使用数字边沿平均化建立与采样率无关的时序图的制作方法
【专利摘要】一种使用数字边沿平均化建立与采样率无关的时序图。一种方法可以包括：接收具有多个信号边沿的输入信号；执行输入信号的初始扫描以识别对应于信号边沿的波峰；以及确定每个波峰是统一同步（US）边沿还是准同步（QS）边沿。所述方法还可以包括生成最终波形以及在显示装置上显示最终波形。
【专利说明】使用数字边沿平均化建立与采样率无关的时序图
【背景技术】
[0001]诸如特克特朗尼(Tektronix) TLA7000逻辑分析器之类的数字获取装置使得电气工程师能够测量由他们设计的数字系统所产生的信号。研究实验室使用数字获取装置来观察数字系统的微处理器、内存、总线和其他组成部分中的定时的正确性和信号的密度。获取装置在持续推进电子工业发展方面具有重要的作用。
[0002]数字获取装置一般将感测到的信号显示为急剧上升或下降的阶梯形式。从“关”至IJ “开”的上升和从“开”到“关”的下降通常与被测试的系统中的时钟周期同步，并且从一个状态到另一个状态的过渡被直观地表示为竖直边沿。将被测试的系统的时钟与数字获取装置的时钟区分开是有用的。
[0003]为了提供被测试的信号的高解析度，数字获取装置的采样时钟必须施加脉冲并且以比被测试的系统的时钟的频率高的频率对被测试的信号进行采样。这利用获取装置产生了对工程师有意义的测量。用于数字获取装置的时钟的两个接连的脉冲之间的距离可以称为采样区(sampling bin)，并且脉冲本身就是采样区边界。理想场景中的上升沿或下降沿将一致地落在单个样本区内，并且因此将与单个采样时钟脉冲边沿一致地相关联。
[0004]当测试特定的设计时，工程师有时候测量以重复模式发生的信号。获取装置可以被编程为利用触发器开始数据获取，而触发器本身可以是上升沿或下降沿。通过提供重复的输入，工程师能够观察到输入是否可预测地且可靠地产生一致的输出。在理想的情况下，如果装置如所预期地那样工作，那么输出被显示为静态的一系列阶梯形式。然而，情况并非总是理想的。
[0005]在一组数字信号上使用数字边沿平均化(DEA)能够在超出基本获取系统的能力之外增加边沿的定时精度的同时消除与振动相关的起伏。然而，DEA单独地要求所有数字信号上的所有边沿对触发事件是统一地同步的(US)。也就是说，任何单个转变的DEA表示只有在那个边沿出现在每个重复获取的DEA孔径(aperture)内时才能够被计算。
[0006]因此，存在对于在数字获取装置上显示波形的改进的方法的需要。
【发明内容】
[0007]所公开的技术的实施例一般包括应用数字边沿平均化(DEA)技术来可靠地获取复杂数字信号边沿关系，从而建立与基本采样率无关的数字显示。这种实施例通常获得的边沿布置的定时精度超出基本采样系统的边沿布置的定时精度，恢复否则会由于振动效应而模糊不清的信号，并且恢复否则由于与触发事件的复杂关系而模糊不清的边沿。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]图1示出了根据所公开的技术的特定实施例的第一数字边沿映射(DEM)过程的示例。
[0009]图2示出了根据所公开的技术的特定实施例的可以用来确定US边沿位置的数字边沿平均(DEA)过程的示例。[0010]图3示出了根据所公开的技术的特定实施例的第二 DEM过程的示例。
[0011]图4示出了波形的示例，其对应于根据所公开的技术的特定实施例的图3的DEM过程的应用。
【具体实施方式】
[0012]在当前的系统中，任何单个转变的数字边沿平均(DEA)表示只有在边沿出现在每个重复获取的DEA孔径内时才能够被计算。通过常规的方法，被测试的信号有很多机会同步，但不是统一地同步(US)。这需要下文中描述的准同步(QS)边沿类型的概念。
[0013]如本文使用的QS边沿通常指的是在DEA孔径内出现、但不在每个重复获取中出现的边沿。数据总线、宽度是数量变化的时钟的频闪观测器以及根据触发事件而发生数量变化的时钟的边沿都是与触发事件常规地同步的边沿事件的示例(例如，它们都可以基于同一个系统时钟)，但在DEA意义上而言，仅仅是QS。
[0014]数字边沿映射(DEM)通常使用重复且定向DEA操作来解析QS边沿以及利用超出基本采样系统的边沿布置的定时精度以外的定时精度来建立显示所有US和QS边沿的时序图。作为基础的DEA操作还恢复了否则会由于振动效应而模糊不清的信号。
[0015]图1示出了根据所公开的技术的特定实施例的数字边沿映射(DEM)过程100的示例。示例过程100从作为用于边沿的初始“扫描”的单个DEA操作开始，如102所示。从该初始扫描开始的当前和(本文中将称为RS-R和RS-F)可以被保留，用于在确定哪些边沿可能需要细化处理时使用，如104所示。
[0016]每个RS可以进行波峰扫描，如106所示。尽管RS分布中的波谷通常为0，如108所示，但波峰可以等于或者不等于在DEA操作中使用的获取的数量。
[0017]RS分布中的每个波峰通常表示边沿。等于在DEA操作中执行的获取的数量的波峰通常指示us边沿，而小于在DEA操作中执行的获取的数量的波峰通常指示QS边沿。因此，将每个波峰与获取的数量进行比较，如110所示，并且在112处作出基于在110处执行的比较的结果的判断。
[0018]响应于112处的波峰等于在DEA操作中执行的获取的数量的判定，波峰可以被指定为US边沿，如114所示。响应于112处的波峰不等于(例如，小于或大于)在DEA操作中执行的获取的数量的判定，波峰可以被指定为QS边沿，如116所示。
[0019]US边沿可以通过初始DEA操作作完全的细化处理。图2示出了根据所公开的技术的特定实施例的可以用来确定US边沿位置的数字边沿平均(DEA)过程200的示例。在本示例中，DEA显示表现为叠加在例如具有下降沿/上升沿220a-220c和230a_230c的相应的常规采样获取上的三个平均波形240a-240c。如在采样区205a和205b中能够看到的，常规波形的抖动由虚线来描绘。
[0020]这里应用的DEA操作通常产生可以被认为是过采样(例如用于涉及存储和显示的目的)的波形。这种波形通常被认为一直在以等于基本采样率乘以使用的获取数量的速率被采样。
[0021]图3示出了根据所公开的技术的特定实施例的第二 DEM过程300的示例，并且图4示出了对应于这种DEM过程的应用的波形的示例。在本示例中，US边沿位置可以以每侧上一个摇摆逻辑状态的方式以最终波形写入，例如，一个用于输入，另一个用于输出。这些位置可以对于上升分配为0/1而对于下降分配为1/0，并且在图4所示的示例中，可以以标为WFM A的波形来表示。
[0022]DEM过程300可以包括将来自初始DEA扫描的初始和最终的“书挡”样本存储为
1、0或X，如302所示。这些样本可以被认为是摇摆逻辑状态。在来自初始扫描的所有第一样本都为1的情况下，起始书挡可以被存储为1。另外，为0的样本可以被存储为0，并且混合样本可以被存储为X。这种指定可以有助于摇摆逻辑状态的最终调节。这种摇摆逻辑状态然后可以被写入到最终波形中，例如，如图4所示的示例中的标为WFM A的波形中所表示的。
[0023]在本示例中，DEM过程300包括通过分析初始DEA扫描来建立静态值分布，如304所示。这可以被直接写成最终波形。这种静态值的示例由图4中的标为WFM A的波形来图示。对于每个DEA采样位置，如果初始扫描中的每个获取都含有1，那么最终波形中的所有相应的过采样位置都可以被设为1。相反，如果初始扫描中的每个获取都含有0，那么最终波形中的所有相应的过采样位置都可以被设为0。
[0024]在采样位置在初始DEA获取集合中变化的情况下，没有什么可以被写入相应的过采样位置中。这种操作的结果以图4所示的示例中的标为WFM A的波形表示。在例如下面描述的调节过程中，过采样位置可以被推算出。
[0025]在摇摆逻辑状态的最终调节之前，最终波形WFM A’通常将是边沿、静态值和书挡值的分散形式。US边沿通常将在每侧上指示仅仅一个摇摆逻辑状态，例如，输入的和输出的，并且上升/下降识别和摇摆逻辑状态通常将为QS边沿而保留。
[0026]一旦所有边沿都已被细化处理，则软件应用可以通过连接摇摆逻辑状态(例如同一个逻辑电平的输出到输入)以及例如推算孤立的摇摆逻辑状态以完成波形来调节所有这些波形事件，如306所示。
[0027]DEM过程300可以继续重复DEA操作，如308所示。对于每次重复，DEM过程可以包括浏览QS边沿的列表以及进行检查以查看每个边沿计数是否小于要被平均化的获取的请求数量。DEM过程然后可以反复执行DEA重复，直至所有QS边沿计数等于或大于要被平均化的获取的请求数量。这有利地实现了每个QS边沿的完全的细化处理。
[0028]然后，可以计算QS边沿位置，并且以与上述US边沿的方式相似的方式，借助摇摆逻辑值将其表示在最终波形WFM A’中。这种QS边沿位置在图4所示的示例中被表示为标为WFM B的波形的加粗部分。
[0029]在某些实施例中，小于基本采样率的QS脉冲不需要被考虑或评价。苏利文(Sullivan)代码的包括有效地确保了这种脉冲的上升沿和下降沿在DEA的意义上都是确定的，因此在DEM的意义上是可恢复的。
[0030]在某些实施例中，由于在初始DEA扫描中的适合使用(FFU)标记，边沿可能有被丢弃的获取。这种边沿可以被认为是QS，并且可以以与其他QS边沿相同的方式被细化处理。这些边沿一般是由于FFU标记而落入QS类别中的US边沿，并且在这里称为不合格的统一同步(DUS)边沿。
[0031]当执行DEM操作时，DUS边沿可以被标记，并且被以不同方式处理，如310所示，这是因为不再属于FFU-丢弃获取的定时数据通常不能够恢复，并且DEM表示通常将是不正确的，例如，两个DUS边沿可能比实际情况更深程度地彼此偏斜离开。[0032]DEM过程300通常包括摇摆逻辑状态的调节，如312所示。该处理一般在每个信道上从左向右地进行。随着一个接一个的过采样，调节过程通常包括评价是否有任何序列的位置仍然未分配。然后可以评价发现的每个间隙以确定哪些逻辑值(一个或多个)要填入。这些间隙通常表示孔径和驻留时间之间的单个边界，或者包络多个孔径/驻留时间。
[0033]在识别出的间隙的宽度小于孔径时间的情况下，通常完成短时调节。如果在间隙内存在一对匹配的摇摆逻辑高值，那么逻辑高值可以被写入到用于该间隙的过采样位置中。如果在间隙内存在一对匹配的摇摆逻辑低值，那么逻辑低值可以被写入到用于该间隙的过采样位置中。对于短间隙一般没有孤立的摇摆逻辑电平。这种间隙填充在图4所示的示例中被表示为标为WFM C的波形的加粗部分。
[0034]在间隙的宽度大于或等于孔径时间的情况下，通常完成长时调节。在这些情况下已知的是，在间隙中的驻留时间中出现两个逻辑状态。因此，在间隙内可以绘制两个逻辑状态。如果间隙的端部中的一个或两个仅仅具有一个摇摆逻辑状态，那么相反的逻辑状态可以一直绘制到相应的边沿。这种间隙填充在图4所示的示例中被表示为标为WFM D的波形的加粗部分。
[0035]产生的波形WFM A’可以直观地提供给用户，例如显示在屏幕上，如314所示。
[0036]本领域普通技术人员将认识到，逻辑高值和逻辑低值通常在最终的波形中并不相互排斥。实际上，最终波形(例如图4中的WFM A’)一般将具有表示信道上的点的功能，在该信道上逻辑电平非高即低。这有利地使得最终波形看上去更像时序图而不像是范围获取。
[0037]本文描述的DEM技术还可以识别QS边沿的上升/下降时间差，如在图4所示的示例中的最终波形WFM A’内的最后几个转变所图示的。由于上升沿/下降沿通常在整个DEA/DEM处理过程中是分离的，所以相应的上升/下降差可以保持并且能够由用户来观察和测量。
[0038]所公开的技术的某些实施方式包括指示预计特定的DEM过程将耗时多久的屏上指示器。例如，软件应用可以根据初始扫描统计地估算将需要多少个DEA重复以完全细化处理所有的边沿。应用还可以确定单个DEA操作一般耗时多久以准备关于预计整个DEM过程耗时多久的估算。
[0039]在已经参考图示实施例描述并图示了本发明的原理后，将认识到的是，可以在不偏离这种原理的情况下对图示实施例进行布置和细节方面的改动，并且可以以任何期望的方式对图示实施例进行组合。并且，尽管上面的讨论着重于特定实施例，但其他构型也是能够想到的。
[0040]特别地，即使在本文中使用了诸如“根据本发明的实施例”等之类的用语，但这些用语意味着通常涉及实施例的可能性，并且并非打算将本发明限制于特定的实施例构型。如本文所使用的，这些用语可以涉及同一个实施例或能够组合成其他实施例的不同实施例。
[0041]因此，鉴于对本文描述的实施例的多种改变，这里的详细描述和所附的材料意在仅仅用于说明，而不应被认作是限制本发明的范围。因此，本发明要求保护的是可以落在所附权利要求及其等同设置的范围和精神内的所有这种改动。
【权利要求】
1.一种方法，包括:接收具有多个信号边沿的输入信号；执行所述输入信号的初始扫描以识别对应于所述输入信号中的多个信号边沿的多个波峰中的每一个；确定所述多个信号波峰中的每一个是统一同步(US)边沿还是准同步(QS)边沿；基于所述确定而生成最终波形；以及在显示装置上显示所述最终波形。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述确定包括将所述多个信号波峰中的第一个与所述初始扫描中的相应数量个获取进行比较。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述确定还包括响应于所述多个信号波峰中的第一个等于所述相应数量个获取而将所述多个信号波峰中的第一个指定为US边沿。
4.根据权利要求2所述的方法，其中，所述确定还包括响应于所述多个信号波峰中的第一个不等于所述相应数量个获取而将所述多个信号波峰中的第一个指定为QS边沿。
5.根据权利要求1所述的方法，还包括存储来自所述初始扫描的多个当前和。
6.根据权利要求5所述的方法，还包括对所述多个信号波峰扫描所述多个当前和中的每一个。
7.根据权利要求1所述的方法，还包括识别所述多个输入信号中的多个信号波谷。`
8.根据权利要求7所述的方法，还包括将所述输入信号中的所述多个信号波谷中的每一个设定为零。
9.根据权利要求1所述的方法，还包括存储所述最终波形。
10.一种方法，包括:接收具有多个信号边沿的输入信号；执行所述输入信号的初始数字边沿平均(DEA)扫描；重复对所述输入信号的DEA操作；向所述输入信号应用至少一个调节过程；基于所述重复和应用而生成最终波形；以及在显示装置上显示所述最终波形。
11.根据权利要求10所述的方法，还包括识别和存储来自初始DEA扫描的书挡样本。
12.根据权利要求10所述的方法，还包括分析所述初始DEA扫描。
13.根据权利要求10所述的方法，其中，所述至少一个调节过程包括识别和连接多个摇摆逻辑状态。
14.根据权利要求10所述的方法，其中，所述至少一个调节过程包括推算孤立的摇摆逻辑状态以完成所述最终波形。
15.根据权利要求10所述的方法，其中，所述重复包括确定所述输入信号内的准同步(QS)边沿的列表。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述重复还包括浏览所述QS边沿的列表以及进行检查，以查看每个边沿计数是否小于要被平均化的获取的请求数量。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，所述重复一直持续到所有QS边沿计数等于或大于要被平均化的获取的请求数量。
18.根据权利要求10所述的方法，其中，所述至少一个调节过程包括确定在所述最终波形中是否存在任何间隙。
19.根据权利要求18所述的方法，其中，所述至少一个调节过程还包括对第一识别间隙确定用来填充所述第一间隙的逻辑值。
20.根据权利要求19所述的方法，其中，所述至少一个调节过程还包括响应于在所述第一间隙内识别出一对匹配的摇摆逻辑高值而在所述第一间隙中写入逻辑高值。
21.根据权利要求19所述的方法，其中，所述至少一个调节过程还包括响应于在所述第一间隙内识别出一对匹配的摇摆逻辑低值而在所述第一间隙中写入逻辑低值。
【文档编号】G01R13/02GK103698569SQ201310449322
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2013年9月27日 优先权日:2012年9月27日
【发明者】J.D.克莱姆 申请人:特克特朗尼克公司