CN111459859A - 测试和测量仪器中对数字下变频的数据的总线解码和触发 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及测试和测量仪器中对数字下变频的数据的总线解码和触发。测试和测量仪器包括：数字下变频器，其被配置成接收总线信号并输出同相和正交相基带分量波形数据；迹线生成器，其被配置成接收同相和正交相基带分量波形数据，并生成至少一个无线电频率对时间的迹线；解码器，其被配置成接收所述至少一个无线电频率对时间的迹线，并基于所述至少一个无线电频率对时间的迹线和无线调制方案来对总线信号进行解码；以及触发器，其被配置成基于解码后的总线信号来捕获总线信号的至少一部分。

Description

测试和测量仪器中对数字下变频的数据的总线解码和触发
优先权
本公开要求对提交于2019年1月18日的名称为“BUS DECODE AND TRIGGERING ONDIGITAL DOWN CONVERTED DATA IN A TEST AND MEASUREMENT INSTRUMENT”的美国临时申请号62/794,528的权益，通过引用将其整体地并入本文。
技术领域
本公开涉及与测试和测量系统有关的系统和方法，并且特别地涉及用于对无线接收的总线数据进行解码并在解码后的总线数据上进行触发的测试和测量系统。
背景技术
传统的测试和测量仪器（诸如示波器）使用户能够解码串行总线信号。这可以通过探测串行总线信号以及解码串行总线信号所需的其他信号来完成。将附加信息提供给示波器，诸如正在采集的有关串行总线的信息，包括其总线类型、每个通道正在探测的内容以及各种其他设置信息。
在给定设置信息的情况下，传统示波器能够解码总线正在传输的实际数据包和/或数据内容，并以解码后的总线显示的形式将该数据提供给用户。然而，这种类型的能力仅可用于有线的串行和并行总线连接，而不能在传统示波器上对应用了无线调制方案的信号进行，这是由于无线调制方案的复杂性。
本公开的实施例解决了现有技术的这些和其他缺陷。
附图说明
根据参考附图的对实施例的以下描述，本公开的实施例的方面、特征和优点将变得显而易见，在附图中：
图1是根据本公开的一些实施例的测试和测量仪器的框图。
图2是根据本公开的其他实施例的另一测试和测量仪器的框图。
图3是根据本公开的实施例的用于对无线接收的总线信号进行解码的流程图。
具体实施方式
图1图示了根据本公开的一些实施例的示例测试和测量仪器的框图。该测试和测量仪器可以包括一个或多个输入100，其被配置成接收一个或多个信号。这一个或多个输入100中的至少一个接收已将无线调制方案应用于该信号的信号，诸如总线信号。这一个或多个输入100可以通过有线或无线输入来接收信号。
该测试和测量仪器可以包括一个或多个模数转换器102，以将输入总线信号转换为数字总线信号。可以通过数字下变频器104将数字总线信号下变频为其同相和正交相基带分量数据。
此外，迹线生成器106可以接收同相（I）和正交相（Q）基带分量信息，并导出或生成一个或多个时域迹线，所述时域迹线可以图示出总线信号的特定特性如何随时间而改变。时域迹线可以包括一个或多个频率对时间（frequency versus time）的迹线和/或同相基带分量数据对时间以及正交相基带分量数据对时间。在一些实施例中，可以对同相和正交相基带分量执行快速傅立叶变换，以生成时域数据的频谱视图。
无线电频率对时间的迹线可以包括例如幅度对时间的迹线、频率对时间的迹线、或者相位对时间的迹线。另外，幅度对时间的迹线可以包括线性功率对时间的迹线、对数功率对时间的迹线和/或线性幅度对时间的迹线。迹线生成器106可以生成同相基带分量迹线和正交相基带分量迹线。
使用以下等式来生成无线电频率对时间的迹线，其中I是下变频器104所确定的同相基带波形数据，并且Q是下变频器104所确定的正交相基带波形数据：
I = A•cos(ϕ)； （1）
Q = A•sin(ϕ)； （2）
峰值幅度A = (I²+Q²)½； （3）
相位角ϕ ＝tan⁻1(Q/I)；以及 （4）
频率 = (相位n+1–相位n) / (360*1/SRD)。 （5）
等式（5）中的SRD是传入的总线信号的抽取采样率。
由迹线生成器106生成的一个或多个时域迹线可以被解码器108用来解码串行总线信号。解码器108还可以从用户输入110接收输入。用户输入110可以是允许用户向系统中录入信息的任何组件，诸如但不限于键盘、鼠标、操纵杆或任何其他连接的组件。来自用户输入110的输入可以被有线或无线地接收。来自用户输入110的输入可以包括关于无线调制方案的信息，诸如相移键控、频移键控、频率调制等。
解码器108可以使用由迹线生成器106生成的一个或多个迹线以及用户输入来将串行总线信号解码为解码后的数据。解码后的数据可以是例如二进制信号。基于在用户输入110处接收到的无线调制方案信息，解码器108可以设置用来确定二进制信号的一个或多个阈值。在一些实施例中，这一个或多个阈值由用户通过用户输入110来设置，而不是由无线调制方案来确定。
例如，使用频率对时间的迹线，阈值可以设置在特定的频率处。在频率对时间的迹线中的高于阈值频率的任何频率都被解码为二进制的值1，并且低于该频率的任何内容都被解码为二进制的值0。然而，取决于无线调制方案和用户所标识的阈值，阈值可以基于信号的相位、幅度等来设置，而不仅限于频率。
在一些实施例中，可以设置一个以上的阈值。例如，如果使用三个阈值，则可以将低于两个阈值的任何值解码为00，将第一阈值与第二阈值之间的任何值解码为01，将第二阈值与第三阈值之间的任何值解码为10，并且将高于第三阈值的任何值解码为11。本公开的实施例不限于单个阈值，并且可以基于来自用户的输入根据需要使用任何数量的阈值。
触发器112可以针对特定的二进制模式搜索解码后的数据，并然后在检测到该特定的二进制模式时触发对解码后的数据的捕获。用户可以通过用户输入110来选择要用作触发器的特定二进制模式。一旦捕获了解码后的数据，测试和测量仪器然后就可以进一步处理该数据，诸如执行附加的测量和分析、或者在显示器114上显示数据、或者触发器112可以指示存储器116存储解码后的数据。
类似于图1，图2的测试和测量仪器可以包括一个或多个输入200，以接收已基于无线调制方案进行调制的调制总线信号。可以通过模数转换器202对调制总线信号进行数字化。触发器204可以包括例如硬件触发器，其可以被配置成在输入信号或时钟信号的边沿上触发。当触发器204检测到边沿时，可以捕获调制总线信号。在一些实施例中，触发器204可以在检测到无线电频率信号时触发。
类似于上面关于图1讨论的，可以在数字下变频器206中将经数字化的信号下变频为其同相（I）和正交相（Q）基带分量数据。
迹线生成器208与迹线生成器106类似，并且可以接收同相和正交相基带分量波形数据，并得出一个或多个时域迹线，如上所述，所述时域迹线可以图示出总线信号的特定特性如何随时间改变，例如上面关于迹线生成器106讨论的那样。
由迹线生成器208生成的一个或多个时域迹线可以被解码器210用来解码串行总线信号，解码器210可以从类似于用户输入110的用户输入212接收输入。
类似于上面讨论的，解码器210然后可以使用由迹线生成器208生成的一个或多个迹线以及用户输入来将经调制的串行总线信号解码为解码后的数据。解码后的数据可以是例如二进制信号。解码后的数据可以被发送到搜索器214，搜索器214可以针对特定的二进制模式进行搜索。如上所述，该特定的二进制模式可以由用户在用户输入212中提供。如果在捕获的波形中找到该特定的二进制模式，那么搜索器214可以接受该波形并将该波形传输以便存储在存储器216中、传输到显示器218或传输到某其他组件，诸如一个或多个处理器，以进行进一步的处理。然而，如果在捕获的波形中未找到该特定的二进制模式，那么搜索器214拒绝并且不存储捕获的波形。
在一些实施例中，下变频器206、迹线生成器208、解码器210和搜索器214可以各自被包括在一个或多个处理器（未示出）中。这一个或多个处理器可以诸如在存储器216中存储指令，以执行上面针对下变频器206、迹线生成器208、解码器210和搜索器214讨论的功能。
图3图示了用于使用图1和图2中所示的实施例中的任一个来对已基于无线调制方案调制了的总线信号进行解码的流程图。
最初，在操作300中，将已被数字化的调制总线信号下变频为同相（I）和正交相（Q）基带分量波形数据。在操作302中，使用同相和正交相基带分量波形数据，可以生成一个或多个时域迹线。例如，如上所述，这一个或多个无线电频率对时间的迹线可以包括频率对时间、相位对时间或幅度对时间。时域迹线还可以包括同相和正交相基带分量信息对时间的迹线。
使用所接收的无线调制方案，操作304基于在操作302中生成的时域迹线来对调制总线信号进行解码。例如，可以针对时域迹线设置一个或多个阈值，以将总线信号解码为二进制信号。对于无线电频率对时间的迹线，阈值可以是与迹线进行比较的频率、相位或幅度阈值，以确定是否要将总线信号解码为二进制分量。
当总线信号被解码时，在操作306中，诸如触发器112或搜索器214之类的捕获设备可以确定解码后的信号中是否有一个或多个触发事件。例如，触发器112或搜索器214可以确定在解码后的信号中是否存在特定的比特流。如果存在触发事件，那么可以捕获解码后的总线信号并将其存储在存储器中、进行显示或由测试和测量仪器进行进一步的处理，如图1和图2中所示并且如上所述。在图2的实施例中，如果搜索器214没有定位到触发事件，那么搜索器214可以丢弃解码后的总线信号。
在上面讨论的实施例中的每一个中，总线信号的解码可以在周期性或连续性的基础上继续。即，可以捕获总线信号的大部分并然后对其进行解码，或者可以在接收到总线信号时针对触发事件对其进行连续的解码和分析。
本公开的方面可以在特别创建的硬件、固件、数字信号处理器上或在包括根据编程指令操作的处理器的专门编程的计算机上操作。如本文所用的术语控制器或处理器意图包括微处理器、微计算机、专用集成电路（ASIC）和专用硬件控制器。本公开的一个或多个方面可以体现在由一个或多个计算机（包括监视模块）或其他设备执行的计算机可用数据和计算机可执行指令中，例如在一个或多个程序模块中。通常，程序模块包括例程、程序、对象、组件、数据结构等，当它们被计算机或其他设备中的处理器执行时，执行特定任务或实现特定的抽象数据类型。计算机可执行指令可以存储在计算机可读存储介质上，所述计算机可读存储介质例如是硬盘、光学盘、可移动存储介质、固态存储器、随机存取存储器（RAM）等。如本领域技术人员将会领会的，可以在各方面中按照期望组合或分配程序模块的功能性。此外，可以在固件或硬件等同物中整体地或部分地体现功能性，所述固件或硬件等同物例如是集成电路、FPGA等等。特定数据结构可以用于更有效地实现本公开的一个或多个方面，并且在本文中描述的计算机可执行指令和计算机可用数据的范围中设想到此类数据结构。
在一些情况中，可以在硬件、固件、软件中或其任何组合中实现公开的方面。也可以将公开的方面实现为一个或多个计算机可读存储介质承载的或存储在一个或多个计算机可读存储介质上的指令，其可以被一个或多个处理器读取并且执行。此类指令可以被称作计算机程序产品。如本文中讨论的计算机可读介质意指可以被计算设备访问的任何介质。作为举例而并非限制，计算机可读介质可以包括计算机存储介质和通信介质。
计算机存储介质指意指可以用于存储计算机可读信息的任何介质。作为举例而并非限制，计算机存储介质可以包括在任何技术中实现的RAM、ROM、电可擦除可编程只读存储器（EEPROM）、闪速存储器或其他存储器技术、致密盘只读存储器（CD-ROM）、数字视频盘（DVD），或其他光学盘存储装置、磁带盒、磁带、磁盘存储装置或其他磁性存储设备，以及任何其他易失性或非易失性、可移动或非可移动的介质。计算机存储介质排除信号本身和信号传输的暂时形式。
通信介质意指可以用于计算机可读信息的通信的任何介质。作为举例而并非限制，通信介质可以包括同轴电缆、光纤电缆、空气，或适于电、光学、射频（RF）、红外、声学或其他类型信号的通信的任何其他介质。
示例
下面提供本文公开的技术的例证性示例。所述技术的实施例可以包括下面描述的示例中的任何一个或多个以及其任何组合。
示例1是一种测试和测量仪器，包括：数字下变频器，其被配置成接收已基于无线调制方案进行调制的调制总线信号并输出同相和正交相基带分量波形数据；迹线生成器，其被配置成接收所述同相和正交相基带分量波形数据并生成一个或多个迹线，所述一个或多个迹线包括无线电频率对时间的迹线或者同相和正交相对时间的迹线；解码器，其被配置成基于所述一个或多个迹线和无线调制方案来对调制总线信号进行解码；以及捕获设备，其被配置成基于解码后的总线信号来捕获调制总线信号。
示例2是示例1的测试和测量仪器，其中，解码器被配置成通过以下步骤来基于所述一个或多个迹线对总线信号进行解码：确定至少一个阈值，并且通过比较所述一个或多个迹线与所述至少一个阈值来将总线信号解码为二进制信号。
示例3是示例2的测试和测量仪器，还包括用户输入，其被配置成接收所述至少一个阈值。
示例4是示例2的测试和测量仪器，其中，基于所述无线调制方案来确定所述至少一个阈值。
示例5是示例1至4中的任一个的测试和测量仪器，其中，捕获设备包括一个或多个处理器，所述一个或多个处理器被配置成接收解码后的总线信号，在解码后的总线信号中针对触发事件进行搜索，如果在解码后的总线信号中没有发生触发事件则拒绝所述调制总线信号并捕获新的调制总线信号，并且如果在解码后的总线信号中发生触发事件则捕获所述调制总线信号。
示例6是示例1至5中的任一个的测试和测量仪器，其中，无线电频率对时间的迹线包括以下中的至少一个：幅度对时间的迹线、频率对时间的迹线以及相位对时间的迹线。
示例7是示例6的测试和测量仪器，其中，幅度对时间的迹线包括以下中的至少一个：线性功率对时间的迹线、对数功率对时间的迹线以及线性幅度对时间的迹线。
示例8是示例1至7中的任一个的测试和测量仪器，其中，捕获设备还被配置成检测在解码后的总线信号中是否存在事件，并且在检测到所述事件时捕获所述调制总线信号。
示例9是一种对无线接收到的总线信号进行解码的方法，包括：将总线信号下变频为同相和正交相基带分量波形数据；基于所述同相和正交相基带分量波形数据生成至少一个时域迹线；基于所述至少一个时域迹线和无线调制方案来将总线信号解码为解码后的数据；在解码后的总线信号中检测事件；以及当检测到事件时，捕获解码后的总线信号的至少一部分。
示例10是示例9的方法，其中，解码总线信号包括：确定至少一个阈值，并且通过比较所述至少一个时域迹线与所述至少一个阈值来将总线信号解码为二进制信号。
示例11是示例10的方法，还包括从用户输入接收所述至少一个阈值。
示例12是示例10的方法，其中，基于所述无线调制方案来确定所述至少一个阈值。
示例13是示例9至12中的任一个的方法，还包括：如果没有检测到事件，则拒绝解码后的总线信号的该部分，并且捕获新的总线信号。
示例14是示例9至13中的任一个的方法，其中，所述至少一个时域迹线包括无线电频率对时间的迹线，其包括幅度对时间的迹线、频率对时间的迹线以及相位对时间的迹线。
示例15是示例14的方法，其中，幅度对时间的迹线包括以下中的至少一个：线性功率对时间的迹线、对数功率对时间的迹线以及线性幅度对时间的迹线。
示例16是包括指令的一种或多种计算机可读存储介质，所述指令在由测试和测量仪器的一个或多个处理器执行时，使测试和测量仪器：将无线接收到的总线信号下变频为同相和正交相基带分量波形数据；基于所述同相和正交相基带分量波形数据生成至少一个迹线；基于所述迹线和无线调制方案来将总线信号解码为解码后的数据；确定解码后的总线信号中是否存在事件；以及当检测到事件时，存储解码后的总线信号，并且当没有检测到事件时，拒绝解码后的总线信号。
示例17是示例16的一种或多种计算机可读存储介质，其中，解码总线信号包括：确定至少一个阈值，并且通过比较所述迹线与所述至少一个阈值来将总线信号解码为二进制信号。
示例18是示例16或17中的任一个的一种或多种计算机可读存储介质，其中，至少一个迹线包括以下中的至少一个：幅度对时间的迹线、频率对时间的迹线、相位对时间的迹线、同相基带分量对时间的迹线以及正交相基带分量对时间的迹线。
示例19是示例18的一种或多种计算机可读存储介质，其中，幅度对时间的迹线包括以下中的至少一个：线性功率对时间的迹线、对数功率对时间的迹线以及线性幅度对时间的迹线。
所公开主题的先前描述版本具有已经被描述或对于本领域普通技术人员而言将清楚的很多优势。即使如此，不是在所公开的装置、系统或方法的所有版本中都要求这些优势或特征。
此外，本撰写的说明书参考特定特征。应理解，在本说明书中的公开包括那些特定特征的所有可能组合。在特定方面或示例的上下文中公开特定特征的情况下，该特征也可以在其他方面或示例的上下文中在可能的范围内使用。
而且，当在本申请中引用具有两个或更多限定的步骤或操作的方法时，可以以任何顺序或同时施行所述限定的步骤或操作，除非上下文排除那些可能性。
虽然出于例证的目的已经图示和描述了本发明的具体示例，将理解，在不背离本发明的精神和范围的情况下可以做出各种修改。因此，本发明不应受除了所附权利要求书之外的限制。

Claims (19)

1.一种测试和测量仪器，包括：
数字下变频器，其被配置成接收已基于无线调制方案进行调制的调制总线信号并输出同相和正交相基带分量波形数据；
迹线生成器，其被配置成接收所述同相和正交相基带分量波形数据并生成一个或多个迹线，所述一个或多个迹线包括无线电频率对时间的迹线或者同相和正交相对时间的迹线；
解码器，其被配置成基于所述一个或多个迹线和无线调制方案来对调制总线信号进行解码；以及
捕获设备，其被配置成基于解码后的总线信号来捕获调制总线信号。
2.根据权利要求1所述的测试和测量仪器，其中，解码器被配置成通过以下步骤来基于所述一个或多个迹线对总线信号进行解码：确定至少一个阈值，并且通过比较所述一个或多个迹线与所述至少一个阈值来将总线信号解码为二进制信号。
3.根据权利要求2所述的测试和测量仪器，还包括用户输入，其被配置成接收所述至少一个阈值。
4.根据权利要求2所述的测试和测量仪器，其中，基于所述无线调制方案来确定所述至少一个阈值。
5.根据权利要求1所述的测试和测量仪器，其中，捕获设备包括一个或多个处理器，所述一个或多个处理器被配置成接收解码后的总线信号，在解码后的总线信号中针对触发事件进行搜索，如果在解码后的总线信号中没有发生触发事件则拒绝所述调制总线信号并捕获新的调制总线信号，并且如果在解码后的总线信号中发生触发事件则捕获所述调制总线信号。
6.根据权利要求1所述的测试和测量仪器，其中，无线电频率对时间的迹线包括以下中的至少一个：幅度对时间的迹线、频率对时间的迹线以及相位对时间的迹线。
7.根据权利要求6所述的测试和测量仪器，其中，幅度对时间的迹线包括以下中的至少一个：线性功率对时间的迹线、对数功率对时间的迹线以及线性幅度对时间的迹线。
8.根据权利要求1所述的测试和测量仪器，其中，捕获设备还被配置成检测在解码后的总线信号中是否存在事件，并且在检测到所述事件时捕获所述调制总线信号。
9.一种对无线接收到的总线信号进行解码的方法，包括：
将总线信号下变频为同相和正交相基带分量波形数据；
基于所述同相和正交相基带分量波形数据生成至少一个时域迹线；
基于所述至少一个时域迹线和无线调制方案来将总线信号解码为解码后的数据；
在解码后的总线信号中检测事件；以及
当检测到事件时，捕获解码后的总线信号的至少一部分。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，解码总线信号包括：确定至少一个阈值，并且通过比较所述至少一个时域迹线与所述至少一个阈值来将总线信号解码为二进制信号。
11.根据权利要求10所述的方法，还包括从用户输入接收所述至少一个阈值。
12.根据权利要求10所述的方法，其中，基于所述无线调制方案来确定所述至少一个阈值。
13.根据权利要求9所述的方法，还包括：如果没有检测到事件，则拒绝解码后的总线信号的该部分，并且捕获新的总线信号。
14.根据权利要求9所述的方法，其中，所述至少一个时域迹线包括无线电频率对时间的迹线，其包括幅度对时间的迹线、频率对时间的迹线以及相位对时间的迹线。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，幅度对时间的迹线包括以下中的至少一个：线性功率对时间的迹线、对数功率对时间的迹线以及线性幅度对时间的迹线。
16.包括指令的一种或多种计算机可读存储介质，所述指令在由测试和测量仪器的一个或多个处理器执行时，使测试和测量仪器：
将无线接收到的总线信号下变频为同相和正交相基带分量波形数据；
基于所述同相和正交相基带分量波形数据生成至少一个迹线；
基于所述迹线和无线调制方案来将总线信号解码为解码后的数据；
确定解码后的总线信号中是否存在事件；以及
当检测到事件时，存储解码后的总线信号，并且当没有检测到事件时，拒绝解码后的总线信号。
17.根据权利要求16所述的一种或多种计算机可读存储介质，其中，解码总线信号包括：确定至少一个阈值，并且通过比较所述迹线与所述至少一个阈值来将总线信号解码为二进制信号。
18.根据权利要求16所述的一种或多种计算机可读存储介质，其中，至少一个迹线包括以下中的至少一个：幅度对时间的迹线、频率对时间的迹线、相位对时间的迹线、同相基带分量对时间的迹线以及正交相基带分量对时间的迹线。
19.根据权利要求18所述的一种或多种计算机可读存储介质，其中，幅度对时间的迹线包括以下中的至少一个：线性功率对时间的迹线、对数功率对时间的迹线以及线性幅度对时间的迹线。
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