专利名称：低压差分信号时序测试系统及方法
技术领域：
本发明涉及一种信号测试系统及方法，特别是关于一种低压差分信号时序测试系 统及方法。
背景技术：
低压差分信号(Low Voltage Differential Signal, LVDS)是一种低摆幅的信号 传输技术，LDVS具有高速度、低功耗、低噪声、低成本等优点，在高速数据传输上得到了广泛 的应用。低压差分信号时序关系的正确性是数据可靠传输的重要保证。目前，低压差分信 号时序测试需要依靠作业员的手工操作。手工操作的测试方法不仅效率低，而且容易出错， 已不能满足快速高质量生产的竞争需求。
发明内容
鉴于以上内容，有必要提供一种低压差分信号时序测试系统，能够快速准确地测 试低压差分信号的时序关系。此外，还有必要提供一种低压差分信号时序测试方法，能够快速准确地测试低压 差分信号的时序关系。一种低压差分信号时序测试系统，所述低压差分信号包括数据信号及时钟信号， 该系统包括波形获取模块，用于获取所述数据信号及时钟信号的波形；波形识别模块，用 于从时钟信号的波形中选择时钟周期，从数据信号的波形中识别该选择的时钟周期内传送 的各位数据的起始时间；时序分析模块，用于计算各位数据的起始时间与选择的时钟周期 起点的时间差；统计模块，用于根据多次计算得到的各位数据的起始时间与选择的时钟周 期起点的时间差，计算各位数据的起始时间与选择的时钟周期起点的时间差的最小值及最 大值；及输出模块，用于输出各位数据的起始时间与选择的时钟周期起点的时间差的最小 值及最大值。—种低压差分信号时序测试方法，所述低压差分信号包括数据信号及时钟信号， 该方法包括步骤获取所述数据信号及时钟信号的波形；从时钟信号的波形中选择时钟周 期；从数据信号的波形中识别该选择的时钟周期内传送的各位数据的起始时间；计算各位 数据的起始时间与选择的时钟周期起点的时间差；根据多次计算得到的各位数据的起始时 间与选择的时钟周期起点的时间差，计算各位数据的起始时间与选择的时钟周期起点的时 间差的最小值及最大值；及输出各位数据的起始时间与选择的时钟周期起点的时间差的最 小值及最大值。本发明低压差分信号时序测试系统及方法，可以快速准确地对低压差分信号的时 序关系实施测试。
图1为本发明低压差分信号时序测试系统较佳实施例的应用环境示意图。图2为图1中低压差分信号时序测试系统的功能模块图。图3为本发明低压差分信号时序测试方法较佳实施例的流程图。图4为低压差分信号的数据信号及时钟信号的波形图。图5为低压差分信号时序关系的示意图。图6为低压差分信号时序关系的技术规范的示意图。主要元件符号说明
低压差分信号时序测试系统10计算机11示波器12低压差分信号13数据信号14时钟信号15显示设备16波形获取模块200波形识别模块210时序分析模块220判断模块230统计模块240输出模块250
具体实施例方式
参阅图1所示，是本发明低压差分信号时序测试系统较佳实施例的应用环境示意 图。低压差分信号13包括数据信号14及时钟信号15，低压差分信号13的时序关系即数据 信号14相对于时钟信号15的时间关系。所述低压差分信号时序测试系统10运行于计算 机11中。该计算机11与示波器12及显示设备16通信连接。示波器12通过测试探头探
4测低压差分信号13的数据信号14与时钟信号15。参阅图2所示，是图1中低压差分信号时序测试系统10的功能模块图。所述低压 差分信号时序测试系统10包括波形获取模块200、波形识别模块210、时序分析模块220、判 断模块230、统计模块240及输出模块250。所述波形获取模块200用于获取数据信号14以及时钟信号15的波形。在本实施例 中，波形获取模块200发送波形捕获命令给示波器12。根据该波形捕获命令，示波器12捕获 数据信号14以及时钟信号15的波形，并将捕获的数据信号14以及时钟信号15的波形返回 计算机11。如图4所示，曲线41为数据信号14的波形，曲线40为时钟信号15的波形。所述波形识别模块210用于从获取的时钟信号15的波形中选择时钟周期，针对每 个选择的时钟周期，从数据信号14的波形中识别该时钟周期内传送的各位数据的起始时 间。在本实施例中，波形识别模块210通过识别数据值发生转变的数据来确定各位数据的 起始时间。一般来说，数据信号14的数据值根据其电压值的高低取值为1或者0，通常高 电压取值为1，低电压取值为0。若数据值由1变为0或者由0变为1，则数据值发生转变。 例如，若第一位传送数据0，第二位传送数据1，则第二位数据的数据值发生转变。或者，若 第一位传送数据1，第二位传送数据0，则第二位数据的数据值发生转变。此时，数据值发 生转变的时间点就是第二位数据的起始时间。在本实施例中，每个时钟周期传送7位数据 (bit0-bit6)。如图4所示，波形识别模块210选择时钟周期42，时钟周期42的起点是TO, 终点是Tl，波形识别模块210识别该时钟周期42内传送的数据为llOOlOldPbitO = 1， bitl = l，bit2 = 0，bit3 = 0，bit4 = l，bit5 = 0，bit6 = 1。由于上一个时钟周期传送 的最后一位数据是0，因此，数据值发生转变的数据是bit0、bit2、bit4、bit5与bit6，其相 对应的起始时间分别是t0、t2、t4、t5与t6。所述时序分析模块220用于计算识别的各位数据的起始时间与选择的时钟周期 起点的时间差。在本实施例中，参阅图5所示，每个时钟周期传送7位数据(bit0-bit6)， 第一位数据的起始时间与时钟周期起点的时间差记为TpposO，第二位数据的起始时间与时 钟周期起点的时间差记为Tpposl，……，第七位数据的起始时间与时钟周期起点的时间差 记为Tpp0S6。TpposO-Tppose代表了低压差分信号13的时序关系。根据识别的各位数据 的起始时间，可以计算识别的各位数据与选择的时钟周期起点的时间差。举例来说，如图 4所示，数据值发生转变的数据是bitO、bit2、bit4、bit5与bit6，其相对应的起始时间分 别是t0、t2、t4、t5与t6，该时钟周期42的起始时间是T0，则TpposO = t0-T0, Tppos2 = t2-T0, Tppos4 = t4-T0, Tppos5 = t5_T0，Tppos6 = t6_T0。又如，若数据值发生转变的数 据是bitO、bitl、bit3与bit5，其相对应的起始时间分别是t0、tl、t3与t5，则TpposO = t0-T0, Tpposl = tl-T0, Tppos3 = t3_T0, Tppos5 = t5_T0o所述判断模块230用于判断是否已获得指定数量的各位数据的起始时间与选择 的时钟周期起点的时间差。在本实施例中，对于每一位数据(例如bit0-bit6)，需要至少 10个该位数据的起始时间与选择的时钟周期起点的时间差，判断模块230判断计算得到的 每位数据的起始时间与选择的时钟周期起点的时间差是否均已达到10个。所述统计模块240用于计算各位数据的起始时间与选择的时钟周期起点的时间 差的最小值及最大值。例如，对于低压差分信号13，计算得到10个Tpposl，分别是10. 55、 10. 64、10. 58、10. 73、10. 65、10. 52、10. 65、10. 75、10. 87、10. 73，单位纳秒(ns)，则统计模块
5240算得Tpposl的最小值是10. 52ns，最大值是10. 87ns。在本实施例中，统计模块240还 用于分析计算得到的各位数据的起始时间与选择的时钟周期起点的时间差的最小值及最 大值是否符合技术规范。图6给出了低压差分信号时序关系的技术规范。根据该技术规 范，第一位数据脉冲位置的最小值是(T/7-0.》ns，最大值是(T/7+0.》ns，其中T表示时钟 周期。例如，若T = 75ns，则技术规范中的最小值是10. 514ns，最大值是10. 914ns。因此， 若统计模块240计算得到某个时钟周期为75ns的低压差分信号13的Tpposl的最小值是 10. 52，最大值是10. 87，则计算得到的Tpposl符合技术规范。所述输出模块250用于输出各位数据的起始时间与选择的时钟周期起点的时间 差的最小值及最大值。在本实施例中，输出模块250将各位数据的起始时间与选择的时钟 周期起点的时间差的最小值及最大值显示在与计算机11相连的显示设备16上。此外，所 述输出模块250还输出各位数据的起始时间与选择的时钟周期起点的时间差的最小值及 最大值符合技术规范的情况。参阅图3所示，是本发明低压差分信号时序测试方法较佳实施例的流程图。步骤S301，波形获取模块200获取低压差分信号13的数据信号14及时钟信号15 的波形。在本实施例中，波形获取模块200发送波形捕获命令给示波器12。根据该波形捕 获命令，示波器12捕获数据信号14以及时钟信号15的波形，并将捕获的数据信号14以及 时钟信号15的波形返回计算机11。如图4所示，曲线41为数据信号14的波形，曲线40为 时钟信号15的波形。步骤S302，波形识别模块210从获取的时钟信号15的波形中选择一个时钟周期， 并且从数据信号14的波形中识别该时钟周期内传送的各位数据的起始时间。在本实施例 中，波形识别模块210通过识别数据值发生转变的数据来确定各位数据的起始时间。一般 来说，数据信号14的数据值根据其电压值的高低取值为1或者0，通常高电压取值为1，低 电压取值为0。若数据值由1变为0或者由0变为1，则数据值发生转变。例如，若第一位 传送数据0，第二位传送数据1，则第二位数据的数据值发生转变。或者，若第一位传送数据 1，第二位传送数据0，则第二位数据的数据值发生转变。此时，数据值发生转变的时间点就 是第二位数据的起始时间。在本实施例中，每个时钟周期传送7位数据(bit0-bit6)。如图 4所示，波形识别模块210选择时钟周期42，时钟周期42的起点是T0，终点是Tl，波形识别 模块210识别该时钟周期42内传送的数据为1100101，即bitO = 1，bitl = 1，bit2 = 0， bit3 = 0，bit4 = l，bit5 = 0，bit6 = 1。由于上一个时钟周期传送的最后一位数据是0， 因此，数据值发生转变的数据是bitO、bit2、bit4、bit5与bit6，其相对应的起始时间分别 是 t0、t2、t4、t5 与 t6。步骤S303，时序分析模块220计算识别的各位数据的起始时间与选择的时钟周期 起点的时间差。在本实施例中，参阅图5所示，每个时钟周期传送7位数据(bit0-bit6)， 第一位数据的起始时间与时钟周期起点的时间差记为TpposO，第二位数据的起始时间与时 钟周期起点的时间差记为Tpposl，……，第七位数据的起始时间与时钟周期起点的时间差 记为Tpp0S6。TpposO-Tppose代表了低压差分信号13的时序关系。根据识别的各位数据 的起始时间，可以计算识别的各位数据与选择的时钟周期起点的时间差。举例来说，如图 4所示，数据值发生转变的数据是bitO、bit2、bit4、bit5与bit6，其相对应的起始时间分 别是t0、t2、t4、t5与t6，该时钟周期42的起始时间是T0，则TpposO = t0-T0, Tppos2 =t2-T0, Tppos4 = t4-T0, Tppos5 = t5_T0，Tppos6 = t6_T0。又如，若数据值发生转变的数 据是bitO、bitl、bit3与bit5，其相对应的起始时间分别是t0、tl、t3与t5，则TpposO = tO-TO, Tpposl = tl-TO, Tppos3 = t3_T0, Tppos5 = t5_T0o步骤S304，判断模块230判断是否已获得指定数量的各位数据的起始时间与选择 的时钟周期起点的时间差。在本实施例中，对于每一位数据(例如bit0-bit6)，需要至少 10个该位数据的起始时间与选择的时钟周期起点的时间差，判断模块230判断计算得到的 每位数据的起始时间与选择的时钟周期起点的时间差是否均已达到10个。若未获得指定 数量的各位数据的起始时间与选择的时钟周期起点的时间差，则返回步骤S302，从获取的 时钟信号15的波形中选择另一个时钟周期，并且从数据信号14的波形中识别该时钟周期 内传送的各位数据的起始时间。需要说明的是，若获取的时钟信号15的波形中没有其他的 时钟周期，则返回步骤S301，重新获取低压差分信号13的数据信号14以及时钟信号15的 波形。若已获得指定数量的各位数据的起始时间与选择的时钟周期起点的时间差，则步 骤S305，统计模块240计算各位数据的起始时间与选择的时钟周期起点的时间差的最小 值及最大值。例如，对于低压差分信号13，计算得到10个Tpposl,分别是10. 55、10. 64、 10. 58、10. 73、10. 65、10. 52、10. 65、10. 75、10. 87、10. 73，单位纳秒(ns)，则统计模块 240 算 得Tpposl的最小值是10. 52ns，最大值是10. 87ns。在本实施例中，统计模块240还用于分 析计算得到的各位数据的起始时间与选择的时钟周期起点的时间差的最小值及最大值是 否符合技术规范。图6给出了低压差分信号时序关系的技术规范。根据该技术规范，第一位 数据脉冲位置的最小值是(T/7-0.2)ns，最大值是(T/7+0.2)ns，其中T表示时钟周期。例 如，若T = 75ns，则技术规范中的最小值是10. 514ns，最大值是10. 914ns。因此，若统计模 块240计算得到某个时钟周期为75ns的低压差分信号13的Tpposl的最小值是10. 52，最 大值是10. 87，则计算得到的Tpposl符合技术规范。步骤S306，输出模块250输出各位数据的起始时间与选择的时钟周期起点的时间 差的最小值及最大值。在本实施例中，输出模块250将各位数据的起始时间与选择的时钟 周期起点的时间差的最小值及最大值显示在与计算机11相连的显示设备16上。此外，所 述输出模块250还输出各位数据的起始时间与选择的时钟周期起点的时间差的最小值及 最大值符合技术规范的情况。
权利要求
1.一种低压差分信号时序测试系统，所述低压差分信号包括数据信号及时钟信号，其 特征在于，该系统包括波形获取模块，用于获取所述数据信号及时钟信号的波形；波形识别模块，用于从时钟信号的波形中选择时钟周期，从数据信号的波形中识别该 选择的时钟周期内传送的各位数据的起始时间；时序分析模块，用于计算各位数据的起始时间与选择的时钟周期起点的时间差； 统计模块，用于根据多次计算得到的各位数据的起始时间与选择的时钟周期起点的时 间差，计算各位数据的起始时间与选择的时钟周期起点的时间差的最小值及最大值；及输出模块，用于输出各位数据的起始时间与选择的时钟周期起点的时间差的最小值及 最大值。
2.如权利要求1所述的低压差分信号时序测试系统，其特征在于，所述波形获取模块 利用示波器来获取数据信号及时钟信号的波形。
3.如权利要求1所述的低压差分信号时序测试系统，其特征在于，所述波形识别模块 通过识别数据值发生转变的数据来确定各位数据的起始时间。
4.如权利要求1所述的低压差分信号时序测试系统，其特征在于，所述统计模块还用 于判断各位数据的起始时间与选择的时钟周期起点的时间差的最小值及最大值是否符合 技术规范。
5.一种低压差分信号时序测试方法，所述低压差分信号包括数据信号及时钟信号，其 特征在于，该方法包括步骤获取所述数据信号及时钟信号的波形； 从时钟信号的波形中选择时钟周期；从数据信号的波形中识别该选择的时钟周期内传送的各位数据的起始时间； 计算各位数据的起始时间与选择的时钟周期起点的时间差；根据多次计算得到的各位数据的起始时间与选择的时钟周期起点的时间差，计算各位 数据的起始时间与选择的时钟周期起点的时间差的最小值及最大值；及输出各位数据的起始时间与选择的时钟周期起点的时间差的最小值及最大值。
6.如权利要求5所述的低压差分信号时序测试方法，其特征在于，所述获取所述数据 信号及时钟信号的波形的步骤中利用示波器来获取数据信号及时钟信号的波形。
7.如权利要求5所述的低压差分信号时序测试方法，其特征在于，所述从数据信号的 波形中识别该选择的时钟周期内传送的各位数据的起始时间的步骤中，通过识别数据值发 生转变的数据来确定各位数据的起始时间。
8.如权利要求5所述的低压差分信号时序测试方法，其特征在于，该方法还包括 判断各位数据的起始时间与选择的时钟周期起点的时间差的最小值及最大值是否符合技术规范。
全文摘要
一种低压差分信号时序测试方法，该方法包括步骤获取所述数据信号及时钟信号的波形；从时钟信号的波形中选择时钟周期；从数据信号的波形中识别该选择的时钟周期内传送的各位数据的起始时间；计算各位数据的起始时间与选择的时钟周期起点的时间差；根据多次计算得到的各位数据的起始时间与选择的时钟周期起点的时间差，计算各位数据的起始时间与选择的时钟周期起点的时间差的最小值及最大值；及输出各位数据的起始时间与选择的时钟周期起点的时间差的最小值及最大值。本发明还提供一种低压差分信号时序测试系统。本发明能够快速准确地对低压差分信号的时序关系实施测试。
文档编号G01R29/18GK102081122SQ20091031058
公开日2011年6月1日 申请日期2009年11月27日 优先权日2009年11月27日
发明者何瑞雄, 苏旺丁 申请人:鸿富锦精密工业(深圳)有限公司, 鸿海精密工业股份有限公司