Способ группировки микросхем по быстродействию и устройство для его осуществления

(21) 3 (22) 1 (46) 3 (72) А и Ю.С. о емена втовходами енного в группах с первой первые входы 1-х э соединены с выходам ходы - с четвертыми блоков фиксации вре тов ИЛ . (П)- тов ИЛ . рые их (+1)- е ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ 580434/24- 1204.830.03.85. Вюл. 9 12Г.Семенов, А.П.ИгнатенковЧемещук, (56) 1.Микросхемы интегральные. Методы измерения электрических параметров цифровых схем. ОСТ бКО. 005. 000, 1974.2. Авторское свидетельство СССР У 473959, хл. С 01 В. 23/00, 29.01.73. (54) СПОСОБ ГРУППИРОВКИ МИКРОСХЕМ ПО БЫСТРОДЕЙСТВИЮ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ.(57) 1. Способ группировки микросхем по быстродействию, включающий сравнение периодов циркуляции импульсов в рециркуляторах с включенными в них контролируемыми микросхемами, о т - л н ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности, до включения в рециркуляторы контролируемыхмикросхем выравнивают периоды циркуляции импульсов в рециркуляторах, затем одновременно запускают рециркуляторы с включенными в них контролируемыми микросхемами, а сравнение периодов циркуляции импульсов производят путем лопарного сравнения временных положений импульсов рециркуляторов в течение интервала группировки.2. Устройство для группировки микросхем по быстродействию, включающее л рециркуляторов, о т л и ч а ющ е е с я тем, что оно снабжено . И(6-1) /2 блоками Фиксации временного рассогласования, (и) (л)/2 элементами ИЛИ, блоком задания интервала группировки, иэлементами задержки и входом запуска устройства, при этом первые входы й - к блоков фиксации временного рассогласования К-й группы от первой до (и)-й соединены с выходом к-го рециркулятора, а второй вход-го блока фиксации временного рассогласования в к-й группе соединен с выходом (К+1) -го рециркулятора (1 =1и- ), третьи входы 0-1 блоков фиксации временного рассогласования первой группы соединены с выходом блока задания временных интервалов и входами выключения рециркуляторов, третьи входы блоков фиксации временного рассогласования Б К-й группы с второй соединены внутри групп и с третьими входами блоков фиксации временного рассогласования (К)-й группы через соответствующие элементы задержки, четвертый вход первого блока фиксации временного рассогласования К-й группы с второй по (и)-ю соединен с пятым входом блока фиксации временного рассогла- ма сования (1+1)-й группы, четвертые , ,ф входы блоков фиксации временного у рассогласования второй группы соединены с выходами блоков фиксации вре.менного рассогласования соответственно с второго по (я)-й из первой группы, четвертые входы ,-го блокафиксации временного рассогласования в группах с третьей соединены соответственно с выходами 1 -х элемен1148005 тель 1 . рассогласования предыдущей группы, выходы первых блоков фиксации временного,рассогласования в К "группе с второй по (и)"ю соединены с шестымивходами первых блоков фиксации временного рассогласования в группе+1, выход первого блока фиксации временного рассогласования пер- вой группы соединен с пятыми входами всех блоков фиксации временного рассогласования второй группы, второй вход первого блока фиксации временного рассогласования первой группы соединен с выходом второго рециркулятора, а выход п-го рециркулятора соединен с вторым входом блока Фиксации временного рассогласованияЬ) -й группы. 3. Устройство по и. 2, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок фиксации временного рассогласования выполнен в виде первого и второго эдементов НЕ, входы которых соединены соответственно с первым и вторым входами блока фиксации временного рассогласования, а их выходы соединены соответственно с первыми входами первого и второго элементов И, вторые входы которых соединены соответственно с вторым и первым входамн блока фикИзобретение относится к контролюэлектрических параметров готовых полупроводниковых приборов и может бытьиспользовано для группировки цифровых микросхем в группы с одинаковым 5быстродействием, например, для прецизионных цифровык управляемых линий задержки,Известен способ измерения быстродействия ИС, включающий установку 1 фиспйтываемой ИС в рециркулятор иизмерение периода генерируемых импульсов. Устройство, реализующееданный способ измерения, включаетрециркулятор и парафаэный усили Однако при реализации данного способа точность ограничена параметра 20 сации временного рассогласования, выходы первого и второго элементов Ичерез первый элемент ИЛИ соединены со счетным входом первого триггера,выход которого соединен с первыми входами третьего и четвертого элементов И, вторые входы которых соедине. ны соответственно с выходами первого и второго элементов И, выходы третьего и четвертого элементов И соединены через второй элемент ИЛИ ,с первым входом пятого элемента И и через элемент задержки с вторым входом пятого элемента И, выход которого соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ, второй, третий и четвертый входы которого соединены соответственно с шестым, пятым и четвертым входами блока фиксации временного рассогласования, а выход третьего элемента ИЛИ соединен с входом сброса второго триггера, выход которого соединен с первым входом шестого элемента И, второй вход которого соединен с третьим входом блока фиксации временного рассогласования, а выход соединен с выходом блока фиксации временного рассогласования и входом третьего триггера, выход которого соединен с входом элемента индикации. ми рециркулятора и парафазного усилителя,Наиболее близкими по технической сущности к предлагаемым являются способ для определения времени задержки распространения сигнала инвертируюших схем, включающий сравнение периодов циркуляции импульсов в рециркуляторах с включенными в них контролируемыми микросхемамн и вычисление среднего времени задержки каждой схемы, и устройство для его осуществления, включающее О рецнркуляторов и измеритель периода импульсов 2,.С помощью известных способа и устройства можно решить задачу группировки микросхем с одинаковым или близким быстродействием.11480Однако точность группировки ограничена точностью измерителя периодов, так как осуществляется непосредственное измерение периодов циркуляции импульсов. 5Цель изобретения - повышение точности группировки микросхем.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу группировки микросхем по быстродействию, включаю щему сравнение периодов циркуляции импульсов в рециркуляторах с включенными в них контролируемыми микросхемами, до включения в рециркуляторы контролируемых микросхем выравнивают периоды циркуляции импульсов в рециркуляторах, затем одновременно запускают рециркуляторы с включенными в них контролируемыми микросхемами, а сравнение периодов циркуля О ции,импульсов производят путем по- парного сравнения временных пйоейий импульсов рециркуляторов в течение интервала группировки.25Устройство для осуществления спо,.соба группировки микросхем нобыстродействию, включающее и рециркуляторов, снабжено п(п)/2 блоками фиксации временного рассогласования, (и)(п) /2 элементами ИЛИ, блоком задания интервала группировки, иэлементами задержки и входом запуска устройства, при этом первые входы и-к блоков фиксации временного рассогласования к-й группы от первой 35 до (и)-й соединены с выходом к-го рециркулятора, .а второй вход д-го блока фиксации временного рассогласования в к-й группе соединен с вы,ходом (к+1)-го рециркулятора(х=1 4 О п-к), третьи входы иблоков фик сации временного рассогласования первой группы соединены с выходом блока задания временных интервалов и входами выключения рециркуляторов 45 третьи входы блоков фиксации времен-. ного рассогласования к-й группы с второй соединены внутрп групп и с третьими входами блоков фиксации временного рассогласования (к)-й 50 группы через соответствующие элемен. ты задержки, четвертый вход.первого блока фиксации временного рассогласования к-й группы с второй по (и)-ю соединен с пятым входом бло ка фиксации временного рассогласования (к+1)-й группы, четвертые входы блоков фиксации временного рассогласоО,З4вания второй группы соединены с выходами блоков фиксации временного рассогласования соответственно с второго по (и)-й из первой группы, четвертые входы 1-го блока фиксации временного рассогласования в группах с третьей соединены соответственно с выходами 1-х элементов ИЛИ в группах с первой по (п-З)-ю, первые входы 1-х элементов ИЛИ с выходами, а вторые их входы - с четвертыми входами (1+1)-х блоков фиксации временного рассогласования предыдущей группы, выходы первых блоков фиксации временного рассогчасования в к-группе с второй по (и)-ю соединены с шестыми входами первых блоков фиксации временного рассогласования в группе к+1, выход первого блока фиксации временного рассогласования первой группы соединен с пятыми входами всех блоков фиксации временного, рассогласования второй группы, второй вход первого блока фиксации временного рассогласования первой группы соединен с выходом второго рециркулятора, а выход и-го рециркулятора соединен с вторым входом блока фиксации временного рассогласования (и) -й группы.Кроме того, блок фиксации временного рассогласования выполнен в виде первого и второго элементов НЕ, входы которых соединены соответственно с первым и вторым входами блока фиксации временного рассогласования, а их выходы соединены соответственно с первыми входами первого и второго элементов И, вторые входы которых соединены соответственно с вторым и первым входами блока фиксации временного рассогпасования, выходы первого и второго элементов И через первый элемент ИЛИ соединены со счетным входом первого триггера, выход .которого соединен с первыми входами третьего и четвертого элементов И, вторые входы которых соединены соответственно с выходами первого и второго элементов И, выходы третьего и четвертого элементов И соединены через второй элемент ИЛИ с первым входом пятого элемента И и через. элемент задержки с вторым входом пятого элемента И, выход которого соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ, второй, третий и четвертыи входы которого соединенысоответственно с шестым, пятым и четвертым входами блока фиксации временного рассогласования, а выход третьего элемента ИПИ соединен с входом сброса второго триггера, выход которого соединен с первым входом шестого элемента И, второй вход которого соединен с третьим входом блока Фиксации временного рассогласования, а выход соединен с выходом бло ка Фиксации временного рассогласования и входом третьего триггера, выход которого соединен с входом эле" мента индикации.На Фиг, 1 приведена функциональ ная схема устройства, реализующего способ группировки микросхем по быстродействию; на Фиг, 2 - блок-схема блока Фиксации временного рассогласования; на Фиг.З - блок-схема рецир- О кулятора; на Фиг. 4 - временные диаграммы, поясняющие осуществление способа. Устройство для реализации способа группировки микросхем по быстродействию содержит и рециркуляторов 1-1 п(п)/2 блоков 2 - 2 ь 2 - 2"фиксации временнык рассогласований в игруппах, (и) (и) /2 элементов З - 3 , 3 - 3ИЛИ в игруппах, блок 4 задания временных интервалов, иэлементов 5 - 5задержки и вход 6 запуска устройства, при этом группы блоков Фиксации временного рассогласования с первой по (и)-ю включают соответственно от идо одного блоков Фиксации временного рассогласования, входы запуска рециркуляторов 1 -1 я объеди 40 иены и соединены с входами 6 запуска устройства и блока 4, импульсный вход которого соединен с выходом и-го рециркулятора 1, а выходы рециркуляторов 1 с первого по (и)-й45 соединены с первыми входами всех блоков 2 соответственно с первой по (и)-ю групп, вторые входы -х блоков 2 в к-й группе соединены с выходами (к+)-х рециркуляторов, .третьи входы блоков 2 л -2первой группы соединены с вьпсодом блока 4 и входами вьпслючения рециркуляторов 1 с первого по п-й, третьи входы бло 2 2нков 2 2 2 с второй по (и"1)-ю груйп объединены внутри группы н соединены с третьими входами блоков 22 2 л ,2 2л л бйсоответственно с первой по (п)-ю групп через элементы 5 - 5 задержки соответственно с первого по (п)-й, четвертые входы первых бло 2 эков 2,2 2 групп с второй по (и)-ю соединены с пятыми входа 5 и. ми блоков 22 д 2 гРУпп с третьей по (и)-ю соответственног четвертые входы блоков 2 - 2 пс первого по (и)-й второй группыс соединены с выходами блоков 2 - 2соответственно с второго по (и)-й из первой группы, четвертые входы3 е-го блока 2, - 2в группах с третьей по последнюю соединены соответственно с выходами 1-х элемент-тов 3 - 3; в группах с первой по (п-З)-ю, первые входы д-х элемен"и-тов 3, - 3;соединены с выходами, а вторые их входы - с четвертыми входами (3.+1)-х блоков 2;- 22 о- предыдущей группы, выходы первых блоКков 2 в группе с номером к,начиная с второй по (п)-ю, соединены с шестыми входами первых блоков 2 ф в группе к+1, выход первого блока 2 л первой группы соединен с пятыми входами всех блоков 2 - 2 второй группы, второй вход первого блока 2, перйой группы соединен с выходом второго рециркулятора 12, а выход п-го рециркулятора 1 п соединен с вторым входом блока 2 (и)-йь- группы, Причем И означает -й блок в к-й группе.Блок 2 Фиксации временного рассогласования (Фиг. 2). выполнен в виде первого 7 и второго 8 элементов НЕ,входы которых соединены соответственно с первым и вторым входами блока 2,а их выходы - соответственно с перными входами первого 9 и второго 10 элементов И, вторые входы которых соединены соответственно с вторыми первым входами блока 2, выходы первого 9 и второго 10 элементов И через первый элемент 11 ИЛИ соединены со счетным входом первого триггера 12, выход которого соединен с первыми входами, третьего 13 и четвертого 14 элементов И, вторые входы которых соединены соответственно с выходами первого 9 и второго 10 элементов И, выходы третьего 13 и четвертого 14 элементов И соединены через. второй элемент 15 ИЛИ с первым входом пятого элемента 1 б И ичерез элемент 17 задержки с вторым входом пятого элемента 16 И, выход148005 которого соединен с первым входомтретьего элемента 18 ИЛИ, второй,третий и четвертый входы которогосоединены соответственно с шестым,пятым и четвертым входами блока фиксации временного рассогласования,а выход третьего элемента 18 ИЛИсоединен с входом сброса второготриггера 19, выход которого соединенс первым входом шестого элемента 20 И, Овторой вход которого соединен с третьим входом блока фиксации временного рассогласования, а выход соединен с выходом блока 2 и входом третьего триггера 2.1, выход которого соединен с входом индикатора 22.На фиг. 3 приведена схема рециркулятора 1, содержащего замкнутыев кольцо последовательно соединенныеэлемент 23 ИЛИ, контролируемую микросхему 24, элемент 25 задержки иключ 26, при этом вход элемента 23 ИЛИ,соединенный с входом включения ключа 26, и выход элемента 25 являютсясоответственно входом и выходом рециркулятора, а вход выключения ключа 26 является входом выключениярециркулятора 1.Группировка микросхем по быстродействию осуществляется следующимобразом.По сигналу 27 запуска (фиг, 4),в качестве которого предпочтительнееиспольэовать прямоугольный импульсс, крутыми фронтами, запускаются рециркуляторы 1 - 1 в блоках 2триггеры 12 обнуляются, триггеры 19и 21 устанавливаются в состояние,в котором они вьщают соответственноразрешающий и запрещающий сигналы40на управляемые ими элемент 20 И и индикатор 22.В блоке 4, выполненном, например,в виде делителя с управляемым коэф-.фициентом деления, по этому сигналу45устанавливается код, определяющийдлительность временного интервала ,в пределах. которого осуществляетсяанализ микросхем,При этом временный интервал зада- ф 50ют из условия- -ТЬсУгде д 3 - допустимое рассогласованиепериодов циркуляции за время С, мкс;3 - заданная точность группиров-ки, мкс; 8Т - период циркуляции импульсов, мкс.Так; если заданы величины Р и , то в блоке 4 устанавливается4 скод частногоГИмпульсы 28, 29 и 30 с рециркуляторов 1 - 1 поступают в группы5блоков 2, в которых осуществляется лопарное сравнение взаимного временного положения циркулирующих импульсов.На выходе элемента 11 блока 24 первой группы формируются импульсы 31 а на выходе триггера 12 - им)пульсы 32. При этом на выходе элемента 15 ИЛИ появляются импульсы 33, которые на выходе элемента 17 задержки дают импульсы 34 В моменты, когда величина временного рассогласования сравниваемых импульсов превышает величину допускафс, задаваемого элементом 17 задержки, в соответствующем блоке 2 формируется импульс 35.В блоке 2 на выходе элемента 11 формируются импульсы 36, на выходе триггера 12 - импульсы 37, на выходе элемента 15 - импульсы 38, на выходе элемента 17 задержки этого блока - импульсы 39. При этом в блоке 2на выходе триггера 19 присутствует сигнал 40 на выходе тригЭгера 19 блока 2 - сигнал 4.1. Импульс 35 с выхода элемента 17 через элемент 18 ИЛИ поступает на триггер 19 и переводит его из первоначаль-ного единичного состояния в нулевое, при котором триггер 19 вьщает на элемент 20 сигнал, запрещающий прохождение через него импульса 42 опроса, а значит, и выдачу его на триггер 21 и на выход блока 2. Если временное рассогласование сравниваемых импульсов до момента поступления импульса 42 опроса меньше величины Ь 2, то импульс с элемен" та 16 И не поступает и триггер 19 остается в прежнем состоянии, С поступлением сигнала 42 опроса с блока 4 задания временного интервала рециркуляторы выключаются путем размыкания кольца с помощью ключа 26 и начинается опрос состояния триггеров 19 блоков 2. Первой опрашива 4ется первая .группа блоков 2 - 2 л, подключенная к первому рециркулятору 1, содержащему первую из анализируемых ИМС. Если какая-либо из мик9. 11480 росхем совпадает по быстродействию с первой ИИС, на выходе соответствующего блока 2 первой группы появля, ется импульс 43 опроса, а в еамомблоке срабатывает индикатор 22, указывающий на порядковый номер совпавшей ИМС.По сигналу 42 с данного блока из дальнейшего опроса путем сброса триггеров 19 исключаются все блоки 2; 10к последующих групп, в которых осуществляется сравнение данной микросхемы со всеми остальными. В качестве индикатора 22 может быть использована широко применяемая сборка, состоя щая из светодиода и управляющей мик. - росхемы с открытым коллектором, а также лампочка с ключом, подсвечивающая табло с порядковым номером совпавшей микросхемы. 20После опроса пблоков 2 первой группы задержанный сигнал опроса последовательно поступает на вторую, третью и т,д. до последней группы и, состоящей из блока 21. Фиксация совПпадений или несовпадений микросхем между собой в этих группах осуществляется аналогично изложенному. 05 10,После окончания опроса всех группблоков 2 в устройстве индицируютсягруппы микросхем с одинаковым быстродействием.Предлагаемые способ и устройство,его реализующее, по сравнению с известными способом и реализующим егоустройством позволяют повысить точность и производительность (на несколько порядков) в результате существенного сокращения затрат времени на группировку, при этом выигрышпо времени тем больше, чем большеечисло микросхем контролируется одновременно. В предлагаемом устройстве точность может достигать долей наносекунд при использовании элементов с обычным быстродействием, для обеспечения требуемой точности следует выбрать лишь соответствующее время группировки.Кроме того, предлагаемый способ и устройство позволяют осуществлять группировку по быстродействию целых сборок и узлов, например ячеек задержки цифровых линий.114 Г:305 Составитель В.Карноскан Техред Л.Иикеш едактор Л.Весел ектор, А. Зимокосов Подписное Эаказ Филиал ППП фПатент", г.Ужгород, ул.Проектная 71/38 ВНИИПИ Гос но д 3035, Иосква