CN104101750A - 防止系统间干扰的装置和方法 - Google Patents

Abstract

公开了防止系统间干扰的装置和方法。一种在测试和测量仪器中采集具有被测试装置系统S参数的变化的波形时防止系统间干扰的方法。该方法包括在测试和测量仪器处从被测试装置接收波形；将波形数字化；识别数字化波形的具有不同S参数特性的部分；将数字化波形的所识别的部分分离成不同的波形；并且将不同的波形显示给用户。

Description

防止系统间干扰的装置和方法

相关申请的交叉引用

本申请要求2013年4月5日提交的并且题为“Method to Prevent Inter-System Interference”的美国临时专利申请No.61/808,746的提交日期的权益，特此将其公开通过引用在其整体上并入本文。

技术领域

本公开涉及用于分离和处理长记录波形的方法和装置，该长记录波形包含具有被测试装置系统S参数的变化的段。

背景技术

存在多种当前在测试和测量仪器（例如示波器）上运行的应用，其处理来自各种串行数据链路、存储器总线（例如双倍数据速率（DDR）总线）、或者多模式总线（例如移动行业处理器接口（MIPI））的长数据记录。这些被测试装置（DUT）中的一些具有其中在示波器正在采集数据记录的同时源或负载阻抗可以不同的传输模式。或者，存在其中在数据的采集期间不同的发射机可以在不同的时间被连接到总线的DUT。

一个示例是用于蜂窝电话中的摄像机数据的MIPI总线。MIPI总线具有用于移动摄像机数据的高速低电压发射机，并且还具有用于信令的低速高电压低功率发射机。高速低电压发射机具有50欧姆源阻抗，而低速高电压发射机具有可不同于110欧姆和更高的源阻抗。另一示例是在存储器中使用的双向总线。利用这种类型的总线，中央处理单元（CPU）发射机在写入操作期间驱动总线并且存储器芯片发射机在读取操作期间驱动总线。

最终，极端的示例是DDR存储器，其中写入操作使得片内终结器（ODT）在写入期间接通，但是ODT在读取期间关掉以节省电力。在采集波形的同时进行切换导致在读取操作期间由于DDR存储器上的阻抗失配而引起的严重的振铃（ringing）。

当前的示波器采集系统具有带宽增强滤波器和解嵌入（de-embedding）和模拟滤波器，其具有可跨越根据不同的DUT物理特性得到的数据记录中的事件的长度。观测到的问题是利用将来自两个不同系统特性的数据组合在采集的单个波形中的采集的示波器数字信号处理（DSP）滤波器的卷积。卷积导致来自写入操作的数据例如影响了来自从滤波器中的读取操作的数据，并且反之亦然。卷积可能对抖动测量和其它测量具有不利影响。滤波器良好地与非时变系统一起使用；然而，上面描述的系统是时变系统，其具有在采集的时间记录的不同部分中的不同状态之间变化的特性。

此外，当使用由比如串行数据链路分析（SDLA）的应用生成的解嵌入或模拟滤波器时，将两个不同的系统特性组合成滤波器卷积将导致错误的结果。因为DUT具有随着时间变化的特性，所以需要能够分离和处理具有DUT S参数的变化的不同段的解决方案。

发明内容

公开技术的某些实施例包括一种测试和测量仪器，包括：接收机，其被构造成从被测试装置接收波形；数字转换器，其被构造成将波形数字化；以及处理器，其被配置成：识别数字化波形的具有不同S参数特性的部分，并且将数字化波形的所识别的部分分离成不同的波形。该测试和测量仪器还包括显示器，用于将不同的波形显示给用户。

公开技术的某些实施例包括一种在测试和测量仪器中采集具有被测试装置系统S参数的变化的波形时防止系统间干扰的方法。该方法包括：在测试和测量仪器处从被测试装置接收波形；将波形数字化；识别数字化波形的具有不同S参数特性的部分；将数字化波形的所识别的部分分离成不同的波形；并且将不同的波形显示给用户。

公开技术的某些实施例包括一种测试和测量仪器，包括：用于从被测试装置接收波形的装置；用于将波形数字化的装置；用于识别数字化波形的具有不同S参数特性的部分的装置；用于将数字化波形的所识别的部分分离成不同的波形的装置；和用于将不同的波形显示给用户的装置。

附图说明

图1示出可以在不同时间驱动DUT的总线的两个发射机。

图2示出用于采集波形的传统示波器架构。

图3示出具有系统分离单元的公开技术的示波器。

图4示出具有可被应用到分离的波形的附加的SDLA滤波器的公开技术的示波器。

图5和6示出用于执行公开技术的系统分离的外部装置和示波器。

图7示出用于执行公开技术的系统分离的示波器的菜单。

具体实施方式

在不一定按比例的各图中，公开系统和方法的相似或对应的元件由相同的参考数字表示。

图1示出DUT中的两个发射机。第一发射机102将线驱动一段时间，并且然后开关或者多路复用器104改变使得第二发射机106将线驱动一段时间。第一发射机102和第二发射机106具有限定其行为的不同特性S参数。例如，如果第一和第二发射机102和106被用在DDR存储器中，第一发射机102将在ODT被关掉的情况下驱动线。在开关104改变之后，第二发射机106将在ODT被接通的情况下驱动链路。

由于采集期间DUT硬件配置的改变，从具有图1中示出的两个发射机的DUT采集的波形具有贯穿波形记录根据时间变化的特性。系统的改变不是连续的，而是在记录中的不同点处被切换。

这种系统需要实时测试和测量仪器（例如示波器）内的架构特征，其可以对具有不同S参数特性的采集的分离波形进行处理并应用滤波器。图2示出用于采集波形并且应用带宽校正滤波器的传统示波器架构。采集的波形被发送通过放大器200并且然后到达数字转换器202。然后数字化波形或者信号被发送到DSP滤波器204。在传统的示波器架构中，存在系统间干扰。即，传统的DSP带宽滤波器可以与具有不同特性的区域重叠并且因此组合和涂抹（smear）两个系统响应而引起系统间干扰。

图3示出公开技术的一个实施例。图3的测试和测量仪器包括放大器200和数字转换器202。如上面关于图2讨论的，将从DUT采集的波形从接收机（未示出）发送通过放大器200和数字转换器202。接收机可以是例如探针以从DUT采集波形。然后将数字化波形发送到系统分离单元300，而不是如在图2中示出地被直接发送到DSP滤波器204。在数字化波形已经被系统分离单元300分离之后，波形y(1)至y(n)的每个分离的部分被发送到DSP滤波器204。系统分离的波形由y(1),y(2),……y(n)表示，其中标记中的每个索引表示采集的波形x(n)中在某实例处的DUT系统参数的不同S参数配置。如在图4中看到的，波形的分离的各部分也可以在已经通过DSP滤波器204处理之后被发送到SDLA滤波器400。

DSP滤波器204由被组合和应用为针对波形的一个滤波器的多个滤波器的组合构成。DSP滤波器204可以由如下构成：校正示波器通道的相位和幅度误差的带宽增强滤波器，校正探针的相位和幅度误差的探针滤波器（如果使用探针的话），由用户选择的用于降低示波器通道的带宽的带宽限制滤波器，和/或补偿作为响应的归因于温度的变化的温度校正滤波器。DSP滤波器204可以由这些滤波器的任何组合构成。另一方面，SDLA滤波器400基于测试和测量系统以及DUT的S参数。

尽管描述和示出了单个数字转换器，然而如本领域技术人员将容易理解的，可以使用多个数字转换器。数字转换器可以由采样和保持电路以及交错的多个模数转换器构成。

如图1中所示，并且如下面更详细地讨论的，系统分离单元300能够识别波形的不同部分，这些不同部分与从具有不同发射机的DUT接收到的波形的不同特性相关联。即，系统分离算法300处理数字化波形x(n)以定位并且门输出（gate out）波形的与不同系统S参数特性相关联的不同部分。

起初，系统分离单元300确定从何种类型的DUT采集信号。系统分离单元300包括将根据从何种类型的系统采集波形来接入和配置的算法。系统分离单元300可以由用户输入来识别DUT的类型，这在下面被更详细地讨论。

一旦已经确定了DUT的类型，就可以分开数字化波形的不同部分。例如，具有MIPI总线的DUT可以基于不同的发送速度和不同的电压电平来在不同的时间位置处识别在采集的波形中哪个发射机是活动的。然而，DDR存储器波形可能需要针对系统分离单元300的两个波形输入以便识别不同部分以分离。可替代地，系统分离单元300可以并入相关性计算以识别和分离波形的不同部分。最终，其它系统可以使用第二波形上的事件或选通来识别所采集波形的不同部分。

在另一实施例中，可以如图3和4中示出那样在示波器上通过关掉示波器当前DSP滤波器来执行系统分离。然后，创建Matlab数学插件以在示波器数学菜单中使用。数学插件将执行上面讨论的系统分离单元的功能并且也应用滤波器。然而，可能需要第二分离数学插件以得到第二系统分离。即，一个数学插件将产生分离的波形之一，并且第二数学插件将产生第二分离的波形。

公开技术的替代实施例可以涉及外部装置500的使用，用以部分地处理所采集波形，如图5和6中所示。例如，在图5中，所采集的波形在示波器502处接收并且通过放大器200和数字转换器202处理，如在上面关于图3和4所讨论的。然后将数字化波形发送到系统分离单元300以如上面讨论那样分离数字化波形。分离的波形y(1),y(2),……y(n)被发送到外部部件500用以进一步处理。在外部部件500中，DSP滤波器204和SDLA滤波器400可以被应用。然后将处理后的信号发回到示波器用以在显示器504上显示给用户或者发回到示波器的存储器（未示出）。

在图6中示出另一替代，其中系统分离单元300也位于外部装置500上，而不是位于示波器502上。图6的实施例可以被实施在示波器上，而不必修改示波器的传统配置。这通过首先关掉示波器502上的DSP滤波器来完成。然后可以通过放大器200和数字转换器202来采集和处理波形w(n)，如上面讨论的。数字化波形w(n)被置于外部装置500中。DSP滤波器204也将被导出到外部装置500，这也在图5中被示出。然后通过外部装置500中的系统分离单元300来处理波形。在波形已经被分离之后，分离的波形y(1),y(2),……y(n)被发送到DSP滤波器204和SDLA滤波器400。最终，分离的波形被导入回到示波器502用以在显示器504上显示或者在存储器中存储。在另一实施例中，外部部件500具有用于显示被分离波形的显示器。

示波器502包括用户输入506。用户输入506可以包括显示器504上示出的菜单700，如图7中所示。菜单700包括典型系统的选择列表702，对于这些系统，示波器502具有定制的分离算法。因为许多系统具有与其中S参数变化的区域相关联的选通或者使能信号，所以具有少许基本参数的更通用的系统分离算法也可以被并入在菜单700中。

适用于许多不同类型系统的系统分离的主要方法将并入选通门控的使用。图7示出使用选通门控在选择列表702中选择通用系统的情况下的菜单700。用户将在选择列表702中选择通用选项。然后从另一选择列表704中选择信号源通道。还从选择列表706中选择选通源通道。选通信号的持续时间指示时间间隔，在该时间间隔内，系统具有与所关心的信号的部分相关联的一组S参数。菜单700还将包括选择四个可能系统中要分离哪个系统的系统定义708，设置将替代门输出区域的数据的水平的抑制填充水平（fill level）712，和输出波形选择714。尽管未示出，菜单700也可以包括选通极性输入来确定正确的门区域，和选通阈值输入以调整用于门的开始的阈值水平。

当在菜单700中选择通用系统时，用户通过菜单700输入必要的数据。然后，当采集波形时，在选通波形具有主动脉冲的每个区域处，该波形的该间隔被用来将对应的期望波形区门控到新的波形中。这通过如下来完成：在新的波形中将门控区定位在与旧的波形中相同的时间位置处，并且利用来自菜单700的抑制填充水平值来填充没有来自门控的信号的新波形的区。如果要分析被分离的两个系统，那么可以创建第二波形来继续仅使用来自第二系统的门控区域。然而，装置不被限制于仅分离两个系统。可以使用上面讨论的相同过程来分离多于两个的系统。一旦系统被分离，那么如图3至图6的一个中所示那样提供滤波器。

不是在菜单700中的选择列表702中选择通用系统，而是可以选择MIPI系统。对于MIPI系统，存在两种可能的方法来分开具有不同特性的不同的波形。

第一种方法包括使用选通门控，如上面关于通用系统讨论的那样。所关心的区域可以从高速数据传输中分离。这个过程将创建仅包含门控区域的新的波形。将用高速普通水平来填充被门控消除了的所有区域，使得所关心的门控区域在系统分离波形中维持正确的时间位置。

第二种方法包括查看波形并且检测转到高水平的转变的算法。该算法可以通过保持在与低功率传输相关联的低和高水平之间行进的每个连续的边缘来识别低功率传输区。这些连续的边缘将被门输出直到其中开始出现与高速传输输出匹配的边缘的点为止。高水平低功率转变生成标志高速传输开始的状态。这些状态也可以被用作该过程的一部分。

此外，可以在菜单700的选择列表702中选择DDR存储器。如果DDR存储器被选择，那么选通信号的相位可以识别操作是读取操作还是写入操作。选通信号的相位可以被用于识别从波形中门控的区域。然而，DDR系统也可以通过使用如上面关于通用系统分离器讨论的选通信号来分离。

尽管上面讨论的实施例中的一些讨论在正确的时间位置处将分离的波形组合回到单个波形中，测试和测量仪器和/或外部装置能够在不插入填充水平的情况下维持分离的波形；相反，填充区将被丢弃。即，对于一个DUT特性，波形阵列被门输出，并且对于不同的DUT特性，另一波形阵列被门输出。每个阵列可以被输出并显示给用户。

可以在例如一个或多个程序模块中的、由一个或多个计算机（包括监测模块）或其它装置执行的计算机可用数据和计算机可执行指令中具体实施本发明的一个或多个方面。通常，程序模块包括当由计算机中的处理器或其它装置执行时执行特定任务或实现特定摘要数据类型的例程、程序、对象、部件、数据结构等。计算机可执行指令可以被存储在非暂时性计算机可读介质（例如硬盘、光学盘、可移动存储介质、固态存储器、RAM等）上。如将由本领域技术人员领会到的，在各种实施例中可以根据需要来组合或分配程序模块的功能性。另外，可以在例如集成电路、现场可编程门阵列（FPGA）等之类的固件或硬件等同物中整体或部分地具体实施该功能性。特定的数据结构可以被用来更有效地实现本发明的一个或多个方面，并且在本文描述的计算机可执行指令和计算机可用数据的范围内设想此类数据结构。

已经在其优选实施例中描述和说明了公开技术的原理，应该清楚的是，可以在不脱离此类原理的情况下，在布置和细节方面修改公开的技术。我们要求保护落入所附权利要求的精神和范围内的所有修改和变型。

Claims (16)

1. 一种测试和测量仪器，包括：

接收机，其被构造成从被测试装置接收波形；

数字转换器，其被构造成将波形数字化；

处理器，其被配置成：

     识别数字化波形的具有不同S参数特性的部分，并且

     将数字化波形的所识别的部分分离成不同的波形；和

显示器，用于将不同的波形显示给用户。

2. 如权利要求1所述的测试和测量仪器，还包括至少一个数字信号处理（DSP）滤波器，其中处理器还被配置成通过将数字化输出的所识别的部分的每个单独地应用到DSP滤波器来将所识别的部分分离成不同的波形。

3. 如权利要求2所述的测试和测量仪器，还包括至少一个串行数据链路分析（SDLA）滤波器，其中处理器还被配置成在被单独地发送到DSP滤波器之后，通过将数字化输出的所识别的部分的每个应用到SDLA滤波器来将所识别的部分分离成不同的波形。

4. 如权利要求1所述的测试和测量仪器，其中处理器还被配置成将不同的波形置入单个波形中，并且利用每个不同的波形之间的填充水平来维持相对的时间位置。

5. 如权利要求1所述的测试和测量仪器，还包括用户输入，用于接收对被测试系统的类型的指定。

6. 一种在测试和测量仪器中采集具有被测试装置系统S参数的变化的波形时防止系统间干扰的方法，包括：

在测试和测量仪器处从被测试装置接收波形；

将波形数字化；

识别数字化波形的具有不同S参数特性的部分；

将数字化波形的所识别的部分分离成不同的波形；并且

将不同的波形显示给用户。

7. 如权利要求6所述的方法，还包括将数字信号处理（DSP）滤波器应用到每个不同的波形。

8. 如权利要求7所述的方法，还包括将串行数据链路分析（SDLA）滤波器应用到每个不同的波形。

9. 如权利要求6所述的方法，其中不同的波形被组合成单个波形，并且利用每个不同的波形之间的填充水平来维持相对的时间位置。

10. 如权利要求6所述的方法，还包括接收用户输入以指定被测试系统的类型。

11. 如权利要求6所述的方法，其中在测试和测量仪器处从被测试装置接收波形并且将波形数字化是在测试和测量仪器上执行的。

12. 如权利要求11所述的方法，其中识别数字化波形的具有不同S参数特性的部分和将数字化波形的所识别的部分分离成不同的波形是在外部装置上执行的，并且被导出到测试和测量仪器用以显示。

13. 如权利要求11所述的方法，其中识别数字化波形的具有不同S参数特性的部分和将数字化波形的所识别的部分分离成不同的波形是在测试和测量仪器上执行的。

14. 如权利要求14所述的方法，还包括：

将数字信号处理（DSP）滤波器应用到每个不同的波形；并且

将串行数据链路分析（SDLA）滤波器应用到每个不同的波形，

其中应用DSP滤波器和应用SDLA滤波器是在测试和测量仪器外部的装置上执行的。

15. 一种测试和测量仪器，包括：

用于从被测试装置接收波形的装置；

用于将波形数字化的装置；

用于识别数字化波形的具有不同S参数特性的部分的装置；

用于将数字化波形的所识别的部分分离成不同的波形的装置；和

用于将不同的波形显示给用户的装置。

16. 一种计算机可读介质，其上存储有由测试和测量仪器的处理器执行来执行如权利要求6中要求保护的方法的计算机程序。