有第一頻率的第一抖動信號的函數(shù)的測試系統(tǒng)，所述測試系統(tǒng)包括i)在操作上配置為將抖動注入具有第一頻率的參考信號中以便產(chǎn)生具有低于所述第一頻率的第二頻率的第二抖動信號的抖動注入器；以及ii)在操作上配置為將所述第二抖動信號乘以乘數(shù)以便產(chǎn)生所述第一抖動信號的頻率縮放器。
15.如權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述頻率縮放器包括在操作上配置為產(chǎn)生所述第二抖動信號的PLL電路。
16.如權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括在操作上配置為產(chǎn)生所述參考信號的信號發(fā)生器。
17.如權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括在操作上配置為產(chǎn)生含有抖動信息的調(diào)制信號的調(diào)制器，所述抖動注入器在操作上配置為產(chǎn)生所述第一抖動信號作為所述參考信號和所述調(diào)制信號的函數(shù)。
18.如權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一抖動信號具有多個相位變化，并且所述頻率縮放器在操作上配置為在實(shí)質(zhì)上跟蹤所述多個相位變化。
19.一種集成電路芯片，包括a)內(nèi)置自檢電路，包括i)在操作上配置為將抖動注入具有第一頻率的參考信號中以便產(chǎn)生第一抖動信號的抖動注入器；以及ii)在操作上配置為將所述第一抖動信號乘以頻率乘數(shù)以便產(chǎn)生具有高于所述第一頻率的第二頻率的第二抖動信號的頻率縮放器；以及b)功能電路，與所述內(nèi)置自檢電路通信，以便可使用所述第二抖動信號測試所述功能電路。
20.一種產(chǎn)生具有第一頻率的第一抖動信號的方法，包括以下步驟a)將抖動注入?yún)⒖夹盘栔校员惝a(chǎn)生具有第一頻率的第一抖動信號；以及b)將所述第一抖動信號乘以預(yù)定的頻率乘數(shù)，以便產(chǎn)生具有高于所述第一頻率的第二頻率的第二抖動信號。
21.如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，所述第一抖動信號具有多個第一相位變化，并且所述方法還包括跟蹤所述第一多個相位變化以使所述第二抖動信號包括跟蹤所述第一多個相位變化的第二多個相位變化的步驟。
22.如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，步驟a)包括產(chǎn)生所述第一抖動信號作為所述參考信號和調(diào)制信號的函數(shù)。
23.一種測試電路的方法，包括以下步驟a)將抖動注入?yún)⒖夹盘栔校员惝a(chǎn)生具有第一頻率的第一抖動信號；b)將所述第一抖動信號乘以預(yù)定的頻率乘數(shù)，以便產(chǎn)生具有高于所述第一頻率的第二頻率的第二抖動信號；以及c)激勵所述電路作為所述第二抖動信號的函數(shù)。
24.如權(quán)利要求23所述的方法，其特征在于，所述第一抖動信號具有多個第一相位變化，并且所述方法還包括跟蹤所述第一多個相位變化以使所述第二抖動信號包括跟蹤所述第一多個相位變化的第二多個相位變化的步驟。
25.如權(quán)利要求23所述的方法，其特征在于，步驟a)包括產(chǎn)生所述第一抖動信號作為所述參考信號和調(diào)制信號的函數(shù)。
全文摘要
通過使用頻率縮放器(428)縮放低速抖動信號(420)產(chǎn)生全速抖動信號(404)的多速抖動信號發(fā)生器(216，400)。低速抖動信號通過使用抖動注入器(432)將調(diào)制信號(416)注入?yún)⒖夹盘?412)中創(chuàng)建。將抖動注入低速參考信號允許全速抖動信號的質(zhì)量高于通過將抖動信息注入全速參考信號而產(chǎn)生的傳統(tǒng)抖動信號。多速抖動信號發(fā)生器可用作測試諸如高速串行器/解串器電路(220)之類的各種電路的測試系統(tǒng)(208)的一部分。
文檔編號G01R13/00GK1985459SQ200580021086
公開日2007年6月20日 申請日期2005年5月2日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月3日
發(fā)明者M·M·哈費(fèi)德, G·D·迪爾登, G·W·羅伯茨 申請人:Dft微系統(tǒng)公司