專利名稱：測(cè)量集成電路芯片間傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信號(hào)的信號(hào)特性的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉;sii級(jí)傳輸線驅(qū)動(dòng)器與接收器，特別涉及對(duì)在電路板上 法。
背景技術(shù)：
數(shù)字計(jì)算機(jī)系統(tǒng)具有持續(xù)提高系統(tǒng)所用處理器的速度的歷史。由于計(jì) 算機(jī)系統(tǒng)已經(jīng)向著多處理器系統(tǒng)變化，處理器和存儲(chǔ)器系統(tǒng)之間的共享信
息也已產(chǎn)生了對(duì)離片(off-chip)通信網(wǎng)絡(luò)的提高的速度的需求。設(shè)計(jì)者通
常對(duì)片上(on-chip)通信通道擁有與離片通信通道相比更好的控制。離片 通信通道較長(zhǎng)，具有較高的噪音、阻抗不匹配，并具有與片上通信通道相 比較大的不連續(xù)性。由于離片通信通道具有較低的阻抗，它們需要較大的 電流、因此需要較大的功率來驅(qū)動(dòng)。
當(dāng)使用片間高速通信(signaling)時(shí)，信號(hào)線之間的噪音和耦合(串 擾)影響信號(hào)品質(zhì)。減輕噪音與耦合的有害影響的一種方法是通過使用差 動(dòng)通信。差動(dòng)通信包含向差動(dòng)接收器發(fā)送信號(hào)及其補(bǔ)碼(complement)。 通過這種方式，噪音和耦合同等地影響信號(hào)及補(bǔ)碼。差動(dòng)接收器僅僅檢測(cè) 信號(hào)及其補(bǔ)碼之間的不同，因?yàn)樵胍艉婉詈洗砉膊拍盘?hào)。因此，差動(dòng)通 信可抵抗噪音與串?dāng)_在信號(hào)品質(zhì)上具有的影響。
當(dāng)高速數(shù)據(jù)在芯片之間被傳輸時(shí)，信號(hào)線通過其傳輸線 被特征化。 如果傳輸線不是在與傳輸線特征阻抗匹配的阻抗上端接(terminate)，高
速信號(hào)常常遭受反射。反射可能在驅(qū)動(dòng)器與接收器之間來來回回地傳播， 并且當(dāng)在接收器上檢測(cè)信號(hào)時(shí)降低了裕量(margin)。因此，為了控制過
沖(overshoot)、下沖(undershoot)并提高信號(hào)品質(zhì)，對(duì)于所有的高速 信號(hào)，通常需要某些形式的端接。對(duì)于差動(dòng)通信，使用平行(parallel)傳 輸線。每個(gè)傳輸線可關(guān)于其個(gè)體的特征阻抗被端接，或者，差動(dòng)對(duì)可用兩 傳輸線之間等于差動(dòng)線阻抗的電阻端接。
傳輸線系統(tǒng)通過噪音、傳播速度、損耗以及由于不完美的端接引起的 反射來特征化。因此，被接收到的信號(hào)不是以可重復(fù)的方式在邏輯電平 (logiclevel)之間跳變。即使是當(dāng)在同一時(shí)鐘時(shí)間被觸發(fā)跳變到一邏輯電 平的時(shí)候，線驅(qū)動(dòng)器可能不能每次嚴(yán)格相同地做到這一點(diǎn)。在定時(shí)和電壓 電平上的這些變化可通過使用在時(shí)間窗口中查看,皮接收信號(hào)的示波器系統(tǒng) 進(jìn)行查看。在此時(shí)間窗口中信號(hào)的快照可通過觸發(fā)示波器系統(tǒng)以便在與產(chǎn) 生該數(shù)據(jù)信號(hào)的時(shí)鐘同步的時(shí)鐘時(shí)間開始時(shí)間掃描進(jìn)行顯示。該數(shù)據(jù)信號(hào) 的結(jié)果得到的邏輯狀態(tài)跳變可顯示為"可見圖(eyediagram)"，其中， 上升和下降時(shí)間以及邏輯l與邏輯o電壓電平將^皮"污染(smear)"到
取決于它們相對(duì)于觸發(fā)時(shí)鐘跳變的變化性以及測(cè)量系統(tǒng)中的任何變化性的 程度。
由于結(jié)果得到的顯示將取決于接收器上的時(shí)鐘觸發(fā)信號(hào)是如何得出 的，對(duì)于數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)來說，沒有"唯一 (one)"可見圖。可能的觸發(fā)信 號(hào)的某些實(shí)例如下
1) 與數(shù)據(jù)信號(hào)同步且以同樣的速率的時(shí)鐘信號(hào)觸發(fā)。
2) 以數(shù)據(jù)速率的某些通常涉及2的冪(例如4、 16等)的分頻比的分 頻時(shí)鐘觸發(fā)信號(hào)。
3) 型態(tài)(pattern)觸發(fā)，它是每次型態(tài)重復(fù)提供一次觸發(fā)的信號(hào)。
4) 數(shù)據(jù)自身可被用作觸發(fā)。
5) 最后，觸發(fā)信號(hào)是通過在數(shù)據(jù)信號(hào)上使用時(shí)鐘恢復(fù)得出的。 當(dāng)用于構(gòu)建可視圖(eye pattern)時(shí)，這些方法中的每一種提供不同
的結(jié)果。1)中的時(shí)鐘觸發(fā)提供一種在一個(gè)顯示中包含所有可能的位跳變的 經(jīng)典可見圖。2)中的分頻時(shí)鐘觸發(fā)也產(chǎn)生一可見圖，且這在用于產(chǎn)生可見 圖的設(shè)備具有低于被查看信號(hào)的數(shù)據(jù)速率的觸發(fā)輸入帶寬時(shí)可能是有用
的。這種方法將產(chǎn)生好的可見圖，除非數(shù)據(jù)信號(hào),皮分頻比分頻后的型態(tài)長(zhǎng)
度(pattern length)為整數(shù)。在這種情況下，觸發(fā)信號(hào)將總是與型態(tài)中相 同的位重合，同時(shí)， 一貫地丟失型態(tài)的其它部分。這將導(dǎo)致產(chǎn)生不完整的 可見圖。
3) 中的型態(tài)觸發(fā)用于顯示數(shù)據(jù)型態(tài)中單獨(dú)的位。如果型態(tài)長(zhǎng)且查看時(shí) 間僅僅包括一些位跳變，則每個(gè)被觸發(fā)的掃描中將查看特定的一組位。為 了查看整個(gè)型態(tài)，需要將查看時(shí)間觸發(fā)從型態(tài)觸發(fā)延遲。這是使用示波器 時(shí)基(scope time base)實(shí)現(xiàn)的，并可能導(dǎo)致被顯示信號(hào)上由于時(shí)基電路 中的缺點(diǎn)引起的增大的明顯抖動(dòng)。
4) 中的數(shù)據(jù)上的觸發(fā)是構(gòu)建可見圖的最不可取的方法，應(yīng)當(dāng)僅僅用作 快速觀看。同樣的參數(shù)的長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行未向觸發(fā)提供跳變，故幾乎不可能得 到完整的可見圖。
盡管需要增大的復(fù)雜性，5)中的恢復(fù)時(shí)鐘上的觸發(fā)具有所列的一些優(yōu)
點(diǎn)
■在實(shí)際時(shí)鐘信號(hào)不可獲得時(shí)工作良好
■在發(fā)送器與接收器之間的距離非常長(zhǎng)的情況下，被接收數(shù)據(jù)與傳輸
時(shí)鐘之間的關(guān)系可能出錯(cuò) ■某些標(biāo)準(zhǔn)需要接收器所"看到"的可見圖的分析，特別是對(duì)于抖動(dòng)
測(cè)試
用于時(shí)鐘恢復(fù)的電路典型地具有從呈現(xiàn)在數(shù)據(jù)信號(hào)上的所恢復(fù)時(shí)鐘信 號(hào)中移除抖動(dòng)的環(huán)路(loop)帶寬。取決于將被進(jìn)行的測(cè)量，這種影響可 能好或者壞，需要去理解。
時(shí)鐘恢復(fù)中窄的環(huán)路帶寬給出了穩(wěn)定的時(shí)鐘，因?yàn)閿?shù)據(jù)可見圖中的任 何抖動(dòng)和基準(zhǔn)將被顯示。這是有用的絕對(duì)措施，但可能未正確表現(xiàn)真實(shí)系 統(tǒng)所"看到"的抖動(dòng)，如果接收器也使用時(shí)鐘恢復(fù)來跟蹤數(shù)據(jù)以移除抖動(dòng) 的話。
寬的環(huán)路帶寬讓所恢復(fù)的時(shí)鐘信號(hào)中更多的抖動(dòng)通過。這產(chǎn)生了JM宗 數(shù)據(jù)信號(hào)中的抖動(dòng)的所恢復(fù)時(shí)鐘，故結(jié)果得到的可見圖可能有非常小的4牛動(dòng)存在。相反，如果數(shù)據(jù)信號(hào)與觸發(fā)信號(hào)之間存在延遲，則延遲后的被恢 復(fù)時(shí)鐘觸發(fā)可在相反方向從數(shù)據(jù)信號(hào)移動(dòng)，導(dǎo)致可見圖顯示數(shù)據(jù)信號(hào)中所 存在的兩倍之多的抖動(dòng)。
盡管這些不同的產(chǎn)生觸發(fā)信號(hào)的方法產(chǎn)生不同的可見圖，大多數(shù)測(cè)量 標(biāo)準(zhǔn)指定了進(jìn)行特定的測(cè)量需要什么類型的觸發(fā)方案。
盡管可見圖提供了參數(shù)性能的可訪問且直觀的查看，數(shù)據(jù)系統(tǒng)終究在 它們以低的錯(cuò)誤率傳輸數(shù)據(jù)的能力上被判斷。餘溪測(cè)試將換_供系統(tǒng)運(yùn)行有 多好的整體量度，但對(duì)幫助理解降低該期望性能的基本原因方面所做甚少。
完美的可見圖將顯示所有可能的位序列的所有參數(shù)方面，無論某些效 應(yīng)可能發(fā)生得多么罕見。這將導(dǎo)致"高的信息深度"。然而，可見圖典型 地由原始數(shù)據(jù)的電壓/時(shí)間采樣組成，它們以某一采樣速率一一其可能為慢 于實(shí)際數(shù)據(jù)速率的大小數(shù)量級(jí)一一被采集。對(duì)于采樣示波器，其對(duì)于
10Gb/s (數(shù)據(jù)型態(tài)1010)的速率可能是每秒105個(gè)采樣。這意味著這樣采 集的可見圖將會(huì)是"信息淺薄的"。
在不頻繁發(fā)生的事務(wù)(issue)出現(xiàn)時(shí)，這成為問題。例如，它們可能 是與型態(tài)有關(guān)的、與噪音有關(guān)的，或者可能與例如串?dāng)_等的其它效應(yīng)以及 其它類型的干擾有關(guān)。這些狀況可能不在一個(gè)被采樣的示波器可見圖中呈 現(xiàn)出自己，但可能阻礙傳輸鏈路達(dá)到期望性能等級(jí)。例如，可能需要傳輸 鏈路具有優(yōu)于1012中有一的錯(cuò)誤，而所采集的可見圖難以對(duì)具有低于10s 中有一的發(fā)生率的概率的事件進(jìn)行顯示。
可見圖提供關(guān)于被傳輸數(shù)據(jù)信號(hào)的特性的有用信息，且為了產(chǎn)生和分 析可見圖數(shù)據(jù)，已經(jīng)開發(fā)了多種技術(shù)。集成電路(IC)具有這樣的i/o速 度其使得使用這些技術(shù)令人滿意而又不對(duì)處于到測(cè)試者的W巨離測(cè)試下 的信號(hào)產(chǎn)生干擾。顯然，人們想要在片上采集電壓/時(shí)間數(shù)據(jù)，并接著在沒 有顯示示波器限制的情況下重建可見圖。
現(xiàn)代計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可具有每個(gè)芯片(die)幾百個(gè)的通信通道，這使得使 用外部測(cè)試i殳備查看每個(gè)單獨(dú)通道的可見圖并不現(xiàn)實(shí)。 一種解決方案是并 入終端附近傳統(tǒng)采樣示波器中使用的部件(例如觸發(fā)器、延遲線和采樣器)
或?qū)收器的鎖存器進(jìn)行采樣，然而，高速同步觸發(fā)信號(hào)穿過幾百個(gè)通 道的分布是不現(xiàn)實(shí)的。如果使用系統(tǒng)時(shí)鐘或本地恢復(fù)時(shí)鐘，則對(duì)于每個(gè)采
樣器需要可變延遲線。在現(xiàn)代CMOS工藝中，實(shí)現(xiàn)既具有精細(xì)分辨率(即 小于變換器延遲一一幾個(gè)皮秒)又具有大的延遲范圍(幾百個(gè)皮秒)的延 遲線異常艱難。延遲線常常具有低的準(zhǔn)確度、高的功率耗散和大的面積， 使得它們?cè)诿客ǖ阑A(chǔ)上的使用是不現(xiàn)實(shí)的。
另外，系統(tǒng)時(shí)鐘的頻率常常被輕微振動(dòng)以避免特定頻率下的輻射。在 同步鏈路中，系統(tǒng)時(shí)鐘是共用的，故頻率變換在所有通信鏈路間被跟蹤。
在異步系統(tǒng)中，時(shí)鐘和數(shù)據(jù)恢復(fù)時(shí)鐘在每通道基礎(chǔ)上使用以跟蹤^rii^ 的數(shù)據(jù)信號(hào)的頻率偏移。因此，用于測(cè)量可見圖的解決方案必須具有克月艮 頻率漂移的能力。
已經(jīng)開發(fā)了多種方法，它們使用異步采樣、電壓/時(shí)間采樣的片上存儲(chǔ) 以及用于信號(hào)統(tǒng)計(jì)資料和分析的離片重建的采樣數(shù)據(jù)的讀出使得信號(hào)特性
的測(cè)量成為可能。這些方法都具有FIFO存儲(chǔ)器塊，其使得相對(duì)較大的信 號(hào)數(shù)據(jù)組(例如>4000個(gè)采樣)的捕捉成為可能。這些存儲(chǔ)器塊在這些片 上測(cè)量技術(shù)與寬總線通道一起使用時(shí)變得重要。
因此，存在對(duì)于使用減小現(xiàn)有技術(shù)的系統(tǒng)中片上存儲(chǔ)器所需面積的電 路進(jìn)行高速信號(hào)高品質(zhì)測(cè)量的方法的需求。

發(fā)明內(nèi)容
片上信號(hào)測(cè)量系統(tǒng)包含一個(gè)或一個(gè)以上的數(shù)字化塊、計(jì)數(shù)器、存儲(chǔ)寄 存器以及同步塊。數(shù)字化塊并入了被配置為采集表示處于測(cè)試下的被接收 信號(hào)的模擬幅值的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。計(jì)數(shù)器獲得從采集上一個(gè)測(cè)量采樣被采集以 來已經(jīng)發(fā)生了多少個(gè)異步時(shí)鐘周期的計(jì)數(shù)。存儲(chǔ)寄存器響應(yīng)于測(cè)量請(qǐng)求信 號(hào)，捕捉計(jì)數(shù)器以及數(shù)字化塊的當(dāng)前狀態(tài)。同步塊接收測(cè)量請(qǐng)求信號(hào)并產(chǎn) 生與捕捉寄存器中的當(dāng)前狀態(tài)數(shù)據(jù)的采樣時(shí)鐘信號(hào)同步的測(cè)量信號(hào)以及與 用于復(fù)位計(jì)數(shù)器的采樣時(shí)鐘信號(hào)同步的復(fù)位信號(hào)。寄存器數(shù)據(jù)被離片發(fā)送， 以便用于處理和存儲(chǔ)。當(dāng)所想要的數(shù)量的采樣被采集到時(shí)，可產(chǎn)生信號(hào)統(tǒng)計(jì)資料并進(jìn)行分析。
離片處理使用進(jìn)行修改以并入計(jì)數(shù)器值的時(shí)基算法產(chǎn)生用于所采集數(shù) 據(jù)的新時(shí)基。該時(shí)基使得多種信號(hào)特性能被產(chǎn)生。本發(fā)明的方法保留了先 前的異步采樣方法的所有優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)，大大減小了實(shí)現(xiàn)所需的面積。結(jié)果， 所分析的數(shù)據(jù)的量不再受到片上數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)器的大小的限制。
在一個(gè)實(shí)施例中，第一數(shù)字化塊采集與數(shù)據(jù)時(shí)鐘同步的信號(hào)。第二數(shù) 字化塊采集可能對(duì)于數(shù)據(jù)時(shí)鐘具有非周期性的信號(hào)。在本實(shí)施例中，第一 數(shù)字化塊用于使用時(shí)基算法尋找異步采樣速率，接著，該采樣速率被用于 分析來自第二數(shù)字化塊的信號(hào)數(shù)據(jù)。
為了使下面對(duì)本發(fā)明的詳細(xì)介紹更易理解，上面以相當(dāng)寬廣的方式概 述了本發(fā)明的特征和技術(shù)優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明的其他特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將在下文介紹， 其構(gòu)成了本發(fā)明的權(quán)利要求的目標(biāo)。


為了更充分地理解本發(fā)明及其優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)在參照以下結(jié)合附圖的介紹。
在附圖中
圖1為使用偽差動(dòng)通信的現(xiàn)有技術(shù)的數(shù)據(jù)通道電路圖； 圖2示出了來自使用觸發(fā)系統(tǒng)的信號(hào)的顯示部分的波形； 圖3示出了用于分析數(shù)據(jù)通道的可見圖的特性； 圖4示出了通過數(shù)據(jù)時(shí)鐘產(chǎn)生并通過對(duì)應(yīng)的采樣時(shí)鐘信號(hào)采樣的數(shù)據(jù) 型態(tài)的波形特性；
圖5為現(xiàn)有技術(shù)中片上信號(hào)測(cè)量系統(tǒng)所用的采樣系統(tǒng)的電路框圖6為才艮據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的片上信號(hào)測(cè)量系統(tǒng)的框圖7A為圖6的框圖，其示出了適用于本發(fā)明的實(shí)施例的同步塊的細(xì)
節(jié)；
圖7B示出了圖7A的實(shí)施例中的波形的定時(shí)；
圖7C為一框圖，其示出了適用于本發(fā)明的實(shí)施例的數(shù)字化塊的細(xì)節(jié)； 圖8示出了現(xiàn)有技術(shù)的系統(tǒng)的電壓向量與才艮據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的電壓 向量之間的關(guān)系；
圖9A為本發(fā)明的實(shí)施例中所用的方法步驟的流程圖； 圖9B為本發(fā)明的實(shí)施例中所用的方法步驟的流程圖； 圖9C為本發(fā)明的實(shí)施例中所用的方法步驟的流程圖。
具體實(shí)施例方式
在下面的介紹中，給出多種具體細(xì)節(jié)以提供對(duì)本發(fā)明的徹底理解。然 而，對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，本發(fā)明顯然可在沒有這些具體細(xì)節(jié)的情況下 實(shí)現(xiàn)。在其他的實(shí)例中，公知電路可能以框圖形式示出，以l更不在非必要 的細(xì)節(jié)上使本發(fā)明變得模糊。對(duì)于絕大部分，省略了關(guān)于定時(shí)考慮等等的 細(xì)節(jié)，因?yàn)檫@些細(xì)節(jié)對(duì)于獲得對(duì)本發(fā)明的完整理解來說不是必要的且在相 關(guān)領(lǐng)域技術(shù)人員的知識(shí)范圍內(nèi)。
對(duì)于如何確定本發(fā)明的實(shí)施例中所用的可見型態(tài)的定時(shí)抖動(dòng)的闡釋可 在出版物"Firmware Measurement Algorithms for HP 83480 Digital Communications Analyzer" (Hewlett-Packard Journal ， 1996)中找到, 其并入此處作為參考。
下面的說明討論對(duì)"數(shù)據(jù)信號(hào)"的分析?？梢悦髁?，"數(shù)據(jù)信號(hào)"是 用于描述以其邏輯狀態(tài)傳送數(shù)據(jù)或以其頻率、定時(shí)或模擬幅值傳送數(shù)據(jù)的 信號(hào)的廣義術(shù)語。因此，術(shù)語"數(shù)據(jù)信號(hào)"可指用于傳送數(shù)據(jù)的信號(hào)和可 能主要用于傳送定時(shí)的時(shí)鐘類信號(hào)。
現(xiàn)在參照附圖，其中，所示出的元件不必被示為可按比例縮放，且其 中，貫穿幾個(gè)視圖，類似或相同的元件用同樣的參考標(biāo)號(hào)表示。
圖1為典型的偽差動(dòng)通信的電路圖，其用于從芯片A 140中的驅(qū)動(dòng)器 向芯片B142中的接收器經(jīng)由傳輸通道141傳輸數(shù)據(jù)。驅(qū)動(dòng)器101、 102、 114分別表示向接收器110、 113、 116發(fā)送數(shù)據(jù)的n個(gè)驅(qū)動(dòng)器中的三個(gè)。 示例性驅(qū)動(dòng)器110、 113、 116接收數(shù)據(jù)0 120、數(shù)據(jù)1121、數(shù)據(jù)nl24，并 產(chǎn)生在電力供給干線電壓P1103 (邏輯l)與G1 104 (邏輯零)之間振蕩 的輸出。當(dāng)示例性驅(qū)動(dòng)器101的輸出處于P1103時(shí)，電力總線上的任何噪 音與數(shù)據(jù)信號(hào)的邏輯狀態(tài)一起被耦合到傳輸線105。示例性傳輸線105、 112、 115用分壓器(例如示例性的電阻器108與109)端接。到接收器IIO 的接收器輸入130具有由電阻器108和109的分壓比以及P2 106與G2 107 之間的電壓決定的DC偏置值。接收器110被電壓P2 106和G2 107供電， 由于分布損耗、噪音耦合以及分布網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)阻抗，電壓P2 106和G2 107 可具有與Pl 103和G1 104不同的值。示例性接收器IIO、 113、 116典型 地為電壓比較器或?qū)斎?30與基準(zhǔn)電壓Vref 117之間的差進(jìn)行放大并產(chǎn) 生檢測(cè)輸出(例如接收器110的輸出133)的高增益放大器。電壓基準(zhǔn)Vref 117可以是可編程的，并通過多種技術(shù)產(chǎn)生。
圖2示出了當(dāng)在示波器(未示出)上查看數(shù)據(jù)時(shí)鐘201時(shí)可4皮觀察到 的波形。觸發(fā)脈沖202被示為在數(shù)據(jù)時(shí)鐘201的正跳變上產(chǎn)生。如果顯示 示波器^1模擬的，則產(chǎn)生在查看屏幕206上移動(dòng)示波器電子束的掃描電壓 203。如果掃描電壓203是線性的且經(jīng)過了校準(zhǔn)，則該束將在形成顯示的連 續(xù)時(shí)基刻度的特定時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)移。第一掃描將顯示數(shù)據(jù)時(shí)鐘201的周期204。 在查看屏幕掃描完成后，該束折回，下一個(gè)正跳變?cè)试S查看數(shù)據(jù)時(shí)鐘201 的另一部分205。周期204和205將重疊，即使它們?cè)诓煌恼鎸?shí)時(shí)間發(fā) 生。這種過程繼續(xù)，且電壓電平和定時(shí)跳變?cè)谶M(jìn)行顯示時(shí)將會(huì)取決于數(shù)據(jù) 時(shí)鐘201穩(wěn)定性以及顯示自身穩(wěn)定性地經(jīng)受拓寬.如果被觀察的信號(hào)是具 有在特定數(shù)據(jù)時(shí)鐘跳變上發(fā)生的邏輯1與邏輯0跳變的數(shù)據(jù)信號(hào)，則正負(fù) 跳變將在同樣的明顯數(shù)據(jù)時(shí)鐘時(shí)間被觀察到。這是產(chǎn)生本發(fā)明的實(shí)施例中 所用的可見圖的基礎(chǔ)。
圖3示出了數(shù)據(jù)信號(hào)300的可見圖。在確定設(shè)置影響數(shù)據(jù)信號(hào)300可 見型態(tài)的變量的最優(yōu)值中使用何種度量(metric)時(shí)，可監(jiān)視多種信號(hào)特 性。圖3示出了在傳輸線(TL )(例如115 )上接收的示例性信號(hào)(例如 圖2中的206)的蹤跡的疊加。圖3定義了本發(fā)明的實(shí)施例中所討論的波 形的"可見窗口"意味著什么。如果一個(gè)窗口顯示響應(yīng)于數(shù)據(jù)時(shí)鐘地產(chǎn)生 的數(shù)據(jù)信號(hào)，則所有的數(shù)據(jù)跳變將以與定時(shí)抖動(dòng)對(duì)應(yīng)的公差重疊。數(shù)據(jù)信 號(hào)的時(shí)間推移示波器顯示邏輯1與邏輯0之間的波形跳變實(shí)際上發(fā)生變化
(例如正跳變311和負(fù)跳變310)。與邏輯l (307)以及邏輯O (308)對(duì) 應(yīng)的實(shí)際電壓電平也顯示出動(dòng)態(tài)差異。"可見窗口，，用320表示，其中， 數(shù)據(jù)被認(rèn)為是有效的。電壓電平312顯示出高于其則祐:接收信號(hào),皮定義為 邏輯1的電壓，電平313顯示出低于其則被接收信號(hào)被定義為邏輯0的電 壓。交叉點(diǎn)303 (電壓550mV)可以為對(duì)于接收器的理想閾值電壓。312 與307之間的電壓可被稱為正的信號(hào)噪音裕量(signal-to-noise margin)， 313與308之間的電壓可被稱為負(fù)的信號(hào)噪音裕量。噪音裕量可以為確定 用于設(shè)置基準(zhǔn)電壓(例如Vref 307)——其用于檢測(cè)數(shù)據(jù)信號(hào)306以便在 接收器輸出314上產(chǎn)生檢測(cè)數(shù)據(jù)信號(hào)一一的最優(yōu)值的一種方法。
如果數(shù)據(jù)信號(hào)300通過時(shí)鐘跳變309被采樣，使時(shí)鐘跳變發(fā)生在時(shí)間 302上將會(huì)是理想的，在時(shí)間302上，數(shù)據(jù)窗口 320給出最佳裕量。如果 時(shí)鐘309采樣時(shí)間302被移動(dòng)到窗口 320的左或右側(cè)，錯(cuò)誤將更頻繁地發(fā) 生。使用這種標(biāo)準(zhǔn)，可以說，如所示出的那樣相對(duì)于時(shí)鐘309定位數(shù)據(jù)300 將使用于檢測(cè)數(shù)據(jù)300的邏輯狀態(tài)的可見型態(tài)窗口最大化。
圖4示出了具有用時(shí)間td表示的周期的數(shù)據(jù)時(shí)鐘401。數(shù)據(jù)信號(hào)402 的邏輯狀態(tài)404-406在每個(gè)時(shí)鐘邊緣(1-4 )上被設(shè)置。例如，邏輯狀態(tài)404 在時(shí)鐘邊緣l上被設(shè)置，邏輯狀態(tài)405在時(shí)鐘邊緣2上被設(shè)置，邏輯狀態(tài) 406在時(shí)鐘邊緣3上被設(shè)置，假設(shè)數(shù)據(jù)信號(hào)402中的可變數(shù)據(jù)型態(tài)，隨著 時(shí)間推移，所有跳變(邏輯0到邏輯1以及邏輯1到邏輯0 )將在時(shí)鐘的 某個(gè)第N個(gè)邊緣上發(fā)生。使用具有用時(shí)間Ts表示的周期的采樣時(shí)鐘403 對(duì)數(shù)據(jù)信號(hào)402進(jìn)行采樣。采樣時(shí)鐘403 —般與數(shù)據(jù)時(shí)鐘401異步產(chǎn)生且 不為數(shù)據(jù)時(shí)鐘401的諧波。如果使用采樣時(shí)鐘403對(duì)數(shù)據(jù)信號(hào)402進(jìn)行采 樣，則采樣時(shí)間可用數(shù)據(jù)時(shí)鐘401的倍數(shù)加被示為a 407的余數(shù) (remainder)表示。為了簡(jiǎn)化闡釋，在圖4中，第一采樣被示為與時(shí)間零 (0 )處的時(shí)鐘邊緣1同步。采樣時(shí)間于是可被示為用序列S=0 ， TD+a, 2TD+2a， 3TD+3a，……KTd+Kq;表示。如果相對(duì)于時(shí)間td對(duì)采樣時(shí)間進(jìn) 行標(biāo)準(zhǔn)化，則Sn]-0， l+a/TD， 2+2a/TD, 3+3o/Td，……K+Ko/TD。序列SN的每個(gè)元素由整數(shù)第一項(xiàng)和分?jǐn)?shù)最后一項(xiàng)(其為數(shù)據(jù)信號(hào)周期TD的分
數(shù))構(gòu)成。如果采樣的數(shù)量K足夠大到使得存在Po/T^l的項(xiàng)，則其整數(shù) 部分被加到整數(shù)第一項(xiàng)?，F(xiàn)在，通過舍棄序列[SN的每個(gè)元素的整數(shù)項(xiàng)， 產(chǎn)生新的序列Srd，其中，Pa/TD<1的每個(gè)分?jǐn)?shù)項(xiàng)表示落在時(shí)間周期TD
內(nèi)的點(diǎn)。這種技術(shù)導(dǎo)致將所有采樣點(diǎn)映射到數(shù)據(jù)時(shí)鐘周期TD內(nèi)。通過這種
方式，可用產(chǎn)生電壓序列VN的釆才羊時(shí)鐘403以及對(duì)應(yīng)的N元素時(shí)間序列SNI(其將把所有采樣點(diǎn)映射到產(chǎn)生數(shù)據(jù)信號(hào)通道可見圖的數(shù)據(jù)時(shí)鐘401 的一個(gè)周期上)對(duì)數(shù)據(jù)信號(hào)402進(jìn)行采樣。
如果采樣時(shí)鐘403的周期Ts小于數(shù)據(jù)時(shí)鐘401的周期TD,則將導(dǎo)致 過采樣。在這種情況下取一系列K個(gè)采樣再次產(chǎn)生序列S一0， TDa， 2TDa， 3TDa，……KTDa。現(xiàn)在，如果相對(duì)于時(shí)間Tn對(duì)采樣時(shí)間進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，則 [SN]=0, a， 2a， 3a，……Ka。各個(gè)序列SN]元素的第一項(xiàng)為數(shù)據(jù)信號(hào)周期 Td的分?jǐn)?shù)。如果采樣個(gè)數(shù)K足夠大到使得存在Po^1的項(xiàng)，則整數(shù)部分被
加為整數(shù)項(xiàng)。又一次地，通過舍棄在序列[SN的元素中存在的整數(shù)項(xiàng)，產(chǎn)
生新的序列Sn山其中，Po<l的各項(xiàng)表示落在時(shí)間周期TD內(nèi)的點(diǎn)。
圖5為使用異步時(shí)鐘在片上采集測(cè)量數(shù)據(jù)的現(xiàn)有技術(shù)中的系統(tǒng)的框 圖。數(shù)據(jù)信號(hào)501被耦合到模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC) 503，該轉(zhuǎn)換器503 在異步時(shí)鐘504的每個(gè)正邊緣上采集數(shù)據(jù)信號(hào)501的采樣。數(shù)據(jù)信號(hào)的采 樣被數(shù)字化，且數(shù)字采樣被存儲(chǔ)在片上存儲(chǔ)器506中。當(dāng)一組采樣已被采 集時(shí)，包含電壓采樣序列的電壓向量505從片中被讀出，用于處理和分析。 電壓向量505中的每個(gè)電壓采樣對(duì)應(yīng)于異步時(shí)鐘504的跳變。因此，電壓 向量505的時(shí)基為通常不知道的采樣時(shí)鐘周期的整數(shù)倍。需要一算法來產(chǎn) 生有效時(shí)基(tbase 509 )，其作為采樣時(shí)鐘的整數(shù)倍形成的序列的模 (modulo) T (數(shù)據(jù)時(shí)鐘周期)。于是可使用tbase509對(duì)電壓采樣進(jìn)行分 析，以產(chǎn)生信號(hào)特性或產(chǎn)生表示信號(hào)品質(zhì)的圖形(例如可見圖).
圖6示出了具有根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的片上數(shù)據(jù)采集以及離片存儲(chǔ)與 分析的示例性數(shù)據(jù)通道。在本實(shí)施例中，用數(shù)據(jù)時(shí)鐘602作為data—in601 的時(shí)鐘以產(chǎn)生數(shù)據(jù)信號(hào)603。數(shù)據(jù)信號(hào)603通過傳輸線615傳輸并作為信 號(hào)606產(chǎn)生到達(dá)失真。接收器608相對(duì)于Vref 607檢測(cè)信號(hào)606，產(chǎn)生檢
測(cè)數(shù)據(jù)信號(hào)609 (其被用于正常數(shù)據(jù)處理)。隨著時(shí)間推移，數(shù)據(jù)信號(hào)606 的波形表現(xiàn)出表示數(shù)據(jù)通道變化性的幅值與定時(shí)變化。在信號(hào)特性方面對(duì) 這些變化的分析將揭示出可獲得多大的裕量以及可如何對(duì)通道設(shè)計(jì)進(jìn)行修 改以產(chǎn)生更為可靠的數(shù)據(jù)傳輸。
本發(fā)明將數(shù)據(jù)信號(hào)606耦合到數(shù)字化塊1 612和視情況可選的數(shù)字化 塊2 613。數(shù)字化塊1 612代表多種可用于將數(shù)據(jù)信號(hào)606的模擬電壓轉(zhuǎn)換 為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的電路。類似地，數(shù)字化塊2 613代表多種可用于對(duì)替代 (alternate)信號(hào)624 (其可能與數(shù)據(jù)時(shí)鐘602異步)進(jìn)行數(shù)字化的電路。 例如，替代信號(hào)源624可以為電源噪音或不與數(shù)據(jù)時(shí)鐘602同步的其它信 號(hào)。來自數(shù)字化塊1 612和數(shù)字化塊2 613的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)被耦合到寄存器618, 寄存器618響應(yīng)于來自同步單元615的捕捉信號(hào)623的跳變，存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。
計(jì)數(shù)器614被在寄存器618響應(yīng)于測(cè)量請(qǐng)求621捕捉的每個(gè)采樣之后的脈 沖620復(fù)位。使復(fù)位脈沖620及捕捉信號(hào)623與采樣時(shí)鐘611同步。在每 個(gè)測(cè)量請(qǐng)求621后，來自數(shù)字化塊1 612和數(shù)字化塊2 613的數(shù)據(jù)以及計(jì)數(shù) 器614的計(jì)數(shù)值^皮讀出到離片分析器617。在本發(fā)明中，片上存儲(chǔ)器用計(jì) 數(shù)器614和計(jì)數(shù)器618替代，大大減小了實(shí)現(xiàn)片上數(shù)據(jù)采集電路所需要的 面積。
圖7A示出了適用于實(shí)現(xiàn)圖6所介紹的同步塊615的電路的展開電路 圖。包含端接網(wǎng)絡(luò)610和接收器608的電路使用Vref607產(chǎn)生關(guān)于圖6所 介紹的檢測(cè)信號(hào)609。類似的異步采樣時(shí)鐘611、數(shù)字化塊1612、數(shù)字化 塊2 613、計(jì)數(shù)器614和寄存器618如關(guān)于圖6所介紹的那樣運(yùn)行，以產(chǎn)生 捕捉數(shù)據(jù)619。
同步塊615接收測(cè)量請(qǐng)求621并產(chǎn)生計(jì)數(shù)器復(fù)位脈沖620和捕捉信號(hào) 623。用采樣時(shí)鐘611作為D型觸發(fā)器(flip flop) (FF)701的時(shí)鐘，用 變換器704產(chǎn)生的采樣時(shí)鐘611的補(bǔ)碼(705)作為D型觸發(fā)器FF 702的 時(shí)鐘。當(dāng)采樣時(shí)鐘611為邏輯1時(shí)，測(cè)量請(qǐng)求621的邏輯狀態(tài)作為捕:^信 號(hào)623被耦合。當(dāng)采樣時(shí)鐘611跳變到邏輯0時(shí)，D-FF 701的輸出狀態(tài)被
鎖存。類似地，當(dāng)采樣時(shí)鐘611為邏輯0時(shí)，706的邏輯狀態(tài)#皮耦合到脈 沖發(fā)生器703。到邏輯1的跳變觸發(fā)來自脈沖發(fā)生器703的脈沖(計(jì)數(shù)器 復(fù)位620)，以便對(duì)計(jì)數(shù)器614進(jìn)行復(fù)位。
圖7B為一定時(shí)圖，其描述了由同步塊615產(chǎn)生的信號(hào)。數(shù)據(jù)信號(hào)606 通常與采樣時(shí)鐘信號(hào)622異步。當(dāng)測(cè)量被請(qǐng)求時(shí)，測(cè)量請(qǐng)求信號(hào)621跳變 到邏輯1。當(dāng)采樣時(shí)鐘信號(hào)622跳變到邏輯1時(shí)，作為捕捉信號(hào)623上的 正跳變，這一邏輯l被傳送到輸出。類似地，當(dāng)補(bǔ)碼采樣時(shí)鐘705跳變到 邏輯1時(shí)，邏輯1作為控制信號(hào)706被傳送。控制信號(hào)706上的正跳變觸 發(fā)通過脈沖發(fā)生器703進(jìn)行的計(jì)數(shù)器復(fù)位脈沖620的產(chǎn)生。
圖7C為適用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明一實(shí)施例的示例性數(shù)字化塊1 612的電路 圖。比較器711接收可編程基準(zhǔn)電壓Vref 710和與其輸出同步的采樣時(shí)鐘 611。當(dāng)數(shù)據(jù)輸入606大于Vref 710且采樣時(shí)鐘跳變到邏輯1時(shí)，則比較 器711的輸出712為邏輯1。通過掃描Vref 710的值(輸入程序值)，將 產(chǎn)生一組值，其判斷數(shù)據(jù)輸入信號(hào)606大于還是小于Vref 710的特定編程 值。通過這種方式，輸入信號(hào)數(shù)據(jù)606可被數(shù)字化。
圖8示出了本發(fā)明的實(shí)施例如何使得有效時(shí)基在不需要片上存儲(chǔ)器的 情況下被產(chǎn)生。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例產(chǎn)生的有效時(shí)基使得與現(xiàn)有技術(shù)中的 系統(tǒng)相同的分析成為可能，但需要小得多的片上面積?，F(xiàn)有技術(shù)中的系統(tǒng) 產(chǎn)生示例性電壓向量801，其中，每個(gè)采樣點(diǎn)代表采樣時(shí)鐘(例如611)的 一個(gè)順次的周期。在本實(shí)例中，20個(gè)采樣v1——v20顯示在電壓向量801 中。作為時(shí)間序列ts到nts的模t，現(xiàn)有技術(shù)中的系統(tǒng)產(chǎn)生有效的時(shí)基 tbase 806。在本發(fā)明的系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)信號(hào)的采樣被測(cè)量請(qǐng)求621觸發(fā)，于 是使其與采樣時(shí)鐘611同步。因此，替代產(chǎn)生所有采樣V1—一V20的是， 本發(fā)明可僅僅產(chǎn)生示例性采樣VI、 V6、 V9和V16，其各自與計(jì)數(shù)器614 的值(例如計(jì)數(shù)1—一計(jì)數(shù)4)相關(guān)聯(lián)。在這種情況下，電壓向量802為
vr——vn'。
在圖8的實(shí)例中，將4吏第一測(cè)量請(qǐng)求(例如621)與采樣時(shí)鐘(例如 611)以及電壓采樣V (i)(作為V (i)')同步，計(jì)數(shù)器值(Counti)將
被存儲(chǔ)，表示自從上一個(gè)測(cè)量請(qǐng)求621以來采樣時(shí)鐘611的周期數(shù)。每當(dāng) 測(cè)量請(qǐng)求被接收到時(shí)，序列803與802中的附加項(xiàng)被采集并被離片存儲(chǔ)。 在測(cè)量的結(jié)尾，數(shù)量N個(gè)的采樣將已被采集并被離片存儲(chǔ)。在現(xiàn)有技術(shù)中， M個(gè)采樣將已被片上存儲(chǔ)，電壓向量將為V[M1=[V1， V2， V3，……VM， 對(duì)應(yīng)的時(shí)間向量將為tbase[M=[TS， 2TS，……MTS才莫T。根據(jù)本發(fā)明一 實(shí)施例，電壓向量被顯示為是V[N的子集，VM=[V1， V6， V9，……VN
的，對(duì)應(yīng)的時(shí)間向量tbase[N卜[(Countl)TS， (Count2)TS，……(Count N) TS。對(duì)于所示出的示例性向量801,對(duì)應(yīng)于[V1， V6， V9， V16…… VNl的采樣時(shí)鐘的周期數(shù)為[O, 5TS， 3TS, 7TS，……KTS，其中，TS 的特定值未知。為了由CountN產(chǎn)生有效時(shí)基tbase[N，進(jìn)行計(jì)算 tbaseN]=( Count[N)TS模T的算法。對(duì)于這種計(jì)算的閉型(closed form) 值僅在TS已知的條件下(其并不是通常的情況)是可能的。因此，進(jìn)行 一種算法，其中，TS^皮推定和迭代，直到計(jì)算出有效的tbase[N，并為最 小抖動(dòng)確定和分析出可見圖。有效tbase[N]使用產(chǎn)生可見圖中的最小抖動(dòng) 的TS計(jì)算值被選擇。本發(fā)明不需要在TS的連續(xù)周期取電壓采樣(捕捉數(shù) 據(jù))，僅需要使采樣與采樣時(shí)鐘信號(hào)622同步，且表示自從上一采樣以來 的整數(shù)個(gè)TS周期。
通過在較長(zhǎng)的時(shí)間段內(nèi)采集采樣，對(duì)于片上存儲(chǔ)器的需求被計(jì)數(shù)器 614和寄存器618取代，且采樣大小僅僅由分配用于測(cè)量分析系統(tǒng)617的 離片存儲(chǔ)器的量限制。
采樣時(shí)鐘611通常與數(shù)據(jù)信號(hào)606異步地產(chǎn)生，并且不是數(shù)據(jù)信號(hào)606 的諧波。如果在每個(gè)測(cè)量請(qǐng)求621時(shí)數(shù)據(jù)信號(hào)606被采樣且數(shù)據(jù)被捕捉， 產(chǎn)生這樣的電壓序列其不具有與每個(gè)電壓值相關(guān)聯(lián)的相等的時(shí)間周期。 相對(duì)于圖4，每個(gè)電壓采樣對(duì)應(yīng)于用采樣時(shí)鐘403的整數(shù)倍表示的時(shí)間周 期。在本發(fā)明中，電壓采樣的時(shí)間周期對(duì)應(yīng)于采樣時(shí)鐘611的不連續(xù)整數(shù) 倍。相對(duì)于圖8,這產(chǎn)生了用時(shí)間向量803中的計(jì)數(shù)器614的計(jì)數(shù)值(例 如Count 1——Count N )表示的時(shí)間序列。在這種情況下，這些時(shí)間(對(duì) 于所示出的20個(gè)采樣值)將為0， 5TS， 3TS， 7TS。假設(shè)采樣時(shí)鐘611 與產(chǎn)生數(shù)據(jù)信號(hào)606的數(shù)據(jù)時(shí)鐘之間的相同的關(guān)系，采樣時(shí)間可被示為用 序列S-
的每個(gè)元素的整數(shù)項(xiàng)的模T，產(chǎn) 生新的序列[S^，其中，每個(gè)分?jǐn)?shù)項(xiàng)Po/T〈l表示落在時(shí)間周期T內(nèi)的點(diǎn)。 又一次地，這種技術(shù)導(dǎo)致將所有的采樣點(diǎn)映射到數(shù)據(jù)時(shí)鐘周期T上。通過 這種方式，可〗吏用產(chǎn)生電壓序列V[N]的采樣時(shí)鐘611以及對(duì)應(yīng)的N元素時(shí) 間序列[Sjd (其將把所有采樣點(diǎn)映射到數(shù)據(jù)時(shí)鐘的一個(gè)周期上，以便為數(shù) 據(jù)信號(hào)通道產(chǎn)生可見圖)對(duì)數(shù)據(jù)信號(hào)606進(jìn)行采樣。
在現(xiàn)有技術(shù)中，序列中的項(xiàng)表示采樣時(shí)鐘611的連續(xù)的整數(shù)倍。在本 發(fā)明中，序列中的項(xiàng)對(duì)應(yīng)于連續(xù)采樣之間的采樣時(shí)鐘周期的個(gè)數(shù)。采樣之 間時(shí)鐘周期的個(gè)數(shù)不必為將數(shù)據(jù)點(diǎn)映射到數(shù)據(jù)時(shí)鐘的一個(gè)周期上而相同。 如同在現(xiàn)有技術(shù)中那樣，要求是確定實(shí)際采樣時(shí)鐘的準(zhǔn)確推定。
本發(fā)明的實(shí)施例使用現(xiàn)有技術(shù)的方法來憑經(jīng)驗(yàn)地確定采樣時(shí)鐘611的 "有效"周期。在每個(gè)測(cè)量請(qǐng)求后，寄存器618中捕捉的值被讀出到離片 分析器617中。分析器617使用確定實(shí)際采樣時(shí)鐘的"有效"周期(其將 在公差范圍內(nèi)產(chǎn)生數(shù)據(jù)時(shí)鐘周期T內(nèi)與對(duì)應(yīng)于數(shù)據(jù)點(diǎn)序列何時(shí)被捕捉的實(shí) 際時(shí)間點(diǎn)接近的一組時(shí)間)的方法步驟。在本發(fā)明中，在進(jìn)行分析之前可 取任何數(shù)量的數(shù)據(jù)點(diǎn)，因?yàn)椴幌瘳F(xiàn)有技術(shù)的情況下那樣存在對(duì)可用于采集 數(shù)據(jù)點(diǎn)的固定片上存儲(chǔ)器的限制。所引用的現(xiàn)有技術(shù)的參考文獻(xiàn)具有用于 確定根據(jù)本發(fā)明采集以及存儲(chǔ)的捕捉數(shù)據(jù)的有效時(shí)基的適用方法的細(xì)節(jié)。
圖9A為本發(fā)明一實(shí)施例中所用的方法步驟的流程圖卯0。在步驟卯l 中，響應(yīng)于數(shù)據(jù)時(shí)鐘地產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信號(hào)的新數(shù)字化采樣在采樣時(shí)鐘信號(hào)的 邏輯狀態(tài)跳變時(shí)^皮取為測(cè)量數(shù)據(jù)。在步驟902中，測(cè)量請(qǐng)求被接收以便在 寄存器中捕捉當(dāng)前測(cè)量數(shù)據(jù)。在步驟卯3中，計(jì)數(shù)器也將在測(cè)量請(qǐng)求之間 發(fā)生的采樣時(shí)鐘的周期數(shù)計(jì)數(shù)為測(cè)量數(shù)據(jù)。在步驟卯4中，響應(yīng)于測(cè)量請(qǐng) 求，與采樣時(shí)鐘同步地產(chǎn)生捕捉數(shù)據(jù)信號(hào)，當(dāng)前測(cè)量數(shù)據(jù)響應(yīng)于捕捉信號(hào)
地被存儲(chǔ)為捕捉數(shù)據(jù)。在步驟卯5中，在捕捉數(shù)據(jù)信號(hào)之后，與采樣時(shí)鐘 同步地產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)，并將之用于對(duì)計(jì)數(shù)器的當(dāng)前狀態(tài)進(jìn)行復(fù)位。在步驟 卯6中，寄存器中的當(dāng)前捕捉數(shù)據(jù)在下一個(gè)測(cè)量請(qǐng)求之前被離片存儲(chǔ).在 步驟907中，測(cè)量請(qǐng)求的數(shù)量被計(jì)數(shù)為數(shù)量N。在步驟908中，進(jìn)行測(cè)試 以確定N是否大于預(yù)定值。如果步驟908中的測(cè)試結(jié)果為否，則和逸回步 驟卯2的分支，等待下一個(gè)測(cè)量請(qǐng)求。如果步驟卯8中的測(cè)試結(jié)果為是， 則使用一算法來確定對(duì)于存儲(chǔ)在離片存儲(chǔ)器中的捕捉數(shù)據(jù)的有效時(shí)基，且
圖9B為與圖9A中的方法結(jié)合使用的方法步驟的流程圖950。在步驟 910中，產(chǎn)生對(duì)于采樣時(shí)鐘周期的推定值TSE。在步驟911中，將離片存 儲(chǔ)的計(jì)數(shù)器值序列乘以TSE，由此產(chǎn)生作為推定時(shí)基的時(shí)間值序列。在步 驟912中，計(jì)算對(duì)于推定時(shí)基的各項(xiàng)的模T值，產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)化的推定時(shí)基。 在步驟913中，通過分析基于標(biāo)準(zhǔn)化推定時(shí)基被定位在數(shù)據(jù)時(shí)鐘周期T內(nèi) 的數(shù)字化采樣的統(tǒng)計(jì)參數(shù)確定推定時(shí)基的準(zhǔn)確度。在步驟914中，進(jìn)行測(cè) 試以確定標(biāo)準(zhǔn)化推定時(shí)基的準(zhǔn)確度是否在預(yù)定準(zhǔn)確度范圍內(nèi)。如果步驟 914中的測(cè)試結(jié)果是否，則在步驟915中，TSE的值被修改，和逸回步驟 915的分支。如果步驟914中的測(cè)試的結(jié)果為是，則在步驟916中，分析 結(jié)束。
圖9C為本發(fā)明的實(shí)施例中所用的方法步驟的流程圖960。 一旦標(biāo)準(zhǔn)化 時(shí)基在圖9B中凈皮確定，其可被用以對(duì)關(guān)于用來對(duì)替代信號(hào)源624進(jìn)行數(shù) 字化的可選數(shù)字化時(shí)鐘2 613所采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。由于同樣的采樣時(shí) 鐘622被用于采集數(shù)據(jù)信號(hào)606和替代信號(hào)源623的采樣，N tbase 807可 被用于兩個(gè)信號(hào)源。在步驟915中，進(jìn)行測(cè)試以確定來自第二數(shù)字化塊(例 如613 )的數(shù)據(jù)一一其不是響應(yīng)于數(shù)據(jù)時(shí)鐘(例如602 )產(chǎn)生的一一是否將 被分析。如果步驟915中的測(cè)試結(jié)果為是，則標(biāo)準(zhǔn)化的時(shí)基(Ntbase)被 用于再度產(chǎn)生來自由第二數(shù)字化塊數(shù)字化的替代信號(hào)源(例如624)的數(shù) 據(jù)信號(hào)。如果步驟915中的測(cè)試結(jié)果是否，則分析在步驟916中結(jié)束。盡管詳細(xì)介紹了本發(fā)明及其優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)明了，在不脫離所附權(quán)利要求 限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可進(jìn)行多種改變、替代和替換。
權(quán)利要求
1.一種用于測(cè)量片上數(shù)據(jù)信號(hào)的特性的方法，所述數(shù)據(jù)信號(hào)是使用具有離片數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和分析的片上數(shù)據(jù)采集電路對(duì)具有周期T的數(shù)據(jù)時(shí)鐘做出響應(yīng)地產(chǎn)生的，該方法包括以下步驟a)在計(jì)數(shù)器中對(duì)異步采樣時(shí)鐘信號(hào)的周期進(jìn)行計(jì)數(shù)；b)響應(yīng)于所述異步采樣時(shí)鐘信號(hào)，產(chǎn)生所述片上數(shù)據(jù)信號(hào)的數(shù)字化采樣；c)響應(yīng)于測(cè)量請(qǐng)求，產(chǎn)生與所述采樣時(shí)鐘信號(hào)的第一跳變同步的捕捉信號(hào)；d)響應(yīng)于所述捕捉信號(hào)，在寄存器中捕捉所述計(jì)數(shù)器的當(dāng)前計(jì)數(shù)值以及所述片上數(shù)據(jù)信號(hào)的所述數(shù)字化采樣；e)響應(yīng)于與所述采樣時(shí)鐘信號(hào)第一跳變后的采樣時(shí)鐘信號(hào)第二跳變同步的復(fù)位脈沖，復(fù)位所述計(jì)數(shù)器；f)響應(yīng)于所述捕捉信號(hào)，在離片存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)所述寄存器的所述當(dāng)前計(jì)數(shù)器值以及所述片上數(shù)據(jù)信號(hào)的當(dāng)前數(shù)字化采樣；以及g)重復(fù)步驟a)到f)預(yù)定數(shù)N次。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l的方法，其中，所迷測(cè)量請(qǐng)求與所述采樣時(shí)鐘信號(hào) 異步地發(fā)生。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中，測(cè)量請(qǐng)求之間的采樣時(shí)鐘信號(hào)的周 期數(shù)不是均勻的。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l的方法，其還包含這樣的步驟配置一測(cè)量向量， 該測(cè)量向量包含存儲(chǔ)自所述寄存器的數(shù)字化采樣的序列以及各自與所述數(shù) 字化采樣的對(duì)應(yīng)一個(gè)相關(guān)聯(lián)的計(jì)數(shù)器值的序列。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其包含這樣的步驟1) 對(duì)于所迷采樣時(shí)鐘信號(hào)的周期(TS)產(chǎn)生推定值；2) 將離片存儲(chǔ)的計(jì)數(shù)器值序列乘以對(duì)于所述采樣時(shí)鐘信號(hào)周期的推定 值，產(chǎn)生作為推定時(shí)基的時(shí)間值序列；3)對(duì)于所述推定時(shí)基的各項(xiàng)計(jì)算模T;化采樣的統(tǒng)計(jì)參數(shù)進(jìn)行分析，確定所述推定時(shí)基的準(zhǔn)確度；以及 5)重復(fù)步驟l)到4),直到所述統(tǒng)計(jì)^小于預(yù)定最小值。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其中，基于所述推定時(shí)基，將所述數(shù)字化 采樣定位在所述數(shù)據(jù)時(shí)鐘的周期內(nèi)，產(chǎn)生所述片上數(shù)據(jù)信號(hào)的可見圖。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中，所述統(tǒng)計(jì)^lt是所述片上數(shù)據(jù)信號(hào) 可見圖的跳變的定時(shí)抖動(dòng)。
8. —種用于確定片上數(shù)據(jù)信號(hào)的特性的系統(tǒng)，該數(shù)據(jù)信號(hào)是對(duì)具有周 期T的數(shù)據(jù)時(shí)鐘做出響應(yīng)地產(chǎn)生的、且在集成電路(IC)芯片中被接收， 該系統(tǒng)包含數(shù)字化電路，其用于產(chǎn)生響應(yīng)于采樣時(shí)鐘信號(hào)的第一跳變地^皮數(shù)字化 的所述片上數(shù)據(jù)信號(hào)的數(shù)字化采樣；計(jì)數(shù)器，其用于產(chǎn)生在所述IC芯片上所接收的連續(xù)測(cè)量請(qǐng)求之間發(fā) 生的所述采樣時(shí)鐘信號(hào)周期發(fā)生數(shù)的計(jì)數(shù)；寄存器，其用于響應(yīng)于捕捉信號(hào)，捕捉所述計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)以及所述數(shù) 字化采樣的當(dāng)前值；以及同步電路，其響應(yīng)于所述測(cè)量請(qǐng)求中的一個(gè)以及所述測(cè)量請(qǐng)求后的采 樣時(shí)鐘信號(hào)第一跳變，產(chǎn)生所述捕捉信號(hào)，并響應(yīng)于所述捕捉信號(hào)以及緊 接在所述采樣時(shí)鐘信號(hào)第一跳變后的采樣時(shí)鐘信號(hào)第二跳變，產(chǎn)生計(jì)數(shù)器 復(fù)位信號(hào)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8的系統(tǒng)，其還包含離片存儲(chǔ)器，該存儲(chǔ)器用于在每 個(gè)測(cè)量請(qǐng)求后做出響應(yīng)地存儲(chǔ)所述捕捉數(shù)據(jù)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8的系統(tǒng)，其中，所述測(cè)量請(qǐng)求與所述采樣時(shí)鐘信 號(hào)異步地發(fā)生。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10的系統(tǒng)，其中，測(cè)量請(qǐng)求之間的所述采樣時(shí)鐘信 號(hào)的周期數(shù)不是均勻的。
12. 根據(jù)權(quán)利要求8的系統(tǒng)，其還包含產(chǎn)生對(duì)于采樣時(shí)鐘信號(hào)周期(TS)的推定值的電路； 用于將離片存儲(chǔ)的計(jì)數(shù)器值序列乘以對(duì)于采樣時(shí)鐘信號(hào)周期的推定值 以產(chǎn)生作為推定時(shí)基的時(shí)間值序列的電路；用于對(duì)于所述推定時(shí)基的各項(xiàng)計(jì)算模T的電路；以及
13. 根據(jù)權(quán)利要求12的系統(tǒng)，其中，基于所述推定時(shí)基，所述數(shù)字化 采樣被定位在所述數(shù)據(jù)時(shí)鐘的周期內(nèi)，以產(chǎn)生所述片上數(shù)據(jù)信號(hào)的可見圖。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13的系統(tǒng)，其中，所述統(tǒng)計(jì)參數(shù)為所述片上數(shù)據(jù)信 號(hào)可見圖的跳變的定時(shí)抖動(dòng)。
15. —種用于測(cè)量一個(gè)或一個(gè)以上的片上數(shù)據(jù)信號(hào)的特性的方法，該 數(shù)據(jù)信號(hào)中的至少 一個(gè)是使用具有離片數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和分析的片上數(shù)據(jù)采集電 路對(duì)具有周期T的數(shù)據(jù)時(shí)鐘做出響應(yīng)地產(chǎn)生的，該方法包含以下步驟a) 在計(jì)數(shù)器中對(duì)異步采樣時(shí)鐘信號(hào)的周期進(jìn)行計(jì)數(shù)；b) 響應(yīng)于所述異步采樣時(shí)鐘信號(hào)，產(chǎn)生所述片上數(shù)據(jù)信號(hào)的數(shù)字化采樣；c) 響應(yīng)于測(cè)量請(qǐng)求，產(chǎn)生與所述采樣時(shí)鐘信號(hào)的第一跳變同步的捕捉信號(hào)；d) 響應(yīng)于所述捕捉信號(hào)，在寄存器中捕捉所述計(jì)數(shù)器的當(dāng)前計(jì)數(shù)值以 及所述片上數(shù)據(jù)信號(hào)的所述數(shù)字化采樣；e) 響應(yīng)于與所述采樣時(shí)鐘信號(hào)第 一跳變后的采樣時(shí)鐘信號(hào)第二跳變同 步的復(fù)位脈沖，復(fù)位所述計(jì)數(shù)器；f) 響應(yīng)于所述捕捉信號(hào)，在離片存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)所述寄存器的所述當(dāng)前 計(jì)數(shù)器值以及所述片上數(shù)據(jù)信號(hào)的當(dāng)前數(shù)字化采樣；以及g) 重復(fù)步驟a)到f)預(yù)定數(shù)N次。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15的方法，其中，所述測(cè)量請(qǐng)求與所述采樣時(shí)鐘信 號(hào)異步地發(fā)生。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16的方法，其中，測(cè)量請(qǐng)求之間的所述采樣時(shí)鐘信號(hào)的周期數(shù)不是均勻的。
18. 根據(jù)權(quán)利要求15的方法，其還包含這樣的步驟對(duì)于所迷一個(gè)或 一個(gè)以上的片上數(shù)據(jù)信號(hào)中的每一個(gè)配置一測(cè)量向量，其包含存儲(chǔ)自所述 寄存器的數(shù)字化采樣的序列以及各自與所述數(shù)字化采樣的對(duì)應(yīng)一個(gè)相關(guān)聯(lián) 的計(jì)數(shù)器值的序列。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18的方法，其包含這樣的步驟 1)對(duì)于所迷采樣時(shí)鐘信號(hào)的周期(TS)產(chǎn)生推定值；2 )將離片存儲(chǔ)的所述計(jì)數(shù)器值序列乘以對(duì)于所述采樣時(shí)鐘信號(hào)周期的 推定值，產(chǎn)生作為推定時(shí)基的時(shí)間值序列；3 )對(duì)于所述推定時(shí)基的各項(xiàng)計(jì)算模T;4) 通過分析響應(yīng)于具有周期T的數(shù)據(jù)時(shí)鐘地產(chǎn)生的所迷片上數(shù)據(jù)信 號(hào)的第一數(shù)字化采樣的統(tǒng)計(jì)參數(shù)，確定所述推定時(shí)基的準(zhǔn)確度，其中，所 述第 一數(shù)字化采樣是基于所述推定時(shí)基被定位在所述數(shù)據(jù)時(shí)鐘周期內(nèi)的； 以及5) 重復(fù)步驟l)到4)，直到所述統(tǒng)計(jì)參數(shù)小于預(yù)定最小值。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19的方法，其中，基于所述推定時(shí)基，將所述第一 數(shù)字化采樣定位在所述數(shù)據(jù)時(shí)鐘的周期內(nèi)，產(chǎn)生響應(yīng)于具有周期T的數(shù)據(jù) 時(shí)鐘地產(chǎn)生的所述片上數(shù)據(jù)信號(hào)的可見圖。
21. 根據(jù)權(quán)利要求20的方法，其中，所述統(tǒng)計(jì)參數(shù)是響應(yīng)于具有周期 T的數(shù)據(jù)時(shí)鐘地產(chǎn)生的所述片上數(shù)據(jù)信號(hào)可見圖的跳變的定時(shí)抖動(dòng)。
22. 根據(jù)權(quán)利要求19的方法，其中，由所述一個(gè)或一個(gè)以上的片上數(shù) 據(jù)信號(hào)，在統(tǒng)計(jì)參數(shù)小于預(yù)定最小值之后的推定時(shí)基值被用于再次產(chǎn)生采 樣測(cè)試片上數(shù)據(jù)信號(hào)，該片上數(shù)據(jù)信號(hào)不是使用具有周期T的數(shù)據(jù)時(shí)鐘產(chǎn) 生的。
全文摘要
在集成電路中接收的數(shù)據(jù)信號(hào)被耦合到接收器以及片上數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，該系統(tǒng)響應(yīng)于測(cè)量請(qǐng)求，取數(shù)據(jù)信號(hào)的測(cè)量采樣。使測(cè)量請(qǐng)求與產(chǎn)生捕捉信號(hào)和計(jì)數(shù)器復(fù)位信號(hào)的異步采樣時(shí)鐘信號(hào)同步。計(jì)數(shù)器對(duì)測(cè)量請(qǐng)求之間的采樣時(shí)鐘周期數(shù)進(jìn)行測(cè)量。在收到測(cè)量請(qǐng)求時(shí)，捕捉信號(hào)觸發(fā)作為捕捉數(shù)據(jù)的、計(jì)數(shù)器中的預(yù)設(shè)周期數(shù)以及測(cè)量采樣在寄存器中的存儲(chǔ)。計(jì)數(shù)器被同步復(fù)位，捕捉數(shù)據(jù)被發(fā)送到離片存儲(chǔ)器。離片存儲(chǔ)器存儲(chǔ)任意數(shù)量的捕捉數(shù)據(jù)，且對(duì)于片上數(shù)據(jù)采集來說片上面積大大減小。離片分析被用于對(duì)于捕捉數(shù)據(jù)構(gòu)建有效時(shí)基，以便進(jìn)行信號(hào)分析。
文檔編號(hào)H04L25/02GK101207591SQ20071016941
公開日2008年6月25日 申請(qǐng)日期2007年11月13日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月19日
發(fā)明者F·H·根巴拉, J·D·紹布 申請(qǐng)人:國(guó)際商業(yè)機(jī)器公司