一种对模拟波形进行分组测量的方法与流程

本发明涉及集成电路计算机辅助设计领域，尤其涉及一种模拟波形的测量方法。

背景技术：

在集成电路的设计中，仿真过程产生波形后，通常需要计算波形中体现电路特征的各种属性值，以验证仿真结果的正确性，这个过程中会用到很多种测量（Measure）方法。例如，通过电路设计工具的角分析（Multi-Corner）功能产生的多个网表，仿真结束后将产生一组特征相似的波形，如何准确地得出这些波形之间的细微差异，是波形显示器（Viewer）中需要解决的一个重大难题。

波形显示器是用于显示波形信号的数值和形状等特征的工具，它还可以通过各种测量操作（如显示X值、Y值和斜率等）来查看波形的局部细节，以验证仿真结果是否符合要求，是电路设计领域必不可少的工具之一。

在用户使用电路设计工具的角分析功能时，将会根据设置的不同类型的模型信息生成多个网表文件（Netlist），并顺序进行仿真。仿真结束后，用户需要波形显示器提供对一组信号进行测量计算的功能，如周期（Period）、频率（Frequency）、占空比（Duty Cycle）、脉冲宽度（Width）、时间宽度（Raise/Fall Time）及斜率（Slew Rate）等，并希望波形显示器能够显示测量结果的分布图。

对于大多数的测量计算而言，若只是基于单个波形，都已经有非常确切的定义和成熟的方法，因而很容易实现。但是，将多个波形分为一组进行分组计算时，则涉及到如何选择参考波形并且以此为基础去计算其他波形的测量结果。在仿真过程中，要快速准确地比较一组相似波形之间的细微差异，分组测量（Group Measure）是一个非常实用的功能。

目前，在集成电路仿真领域，比较常用的波形显示器有：Synopsys公司的Custom WaveView、Cadence公司的WaveScan及Silvaco公司的SmartView。但是对于多个模拟波形的分组测量功能，不少波形显示器还在探索阶段。因此，提出一种对模拟波形进行分组测量的方法，成为亟待解决的问题。

技术实现要素：

为了解决现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种对模拟波形进行分组测量的方法，能够快速且准确地计算出一组测量结果，增强波形显示器（Viewer）的可用性。

为实现上述目的，本发明提供的对模拟波形进行分组测量的方法，包括以下步骤：

1）从模拟波形中，确定参考波形；2）根据测量类型，确定所述参考波形的参考点；3）根据所述参考点，计算所述参考波形的测量值；4）根据距离最近且趋势相同的原则，确定其他波形的对应参考点；5）根据所述对应参考点，计算所述其他波形的测量值。

进一步地，所述参考波形的数目为一个。

进一步地，所述步骤1）进一步包括，根据鼠标点击的位置，确定所述模拟波形中与所述位置最近的波形，并将所述波形作为所述参考波形。

进一步地，所述步骤2）中所述测量类型包括：第一类，周期、频率及占空比；第二类，脉冲宽度；及第三类，时间宽度及斜率。

进一步地，当所述测量类型为所述第一类，周期、频率及占空比时，在所述参考波形中，选择与鼠标点击的位置最近的阈值点作为所述参考点。

进一步地，当所述测量类型为所述第二类，脉冲宽度时，选择鼠标点击的位置作为所述参考点。

进一步地，当所述测量类型为所述第三类，时间宽度及斜率时，在所述参考波形中，选择与鼠标点击的位置最近的低阈值点及高阈值点作为所述参考点。

进一步地，所述步骤3）所述计算所述参考波形的测量值是在所述参考波形中，选择与所述参考点最近的左、右两个阈值点；再根据所述两个阈值点的x值的差值计算所述参考波形的周期、频率及占空比。

进一步地，所述步骤3）所述计算所述参考波形的测量值是在所述参考波形中，选择与所述参考点最近的左、右两个阈值点，再根据所述两个阈值点的x值的差值计算所述参考波形的脉冲宽度。

进一步地，所述步骤3）所述计算所述参考波形的测量值是在所述参考波形中，选择第一、第二两个参考点，再根据所述两个参考点的x值的差值计算所述参考波形的时间宽度及斜率。

所述步骤4）进一步包括，将所述其他波形中与所述参考波形的参考点趋势相同，且与所述参考波形的参考点距离最近的阈值点，作为所述其他波形的对应参考点。

所述步骤4）进一步包括，根据所述参考波形中两个阈值点的x值计算出所述两个阈值点的中间点，作为所述其他波形的对应参考点。

所述步骤4）进一步包括，将所述其他波形中与所述参考波形的第一参考点趋势相同，且与所述参考波形的第一参考点距离最近的阈值点作为所述其他波形的第一对应参考点；将所述其他波形中与所述参考波形的第二参考点趋势相同，且与所述参考波形的第二参考点距离最近的阈值点作为所述其他波形的第二对应参考点。

进一步地，所述步骤5）所述计算所述其他波形的测量值是在所述其他波形中，选择与所述对应参考点最近的左、右两个阈值点；再根据所述两个阈值点的x值的差值计算所述其他波形的周期、频率及占空比。

进一步地，所述步骤5）所述计算所述其他波形的测量值是在所述其他波形中，在所述对应参考点左侧，选择与所述对应参考点最近的且与所述参考波形中左阈值点趋势相同的第一阈值点；再在所述对应参考点右侧，选择与所述对应参考点最近的且与所述参考波形中右阈值点趋势相同的第二阈值点；再根据所述第一阈值点及所述第二阈值点的x值的差值计算所述其他波形的脉冲宽度。

进一步地，所述步骤5）所述计算所述其他波形的测量值是在所述其他波形中，选择第一、第二两个对应参考点，再根据所述两个对应参考点的x值的差值计算所述其他波形的时间宽度及斜率。

本发明的优点是：能够根据不同的测量方式来选择参考点，基本思想一致，但具体实现方法不同，因而可适用于多种测量类型；另外，还允许设置测量的位置以及特定的信号阈值，非常灵活，能满足不同用户的各种需求，因而具有良好的可扩展性和实用性。

本发明的对模拟波形进行分组测量的方法，针对模拟电路仿真产生的多个波形，提出了一种在波形显示器中对其进行分组测量（Group Measure）的方法。它的特点是简单明了，能够快速且准确地计算出一组测量结果，增强了波形显示器的可用性。目前本发明可应用的测量，包括但不限于周期（Period）、频率（Frequency）、占空比（Duty Cycle）、脉冲宽度（Width）、时间宽度（Raise/Fall Time）及斜率（Slew Rate）等波形显示器中十分常用的测量功能。本发明能够用于查看波形的主要特征，以及快速有效地验证电路仿真的结果。

本发明提出的对模拟波形进行分组测量的方法，能够快速有效地完成对一组信号的相同特征值的测量，对常用的几种测量功能，如占空比、脉冲宽度及时间宽度等，都具有非常准确的结果。尤其适用于在波形显示器中对多个模拟波形进行分组测量，检测一组特征相似的波形之间的微小差异。在实际的工程应用中，此方法可以结合波形显示器的图形化界面，将其差异通过表格和柱状图呈现出来，极大地方便了设计者对仿真结果的验证。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，并与本发明的实施例一起，用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为根据本发明的对模拟波形进行分组测量的方法流程图；

图2为根据本发明的分组测量方法的周期测量的原理示意图；

图3为根据本发明的分组测量方法的脉冲宽度测量的原理示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

图1为根据本发明的对模拟波形进行分组测量的方法流程图，下面将参考图1，对本发明的对模拟波形进行分组测量的方法进行详细描述。

在步骤101，根据鼠标点击位置，从模拟波形中，确定参考波形；

在该步骤中，根据鼠标点击的位置，通过计算确定模拟波形中离该位置最近的波形，并将该波形作为唯一的参考波形；

在步骤102，根据测量类型，选择参考点；

在该步骤中，根据测量的具体内容和方式，确定参考波形的参考点。其中，测量类型分为三类：第一类，周期（Period）、频率（Frequency）及占空比（Duty Cycle）；第二类，脉冲宽度（Width）；第三类，时间宽度（Raise/Fall Time）及斜率（Slew Rate）。具体而言，本步骤进一步包括：

当测量类型为第一类，周期、频率及占空比时，在参考波形中，选择与鼠标点击的位置最近的阈值点作为参考点；

当测量类型为第二类，脉冲宽度时，选择鼠标点击的位置作为参考点；

当测量类型为第三类，时间宽度及斜率时，在参考波形中，选择与鼠标点击的位置最近的低阈值点及高阈值点一起作为参考点。

在步骤103，根据参考点，计算参考波形的测量值；

在步骤104，根据距离最近且趋势相同的原则，确定其他波形的对应参考点；本步骤进一步包括：

将其他波形中与参考波形的参考点趋势相同且距离最近的阈值点，作为其他波形的对应参考点；

将参考波形中左、右阈值点的中间点，作为其他波形的对应参考点；

将其他波形中与参考波形中第一参考点趋势相同且距离最近的阈值点及与参考波形中第二参考点趋势相同且距离最近的阈值点一起作为其他波形的对应参考点。

在步骤105，根据对应参考点，计算其他波形的测量值。

本发明的优点是：能够根据不同的测量方式来选择参考点，基本思想一致，但具体实现方法不同，因而可适用于多种测量类型；另外，还允许设置测量的位置以及特定的信号阈值，非常灵活，能满足不同用户的各种需求，因而具有良好的可扩展性和实用性。

下面结合具体的实施例详细阐述本发明的技术方案。下面的实施例中波形中：y（竖直）方向为量值，x（水平）方向为时间。

实施例一

周期（Period）的分组测量方法，其中，Period是指波形的周期。

图2为根据本发明的分组测量方法的周期测量的原理示意图。本实施例中，模拟波形包括：波形Waveform1、波形Waveform2及未示出的其他波形。在计算波形的周期值之前，需要预先设定一个y方向上的阈值，用于确定中间时间点，并以此为基础计算出起始时间点，再计算出周期。如图2所示，值Level1作为波形Waveform1设定的y方向上的阈值，值Level2作为波形Waveform2设定的y方向上的阈值。并且预先定义点的趋势分为三种状态：上升、下降及平坦（即没有变化）。

Period的Group Measure过程如下：

（1）点PM是鼠标点击的位置，以波形Waveform1作为参考波形。

（2）在波形Waveform1上，找到一个最接近点PM的点，该点的y值必须与给定阈值Level1相等，将该点命名为P12。点P12是计算Period的关键点，也是Waveform1的参考点。

（3）在波形Waveform1上，在点P12的左侧，通过计算找到y值与给定阈值Level1相等的第一个点，将该点命名为P11。同理，在波形Waveform1上，在点P12的右侧，找到的第一个与给定阈值Level1相等的点，命名为P13。点P11和点P13在x轴上的距离，就是波形Waveform1离点PM最近的一个周期，即为波形Waveform1 的周期值，记为Period1。

（4）记录点P12的x值和趋势。图2中，点P12的趋势为下降。

（5）在波形Waveform2上，通过计算找到最接近点P12的点，该点必须满足：①该点的y值必须与给定阈值Level2相等；②该点的趋势必须与点P12的趋势相同。显然，与点P12有相同趋势的几个点中，由于距离S2 < S1且S2 < S3，所以，点P22是满足所有要求的点，也是Waveform2的参考点。

（6）在波形Waveform2上，以点P22为中间点，以类似步骤（3）的方法，分别在点P22的左侧和右侧找到的第一个阈值为Level2的点P21和点P23。点P21和点P23在x轴上的距离，就是波形Waveform2以波形Waveform1为参考波形所得到的周期值，记为Period2。

（7）若还有其他波形，重复步骤（5）-（6），得到相应的周期值。

当然，在本实施例中，仅给出了Period本身的测量，而与Period相关的测量，如Frequency和Duty Cycle等，可以采用相同或者类似的方法得出。其中，Frequency是指频率，其值为Period值的倒数。Duty Cycle，意思是占空比，指在一个周期中，大于给定阈值的波形部分占整个周期的百分比。

实施例二

脉冲宽度（Width）的分组测量方法，其中，Width为测量信号的脉冲宽度。

图3为根据本发明的分组测量方法的脉冲宽度测量的原理示意图。本实施例中，模拟波形包括：波形Waveform1、波形Waveform2及未示出的其他波形。在计算波形的脉冲宽度之前，需要设置一个y方向上的阈值，用于确定脉冲的起始时间，再计算出脉冲宽度。如图3所示，值Level1作为波形Waveform1设定的y方向上的阈值，值Level2作为波形Waveform2设定的y方向上的阈值。并且预先定义点的趋势分为三种状态：上升、下降及平坦（即没有变化）。

Width的Group Measure过程如下：

（1）点PM是鼠标点击的位置，以波形Waveform1作为参考波形。并且，点PM就是Waveform1的参考点。

（2）在波形Waveform1上，找到一个最接近点PM的点，该点的y值必须与给定阈值Level1相等，将该点命名为P12。

（3）在波形Waveform1上，由于点P12在点PM的右侧，而测量Width只需要两个点，因此，另外一个点必定在点PM的左侧，且该点的y值必须与阈值Level1相等。将左侧符合要求的点命名为P11。点P11和点P12在x轴上的距离，就是波形Waveform1离点PM最近的Width值，记为Width1。

（4）记录点P11和点P12的x值和趋势，并计算出它们的中间点PS1，该点就是Waveform2的参考点。图3中，点P11的趋势为上升，而点P12的趋势为下降。

（5）在波形Waveform2上，通过计算找到一个离点PS1最近的点，该点必须满足以下条件：①y值必须与阈值Level2相等；②如果该点在点PS1的左侧，趋势必须与点P11相同；如果该点在点PS1的右侧，趋势必须与点P12相同；③该点的x值必须位于点P11和点P12的x区间内。因为距离S2 < S1且S2 < S3，即点P21对应的距离最小；另外，点P21位于点PS1的左侧，且趋势与点P11相同，都是上升。所以，这个符合要求的点就是点P21。

（6）在波形Waveform2上，由于点P21在点PS1的左侧，因此，另一个点必须在点PS1的右侧。通过计算，在点PS1的右侧，找到的第一个y值与阈值Level2相等，且趋势与点P12相同的点，即点P22。点P21和点P22在x轴上的距离，就是波形Waveform2以波形Waveform1为参考波形所得到的Width值，记为Width2。

（7）若还有其他波形，重复步骤（5）-（6），得到相应的Width值。

实施例三

时间宽度（Raise/Fall time）的分组测量方法，其中，Raise/Fall time为测量信号在某个上升或下降区域内的时间宽度。

本实施例中，模拟波形包括：波形Waveform1、波形Waveform2及未示出的其他波形。在计算波形的时间宽度之前，需要预先设定两个y轴方向上的阈值，分别用于确定上升和下降区间的起止时间，再计算时间宽度。值Upp1和值Low1分别为波形Waveform1设定的y方向上的高阈值和低阈值，值Upp2和值Low2分别为波形Waveform2设定的y方向上的高阈值和低阈值。并且预先定义点的趋势分为三种状态：上升、下降及平坦(即没有变化)。

无论是上升还是下降区域，都需要确定以哪个阈值作为第一个参考点的阈值。为了简化过程，这里统一规定低阈值为第一个参考点的阈值。

Raise/Fall time的Group Measure过程如下：

（1）点PM是鼠标点击的位置，以波形Waveform1作为参考波形。

（2）在波形Waveform1上，找到一个最接近点PM的低阈值点，该点的y值必须与给定低阈值Low1相等。将这个符合要求的低阈值点命名为PL1，并将该点作为Waveform1的第一个参考点。

（3）在波形Waveform1上，由于点PL1的趋势是下降，为了保证两个点处于同一趋势区间，对应的高阈值点的趋势也必须是下降。通过计算，得到与点PL1最近的高阈值点PU1，该点的y值与高阈值Upp1相等，该点就是Waveform1的第二个参考点。点PL1和点PU1在x轴上的距离，就是波形Waveform1离点PM最近的时间宽度值Fall Time，记为Rft1。

(4)记录点PL1和点PU1的x值和趋势。点PL1和点PU1的趋势都为下降。

（5）在波形Waveform2上，通过计算找到距离点PL1最近的低阈值点，该点的y值必须与低阈值Low2相等，并且趋势与点PL1相同，即也是下降。因为距离 S2 < S1且S2 < S3，且点PL2的趋势也是下降，所以点PL2即为满足要求的点，也是Waveform2的第一个参考点。

（6）由于点PL2的趋势是下降，另一个高阈值点的趋势也必须是下降，这样才能保证此两点处于同一下降区域内。这个高阈值点的y值必须与高阈值Upp2相等，且趋势与点PL2相同，即下降。将这个与点PL2最近的高阈值点命名为PU2，该点就是Waveform2的第二个参考点。因此，点PL2和点PU2在x轴上的距离，就是波形Waveform2以波形Waveform1为参考波形得到的时间宽度值Fall Time，记为Rft2。

（7）若还有其他波形，重复步骤（5）-（6），得到相应的Fall Time值。

当然，在本实施例中，仅给出了Raise/Fall time的测量，而与Raise/Fall time类似的Slew Rate 的测量，可以采用和Raise/Fall time类似的的计算过程，只是点趋势不同，在此不再赘述。其中，Slew Rate为测量两点间的斜率。

本发明的对模拟波形进行分组测量的方法，针对模拟电路仿真产生的多个波形，提出了一种在波形显示器中对其进行分组测量的方法。它的特点是简单明了，能够快速且准确地计算出一组测量结果，增强了波形显示器的可用性。目前本发明可应用的测量，包括但不限于周期、频率、占空比、脉冲宽度、时间宽度及斜率等波形显示器中十分常用的测量功能。本发明能够用于查看波形的主要特征，以及快速有效地验证电路仿真的结果。

本发明提出的对模拟波形进行分组测量的方法，能够快速有效地完成对一组信号的相同特征值的测量，对常用的几种测量功能，如占空比、脉冲宽度及时间宽度等，都具有非常准确的结果。尤其适用于在波形显示器中对多个模拟波形进行分组测量，检测一组特征相似的波形之间的微小差异。在实际的工程应用中，此方法可以结合波形显示器的图形化界面，将其差异通过表格和柱状图呈现出来，极大地方便了设计者对仿真结果的验证。

本领域普通技术人员可以理解：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。