CN109583029B - 一种消除受Ledge影响信号边沿斜率值的方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明为了解决现有技术中时钟信号测试受ledge影响边沿斜率值的问题,提出一种消除受Ledge影响信号边沿斜率值的方法,通过采用此方法,可通过沿用现有的量测波形方案,在芯片封装外围采集波形,并对量测波形进行求取一阶导数并对一阶导数求取平均值,得到斜率波形后经过加法运算,以此计算出等效于芯片封装Die终端上的信号边沿斜率值,本发明还提出一种消除受Ledge影响信号边沿斜率值的装置,消除信号反射带来的测量信号波形边沿产生的Ledge对量测数据准确度的影响,提高了时钟信号测试数据的精度,准确地判断评估研发设计的信号质量。
Description
技术领域
本发明涉及一种消除信号边沿斜率值的方法,尤其是涉及一种消除受Ledge影响信号边沿斜率值的方法及装置。
背景技术
在服务器产品设计开发时,对于系统互连的CLK时钟周期信号通常会进行时域波形的斜率等指标测量,以判断信号质量是否满足系统性能评估测试要求,避免其因边沿斜率指标不满足要求,引起高速链路传输信号在芯片接收端采集信号码元失效以及导致有效信号误码率提升等问题,造成其整高速链路有效传输系统带宽降低及系统互连设备检测不到等现状问题发生。因而,系统CLK时钟信号设计质量在测试阶段的管控,在产品开发阶段中是很重要的一个信号质量监控环节。
然而,在目前现有技术的主板CLK时钟系统测试时,其测量时钟波形的探测点无法放到接收芯片的终端,也就是接收芯片内部的Die(芯片封装内部的半导体芯片裸片)上,而只能在PCB板上芯片封装器件的外围找对应能接触信号网络的测试点,同时,此测试点建议尽可能靠近芯片接收端,如图1所示,对系统互连CLK时钟波形会按图1所示的拓扑架构图以芯片接收端外围靠近芯片引脚的附近网络点作为量测点,同时,建议芯片外围的量测点距离尽可能靠近芯片引脚,以此减少芯片内部终端Die上的信号反射对其芯片外探测点量取波形数据精度的影响。
如图2所示,针对图1所示的互连拓扑进行模拟仿真,其时钟信号在接收端Die和距离接收端一定距离外围探测点上的时钟上升边沿波形如附图2所示,由此可见,在探测点位置点上的时钟上升沿波形存在明显的Ledge(即层梯)现状,其将引起信号上升时间的变长,造成上升边沿斜率变慢的问题,因而,芯片内部Die端的信号反射会造成芯片封装外的探测点上量测的信号波形在上升和下降沿波形上产生Ledge的问题,采用上述现有的测试方法,虽然信号探测点能靠近芯片接收引脚端,但当芯片封装尺寸较大时,其信号探测点与芯片封装内部Die之间的间距将会变长许多,其Ledge的长度随信号探测点与芯片内部终端Die的间距增大而变长。因而,会严重影响到信号上升和下降边沿时间的变长,使其信号边沿的斜率变慢,以致于有可能其斜率指标不满足系统性能评估测试定义要求,因其量测波形斜率不属于芯片内部die终端的结果,导致测试数据精度的缺失,影响到了研发设计质量的判断评估。因而,会给研发设计带来信号质量难以评估的疑虑。
发明内容
本发明为了解决现有技术中时钟信号测试受ledge影响边沿斜率值的问题,提出一种消除受Ledge影响信号边沿斜率值的方法,通过采用此方法,可通过沿用现有的量测波形方案,在芯片封装外围采集波形,并对量测波形进行求取一阶导数并对一阶导数求取平均值,得到斜率波形后经过加法运算,以此计算出等效于芯片封装Die终端上的信号边沿斜率值,消除信号反射带来的测量信号波形边沿产生的Ledge对量测数据准确度的影响,提高了时钟信号测试数据的精度,准确地判断评估研发设计的信号质量。
本发明第一方面提供了一种消除受Ledge影响信号边沿斜率值的方法,包括:
对采集的信号的时钟波形求取一阶导数并对一阶导数求取平均值,得到信号的时钟波形的斜率波形;
选取信号时钟波形的斜率波形的两个波峰值或两个波谷值相加,得到的数值之和即为等效芯片接收端的信号边沿斜率数值。
结合第一方面,在第一方面第一种可能的实现方式中,在所述对采集的信号的时钟波形求取一阶导数并对一阶导数求取平均值之前,还包括:选取芯片接收端外围的网络点作为量测点,用示波器采集信号的时钟波形。
结合第一方面,在第一方面第二种可能的实现方式中,所述量测点与芯片接收端引脚的距离为0-1英寸。
结合第一方面,在第一方面第三种可能的实现方式中,所述用示波器采集信号的时钟波形时,设置每秒至少采集10000个波形。
结合第一方面,在第一方面第四种可能的实现方式中,所述用示波器采集信号的时钟波形时,每隔4-6秒,采集暂停。
结合第一方面,在第一方面第五种可能的实现方式中,所述对采集的信号的时钟波形求取一阶导数是通过示波器实现的,对采集的信号的时钟波形的一阶导数求取平均值是通过示波器实现的。
结合第一方面,在第一方面第六种可能的实现方式中,选取信号时钟波形的斜率波形的两个波峰值相加,得到的数值之和即为等效芯片接收端的信号上升边沿斜率数值。
结合第一方面,在第一方面第七种可能的实现方式中,选取信号时钟波形的斜率波形的两个波谷值相加,得到的数值之和即为等效芯片接收端的信号下降边沿斜率数值。
本发明第二方面提供了一种消除受Ledge影响信号边沿斜率值的装置,包括:
获取斜率波形模块,对采集的信号的时钟波形求取一阶导数并对一阶导数求取平均值,得到信号的时钟波形的斜率波形;
相加运算模块,选取信号时钟波形的斜率波形的两个波峰值或两个波谷值相加,得到的数值之和即为等效芯片接收端的信号边沿斜率数值。
结合第二方面,在第二方面第一种可能的实现方式中,还包括:采集模块,选取芯片接收端外围的网络点作为量测点,用示波器采集信号的时钟波形。
本发明采用的技术方案包括以下技术效果:
本发明为了解决现有技术中时钟信号测试受ledge影响边沿斜率值的问题,提出一种消除受Ledge影响信号边沿斜率值的方法,通过采用此方法,可通过沿用现有的量测波形方案,在芯片封装外围采集波形,并对量测波形进行求取一阶导数并对一阶导数求取平均值,得到斜率波形后经过加法运算,以此计算出等效于芯片封装Die终端上的信号边沿斜率值,本发明还提出一种消除受Ledge影响信号边沿斜率值的装置,消除信号反射带来的测量信号波形边沿产生的Ledge对量测数据准确度的影响,提高了时钟信号测试数据的精度,准确地判断评估研发设计的信号质量,特别是对于芯片封装尺寸较大时,效果更佳。
应当理解的是以上的一般描述以及后文的细节描述仅是示例性和解释性的,并不能限制本发明。
附图说明
为了更清楚说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单介绍,显而易见的,对于本领域普通技术人员而言,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1本发明方案中现有技术的时钟波形测试方案拓扑示意图;
图2本发明方案中现有时钟波形测试拓扑下芯片Die终端和芯片外围测试点模拟波形示意图;
图3本发明方案中方法实施例一的流程示意图;
图4本发明方案中方法实施例二的流程示意图;
图5本发明方案中信号反射造成测试点波形边沿产生Ledge现象说明示意图;
图6本发明方案中时钟波形进行一阶导数并对一阶导数求取平均值处理后的各时间点对应斜率值的波形示意图;
图7本发明方案中以图6斜率波形采集输入和反射波形斜率点示意图;
图8本发明方案中信号在芯片接收终端和外围探测点上的模拟斜率值示意图;
图9本发明方案中装置实施例三的结构示意图;
图10本发明方案中装置实施例四的结构示意图。
具体实施方式
为能清楚说明本方案的技术特点,下面通过具体实施方式,并结合其附图,对本发明进行详细阐述。下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开,下文中对特定例子的部件和设置进行描述。此外,本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的,其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。应当注意,在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本发明省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本发明。
实施例一
如图3所示,本发明技术方案中一种消除受Ledge影响信号边沿斜率值的方法,包括:
S1,对采集的信号的时钟波形求取一阶导数并对一阶导数求取平均值,得到信号的时钟波形的斜率波形;
S2,选取信号时钟波形的斜率波形的两个波峰值或两个波谷值相加,得到的数值之和即为等效芯片接收端的信号边沿斜率数值。
在步骤S1中,对采集的信号的时钟波形求取一阶导数是通过示波器的导函数实现的,对采集的信号的时钟波形的一阶导数求取平均值是通过示波器的平均值函数实现的。
选取信号时钟波形的斜率波形的两个波峰值相加,得到的数值之和即为等效芯片接收端的信号上升边沿斜率数值。
针对上图2中量测点量测的信号上升边沿产生Ledge的现象,进行理论分析介绍,其如图5所示,为信号在接收端和不在接收端采集的时钟信号边沿波形,由图可见,时钟信号不在接收终端采集波形时,会将信号上升边沿分成三部分波形,上升沿下半部分为信号输入波形,上升沿中间部分Ledge为信号回波反射延迟波形,上升沿上半部分为芯片接收Die终端的反射信号波形。针对靠近芯片接收端外围量测点采集的时钟信号边沿波形,本发明采用示波器的导函数average()即一阶导数以及求取平均值函数derivative(),两函数分别对量测时钟波形进行处理,具体公式如下:
Math1=Average(Derivative(Channel 1)),使其生成各时间点下对应的斜率点波形,如图6所示,其按函数公式进行波形处理后的各时间点斜率波形和图5中理论分析介绍的一样,因而,对芯片接收终端外其他节点量测采集的时钟信号边沿波形除ledge外,还会包含上升沿下半部分边沿输入波形斜率和上升沿上半部分反射波形斜率两部分内容。
对图6的两函数公式处理后的波形进行放大,如图7所示,其SR1点为输入信号上升边沿的斜率值的波峰值,SR2点为反射信号上升边沿的斜率值的波峰值,其等效芯片接收端的信号边沿斜率数值可按如下公式计算:
Final SR=SR1+SR2
利用上述的改进量测处理方法,对现有时钟波形测试方案描述中的附图2模拟仿真波形进行分析处理,其信号在芯片接收终端和外围探测点Position3上的模拟斜率值如图8所示,可知:
上升沿:Final SR(1.9383V/ns)=上升沿下半部分SR1(1.0V/ns)+上升沿上半部分SR2(0.9283V/ns)。
选取信号时钟波形的斜率波形的两个波谷值相加,得到的数值之和即为等效芯片接收端的信号下降边沿斜率数值。
下降沿与上升沿类似,在此不做赘述。
实施例二
如图4所示,本发明技术方案中一种消除受Ledge影响信号边沿斜率值的方法,包括:
S1,选取芯片接收端外围的网络点作为量测点,用示波器采集信号的时钟波形;
S2,对采集的信号的时钟波形求取一阶导数并对一阶导数求取平均值,得到信号的时钟波形的斜率波形;
S3,选取信号时钟波形的斜率波形的两个波峰值或两个波谷值相加,得到的数值之和即为等效芯片接收端的信号边沿斜率数值。
在步骤S1中,量测点与芯片接收端引脚的距离为0-1英寸。
用示波器采集信号的时钟波形时,设置每秒至少采集10000个波形。
用示波器采集信号的时钟波形时,每隔4-6秒,采集暂停。
实施例三
如图9所示,一种消除受Ledge影响信号边沿斜率值的装置,其特征是,包括:
获取斜率波形模块101,对采集的信号的时钟波形求取一阶导数并对一阶导数求取平均值,得到信号的时钟波形的斜率波形;
相加运算模块102,选取信号时钟波形的斜率波形的两个波峰值或两个波谷值相加,得到的数值之和即为等效芯片接收端的信号边沿斜率数值。
实施例四
如图10所示,一种消除受Ledge影响信号边沿斜率值的装置,其特征是,包括:
采集模块101,选取芯片接收端外围的网络点作为量测点,用示波器采集信号的时钟波形。
获取斜率波形模块102,对采集的信号的时钟波形求取一阶导数并对一阶导数求取平均值,得到信号的时钟波形的斜率波形;
相加运算模块103,选取信号时钟波形的斜率波形的两个波峰值或两个波谷值相加,得到的数值之和即为等效芯片接收端的信号边沿斜率数值。
本发明技术方案可应用到所有系统互连Clock时钟信号波形边沿数据量测方案中。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述,但并非对本发明保护范围的限制,所属领域技术人员应该明白,在本发明的技术方案的基础上,本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
Claims (6)
1.一种消除受Ledge影响信号边沿斜率值的方法,其特征是,包括:
选取芯片接收端外围的网络点作为量测点,用示波器采集信号的时钟波形;所述量测点与芯片接收端引脚的距离为0-1英寸;
对采集的信号的时钟波形求取一阶导数并对一阶导数求取平均值,得到信号的时钟波形的斜率波形;所述对采集的信号的时钟波形求取一阶导数是通过示波器的导函数实现的,对采集的信号的时钟波形的一阶导数求取平均值是通过示波器的平均值函数实现的;
选取信号时钟波形的斜率波形的两个波峰值或两个波谷值相加,得到的数值之和即为等效芯片接收端的信号边沿斜率数值。
2.根据权利要求1所述的消除受Ledge影响信号边沿斜率值的方法,其特征是,所述用示波器采集信号的时钟波形时,设置每秒至少采集10000个波形。
3.根据权利要求1所述的消除受Ledge影响信号边沿斜率值的方法,其特征是,所述用示波器采集信号的时钟波形时,每隔4-6秒,采集暂停。
4.根据权利要求1所述的消除受Ledge影响信号边沿斜率值的方法,其特征是,选取信号时钟波形的斜率波形的两个波峰值相加,得到的数值之和即为等效芯片接收端的信号上升边沿斜率数值。
5.根据权利要求1所述的消除受Ledge影响信号边沿斜率值的方法,其特征是,选取信号时钟波形的斜率波形的两个波谷值相加,得到的数值之和即为等效芯片接收端的信号下降边沿斜率数值。
6.一种消除受Ledge影响信号边沿斜率值的装置,其特征是,包括:
采集模块,选取芯片接收端外围的网络点作为量测点,用示波器采集信号的时钟波形;所述量测点与芯片接收端引脚的距离为0-1英寸;
获取斜率波形模块,对采集的信号的时钟波形求取一阶导数并对一阶导数求取平均值,得到信号的时钟波形的斜率波形;所述对采集的信号的时钟波形求取一阶导数是通过示波器的导函数实现的,对采集的信号的时钟波形的一阶导数求取平均值是通过示波器的平均值函数实现的;
相加运算模块,选取信号时钟波形的斜率波形的两个波峰值或两个波谷值相加,得到的数值之和即为等效芯片接收端的信号边沿斜率数值。
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