デジタル​パターン​計測​器​へ​の​移行​にあたって​の​留意​事項

概要

PXI​デジタル​パターン​計測​器​は、​半導体​テスト​エンジニア​が​普段​見慣​れ​て​いる​機能​や​プログラミング​手段​を通じて、​PXI​プラットフォーム​上​で​ATE (Automated Test Equipment: 自動​テスト​装置) と​同等​以上​の​デジタル​性能​を​提供​し​ます。​この​よう​な​機能​は、​計測​器​の​ハードウェア​面​だけ​で​なく、​NI-​Digital Pattern Driver​や​Digital Pattern Editor​など​の​ソフトウェア​に​も​支え​ら​れ​てい​ます。​半導体​テスト​に​従事​する​エンジニア​にとって、​デジタル​パターン​計測​器​の​ユーザエクスペリエンス​は、​NI-​HSDIO​デバイス​ドライ​バ​を​使用​する​従来​の​NI PXI​デジタル​波形​計測​器​より​も​一段と​洗練​さ​れ​た​もの​となり​ます。​これ​は、​前述​の​よう​に、​デジタル​パターン​計測​器​の​使い勝手​が​半導体​テスト​エンジニア​に​なじみ​の​深い​もの​を​採用​し​て​いる​一方、​PXI​デジタル​波形​計測​器​は​半導体​テスト​の​現場​で​慣習​的​に​使用​さ​れる​もの​と​は​違​っ​た​プログラミング​方式​に​基づく​ため​です。​そのため、​デジタル​パターン​計測​器​と​デジタル​波形​計測​器​の​間​に​は、​仕様​や​テスト​プログラム​開発​アプローチ​の​面​で​留意​し​て​おく​べ​き​差異​が​あり​ます。​本​ドキュメント​では、​特に​PPMU (Per-​Pin Parametric Measurement Unit: ピン​ごと​の​パラメトリック​計測​ユニット) を​備え​た​24​チャンネル​搭載​の​PXIe-6556​および​PXIe-6555​デジタル​波形​計測​器​を​使用​し​て​いる​お客様​が、​テスト​プログラム​を​PXIe-6570​デジタル​パターン​計測​器​に​移行​する​場合​の​留意​点​を​まとめ​てい​ます。

内容

PXIe-6555​または​PXIe-6556​から​の​移行

PXIe-6555​および​PXIe-6556デジタル​波形​計測器は、​販売​終了​を​間近​に​控え​てい​ます。​お客様​の​アプリケーション​で​これらの​モジュール​を​利用​し​て​いる​場合、​アプリケーション​の​要件​に​応​じ​て​PXIe-6570​デジタル​パターン​計測​器​または​別​の​デジタル​波形​計測​器​へ​の​移行​を​ご​検討​くだ​さい。​以降​の​セクション​を​参照​する​こと​で、​ご​利用​の​アプリケーション​にとって​最適​な​移行​の​選択肢​を​判断​し​てい​た​だけ​ます。

PPMU (Per-​Pin Parametric Measurement Unit: ピン​ごと​の​パラメトリック​計測​ユニット) と​能動​負荷

PXIe-6555​および​PXIe-6556​デジタル​波形​計測​器​は、​PPMU​と​能動​負荷 (アクティブ​ロード) 機能​を​搭載​し​てい​ます。​この​機能​を​備え​た​デジタル​波形​計測​器​は​PXIe-6555​と​PXIe-6556​のみ​です。​そのため、​PPMU​や​能動​負荷​が​必要​な​アプリケーション​を​ご​利用​の​場合​は、​これらの​機能​を​搭載​した​PXIe-6570​デジタル​パターン​計測​器​へ​の​移行​を​ご​検討​くだ​さい。

100 M​ビット/​秒​を​超える​データ​レート

PXIe-6555​および​PXIe-6556​デジタル​波形​計測​器​は、​最大​周波数​200 MHz​の​固定​サンプル​クロック​に​基​づ​い​て​データ​を​集録​および​生成​し​ます。​PXIe-6570​デジタル​パターン​計測​器​は、​サンプル​では​なく​ベクトル​単位​の​強力​な​タイミング​制御​を​利用​し​て​いる​ため、​ドライブ​エッジ​と​比較​エッジ​を​柔軟​かつ​きわめて​正確​に​構成​する​こと​が​可能​です。​PXIe-6570​の​最小​ベクトル​周期​は​10​ナノ​秒​ですから、​Return-​to-​Low (RL) または​Return-​to-​High (RH) の​ドライブ​フォーマット​を​使用​し​て​100 MHz​クロック​を​生成​でき​ます。​データ​ピン​では、​Non-​Return (NR) の​ドライブ​フォーマット​を​使用​する​の​が​一般​的​で、​ビット​レート​は​最大​100 Mbps​となり​ます (100 MHz​まで​シングル​データ​レート​の​インタフェース​で​問題​なく​動作​し​ます)。​DDR (デュアル​データ​レート) インタフェース​の​場合、​データ​ピン​は​クロック​ピンと​同じ​頻度​で​更新​さ​れ​ます。​したがって、​100 MHz​の​Non-​Return (NR) ドライブ​フォーマット​では、​50 MHz​の​DDR​インタフェース​となり​ます。​さらに、​現時点​で​比較​ストローブ​は​10​ナノ​秒​周期​で​1​回​実行​さ​れ​ます。​つまり、​PXIe-6570​の​場合、​データ​の​比較​は​100 Mbps​に​制限​さ​れ​ます。​一方、​PXIe-6555​および​PXIe-6556​は、​200 Mbps​で​データ​を​比較​する​能力​が​あり​ます。​NI​は​近い​将来​PXIe-6570​の​データ​レート​を​高速​化​する​予定​ですが、​お客様​の​アプリケーション​にとって​上記​の​データ​レート​が​懸念​材料​と​なる​場合​は、​NI​担当​者​まで​お​問い合わせ​くだ​さい。​デジタル​波形​計測​器​と​デジタル​パターン​計測​器​の​間​で​タイミング​の​取り​方​が​どの​よう​に​異なる​か、​その​違い​について、​この​ドキュメント​の​「サンプル​レート​から​タイム​セット​へ」​セクション​に​詳しい​説明​が​あり​ます。

32​ピン​を​超える​DUT

複数​台​の​PXIe-6555​または​PXIe-6556​を​同期​し​て​32​ピン​超​の​DUT​に​接続​する​よう​な​アプリケーション​では、​PXIe-6570​へ​の​移行​時に​追加​の​キ​ャ​リ​ブ​レ​ー​ション​手順​を​実行​し​て、​計測​器​間​の​ピンアライメント​を​確保​する​こと​が​必須​に​なる​場合​が​あり​ます。

PXI​デジタル​波形​計測​器​の​オプション

PXIe-6544​と​PXIe-6545​は、​それぞれ​100 MHz​と​200 MHz​で​動作​する​32​ピン​の​デジタル​計測​器​です。​シングル​エンド​インタフェース​を​持つ​多く​の​標準​電圧​レベル​に​対応​し​ます。​両​計測​器​とも、​バンク​ごと​の​データ​デ​スキュー​および​データ​遅延​に​対応​し​てい​ます。​これ​によって、​DUT​と​の​接続、​プロトコル​の​テスト、​ケーブル​その他​の​障害​によって​必要​と​なる​スキュー​調整​が​可能​です。

PXIe-6547​および​PXIe-6548​は​32​ピン​の​100 MHz​および​200 MHz​の​デジタル​波形​計測​器​です。​1.2 V​~​3.3 V​の​間​で​高​電圧​レベル​を​生成​し、​最大​5 V​まで​の​入力​保護​機能​を​備え​てい​ます。​PXIe-6547​および​PXIe-6548​カード​も​また​バンク​ごと​の​データ​デ​スキュー​および​データ​遅延​に​対応​し、​DUT​と​の​接続、​プロトコル​の​テスト、​ケーブル​など​の​障害​によって​必要​と​なる​スキュー​調整​が​可能​です。

以下​は、​PXIe-6555​および​PXIe-6556​を、​PXIe-6570​デジタル​パターン​計測​器、​および​PXIe-6544、​PXIe-6545、​PXIe-6547、​PXIe-6548​デジタル​波形​計測​器​と​比較​した​表​です。

  PXIe-6555/6 PXIe-6570 PXIe-6544 PXIe-6545 PXIe-6547 PXIe-6548
計測​器​の​タイプ デジタル​波形 デジタル​パターン デジタル​波形 デジタル​波形
ドライバ NI-​HSDIO NI-​Digital Pattern NI-​HSDIO NI-​HSDIO
双方向​チャンネル​の数 24 32 32 32
論理​レベル​と​範囲 -2 V​~​7 V -2 V​~​6 V 1.2 V、​1.5 V、​1.8 V、​2.5 V、​3.3 V 1.2 V​~​3.3 V
プログラム​可能 プログラム​可能 選択​可能 プログラム​可能
高度​過電圧​保護 なし あり なし なし
最大​データ​レート 200 Mbps 100 Mbps 100 Mbps 200 Mbps DDR​で​200 Mbps DDR​で​400 Mbps
データ​形式 Non-​Return (NR)

Non-​Return (NR)

Return-​to-​Low (RL)

Return-​to-​High (RH)

Surround by Complement (SBC)

Non-​Return (NR)

Non-​Return (NR)

ハードウェア​比較

あり

あり

なし

あり

PPMU​機能

あり

あり

なし

なし

能動​負荷​機能

あり

あり

なし

なし


波形​から​パターンへ

PXIe-6555​や​PXIe-6556​など​の​デジタル​波形​計測​器​では、​生成​または​比較​する​データ​を​「波形」​という​パラダイム​によって​定義​し​ます。​波形​パラダイム​において​は、​出力​値​および​予想​さ​れる​入力​値​の​サンプリング​レート​は​固定​さ​れ​て​いる​ため、​波形​の​始め​から​終​わり​まで​同一​周期​で​サンプリング​を​行い​ます。

図​1.デジタル​波形​計測​器​は、​等間隔​で​サンプリング​する​波形​データ​形式​を​使用​し​ます。

 

一方、​PXIe-6570​デジタル​パターン​計測​器​では、​波形​に​基づく​パラダイム​から​離れ​て​「パターン」​に​基づく​パラダイム​を​採用​し​てい​ます。​パターン​では、​入力値と出力値はサンプリングではなくベクトルで定義され、​それぞれ​が​ベクトル​単位​の​固有​の​タイミング​特性​を​有​し​ます。​これ​によって、​ドライブ​値​と​比較​値​を​より​自在​に​制御​する​こと​が​可能​です。

図​2.デジタル​パターン​計測​器​は、​複数​の​パターン​を​バースト​し​ます。​その​際、​さまざま​な​タイミング​構成​や​レベル​構成​を​利用​でき​ます​が、​これら​は​データ​と​は​別に​定義​する​こと​が​可能​です。

 

パターン​の​詳細​について​は「デジタル​パターン​ヘルプ」​ドキュメント​を​参照​し​て​くだ​さい。

 

サンプリング​レート​から​タイム​セットへ

デジタル​波形​計測​器​では、​サンプル​クロック​の​エッジ​を​利用​し​て、​ビット​の​遷移​を​定義​し、​状態​を​比較​し​ます。​ただし、​これ​は​デジタル​データ​の​オーバー​サンプリング​に​つながり​ます。​波形​に対する​タイミング​の​分解能​を​高める​ため​に、​クロック​周期​ごと​に​複数​の​データ​ポイント​を​配置​する​こと​で、​波形​ファイル​の​サイズ​が​大​きく​なる​から​です。​この​ため、​メモリ​の​ロード​や​大きな​ファイル​の​管理​に​余計​な​時間​が​かかり、​アプリケーション​構築​の​際​の​課題​となり​ます。​こうした​オーバー​サンプリング​では、​計測​器​が​生成​可能​な​上限​の​クロック​タイム​速度​に​制約​さ​れる​ため、​波形​に​配置​する​エッジ​の​分解能​は​粗​く​な​って​しま​い​ます。

図​3.デジタル​波形​計測​器​では​、​あらかじめ​決め​ら​れ​た​クロック​エッジ​で​のみ​ライン​値​の​変更​を​アサート​する​こと​が​でき​ます。​これ​に対して​デジタル​パターン​計測​器​では​、​サイクル​ごと​に​ベクトル​内​の​データ​遷移​を​任意​の​位置​に​設定​する​こと​が​でき​ます。

 

デジタルパターン計測器ではタイムセットの概念が導入され、​柔軟​かつ​高​分解能​の​タイミング​構成​が​可能​に​な​って​い​ます。​個々​の​タイム​セット​は、​すべて​の​ピン​に対して​一律​に​ベクトル​周期​を​定義​し、​さらに​ドライブ​フォーマット、​ドライブ​エッジ、​および​比較​エッジ​を​ピン​単位​で​構成​する​こと​が​可能​です (PXIe-6570​の​場合、​エッジ​配置​分解能​は​39.0625​ピコ​秒)。​パターン​内​の​各​ベクトル​は、​定義​済み​の​タイム​セット​と​各​ピン​の​データ​値​から​構成​さ​れ​ます。​データ​定義​と​タイミング​定義​を​分離​する​こと​で、​より​柔軟​で​モジュール​性​の​高い​パターン​作成​が​可能​となり、​必要​な​ファイルサイズ​も​デジタル​波形​計測​器​に​比べる​と​わずか​な​もの​です。

デジタル​パターン​計測​器​の​仕様​の​うち、​とりわけ​重要​な​の​が​ベクトル​レート​です。​PXIe-6570​の​最大​ベクトル​レート​は​100 MHz​で、​これ​は​最小​ベクトル​周期​10​ナノ​秒​に​相当​し​ます。​この​仕様​は、​デジタル​波形​計測​器​で​定義​さ​れる​最大​クロック​レート​と​機能​的​に​同等​では​ありま​せん。​デジタル​波形​計測​器​では、​定義​さ​れ​た​サンプル​クロック​レート​で​しか​Non-​Return (NR) の​生成​と​比較​が​行​え​ない​の​に対し、​デジタル​パターン​計測​器​では、​1​つ​の​ベクトル​周期​内​に​ドライブ​エッジ​および​比較​エッジ​を​柔軟​に​配置​できる​から​です。​たとえば、​サンプル​クロック​レート​が​200 MHz​の​デジタル​波形​計測​器​では、​ピン​の​High/​Low​の​状態​を​5​ナノ​秒​周期​で​変更​でき​ます。​この​とき、​データ​ピン​が​生成​できる​クロック​信号​は​最大​100 MHz (5​ナノ​秒間​の​Low、​5​ナノ​秒間​の​High) となり​ます。​一方、​デジタル​パターン​計測​器​に​は​Return-​to-​High (RH) と​Return-​to-​Low (RL) の​ドライブ​フォーマット​が​あり、​1​つ​の​ベクトル​周期​で​2​ビット​を​駆動​でき​ます。​また、​これ​により​PXIe-6570​の​1​つ​の​ピン​から​最大​100 MHz​の​クロック​信号​を​生成​可能​です。​この​違い​を​図​4​に​示し​ます。​この​図​では​PXIe-6555​および​PXIe-6556​と​PXIe-6570​の​データ​ピン​で​生成​可能​な​最大​クロック​を​比較​し​てい​ます。

 

図​4.PXIe-6555​および​PXIe-6556​は、​200 MHz​の​サンプリング​レート​で、​DUT​に対して​1​つ​の​データ​ピン​上​に​100 MHz​の​クロック​信号​を​生成​する​こと​が​でき​ます。​PXIe-6570​も​また​100 MHz​の​ベクトル​レート​で​DUT​に対して​100 MHz​の​サンプル​クロック​信号​を​生成​可能​ですが、​これ​は​デジタル​パターン​計測​器​が​ドライブ​フォーマット​を​柔軟​に​定義​できる​という​特徴​を​活​かし​てい​ます。

 

この​タイミング​動作​の​違い​により、​PXIe-6545、​PXIe-6548、​PXIe-6555、​および​PXIe-6556​の​各​デジタル​波形​計測​器​は、​PXIe-6570​より​高い​レート​で​デジタル​データ​を​生成​し、​集録​でき​ます。​NI​は​PXIe-6570​の​データ​レート​を​高速​化​する​予定​ですが、​お客様​の​アプリケーション​が​現行​より​高い​データ​レート​を​要件​と​する​場合​は、​NI​担当​者​まで​お​問い合わせ​くだ​さい。

デジタル​パターン​計測​器​の​タイミング​の​詳細​について​は「デジタル​パターン​ヘルプ」​ドキュメント​を​参照​し​て​くだ​さい。

 

NI-​HSDIO​から​NI-​Digitalへ

デジタル​波形​計測​器​では、​NI-​HSDIO​ドライバ​を​使​って​計測​器​の​各種​機能​を​プログラム​的​に​制御​し​ます。​ドライバ​の​フレーム​ワーク​は、​デュアルセッションベースのアーキテクチャで構成され、​ユーザ​は​計測​器​ごと​に​生成​セッション​と​集録​セッション​を​1​つ​ずつ​作成​し​て​デバイス​の​デジタル​I/​O​に​アクセス​し​ます。​この​ドライバ​は​LabVIEW、​C、​または.NET​の​ラッパー​で​サポート​さ​れ​てい​ます。

NI-HSDIO計測器ドライバとNI-Digital Pattern Driverの相違点

図​5.NI-​HSDIO​計測​器​ドライバ​と​NI-​Digital Pattern Driver​は​多く​の​点​で​異​なり​ます​が、​最大​の​違い​の​1​つ​は​NI-​HSDIO​では​集録​と​生成​が​個別​の​タスク​を​必要​と​する​点​です。​NI-​Digital Pattern Driver​を​使用​すると、​1​つ​の​パターン​に​集録​と​生成​を​含める​こと​が​でき​ます。

デジタル​パターン​計測​器​では、​NI-​Digital Pattern Driver​を​使​って​各種​機能​を​プログラム​的​に​制御​し​ます。​この​ドライバ​は、​NI-​HSDIO​と​互換​では​ありま​せん。​つまり、​デジタル​波形​計測​器​から​デジタル​パターン​計測​器​へ​移行​する​際​に、​既存​の​コード​を​修正​し​て​新規​に​この​API​を​組み込む​必要​が​あり​ます。​NI-​Digital Pattern Driver​では​1​台​の​計測​器​に​1​セッション​のみ​存在​し​ます。​1​つ​の​セッション​で、​ユーザ​は​ドライブ​と​比較​の​両​ステート​を​包含​する​複数​の​パターン​を​プログラム​的​に​バースト​する​こと​が​可能​です。​NI-​Digital Pattern Driver​は、​LabVIEW、.NET、​および​C​の​各​言語​に​対応​し​ます。

 

プログラム​による​計測​器​構成​から​シート​に​基づく​構成へ

デジタル​波形​デバイス​の​場合、​NI-​HSDIO API​を​使​って​サンプリング​レート、​データ​遅延、​電圧​レベル​など​の​セッション​構成​を​定義​し、​コード​実行​時に​計測​器​に​適用​し​ます。​この​構成​方法​では、​設定​値​の​変更​に​コード​の​修正​が​必要​と​なる​ため、​ユーザ​は​クラス​を​使用​する​か、​独自​に​ファイル​タイプ​を​構築​し​て、​VI​アーキテクチャ​全体​にわたって​設定​値​を​渡す​場合​が​多く​なり​ます。

デジタル​パターン​計測​器​では、​より​モジュール​性​の​高い​方法​で​構成​する​こと​が​可能​です。​計測​器​の​構成​を​シート​と​呼ばれる​外部​ファイル​に​保存​し、​これ​を​デジタル​パターン​計測​器​に​ロード​する​の​です。​シート​は、​Digital Pattern Editor (DPE) で​作成​し、​編集​でき​ます。​これ​に​は、​タイム​セット​を​定義​する​タイミング​シート、​ドライブ​電圧​と​比較​電圧​を​定義​する​レベル​シート、​他の​シート​で​利用​可能​な​ユーザ​定義​変数​を​定め​た​仕様​シート​など​が​あり​ます。​これらの​シート​は​DPE​によって​手動​で​ロード​する​こと​も、​NI-​Digital API​で​プログラム​的​に​ロード​する​こと​も​でき​ます。​この​方法​では、​構成​内容​を​転送​し​て​複数​の​構成​を​管理​し、​さらに​デバッグ​構成​を​DPE​から​自分​の​アプリケーション​開発​環境​へ​と​移植​する​こと​も​簡単​です。

 

チャンネル​参照​番号​から​ピン​マップへ

デジタル​波形​計測​器​の​場合、​計測​器​の​チャンネル​は​NI-​HSDIO API​を通じて​コード​内部​で​定義​および​構成​さ​れ​ます。​これらの​チャンネル​は、​計測​器​を​中心​と​した​チャンネル​番号​によって​参照​さ​れ​ます。​この​とき​ユーザ​は、​アプリケーション​全体​を通じて、​どの​計測​器​チャンネル​が​どの​DUT​ピン​に​接続​さ​れる​の​か​を​把握​し​て​おく​必要​が​あり​ます。​また、​計測​器​を​中心​と​した​チャンネル​定義​では、​将来​計測​器​を​交換​した​り​アップ​グレード​した​り​する​際​に、​コード​の​記述​内容​を​変更​する​必要​が​出​て​き​ます。

デジタル​パターン​計測​器​の​場合、​ユーザ​による​構成​が​可能​な​ピン​マップ​ファイル​を​使用​し​て、​論理​的​な​ピン​名​と​ピン​グループ​を​アプリケーション​において​特定​の​計測​器​チャンネル​に​マッピング​し​ます。​この​ピン​マップ​ファイル​を​複数​の​計測​器​にわたって​展開​する​こと​で​ユーザ​は、​計測​器​の​チャンネル​番号​では​なく​抽象​化​さ​れ​て​直観​的​な​認識​が​可能​な​DUT​名​と​システム​ピン​名​を​使​って​作業​できる​よう​に​なり​ます。​ピン​マップ​の​保存​先​および​ロード​先​と​なる​計測​器​の​台数​に​制限​は​ありま​せん。​複数​の​ピン​マップ​ファイル​を​管理​する​こと​で、​プログラム的に構成可能な環境が生み出され、​アプリケーション​コード​の​修正​を​最小限​に​抑え​ながら​多種​多様​な​DUT​に​対応​する​こと​が​でき​ます。

 

計測​器​中心​の​電圧​レベル​から​DUT​中心​の​電圧​レベルへ

デジタル​波形​計測​器​では、​計測​器​を​中心​と​した​アプローチ​で​電圧​レベル​を​定義​し​ます。​たとえば、VIHとVILは​デジタル​波形​計測​器​へ​の​入力​電圧​を​比較​する​際​の​しき​い​値​で​ある​High​と​Low​の​定義​で​あり、VOHとVOLは​計測​器​が​駆動​する​電圧​出力​レベル​の​定義​です。

図​6.デジタル​波形​計測​器​の​チャンネル​ドライ​バ​や​コンパ​レ​ータ​が​使用​する​レベル​は、​計測​器​を​テスト​プログラム​の​中心​と​み​なし​てい​ます。

 

デジタル​パターン​計測​器​では、​計測​器​の​電圧​レベル​の​定義​方法​を、​DUT​を​中心​と​する​方法​へ​と​シフト​し​てい​ます。​NI-​Digital Pattern Driver​および​Digital Pattern Editor​では、VIHとVILによって​DUT​の​しき​い​値​を​定義​し、​計測​器​から​駆動​さ​れる​High​と​Low​を​決定​し​ます。​同様​に、VOHとVOLは​DUT​から​出力​さ​れる​High​と​Low​の​電圧​を​定義​し、​デジタル​パターン​計測​器​によって​この​データ​が​予測​値​と​適切​に​比較​さ​れ​ます。​DUT​を​中心​と​する​アプローチ​によって、​ユーザ​は​DUT​の​データ​シート​と​計測​器​の​構成​の​間​で​一貫​した​定義​を​保つ​こと​が​でき​ます。​こうして、​テスト​エンジニア​は​DUT​データ​シート​に​記載​さ​れ​て​いるVIH、VIL、VOH、VOLの​各​値​を​そのまま​利用​できる​ため、​計測​器​を​中心​と​する​定義​に​変換​する​必要​が​ありま​せん。

 

図​7.デジタル​パターン​計測​器​の​チャンネル​ドライ​バ​や​コンパ​レ​ータ​によって​利用​さ​れる​レベル​は、​計測​器​では​なく​DUT​を​参照​し​ます。

 

スクリプト​から​オペコードへ

デジタル​波形​計測​器​では、​スクリプト​を​使​って​非線形、​動的、​または​反復​的​な​I/​O​を​実行​し​ます。​スクリプト​言語​の​利用​によって、​複数​の​波形​を​シーケンス​化​し​て​モジュール​性​を​高め、​反復​可能​な​波形​を​循環​さ​せ​て​メモリ​を​最適​化​し、​論理​と​トリガ​に​基づく​ダイナミック​な​動作​による​柔軟性​を​実現​し​ます。​ただし、​スクリプト​は​波形​と​は​別に​定義​さ​れる​ため、​結果​として​デジタル​波形​計測​器​で​サポート​さ​れる​動作​が​制約​を​受ける​場合​が​あり​ます。

図​8.デジタル​波形​計測​器​は、​スクリプト​を​使用​し​て​論理​ループ​による​デジタル​波形​を​生成​し​ます。​デジタル​パターン​計測​器​では​オペコード​の​使用​によって、​論理​パターン​の​バースト​実行​能力​が​大幅​に​拡張​さ​れ​てい​ます。

 

デジタル​パターン​計測​器​は、​スクリプト​では​なく​オペコード​を​使用​する​こと​で​高度​な​I/​O​動作​を​実現​し​ます。​オペコード​を​使​え​ば​ループ、​リンク、​条件​付き​分岐、​ハンド​シェイク (シーケンサフラグ​と​レジスタ) など​を​実行​でき​ます。​さらに、​デジタル​ソース​オ​ペ​コード​は​動的​な​波形​スクリプト​機能​に​代わる​拡張​機能​です。​オペコード​は​ベクトル​単位​で​構成​できる​ため、​デジタル​波形​計測​器​の​スクリプト​と​比較​し​て、​より​柔軟性​の​高い​高​機能​の​I/​O​制御​が​可能​です。

バースト​の​生成​と​集録

デジタル​波形​計測​器​では、​生成​と​集録​という​2​つ​の​処理​を通じて​すべて​の​デジタル​I/​O​を​実行​し​ます。​生成​セッション​は​波形​ファイル​に​基​づ​い​て​計測​器​から​さまざま​な​値​を​出力​し、​集録​セッション​は​計測​器​が​受信​した​デジタル​データ​を​解析​または​保存​し​ます。​刺激/​応答​テスト​など​の​双方向​処理​では、​生成​セッション​と​集録​セッション​の​両方​を​アプリケーション​に​構成​する​必要​が​あり​ます。

デジタル​パターン​計測​器​の​場合、​計測​器​から​の​入力​と​出力​の​両方​とも​1​つ​の​セッション​で​管理​さ​れ​ます。​計測​器​の​動作​は、​ピン​ごと​に​ベクトル​単位​で​構成​した​パターン​データ​によって​定義​さ​れ​ます。​この​パターン​に​は、​ドライブ​値 (0、​1、​D) または​比較​値 (L、​H、​M、​V、​X) を​格納​でき​ます。​ドライバ​および​パターン​ファイル​で​事前​に​構成​した​キャプチャ​波形​を​使​って、​実行​時に​データ​を​キャプチャ​する​こと​も​でき​ます。

Digital Waveform Editor​から​Digital Pattern Editorへ

Digital Waveform Editor (DWE) アプリケーション​では、​テキスト​の​編集​や​プログラム​による​作成​では​なく、​ユーザ​インタフェース​を​使用​し​て​波形​ファイル​を​作成​および​編集​し​ます。​Digital Waveform Editor (DWE) は​単純​な​波形​を​編集​する​こと​が​目的​で​あり、​DWE​から​ユーザ​が​直接​ハードウェア​を​操作​する​こと​は​でき​ま​せん。​したがって、​ユーザ​は​DWE​から​波形​を​エクスポート​し、​NI-​HSDIO API​を​使​って​開発​環境​に​この​波形​を​ロード​する​必要​が​あり​ます。

図​9.Digital Waveform Editor​を​使​って​ユーザ​は、​グラフィカル​な​環境​で​デジタル​波形​データ​を​構築​し、​その​データ​を​NI-​HSDIO​ドライバ​で​利用​可能​な​ファイル​形式​に​エクスポート​する​こと​が​でき​ます。

 

デジタル​パターン​計測​器​に​は、​DWE​より​も​包括​的​な​機能​を​持つ​アプリケーション​ソフトウェア​環境​として​Digital Pattern Editor (DPE) が​付属​し​ます。​DPE​では、​パターン​データ​の​編集​だけ​で​なく、​以下​の​よう​な​さまざま​な​コード​を​開発​し、​デバッグ​する​こと​が​可能​です。

  • リアルタイム​で​計測​器​と​その​各種​機能​を​操作​し​ながら、​ピン​表示​画面​で​パターン​を​デバッグ​する
  • 履歴​RAM (HRAM)、​Shmoo​プロット、​デジタル​スコープ​の​各​機能​を​使​って​バースト​パターン​の​結果​を​解析​する
  • ファイル​を​プロジェクト​ごと​に​整理​し​て​複数​の​開発​マシン​に​保存​および​ロード​する
  • 他の​プロジェクト​から​パターン​ファイル​を​イン​ポート​または​エクスポート​する
  • アプリケーション​開発​環境 (ADE) で​実行​中​の​コード​を​リモート​から​デバッグ​し、​コード​の​任意​の​場所​で​ステータス​を​レポート​した​り​計測​器​を​手動​で​制御​した​り​する
  • 計測​器​の​構成​用​に​使用​する​タイミング、​レベル、​仕様​の​各​シート​を​作成​する
  • ピン​マップ​を​作成​し​て、​計測​器​の​物理​チャンネル​に​接続​する​ピン​名​を​論理​的​に​定義​する

 

図​10.Digital Pattern Editor​は、​構成​ファイル​を​開発​し、​編集​する​ため​の​統合​ソフトウェア​環境​です。​構成​ファイル​に​は、​ピン​マップ​を​はじめ、​仕様​や​レベル、​デジタル​パターン​データ、​タイミング​シート​など​が​あり​ます。​この​ほかに​も、​デジタル​スコープ​や​Shmoo​など​の​デバッグ​および​マージニング​用​ツール​が​付属​し​ます。

 

波形​ファイル​から​パターン​ファイルへ

デジタル​波形​計測​器​は、​複数​の​ファイル​形式​で​波形​データ​を​イン​ポート​および​エクスポート​でき​ます。​階層​型​波形​ファイル (.hws)、​テキストファイル (.txt)、​バイナリ​ファイル (.bin) など​の​ファイル​形式​が​利用​可能​です。​こうした​形式​に​は​一貫性​が​なく、​多く​の​場合、​タイミング​情報​など​の​メタデータ​を​抽出​する​の​が​困難​です。

デジタル​パターン​計測​器​では、​パターン​データ​を​単一​の​コンパイル​済み​デジタル​パターン​ファイル (.digipat) に​保存​し​ます。​この​ファイル​は​Digital Pattern Editor​で​直接​編集​する​こと​も、​NI-​Digital API​を​使​って​計測​器​に​ロード​する​こと​も​でき​ます。​Digital Pattern Editor​は​可読性​の​高い​ASCII​テキスト​形式 (.digipatsrc) で​の​イン​ポート​と​エクスポート​も​可能​ですから、​プログラム​による​柔軟​な​パターン​作成​や​他の​テキスト​ベース​形式​から​の​移行​に​便利​です。

TSSI​社​の​TD-​SCAN​ツールを使用すれば、​業界​標準​の​WGL​および​STIL​パターン​ファイル​を​変換​し​て​NI-​HSDIO​ドライバ​で​利用​する​こと​が​可能​です。​ただし、​PXIe-6555/6556​は​設計​上、​柔軟​な​タイミング​フォーマット​を​持​た​ない​ため、​こうした​変換​に​は​制限​が​ありま​した。

NI-​Digital​ドライバ​は​テキスト​ベース​の.digipatsrc​ファイル​を​イン​ポート​できる​ため、​いくつか​の​デジタル​パターン​ファイル​形式​を​NI​デジタル​パターン​計測​器​で​使用​できる​よう​に​変換​する​サード​パーティ​製​コンバータ​や​EDA​ツール​を​開発​する​こと​が​可能​です。

Digital Waveform Editor​で​作成​した​波形​ファイル (.hws、.bin、.txt) を​アプリケーション​です​で​に​使用​中​で​あれ​ば、​以下​の​ツール​を​使​って​Digital Pattern Editor​および​NI-​Digital​ドライバ​で​使用​できる​ファイル​に​これら​を​変換​する​こと​が​でき​ます。 

NI-​HSDIO to NI-​Digital Pattern Converter

仕様

ここ​では​PXIe-6555​と​PXIe-6556、​PXIe-6570​の​主​な​仕様​を​比較​し​ます。

 

  PXIe-6555およびPXIe-6556 PXIe-6570
仕様 PXIe-6555​および
PXIe-6556
PXIe-6570
ピン​エレクトロニクス

DCL: -2​~​+7 V、​35 mA

PPMU: -2​~​+7 V、​32 mA

能動​負荷:​24 mA

DCL: -2​~​+6 V、​32 mA

PPMU: -2​~​+6 V、​32 mA

能動​負荷:​24 mA

チャンネル数 24​チャンネル 32​チャンネル (STS-​Dx​で​最大​256​チャンネル​を​キ​ャ​リ​ブ​レ​ー​ション​可)
クロック​レート1 200 MHz 100 MHz
データ​周波数2 100 MHz 100 MHz (RL、​RH、​NR)、​50 MHz (SBC)
タイミング

800 Hz​~​200 MHz

<0.1 Hz​の​周期​分解能

固定​タイム​ベース

5 ns (ナノ​秒) の​エッジ​配置​分解能

25 kHz​~​100 MHz

38 fs (フェムト​秒) の​ベクトル​周期​分解能

31​の​タイミング​セット、​サイクル​ごと​の​調整

39.0625 ps (ピコ​秒) の​エッジ​配置​分解能

パターン​フォーマット Non-​Return (NR) Non-​Return (NR)、​Return-​to-​Low (RL)、​Return-​to-​High (RH)、​Surround by Complement (SBC)
メモリ​深度3 チャンネル​あたり​最大​64 Mbit チャンネル​あたり​128 M​ベクトル
PPMU​センス ローカル​および​リモート​センス ローカル​センス
PFI​ライン PPMU​対応​2​ライン、​高速​2​ライン、​クロック​用​2​ライン、​高​駆動​強度​8​ライン なし

1 クロック​レート​は、​計測​器​に​構成​可能​な​最大​クロック​周波数​です。

2 データ​周波数​は、​計測​器​の​チャンネル/​ピン​から​出力​さ​れる​データ​の​物理​周波数​です。​6556​では​最大​データ​周波数​は​クロック​レート​の​半分​です。​6570​では​データ​フォーマット​により​異​なり​ます。​Return-​to​データ​フォーマット​で​あれ​ば、​100 MHz​の​デジタル​信号​を​バースト​でき​ます​が、​Non-​Return (NR) や​Surround by Complement (SBC) データ​フォーマット​では​クロック​レート​の​半分​の​レート​で​デジタル​信号​を​バースト​する​ことに​なり​ます。

3 6556​の​メモリ​深度​は​サンプル​数​を​単位​として​い​ます​が、​データ​幅​構成​と​計測​器​購入​時​の​メモリ​オプション​によって​異なる​場合​が​あり​ます。​6570​の​メモリ​深度​は​ベクトル​数​を​単位​として​おり、​すべて​の​オプション​および​構成​で​常に​128 M​ベクトル​です。

 

ケーブル​と​アクセサリ

デジタル​波形​計測​器用​の​既存​の​ケーブル​や​アクセサリ​は、​デジタル​パターン​計測​器​とも​電気​的​な​互換性​が​あり​ます。 この​電気​的​な​互換性​により、​既存​の​SHC68-​C68-​D4​ケーブル、​フライング​リード、​端子​台​アクセサリ​など​を​アプリケーション​で​再​利用​でき​ます。 メモ:各​アクセサリ​の​ラベル​は、​お​使い​の​デジタル​パターン​計測​器​上の​ピンと​完全​に​一致​しない​場合​が​あり​ます。

ポ​ゴ​ピン​ケーブル (例外): NI​半導体​テスト​システム (STS) では、​PXIe-6556 DX​ポ​ゴ​ピン​ケーブル​と​PXIe-6570 DX​ポ​ゴ​ピン​ケーブル​の​間​に​互換性​が​ありま​せん。​PXIe-6570​モジュール​に​は​PXIe-6570 DX​ケーブル​を​使用​する​必要​が​あり​ます。

DUT​インタフェース​ボード (DIB):以下​の​2​つの条件を満たせば、​PXIe-6556 STS​アプリケーション​の​DIB​を​PXIe-6570​で​使用​する​こと​が​可能​です。

  1. PXIe-6556​の​アプリケーション​で、​最初​の​24​チャンネル​のみ​を​使用​し​て​いる
  2. PXIe-6556​の​アプリケーション​で​PFI​ライン​を​使用​し​てい​た​場合​は、​以下​の​点​を​含​め​て​PFI​ライン​の​使用​法​について​必ず​再検討​する​こと
    ​例:
    • 静的​な​値​を​駆動​する​の​に​使用​さ​れ​てい​た​PFI​ライン​が​6570​の​デジタル​チャンネル​に​接続​さ​れる​場合、​DIB​は​その​PFI​ライン​と​互換​です。
    • PFI​ライン​が​クロック​や​トリガ​の​受信​用​で​あっ​た​場合、​DIB​と​その​PFI​ライン​と​の​互換性​は​ありま​せん。