周期测量电路和包括该周期测量电路的半导体装置

摘要

本发明公开一种半导体装置，包括：计数检测块，其用于在计数器启用区段期间产生通过第一传送路径传送的时钟信号的计数值和通过第二传送路径传送的目标信号的计数值，并基于通过将预定代码值与时钟信号的计数值进行比较所获得的比较结果来阻断第一传送路径和第二传送路径；以及输出块，其用于基于测试模式信号将对应于第一传送路径和第二传送路径被阻断时的目标信号的计数值输出到预定焊盘。

说明书

相关申请的交叉参考

本申请要求于2014年8月6日提交的申请号为10-2014-0100829的 韩国专利申请的优先权，其通过参阅的方式全文并于此文。

技术领域

本发明的多个实施例涉及一种半导体设计技术，更具体地讲，涉 及一种使用计数器的周期测量电路和包括该周期测量电路的半导体 装置。

背景技术

通常，为了测量信号的周期，在预定的信号区段期间可使用对参 考时钟信号的翻转(toggling)进行计数的计数器。

当没有正确设置用于执行计数器的计数操作的启用区段时，可能 会超出计数器的最大计数值，且使计数器初始化。因此，在周期测量 中会发生错误。例如，当计数器被设置为启用得太久时，可在测量将 要测量的目标信号的周期时减小测量误差的范围。然而，目标信号被 持续输入，因此，会发生计数器超过最大计数值并使计数器初始化的 溢出(overflow)。这样的溢出导致可能不会准确地测量目标信号的周 期的问题。

发明内容

本发明的各个实施例针对周期测量电路和包括该周期测量电路 的半导体装置，当测量目标信号周期时该周期测量电路可防止发生计 数器的溢出，从而可减小目标信号的测量误差。

根据本发明的实施例，一种半导体装置包括：计数检测块，其用 于在计数器启用区段期间产生通过第一传送路径传送的时钟信号的 计数值和通过第二传送路径传送的目标信号的计数值，并基于通过将 预定代码值和时钟信号的计数值进行比较所获得的比较结果来阻断 第一传送路径和第二传送路径；以及输出块，其用于基于测试模式信 号将对应于第一传送路径和第二传送路径被阻断时的目标信号的计 数值输出到预定焊盘。

计数检测块可包括：第一计数器，其用于在计数器启用区段期间 执行通过第一传送路径传送的时钟信号的计数操作；第二计数器，其 用于在计数器启用区段期间执行通过第二传送路径传送的目标信号 的计数操作；以及标志(flag)信号产生单元，其用于将预定代码值 与从第一计数器输出的计数值进行比较，当预定代码值与从第一计数 器输出的计数值相同时产生标志信号并基于标志信号阻断第一传送 路径和第二传送路径。

计数检测块还可包括：时钟信号传送单元，其用于接收标志信号 和时钟信号，并当标志信号被去活时将时钟信号传送到第一计数器； 以及目标信号传送单元，其用于接收标志信号和目标信号并当标志信 号被去活时将目标信号传送到第二计数器。

时钟信号传送单元可将时钟信号设置为预定电平并当标志信号 被激活时将设置的时钟信号传送到第一计数器。

目标信号传送单元可将目标信号设置为预定电平并当标志信号 被激活时将设置的目标信号传送到第二计数器。

输出块可包括：输出启用信号产生单元，其用于在计数启用区段 之后接收测试模式信号并产生输出信号；输入/输出线路传送单元， 其用于基于输出信号将第二计数器的计数值传送到输入/输出线路； 以及输出驱动单元，其用于响应于读取命令而将传送到输入/输出线 路的计数值输出到预定焊盘。

根据本发明的另一实施例，一种半导体装置包括：计数检测块， 其用于在计数器启用区段期间产生通过第一传送路径传送的时钟信 号的计数值和通过第二传送路径传送的目标信号的计数值，并基于通 过将预定代码值和时钟信号的计数值进行比较所获得的比较结果产 生的标志信号而阻断第一传送路径和第二传送路径；以及输出块，其 用于当标志信号被激活时将对应于标志信号的启用时刻的目标信号 的计数值输出到预定焊盘。

计数检测块可包括：第一计数器，其用于在计数器启用区段期间 对通过第一传送路径传送的时钟信号执行计数操作；第二计数器，其 用于在计数器启用区段期间对通过第二传送路径传送的目标信号执 行计数操作；以及标志信号产生单元，其用于将预定代码值与从第一 计数器输出的计数值进行比较，在预定代码值与从第一计数器输出的 计数值相同时产生标志信号，并基于标志信号阻断第一传送路径和第 二传送路径。

标志信号产生单元可在预定代码值与第一计数器的计数值相同 时启用标志信号并且在预定代码值与第一计数器的计数值不相同时 停用标志信号。

计数检测块还可包括：时钟信号传送单元，其用于接收标志信号 和时钟信号并当标志信号被去活时将时钟信号传送到第一计数器；以 及目标信号传送单元，其用于接收标志信号和目标信号并当标志信号 被去活时将目标信号传送到第二计数器。

时钟信号传送单元可将时钟信号设置为预定电平并在激活标志 信号时将设置的时钟信号传送到第一计数器。

目标信号传送单元可将目标信号设置为预定电平并在激活标志 信号时将固定的目标信号传送到第二计数器。

输出块可包括：锁存单元，其用于当标志信号被去活时锁存第二 计数器的计数值并当标志信号被激活时输出第二计数器的锁存的计 数值；以及输出驱动单元，其用于响应于读取命令将从锁存单元传送 的计数值输出到预定焊盘。

根据本发明的另一实施例，一种用于操作半导体装置的方法，所 述方法包括：在计数器启用区段期间对时钟信号和目标信号执行计数 操作；当预定代码值与时钟信号的计数值相同时阻断计数操作；输出 对应于计数操作被阻断时的目标信号的计数值；以及基于预定代码值 和目标信号的计数值测量目标信号的周期。

根据本发明的另一实施例，一种周期测量电路包括：时钟信号传 送单元，其用于基于计数器启用信号和标志信号选择性地传送时钟信 号作为第一计数信号；第一计数器，其用于对第一计数信号进行计数 以输出第一计数值；标志信号产生单元，其用于将第一计数值与预定 代码进行比较以产生标志信号；目标信号传送单元，其用于基于计数 器启用信号和标志信号选择性地传送目标信号作为第二计数信号；以 及第二计数器，其用于对第二计数信号进行计数以输出第二计数值。

当第一计数信号与预定代码值相同时可阻断时钟信号和目标信 号。

附图说明

图1是示出根据本发明的实施例的半导体装置的框图。

图2是用于描述图1中示出的半导体装置的操作的时序图。

图3是示出根据本发明的实施例的半导体装置的框图。

图4是用于描述图3中示出的半导体装置的操作的时序图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。然而，本 发明可以以不同的形式实施并且不应该被解释为局限于在此所阐述 的实施例。相反，提供这些实施例使得本公开更彻底和完整，并且将 本发明的范围充分传达给本领域技术人员。在整个公开中，遍及本发 明的各个附图和实施例，相同的标号指示相同的部件。

还要注意在本说明书中，“连接/联接”不仅指一个组件直接联接 另一组件，还指一个组件通过中间组件间接地联接另一组件。另外， 只要不在句子中特别提及，那么单数形式可包括多数形式。应易于理 解本公开中的“在……上”和“在……之上”的意思应该按照广义的 方式来解释，使得“在……上”的意思不仅是“直接在……上”还是 通过中间零件或其间的层而“在某物上”，“在……之上”不仅指直接 在顶部上，还指通过中间零件或其间的层而在某物的顶部上。当第一 层是指处于第二层“上”或处于基底“上”时，它不仅指第一层直接 形成在第二层或基底上的情况还指第三层存在在第一层和第二层或 基底之间的情况。

图1是示出根据本发明的实施例的半导体装置的框图。

参照图1，半导体装置可包括计数检测块100和输出块200。计 数检测块100可包括时钟信号传送单元110、目标信号传送单元120、 第一计数器130、第二计数器140和标志信号产生单元150。

时钟信号传送单元110可接收时钟信号CLK_SIG、计数器启用 信号CNTEN和来自标志信号产生单元150的标志信号CTRL_SIG， 并将时钟信号CLK_SIG传送到第一计数器130。时钟信号CLK_SIG 为在预定周期或预定频率进行切换的参考时钟信号。计数器启用信号 CNTEN可在测量目标信号周期时被激活。时钟信号传送单元110可 基于标志信号CTRL_SIG而将时钟信号CLK_SIG输出作为第一计数 信号CLK_SIGIN。标志信号CTRL_SIG为指示第一计数器130是否 发生溢出的信号。当标志信号CTRL_SIG被激活时，无论时钟信号 CLK_SIG如何，时钟信号传送单元110都可以在预定电平固定并输 出第一计数信号CLK_SIGIN。

目标信号传送单元120可接收目标信号MS_SIG、计数器启用信 号CNTEN和来自标志信号产生单元150的标志信号CTRL_SIG并将 目标信号MS_SIG传送到第二计数器140。目标信号MS_SIG是要测 量的信号并且其可以从环形振荡器输出，例如，自刷新振荡器。目标 信号传送单元120可基于标志信号CTRL_SIG而将目标信号MS_SIG 输出为第二计数信号MS_SIGIN。当标志信号CTRL_SIG被激活时， 不论目标信号MS_SIG如何，目标信号传送单元120都可以在预定电 平固定并输出第二计数信号MS_SIGIN。

第一计数器130可从时钟信号传送单元110接收第一计数信号 CLK_SIGIN并基于第一计数信号CLK_SIGIN执行计数操作。即，第 一计数器130可在计数器启用信号CNTEN被激活的区段期间对通过 作为第一传送路径的时钟信号传送单元110传送的时钟信号 CLK_SIG执行计数操作。第一计数器130可通过对第一计数信号 CLK_SIGIN的计数操作而输出第一计数值CLKCNT<7:0>。第一计数 值CLKCNT<7:0>可指表示第一计数信号CLK_SIGIN的切换次数的 计数的代码值。

第二计数器140可从目标信号传送单元120接收第二计数信号 MS_SIGIN并基于第二计数信号MS_SIGIN执行计数操作。第二计数 器140可在计数器启用信号CNTEN被激活的区段期间对通过作为第 二传送路径的目标信号传送单元120传送的目标信号MS_SIG执行计 数操作。第二计数器140可通过对第二计数信号MS_SIGIN的计数操 作而输出第二计数值MSCNT<7:0>。第二计数值MSCNT<7:0>可指 表示第二计数信号MS_SIGIN的切换次数的计数的代码值。

标志信号产生单元150可从第一计数器130接收第一计数值 CLKCNT<7:0>。标志信号产生单元150可将预定代码值CTRL_CODE 与从第一计数器130接收的第一计数值CLKCNT<7:0>进行比较并基 于比较结果阻断第一和第二传送路径。预定代码值CTRL_CODE可 被设置为第一计数值CLKCNT<7:0>的比较目标。小于第一计数器130 的最大计数值的预定代码值可被储存在通过装置设计者预先设置的 诸如模式寄存器组(MRS)的寄存器中，所述预定代码值CTRL_CODE 可基于储存值而进行改变。可基于第一计数器130的位数而不同地设 置该预定代码值CTRL_CODE。

标志信号产生单元150可在第一计数值CLKCNT<7:0>与预定代 码值CTRL_CODE不相同时使标志信号CTRL_SIG去活并在第一计 数值CLKCNT<7:0>与预定代码值CTRL_CODE相同时激活标志信号 CTRL_SIG。标志信号产生单元150可将标志信号CTRL_SIG输出到 时钟信号传送单元110和目标信号传送单元120。

例如，当标志信号产生单元150中的去活的标志信号CTRL_SIG 被输出到时钟信号传送单元110时，基于时钟信号CLK_SIG、计数 器启用信号CNTEN和去活的标志信号CTRL_SIG，第一计数信号 CLK_SIGIN可被传送到第一计数器130，并且该第一计数器130可执 行计数操作。当标志信号产生单元150中的去活的标志信号 CTRL_SIG被输出到目标信号传送单元120时，基于目标信号 MS_SIG、计数器启用信号CNTEN和去活的标志信号CTRL_SIG， 第二计数信号MS_SIGIN可被传送到第二计数器140，并且该第二计 数器140可执行计数操作。

当标志信号产生单元150中的激活的标志信号CTRL_SIG被输出 到时钟信号传送单元110时，基于时钟信号CLK_SIG、计数器启用 信号CNTEN和激活的标志信号CTRL_SIG，第一计数信号 CLK_SIGIN可被去活。接收去活的第一计数信号CLK_SIGIN的第一 计数器130的计数操作可停止。当标志信号产生单元150中的激活的 标志信号CTRL_SIG被输出到目标信号传送单元120时，基于目标信 号MS_SIG、计数器启用信号CNTEN和激活的标志信号CTRL_SIG， 第二计数信号MS_SIGIN可被去活。接收去活的第二计数信号 MS_SIGIN的第二计数器140的计数操作可停止。

输出块200可基于测试模式信号TM将对应于第一传送路径和第 二传送路径被阻断时的时刻的第二计数器140的第二计数值 MSCNT<7:0>输出到预定数据焊盘DQ<0>。输出块200可包括输出启 用信号产生单元210、输入/输出线路传送单元220和输出驱动单元 230。

输出启用信号产生单元210可在计数器启用信号CNTEN去活之 后接收测试模式信号TM并产生输出信号OUTEN。

输入/输出线路传送单元220可接收来自第二计数器140的第二 计数值MSCNT<7:0>和来自输出启用信号产生单元210的输出信号 OUTEN。输入/输出线路传送单元220可基于输出信号OUTEN将第 二计数值MSCNT<7:0>传送到输入/输出线路GIO。

输出驱动单元230可从输入/输出线路传送单元220接收第二计 数值MSCNT<7:0>。输出驱动单元230可响应于读取命令RD_CMD 而将第二计数值MSCNT<7:0>输出到预定数据焊盘DQ<0>。即，输 出到数据焊盘DQ<0>的第二计数值MSCNT<7:0>可对应于激活标志 信号CTRL_SIG时的时刻处的第二计数值MSCNT<7:0>，其中，在 该时刻处，设置为不发生溢出，同时对目标信号MS_SIG执行计数操 作以测量第二计数值MSCNT<7:0>的周期。

在下文中，将描述半导体装置的操作。

当测量目标信号MS_SIG的周期时，计数器启用信号CNTEN被 激活。时钟信号传送单元110和目标信号传送单元120分别接收计数 器启用信号CNTEN、时钟信号CLK_SIG和目标信号MS_SIG。另外， 时钟信号传送单元110和目标信号传送单元120从标志信号产生单元 150接收标志信号CTRL_SIG。

根据描述，标志信号产生单元150输出去活的标志信号 CTRL_SIG，直至通过对时钟信号CLK_SIG进行计数所获得的第一 计数值CLKCNT<7:0>达到预定代码值CTRL_CODE，当第一计数值 CLKCNT<7:0>与预定代码值CTRL_CODE相同时输出激活的标志信 号CTRL_SIG。

当第一计数值CLKCNT<7:0>未达到预定代码值CTRL_CODE 时，接收去活的标志信号CTRL_SIG的时钟信号传送单元110和目标 信号传送单元120分别基于激活的计数器启用信号CNTEN而将时钟 信号CLK_SIG和目标信号MS_SIG传送到第一计数器130和第二计 数器140。第一计数器130对从时钟信号传送单元110接收的第一计 数信号CLK_SIGIN执行计数操作。第二计数器140对从目标信号传 送单元120接收的第二计数信号MS_SIGIN执行计数操作。第一计数 器130和第二计数器140分别将通过计数操作所计数的次数输出作为 第一计数值CLKCNT<7:0>和第二计数值MSCNT<7:0>。标志信号产 生单元150将第一计数值CLKCNT<7:0>与预定代码值CTRL_CODE 进行比较。作为比较结果，当第一计数值CLKCNT<7:0>与预定代码 值CTRL_CODE不相同时，标志信号产生单元150停用标志信号 CTRL_SIG并对第一计数器130和第二计数器140持续执行计数操 作。

随后，当第一计数值CLKCNT<7:0>达到预定代码值 CTRL_CODE时，标志信号产生单元150输出激活的标志信号 CTRL_SIG。激活的标志信号CTRL_SIG被传送到时钟信号传送单元 110和目标信号传送单元120。不论时钟信号CLK_SIG和标志信号 MS_SIG如何，时钟信号传送单元110和目标信号传送单元120都响 应于标志信号CTRL_SIG将第一计数信号CLK_SIGIN和第二计数信 号MS_SIGIN设置为预定电平。第一计数器130和第二计数器140 基于不进行切换并具有设置的电平的第一计数信号CLK_SIGIN和第 二计数信号MS_SIGIN而停止执行计数操作。

在标志信号CTRL_SIG被激活之后，计数器启用信号CNTEN被 去活，且当输出信号OUTEN基于外部装置中的测试模式信号TM而 被激活时，从第二计数器140接收的第二计数值MSCNT<7:0>被传送 到输入/输出线路GIO并基于读取命令RD_CMD而输出到数据焊盘 DQ<0>。

当输出到数据焊盘DQ<0>的第二计数值MSCNT<7:0>除以预定 代码值CTRL_CODE时，可确定目标信号MS_SIG与时钟信号 CLK_SIG的比例。可基于时钟信号CLK_SIG的时钟循环(tCK)值 来测量目标信号MS_SIG的周期。

在根据本发明的实施例的半导体装置中，尽管第一计数器130和 第二计数器140的操作次数增加，但是不发生计数器的溢出，这是由 于不论计数器启用信号CNTEN如何，在执行计数操作之后预定时间 期间都停用第一计数器130和第二计数器140。因此，可防止可能发 生在测量目标信号的目标信号MS_SIG的测量周期中的误差。

图2是用于描述图1中示出的半导体装置的操作的时序图。

参照图2，描述了以下半导体装置的示例：在半导体装置中第一 计数器具有8位数，预定代码值在标志信号产生单元150中被设置为 值“192”，值“192”是第一计数器可计数的最大值“256”之前的值。

计数器启用信号CNTEN测量目标信号MS_SIG的周期。当计数 器启用信号CNTEN被激活时，时钟信号CLK_SIG作为第一计数信 号CLK_SIGIN传送到第一计数器并执行计数操作。当计数器启用信 号CNTEN被激活时，目标信号MS_SIG作为第二计数信号MS_SIGIN 传送到第二计数器并执行计数操作。第一计数器和第二计数器可分别 将其计数值输出为第一计数值CLKCNT<7:0>和第二计数值 MSCNT<7:0>。当从第一计数器输出的第一计数值CLKCNT<7:0>与 预定代码值“192”相同时，标志信号CTRL_SIG被激活。第一计数 信号CLK_SIGIN和第二计数信号MS_SIGIN固定在逻辑低电平处， 因此，基于激活的标志信号CTRL_SIG，第一计数器和第二计数器的 计数操作停止。在标志信号CTRL_SIG被激活后，计数器启用信号 CNTEN可被去活。当计数器启用信号CNTEN去活之后，当应用测 试模式信号TM(图2中未示出)并激活输出信号OUTEN时，第二 计数值MSCNT<7:0>被传送到输入/输出线路GIO，且当输出信号 OUTEN被激活时，响应于读取命令RD_CMD，加载到输入/输出线 路GIO的第二计数值MSCNT<7:0>被输出到数据焊盘DQ<0>。当在 第二计数值MSCNT<7:0>“64”与预定代码值“192”之间存在3tCK 差异时，输出到数据焊盘DQ<0>的第二计数值MSCNT<7:0>为64。 可基于时钟信号CLK_SIG的时钟循环(tCK)值来测量具有3tCK差 异的目标信号MS_SIG周期。

图3是示出根据本发明的另一实施例的半导体装置的框图。

参照图3，半导体装置可包括计数检测块300和输出块400。计 数检测块300可包括时钟信号传送单元310、目标信号传送单元320、 第一计数器330、第二计数器340和标志信号产生单元350。

时钟信号传送单元310可接收时钟信号CLK_SIG、计数器启用 信号CNTEN和来自标志信号产生单元350的标志信号CTRL_SIG， 并将时钟信号CLK_SIG传送到第一计数器330。如参照图1所述， 时钟信号CLK_SIG为在预定周期进行切换的参考时钟信号。当测量 目标信号的周期时，计数器启用信号CNTEN可以被激活。时钟信号 传送单元310可基于标志信号CTRL_SIG而将时钟信号CLK_SIG输 出作为第一计数信号CLK_SIGIN。标志信号CTRL_SIG为指示第一 计数器330是否发生溢出的信号。当标志信号CTRL_SIG被激活时， 无论时钟信号CLK_SIG如何，时钟信号传送单元310都可以在预定 电平固定并输出第一计数信号CLK_SIGIN。

目标信号传送单元320可接收目标信号MS_SIG、计数器启用信 号CNTEN和来自标志信号产生单元350的标志信号CTRL_SIG并将 目标信号MS_SIG传送到第二计数器340。目标信号MS_SIG为将要 测量的信号。目标信号传送单元320可基于标志信号CTRL_SIG而将 目标信号MS_SIG输出作为第二计数信号MS_SIGIN。当标志信号 CTRL_SIG被激活时，不论目标信号MS_SIG如何，目标信号传送单 元320都可以在预定电平固定并输出第二计数信号MS_SIGIN。

第一计数器330可从时钟信号传送单元310接收第一计数信号 CLK_SIGIN并基于第一计数信号CLK_SIGIN执行计数操作。第一计 数器330可在计数器启用信号CNTEN被激活的区段期间对通过第一 传送路径的时钟信号传送单元310传送的时钟信号CLK_SIG执行计 数操作。第一计数器330可通过响应于第一计数信号CLK_SIGIN的 计数操作输出第一计数值CLKCNT<7:0>。第一计数值CLKCNT<7:0> 可指表示第一计数信号CLK_SIGIN的切换次数的计数的代码值。

第二计数器340可从目标信号传送单元320接收第二计数信号 MS_SIGIN并基于第二计数信号MS_SIGIN执行计数操作。第二计数 器340可在计数器启用信号CNTEN被激活的区段期间对通过第二传 送路径的目标信号传送单元320传送的目标信号MS_SIG执行计数操 作。第二计数器340可通过响应于第二计数信号MS_SIGIN的计数操 作输出第二计数值MSCNT<7:0>。第二计数值MSCNT<7:0>可指表 示第二计数信号MS_SIGIN的切换次数的计数的代码值。

标志信号产生单元350可从第一计数器330接收第一计数值 CLKCNT<7:0>。标志信号产生单元350可将预定代码值CTRL_CODE 与从第一计数器330接收的第一计数值CLKCNT<7:0>进行比较并基 于比较结果阻断第一和第二传送路径。小于第一计数器330的最大计 数值的预定代码值可被储存在通过装置设计者预先设置的诸如模式 寄存器组(MRS)的寄存器中，可通过预定操作改变被设置为第一计 数值CLKCNT<7:0>的比较目标的预定代码值CTRL_CODE。可基于 使用的第一计数器330的位数而不同地设置预定代码值 CTRL_CODE。

标志信号产生单元350可在第一计数值CLKCNT<7:0>与预定代 码值CTRL_CODE不相同时使标志信号CTRL_SIG去活，并在第一 计数值CLKCNT<7:0>与预定代码值CTRL_CODE相同时激活标志信 号CTRL_SIG。标志信号产生单元350可将标志信号CTRL_SIG输出 到时钟信号传送单元310、目标信号传送单元320和输出时钟400。

例如，当去活的标志信号CTRL_SIG被输出到时钟信号传送单元 310时，基于时钟信号CLK_SIG、计数器启用信号CNTEN和去活的 标志信号CTRL_SIG，第一计数信号CLK_SIGIN可被传送到第一计 数器330，并且第一计数器330可执行计数操作。当去活的标志信号 CTRL_SIG被输出到目标信号传送单元320时，基于目标信号 MS_SIG、计数器启用信号CNTEN和去活的标志信号CTRL_SIG， 第二计数信号MS_SIGIN可被传送到第二计数器340，并且第二计数 器340可执行计数操作。

此外，当激活的标志信号CTRL_SIG被输出到时钟信号传送单元 310时，基于时钟信号CLK_SIG、计数器启用信号CNTEN和标志信 号CTRL_SIG，第一计数信号CLK_SIGIN可被去活。接收去活的第 一计数信号CLK_SIGIN的第一计数器330的计数操作可停止。当在 标志信号产生单元350中的激活的标志信号CTRL_SIG被输出到目标 信号传送单元320时，基于目标信号MS_SIG、计数器启用信号 CNTEN和激活的标志信号CTRL_SIG，第二计数信号MS_SIGIN可 被去活。接收去活的第二计数信号MS_SIGIN的第二计数器340的计 数操作可停止。

输出块400可将对应于标志信号CTRL_SIG被激活时，即，当第 一传送路径和第二传送路径被阻断时的时刻的第二计数器340的第 二计数值MSCNT<7:0>输出到预定数据焊盘DQ<0>。输出块400可 包括锁存单元410和输出驱动单元420。

锁存单元410可从第二计数器340接收第二计数值MSCNT<7:0> 并从标志信号产生单元350接收标志信号CTRL_SIG。当标志信号 CTRL_SIG被去活时，锁存单元410可锁存从第二计数器340接收的 第二计数值MSCNT<7:0>，当标志信号CTRL_SIG被激活时，锁存 单元410可输出锁存的第二计数值MSCNT<7:0>。

输出驱动单元420可从锁存单元410接收第二计数值 MSCNT<7:0>。输出驱动单元420可响应于读取命令RD_CMD而将 第二计数值MSCNT<7:0>输出到预定数据焊盘DQ<0>。输出到数据 焊盘DQ<0>的第二计数值MSCNT<7:0>可对应于标志信号 CTRL_SIG被激活时的时刻，即，设置不发生溢出的时刻的第二计数 值MSCNT<7:0>，同时执行对目标信号MS_SIG的计数操作以测量第 二计数值MSCNT<7:0>的周期的时刻。

在下文中，将描述半导体装置的操作。

当测量目标信号MS_SIG的周期时，计数器启用信号CNTEN被 激活。时钟信号传送单元310和目标信号传送单元320分别接收计数 器启用信号CNTEN、时钟信号CLK_SIG和目标信号MS_SIG。另外， 时钟信号传送单元310和目标信号传送单元320从标志信号产生单元 350接收标志信号CTRL_SIG。

标志信号产生单元350输出去活的标志信号CTRL_SIG，直至通 过对时钟信号CLK_SIG进行计数所获得的第一计数值 CLKCNT<7:0>达到预定代码值CTRL_CODE，当第一计数值 CLKCNT<7:0>与预定代码值CTRL_CODE相同时输出激活的标志信 号CTRL_SIG。

当第一计数值CLKCNT<7:0>未达到预定代码值CTRL_CODE 时，接收去活的标志信号CTRL_SIG的时钟信号传送单元310和目标 信号传送单元320分别基于激活的计数器启用信号CNTEN而将时钟 信号CLK_SIG和目标信号MS_SIG传送到第一计数器330和第二计 数器340。第一计数器330对从时钟信号传送单元310接收的第一计 数信号CLK_SIGIN执行计数操作。第二计数器340对从目标信号传 送单元320接收的第二计数信号MS_SIGIN执行计数操作。第一计数 器330将通过计数操作所计数的次数作为第二计数值MSCNT<7:0> 输出到标志信号产生单元350。第二计数器340将通过计数操作所计 数的次数作为第二计数值MSCNT<7:0>输出到输出块400的锁存单 元410。标志信号产生单元350将第一计数值CLKCNT<7:0>与预定 代码值CTRL_CODE进行比较。作为比较结果，当第一计数值 CLKCNT<7:0>与预定代码值CTRL_CODE不相同时，标志信号产生 单元350停用标志信号CTRL_SIG并继续执行第一计数器330和第二 计数器340的计数操作。锁存单元410基于去活的标志信号 CTRL_SIG锁存从第二计数器340接收的第二计数值MSCNT<7:0>。

随后，当第一计数值CLKCNT<7:0>达到预定代码值 CTRL_CODE时，标志信号产生单元350输出标志信号CTRL_SIG。 激活的标志信号CTRL_SIG被传送到时钟信号传送单元310、目标信 号传送单元320和锁存单元410。不论时钟信号CLK_SIG和目标信 号MS_SIG如何，时钟信号传送单元310和目标信号传送单元320都 响应于标志信号CTRL_SIG将第一计数信号CLK_SIGIN和第二计数 信号MS_SIGIN设置为预定电平。第一计数器330和第二计数器340 基于不进行切换并具有设置电平的第一计数信号CLK_SIGIN和第二 计数信号MS_SIGIN而停止执行计数操作。

接收激活的标志信号CTRL_SIG的锁存单元410将锁存的第二计 数值MSCNT<7:0>输出到输出驱动单元420。随后，第二计数值 MSCNT<7:0>基于读取命令RD_CMD而输出到数据焊盘DQ<0>。

当输出到数据焊盘DQ<0>的第二计数值MSCNT<7:0>除以预定 代码值CTRL_CODE时，可确定目标信号MS_SIG与时钟信号 CLK_SIG的比例。可基于时钟信号CLK_SIG的时钟循环(tCK)值 来测量目标信号MS_SIG的周期。

在根据本发明的实施例的半导体装置中，尽管第一计数器330和 第二计数器340的操作次数增加，但是不发生计数器的溢出，这是由 于不论计数器启用信号CNTEN如何，在执行计数操作之后在预定时 间期间停用第一计数器330和第二计数器340。因此，可防止发生目 标信号的测量误差。

尽管基于图1的实施例中的测试模式可输出其周期可被测量的 目标信号的计数值，但是当标志信号CTRL_SIG被去活时，可锁存第 二计数值MSCNT<7:0>，当标志信号CTRL_SIG被激活时，可在不 需要图3的实施例中的外部信号的情况下基于标志信号CTRL_SIG输 出锁存的第二计数值MSCNT<7:0>。

图4是用于描述图3中示出的半导体装置的操作的时序图。

参照图4，描述了以下半导体装置的示例：在半导体装置中第一 计数器具有8位数(size)，标志信号产生单元350中的预定代码值组 被设置为值“192”，值“192”是第一计数器可计数的最大值“256” 之前的值。

可以看出使计数器启用信号CNTEN激活以通过计数操作测量目 标信号MS_SIG的周期。当计数器启用信号CNTEN被激活时，时钟 信号CLK_SIG作为第一计数信号CLK_SIGIN传送到第一计数器并 执行计数操作。此外，当计数器启用信号CNTEN被激活时，目标信 号MS_SIG作为第二计数信号MS_SIGIN传送到第二计数器并执行计 数操作。第一计数器可将作为第一计数值CLKDNT<7:0>的计数值输 出到标志信号产生单元。第二计数器可将作为第二计数值 MSCNT<7:0>的计数值输出到锁存单元并锁存在锁存单元中。当从第 一计数器输出的第一计数值CLKCNT<7:0>与预定代码值“192”相同 时，标志信号CTRL_SIG被激活。第一计数信号CLK_SIGIN和第二 计数信号MS_SIGIN固定在逻辑低电平处，因此，基于激活的标志信 号CTRL_SIG第一计数器和第二计数器的计数操作停止。响应于激活 的读取命令RD_CMD，对应于激活的标志信号CTRL_SIG的锁存的 第二计数值LT_MSCNT<7:0>被输出到数据焊盘DQ<0>。当在锁存的 第二计数值LT_MSCNT<7:0>“64”与预定代码值“192”之间存在 3tCK的差异时，输出到数据焊盘DQ<0>的锁存的第二计数值 LT_MSCNT<7:0>为64。可基于时钟信号CLK_SIG的时钟循环(tCK) 值来测量目标信号MS_SIG的周期。

根据本发明的实施例，由于不可能发生溢出，所以不论用于测量 信号周期的计数器的启用时间如何，半导体装置都可防止由于计数器 的溢出而导致发生的信号测量误差。

此外，可基于输入的信号的极性而不同地实施前述实施例中描述 的逻辑门和晶体管的设置和类型。

虽然已相对于具体实施例描述了本发明，但是该实施例并不意味 是限制性的，而是描述性的。此外，注意在不脱离由权利要求限定的 本发明的范围的情况下，本领域技术人员可通过代替、改变和变形的 多种方式来实现本发明。