專利名稱：具有同步儀器的自動測試系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總的來說涉及測試設備，更具體地說，本發(fā)明涉及控制測 試系統(tǒng)中的儀器。
背景技術(shù)：
在半導體器件的制造過程中，通常要對半導體器件測試多次。利 用被稱為"測試器"的一臺自動測試設備產(chǎn)生模擬在測器件(DUT) 的測試信號，然后，測量該響應。通過將仔細控制測試碼型產(chǎn)生的響 應與預期響應進行比較，該測試器確定DUT是否正常地工作。
為了全面測試各器件，測試器應該產(chǎn)生并測量在這些器件的工作 環(huán)境下可能被發(fā)現(xiàn)的信號。隨著半導體芯片的復雜程度的提高，要求 自動測試設備還產(chǎn)生并測量更復雜的信號。大多數(shù)半導體器件產(chǎn)生高 速數(shù)字信號，或者對高速數(shù)字信號做出響應。許多器件，例如，盤驅(qū) 動器控制器和視頻信號的處理器也產(chǎn)生模擬信號，或者對模擬信號做 出響應。現(xiàn)在，廣泛地在一個半導體器件上實現(xiàn)包括模擬電子器件和 數(shù)字電子器件的整個系統(tǒng)。
現(xiàn)在，自動測試設備必須產(chǎn)生數(shù)字信號和模擬信號。因此，測試 設備通常包括多個儀器。每個儀器分別執(zhí)行特定功能，例如，產(chǎn)生高 速數(shù)字信號，或者產(chǎn)生具有編程的特性的模擬波形。在測試器內(nèi)安裝 多個儀器，以提供測試特定器件所需的模擬信號和數(shù)字信號的組合。 建立提供單獨測試功能的儀器以靈活的方式創(chuàng)建測試系統(tǒng)，該測試系 統(tǒng)可以產(chǎn)生并測量實際測試任意半導體器件所需的一組測試信號。
然而，由單獨測試儀器組成的測試系統(tǒng)對測試系統(tǒng)設計者又提出 了其他挑戰(zhàn)，因為必須使各儀器的動作協(xié)調(diào)。關(guān)于對半導體器件正確 估計測試結(jié)果的測試系統(tǒng)，通常要求測試器確定檢測到特定信號，而 且在特定時間產(chǎn)生的信號與特定激勵相關(guān)。對于以特定時間關(guān)系產(chǎn)生 和測量的信號，需要各儀器協(xié)調(diào)工作。
使各儀器協(xié)調(diào)工作的一種方式是設置對所有儀器提供基準時鐘信 號和命令的集中式電路系統(tǒng)。測試器中用于提供一系列命令以對產(chǎn)生 和測量測試信號進行控制的電路被稱為"碼型發(fā)生器"。
通常，基準時鐘的頻率實際上受到限制，但是，這不是所希望的， 該基準時鐘可以被可靠地輸出到測試系統(tǒng)中的許多儀器。利用時鐘周 期限制的分辨率可以規(guī)定相對于時鐘信號的邊沿定時的事件。較低頻 率的時鐘信號具有較長的周期，因此，提供較低的時序分辨率。
如果要求較高的時序分辨率，則公知地使用"內(nèi)插器"。內(nèi)插器 是可以跟蹤作為時鐘周期的片段的間隔的電路。然而，內(nèi)插器必須精 確而且穩(wěn)定。因此，在測試系統(tǒng)中設計和建立內(nèi)插器呈現(xiàn)出復雜性， 這在相對于數(shù)字時鐘測量時間時不存在。
在馬塞諸塞州波士頓的Temdyne公司制造的CatalystTM混合信 號半導體測試系統(tǒng)中釆用了使用集中式創(chuàng)建的時鐘體系結(jié)構(gòu)的方法的 變型。圖1概括示出該體系結(jié)構(gòu)，而且該體系結(jié)構(gòu)包括產(chǎn)生時鐘信號 的基準時鐘信號發(fā)生器8，將該時鐘信號分別分配或者輸出到多個數(shù) 字通路卡和模擬通路卡10和12?？梢詫⒛M卡或者數(shù)字卡看作單獨 儀器，但是應該明白，儀器是邏輯概念，而且可以在多個電路卡上實 現(xiàn)儀器，作為選擇的，可以與其他電路系統(tǒng)一起，在單一電路卡上實 現(xiàn)該儀器。
集中式碼型發(fā)生器14產(chǎn)生的信號與基準時鐘信號一起被輸出到 通路卡。碼型發(fā)生器14發(fā)出要每個儀器執(zhí)行的命令。對于基準時鐘 信號的每個周期，均可以產(chǎn)生命令。
可以將數(shù)字卡的時鐘信號輸出到時序電路系統(tǒng)16，該時序電路系 統(tǒng)16驅(qū)動波形格式化電路系統(tǒng)18，以產(chǎn)生要施加到在測器件(DUT， 未示出)的數(shù)字信號。另一方面，模擬卡12接收遠程產(chǎn)生的數(shù)字基準 時鐘信號，然后，通過模擬時鐘模塊(ACM) 19，使模擬時鐘同步。 本地模擬時鐘A0驅(qū)動一個或者多個模擬儀器上的功能電路系統(tǒng)。
指定本發(fā)明的代理人的標題為Analog Clock Module的第 6，188，253號美國專利公開了一種模擬時鐘，在此引用該美國專利的全 部內(nèi)容供參考。每個模擬儀器分別具有自己的時鐘，因此，它們以自 己的頻率工作，該頻率可能高于基準時鐘的頻率。
在圖1所示設計的變型中，每個儀器分別包括碼型發(fā)生器。該碼 型發(fā)生器根據(jù)基準時鐘信號同步工作。對于其特定指令，每個碼型發(fā) 生器在要求的時間輸出命令或者"事件"。
每個儀器的其他變型包括本地時鐘信號發(fā)生器，以驅(qū)動其自己的 碼型發(fā)生器。本地時鐘信號發(fā)生器可以產(chǎn)生不同頻率的時鐘。然而，
需要該碼型發(fā)生器以協(xié)調(diào)方式起動。
標題為"CLOCK ARCHITECTURE FOR A FREQUENCY BASED TESTER"的第"WO/03042710"號專利申請公開(在此引用該專利 申請的全部內(nèi)容供參考)描述了一種用于使以不同頻率工作的碼型發(fā) 生器協(xié)調(diào)工作的系統(tǒng)。該專利申請公開描述的方法結(jié)合基準時鐘使用 被稱為DSYNC的同步信號使所有本地時鐘在特定時間"對準"。
在測試系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)要求多個儀器輕而易舉地同步工作。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)另一個方面，本發(fā)明涉及具有多個儀器類型的測試系統(tǒng)。該 測試系統(tǒng)包括用于提供基準時鐘的基準時鐘信號發(fā)生器。第一儀器包 括第一本地時鐘信號發(fā)生器，其連接到基準時鐘信號發(fā)生器，而且 提供根據(jù)該基準時鐘產(chǎn)生的第一本地時鐘；以及第一控制電路，用于 存儲多個儀器的編程命令。第二儀器包括第二本地時鐘信號發(fā)生器， 其連接到基準時鐘信號發(fā)生器，而且提供根據(jù)該基準時鐘產(chǎn)生的第二 本地時鐘；第二控制電路，其具有輸入端和輸出端，該第二控制電路 保持在第二控制電路的輸入端提供的時間值規(guī)定的時間的輸出；功能 電路系統(tǒng)，其具有連接到第二控制電路的輸出端的控制輸入端，該功 能電路系統(tǒng)響應在其控制輸入端保持的值執(zhí)行功能。該測試系統(tǒng)還包 括至少在第一儀器與第二儀器之間的網(wǎng)絡，該網(wǎng)絡承載包括時間值的 消息，其中第一控制電路連接到網(wǎng)絡，以以消息的方式提供時間值， 而第二控制電路連接到該網(wǎng)絡，以在其輸入端接收時間值。
根據(jù)第二方面，本發(fā)明涉及一種操作包括至少兩個儀器的測試系 統(tǒng)的方法，該測試系統(tǒng)進一步包括在至少兩個儀器之間的通信鏈路。 該方法包括在至少兩個儀器中的時序電路之間建立公共時間基準； 在第一儀器執(zhí)行部分事件，第二儀器執(zhí)行部分事件的情況下，在測試 時，利用定義事件的測試碼型，在第一儀器上進行排序；通過通信鏈
路，從第一儀器向第二儀器通信，以規(guī)定要由第二儀器執(zhí)行的至少一 個事件以及要執(zhí)行該事件的時間；以及等待直到規(guī)定的時間，而且以 第二儀器執(zhí)行規(guī)定的事件。


沒有按比例示出各附圖。在該附圖中，利用類似的參考編號分別 表示各附圖中所示的每個相同或者接近相同的部件。為了清楚起見， 在每個附圖中沒有示出所有部件。附圖中
圖1是現(xiàn)有的時鐘體系結(jié)構(gòu)的半導體測試器的方框圖2是根據(jù)本發(fā)明的一種形式的時鐘體系結(jié)構(gòu)的方框圖3是圖2所示的時鐘體系結(jié)構(gòu)的簡化方框圖4A是示出本地時鐘對準的時序圖4B是示出監(jiān)視的同步的示意圖5是示出接口連接兩個儀器的電路系統(tǒng)的方框圖；以及 圖6是示出兩個儀器之間的通信處理的流程圖。
具體實施例方式
本發(fā)明并不局限于應用于下面描述的或者附圖所示的各部件的具 體構(gòu)造或者排列。本發(fā)明可以有其他實施例，而且可以以各種方式實 施或者實現(xiàn)本發(fā)明。此外，在此使用的用語和術(shù)語是為了說明問題，
而不應該理解為有限制意義。使用"包含(including)"."包括 (comprising)"或者"具有"、"含有"、"涉及"以及它們的變型意味 著包括前后所列的項目及其等效物和其他項目。
更具體地說，參考圖2，結(jié)合半導體測試器說明本發(fā)明的實施例， 通常利用20表示該半導體測試器，該半導體測試器包括計算機工作 站22和測試頭24 (虛線所示)。測試頭中容納了用于產(chǎn)生并測量測試 信號的多個電子線路板組件，該電子線路板組件包括中心卡26、配線 卡28以及多個儀器卡30。如圖2所示，中心卡25將信號送到配線卡28，以分配到儀器卡 30的陣列。中心卡26包括計算機接口32，用于將工作站22連接到 測試頭電路板組件；以及基準時鐘信號發(fā)生器34，用于產(chǎn)生基準時鐘， 利用RCLK表示該基準時鐘。例如，該基準時鐘信號發(fā)生器可以包括 100MHz的晶體振蕩器。計算機接口 32使該測試器接口連接該計算機 工作站22，利用該計算機工作站22，用戶可以開發(fā)能夠裝載到測試器 20的測試程序。計算機工作站22向用戶提供了其他功能，例如，起動 執(zhí)行先前開發(fā)的測試程序，或者分析測試結(jié)果。
中心卡26包括控制電路系統(tǒng)，響應于來自該工作站的命令，該控 制電路系統(tǒng)產(chǎn)生控制信號?？刂菩盘栔话?DSYNC"信號。分別 沿設置于配線卡28上的DSYNC和RCLK扇出電路系統(tǒng)36和38，扇 出或者分配基準時鐘信號和DSYNC信號。分配執(zhí)行信號使多個儀器上 的碼型發(fā)生器協(xié)調(diào)起動，如上面引用的WO/03042710專利申請上述的。
儀器卡30上的儀器可以是數(shù)字儀器，也可以是模擬儀器，也可以 執(zhí)行既涉及數(shù)字信號又涉及模擬信號的功能。儀器30A表示數(shù)字儀器， 它還被稱為"通路卡"。通路卡可以含有用于多個測試器通路的電子資 源。同樣，測試系統(tǒng)包括多個通路卡。
進一步參考圖2，每個通路卡30A分別包括時鐘模塊42?？梢詫?時鐘模塊42進行編程，以根據(jù)RCLK產(chǎn)生要求頻率的一個或者多個時 鐘信號。在所述實施例中，常常"本地"地，S卩，在該儀器上，或者 在包括時鐘信號發(fā)生器的電路板上使用時鐘模塊42產(chǎn)生的每個時鐘。 時鐘信號發(fā)生器可以產(chǎn)生幾個不同頻率的時鐘。因為從同一個信源產(chǎn) 生所有時鐘，所以可以認為各時鐘互相同步。該時鐘模塊的構(gòu)造可以 與在此作為參考引用的第6,188,253號美國專利公開的模擬時鐘模塊的 構(gòu)造類似。
與2003年12月29日提交的標題為"MULTI-STAGE NUMERIC
COUNTER OSCILLATOR"的第10/748,488號當前未決美國專利申請 描述的相同，在此引用該專利申請的全部內(nèi)容供參考，通過利用數(shù)字 計數(shù)振蕩器(NCO)驅(qū)動的鎖相環(huán)進行直接數(shù)字合成，可以獲得本地 時鐘。該專利申請描述了一種在直接數(shù)字合成電路利用其根據(jù)基準時 鐘產(chǎn)生一個或者多個可編程頻率的本地時鐘的數(shù)字計數(shù)振蕩器。
每個儀器卡分別包括執(zhí)行該儀器要求的功能的電路系統(tǒng)。對于諸 如30A的數(shù)字儀器，功能電路系統(tǒng)包括時序電路系統(tǒng)47以及格式化/ 引腳電子電路系統(tǒng)48。該電路系統(tǒng)可以產(chǎn)生和測量用于測試DUT卯 的數(shù)字信號。
此外，數(shù)字儀器30A包括碼型發(fā)生器46。碼型發(fā)生器46提供用 于控制儀器30A的各功能部分的一系列命令。碼型發(fā)生器46可以響應 于特定條件提供轉(zhuǎn)移，或者根據(jù)測試系統(tǒng)的功能執(zhí)行條件功能。利用 來自本地時鐘模塊40的時鐘對碼型發(fā)生器46定時，且因此，可以以 可編程的速率提供指令，該可編程的速率可以高于基準時鐘的頻率。
此外，儀器30A包括儀器同步鏈路(ISL)接口 320A，下面將做 更詳細說明。ISL接口 320A使碼型發(fā)生器46與其他儀器通信。碼型 發(fā)生器46可以發(fā)送要其他儀器的功能電路系統(tǒng)執(zhí)行的命令，也可以從 其他儀器接收狀態(tài)信息，例如，用于控制條件轉(zhuǎn)移。
根據(jù)該儀器要執(zhí)行的特定功能，其他儀器可以具有不同功能電路 系統(tǒng)。在所述的實施例中，每個儀器卡分別包括時鐘模塊42。
所述實施例中的每個儀器還可以包括到ISL的接口。某些儀器可 以是通過ISL發(fā)送的消息的信源。其他儀器可以是通過ISL發(fā)送的消 息的信宿。利用通過ISL僅發(fā)送或者僅接收或者既發(fā)送又接收消息的 ISL接口，可以構(gòu)造各儀器。作為選擇的，希望構(gòu)造執(zhí)行所有ISL功能 的單個集成電路，而且希望在要求任意ISL功能的所有儀器上使用該
集成電路。對于不使用ISL功能的儀器，可以完全省略ISL接口。
某些儀器可以含有和碼型發(fā)生器46相同形式的碼型發(fā)生器。在一 個實施例中，利用測試期間需要儀器執(zhí)行的特定命令，對每個碼型發(fā) 生器編程。然而，不是所有儀器都含有碼型發(fā)生器。根據(jù)存儲在其他 儀器的碼型發(fā)生器中的程序，不含有碼型發(fā)生器的儀器可以通過ISL
接收命令。因此，對于系統(tǒng)中要執(zhí)行的多個儀器的命令，可以對每個 碼型發(fā)生器進行編程。
在一個實施例中，數(shù)字儀器含有碼型發(fā)生器，但是模擬儀器不含 有碼型發(fā)生器。希望這樣分配，因為這樣在每次設計以高速工作的數(shù) 字儀器時，可以重新設計數(shù)字儀器的碼型發(fā)生器，而無需改變模擬儀 器。然而，不要求這樣的分割設計。
更通常的情況是，某些儀器用作用于將命令發(fā)送到其他儀器的控 制器。其他儀器用作從其他信源接收命令的受控儀器。通常，受控儀 器沒有碼型發(fā)生器，或者說沒有以與數(shù)字儀器的速率相同的速率工作 的碼型發(fā)生器。
通常要求所有儀器協(xié)調(diào)工作?？梢允苟鄠€儀器的本地時鐘同步，
如上述第WO/03042710號專利申請所述。如圖3所示，基準時鐘RCLK 和同步信號DSYNC分配到多個儀器，例如，30A、 30B和30C。 DSYNC 信號識別被每個儀器看作基準時間的RCLK信號的特定邊沿。本地時 鐘與公用時間基準一旦對準，每個儀器就可以具有"監(jiān)視"，其通過對 本地時鐘的脈沖進行計數(shù)來跟蹤時間。
根據(jù)本地監(jiān)視時鐘跟蹤的時間，可以使測試器中不同儀器上發(fā)生 的事件協(xié)調(diào)。例如，第一儀器可以將命令送到第二儀器?？梢韵鄬τ?br> 第一儀器的本地監(jiān)視時鐘來規(guī)定執(zhí)行該命令的時間。如果第二儀器上 的本地監(jiān)視時鐘與第一儀器上的本地監(jiān)視時鐘同步，則第二儀器上的
事件控制器電路系統(tǒng)320可以通過監(jiān)控第二儀器上的本地監(jiān)視時鐘， 在適當時間起動執(zhí)行該命令。即使在該儀器含有產(chǎn)生不同頻率的本地 時鐘的時鐘模塊時，也可以確定該適當時間。 .
通過建立公用時間基準，不需要同步發(fā)送用于傳送命令或者其他 消息的信號。根據(jù)消息內(nèi)的時間值，而非特定信號的到達時間，可以 利用成本較低、不同步的簡單通信鏈路控制各事件的時序。
圖3示出利用通信網(wǎng)形成圖2所示的儀器同步鏈路(ISL)。在此， 該網(wǎng)絡具有分別連接到諸如30A、 30B和30C的各儀器的線路，例如， 310A、 310B和310C。可以以任意適當方式連接到該網(wǎng)絡。例如，每 個ISL接口可以具有端口或者其他連接點。可以利用物理方法，利用 連接到該儀器的連接器形成端口，以致可以輕而易舉地將通過ISL承 載信號的線路連接到該儀器。如果利用物理方法，利用背面上或者該 測試器的其他印刷電路板的圖樣實現(xiàn)ISL線路，則利用背面連接器實 現(xiàn)端口。如果利用分立電纜實現(xiàn)ISL線路，則可以利用諸如RJ-45插座 的分立連接器實現(xiàn)該端口。利用路由器300有助于在各儀器之間進行 通信，路由器300將來自連接到用作消息信源的儀器的線路的信號送 到連接到要用作該消息的信宿的儀器的線路。
通信線路和路由器的各種實現(xiàn)方法是公知的。因為不需要傳輸介 質(zhì)的特性來保證同步，所以通信線路和路由器的具體實現(xiàn)不是本發(fā)明
的實質(zhì)問題。例如，通信線路310A..... 310C可以是高速串行線路，
例如，有時被稱為SerDes線路。火線和USB2是標準SerDes通信協(xié)議
的例子。通過線路310A.....310C的通信可以采用這種標準協(xié)議。但
是，為了使消息傳輸具有更短的等待時間，所述實施例中使用了消息 傳輸需要較少開銷位的協(xié)議。
在此，通信線路超過1 Gbps工作，而且消息是基于分組的。為了 有助于通信，每個分組可以包括各種字段。例如，分組可以包括具有
信源和信宿ID的報頭。每個儀器可以具有其自己的ID值，可以利用 該ID值規(guī)定特定消息的信源和信宿。
分組還可以包括用于命令值的字段。該命令值可以規(guī)定信宿字段 規(guī)定的儀器的動作，以便執(zhí)行。在一個實施例中，每個儀器分別具有 微碼存儲器，該微碼存儲器含有對應于該儀器可以執(zhí)行的各種操作的
多個微碼序列。該命令規(guī)定特定的微碼序列。通過執(zhí)行來自該存儲器 的規(guī)定的微碼序列，該儀器執(zhí)行命令。
命令字段還可以將狀態(tài)發(fā)送到另一個儀器。例如，儀器可以設置 命令字段內(nèi)的值，以指出其檢測到故障，或者完成測量。然后，例如， 通過將測量結(jié)果送到處理器，或者交替地執(zhí)行測試碼型，以反映該故 障，收到該命令值的儀器可以做出適當響應。
在所示的實施例中，分組還包括時間值，有時將該時間值稱為"時 間戳"。在命令字段指出要執(zhí)行的事件時，該時間戳指出將發(fā)生該事件 的時間。在命令字段指出狀態(tài)時，該時間戳可以指出將執(zhí)行條件操作， 例如，響應該狀態(tài)進行的轉(zhuǎn)移。如上所述，使所有儀器上的本地監(jiān)視
時鐘同步，以致每個儀器都可以發(fā)送與同一個DSYNC事件相關(guān)的時間值。
分組可以包括其它字段。例如，可以附加校驗和字段或者其他字 段，用于檢錯或者糾錯。分別用于傳送命令或者狀態(tài)事件的多個消息 可以被包括在一個分組中。每個這種消息可以具有它自己的時間戳。
在所示的實施例中，ISL包括路由器300?？梢詫崿F(xiàn)路由器300， 以便根據(jù)任意現(xiàn)有算法工作。例如，通過特定線路，根據(jù)分組報頭中 的信宿值，路由器300可以接收每個進入的消息，而且可以發(fā)送出去 的消息。
在圖3所示的實施例中，作為數(shù)字通路卡，示出了儀器30A和30B。 每個儀器分別包括碼型發(fā)生器46A和46B。儀器30C是模擬儀器。圖 3所示的模擬儀器30C不包括單獨的碼型發(fā)生器。模擬儀器30C包括 連接到本地時鐘模塊42C的事件控制器，其包括足夠的電路系統(tǒng)以接 收和響應命令和/或者發(fā)送狀態(tài)信息。下面，將參考圖5更詳細地說明 事件控制器320。
數(shù)字儀器中的碼型發(fā)生器含有用于規(guī)定測試器件期間要執(zhí)行的操 作序列的程序。在所示的實施例中，這些程序規(guī)定模擬儀器和數(shù)字儀 器要執(zhí)行的程序。例如，它們可以規(guī)定特定模擬信源在相對于數(shù)字通 路上的事件的特定時間產(chǎn)生要求頻率的正弦波，或者規(guī)定接收機在相 對于數(shù)字通路中的事件的特定時間開始捕獲DUT的輸出。
圖4A和4B示出本地監(jiān)視時鐘使兩個儀器同步而執(zhí)行的處理。如 上所述，每個儀器可以分別包括時鐘模塊，以產(chǎn)生一個或者多個本地 時鐘。在所述實施例中，每個時鐘模塊分別接收基準時鐘RCLK和同 步信號DSYNC。
圖4A示出在時間E1，DSYNC信號識別基準時鐘信號的特定邊沿。 優(yōu)選地將RCLK信號和DSYNC信號分配到每個時鐘模塊，以使得每 個儀器上的時鐘模塊可以將時間El識別為基準時間。
圖4A還示出信號LCLKA。 LCLKA表示時鐘模塊產(chǎn)生的本地時 鐘。所示的LCLKA的周期比RCLK的周期短。因此，對LCLKA的脈 沖進行計數(shù)可以使監(jiān)視時鐘以較高的分辨率跟蹤時間。
LCLKA對準基準時鐘。如上引用的專利和專利申請所述，在出現(xiàn) DSYNC信號時，使本地時鐘信號與基準時鐘信號對準是公知的。在在 此使用的例子中，利用包括NCO的DDS電路，產(chǎn)生LCLKA。在時間 El，將NCO設置為預定值，以使LCLKA相對于RCLK具有某個相位。
在時間E1之前，LCLKA可以不與RCLK對準，這意味著，在LCLKA 與RCLK的邊沿之間沒有確定的關(guān)系，或者不知道這種關(guān)系。然而， 在E1之后的某個設定的時間，信號LCLKA變得與RCLK對準。如圖 所示，LCLKA與RCLK的周期不同。因此，時鐘對準不要求所有邊沿 一致。相反，在此使用的術(shù)語意味著，在每次執(zhí)行測試程序時，可重 復的邊沿之間的關(guān)系。
該設置間隔之后，利用信號LCLKA的邊沿設置本地監(jiān)視時鐘。 在此，在時間E2，示出該邊沿。時間E2發(fā)生E1之后的延遲DAT。在 所述的實施例中，時鐘模塊利用鎖相環(huán)電路系統(tǒng)產(chǎn)生本地時鐘。在改 變了鎖相環(huán)的輸入或者設置后，該鎖相環(huán)的輸出可能含有抖動，或者 說不可預測。延遲DAT使鎖相環(huán)設定可預測值。
可以確定延遲DAT，因為該時鐘信號發(fā)生電路包括NCO部分， 利用數(shù)字電路系統(tǒng)實現(xiàn)該NCO部分，因此，即使在設定的間隔期間， 也具有確定輸出。因此，即使在該間隔期間，鎖相環(huán)的輸出不穩(wěn)定， 通過對NCO的周期進行計數(shù)，也可以測量間隔DAT。設定間隔內(nèi)的具 體周期數(shù)取決于時鐘模塊的具體設計。
在所述的實施例中，在時間E1，將NCO內(nèi)的累加器復位到0，而 且在經(jīng)過了鎖相環(huán)的輸出保持穩(wěn)定的足夠間隔之前，對NCO的周期進 行計數(shù)。在設定間隔結(jié)束時，對本地監(jiān)視時鐘裝載等于設定間隔DAT 的值。以這種方式，利用DSYNC信號識別的作為0時間基準的時間 El來監(jiān)視時鐘跟蹤時間。
在在此描述的實施例中，利用圖4A所示的處理設置可以用作控制 儀器的每個儀器中的監(jiān)視時鐘。WATCHA表示控制儀器中的監(jiān)視時鐘。 在時間E1， WATCHA具有值402。不能確定值402，因為此時沒有設 置WATCHA。圖4A示出在時間E2，對WATCHA裝載表示延遲DAT 的值404 。此后，對于LCLKA的每個脈沖，WATCHA均增加反映LCLKA
的周期長度的每個增量的量。例如，值406示出值404之后LCLKA — 個脈沖時的WATCH A 。
受控儀器也可以包括本地時鐘，該時鐘對這些儀器上的監(jiān)視時鐘 定時。然而，對于在識別時間使用的這些監(jiān)視時鐘，它們必須與受控 儀器中的監(jiān)視時鐘同步。圖4A示出受控儀器LCLKB中的本地時鐘 LCLKB。它可以與LCLKA具有相同的頻率，但是不需要與LCLKA具 有相同的頻率。為了在測試系統(tǒng)中最精確而且可重復地跟蹤時間， LCLKB優(yōu)選地與LCLKA對準。此外，受控儀器上的WATCHA應該裝 載與受控儀器上的WATCHA內(nèi)的值對應的時間值。
圖4A示出不能確定時間El和E2的WATCHA內(nèi)的值412和414， 因為它們與WATCHA不同步。此外，圖4A示出本地時鐘LCLKA和 LCLKB不對準，這意味著不需要知道LCLKA與LCLKB的邊沿之間 的關(guān)系。
盡管WATCHA最初具有不確定值，但是利用LOW一RES監(jiān)視時鐘， 受控儀器可以跟蹤時間。LOW_RES監(jiān)視時鐘的分辨率比受控儀器 WATCHA的分辨率低。然而，可以輕而易舉地使LOW—RES監(jiān)視時鐘 與WATCHA同步，而且利用該LOW_RES監(jiān)視時鐘，使WATCHA和 WATCHB同步。圖4A將該低分辨率監(jiān)視時鐘看作LOW—RES。在時間 El，LOW—RES監(jiān)視時鐘取值408。取時間El作為^VATCHA的基準點。 因此，在時間E1， LOW—RES監(jiān)視時鐘給出值0。在所示的實施例中， 受控儀器可以輕而易舉地識別時間El,因為所有儀器均接收RCLK信 號和DSYNC信號。
對應RCLK的每個周期，LOW—RES監(jiān)視時鐘遞增一個計數(shù)，在 所示的實施例中，LOW一RES監(jiān)視時鐘含有字段418，該字段418以與 字段416相同的分辨率跟蹤時間，它代表WATCHA的大多數(shù)有效位。 因此，圖4A示出在時間E2設置了 WATCHA后，字段418內(nèi)的值接近
WATCHA的字段416內(nèi)的值?？梢哉J為差值歸因于，與WATCHA以 比LOW_RES監(jiān)視時鐘的分辨率高的分辨率表示時間以及LCLKA和 RCLK邊沿出現(xiàn)在不同時間相關(guān)的舍入成整數(shù)。
在圖4A中，具有不確定值的字段420和422中示出LOW_RES 監(jiān)視時鐘。這些字段表示LOW—RES的最低有效位，而且表示比 LOW—RES監(jiān)視時鐘可以產(chǎn)生的分辨率的位數(shù)多的分辨率。因此，未示 出它們的值，而且可以假定它們是0，以準備好將WATCHA內(nèi)的值與 LOW—RES監(jiān)視時鐘進行比較。在實現(xiàn)LOW—RES監(jiān)視時鐘時，無需包 括字段420和422。
圖4B示出控制儀器使其本地監(jiān)視時鐘(在此表示為WATCHA) 與受控儀器上的本地監(jiān)視時鐘(在此表示為WATCHB)同步的處理。 該處理過程包括控制儀器將指出WATCHB應該與WATCHA同步的命 令送到受控儀器。該命令包括時間戳450，該時間戳450識別將同步應 該發(fā)生的時間以及同步值。
在某個時間，圖4B中表示為E3，控制儀器計算要以命令的形式 發(fā)送到受控儀器的時間戳450。在時間E3，所示的WATCHA具有值 430。在時間E3， WATCHB內(nèi)的值434也是不確定的。受控儀器上的 LOW—RES監(jiān)視時鐘具有值432。值432使值430接近LOW_RES監(jiān)視
時鐘的分辨率極限。
利用時間E3時WATCHA中的值計算時間戳450。通過將某個偏 移與計算時間戳450時WATCHA內(nèi)的值相加，來計算時間戳450。該 偏移量優(yōu)選地足夠長，以便將含有該時間戳的消息從控制儀器發(fā)送到 受控儀器。這樣，時間戳450表示受控儀器收到同步命令后出現(xiàn)的時 間。
在圖4B所示的實施例中，時間戳450包括字段452和454。
WATCHA包括分別與字段452和454具有相同位數(shù)的字段416和456。 WATCHA包括位于字段458內(nèi)的附加位。字段458內(nèi)的附加位表示 WATCHA以其跟蹤時間的附加分辨率，但是在所示的實施例中，在計 算時間戳450的值時，舍去具有該分辨率的各位。
可以利用時間戳450內(nèi)的值識別應該執(zhí)行再同步監(jiān)視時鐘命令的 時間。字段452內(nèi)的時間戳450的最高有效位表示與LOW_RES監(jiān)視 時鐘具有相同分辨率的時間。在圖4B所示的E4表示的某個時間， LOW一RES監(jiān)視時鐘取與時間戳450的字段452內(nèi)的位匹配的值456。 通過將LOW_RES內(nèi)的值與時間戳450的字段452內(nèi)的值進行比較， 受控儀器可以識別時間E4。
在時間E4之后的時間Rl出現(xiàn)時間戳450表示的值。在圖4B中 利用E5表示該時間。為了在時間E5利用基準邊沿產(chǎn)生本地時鐘，必 須在時間E4使本地時鐘與和在時間E5使本地時鐘的邊沿對準產(chǎn)生同 樣效果的值對準。通過將用于產(chǎn)生LCLKB的DDS電路的NCO內(nèi)的值 設置為基于R1的值，在時間E4使LCLKB對準。從理論上說，時間 E4之后的間隔Rl (例如，時間E5)， NCO應該是"0"，這表示將出 現(xiàn)LCLKB的邊沿。即使在E5的時間E4， LCLKB不可用，仍設置受 控儀器的定時電路系統(tǒng)內(nèi)的值，以便在該電路系統(tǒng)設定并產(chǎn)生LCLKB 時，LCLKB具有相位，如同在時間E5具有邊沿。
因此，需要設定某個間隔。圖4B這利用DAT2示出設定間隔。
在時間E6示出設定間隔的結(jié)束。在時間E6， WATCHB裝載有初 始值和以LCLKB的定時。以同步命令加延遲DAT2的方式，對WATCHA 裝載表示時間戳450的值的時間。這樣，對WATCHA裝載與WATCHA 內(nèi)的值具有確定關(guān)系的值，因此，LCLKB時鐘控制WATCHA， LCLKB 與時鐘控制WATCHA的本地時鐘具有可重復關(guān)系。這樣，WATCHB 與WATCHA同步。
在圖4B所示的例子中，舍去用于產(chǎn)生時間戳450的值求得可能變
化源。如上所述，從該時間戳上舍去數(shù)額R2，然后，發(fā)送它。因此， 在WATCHB與WATCHA同步時，對WATCHB裝載比WATCHA中的
值小數(shù)值R2的量。在每次重復測試程序時，R2的值可能發(fā)生變化。 通過存儲余數(shù)R2，然后，利用它對從控制儀器發(fā)送到根據(jù)圖4B所示 的處理過程使其監(jiān)視時鐘同步的受控儀器的命令內(nèi)的任意時間戳值進 行調(diào)整，可以提高重復執(zhí)行命令的精度。
現(xiàn)在，回到圖5，圖5示出用于在信源電路板510與信宿電路板 540之間的通信命令的接口電路的框圖。信源電路板510包括功能電路 系統(tǒng)590，而信宿電路板540包括功能電路系統(tǒng)592。在信源電路板510 和信宿電路板540是儀器的實施例中，功能電路系統(tǒng)執(zhí)行該儀器所需 的功能，而且該功能電路系統(tǒng)可以是本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)現(xiàn)在公知的電路系 統(tǒng)，也可以是今后開發(fā)的執(zhí)行用于測試半導體器件的功能的電路系統(tǒng)。 例如，信源電路板510可以是數(shù)字儀器30A，而信宿電路板540可以 是模擬儀器30C，而且它們可以分別包括適于產(chǎn)生和測量數(shù)字信號和模 擬信號的功能電路系統(tǒng)。
在此，所示的信源電路板510具有碼型發(fā)生器46A，該碼型發(fā)生 器46A產(chǎn)生用于控制功能電路系統(tǒng)590的命令。所示的信宿電路板540 沒有碼型發(fā)生器。碼型發(fā)生器46A產(chǎn)生送到信宿電路板540的命令。 通過ISL，將這些命令送到信宿電路板540。
通過作為ISL —部分的路由器330，提供該電路板之間的通信通 路。信源電路板510包括有助于通過ISL通信的接口電路320A。信宿 電路板540包括接口電路320B?？梢岳靡粋€或者多個ASIC或者其 他集成電路芯片實現(xiàn)每個集成電路320A和320B。
接口 320A包括PHY 530，而接口 320B包括PHY 550。 PHY 530
和PHY 550是用于管理根據(jù)選擇的ISL協(xié)議進行通信所需的電路系統(tǒng)。
該電路系統(tǒng)執(zhí)行按照慣例在網(wǎng)絡接口的硬件部件中執(zhí)行的功能，例如， 將消息變成分組，校驗奇偶性，驅(qū)動以及通過物理網(wǎng)絡連接接收數(shù)據(jù)， 在發(fā)生錯誤時重發(fā)分組以及將收到的有效分組送到該網(wǎng)絡的更高級進
行處理。PHY 530和550還可以識別符合所選協(xié)議的格式的消息。例 如，它們校驗信源ID或者信宿ID對應于該測試器中的有效信源ID和 信宿ID?；蛘撸鼈兛梢孕ｒ炏⒌臅r間戳字段內(nèi)的值表示未來有效 時間。
在該例中，碼型發(fā)生器46A起動發(fā)送分組，表示要發(fā)生"事件"。 該事件指出位于信宿電路板540上的儀器要執(zhí)行命令。除了規(guī)定要發(fā) 生的事件，碼型發(fā)生器46A還指出該事件何時發(fā)生。在所示的實施例 中，該事件的時間是和當前時間的偏差值。
將該偏差值送到時間戳電路516。時間戳電路516計算指出信宿 電路板540執(zhí)行該命令的時間的時間戳，然后，將該時間戳與該事件 的指示一起送到PHY 530，進行傳送。接口 320A的當前時間保存在 WATCHA514中。
可以以現(xiàn)有方式實現(xiàn)"監(jiān)視時鐘"，但是它優(yōu)選地包括根據(jù)時鐘信 號記錄經(jīng)歷的時間的電路。優(yōu)選地，利用與用于驅(qū)動碼型發(fā)生器46A 的時鐘信號同步的時鐘信號來對該監(jiān)視時鐘進行時鐘控制。可以僅利 用具有少量控制電路系統(tǒng)的計數(shù)器實現(xiàn)該監(jiān)視時鐘，以復位和裝載該
計數(shù)器，從而執(zhí)行在此描述的功能。在所示的實施例中，利用本地時 鐘模塊42A產(chǎn)生的本地時鐘LCLKA來時鐘控制WATCHA 514。每個
監(jiān)視時鐘以其跟蹤時間的分辨率的位數(shù)不是本發(fā)明的實質(zhì)問題。每個 監(jiān)視時鐘優(yōu)選地具有使它以等于或者小于驅(qū)動該監(jiān)視時鐘的時鐘的周 期跟蹤時間的位數(shù)。優(yōu)選地，所有時鐘至少具有多達從一個儀器到另 一個儀器傳送的消息內(nèi)的時間戳的分辨率位數(shù)。然而，各儀器可以以 更高或者更低的精度跟蹤時間。
信宿電路板540包括WATCHB 552。 WATCHB 552保持相對于本 地時鐘LCLKB的時間。不需要LCLKA禾B LCLKB是相同頻率的時鐘。 相反，WATCHA 514和WATCHB 552之任一足以輸出相同格式的時間， 或者足以將WATCHA 514和WATCHB 552產(chǎn)生的格式的時間值轉(zhuǎn)換為 某種公共格式，然后，將相對于一個監(jiān)視時鐘產(chǎn)生的時間戳與不同監(jiān) 視時鐘保持的時間進行比較。在此，根據(jù)圖4A和4B所示的處理過程， WATCHA和WATCHB同步。
在所示的實施例中，將存儲在WATCHA 514內(nèi)的值增大在監(jiān)視時 鐘最后同步時存儲的余數(shù)值R2。將該值存儲在寄存器518內(nèi)。如上結(jié) 合圖4B所述，余數(shù)R2表示因為舍去產(chǎn)生同步監(jiān)視時鐘命令的時間戳 使用的值引起的、在WATCHA內(nèi)跟蹤的時間與WATCHB內(nèi)跟蹤的時 間之差值。通過在同步監(jiān)視時鐘命令之后，將該余數(shù)值與用于產(chǎn)生所 有命令的時間戳的時間相加，該舍去對于信宿電路板540響應命令的 時間沒有影響。
圖5示出位于余數(shù)寄存器518的輸入端和輸出端的通調(diào)開關(guān)519。 開關(guān)519表示在某些周期內(nèi)，根據(jù)WATCHA 514內(nèi)的值求得余數(shù)值R2。 在存儲R2的周期內(nèi)，不利用寄存器518內(nèi)的值調(diào)節(jié)WATCHA 514內(nèi) 的值。在此，開關(guān)519表示執(zhí)行要求的函數(shù)的任意電路系統(tǒng)。
在計算該時間戳的過程中，將WATCHA內(nèi)的值增大存儲在寄存器 512內(nèi)的等待時間值。所選擇的等待時間值，大于消息從信源電路板 510到其他任意信宿電路板540的最長傳輸延遲。優(yōu)選地固定該等待時 間值。通常，對于儀器之間的固定延遲，校準測試系統(tǒng)。因此，引入 固定延遲不會引入任何時間誤差，而且有助于確保信宿電路板不接收 用于規(guī)定在通過ISL發(fā)送消息時經(jīng)歷的時間執(zhí)行命令的消息。
在將分組從信宿電路板510發(fā)送到信宿電路板540時，分組通過
PHY 550。如上所述，PHY 550是專門用于管理網(wǎng)絡功能的硬件。在 PHY 550收到有效分組時，將該分組的內(nèi)容送到高級電路系統(tǒng)。如上 所述，將含有用于指出要執(zhí)行的事件的消息的分組送到時間戳去除器 556。
在要執(zhí)行命令中規(guī)定的事件時，時間戳去除器556將控制信號輸 出到信宿電路板540上的其余電路系統(tǒng)。示出了用于承載使功能電路 系統(tǒng)592執(zhí)行事件的控制信號的線路。應該明白，信宿電路板540可 以對要求將控制信號送到信宿電路板540上的其他電路系統(tǒng)的許多類 型的命令做出響應。例如，上面描述了，受控儀器可以接收同步監(jiān)視 時鐘命令。這種命令觸發(fā)對準時鐘模塊內(nèi)的時鐘，然后，將各值裝載 到WATCHB中。因此，還可以將控制信號從時間戳去除器556送到時 鐘模塊42C和WATCHB 552。可以存在用于承載其他控制信號的線路， 但是為了清楚起見，未示出它們。
根據(jù)圖4B所示的同步過程，控制復用器560，以將值送到時間戳 去除器。時間戳去除器556監(jiān)視輸入時間，以識別何時到達時間戳規(guī) 定的時間。此時，時間戳去除器556保持適當控制信號。
時間戳去除器556通過復用器560接收當前時間值。根據(jù)要執(zhí)行 的命令控制復用器560。對于同步監(jiān)視時鐘命令，根據(jù)LOW—RES監(jiān)視 時鐘558，求得時間值。對于所有其他命令，可以由WATCHB提供時 間值。復用器560表示在WATCHB同步之前，將該值從LOW一RES監(jiān) 視時鐘448送到時間戳去除器556，而在它同步之后，在WATCHB 552 中提供該值的任意電路。
低分辨率監(jiān)視時鐘558對RCLK的脈沖進行計數(shù)，然后，在保持 如圖4A所示的DSYNC信號后，復位該低分辨率監(jiān)視時鐘558。低分 辨率監(jiān)視時鐘558可以是與本地監(jiān)視時鐘552分立的硬件單元。作為 選擇地，低分辨率監(jiān)視時鐘550可以是僅利用本地監(jiān)視時鐘的高序位
實現(xiàn)的邏輯構(gòu)造。
在通過ISL發(fā)送的分組規(guī)定要功能電路系統(tǒng)592執(zhí)行的事件時，
在時間戳規(guī)定的時間，時間戳去除器556以指令的方式將該分組的命 令部分輸出到功能電路系統(tǒng)592。該儀器可以以與現(xiàn)有技術(shù)的儀器響應 碼型發(fā)生器輸出的命令相同的方式處理時間戳去除器556輸出的命令。 在一個實施例中，根據(jù)命令值，事件信號對微碼存儲器加索引，然后， 起動用于順序檢索并執(zhí)行該存儲器中的微碼指令的定序器。
時間戳去除器556可以有各種實現(xiàn)方式。時間戳去除器556可以 含有具有寄存器的單個單元，以存儲消息中的時間戳，而且臨時存儲 該命令值。該單元可以包括數(shù)字比較器，用于將該時間戳與該本地監(jiān) 視時鐘的適當偏移值進行比較?？刂齐娐废到y(tǒng)可以監(jiān)控該比較器的輸 出，然后，在該時間值匹配時，將該命令值送到輸出端。可以包括其 他接口電路系統(tǒng)，從而以指令的方式將信號送到其余電路系統(tǒng)，以執(zhí) 行該命令。
然而，可以有更復雜的實現(xiàn)。例如，時間戳去除器可以包括多個 單元，以使得對于該指令調(diào)度多個命令。然后，時間戳去除器輸出要 在其相應時間戳指出的時間執(zhí)行的每個命令。多個時間戳去除器單元 還可以以與接收順序不同的順序處理該命令。
圖6是示出諸如圖2或者圖3所示自動測試系統(tǒng)的系統(tǒng)可以執(zhí)行 的處理過程的流程圖。
該處理過程包括兩個并行子處理過程，如子處理過程620和子處 理過程650所示。在圖6所示的例子中，在控制儀器的ISL接口 320A (圖5)執(zhí)行子處理過程620。在受控儀器的ISL接口 320B (圖5)執(zhí) 行子處理過程650。
在步驟610，控制儀器的本地時鐘對準RCLK。為了對準該時鐘， 可以執(zhí)行上面結(jié)合圖4A描述的處理過程。在該受控儀器內(nèi)，可以在同 一時間執(zhí)行步驟652。在步驟S652，復位LOW—RES監(jiān)視時鐘，然后， 控制該LOW—RES監(jiān)視時鐘，以開始對RCLK脈沖進行計數(shù)。
然后，在步驟656，受控儀器等待通過ISL接收命令。在步驟622， 控制儀器等待對準延遲時間，如圖4A所示。
在步驟624，對控制儀器內(nèi)的監(jiān)視時鐘裝載對準延遲時間，然后， 該監(jiān)視時鐘開始運行。
在步驟626，通過ISL，控制儀器將"同步監(jiān)視時鐘"命令發(fā)送到 受控儀器。作為對控制儀器上的碼型發(fā)生器預定的命令的響應，發(fā)送 該命令。該同步命令包括時間戳，如圖4B的416所示。
在步驟658，受控儀器通過ISL接收命令，然后，等待，直到低 分辨率監(jiān)視時鐘指出與同步監(jiān)視時鐘命令中的時間戳的最高有效位匹 配的時間。
在步驟660，計算要裝載到用于產(chǎn)生LCLKB的NCO的值。計算 該值，以致如果在時間E4，在該NCO中裝載該值，則在最后產(chǎn)生LCLKB 時，該LCLBK具有相位，如同它在時間E5具有邊沿。如圖4B所示， 該值取決于R1的值。它還取決于用于對該NCO進行時鐘控制的時鐘 的頻率，而且可以取決于與該時鐘信號發(fā)生電路相關(guān)的其他因素。
在LOW-RES監(jiān)視時鐘指出的對準時間，在步驟662,受控儀器使 其本地時鐘對準。通過對NCO裝載計算值，執(zhí)行步驟662的時鐘對準。
在步驟664，受控儀器等待對準延遲時間，例如，圖4B中的DAT2 所示。經(jīng)過對準延遲時間后，該處理過程進入步驟666。在該步驟，對
WATCHB裝載表示再同步結(jié)束時間命令中的時間戳和在步驟664使用 的對準延遲時間的和的值。此后，利用受控儀器中的本地時鐘來對 \VATCHB進行時鐘控制。
在步驟668，子處理過程650繼續(xù)，在步驟668，受控儀器進一步 等待來自控制儀器的命令。
在該控制儀器上，處理過程從步驟626進行到步驟632。在步驟 632，存儲反映圖4B所示的舍去部分R2的余數(shù)。例如，將該余數(shù)存儲 在諸如518 (圖5)的寄存器中。
在步驟634，在控制儀器上繼續(xù)執(zhí)行子處理過程620。在步驟634， 接口電路等待將命令發(fā)送到另一儀器。在圖5所示的實施例中，接口 電路320A可以從碼型發(fā)生器46A接收命令。在接口電路320A接收命 令時，該處理過程進入步驟636。
在步驟636，該接口電路計算要與該命令一起發(fā)送的時間戳。對 于圖5所示實施例中的接口電路，通過將在步驟632存儲的余數(shù)值與 存儲在本地監(jiān)視時鐘上的當前時間相加，而且將預定等待時間與碼型 發(fā)生器預定的偏移值相加，來計算時間戳。
在步驟638，接口電路320A形成包括在步驟636計算的時間戳的 分組，然后，通過ISL發(fā)送該分組。
在步驟668，受控儀器上的接口電路320B等待，直到收到命令。 在通過ISL收到命令時，在步驟670，該處理過程繼續(xù)。在該步驟，對 諸如556 (圖5)的時間戳去除器裝載通過ISL收到的分組的時間戳。
在步驟672，時間戳去除器等待，直到存儲在本地監(jiān)視時鐘送到 時間戳去除器的時間具有與在步驟670存儲的時間戳匹配的時間值。
在存儲的時間戳與本地監(jiān)視時鐘上的時間匹配時，在步驟674，該處理 過程繼續(xù)。
在步驟674，時間戳去除器556保持功能電路系統(tǒng)592的控制信 號，以使該功能電路系統(tǒng)592執(zhí)行在步驟638發(fā)送的分組中規(guī)定的命 令。
這樣，利用產(chǎn)生附加命令的控制儀器和響應這些命令的受控儀器， 繼續(xù)執(zhí)行該處理過程。所執(zhí)行的特定命令可取決于該儀器中的功能電 路系統(tǒng)的類型。所執(zhí)行的附加命令可能包括同步監(jiān)視時鐘命令，在測 試器工作期間，該同步監(jiān)視時鐘命令可能出現(xiàn)多于一次。
所述的實施例具有幾個優(yōu)點。上面描述的體系結(jié)構(gòu)使得能夠在儀 器之間異步傳送命令，這意味著，執(zhí)行該命令的時間不直接取決于收 到命令的時間。在低于IO皮秒分辨率的情況下，而且優(yōu)選在低于l皮 秒分辨率的情況下，保證精確同步。然而，僅通過測試系統(tǒng)分配的時 鐘具有較低頻率。基準時鐘優(yōu)選地低于200 MHz，更優(yōu)選地低于125 MHz，或者更低。當前設想的實施例具有100 MHz的基準時鐘。與高 頻時鐘相比，利用較昂貴的電路系統(tǒng)產(chǎn)生精確的低頻時鐘，而且在該 測試系統(tǒng)上，更容易地路由選擇該精確低頻時鐘。
此外，圖3所示的體系結(jié)構(gòu)將設計模擬儀器30C與設計該測試系 統(tǒng)20使用的碼型發(fā)生器分開。有利的是，可以將對采用圖3所示體系 結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)開發(fā)的模擬儀器用于利用相同的體系結(jié)構(gòu)設計的任意測試 系統(tǒng)。這種性能非常重要，因為需要頻繁改變數(shù)字儀器的設計，以允 許以較高時鐘速率工作。如果可以將儀器設計從一代測試設備轉(zhuǎn)移到 下一代測試設備，則對于自動測試設備的制造商和用戶，都可以顯著 地節(jié)省成本。如果各代之間可以保持到各儀器的接口，則甚至還具有 進一步的優(yōu)點。如果設計和接口保持不變，則可以直接將含有該儀器 的相同物理電路板從一個測試系統(tǒng)轉(zhuǎn)移到另一個測試系統(tǒng)。
此外，可以更輕而易舉地使用第三方儀器。可以將該第三方儀器 集成到具有較小接口、包括諸如圖5所示事件控制器的測試系統(tǒng)中。 可以在單個集成電路芯片上，或者少量芯片上或者按照慣例封裝成電 路模塊，構(gòu)造這種接口。該接口可以選擇性地包括本地時鐘模塊。測 試器制造商可以對可以將它們完全包括在儀器中的第三方儀器的供應 商提供接口。然后，采用確定接口的儀器可以輕而易舉地完全包括在 測試系統(tǒng)中。
此外，上述體系結(jié)構(gòu)使得可以輕而易舉地實現(xiàn)許多希望的特征。 例如，不需要每次將儀器之間的通信鏈路上的消息送到單個儀器。通 過定義包括在分組內(nèi)、用于指出該系統(tǒng)內(nèi)的所有儀器都要接收并處理 該分組的信宿ID，可以實現(xiàn)廣播信息傳送。每個儀器都可以接收其自 己的ID或者該消息的信宿字段中的廣播ID，然后，對其做出響應。優(yōu) 選地，在一組受控儀器接收命令時，該組中的所有儀器具有與發(fā)送該 命令的儀器中的監(jiān)視時鐘同步的監(jiān)視時鐘。
此外，可以利用廣播信息的限制形式創(chuàng)建"碼型組"。被分配了該 ID的組中的所有儀器均響應于具有信宿字段中的"碼型組"ID的消息。 例如，從特定碼型發(fā)生器收到命令的所有儀器均可以被分配到一個碼 型組。這樣，通常尋址到該碼型組的單一消息使該組中所有儀器的監(jiān) 視時鐘同步。
碼型組尋址的優(yōu)點是，可以使用戶對具有多個"邏輯碼型發(fā)生器" 的測試器編程。可以對每個邏輯碼型發(fā)生器編程以具有獨立測試流。 例如，在測試具有快速總線和慢速總線的半導體器件時，用于產(chǎn)生并 測量用于測試快速總線的信號的電路系統(tǒng)可以位于分配到一個碼型組 的儀器上。用于產(chǎn)生并測量用于測試慢速總線的信號的電路系統(tǒng)可以 位于分配到第二碼型組的儀器上?？梢酝瑫r測試這兩條總線，但是可 以獨立編寫用于測試每條總線的程序，然后，將它們存儲在單獨碼型
發(fā)生器中以便獨立執(zhí)行。
儀器可以屬于一個以上的碼型組，但是在這種情況下，要進行仲 裁，以確保沒有單一儀器同時接收不相容命令，或者確保沒有單一儀 器同時接收超過其可以處理的命令。例如，使消息發(fā)送到多個碼型組 中的儀器的信宿ID可以使碼型組同步。
盡管參考本發(fā)明的優(yōu)選實施例具體示出和說明了本發(fā)明，但是本
技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員明白，在不脫離本發(fā)明實質(zhì)范圍的情況下，可 以在形式和細節(jié)方面對本發(fā)明進行各種變更。
例如，通信鏈路可以存在各種實現(xiàn)。所示的SerDes線路是單一線 路?？梢岳脤g線、同軸線、光纖或者其他任意適當?shù)奈锢斫橘|(zhì)實 現(xiàn)所使用的這種線路。此外，可以利用兩條線路在碼型發(fā)生器與事件 控制器之間實現(xiàn)雙向通信?；蛘撸捎脝我坏碾p工線路。作為選擇地， 從碼型發(fā)生器到事件控制器僅實現(xiàn)單向通信就足夠了。此外，通信鏈 路不必是串行的。也可以采用其他形式的通信網(wǎng)。已經(jīng)描述了采用分 組交換網(wǎng)，但是利用其他類型的網(wǎng)絡也可以實現(xiàn)各實施例。
所示的每個儀器都具有一個時鐘模塊。儀器可以具有一個以上的 時鐘模塊。此外，所述實施例示出每個數(shù)字儀器分別包括碼型發(fā)生器。 為了實現(xiàn)本發(fā)明的好處，不必所有數(shù)字儀器均具有碼型發(fā)生器。某些 數(shù)字儀器可以從其他數(shù)字儀器上的碼型發(fā)生器接收命令。例如，某些 數(shù)字儀器可以產(chǎn)生較低頻率的碼型，而其他儀器產(chǎn)生高頻碼型。低頻 儀器可以從高頻儀器接收命令。作為選擇地，某些或者全部數(shù)字儀器 可以從中心碼型發(fā)生器接收命令。即使在所有數(shù)字儀器均含有碼型發(fā) 生器時，仍希望某些數(shù)字儀器將命令或者狀態(tài)消息發(fā)送到其他儀器。
在圖4B中，在使監(jiān)視時鐘同步前，使用低分辨率監(jiān)視時鐘。同步 之后，WATCHB以等于LCLKB，即，高分辨率監(jiān)視時鐘的周期的分辨
率跟蹤時間。有兩種方案可以實現(xiàn)WATCHB和LOW—RES監(jiān)視時鐘。 可以利用分立硬件實現(xiàn)低分辨率監(jiān)視時鐘和高分辨率監(jiān)視時鐘。作為 選擇，可以將相同的硬件應用于低分辨率監(jiān)視時鐘和高分辨率監(jiān)視時
鐘的低分辨率部分。
此外，所示的ISL將儀器彼此連接。通過ISL，可以將該系統(tǒng)的 其他部分連接到各儀器。例如，主區(qū)域電路板可以連接到ISL，以允許 與各儀器通信，或者通過ISL傳送來自計算機工作站22的命令。
利用路由器實現(xiàn)該ISL。不要求路由器?？梢岳萌我夥纸M交換 電路或者電路交換電路系統(tǒng)提供類似的功能。作為選擇，每個儀器可 以接收每個分組，而且僅選擇尋址到其的分組。然而，具有路由器或 者類似交換電路降低了每個儀器必須處理分組的速率。這樣還有助于 廣播尋址和碼型組，因為通過在交換電路系統(tǒng)中對地址轉(zhuǎn)換表編程， 可以分別實現(xiàn)它們，而無需對每個儀器上的邏輯重新編程。
如果通過使兩個時鐘的邊沿對準而實現(xiàn)同步，則這兩個時鐘可以 被延遲，直到其邊沿之一與另一個時鐘的邊沿具有要求的時間關(guān)系。 同樣，利用遞增計數(shù)或者遞減計數(shù)的電路實現(xiàn)時鐘和其他定時電路。 因此，根據(jù)如何跟蹤時間，將時間值相加可能產(chǎn)生更大或者更小的數(shù)。
此外，不需要測試系統(tǒng)上的所有時間戳去除器以相同的精度計算 時間，也不需要每個時間戳去除器以消息中的時間戳相同的精度計算 時間。在本地監(jiān)視時鐘到達僅等于消息時間戳上的某個數(shù)量的最高有 效位的時間時，時間戳去除器可以輸出事件指示。時間戳去除器可以 將該時間戳的其余最低有效位和執(zhí)行該事件的指示一起提供到功能電 路。該儀器的功能部分可以將其余最低有效位用作偏移，然后，在偏 移該事件信號該數(shù)量的時間執(zhí)行命令。
所示的一些時間值偏移多個值。此外，描述了將偏移和與另一個
儀器同步的一個儀器上的時間值之一相加的各種操作。通過將另一個 值減去相同的量可以實現(xiàn)協(xié)調(diào)操作。將各偏移組合在一起的順序和位 置不是關(guān)鍵問題。例如，圖5示出余數(shù)和與本地監(jiān)視時鐘的輸出相加 的等待時間值?？梢詫⑦@些值引入本地監(jiān)視時鐘?；蛘撸梢詫⑦@些
值引入用于產(chǎn)生本地時鐘的電路系統(tǒng)。
此外，上面描述了使儀器"同步"。當在各儀器的操作之間具有確 定時間關(guān)系時，在此使用的儀器同步。在每次重復進行測試時，利用 同步儀器，在測試器的定時精度內(nèi)，每次重復執(zhí)行相同的測試。相反， 如果各儀器不同步，則不同儀器執(zhí)行的測試功能之間的間隔可能每次 測試之間差異量大于測試器的時序精度。然而，"同步"不要求同時或 者一起執(zhí)行操作。例如，即使在一個儀器上執(zhí)行的命令與響應該命令 在另一個儀器上采取的動作之間存在某個延遲，但是仍可以認為各儀 器同步。
同樣，已經(jīng)描述了使各時鐘"對準"。在對準時，所描述的時鐘具 有相同上升沿。為了清楚起見，這樣表示。只要在與其他時鐘信號的 某個部分具有確定時間關(guān)系的情況下，出現(xiàn)一個時鐘信號的某個部分，
就可以認為中兩個時鐘對準。此外，無需在該時鐘的每個周期都重復 這種關(guān)系。對于不同周期的兩個時鐘，這兩個信號邊沿的相對位置可 能在各周期不同。然而，如果該時鐘在某個時間對準，則可以確定各 邊沿之間的關(guān)系在該信號的穩(wěn)定性確定的限度內(nèi)。
此外，圖4B示出在同步時具有相同最高有效位的WATCHA和 WATCHB。為了簡單示出這些值。即使它們之間存在固定偏移，也可 以認為該監(jiān)視時鐘同步。如上所述，可以輕而易舉地校準測試系統(tǒng)的 不同通路中的各事件的固定時間偏移，而且不形成誤差源。另外，即 使最低有效位在任意給定時間存在不同，仍可以認為監(jiān)視時鐘同步。 如果不同頻率的本地時鐘時鐘控制WATCHA和WATCHB，則該監(jiān)視時 鐘在不同時間遞增，而且遞增與時鐘控制該監(jiān)視時鐘的各本地時鐘的
周期成正比的不同量。然而，只要從一次測試到另一次測試可以重復 各事件的時間，則可以認為該監(jiān)視時鐘同步。
此外，圖4A和4B示出即使以利用WATCHB不能發(fā)送或者處理 的分辨率規(guī)定該時間，仍可以在WATCHA表示的任意時間執(zhí)行同步監(jiān) 視時鐘命令。如果對該測試系統(tǒng)的操作施加限制，則可以簡化某些電 路系統(tǒng)的設計。例如，如果僅在利用時間戳內(nèi)的值表示的時間執(zhí)行同 步命令，則可以避免存儲余數(shù)。然而，不希望限制執(zhí)行同步監(jiān)視時鐘 命令的時間。
此外，作為選擇，無需存儲余數(shù)值R2，就可以實現(xiàn)使監(jiān)視時鐘同 步，而且在執(zhí)行再同步監(jiān)視時鐘命令時，通過將控制儀器上的監(jiān)視時 鐘的最低有效位設置為0，可以使監(jiān)視時鐘同步。在同時使多個監(jiān)視時 鐘再同步的系統(tǒng)中，這種方法最有用。
圖3示出通過路由器300連接的3個儀器。該連接數(shù)量僅是為了 說明工作原理。同樣，測試器可以包括3個以上的儀器。
此外，利用模擬儀器和數(shù)字儀器描述了各儀器。許多儀器既處理 模擬信號又處理數(shù)字信號，本發(fā)明并不局限于特定類型的儀器。
這種替換、修改和改進意在作為本公開的一部分，而且意在屬于 本發(fā)明的實質(zhì)范圍。因此，上面的描述和附圖僅作為例子。
權(quán)利要求
1.一種測試系統(tǒng)，包括a)基準時鐘信號發(fā)生器，用于提供基準時鐘；b)第一儀器，包括i)第一本地時鐘信號發(fā)生器，其連接到基準時鐘信號發(fā)生器，而且提供根據(jù)該基準時鐘產(chǎn)生的第一本地時鐘，ii)第一控制電路，用于存儲多個儀器的編程命令，以及c)第二儀器，包括i)第二本地時鐘信號發(fā)生器，其連接到基準時鐘信號發(fā)生器，而且提供根據(jù)該基準時鐘產(chǎn)生的第二本地時鐘；ii)第二控制電路，具有輸入端和輸出端，該第二控制電路保持在第二控制電路的輸入端提供的時間值規(guī)定的時間的輸出；iii)功能電路系統(tǒng)，具有連接到第二控制電路的輸出端的控制輸入端，該功能電路系統(tǒng)響應在其控制輸入端保持的值而執(zhí)行功能；以及d)網(wǎng)絡，其至少位于第一儀器與第二儀器之間，該網(wǎng)絡承載包括時間值的消息，其中第一控制電路連接到網(wǎng)絡從而以消息的方式提供時間值，而第二控制電路連接到該網(wǎng)絡以在其輸入端接收時間值。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的測試系統(tǒng)，其中a) 該網(wǎng)絡承載的消息進一步包括事件代碼，b) 該第一控制電路連接到網(wǎng)絡，以產(chǎn)生與該時間值相關(guān)的事件代碼，c) 該第二控制電路連接到網(wǎng)絡，以接收與該時間值相關(guān)的事件代 碼，以及d) 該第二控制電路具有連接到功能電路系統(tǒng)的事件輸出端，該事 件輸出端具有在利用與該事件代碼相關(guān)的時間值表示的時間指出該事 件代碼的值。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的測試系統(tǒng)，其中該基準時鐘具有比第一 本地時鐘和第二本地時鐘低的頻率。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的測試系統(tǒng)，進一步包括主控制電路，用 于產(chǎn)生提供到第一儀器的同步信號，而且其中第一本地時鐘發(fā)生器包 括響應該同步信號對準第一本地時鐘的電路系統(tǒng)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的測試系統(tǒng)，其中，該基準時鐘的頻率低于500 MHz，而且第一本地時鐘和第二本地時鐘的至少之一中的本地 時鐘信號發(fā)生器的頻率超過800 MHz。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的測試系統(tǒng)，其中，該網(wǎng)絡包括交換電路 和每個都連接在交換電路與儀器之間的多個線路。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的測試系統(tǒng)，其中，該交換電路包括路由器。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的測試系統(tǒng)，其中，該網(wǎng)絡上承載的消息 包括地址，而該交換電路進一步包括使多個地址的每一個與多個線路 和電路系統(tǒng)中的一個或多個相關(guān)的地址表，其中該電路系統(tǒng)響應該消 息中的地址值和該地址表中的項目，而通過線路選擇性地提供消息。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的測試系統(tǒng)，其中，該多個地址中的至少 之一與多個線路相關(guān)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的測試系統(tǒng)，其中，至少一個地址與所 有線路相關(guān)。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的測試系統(tǒng)，其中，該第一控制電路包 括碼型發(fā)生器。
12. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的測試系統(tǒng)，其中a) 第一控制電路包括第一時間跟蹤電路，利用第一本地時鐘時鐘 控制該第一時間跟蹤電路；以及b) 第二控制電路包括第二時間跟蹤電路，利用第二本地時鐘時鐘 控制該第二時間跟蹤電路。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的測試系統(tǒng)，其中，該第一儀器包括數(shù) 字儀器，且第二儀器包括模擬儀器。
14. 一種操作包括至少兩個儀器的測試系統(tǒng)的方法，該測試系統(tǒng) 進一步包括位于至少兩個儀器之間的通信鏈路，該方法包括a) 在至少兩個儀器中的時序電路之間建立公共時間基準；b) 在由第一儀器執(zhí)行部分事件，由第二儀器執(zhí)行部分事件的情況下，在測試時利用定義事件的測試碼型在第一儀器上進行排序；c) 通過通信鏈路，從第一儀器向第二儀器通信，以規(guī)定將要由第 二儀器執(zhí)行的至少一個事件以及執(zhí)行該事件的時間；以及d) 等待直到規(guī)定的時間，并利用第二儀器執(zhí)行規(guī)定的事件。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，每個時序電路分別包括 本地時鐘信號發(fā)生器，該本地時鐘信號發(fā)生器具有含有累加器的數(shù)字 控制振蕩器，而且建立公共時間基準包括在至少第一儀器中的數(shù)字控 制振蕩器的累加器中裝載對準值。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中a) 建立公共時間基準包括提供同步信號；以及b) 在至少第一儀器中的數(shù)字控制振蕩器的累加器裝載對準值包括 在該同步信號指出的時間在該累加器中裝載對準值。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中，該測試系統(tǒng)包括連接到 至少兩個儀器的基準時鐘，而且建立公共時間基準包括對第二儀器上 的基準時鐘的脈沖進行計數(shù)。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中，建立公共時間基準包括a) 對基準時鐘的周期進行計數(shù)，以相對于同步信號指出的時間跟 蹤時間；b) 將包括時間值的消息從第一儀器發(fā)送到第二儀器；以及C)在該消息中的時間值指出的時間以及跟蹤時間，在第二儀器中 的數(shù)字控制振蕩器的累加器中裝載該消息中的時間值指出的對準值。
19. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，建立公共時間基準包括 將消息從第一儀器發(fā)送到第二儀器，該消息包括時間值，以及在時間 值的至少一部分指出的時間，在第二儀器建立時間基準。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中a)第一儀器上的定時電路包括具有第一時間輸出的第一時間跟蹤 電路，而第二儀器中的時序電路包括第二時間跟蹤電路；b )從第 一儀器發(fā)送包括時間值的消息包括根據(jù)第 一 時間輸出產(chǎn)生 時間值；c) 在第二儀器建立時間基準包括根據(jù)由第一時間輸出產(chǎn)生的時間 值在第二時間跟蹤電路中裝載值。
21. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中，該第一儀器中的時序電 路包括第一本地時鐘信號發(fā)生器，而該第二儀器中的時序電路包括第 二本地時鐘信號發(fā)生器，而且建立公共時間基準包括使第二本地時鐘 信號發(fā)生電路產(chǎn)生的時鐘關(guān)于第一本地時鐘信號發(fā)生電路產(chǎn)生的時鐘 對準。
22. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中，該第一本地時鐘信號發(fā) 生器和第二本地時鐘信號發(fā)生器根據(jù)公共基準時鐘產(chǎn)生時鐘。
23. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，從第一儀器到第二儀器的通信包括通過網(wǎng)絡進行通信，該網(wǎng)絡包括連接到路由器的多個串行 線路。
24. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中a) 建立公共時間基準包括i)相對于由第一儀器上的時序電路求得的時間識別時間； i i)利用識別的時間的第 一 部分產(chǎn)生時間值； m)存儲識別的時間的第二部分；以及b) 該方法進一步包括將第二消息從第一儀器發(fā)送到第二儀器，該 第二消息包括從來自第一儀器的時序電路的時間偏離所存儲的時間值 的第二部分所求得的第二時間值。
25. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中從第一儀器到第二儀器的 通信包括將分組從第一儀器發(fā)送到第二儀器，每個分組包括多個字段。
26. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，該多個字段至少包括公 共字段和時間戳字段。
27. 根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其中，該多個字段進一步包括 信宿字段。
28. 根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，其中，從第一儀器到第二儀器 的通信包括將第二儀器的信宿ID插入信宿字段中。
29. 根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，其中，從第一儀器到第二儀器 的通信包括將對應于第一碼型組的信宿ID插入信宿字段中，而且將該 消息至少傳送到第一碼型組中的第三儀器。
30. 根據(jù)權(quán)利要求29所述的方法，進一步包括從第四儀器到第二 碼型組中的多個儀器的通信。
31. 根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，其中，從第一儀器到第二儀器 的通信包括將廣播ID插入信宿字段中。
全文摘要
一種具有多個儀器的測試系統(tǒng)。一些儀器用作控制儀器，而其他儀器用作受控儀器。每個儀器分別包括時鐘信號發(fā)生器，根據(jù)基準時鐘，該時鐘信號發(fā)生器使一個或者多個本地時鐘同步。該基準時鐘是可以廉價、精確產(chǎn)生而且可以分配到所有儀器的低頻時鐘。在儀器之間設置通信鏈路。使用于交換時間信息的儀器中的時序電路同步，以建立公共時間基準。此后，通過對每個消息附加反映相對于公共時間基準表示的時間的時間戳，各儀器通過通信鏈路異步傳送時間相關(guān)命令或者狀態(tài)信息。該測試系統(tǒng)包括含有碼型發(fā)生器、用于將命令消息送到模擬儀器的數(shù)字儀器，該模擬儀器不需要包括碼型發(fā)生器。該體系結(jié)構(gòu)簡化了模擬儀器的設計，而且避免了在數(shù)字儀器的碼型速率發(fā)生變化時重新設計模擬儀器。
文檔編號G01R31/319GK101103278SQ200580046925
公開日2008年1月9日 申請日期2005年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月22日
發(fā)明者彼得·A·萊切特, 西恩·D·阮 申請人:泰拉丁公司