專利名稱：高速差分信號模擬分析系統及方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種信號模擬分析系統及方法，特別是涉及一種高速差分信號模擬分析系統及方法。
背景技術：
隨著PCB(Printed Circuit Board，印刷電路板)信號線的各種布線技術的成熟和發(fā)展，人們?yōu)榱烁倪MPCB信號線的工作性能，對PCB信號線的排布通常采用的是高速差分信號線排布形式。而高速差分信號線傳輸的高速差分信號也因為其精確的時序控制及更高的工作速度為人們所熟知。
隨著千兆位元技術的普及和發(fā)展，數據傳輸速率日益提高，人們對高速差分信號的品質要求也日益嚴格，通常要求高速差分信號傳輸的誤碼率(Bit Error Rate，BER)小于10-12。眾所周知，判別高速差分信號的傳輸是否符合誤碼率的要求，需要模擬分析數目龐大的高速差分信號的傳輸。
目前，人們在對排布的高速差分信號線進行模擬分析，判斷排布的高速差分信號線對高速差分信號的傳輸是否符合誤碼率的要求時，還沒有一種工具或方法可以迅速且準確的模擬分析出數目龐大的高速差分信號的傳輸。人們通常利用的模擬分析工具，例如Hspice，需要占用非常龐大的計算機系統資源和耗費非常多的操作時間，才能完成數目龐大的高速差分信號傳輸的模擬分析任務。

發(fā)明內容
鑒于以上內容，有必要提供一種高速差分信號模擬分析系統以迅速且準確的模擬分析出數目龐大的高速差分信號的傳輸，避免操作過程的繁瑣和操作時間的延長。
此外，還有必要提供一種高速差分信號模擬分析方法以迅速且準確的模擬分析出數目龐大的高速差分信號的傳輸，避免操作過程的繁瑣和操作時間的延長。
一種高速差分信號模擬分析系統，包括模擬分析模塊。該模擬分析模塊包括模擬子模塊，用于設置模擬分析參數，模擬高速差分信號線及其連接，將模擬出的高速差分信號線等價成一個耦合通道，及根據設置的模擬分析參數模擬高速差分信號；解析子模塊，用于根據設置的模擬分析參數將上述耦合通道解析成不同模態(tài)下的通道，及將模擬的高速差分信號解析成不同模態(tài)的信號；所述模擬子模塊，還用于根據設置的模擬分析參數模擬經過不同模態(tài)下的通道的脈沖信號；存儲子模塊，用于記錄不同模態(tài)下的通道的脈沖響應；及計算子模塊，用于將不同模態(tài)的信號及其相應模態(tài)下通道的脈沖響應分別進行快速傅利葉轉換，將上述不同模態(tài)的信號及其相應模態(tài)下通道的脈沖響應的轉換結果分別相乘，將乘積分別進行反快速傅利葉轉換，及將反快速傅利葉轉換的結果進行累加以得出通過耦合通道后的高速差分信號。
一種高速差分信號模擬分析方法，包括如下步驟(a)設置模擬分析參數；(b)模擬高速差分信號線及其連接，并將模擬出的高速差分信號線等價成一個耦合通道；(c)根據設置的模擬分析參數將上述耦合通道解析成不同模態(tài)下的通道；(d)根據設置的模擬分析參數模擬經過不同模態(tài)下的通道的脈沖信號；(e)記錄不同模態(tài)下的通道的脈沖響應；(f)根據設置的模擬分析參數模擬高速差分信號；(g)將模擬的高速差分信號解析成不同模態(tài)的信號；(h)將不同模態(tài)的信號及其相應模態(tài)下通道的脈沖響應分別進行快速傅利葉轉換；(i)將上述不同模態(tài)的信號及其相應模態(tài)下通道的脈沖響應的轉換結果分別相乘，并將乘積分別進行反快速傅利葉轉換；(j)將反快速傅利葉轉換的結果進行累加以得出通過耦合通道后的高速差分信號。
相較現有技術，所述的高速差分信號模擬分析系統及方法，充分考量了需模擬分析的高速差分信號的龐大數目，避免了操作過程的繁瑣和操作時間的延長。


圖1是本發(fā)明高速差分信號模擬分析系統較佳實施方式的硬件架構圖。
圖2是本發(fā)明模擬分析模塊的子功能模塊圖。
圖3是本發(fā)明模擬出的高速差分信號傳輸示意圖。
圖4是本發(fā)明模擬出的脈沖信號經過不同模態(tài)下通道的示意圖。
圖5是本發(fā)明兩個高速差分信號同時輸入耦合通道的示意圖。
圖6是本發(fā)明高速差分信號模擬分析方法較佳實施方式的具體實施流程圖。
具體實施例方式
如圖1所示，是本發(fā)明高速差分信號模擬分析系統較佳實施方式的硬件架構圖。該系統包括一個鼠標23，一個鍵盤25，一個用于進行數據處理的中央處理器13，一個用于進行數據存儲的存儲裝置15，一個用于進行數據顯示的顯示裝置21，及一個用于連接元器件間信號傳輸的的通用串行總線11。該存儲裝置15中存儲有一個進行高速差分信號模擬分析的模擬分析模塊150，及一個高速差分信號線布線文檔(未示出)。該顯示裝置21用于顯示該模擬分析模塊150模擬的高速差分信號傳輸示意圖、模擬的不同模態(tài)的脈沖信號經過不同模態(tài)下的通道的示意圖及對高速差分信號模擬分析的結果。
如圖2所示，是本發(fā)明模擬分析模塊150的子功能模塊圖。該模擬分析模塊150包括模擬子模塊1501、解析子模塊1503、存儲子模塊1505及計算子模塊1507。
該模擬子模塊1501，用于通過設置模擬分析參數，模擬高速差分信號線及其連接，將模擬出的高速差分信號線等價成一個通道，及根據設置的模擬分析參數模擬高速差分信號。該設置的模擬分析參數包括需模擬分析的高速差分信號的強度和數目，及需模擬的脈沖信號的強度和數目。該模擬子模塊1501通過導入高速差分信號線布線文檔，并根據導入的高速差分信號線布線文檔來模擬高速差分信號線及其連接；或通過提供圖形化界面以及各種線路元件，讓使用者通過鍵盤25和鼠標23進行線路元件連接來模擬高速差分信號線及其連接。本實施例中，該模擬子模塊1501提供圖形化界面以及各種線路元件來模擬高速差分信號線及其連接。當有兩個或兩個以上的高速差分信號同時輸入一個通道時，該通道即是一個耦合通道。本實施例是以兩個高速差分信號同時輸入的情況來進行說明的，因此，該等價出的通道是一個耦合通道。如圖3所示，模擬出的高速差分信號傳輸示意圖包括該信號輸出端17、該信號接收端19及一個耦合通道12，模擬出的高速差分信號從該信號輸出端17輸出，通過該耦合通道12輸入該信號接收端19。
該解析子模塊1503，用于根據設置的需模擬分析的高速差分信號的數目將上述耦合通道12解析成不同模態(tài)下的通道，及將從該信號輸出端17輸出的高速差分信號解析成不同模態(tài)的信號。當有兩個高速差分信號同時輸入一個通道時，該耦合通道12及高速差分信號具有兩種模態(tài)，即奇模態(tài)和偶模態(tài)。當有兩個以上的高速差分信號同時輸入一個通道時，該耦合通道12及高速差分信號具有三種模態(tài)，即奇模態(tài)、偶模態(tài)和復合模態(tài)。本實施例以兩個高速差分信號線同時輸入的情況來進行說明，因此，該耦合通道12及高速差分信號具有兩種模態(tài)，即奇模態(tài)和偶模態(tài)。如圖5所示，該高速差分信號x1(t)與x2(t)同時輸入耦合通道 相應產生輸出信號 與 。該x1(t)被解析成偶模態(tài)的信號部分記為 被解析成奇模態(tài)的信號部分記為 該x2(t)被解析成偶模態(tài)的信號部分記為 被解析成奇模態(tài)的信號部分記為 該模擬子模塊1501，還用于根據設置的需模擬的脈沖信號的強度和數目模擬經過不同模態(tài)下的通道的脈沖信號。如圖4所示，模擬出的同模態(tài)的脈沖信號經過同模態(tài)下的通道，同模態(tài)下的通道對同模態(tài)的不同脈沖信號有不同的脈沖響應，偶模態(tài)下的通道的脈沖響應分別被記為 及 奇模態(tài)下的通道的脈沖響應分別被記為 及 模擬出的不同模態(tài)下的脈沖信號用于測試不同模態(tài)下的通道的脈沖響應。
該存儲子模塊1505，用于記錄不同模態(tài)下的通道對模擬出的脈沖信號的脈沖響應。本實施例中，偶模態(tài)下的通道的脈沖響應記為 奇模態(tài)下的通道的脈沖響應記為 則h→(t)=h→e(t)+h→o(t),]]>且h→e(t)=h→e1(t)h→e2(t),]]>ho(t)=h→o1(t)h→o2(t).]]>該計算子模塊1507，用于將不同模態(tài)的信號及其相應模態(tài)下通道的脈沖響應分別進行快速傅利葉轉換。當只有一個高速差分信號x(t)經由某通道h(t)輸出時，輸出的信號y(t)為x(t)與h(t)的折積，表達式為y(t)=Στ=-∞∞x(t-τ)·h(τ)=x(t)*h(t),]]>“*”為折積運算子。在本實施例中，y→1(t)=x→e1(t)*h→e1(t)+x→o1(t)*h→o1(t),]]>y→2(t)=x→e2(t)*h→e2(t)+x→o2(t)*h→o2(t).]]>進行傅利葉(Fourier)轉換將時間函數轉換為頻域函數的表達式為F(ω)=∫-∞∞y(t)·e-jωtdω,]]>ω＝2πf，j是一個常量。
該計算子模塊1507，還用于將上述不同模態(tài)的信號及其相應模態(tài)下通道的脈沖響應的轉換結果分別相乘，將乘積分別進行反快速傅利葉轉換，及將反快速傅利葉轉換的結果進行累加。根據傅利葉轉換的特性得知，兩個時間函數的折積等同于它們轉換成頻域函數乘積的反傅利葉轉換，即y(t)=x(t)*h(t)=Στ=-∞∞x(t-τ)·h(τ)=F-1(F(x(t))·F(h(t))).]]>對運用該高速差分信號模擬分析系統以實現對高速差分信號進行快速及準確的計算的步驟，進行如下闡述。
首先，令模擬子模塊1501設置模擬分析參數，及提供圖形化界面以及各種線路元件以模擬高速差分信號線及其連接(如圖3所示)。
接著，令解析子模塊1503根據設置的需模擬分析的高速差分信號的數目將上述耦合通道12解析成不同模態(tài)下的通道，模擬子模塊1501根據設置的需模擬分析的高速差分信號的強度和數目模擬經過不同模態(tài)下的通道的脈沖信號(如圖4所示)，存儲子模塊1505記錄不同模態(tài)下的通道對模擬出的脈沖信號的脈沖響應，模擬子模塊1501根據設置的需模擬分析的高速差分信號的強度和數目，模擬出從該信號輸出端17輸出的通過該耦合通道12輸入該信號接收端19的高速差分信號，解析子模塊1503將從該信號輸出端17輸出的高速差分信號解析成不同模態(tài)的信號(如圖5所示)。
之后，令計算子模塊1507將不同模態(tài)的信號及其相應模態(tài)下通道的脈沖響應分別進行快速傅利葉轉換，將上述不同模態(tài)的信號及其相應模態(tài)下通道的脈沖響應的轉換結果分別相乘，將乘積分別進行反快速傅利葉轉換，及將反快速傅利葉轉換的結果進行累加得出通過耦合通道后的高速差分信號。
如圖6所示，是本發(fā)明高速差分信號模擬分析方法較佳實施方式的具體實施流程圖。首先，模擬子模塊1501設置模擬分析參數，提供圖形化界面以及各種線路元件以模擬高速差分信號線及其連接，將模擬出的高速差分信號線等價成一個耦合通道，也就是進行高速差分信號傳輸過程的模擬，模擬結果通過顯示裝置21顯示出來(步驟S21)。解析子模塊1503根據設置的需模擬分析的高速差分信號的數目將上述耦合通道12解析成不同模態(tài)下的通道(步驟S23)。模擬子模塊1501根據設置的需模擬分析的脈沖信號的強度和數目模擬經過不同模態(tài)下的通道的脈沖信號，模擬結果通過顯示裝置21顯示出來，存儲子模塊1505記錄不同模態(tài)下的通道對模擬出的脈沖信號的脈沖響應(步驟S25)。模擬子模塊1501根據設置的需模擬分析的高速差分信號的強度和數目，模擬出從該信號輸出端17輸出的通過該耦合通道12輸入該信號接收端19的高速差分信號，解析子模塊1503將從該信號輸出端17輸出的高速差分信號解析成不同模態(tài)的信號(步驟S27)。計算子模塊1507將不同模態(tài)的信號及其相應模態(tài)下通道的脈沖響應分別進行快速傅利葉轉換，將時間函數轉換為頻域函數(步驟S29)。計算子模塊1507將上述不同模態(tài)的信號及其相應模態(tài)下通道的脈沖響應的轉換結果分別相乘，將乘積分別進行反快速傅利葉轉換(步驟S31)。計算子模塊1507將上述反快速傅利葉轉換的結果進行累加得出通過耦合通道后的高速差分信號，通過顯示裝置21將計算結果顯示出來(步驟S33)。
權利要求
1.一種高速差分信號模擬分析系統，包括模擬分析模塊，其特征在于，該模擬分析模塊包括模擬子模塊，用于設置模擬分析參數，模擬高速差分信號線及其連接，將模擬出的高速差分信號線等價成一個耦合通道，及根據設置的模擬分析參數模擬高速差分信號；解析子模塊，用于根據設置的模擬分析參數將上述耦合通道解析成不同模態(tài)下的通道，及將模擬的高速差分信號解析成不同模態(tài)的信號；所述模擬子模塊，還用于根據設置的模擬分析參數模擬經過不同模態(tài)下的通道的脈沖信號；存儲子模塊，用于記錄不同模態(tài)下的通道的脈沖響應；及計算子模塊，用于將不同模態(tài)的信號及其相應模態(tài)下通道的脈沖響應分別進行快速傅利葉轉換，將上述不同模態(tài)的信號及其相應模態(tài)下通道的脈沖響應的轉換結果分別相乘，將乘積分別進行反快速傅利葉轉換，及將反快速傅利葉轉換的結果進行累加以得出通過耦合通道后的高速差分信號。
2.如權利要求1所述的高速差分信號模擬分析系統，其特征在于，該模擬分析參數包括需模擬分析的高速差分信號的強度和數目，及需模擬的脈沖信號的強度和數目。
3.如權利要求1所述的高速差分信號模擬分析系統，其特征在于，該模擬的經過不同模態(tài)下通道的脈沖信號用于得出不同模態(tài)下的通道的脈沖響應。
4.一種高速差分信號模擬分析方法，其特征在于，該方法包括如下步驟設置模擬分析參數；模擬高速差分信號線及其連接，并將模擬出的高速差分信號線等價成一個耦合通道；根據設置的模擬分析參數將上述耦合通道解析成不同模態(tài)下的通道；根據設置的模擬分析參數模擬經過不同模態(tài)下的通道的脈沖信號；記錄不同模態(tài)下的通道的脈沖響應；根據設置的模擬分析參數模擬高速差分信號；將模擬的高速差分信號解析成不同模態(tài)的信號；將不同模態(tài)的信號及其相應模態(tài)下通道的脈沖響應分別進行快速傅利葉轉換；將上述不同模態(tài)的信號及其相應模態(tài)下通道的脈沖響應的轉換結果分別相乘，并將乘積分別進行反快速傅利葉轉換；及將反快速傅利葉轉換的結果進行累加以得出通過耦合通道后的高速差分信號。
5.如權利要求4所述的高速差分信號模擬分析方法，其特征在于，該模擬分析參數包括需模擬分析的高速差分信號的強度和數目，及需模擬的脈沖信號的強度和數目。
6.如權利要求4所述的高速差分信號模擬分析方法，其特征在于，該模擬出的經過不同模態(tài)下通道的脈沖信號用于得出不同模態(tài)下的通道的脈沖響應。
全文摘要
本發(fā)明提供一種高速差分信號模擬分析方法，包括步驟設置模擬分析參數；模擬高速差分信號線及其連接，并將模擬出的高速差分信號線等價成一個耦合通道；將上述耦合通道解析成不同模態(tài)下的通道；模擬脈沖信號；記錄不同模態(tài)下的通道的脈沖響應；模擬高速差分信號；將模擬的高速差分信號解析成不同模態(tài)的信號；將不同模態(tài)的信號及其相應模態(tài)下通道的脈沖響應分別進行快速傅利葉轉換；將轉換結果分別相乘，并將乘積分別進行反快速傅利葉轉換；將反快速傅利葉轉換的結果進行累加。本發(fā)明亦提供一種高速差分信號模擬分析系統。利用本發(fā)明高速差分信號模擬分析系統及方法，避免了操作過程的繁瑣和操作時間的延長。
文檔編號G01R13/00GK101087148SQ200610060980
公開日2007年12月12日 申請日期2006年6月7日 優(yōu)先權日2006年6月7日
發(fā)明者許壽國, 李政憲 申請人:鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司, 鴻海精密工業(yè)股份有限公司