專利名稱：量化由信號路徑的阻抗變化引起的定時誤差的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于量化由信號路徑的阻抗變化引起的定時誤差(timingerror)的方法和裝置。
背景技術(shù)：
信號路徑中的阻抗變化會引起信號反射和延遲。雖然可以在單個信號路徑上執(zhí)行TDR(時域反射測量)測試以測量阻抗失配，但是它們無法測量因失配導(dǎo)致的定時誤差。此外，根據(jù)TDR數(shù)據(jù)對定時誤差進行數(shù)學(xué)估計是耗時且不精確的。

發(fā)明內(nèi)容
在一個實施例中，一種方法包括將多個信號順序驅(qū)動到一個信號路徑上。這些信號中的每個信號具有由觸發(fā)器邊沿和傳感器邊沿所限定的脈寬，并且這些信號中的至少一些具有不同的脈寬。在驅(qū)動每個信號之后，在該信號的傳感器邊沿的定時上或該定時附近對該信號采樣，以刻畫該信號的傳感器邊沿的特征。然后，分析對應(yīng)于不同信號的傳感器邊沿特征，以量化由信號路徑的阻抗變化所引起的定時誤差。
本發(fā)明還公開了其他實施例。


在附圖中示出了本發(fā)明的示例性實施例，在附圖中圖1示出了用于量化由信號路徑的阻抗變化引起的定時誤差的第一示例性方法；圖2A、2B和2C示出了在以各種方式端接的信號路徑中的示例性阻抗變化；
圖3A、3B和3C分別示出了在圖2A、2B和2C中示出的以各種方式端接的信號路徑的阻抗變化所引起的示例性信號反射；圖4示出了一組示例性信號，其中每個具有不同的脈寬，這些信號可以根據(jù)圖1所示的方法被驅(qū)動到信號路徑上；圖5示出了所測量的傳感器邊沿數(shù)據(jù)的示例性圖形表示；圖6示出了用于量化由信號路徑的阻抗變化引起的定時誤差的第二示例性方法；圖7示出了根據(jù)圖6所示的方法來初始化ATE的示例性方法；圖8示出了根據(jù)圖6所示的方法來配置ATE的示例性方法；以及圖9示出了根據(jù)圖6所示的方法來選通驅(qū)動信號的傳感器邊沿的示例性方法。
具體實施例方式
圖1示出了用于量化由信號路徑的阻抗變化所導(dǎo)致的定時誤差的示例性方法100。該方法100包括將多個信號順序驅(qū)動(102)到信號路徑上。其中每個信號具有由觸發(fā)器邊沿和傳感器邊沿所限定的脈寬，并且其中的至少一些信號具有不同的脈寬。在驅(qū)動每個信號之后，該信號在信號的傳感器邊沿的定時上或者在該定時附近被采樣(104)，從而刻畫信號的傳感器邊沿的特征。對應(yīng)于不同信號的傳感器邊沿特征隨后被分析(106)，以量化由信號路徑的阻抗變化所導(dǎo)致的定時誤差。
圖2A、2B和2C示出了可以應(yīng)用方法100的多個電路200、204、208。電路200、204、208中的每一個都被類似地配置，除了其中電路的信號路徑202、206、210(例如傳輸線路)的端接方式不同。就是說，每個電路200、204、208包括具有類似長度和特征阻抗(Z0)的信號路徑202、206、210；類似地沿信號路徑202、206、210放置的類似阻抗變化(即3皮法(pF)的電容C1、C2、C3)；以及耦合到電路的信號路徑202、206、210一端的驅(qū)動器(即DRV1、DRV2、DRV3)和接收器(即RCV1、RCV2、RCV3)。信號路徑202通過阻抗R2(該阻抗與阻抗R1匹配)接地。信號路徑206通過10千歐(kΩ)電阻器R4接地，這實際上賦予該路徑一個開路端。信號路徑210通過0.1Ω電阻器R6接地，這實際上賦予該路徑一個短路端。
信號路徑202、206、210例如可以代表自動測試設(shè)備(ATE)的不同信道。因此，每個信號路徑202、206、210可以包括各種跡線、電纜以及儀器、負載板、探針卡、電纜等的連接器。在一個實施例中，阻抗變化C1、C2、C3代表連接器的阻抗。
每個信號路徑202、206、210的長度可以用信號傳播該信號路徑的長度所花費的時間來表征。例如，每個信號路徑202、206、210被示出長度為4納秒(ns)，而阻抗變化C1、C2、C3發(fā)生在3納秒(ns)處。為了簡化，每個信號路徑202、206、210被示為僅具有一個阻抗變化。但是，信號路徑可以具有更多或更少的阻抗變化。阻抗變化也可以采用其他形式(例如電阻的、電感的或混合形式)。
圖3A、3B和3C示出了每個信號路徑202、206、210上的信號驅(qū)動。例如，驅(qū)動信號是周期為30ns且占空比為50％(即脈寬為15ns)的波形，該波形在0.3ns內(nèi)從0伏上升到3伏(V)，并在0.3ns內(nèi)從3V下降到0。如圖所示，在信號的上升和下降沿被驅(qū)動到信號路徑202、206、210上之后6ns，阻抗變化C1、C2、C3引起大約0.4V的信號反射300、302、304、306、308、310。這無論各個信號路徑202、206、210的端接方式如何都會發(fā)生。但是，在觀察點A、B和C(通過接收器RCV1、RCV2和RCV3；參見圖2)處被采樣的波形的形狀和電壓有所不同。
在將方法100應(yīng)用到圖2所示信號路徑202、206、210的過程中，圖4所示的多個信號400、402、404、406可以被順序驅(qū)動到信號路徑202、206、210中的一個或全部上。在此描述的剩余部分中，僅考慮信號路徑202。
如圖所示，信號400、408、416、424中的每一個具有不同的脈寬，其中每個脈寬由觸發(fā)器邊沿402、410、418、426和傳感器邊沿404、412、420、428來限定。不同脈寬例如可以通過調(diào)整信號的觸發(fā)器邊沿、傳感器邊沿或其兩者的定時來形成。對于信號400和408，由阻抗變化C1(圖2)導(dǎo)致的反射406、414發(fā)生在信號的傳感器邊沿404、412的定時之前，而對于信號424，反射430發(fā)生在信號的傳感器邊沿428之后。但是對于信號416，反射422(虛線所示)與信號的傳感器邊沿420重合，從而導(dǎo)致傳感器邊沿420的變化，在觀察點A處可以看到。例如，傳感器邊沿420的中點和斜率已被反射422在傳感器邊沿420上的重疊所改變。
如在信號路徑202的點A處觀察到的，具有不同脈寬的信號的傳感器邊沿可以如圖5所繪制的那樣，其中曲線500代表具有不同脈寬的信號被驅(qū)動到信號路徑202上時，在點A處觀察到的各個傳感器邊沿的中點。具有6ns脈寬的信號的傳感器邊沿定時中的變化504或異常表明當脈寬為6ns的信號被驅(qū)動到信號路徑202上時，由阻抗變化C1導(dǎo)致的反射與信號的傳感器邊沿相重疊。傳感器邊沿變化量代表由阻抗變化引起的定時誤差。使得定時誤差可被感測到的信號脈寬(即6ns)可以在108(圖1)處被用來確認在信號路徑202上引起定時誤差的位置。就是說，由于信號的觸發(fā)器邊沿必須從點A行進到阻抗變化，然后引發(fā)的反射必須沿同樣路線返回，因此可以確定阻抗變化發(fā)生在信號路徑202上距點A 3ns處(即6ns÷2＝3ns)。
如前所述，信號的傳感器邊沿可以利用傳感器邊沿的中點由接收器(例如RCV1、RCV2或RCV3)來刻畫特征。信號的傳感器邊沿的中點例如可以通過在從信號的傳感器邊沿之前到至少其傳感器邊沿的中點之間的多個點上對信號采樣(例如對其電壓采樣)而找到。信號的傳感器邊沿的中點也可以通過在從信號的傳感器邊沿之后到至少其傳感器邊沿的中點之間的多個點上對信號采樣而找到。在某些情況下，可能需要利用這兩種方式(即利用從左側(cè)開始的信號采樣和從右側(cè)開始的信號采樣)一起來確定信號的傳感器邊沿的中點。在圖5中，曲線500代表傳感器邊沿的早定時(即基于其從左側(cè)開始的采樣)，而曲線502代表傳感器邊沿的晚定時(即基于其從右側(cè)開始的采樣)。早定時和晚定時之間的偏差或比較506代表與阻抗變化相關(guān)聯(lián)的峰到峰定時誤差。
圖6示出了如何將方法100應(yīng)用到安捷倫科技有限公司的VersatestSeries Model V4xxx ATE。但是，注意，方法100可應(yīng)用于各種測試和測量設(shè)備。安捷倫科技有限公司是一家Delaware的公司，其總部位于美國加州的Palo Alto。
本領(lǐng)域技術(shù)人員將認識到，ATE的信號路徑的任何部分都可以被評估，包括ATE的負載板、探針卡、校準板、接口板、電纜和插座。而且，方法100可被應(yīng)用于ATE的每個信道，這些信道中的每一個都可能已經(jīng)與信號驅(qū)動器和信號接收器相關(guān)聯(lián)。在某些實施例中，方法100可以被應(yīng)用到ATE、負載板和探針卡中的每一個都包括幾千條跡線的環(huán)境中。在這些實施例中，方法100可被用于以比傳統(tǒng)方法少得多的時間來識別上千條跡線中表現(xiàn)最壞的跡線。
現(xiàn)在將描述方法600(圖6)，該方法開始于ATE的初始化(602)。圖7示出了可以用于初始化Versatest Series V4xxx ATE的示例性步驟。就是說，斷開(700)電源V1到V5；至少被測信道(在下文中簡稱為“該信道”)的信道I/O(輸入/輸出)定時被設(shè)置(702)；該信道被設(shè)置(704)為向量模式；從該信道中去除(706)反向屏蔽(invertmask)；并且為該信道設(shè)置(708)高輸入電壓和低輸入電壓(VIH、VIL、VOH、VOL)。
返回參考圖6，方法600繼續(xù)進行驅(qū)動信號和接收器選通脈沖的配置(604)。圖8示出了可以用于實現(xiàn)該配置的示例性步驟，包括設(shè)置(800)將被驅(qū)動到該信道上的信號的DRIVE_START(即代表傳感器邊沿定時的信號)和DRIVE_END(即代表觸發(fā)器邊沿定時的信號)的定時；設(shè)置(802)用于對被驅(qū)動到該信道上的信號進行采樣的選通脈沖的選通開始(即MIN_STROBE)和選通結(jié)束(MAX_STROBE)；設(shè)置(804)用于該信道的選通屏蔽；以及將選通接收器設(shè)置(806)為邊沿模式。為了避免在分析所涉及的信道上出現(xiàn)串擾以及其他可能的干擾，在除了被測信道之外的所有信道上的信號傳輸都可以被屏蔽。
再次返回參考圖6，方法600繼續(xù)執(zhí)行被驅(qū)動到該信道上的信號的上升傳感器邊沿的遞增選通(606)。就是說，驅(qū)動信號響應(yīng)于選通脈沖而被采樣，以從左側(cè)開始刻畫傳感器邊沿的特征。然后，上升傳感器邊沿被遞減地選通(608)，以從右側(cè)開始刻畫傳感器邊沿的特征。此后，驅(qū)動信號的極性被改變(610)，然后新的驅(qū)動信號的下降傳感器邊沿被遞增地選通(612)及遞減地選通(614)。
在刻畫出具有給定脈寬但不同極性的驅(qū)動信號的上升和下降傳感器邊沿的特征之后，判斷是否已到達最小脈寬(616)。如果還未到達，則遞增(618)驅(qū)動信號的DRIVE_START的定時，并重復(fù)步驟606到614。如果已經(jīng)到達，則判斷是否已測試了ATE的所有信道(620)。如果不是，則遞增(622)被測信道，并重復(fù)步驟604到618。否則，方法600結(jié)束。
圖9示出了用于根據(jù)方法600的步驟606、608、612、614中的任意一個來遞增地或遞減地選通傳感器邊沿的示例性方法900。方法900包括設(shè)置(902)STROBE_START；設(shè)置(904)選通定時；以及運行(906)樣式發(fā)生器并搜索傳感器邊沿的中點。如果找到(908)中點，則方法900完成。否則，STROBE_START被遞增或遞減(910)，并且樣式發(fā)生器被用于再一次搜索傳感器邊沿。樣式發(fā)生器的閾值被設(shè)置為在傳感器邊沿的中點處預(yù)期的電壓。
當執(zhí)行方法600時，DRIVE_START的定時可以在等于被測信道的傳播延遲的時間周期中被遞增，或者在與信道中預(yù)期存在阻抗變化的部分相對應(yīng)的脈寬范圍中被遞增。而且，STROBE_START也可以在驅(qū)動信號的整個周期中遞增，或者在預(yù)期將檢測到驅(qū)動信號的傳感器邊沿的范圍中遞增。
由失配阻抗定時分析產(chǎn)生的數(shù)據(jù)可以采用多種形式，包括表、數(shù)據(jù)庫和圖例。在某些實施例中，這些數(shù)據(jù)可以是將被用于進一步手工或自動分析的中間數(shù)據(jù)。方法100和600的精度可因重復(fù)性而提高。例如，人們可能希望使一個測試向量在每條信道中循環(huán)1000次，從而獲得足夠大的數(shù)據(jù)集合以獲得所需的精度級別。
圖5示出了相對于方法600和信號路徑202的傳感器邊沿中點的示例性圖形表示(即曲線)。該曲線的縱軸單位是以納秒(ns)為單位的驅(qū)動信號的脈寬。該曲線的橫軸單位是以ps為單位的被檢測的傳感器邊沿定時。曲線500代表通過遞增選通而檢測到的上升傳感器邊沿的曲線。曲線502代表通過遞減選通而檢測到的上升傳感器邊沿的曲線。曲線508代表通過遞增選通而檢測到的下降傳感器邊沿的曲線。曲線510代表通過遞減選通而檢測到的下降傳感器邊沿的曲線。
在大約3ns脈寬以下，傳感器邊沿曲線發(fā)生扭曲，這反映出連接到信號路徑202的接收器(RCV1)能夠精確檢測出傳感器邊沿中點的最小脈寬。但是注意，該3ns最小脈寬僅僅是示例性的。依賴于接收器所在的ATE系統(tǒng)，該最小脈寬可能更小或更大。
圖5示出了可以從收集到的數(shù)據(jù)中導(dǎo)出的有用測量結(jié)果的一些，但非全部。例如，除了已經(jīng)討論的測量結(jié)果504和506之外，測量結(jié)果還包括阻抗失配C1的峰到峰定時誤差512，另外還有死區(qū)(deadband)。峰到峰定時誤差512包括與抖動、線性、接收器和驅(qū)動器誤差相關(guān)聯(lián)的組合誤差加上由阻抗變化C1所反射的上升或下降沿導(dǎo)致的最大定時誤差。
這里所描述的方法的部分或全部可以被手動或自動執(zhí)行。在某些情況下，這些方法可以被具體化為指令序列，當所述指令序列被機器(例如ATE)執(zhí)行時，致使機器執(zhí)行所述方法的動作。指令序列可以被存儲在位于單個位置或分布在網(wǎng)絡(luò)中的程序存儲設(shè)備(例如固定盤、可移動盤或其組合)上。
權(quán)利要求
1.一種方法，包括將多個信號順序驅(qū)動到一個信號路徑上，所述信號中的每一個具有由觸發(fā)器邊沿和傳感器邊沿所限定的脈寬，并且所述信號中的至少一些具有不同的脈寬；在驅(qū)動每個信號之后，在該信號的傳感器邊沿的定時上或該定時附近對該信號采樣，以刻畫該信號的傳感器邊沿的特征；以及分析對應(yīng)于不同信號的傳感器邊沿特征，以量化由所述信號路徑的阻抗變化所引起的定時誤差。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述信號的不同脈寬是通過調(diào)整所述信號中的至少一些信號的觸發(fā)器邊沿的定時而非傳感器邊沿的定時而形成的。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述信號的不同脈寬是通過調(diào)整所述信號中的至少一些信號的傳感器邊沿的定時而非觸發(fā)器邊沿的定時而形成的。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述信號的不同脈寬是通過調(diào)整所述信號中的至少一些信號的觸發(fā)器邊沿和傳感器邊沿兩者的定時來形成的。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述信號采樣包括電壓。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中每個信號在從該信號的傳感器邊沿之前到至少該信號的傳感器邊沿的中點之間的多個點上被采樣。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中每個信號的傳感器邊沿的特征是通過利用所述信號的多個采樣點來確定所述信號的傳感器邊沿的中點的定時而被刻畫的。
8.如權(quán)利要求6所述的方法，其中每個信號還在從該信號的傳感器邊沿之后到至少該信號的傳感器邊沿的中點之間的多個點上被采樣。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中每個信號的傳感器邊沿的特征是通過以下步驟來刻畫的使用從所述信號的傳感器邊沿之前開始的多個采樣點來確定所述信號的傳感器邊沿的中點的早定時；以及使用從所述信號的傳感器邊沿之后開始的多個采樣點來確定所述信號的傳感器邊沿的中點的晚定時。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其中分析對應(yīng)于不同信號的傳感器邊沿特征，以量化由所述信號路徑的阻抗變化所引起的定時誤差的步驟包括比較所述信號的傳感器邊沿的中點的早定時和晚定時的曲線，以量化與所述阻抗變化相關(guān)聯(lián)的峰到峰定時誤差。
11.如權(quán)利要求1所述的方法，其中每個信號在從該信號的傳感器邊沿之后到至少該信號的傳感器邊沿的中點之間的多個點上被采樣。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其中每個信號的傳感器邊沿的特征是通過利用所述信號的多個采樣點來確定所述信號的傳感器邊沿的中點的定時而被刻畫的。
13.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括使用對應(yīng)于異常傳感器邊沿特征的信號脈寬來識別所述信號路徑上的阻抗變化的位置。
14.如權(quán)利要求1所述的方法，其中將多個信號驅(qū)動到所述信號路徑上的步驟包括將多個具有下降傳感器邊沿的信號驅(qū)動到所述信號路徑上；以及將多個具有上升傳感器邊沿的信號驅(qū)動到所述信號路徑上。
15.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述信號路徑是電路測試儀的信號路徑。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，還包括對于所述電路測試儀的每個信道，重復(fù)所述驅(qū)動、采樣和分析動作。
17.如權(quán)利要求15所述的方法，其中所述阻抗變化已知是所述單個路徑中的連接器的結(jié)果，并且其中所述多個信號的不同脈寬被選擇為等于或約等于信號被傳播到所述連接器所花費時間的兩倍。
18.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述多個信號的不同脈寬被選擇為等于或約等于信號被傳播到所述信號路徑中預(yù)期出現(xiàn)所述阻抗變化的區(qū)域所花費時間的兩倍。
19.一種其上存儲有指令序列的程序存儲設(shè)備，當所述指令序列被機器執(zhí)行時，致使所述機器執(zhí)行以下動作將多個信號順序驅(qū)動到一個信號路徑上，所述信號中的每一個具有由觸發(fā)器邊沿和傳感器邊沿所限定的脈寬，并且所述信號中的至少一些具有不同的脈寬；在驅(qū)動每個信號之后，在該信號的傳感器邊沿的定時上或該定時附近對該信號采樣，以刻畫該信號的傳感器邊沿的特征；以及比較所述多個信號中的不同信號的傳感器邊沿特征，以量化由所述信號路徑的阻抗變化所引起的定時誤差。
20.如權(quán)利要求19所述的程序存儲設(shè)備，其中每個信號在位于其傳感器邊沿的任意一側(cè)的多個點上被采樣。
全文摘要
在一個實施例中，多個信號被順序驅(qū)動到一個信號路徑上。這些信號中的每個信號具有由觸發(fā)器邊沿和傳感器邊沿所限定的脈寬，并且這些信號中的至少一些具有不同的脈寬。在驅(qū)動每個信號之后，在該信號的傳感器邊沿的定時上或該定時附近對該信號采樣，以刻畫該信號的傳感器邊沿的特征。然后，分析對應(yīng)于不同信號的傳感器邊沿特征，以量化由信號路徑的阻抗變化所引起的定時誤差。
文檔編號G01R31/08GK1825127SQ200610008400
公開日2006年8月30日 申請日期2006年2月21日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月25日
發(fā)明者松宮博 申請人:安捷倫科技有限公司