JP2013185876A - 電流測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】専用の試験装置やデジタルオシロスコープよりも低コストで実現でき、また、作業者による煩雑な作業も不要であり、しかも、評価対象機器の電流値を高精度に測定可能な、電流測定装置を得る。
【解決手段】パラメータ設定レジスタ２５は、サンプリングクロックＬ２のクロック周期を、動作クロックＬ１のクロック周期よりも長く、かつ、サンプリングクロックＬ２のクロック周期の値と動作クロックＬ１のクロック周期の値とが互いに素となる値に設定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、評価対象機器の消費電流を測定するための電流測定装置に関する。

半導体製品の動作試験を行うための装置として、メモリテスタやロジックテスタ等の専用の試験装置が知られている。これらの試験装置を用いることにより、評価対象機器の消費電流を測定することができる。

また、デジタルオシロスコープ等の測定器を用いることによっても、評価対象機器の消費電流を測定することができる。

なお、下記特許文献１には、被試験デバイスから出力された出力信号を、当該出力信号の繰り返し周期より短いサンプリング間隔でサンプリングすることにより、試験時間の短縮化が図られた試験装置が開示されている。

特開２００９−２７０８９５号公報

評価対象機器の消費電流を測定するにあたって、メモリテスタやロジックテスタ等の専用の試験装置は非常に高価であるため、コストの面から容易には導入することができない。

また、デジタルオシロスコープ等の測定器は、専用の試験装置よりは安価であるものの、それなりに高価であるため、やはり容易には導入できない。しかも、電流プローブの装着や測定毎の機器調整等が必要となるためにその作業が煩雑であり、さらに、測定結果の読み取りを作業者の目視で行うために作業者間で評価にばらつきが生じて測定精度が低下する。

本発明はかかる事情に鑑みて成されたものであり、専用の試験装置やデジタルオシロスコープよりも低コストで実現でき、また、作業者による煩雑な作業も不要であり、しかも、評価対象機器の電流値を高精度に測定可能な、電流測定装置を得ることを目的とする。

本発明の第１の態様に係る電流測定装置は、評価対象機器を動作させるための動作クロックを生成する動作クロック生成部と、前記動作クロックに基づいて前記評価対象機器を動作させた際に前記評価対象機器に流れる電流値を測定するＡＤコンバータと、前記ＡＤコンバータのサンプリングクロックを生成するサンプリングクロック生成部と、前記動作クロックのクロック周期及び前記サンプリングクロックのクロック周期を設定するパラメータ設定部と、を備え、前記パラメータ設定部は、前記サンプリングクロックのクロック周期を、前記動作クロックのクロック周期よりも長く、かつ、前記サンプリングクロックのクロック周期の値と前記動作クロックのクロック周期の値とが互いに素となる値に設定することを特徴とするものである。

第１の態様に係る電流測定装置によれば、パラメータ設定部は、サンプリングクロックのクロック周期を、動作クロックのクロック周期よりも長く、かつ、サンプリングクロックのクロック周期の値と動作クロックのクロック周期の値とが互いに素となる値に設定する。サンプリングクロックのクロック周期を動作クロックのクロック周期よりも長く設定するため、比較的安価な低サンプリングレートのＡＤコンバータを使用することができ、その結果、電流測定装置のコストを削減することが可能となる。また、デジタルオシロスコープ等の測定器を使用する場合とは異なり、電流プローブの装着や測定毎の機器調整等が不要であるため、作業者の負担を軽減することが可能となる。さらに、パラメータ設定部は、サンプリングクロックのクロック周期を、サンプリングクロックのクロック周期の値と動作クロックのクロック周期の値とが互いに素となる値に設定する。従って、連続で電流値の取得を行うと、動作クロックの一周期内において毎回異なる取得ポイントで電流値を取得できる。従って、動作クロックの一周期に含まれる複数の取得ポイントに対応する複数の電流値を効率的に取得でき、その結果、評価対象機器の電流値を高精度に測定することが可能となる。

本発明の第２の態様に係る電流測定装置は、第１の態様に係る電流測定装置において特に、前記パラメータ設定部は、前記サンプリングクロックのクロック周期を、前記動作クロックのクロック周期よりも長く、かつ、前記サンプリングクロックのクロック周期の値と前記動作クロックのクロック周期の値とが互いに素となり、かつ、前記サンプリングクロックのクロック周期の値を前記動作クロックのクロック周期の値で除した際の剰余が「１」となる値に設定することを特徴とするものである。

第２の態様に係る電流測定装置によれば、パラメータ設定部は、サンプリングクロックのクロック周期を、サンプリングクロックのクロック周期の値を動作クロックのクロック周期の値で除した際の剰余が「１」となる値に設定する。従って、連続で電流値の取得を行うと、動作クロックの一周期内における電流値の取得ポイントは、先頭から後方に向けて１ポイントずつシフトする。その結果、所望の取得ポイントを容易に制御することが可能となる。

本発明の第３の態様に係る電流測定装置は、第２の態様に係る電流測定装置において特に、前記パラメータ設定部はさらに、前記動作クロックの一周期のうち、前記ＡＤコンバータから電流値を取得する取得対象領域を任意に設定可能であることを特徴とするものである。

第３の態様に係る電流測定装置によれば、パラメータ設定部は、動作クロックの一周期のうち、ＡＤコンバータから電流値を取得する取得対象領域を任意に設定可能である。取得対象領域を設定することにより、動作クロックの一周期内の特定の領域に関する電流値を測定することができ、その結果、評価対象機器の電流値を詳細に測定することが可能となる。

本発明の第４の態様に係る電流測定装置は、第３の態様に係る電流測定装置において特に、前記パラメータ設定部は、前記取得対象領域として、立ち上がりエッジ期間及び立ち下がりエッジ期間を含む前記動作クロックのＬｏｗ期間を設定可能であることを特徴とするものである。

第４の態様に係る電流測定装置によれば、パラメータ設定部は、取得対象領域として、立ち上がりエッジ期間及び立ち下がりエッジ期間を含む動作クロックのＬｏｗ期間を設定可能である。これにより、動作クロックの一周期のうち当該Ｌｏｗ期間に関する電流値を詳細に測定することが可能となる。

本発明の第５の態様に係る電流測定装置は、第３の態様に係る電流測定装置において特に、前記パラメータ設定部は、前記取得対象領域として、立ち上がりエッジ期間及び立ち下がりエッジ期間を含む前記動作クロックのＨｉｇｈ期間を設定可能であることを特徴とするものである。

第５の態様に係る電流測定装置によれば、パラメータ設定部は、取得対象領域として、立ち上がりエッジ期間及び立ち下がりエッジ期間を含む動作クロックのＨｉｇｈ期間を設定可能である。これにより、動作クロックの一周期のうち当該Ｈｉｇｈ期間に関する電流値を詳細に測定することが可能となる。

本発明の第６の態様に係る電流測定装置は、第３の態様に係る電流測定装置において特に、前記パラメータ設定部は、前記取得対象領域として、前記動作クロックの一周期の全期間を設定可能であることを特徴とするものである。

第６の態様に係る電流測定装置によれば、パラメータ設定部は、取得対象領域として、動作クロックの一周期の全期間を設定可能である。これにより、動作クロックの一周期の全期間に関する電流値を詳細に測定することが可能となる。

本発明の第７の態様に係る電流測定装置は、第３の態様に係る電流測定装置において特に、前記パラメータ設定部は、前記取得対象領域として、立ち上がりエッジ期間及び立ち下がりエッジ期間を除く前記動作クロックのＬｏｗ期間を設定可能であることを特徴とするものである。

第７の態様に係る電流測定装置によれば、パラメータ設定部は、取得対象領域として、立ち上がりエッジ期間及び立ち下がりエッジ期間を除く動作クロックのＬｏｗ期間を設定可能である。これにより、動作クロックの一周期のうち当該Ｌｏｗ期間に関する電流値を詳細に測定することが可能となる。

本発明の第８の態様に係る電流測定装置は、第３の態様に係る電流測定装置において特に、前記パラメータ設定部は、前記取得対象領域として、立ち上がりエッジ期間及び立ち下がりエッジ期間を除く前記動作クロックのＨｉｇｈ期間を設定可能であることを特徴とするものである。

第８の態様に係る電流測定装置によれば、パラメータ設定部は、取得対象領域として、立ち上がりエッジ期間及び立ち下がりエッジ期間を除く動作クロックのＨｉｇｈ期間を設定可能である。これにより、動作クロックの一周期のうち当該Ｈｉｇｈ期間に関する電流値を詳細に測定することが可能となる。

本発明の第９の態様に係る電流測定装置は、第３の態様に係る電流測定装置において特に、前記パラメータ設定部は、前記取得対象領域として、立ち上がりエッジ期間を設定可能であることを特徴とするものである。

第９の態様に係る電流測定装置によれば、パラメータ設定部は、取得対象領域として、立ち上がりエッジ期間を設定可能である。これにより、動作クロックの一周期のうち立ち上がりエッジ期間に関する電流値を詳細に測定することが可能となる。

本発明の第１０の態様に係る電流測定装置は、第３の態様に係る電流測定装置において特に、前記パラメータ設定部は、前記取得対象領域として、立ち下がりエッジ期間を設定可能であることを特徴とするものである。

第１０の態様に係る電流測定装置によれば、パラメータ設定部は、取得対象領域として、立ち下がりエッジ期間を設定可能である。これにより、動作クロックの一周期のうち立ち下がりエッジ期間に関する電流値を詳細に測定することが可能となる。

本発明の第１１の態様に係る電流測定装置は、第１〜第１０のいずれか一つの態様に係る電流測定装置において特に、前記評価対象機器を動作させるためのコマンドを前記動作クロックに基づいて生成するコマンド生成部をさらに備え、前記パラメータ設定部は、前記コマンド生成部に対して前記コマンドの波形パターンを複数設定可能であることを特徴とするものである。

第１１の態様に係る電流測定装置によれば、パラメータ設定部は、コマンド生成部に対してコマンドの波形パターンを複数設定可能である。従って、コマンドの種別毎の電流値を測定することができ、その結果、評価対象機器の電流値を高精度に測定することが可能となる。

本発明の第１２の態様に係る電流測定装置は、第１〜第１１のいずれか一つの態様に係る電流測定装置において特に、前記パラメータ設定部は、前記サンプリングクロックのクロック周期の値として複数の値を順に設定することを特徴とするものである。

第１２の態様に係る電流測定装置によれば、パラメータ設定部は、サンプリングクロックのクロック周期の値として複数の値を順に設定する。このようにサンプリングクロックのクロック周期の値を複数設定し、複数の設定値の各々毎に電流値を測定することにより、電流値の測定精度を向上することが可能となる。

本発明によれば、専用の試験装置やデジタルオシロスコープよりも低コストで実現でき、また、作業者による煩雑な作業も不要であり、しかも、評価対象機器の電流値を高精度に測定可能な、電流測定装置を得ることができる。

本発明の実施の形態に係る電流測定装置の構成を示す図である。 電流測定装置による半導体メモリの電流測定動作を説明するためのフローチャートである。 動作クロックの設定例を示す図である。 サンプリングクロックの設定例を示す図である。 動作クロックとサンプリングクロックとの関係を示す図である。 動作クロックの一周期分の波形を示す図である。 パラメータ設定レジスタによる様々な取得対象領域の設定手法を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、異なる図面において同一の符号を付した要素は、同一又は相応する要素を示すものとする。

図１は、本発明の実施の形態に係る電流測定装置２の構成を示す図である。電流測定装置２は、パーソナルコンピュータ等のホスト装置１と、評価対象機器である半導体メモリ３との間に接続される。但し、評価対象機器は半導体メモリ３に限らず、動作クロックに基づいて動作する任意の機器であってよい。

図１の接続関係で示すように、電流測定装置２は、ホストインタフェース１１、電源回路１２、シャント抵抗１３、電流電圧変換ＩＣ１４、オペアンプ等の増幅回路１５、ＡＤコンバータ１６（ADC：Analog to Digital Converter）、プログラマブルオシレータ１７、オシレータ１８、ＦＩＦＯ１９（FIFO：First In First Out）、平均化回路２０、取得判定カウンタ２１、ＰＬＬ２２（PLL：Phase Locked Loop）、パターン生成器２３、メモリインタフェース２４、及びパラメータ設定レジスタ２５を備えて構成されている。

ＰＬＬ２２は、半導体メモリ３を動作させるための動作クロックＬ１を生成する動作クロック生成部として機能する。ＡＤコンバータ１６は、動作クロックＬ１に基づいて半導体メモリ３を動作させた際に半導体メモリ３に流れる電流値を測定する。つまり、半導体メモリ３が動作すると、電源回路１２からシャント抵抗１３を介して半導体メモリ３に電流が流れ、その電流値は、電源電圧変換ＩＣ１４によってシャント抵抗１３の両端電圧値に変換され、増幅回路１５によって増幅された後、ＡＤコンバータ１６によって測定される。プログラマブルオシレータ１７は、ＡＤコンバータ１６のサンプリングクロックＬ２を生成するサンプリングクロック生成部として機能する。パラメータ設定レジスタ２５は、各種のパラメータ（動作クロックＬ１のクロック周期及びサンプリングクロックＬ２のクロック周期を含む）を設定するパラメータ設定部として機能する。パターン生成器２３は、半導体メモリ３を動作させるためのコマンドＭの波形パターンを動作クロックＬ１に基づいて生成するコマンド生成部として機能する。

図２は、電流測定装置２による半導体メモリ３の電流測定動作を説明するためのフローチャートである。

まずステップＳＰ０１においてホスト装置１は、動作クロックＬ１のパラメータを設定する。動作クロックＬ１は、半導体メモリ３を実際に製品として動作させる際に使用する動作クロックに則して設定される。

図３は、動作クロックＬ１の設定例を示す図である。本実施の形態の例において、ホスト装置１は、動作クロックＬ１のクロック周期を６９ｎｓ、Ｌｏｗ期間を４６ｎｓ、Ｈｉｇｈ期間を２３ｎｓに設定する。また、動作クロックＬ１の立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジのエッジ幅を、それぞれ±１ｎｓに設定する。

次にステップＳＰ０２においてホスト装置１は、サンプリングクロックＬ２のクロック周期を選出する。本実施の形態の例において、ＡＤコンバータ１６としては、比較的安価な低サンプリングレートの機器を使用しており、その保証サンプリング周期は例えば８００〜１００８ｎｓ程度である。ホスト装置１は、ＡＤコンバータ１６の保証サンプリング周期の範囲内で、最小周期から順に（つまり８００ｎｓ、８０１ｎｓ、８０２ｎｓ、・・・の順に）サンプリングクロックＬ２のクロック周期を選出する。

次にステップＳＰ０３においてホスト装置１は、ユークリッド互除法により、動作クロックＬ１のクロック周期の値と、選出したサンプリングクロックＬ２のクロック周期の値とが互いに素（つまり最大公約数が「１」）の関係となるまで、サンプリングクロックＬ２のクロック周期の選出を繰り返す。

次にステップＳＰ０４においてホスト装置１は、互いに素となる動作クロックＬ１のクロック周期とサンプリングクロックＬ２のクロック周期との組合せにおいて、サンプリングクロックＬ２のクロック周期の値を動作クロックＬ１のクロック周期の値で除した際の剰余が「１」となるまで、ステップＳＰ０１からステップＳＰ０４を繰り返す。これにより、動作クロックＬ１のクロック周期に対して互いに素かつ剰余が「１」となるサンプリングクロックＬ２のクロック周期を選定する。ホスト装置１は、この条件を満たすサンプリングクロックＬ２のクロック周期を、最小周期から順に複数個（本実施の形態の例では３個）選出する。

図４は、サンプリングクロックＬ２の設定例を示す図である。本実施の形態の例では、動作クロックＬ１のクロック周期が６９ｎｓであり、ＡＤコンバータ１６の保証サンプリング周期が８００〜１００８ｎｓであるため、互いに素かつ剰余が「１」の条件を満たすサンプリングクロックＬ２のクロック周期として、８２９ｎｓ（１回目）、８９８ｎｓ（２回目）、９６７ｎｓ（３回目）が選出される。

図５は、動作クロックＬ１とサンプリングクロックＬ２との関係を示す図である。ＡＤコンバータ１６は、サンプリングクロックＬ２の立ち上がりタイミングに同期して、電流値を測定する。従って、動作クロックＬ１の立ち下がりとサンプリングクロックＬ２の立ち上がりとが一致するタイミングＴ０を起点として、その次にサンプリングクロックＬ２が立ち上がるタイミングから測定を開始することにより、サンプリングクロックＬ２の１回目の立ち上がりタイミングでは、動作クロックＬ１の立ち下がりタイミングから１ｎｓだけ経過した時点の電流値が測定される。また、サンプリングクロックＬ２の２回目の立ち上がりタイミングでは、動作クロックＬ１の立ち下がりタイミングから２ｎｓだけ経過した時点の電流値が測定される。また、サンプリングクロックＬ２の３回目の立ち上がりタイミングでは、動作クロックＬ１の立ち下がりタイミングから３ｎｓだけ経過した時点の電流値が測定される。このように、サンプリングクロックＬ２の１回目から６９回目の立ち上がりタイミングで連続して測定を行うことにより、動作クロックＬ１の一周期分の各ポイントにおける電流値を、先頭から順に取得することができる。

図６は、動作クロックＬ１の一周期分の波形を示す図である。取得ポイントＰ１から取得ポイントＰ６９まで先頭から順に電流値が測定される。取得ポイントＰ４６は動作クロックＬ１の立ち上がりエッジの中心となり、取得ポイントＰ６９は動作クロックＬ１の立ち下がりエッジの中心となる。

なお、剰余が「１」という条件を外してサンプリングクロックＬ２のクロック周期を設定してもよい。この場合には、取得ポイントＰ１〜Ｐ６９は先頭から時間順次に並ぶ連続ポイントとはならず、Ｐ４１→Ｐ１３→Ｐ５４→・・・→Ｐ５６→Ｐ２８→Ｐ６９の順に電流値が取得されることとなるが、６９回の測定で動作クロックＬ１の一周期分の各ポイントにおける電流値を取得できることは同様である。

次にステップＳＰ０５においてホスト装置１は、測定条件を規定する各種の評価パラメータ及び評価パターンを、ホストインタフェース１１を介してパラメータ設定レジスタ２５に転送する。転送される測定条件には、ステップＳＰ０１で設定した動作クロックＬ１のパラメータ、及び、ステップＳＰ０４で選出したサンプリングクロックＬ２のクロック周期が含まれる。

次にステップＳＰ０６においてパラメータ設定レジスタ２５は、サンプリングクロックＬ２の１回目のクロック周期に関する設定情報を、プログラマブルオシレータ１７に設定する。これにより、プログラマブルオシレータ１７は、クロック周期が８２９ｎｓに設定されたサンプリングクロックＬ２を生成する。また、パラメータ設定レジスタ２５は、動作クロックＬ１のパラメータ（クロック周期、Ｌｏｗ期間、Ｈｉｇｈ期間）に関する設定情報を、ＰＬＬ２２に設定する。これにより、ＰＬＬ２２は、クロック周期が６９ｎｓ、Ｌｏｗ期間が４６ｎｓ、Ｈｉｇｈ期間が２３ｎｓに設定された動作クロックＬ１を生成する。

次にステップＳＰ０７においてパラメータ設定レジスタ２５は、測定条件に関する各種のパラメータを設定する。

具体的に、パラメータ設定レジスタ２５は、平均化処理のパラメータを平均化回路２０に設定する。本実施の形態の例において、パラメータ設定レジスタ２５は、ＡＤコンバータ１６からの電流値の取得回数を６９回に設定し、平均化時の電流値データの取得回数を１６３８４回に設定する。但し、電流値データの取得回数は、１６３８４回に限らず、要求される測定精度や評価所要時間に応じて増減させてもよい。

また、パラメータ設定レジスタ２５は、電源電圧のパラメータを電源回路１２に設定する。具体的に、半導体メモリ３を実際に製品として動作させる際に使用する電源電圧（例えば３．３Ｖ）に、電源回路１２の電源電圧を設定する。

また、パラメータ設定レジスタ２５は、動作クロックＬ１の一周期のうち、ＡＤコンバータ１６から電流値を取得する取得対象領域を任意に設定する。具体的に、パラメータ設定レジスタ２５は、ＡＤコンバータ１６から電流値を取得する取得ポイントを指定するパラメータを、取得判定カウンタ２１に設定する。

図７は、パラメータ設定レジスタ２５による様々な取得対象領域の設定手法を示す図である。

（Ａ）に示すように、パラメータ設定レジスタ２５は、取得対象領域として、立ち上がりエッジ期間及び立ち下がりエッジ期間を含む動作クロックＬ１のＬｏｗ期間を設定することができる。この場合には、電流値を取得する対象となる取得対象ポイントはＰ１−Ｐ４６であるため、カウンタ値Ｃ０−Ｃ４５を取得判定カウンタ２１に設定する。

（Ｂ）に示すように、パラメータ設定レジスタ２５は、取得対象領域として、立ち上がりエッジ期間及び立ち下がりエッジ期間を含む動作クロックＬ１のＨｉｇｈ期間を設定することができる。この場合には、取得対象ポイントはＰ４７−Ｐ６９であるため、カウンタ値Ｃ４６−Ｃ６８を取得判定カウンタ２１に設定する。

（Ｃ）に示すように、パラメータ設定レジスタ２５は、取得対象領域として、動作クロックＬ１の一周期の全期間を設定することができる。この場合には、取得対象ポイントはＰ１−Ｐ６９であるため、カウンタ値Ｃ０−Ｃ６８を取得判定カウンタ２１に設定する。

（Ｄ）に示すように、パラメータ設定レジスタ２５は、取得対象領域として、立ち上がりエッジ期間及び立ち下がりエッジ期間を除く動作クロックＬ１のＬｏｗ期間を設定することができる。この場合には、取得対象ポイントはＰ２−Ｐ４４であるため、カウンタ値Ｃ１−Ｃ４３を取得判定カウンタ２１に設定する。

（Ｅ）に示すように、パラメータ設定レジスタ２５は、取得対象領域として、立ち上がりエッジ期間及び立ち下がりエッジ期間を除く動作クロックＬ１のＨｉｇｈ期間を設定することができる。この場合には、取得対象ポイントはＰ４８−Ｐ６７であるため、カウンタ値Ｃ４７−Ｃ６６を取得判定カウンタ２１に設定する。

（Ｆ）に示すように、パラメータ設定レジスタ２５は、取得対象領域として、立ち上がりエッジ期間を設定することができる。この場合には、取得対象ポイントはＰ４５−Ｐ４７であるため、カウンタ値Ｃ４４−Ｃ４６を取得判定カウンタ２１に設定する。

（Ｇ）に示すように、パラメータ設定レジスタ２５は、取得対象領域として、立ち下がりエッジ期間を設定することができる。この場合には、取得対象ポイントはＰ１，Ｐ６８，Ｐ６９であるため、カウンタ値Ｃ０，Ｃ６７，Ｃ６８を取得判定カウンタ２１に設定する。

図２を参照して、次にステップＳＰ０８においてパラメータ設定レジスタ２５は、半導体メモリ３の電流測定を開始するために、パターン生成器２３に対してコマンドの測定波形パターンを設定する。これにより、パターン生成器２３は、動作クロックＬ１に基づいてコマンドの測定波形パターンを生成する。コマンドとしては、読み出しエリアを指定するリードコマンド、読み出しエリアを指定しないリードコマンド、書き込みエリアを指定するライトコマンド、書き込みエリアを指定しないライトコマンド、及びスタンバイモードを指示するコマンド等の、任意のコマンドを使用することができる。あるコマンドに関して後述するステップＳＰ２２までの評価を行った後、別のコマンドに関して同様の評価を行い、その後にさらに別のコマンドに関して評価を順に繰り返すことにより、コマンド毎の消費電流評価を行うことができる。

次にステップＳＰ０９においてパターン生成器２３は、生成した測定波形パターンを、メモリインタフェース２４を介して半導体メモリ３に向けて出力する。これにより、半導体メモリ３が動作を開始し、電源回路１２から半導体メモリ３に電流が流れる。

次にステップＳＰ１０において取得判定カウンタ２１は、自身のカウンタ値に基づいて、各ポイントが取得対象ポイントであるか否かを判定する。例えば図７の（Ａ）に示したように取得対象ポイントがＰ１−Ｐ４６に設定されている場合には、カウンタ値がＣ０−Ｃ４５の場合には取得対象ポイントであると判定し、カウンタ値がＣ４６−Ｃ６８の場合には取得対象ポイントでないと判定する。

取得対象ポイントである場合には、ステップＳＰ１１において取得判定カウンタ２１は、平均化回路２０に取得イネーブル信号「１」を設定する。一方、取得対象ポイントでない場合には、ステップＳＰ１２において取得判定カウンタ２１は、平均化回路２０に取得イネーブル信号「０」を設定する。

次にステップＳＰ１３において平均化回路２０は、ＡＤコンバータ１６から測定電流値を取得する。ここで、取得イネーブル信号が「１」に設定されているタイミングで取得した電流値は平均化回路２０に入力され、「０」に設定されているタイミングで取得した電流値は平均化回路２０に入力されない。これにより、平均化回路２０には、取得対象ポイントで測定された電流値のみが入力される。

次にステップＳＰ１４において平均化回路２０は、規定回数の電流値の取得が完了したか否かを判定する。この規定回数は、「動作クロックＬ１のクロック周期／１ｎｓ」として与えられ、ステップＳＰ０７で予め設定されている。本実施の形態の例では動作クロックＬ１のクロック周期が６９ｎｓに設定されているため、規定回数は６９回となる。これにより、動作クロックＬ１の一周期分の測定電流値の取得が完了するまで、ＡＤコンバータ１６からの電流値の取得が繰り返される。

次にステップＳＰ１５において平均化回路２０は、電流値データを算出する。具体的に、平均化回路２０は、取得イネーブル信号が「１」に設定されているタイミングで取得した電流値の合計を、取得対象ポイントの数で除する演算を行うことにより、動作クロックＬ１の一周期内における取得対象ポイントでの測定電流の平均値を算出し、その平均値をその一周期に関する電流値データとする。例えば図７の（Ａ）に示したように取得対象ポイントがＰ１−Ｐ４６に設定されている場合には、取得イネーブル信号が「１」に設定されているタイミングで合計４６回取得した電流値の合計を、取得対象ポイント数である「４６」で除することにより、動作クロックＬ１の一周期における平均値データを取得する。

次にステップＳＰ１６において平均化回路２０は、指定回数の電流値データの取得が完了したか否かを判定する。本実施の形態の例において、この指定回数はステップＳＰ０７で１６３８４回に設定されている。指定回数分の電流値データの取得が完了するまで、ステップＳＰ１０〜ＳＰ１６の処理が繰り返される。

次にステップＳＰ１７において平均化回路２０は、平均値データを算出する。具体的に、平均化回路２０は、指定回数分だけ取得した電流値データの合計値を算出し、その合計値を指定回数の値で除する演算を行うことにより、平均値データを算出する。

次にステップＳＰ１８において平均化回路２０は、算出した平均値データをＦＩＦＯ１９に格納する。

次にステップＳＰ１９においてＦＩＦＯ１９は、格納している平均値データを、ホストインタフェース１１を介してホスト装置１に転送する。

次にステップＳＰ２０においてホスト装置１は、電流測定装置２から取得した平均値データの合計を取得数で除する演算を行って平均化することにより、消費電流値を算出する。例えばホスト装置１が電流測定装置２から２０個の平均値データを取得できた場合には、２０個の平均値データの合計値を「２０」で除することにより、消費電流値を算出する。

次にステップＳＰ２１において、測定を終了するか否かが判定される。本実施の形態の例では、ステップＳＰ０４において、サンプリングクロックＬ２のクロック周期として、８２９ｎｓ（１回目）、８９８ｎｓ（２回目）、９６７ｎｓ（３回目）が設定されている。従って、サンプリングクロックＬ２のクロック周期を８２９ｎｓに設定して１回目の測定を行い、１回目の測定が完了すると、次にクロック周期を８９８ｎｓに設定して２回目の測定を行い、２回目の測定が完了すると、次にクロック周期を９６７ｎｓに設定して３回目の測定を行う。そして、３回目の測定が完了すると、ステップＳＰ２１において測定が終了したと判定される。

次にステップＳＰ２２においてホスト装置１は、３回の測定で得られた消費電流値の合計を「３」で除する演算を行って平均化することにより、３回の測定における消費電流値の平均値を算出する。

本実施の形態に係る電流測定装置２によれば、パラメータ設定レジスタ２５は、サンプリングクロックＬ２のクロック周期を、動作クロックＬ１のクロック周期よりも長く、かつ、サンプリングクロックＬ２のクロック周期の値と動作クロックＬ１のクロック周期の値とが互いに素となる値に設定する。サンプリングクロックＬ２のクロック周期を動作クロックＬ１のクロック周期よりも長く設定するため、比較的安価な低サンプリングレートのＡＤコンバータ１６を使用することができ、その結果、電流測定装置２のコストを削減することが可能となる。また、デジタルオシロスコープ等の測定器を使用する場合とは異なり、電流プローブの装着や測定毎の機器調整等が不要であるため、作業者の負担を軽減することが可能となる。さらに、パラメータ設定レジスタ２５は、サンプリングクロックＬ２のクロック周期を、サンプリングクロックＬ２のクロック周期の値と動作クロックＬ１のクロック周期の値とが互いに素となる値に設定する。従って、連続で電流値の取得を行うと、動作クロックＬ１の一周期内において毎回異なる取得ポイントで電流値を取得できる。従って、動作クロックＬ１の一周期に含まれる複数の取得ポイントに対応する複数の電流値を効率的に取得でき、その結果、評価対象機器の電流値を高精度に測定することが可能となる。

また、本実施の形態に係る電流測定装置２によれば、パラメータ設定レジスタ２５は、サンプリングクロックＬ２のクロック周期を、サンプリングクロックＬ２のクロック周期の値を動作クロックＬ１のクロック周期の値で除した際の剰余が「１」となる値に設定する。従って、連続で電流値の取得を行うと、動作クロックＬ１の一周期内における電流値の取得ポイントは、先頭から後方に向けて１ポイントずつシフトする。その結果、所望の取得ポイントを容易に制御することが可能となる。

また、本実施の形態に係る電流測定装置２によれば、パラメータ設定レジスタ２５は、動作クロックＬ１の一周期のうち、ＡＤコンバータ１６から電流値を取得する取得対象領域を任意に設定可能である。取得対象領域を設定することにより、動作クロックＬ１の一周期内の特定の領域に関する電流値を測定することができ、その結果、評価対象機器の電流値を詳細に測定することが可能となる。

また、本実施の形態に係る電流測定装置２によれば、図７の（Ａ）に示したように、パラメータ設定レジスタ２５は、取得対象領域として、立ち上がりエッジ期間及び立ち下がりエッジ期間を含む動作クロックＬ１のＬｏｗ期間を設定可能である。これにより、動作クロックＬ１の一周期のうち当該Ｌｏｗ期間に関する電流値を詳細に測定することが可能となる。

また、本実施の形態に係る電流測定装置２によれば、図７の（Ｂ）に示したように、パラメータ設定レジスタ２５は、取得対象領域として、立ち上がりエッジ期間及び立ち下がりエッジ期間を含む動作クロックＬ１のＨｉｇｈ期間を設定可能である。これにより、動作クロックＬ１の一周期のうち当該Ｈｉｇｈ期間に関する電流値を詳細に測定することが可能となる。

また、本実施の形態に係る電流測定装置２によれば、図７の（Ｃ）に示したように、パラメータ設定レジスタ２５は、取得対象領域として、動作クロックＬ１の一周期の全期間を設定可能である。これにより、動作クロックＬ１の一周期の全期間に関する電流値を詳細に測定することが可能となる。

また、本実施の形態に係る電流測定装置２によれば、図７の（Ｄ）に示したように、パラメータ設定レジスタ２５は、取得対象領域として、立ち上がりエッジ期間及び立ち下がりエッジ期間を除く動作クロックＬ１のＬｏｗ期間を設定可能である。これにより、動作クロックＬ１の一周期のうち当該Ｌｏｗ期間に関する電流値を詳細に測定することが可能となる。

また、本実施の形態に係る電流測定装置２によれば、図７の（Ｅ）に示したように、パラメータ設定レジスタ２５は、取得対象領域として、立ち上がりエッジ期間及び立ち下がりエッジ期間を除く動作クロックＬ１のＨｉｇｈ期間を設定可能である。これにより、動作クロックＬ１の一周期のうち当該Ｈｉｇｈ期間に関する電流値を詳細に測定することが可能となる。

また、本実施の形態に係る電流測定装置２によれば、図７の（Ｆ）に示したように、パラメータ設定レジスタ２５は、取得対象領域として、立ち上がりエッジ期間を設定可能である。これにより、動作クロックＬ１の一周期のうち立ち上がりエッジ期間に関する電流値を詳細に測定することが可能となる。

また、本実施の形態に係る電流測定装置２によれば、図７の（Ｇ）に示したように、パラメータ設定レジスタ２５は、取得対象領域として、立ち下がりエッジ期間を設定可能である。これにより、動作クロックＬ１の一周期のうち立ち下がりエッジ期間に関する電流値を詳細に測定することが可能となる。

また、本実施の形態に係る電流測定装置２によれば、パラメータ設定レジスタ２５は、パターン生成器２３に対してコマンドの波形パターンを複数設定可能である。従って、コマンドの種別毎の電流値を測定することができ、その結果、評価対象機器の電流値を高精度に測定することが可能となる。

また、本実施の形態に係る電流測定装置２によれば、パラメータ設定レジスタ２５は、サンプリングクロックＬ２のクロック周期の値として複数の値を順に設定する。このようにサンプリングクロックＬ２のクロック周期の値を複数設定し、複数の設定値の各々毎に電流値を測定することにより、電流値の測定精度を向上することが可能となる。

２ 電流測定装置
３ 半導体メモリ
１６ ＡＤコンバータ
１７ プログラマブルオシレータ
２２ ＰＬＬ
２３ パターン生成器
２５ パラメータ設定レジスタ

Claims (12)

1. 評価対象機器を動作させるための動作クロックを生成する動作クロック生成部と、
   前記動作クロックに基づいて前記評価対象機器を動作させた際に前記評価対象機器に流れる電流値を測定するＡＤコンバータと、
   前記ＡＤコンバータのサンプリングクロックを生成するサンプリングクロック生成部と、
   前記動作クロックのクロック周期及び前記サンプリングクロックのクロック周期を設定するパラメータ設定部と、
   を備え、
   前記パラメータ設定部は、前記サンプリングクロックのクロック周期を、前記動作クロックのクロック周期よりも長く、かつ、前記サンプリングクロックのクロック周期の値と前記動作クロックのクロック周期の値とが互いに素となる値に設定する、電流測定装置。
2. 前記パラメータ設定部は、前記サンプリングクロックのクロック周期を、前記動作クロックのクロック周期よりも長く、かつ、前記サンプリングクロックのクロック周期の値と前記動作クロックのクロック周期の値とが互いに素となり、かつ、前記サンプリングクロックのクロック周期の値を前記動作クロックのクロック周期の値で除した際の剰余が「１」となる値に設定する、請求項１に記載の電流測定装置。
3. 前記パラメータ設定部はさらに、前記動作クロックの一周期のうち、前記ＡＤコンバータから電流値を取得する取得対象領域を任意に設定可能である、請求項２に記載の電流測定装置。
4. 前記パラメータ設定部は、前記取得対象領域として、立ち上がりエッジ期間及び立ち下がりエッジ期間を含む前記動作クロックのＬｏｗ期間を設定可能である、請求項３に記載の電流測定装置。
5. 前記パラメータ設定部は、前記取得対象領域として、立ち上がりエッジ期間及び立ち下がりエッジ期間を含む前記動作クロックのＨｉｇｈ期間を設定可能である、請求項３に記載の電流測定装置。
6. 前記パラメータ設定部は、前記取得対象領域として、前記動作クロックの一周期の全期間を設定可能である、請求項３に記載の電流測定装置。
7. 前記パラメータ設定部は、前記取得対象領域として、立ち上がりエッジ期間及び立ち下がりエッジ期間を除く前記動作クロックのＬｏｗ期間を設定可能である、請求項３に記載の電流測定装置。
8. 前記パラメータ設定部は、前記取得対象領域として、立ち上がりエッジ期間及び立ち下がりエッジ期間を除く前記動作クロックのＨｉｇｈ期間を設定可能である、請求項３に記載の電流測定装置。
9. 前記パラメータ設定部は、前記取得対象領域として、立ち上がりエッジ期間を設定可能である、請求項３に記載の電流測定装置。
10. 前記パラメータ設定部は、前記取得対象領域として、立ち下がりエッジ期間を設定可能である、請求項３に記載の電流測定装置。
11. 前記評価対象機器を動作させるためのコマンドを前記動作クロックに基づいて生成するコマンド生成部をさらに備え、
    前記パラメータ設定部は、前記コマンド生成部に対して前記コマンドの波形パターンを複数設定可能である、請求項１〜１０のいずれか一つに記載の電流測定装置。
12. 前記パラメータ設定部は、前記サンプリングクロックのクロック周期の値として複数の値を順に設定する、請求項１〜１１のいずれか一つに記載の電流測定装置。
    

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