CN105092923B - 动态遮罩测试 - Google Patents

Abstract

提供了动态遮罩测试。设备能够接收波形并捕获波形的采集。不同的边界遮罩根据波形采集的定时可应用于波形采集。当定时间隔结束时，可以从存储器加载不同的动态边界遮罩。边界遮罩可以包括任何数目的段，并且无论何时需要时都可以被使用。

Description

动态遮罩测试

技术领域

本发明涉及波形分析，并且更具体地，涉及检测波形采集中的异常。

背景技术

现代示波器具有使用边界遮罩检测波形中的异常的能力。边界遮罩定义一个区域，所述波形预期驻留在该区域内。该异常检测是逐像素地完成的。如果像素可以被标识为显示像素平面（边界遮罩）内的扰乱像素（violation pixel），则当在二维中呈现数字化信号时，可以确定该形状是有效的还是无效的。当波形跨越遮罩的边界时，可以检测到异常，并且可以采取任何期望的行动过程：示波器可以暂停波形采集，可以警告用户，或者可以根据需要采取其他行动。

但是当前的示波器相对于所有波形采集仅使用一个边界遮罩：该边界遮罩具有静态形状。也就是，该边界遮罩代表所有可能的波形采集的极限。尽管使用单个静态边界遮罩保证了由示波器检测到的任何扰乱是真正的异常，但是单个静态边界遮罩还意味着使用该静态边界遮罩可能没有检测到波形中的一些异常。

例如，考虑图1中所示的波形采集，图1示出随时间的两次波形采集。在采集105中，波形大体是均匀的，除了在频率110处的峰值以外。在采集115中，波形大体是均匀的，除了在频率120处的峰值以外。边界遮罩125代表单个静态边界遮罩，其确定在波形的整个采集中可能出现异常的地方，并且可以应用于采集105和115两者。

但是如果采集105在频率120处具有峰值，那么这将是异常：与采集时的预期波形的偏差。类似地，在采集115中在频率110处的峰值将是异常。但是在每种情况下，由于这些异常的峰值可能不会跨越边界遮罩125的边缘，因此示波器将没有检测到该异常并采取任何适当的行动。

发明内容

所要求保护的发明的实施例包括用于使用动态边界遮罩的系统。模数转换器（ADC）可以接收和数字化波形，并且该波形的采集可以被储存在存储器中。存储器还可以储存两个或更多个边界遮罩，连同用于每个边界遮罩的定时信息一起。光栅化器可以在显示器上绘制数字化的波形的采集。处理器可以耦合到存储器和光栅化器，并且当改变到新的边界遮罩时可以用信号通知光栅化器。处理器可以确定与边界遮罩相关联的定时间隔何时结束并且选择另一个边界遮罩来与数字化的波形的另一采集一起使用。

附图说明

图1示出在现有技术中如与示波器中的波形的采集一起使用的静态边界遮罩。

图2示出与图1的波形采集一起使用的动态边界遮罩。

图3示出包括多个段的图2的动态边界遮罩之一。

图4示出根据本发明的实施例的用于储存和利用如图2和3中所示的动态边界遮罩的硬件布置。

图5示出根据本发明的一个实施例可以如何将动态边界遮罩储存在图4的存储器中。

图6示出根据本发明的另一个实施例可以如何将动态边界遮罩储存在图4的存储器中。

图7A-7D示出根据本发明的实施例的用于在设备中使用动态遮罩的过程的流程图。

图8A-8B示出根据本发明的实施例的用于由已知的有效波形产生动态遮罩的过程的流程图。

具体实施方式

与图1相对比，图2示出与图1的波形采集一起使用的动态边界遮罩（本文也仅称为“遮罩”：术语“遮罩”意图意指与“边界遮罩”相同的东西）。在图2中，示出相同的波形与相同的采集105和115。但是代替使用单个静态的边界遮罩，不同的边界遮罩205和210与采集105和115一起使用。例如，边界遮罩205大致遵循采集105，并且边界遮罩210大致遵循采集115。这意味着如果频率120在采集105中具有峰值，则该峰值可以是被检测到的异常，因为它可能扰乱了边界遮罩205。类似地，如果频率110在采集115中具有峰值，则该峰值可以是被检测到的异常，因为它可能扰乱了边界遮罩210。所有这一切意味着通过边界遮罩应该错过较少的异常。

图2示出两个边界遮罩205和210。但是应当理解，任何数目的边界遮罩可以与给定波形一起使用：唯一的有效限制是在设备中的可以用于储存边界遮罩的存储器的量。边界遮罩，例如边界遮罩205和210，在相对于时间已知预期的波形形状时是最有用的。重要的是知道相对于任何给定的波形采集使用哪个边界遮罩。换句话说，重要的是执行波形分析的设备可以确定何时从一个边界遮罩转换到另一个。因此，边界遮罩205和210在分析随机波形时、在相对于时间的预期波形形状不是已知的情况下不一定是有用的。

尽管图2将与每个采集一起使用的边界遮罩示为具有一个连续形状，但是单个边界遮罩可以包括多个段。例如，图3示出包括多个段的图2的动态边界遮罩之一。在图3中，边界遮罩包括两个段：段205和段305。以这种方式，多个边界可以应用于波形采集，例如采集105。尽管图3仅示出在边界遮罩中的两个段205和305，但是边界遮罩可以包括任何数目的段：例如，七个段。而且，尽管段205和305具有方角（即90°角）和直的且平行于波形的轴行进的线，但是各个段可以包括曲线、不平行于图形的任一轴的线和不是方形的角。对于本文档的剩余部分，术语“边界遮罩”意图描述具有任何数目的段的边界遮罩。

图4示出根据本发明的实施例的用于储存和利用如图2和3中所示的动态边界遮罩的硬件布置。除了其他可能性之外，图4中所示的硬件布置可以是任何所需设备的一部分，例如示波器或者测试及测量仪器。在图4中，模数转换器（ADC）405可以采集波形（即，产生波形的采集），并且将该采集储存在存储器410中。光栅化器415可以从存储器410访问采集并将它显示在显示器420上。显示器420可以是任何类型的显示器，并且可以被内置于包括图4中所示的其他部件的设备中。

光栅化器415还接收来自处理器425的输入。处理器425负责指示光栅化器415哪个边界遮罩用于波形的特定采集。边界遮罩还可以储存在存储器410中并且由光栅化器415从那里访问。在本发明的一个实施例中，处理器425向光栅化器415发送标识用于每个采集的边界遮罩的信号。但是在本发明的另一个实施例中，处理器425确定边界遮罩应当何时改变，并且当应当加载新的边界遮罩时仅用信号通知光栅化器415。为了那个目的，处理器425可以使用定时器430来确定何时已经逝去足够的“时间”来改变边界遮罩。

词语“时间”在上面被放在引号中，因为它不应当被解释为仅意指时间间隔（例如十分之二秒）。“时间”还可以意指边界遮罩改变之间的采集数目，或者等待在改变边界遮罩之前发生的触发事件。

图5示出根据本发明的一个实施例可以如何将动态边界遮罩储存在图4的存储器中。在图5中，存储器410被示为包括三个边界遮罩505、510和515，每个具有相关联的定时间隔520、525和530。边界遮罩505储存用于图2中的边界遮罩205的坐标，并且边界遮罩515储存用于图2中的边界遮罩215的坐标（边界遮罩510未在图中示出）。

对应于每个边界遮罩是定时间隔，其规定将使用该边界遮罩的“时间”量。例如，定时间隔520规定该边界遮罩505将被使用0.2秒，定时间隔525规定该边界遮罩510将被用于五次波形采集，以及定时间隔530规定该边界遮罩515将被使用直到发生触发事件为止。（图4的）处理器425可以留意要发生的触发事件，并且然后可以通知光栅化器415加载下一边界遮罩。

返回图5，存储器410还可以储存与每个边界遮罩相关联的标识符。例如，边界遮罩505包括标识符M1，边界遮罩510包括标识符M2，并且边界遮罩515包括标识符M3。通过使用标识符，（图4的）处理器425可以向（图4的）光栅化器415指定要加载哪个边界遮罩。可替换地，边界遮罩可以以它们将被加载的顺序储存在存储器410中，并且（图4的）光栅化器415简单地从存储器410中的第一个边界遮罩开始依次加载边界遮罩。或者，（图4的）处理器425可以加载来自存储器410的下一边界遮罩并且可以将该边界遮罩传送给（图4的）光栅化器415。

返回图5，存储器410还可以储存初始触发事件535。初始触发事件535规定指示边界遮罩应当何时开始被使用的事件。例如，波形可能具有周期形式，但是采集可能在该波形的周期中的任何点处开始。如果使用边界遮罩开始于第一采集，则正被使用的边界遮罩可能不适合于波形采集。通过等待直到发生触发事件为止，系统可以确信边界遮罩与波形采集正确地同步。作为初始触发事件的实例，（图4的）处理器425可以留意在频率110处的峰值（图2中），在其之后（图4的）处理器425可以用信号通知（图4的）光栅化器415以开始加载边界遮罩。

还没有描述的一件事情是系统在已经使用了最后一个边界遮罩之后应当做什么。例如，返回图5，假定边界遮罩505、510和515是边界遮罩应当被加载的顺序。一旦边界遮罩515已经被加载到（图4的）光栅化器415中并且定时间隔530结束，应当发生什么？关于可能发生什么存在几种可能性。在本发明的一个实施例中，在与最后一个边界遮罩相关联的触发事件发生之后，（图4的）光栅化器415可以停止使用具有波形采集的边界遮罩。例如当波形具有已知的预期持续时间时可以使用本发明的该实施例，其后没有预期另外的采集。在本发明的另一个实施例中，第一个边界遮罩可以被再次加载并且用于其相关联的定时间隔。本发明的该实施例可以例如与具有预期的重复周期的波形一起使用。在本发明的又一实施例中，存储器410可以储存最后的触发事件（未示出）。在最后的触发事件发生之前，边界遮罩可以被重复使用，但是在最后的触发事件发生之后，（图4的）光栅化器415可以停止使用边界遮罩。在又一实施例中，一旦最后一个边界遮罩的使用结束，则该设备可以等待初始触发事件。该实施例可以用于例如测试部分中：当最后一个边界遮罩的使用结束时，可以从该设备除去正被测试的部分并且新的部分置于其位置。该设备然后可以等待直到初始触发事件发生为止开始使用动态边界遮罩。

图2示出图2的边界遮罩可以如何储存在图4的存储器中。如上面所讨论的，图2的边界遮罩包括仅一个段。图6示出根据本发明的另一个实施例包括多个段的动态边界遮罩（例如图3中所示的边界遮罩）可以如何储存在图4的存储器中。在图6中，边界遮罩605、610和615包括的不是边界遮罩它们自己的坐标，而是构成边界遮罩的各段的标识符。例如，边界遮罩605包括段620和625，边界遮罩610包括段630和625，以及边界遮罩615包括段635和625。尽管图6将所有三个边界遮罩示为包括两个段，但是应当理解边界遮罩可以包括任何数目的段，并且每一边界遮罩使用两个段仅是说明性的。同样，（图4的）处理器425可以利用要使用的边界遮罩的标识符用信号通知（图4的）光栅化器415，并且（图4的）光栅化器415可以从存储器410加载包括其所有段的边界遮罩。

还未讨论的一件事情是边界遮罩（包括它们的段）最初如何被储存在存储器410中。当然，用户可以手动定义边界遮罩和它们的相关联的定时间隔，其然后可以被加载到存储器410中。但是还可以自动创建边界遮罩。例如，已知为有效的波形（即，已知为不具有异常）可以被输入到该设备。用户可以提供待使用的定时间隔，或者该设备可以扫描波形采集以确定适当的定时间隔。该设备还扫描波形采集以确定在定时间隔内波形采集的可接受的限制，并且可以基于已知为有效的波形的所确定的可接受的限制来自动产生边界遮罩。这些产生的边界遮罩然后可以被储存在该设备的存储器中。

图7A-7D示出根据本发明的实施例的用于使用动态遮罩的过程的流程图。在图7A中，在块703处，设备标识初始触发事件。在块706处，设备等待直到初始触发事件发生为止。一旦初始触发事件发生，则在块709处设备选择第一个边界遮罩。在块712处，设备从存储器加载第一个边界遮罩。在块715处，设备在其相关联的定时间隔期间使用第一个边界遮罩。在块718处，设备在所述定时间隔期间显示波形采集和第一个边界遮罩。

在块721处（图7B），设备确定波形是否扰乱第一个边界遮罩的边界。如果是，则在块724处，设备采取适当的行动，例如警告用户在波形采集中的扰乱异常。与在块721处是否存在边界遮罩的扰乱无关，在块727处，设备确定与第一个边界遮罩相关联的定时间隔是否结束。如果没有，则控制返回块721以继续使用第一个边界遮罩和另一个波形采集。但是如果第一个定时间隔结束，则在块730处，选择第二个边界遮罩，并且在块733处，从存储器加载第二个边界遮罩。

在块736处（图7C），设备在其相关联的定时间隔期间使用第二个边界遮罩。在块739处，设备在所述定时间隔期间显示波形采集和第二个边界遮罩。在块742处，设备确定波形是否扰乱第二个边界遮罩的边界。如果是，则在块745处，设备采取适当的行动，例如警告用户在波形采集中的扰乱异常。与在块742处是否存在第二个边界遮罩的扰乱无关，在块748处，设备确定与第二个边界遮罩相关联的定时间隔是否结束。如果没有，则控制返回块742以继续使用第二个边界遮罩和另一个波形采集。

如果第二个定时间隔结束，则在块751处（图7D），选择第三个边界遮罩，并且在块754处，从存储器加载第三个边界遮罩。在块757处，设备在其相关联的定时间隔期间使用第三个边界遮罩。在块760处，设备在所述定时间隔期间显示波形采集和第三个边界遮罩。在块763处，设备确定波形是否扰乱第三个边界遮罩的边界。如果是，则在块766处，设备采取适当的行动，例如警告用户在波形采集中的扰乱异常。与在块763处是否存在第三个边界遮罩的扰乱无关，在块769处，设备确定与第三个边界遮罩相关联的定时间隔是否结束。如果没有，则控制返回块763以继续使用第三个边界遮罩和另一个波形采集。

如果第三个定时间隔结束，则存在一些选择。一个可能性是在第三个时间间隔结束之后简单地终止处理：然后任何剩余的采集将不经历边界遮罩分析。另一个可能性是将控制返回块709（图7A）并且利用第一个边界遮罩重新开始边界遮罩分析。还可以组合这些选择：例如，对于一些迭代次数可以迭代地使用三个边界遮罩，其后边界遮罩分析终止。何时终止边界遮罩分析也可以是触发事件的主体（subject），如上所述。

尽管图7A-7D描述了使用三个边界遮罩的操作，但是该事实并不旨在是对本发明的任何实施例的限制。也就是，本发明的实施例可以包括任何数目的动态边界遮罩。图7A-7D的三个边界遮罩的使用仅是说明性的。

如上所述，本发明的实施例支持由已知为有效的波形自动产生边界遮罩。图8A-8B示出根据本发明的实施例的用于由已知的有效波形产生动态遮罩的过程的流程图。在图8A中，在块805处，标识触发事件。该触发事件可以是在波形的周期形式之前的触发事件。触发事件的标识可以是手动的或者是自动的：也就是，用户可以手动定义触发事件是什么，或者设备可以扫描波形采集并且自动标识在波形的周期形式之前的触发事件。在块810处，设备接收已知为有效的波形。在块815处，系统等待初始触发事件发生。一旦触发事件已经发生，则在块820处，设备确定定时间隔：例如通过从用户接收它们。在块825处，设备确定是否仍存在要考虑的定时间隔。如果没有，则处理完成。

否则，如果仍存在要考虑的定时间隔，则在块830处（图8B），设备选择要考虑的下一个定时间隔。在块835处，设备在所述定时间隔内分析波形。在块840处，设备在所述定时间隔内由所述波形产生边界遮罩。在块845处，设备将产生的边界遮罩及其相关联的定时间隔储存在存储器中。然后控制返回块825（图8A）以考虑另一个定时间隔。

上面描述的流程图代表本发明的各种可能的实施例。本发明的实施例不限于流程图中所示的那些。多个块可以被省略，并且块的顺序可以被重新排列，而不失本发明的实施例的一般性。例如，在图8A中，如果在块805中设备负责自动标识初始触发事件，则设备必须已经接收了波形，在该情况下块810将需要在块805之前。

下面的讨论旨在提供合适机器的简要的一般描述，其中可以实施本发明的某些方面。典型地，该机器包括系统总线，附着到其的是处理器、存储器（例如随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）或其他状态保留介质）、储存设备、视频接口、以及输入/输出接口端口。可以至少部分地通过来自常规输入设备（例如键盘、鼠标等）的输入以及通过从另一个机器接收的指示、与虚拟现实（VR）环境的交互、生物反馈或其他输入信号来控制该机器。如本文所用的，术语“机器”旨在广泛地包含单个机器、或通信耦合的机器或一起操作的设备的系统。示例性的机器包括计算设备，例如个人计算机、工作站、服务器、便携式计算机、手持设备、电话机、平板电脑等，还包括运输设备，例如私人或公共运输，诸如汽车、火车、马车等。

机器可以包括嵌入式控制器，例如可编程或不可编程的逻辑器件或阵列、专用集成电路、嵌入式计算机、智能卡等等。机器可以利用例如通过网络接口、调制解调器或其他通信耦合到一个或多个远程机器的一个或多个连接。机器可以借助物理和/或逻辑网络（例如内联网、因特网、局域网、广域网等）互连。本领域技术人员将认识到网络通信可以利用各种有线和/或无线的短程或远程载体和协议，包括射频（RF）、卫星、微波、电气与电子工程师协会（IEEE）810.11、蓝牙、光学、红外线、电缆、激光等。

可以参考或者结合相关联的数据（包括功能、程序、数据结构、应用程序等）来描述本发明，所述相关联的数据当被机器访问时导致该机器执行任务或者定义抽象数据类型或底层硬件上下文。相关联的数据可以被储存在例如易失性和/或非易失性存储器中，例如RAM、ROM等，或者储存在其他储存装置及它们的相关联的储存介质中，包括硬盘驱动器、软盘、光储存、磁带、快闪存储器、记忆棒、数字视频光盘、生物储存等。相关联的数据可以经由包括物理和/或逻辑网络的传输环境以分组、串行数据、并行数据、传播信号等的形式被传递，并且可以以压缩格式或加密格式使用。相关联的数据可以用在分布式环境中，并且被本地和/或远程储存以便机器访问。

虽然已经参考所示实施例描述和说明了本发明的原理，但是将认识到在不脱离这种原理的情况下可以在布置和细节方面修改所说明的实施例。而且，尽管前面的讨论集中在具体实施例上，但是其他配置也被设想。特别地，即使在本文使用了诸如“在一个实施例中”等的表达，这些短语通常意指参考实施例可能性，并且不旨在将本发明局限于具体实施例配置。如本文所用的，这些术语可以引用相同的或不同的实施例，其可组合成其他实施例。

Claims (20)

1.一种用于使用动态边界遮罩采集波形的系统，包括：

模数转换器（ADC），用于接收和数字化波形；

存储器，用于储存被数字化的波形的采集和多个遮罩，其中每个遮罩具有关联的定时间隔；

光栅化器，用于将被数字化的波形的采集绘制在显示器上；

处理器，用于从储存在存储器中的所述多个遮罩中选择第一个遮罩以便与被数字化的波形的第一采集一起使用；和

定时器，用于确定与所述第一个遮罩相关联的第一个定时间隔何时过去，

其中处理器操作用于在第一个定时间隔过去之后从储存在存储器中的所述多个遮罩中选择第二个遮罩，所述第二个遮罩与数字化波形的第二采集一起使用并且具有与所述第一个遮罩边界不同的遮罩边界。

2.根据权利要求1所述的系统，其中：

定时器操作用于确定与所述第二个遮罩相关联的第二个定时间隔何时过去；以及

处理器进一步操作用于在第二个定时间隔过去之后从储存在存储器中的所述多个遮罩中选择第三个遮罩。

3.根据权利要求2所述的系统，其中第三个遮罩是第一个遮罩。

4.根据权利要求1所述的系统，其中光栅化器操作用于将所选的遮罩和被数字化的波形的采集一起绘制在显示器上。

5.根据权利要求1所述的系统，还包括触发事件，用于触发处理器来从储存在存储器中的所述多个遮罩中选择第一个遮罩，以及触发定时器来开始对第一个定时间隔定时。

6.根据权利要求1所述的系统，其中存储器包括：

储存在存储器中的数据结构，所述数据结构包括在显示器上使用的信息，并且包括：

第一个遮罩；

第一个定时间隔：

第二个遮罩；和

第二个定时间隔。

7.根据权利要求6所述的系统，其中第一个遮罩包括至少三个坐标对。

8.根据权利要求6所述的系统，其中第一个定时间隔是从由预定义的时间周期、预定义的采集数目和触发事件构成的组中提取的。

9.根据权利要求6所述的系统，还包括：

第三个遮罩；和

第三个定时间隔。

10.一种用于使用动态边界遮罩采集波形的方法，包括：

为波形的第一采集选择第一个遮罩；

在第一个定时间隔内在显示器上使用第一个遮罩与波形；

在第一个定时间隔结束之后，为波形的第二采集选择第二个遮罩，所述第二个遮罩具有与所述第一个遮罩边界不同的遮罩边界；以及

在第二个定时间隔内在显示器上使用第二个遮罩与波形。

11.根据权利要求10所述的方法，其中在第一个定时间隔内在显示器上使用第一个遮罩与波形包括在第一个定时间隔内在显示器上使用第一个遮罩与波形，所述第一个定时间隔是从由预定义的时间周期、预定义的采集数目和预定义的触发事件构成的组中提取的。

12.根据权利要求10所述的方法，其中为波形选择第一个遮罩包括等待触发事件发生。

13.根据权利要求10所述的方法，其中为波形选择第一个遮罩包括从存储器加载用于波形的第一个遮罩和第一个定时间隔。

14.根据权利要求10所述的方法，还包括：

如果波形在第一个定时间隔期间前进到第一个遮罩的边界以外，则关于第一个遮罩的第一边界扰乱警告用户；以及

如果波形在第一个定时间隔期间前进到第二个遮罩的边界以外，则关于第二个遮罩的第二边界扰乱警告用户。

15.根据权利要求10所述的方法，还包括：

在第二个定时间隔结束之后，为波形选择第三个遮罩；以及

在第三个定时间隔内在显示器上使用第三个遮罩与波形。

16.根据权利要求10所述的方法，还包括：

在第二个定时间隔结束之后，为波形选择第一个遮罩；以及

在第一个定时间隔内在显示器上使用第一个遮罩与波形。

17.根据权利要求10所述的方法，还包括：

在第一个定时间隔期间，在显示器上显示波形和第一个遮罩；以及

在第一个定时间隔期间，在显示器上显示波形和第二个遮罩。

18.一种用于使用动态边界遮罩采集波形的方法，包括：

在设备处接收波形；

从用户接收第一个定时间隔；

从用户接收第二个定时间隔；

在第一个定时间隔内分析波形；

在第一个定时间隔内为波形产生第一个遮罩；

在第二个定时间隔内分析波形；

在第二个定时间隔内为波形产生第二个遮罩，所述第二个遮罩具有与所述第一个遮罩边界不同的遮罩边界；以及

将第一个遮罩、第一个定时间隔、第二个遮罩和第二个定时间隔储存在所述设备的存储器中。

19.根据权利要求18所述的方法，其中在第一个定时间隔内分析波形包括等待触发事件发生。

20.根据权利要求18所述的方法，其中从用户接收第一个定时间隔包括从用户接收第一个定时间隔，第一个定时间隔是从由预定义的时间周期、预定义的采集数目和预定义的触发事件构成的组中提取的。

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