CN101424720A - 对利用电磁耦合器的高速总线模拟验证的方法及设备 - Google Patents
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Abstract
本发明的名称为对利用电磁耦合器的高速总线模拟验证的方法及设备,在至少一个实施例中提供了一种设备,所述设备包括电磁耦合器,用于提供采样电磁信号;电子元件,用于从电磁耦合器接收采样电磁信号,放大及恢复类微分输出信号,并通过单位传递函数提供恢复的采样电磁信号给示波器。将描述其他实施例并提出权利要求。
Description
技术领域
本发明涉及电磁探测领域,尤其涉及利用电磁耦合器的高速总线模拟验证的方法及设备。
背景技术
输入/输出(I/O)总线探测一直使用各种直连技术实现,示例直连技术可包括连接到示波器或逻辑分析器的基于阻抗的探测器技术。但是,当总线加速到更高级别的数据速率时,传统直连探测可能产生测试链接(LUT)的信号完整性问题。
发明内容
本发明的第一方面在于一种设备,包括:电子元件,所述电子元件用于接收来自电磁耦合器的采样电磁信号、放大和恢复类微分输出信号,并通过单位传递函数提供恢复的采样电磁信号给示波器。
本发明的另一方面在于一种设备,包括:用于对来自测试线路的信号进行采样的部件;用于放大并恢复输出信号的部件;用于通过单位传递函数传输EM信号到示波器的部件。
本发明的又一方面在于一种系统,包括:电磁耦合器,所述电磁耦合器用于接收基于链路上数据的电磁信号;电子元件,所述电子元件用于从所述电磁耦合器接收所述电磁信号并且放大和恢复类微分输出信号,所述电子元件包括自动增益控制器以通过单位传递函数提供信号给分析器件;以及所述分析器件,所述分析器件用于接收所述恢复的电磁信号以使对应于所述恢复的电磁信号的数据信号能够被验证。
附图说明
当结合附图阅读时,根据本发明对器件的详细描述、优选实施例及权利要求,本发明的实施方式将更易理解。虽然之前及下面的文字及图示公开内容集中在本发明的公开器件及优选实施例,但可清楚地理解它们仅是说明和示例并且本发明的实施方式也不局限于此。
下面是对附图的简单描述,图中类似的组件使用类似的附图标记进行表示,其中:
图1是根据本发明的示例实施例,对使用电磁耦合器的高速总线进行模拟验证的示例系统的方框图;
图2是根据本发明的示例实施例,对使用电磁耦合器的高速总线进行模拟验证的示例电子元件解决方案的方框图;
图3是根据本发明的示例实施例,适于实现对使用电磁耦合器的高速总线模拟验证的示例电子装置的方框图。
具体实施方式
在下面的详细描述中,将会参考本发明实施例给出示例尺寸/模型/取值/范围,也会用到其他实施例。虽然为了描述本发明的示例实施例而提到了特定细节,但对本领域技术人员显而易见的是无需这些特定细节,本发明也是可以实施的。
在下面的讨论中,将会用到术语耦合器探测器及耦合器,上述术语是可互换的。此外,不同器件将标记为第一、第二和/或第三器件。术语第一、第二和/或第三的使用只是符号,不用于确定器件相对于其它器件的特定位置。
本发明的实施例将给出用于直连电磁(EM)耦合器探测器(或耦合器)的电子元件。EM耦合器探测器(例如直连耦合器探测器)利用耦合自测试链路LUT上信号的串扰来采样测试链路(LUT)。采样信号用于恢复LUT中出现的模拟信号。在一个实施例中,利用电子接收元件实现上述功能(下文中也称为电子元件)。耦合器探测器输出LUT信号的类微分(derivative-like)信号。通过对所述信号积分,恢复LUT输出信号。由于积分函数是微分函数的逆运算,所以基带信号以成比例的形式得到恢复。在一个实施例中,包括了放大及单位传递函数(unity transfer function)以提供对LUT信号的精确近似。本发明的实施例将利用分析器件提供对信令验证或逻辑调试的探测。
图1是根据本发明的一个示例实施例,对使用电磁耦合器的高速总线的模拟验证的示例系统的结构图。也可使用其他实施例及配置。图1显示了通过LUT106耦合的传送器件102及接收器件104。术语LUT是指传送器件102及接收器件104之间的至少一个信号连接。虽然下文使用术语LUT,但传送器件102及接收器件104可以通过总线、互联、信号线、印刷电路板(pcb)迹线、挠性电缆、微同轴(micro-coax)和/或其他电子连接部件耦合。
传送器件102可包括数据生成器件以生成例如在LUT 106上传送到接收器件104的数据模式。数据波形可以是差分DC编码数据或可以是差分非-DC编码数据的数据波形。传送器件102可在芯片上提供而接收器件104可在另一芯片上提供,这样至少要有LUT 106连接在两个芯片之间以使在两个芯片之间能够传送数据波形。数据波形可以在产品(至少包括两个芯片中的一个)验证过程期间、产品(至少包括两个芯片中的一个)调试期间和/或产品(至少包括两个芯片中的一个)实际应用期间被传送和/或验证。
图1中示出的系统100可包括耦合到LUT 106的EM耦合器108及连接到EM耦合器108的电子元件110。它们之间可使用微同轴、印刷电路板(pcb)迹线、挠性电缆和/或其他电子连接部件连接。EM耦合器108可提供采样电磁信号。电子元件110可基于LUT 106上传送的数据(或数据模式)从EM耦合器108接收采样电磁信号。电子元件110可提供恢复的采样电磁信号。
作为一个示例,EM耦合器108可包括为LUT 106的每个迹线差分对提供的两个并行信号迹线。EM耦合器108可耦合到LUT106,例如直接-耦合。此外,EM耦合器108可以是通过电感及电容耦合耦合到LUT 106的交流电(AC)。作为一个示例,耦合器探测器强度(LUT信号的耦合信号的度量)可以设置为0.1<Kc<0.2,其中Kc定义为耦合系数(即耦合器输出电压相对于在耦合器探测器输入处的LUT电压的比率)以消减LUT信号能量的大约1%到4%。EM耦合器108的其它示例也在本发明的范围之内。
系统100的电子元件110可执行信号处理以获取恢复的电磁信号,所述信号可用于验证或无效LUT 106上传送的基带信号。LUT 106上的信号可以是例如非归零二进制(BNRZ)数据、8B10B数据或64B66B数据。也可以使用其它类型的数据。
换而言之,电子元件110可提供恢复的电磁信号。电子元件110的输入及输出可以是有差异的(differential)。电子元件110的输出信号可提供给分析器件112以对LUT上传送的基带信号进行验证或无效。分析器件112可以是示波器,或其它分析恢复的数据的设备。相应地,电子元件110执行对接收电磁信号的信号处理以使与恢复的采样信号对应的模拟信号能够得到验证。
在一个实施例中,为提供沿LUT 106传送信号的接近近似,电子元件110可对EM耦合器108的输出放大并积分,并通过单位传递函数将恢复的信号提供给分析器件112。在一个实施例中,电子元件110有足够的带宽传输基带信号。
分析器件112可包括数字信号处理能力114。在一个实施例中,分析器件112可具有度量及监视进入的EM恢复的信号并且还过滤电子元件110所引起的抖动的能力。在一个实施例中,这里描述的电子元件110执行的功能可通过数字信号处理能力114的配置整体或部分地实现。也就是说,数字信号处理能力114可通过类积分器传递函数及均衡技术编程来实现EM耦合器108的输出转换。
图2是根据本发明的一个示例实施例,对使用电磁耦合器的高速总线进行模拟验证的示例电子元件解决方案的结构图。如图所示,电子元件110可包括输入202、输入端204、积分器206、偏移控制208、有源反馈增益210、下调控制(droop control)212、均衡器214、输出驱动216以及输出218。输入202表示从EM耦合器108输入到可提供阻抗匹配的输入端204的采样信号的传输。
在所述示例中,积分器206可看作电子元件110的第一级,有源反馈增益210可看作电子元件110的第二级,均衡器214可看做电子元件110的第三级。也可使用其它数量的级及级组件。
EM耦合器108可通过类高通滤波器传递函数耦合来自LUT 106的信息(即电磁信号)。换而言之,EM耦合器108可具有高通滤波器响应。积分器206可执行对从EM耦合器108接收的数据信号的反向转换。积分器206将总传递函数变换成带通滤波器,所述滤波器宽度足以匹配LUT 106上数据的频率容量。积分器206可设计或调整为提供特定滤波器功能。作为一个示例,积分器206的单位增益频率可等于LUT 106的数据率的频率容量。相应地,积分器206可提供滤波器功能以转换接收的采样电磁信号。
有源反馈增益210提供可调整的信号增益。在一个实施例中,有源反馈增益210使电子元件110能够补偿总体电压增益,以便于可在分析器件112中实现单位增益传递函数。
偏移控制208及下调控制212的反馈环可分别执行偏移校正及下调电压校正。在一个实施例中,偏移控制208及下调控制212可通过测试模式提供现场(in-situ)校准,由此传递函数可训练并调整到已知模式。在另一实施例中,EM耦合器108可放置在分析器件112的校准点上,在所述位置,在EM耦合器108再安装到LUT 106上之前校准源发生器提供训练模式。
均衡器214可提高高频容量以补偿LUT 106上的任一线路损失。输出驱动216可输出沿输出218的恢复的电磁信号到分析器件112,所述输出218可以是高性能同轴电缆。在一个实施例中,输出驱动216可包含对输出信号前置补偿的能力。
如前所述,所有或部分电子元件110可以实现为分析器件112的数字信号处理能力114的配置。在一个实施例中,电子元件110包括小增益的高速放大器,其余信号转换由数字信号处理能力114实现。
图3是根据本发明的示例实施例,适于实现使用电磁耦合器的高速总线模拟验证的示例电子装置的结构图。电子装置300用于表示多种能够从本发明教导获益的传统或非传统的电子装置、便携电脑、蜂窝电话、无线通信用户单元、个人数字助理或其它电子装置中的任意一种。根据附图的示例实施例,电子装置300可以包括如图3所示耦合的一个或多个处理器302、存储器控制器304、系统存储器306、输入/输出控制器308、网络控制器310以及输入/输出器件312。电子装置300可包括可受益于本发明的教导的元件之间的高速连接。在一个实施例中,EM耦合器(例如EM耦合器108)及EM接收器(例如电子元件110)可合并到电子装置300的元件(例如系统存储器306的模块)中或在电子装置300的元件之间。
处理器302可表示包括但不限于一个或多个微处理器、可编程逻辑器件(PLD)、可编程逻辑阵列(PLA)、专用集成电路(ASIC)、微控制器等等的多种控制逻辑中的任一种,但本发明不限于这方面。在一个实施例中,处理器302是Intel兼容处理器。处理器302可具有可被例如应用或操作系统调用的包括多条机器级指令的指令集。
存储器控制器304可表示可将电子装置300的系统存储器306与其它元件之间接口的任意类型的芯片集或控制逻辑。在一个实施例中,处理器302及存储器控制器304之间的连接可以是包括的高速/高频串行链路。在另一实施例中,存储器控制器304可以合并到处理器302中,而高速链路可以直接连接处理器302与系统存储器306。
系统存储器306可表示任意类型的存储器器件,该存储器器件用于存储已经或将被处理器302使用数据及指令。通常,尽管本发明不在这方面作限定,但系统存储器306可包括动态随机访问存储器(DRAM)。在一个实施例中,系统存储器306可包括Rambus DRAM(RDRAM)。在另一实施例中,系统存储器306可包括双数据率同步DRAM(DDRSDRAM)。
输入/输出(I/O)控制器308可表示将I/O器件312与电子装置300的其它元件之间接口的任意类型的芯片集或控制逻辑。在一个实施例中,I/O控制器308可看作是南桥。在另一实施例中,I/O控制器308可符合Peripheral Component Interconnect(PCI)ExpressTMBaseSpecification,Revision 1.0a,PCI Special Interrest Group,released April 15,2003(外设元件互联(PCI)ExpressTM基本说明书,修订版1.0a,PCI特别兴趣组织(PCI Special Interest Group),2003年4月15日发布)。
网络控制器310可表示允许电子装置300与其它电子装置或器件通信的任一类型器件。在一个实施例中,网络控制器310可符合TheInstitute of Electrical and Electronics Engineers,Inc.(IEEE)802.11b standard(approved September 16,1999,supplement toANSI/IEEE Std 802.11,1999 Edition)(电气和电子工程师协会(IEEE)802.11b标准(1999年9月16日通过,ANSI/IEEE 802.11标准补充,1999版本))。在另一实施例中,网络控制器310可以是以太网络接口卡。
输入/输出(I/O)器件312可表示提供输入到电子装置300或处理来自电子装置300的输出的任一类型的器件、外设或元件。
由于上文提到的积分器件可具有用于过滤输入热噪音的较低带宽,本发明的实施例可达到低噪音性能。此外,在放大器链前部处的积分器件的高DC增益可高于任意输入噪音。噪音性能可通过调整积分器件的单位增益进一步达到更高频率。
虽然本发明实施例是通过参考许多说明性实施例进行描述的,但应该了解,本领域技术人员在本发明的精神及原则范围内可设计出更多其它的修改及实施例。更具体地说,在上述公开内容、附图及所附权利要求未脱离本发明精神的范围内对元件部分和/或主要结合设置中的设置合理的变更及修改是可能的。除了对元件部分和/或设置的变更及修改,备选用法对本领域技术人员也是显而易见的。
Claims (20)
1.一种设备,包括:
电子元件,所述电子元件用于接收来自电磁耦合器的采样电磁信号、放大和恢复类微分输出信号,并通过单位传递函数提供恢复的采样电磁信号给示波器。
2.根据权利要求1所述的设备,其中所述电子元件包括自动增益控制器,所述自动增益控制器用于通过单位传递函数提供信号给所述示波器。
3.根据权利要求1所述的设备,其中所述电子元件包括用于传输所述信号的足够带宽。
4.根据权利要求1所述的设备,其中所述电子元件包括带有测试模式的现场校准,通过所述现场校准将所述传递函数训练并调整到已知模式。
5.根据权利要求1所述的设备,其中所述电子元件包括前置补偿器,所述前置补偿器用于前置补偿所述信号并通过高性能同轴电缆将所述信号传送给示波器。
6.根据权利要求1所述的设备,其中所述电子元件包括存储器模块。
7.根据权利要求1所述的设备,其中所述电子元件包括所述示波器的数字信号处理能力的配置。
8.根据权利要求7所述的设备,其中所述电子元件包括所述示波器外部的离散元件及所述示波器的数字信号处理能力的配置的组合。
9.一种设备,包括:
用于对来自测试线路的信号进行采样的部件;
用于放大并恢复输出信号的部件;
用于通过单位传递函数传送EM信号到示波器的部件。
10.根据权利要求9所述的设备,还包括用于通过已知模式对用于放大、恢复及传送的部件校准的部件。
11.根据权利要求9所述的设备,还包括验证来自所述LUT的所述信号的部件。
12.根据权利要求9所述的设备,其中用于恢复的所述部件包括用于对所述输出信号积分的部件。
13.根据权利要求9所述的设备,其中用于传送的所述部件包括用于自动控制信号增益的部件。
14.根据权利要求9所述的设备,其中用于传送的所述部件包括用于前置补偿所述EM信号的部件。
15.一种系统,包括:
电磁耦合器,所述电磁耦合器用于接收基于链路上数据的电磁信号;
电子元件,所述电子元件用于从所述电磁耦合器接收所述电磁信号并且放大和恢复类微分输出信号,所述电子元件包括自动增益控制器以通过单位传递函数提供信号给分析器件;以及
所述分析器件,所述分析器件用于接收所述恢复的电磁信号以使对应于所述恢复的电磁信号的数据信号能够被验证。
16.根据权利要求15所述的系统,其中所述电子元件还包括带有测试模式的现场校准,通过所述现场校准所述传递函数得到训练并调整到已知模式。
17.根据权利要求15所述的系统,其中所述电子元件还包括用于对所述信号前置补偿的前置补偿器。
18.根据权利要求15所述的系统,其中所述电子元件包括所述分析器件的数字信号处理能力的配置。
19.根据权利要求15所述的系统,其中所述电子元件包括所述分析器件外部的离散元件与所述分析器件数字信号处理能力配置的组合。
20.根据权利要求15所述的系统,其中所述分析器件包括用于消除所述电子元件所引起抖动的滤波器。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20120530 Termination date: 20190926 |
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