CN114024873B - 扩频时钟发生器、脉冲波形发生装置以及误码率测量装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够进行与标准相对应的任意的频率偏移的SSC调制的扩频时钟发生器及扩频时钟发生方法、脉冲波形发生装置及脉冲波形发生方法以及误码率测量装置及误码率测量方法。扩频时钟发生器具备：信号发生源(10)，产生基准信号的基准信号；调制用波形发生器(20)，产生调制用波形；调制部(30)，利用调制用波形对基准信号进行频率调制而产生具有任意的频率偏移及其斜率的扩频时钟；及调制控制部(42a)，在任意的时间段能够任意地控制调制用波形的频率偏移及其斜率。

Description

扩频时钟发生器、脉冲波形发生装置以及误码率测量装置
技术领域
本发明涉及一种使基准信号的频谱扩散而产生扩频时钟信号的扩频时钟发生器及扩频时钟发生方法、脉冲波形发生装置及脉冲波形发生方法以及误码率测量装置及误码率测量方法。
背景技术
近年来，因IoT、云计算的普及而通信系统需处理庞大的数据，对构成通信系统的各种通信设备的接口推进高速化及串行传输化。例如，在USB(注册商标)(UniversalSerial Bus：通用串行总线)或PCIe(注册商标)(Peripheral Component InterconnectExpress：周边装置互连高速)等高速串行总线(High Speed Serial Bus)的标准中，通过被称为LTSSM(Link Training and Status State Machine：链路训练状态机，以下，称为“链路状态管理机构”)的状态机管理设备之间的通信的初始化或链接速度的调整等。并且，在上述标准中，作为电磁兼容性(Electro-Magnetic Compatibility：EMC)对策，采用基于扩散了基准信号的频谱的扩频时钟(Spread-Spectrum Clocking：SSC)的SSC调制。
而且，作为通信设备中的信号的品质评价的指标之一，已知有以接收数据中产生有比特误码的数量与接收数据的总数之间的比较来定义的比特误码率(Bit Error Rate：BER)。测量BER的以往的误码率测量装置具备通过从脉冲波形发生装置(Pulse PattemGenerator：PPG)切换为高速并输出标准所设定的特定波形，控制被试验对象(DeviceUnder Test：DUT)所具备的链路状态管理机构，并且使其过渡到特定的状态的功能(序列波形功能)。另外，使DUT状态过渡的波形通过标准设定，误码率测量装置通过序列波形功能组合这些波形的输出顺序并从PPG输出波形。
图11示出了链路状态管理机构的状态过渡的一例，作为状态，定义有L0、L0s、L1、L2、Detect(检测)、Polling(查询)、Configuration(配置)、Disabled(禁用)、Hot Reset(热重置)、Loopback(回送)及Recovery(恢复)。
在此，在这种误码率测量装置中，在进行DUT的误码率测量时，需要使用已扩频的扩频时钟信号(以下，也称为“SSC调制信号”)及数据信号而产生所期望的脉冲波形信号并输入于DUT。因此，要求能够以所期望的扩频方式来产生SSC调制信号的SSC发生器或脉冲波形发生装置。
而且，在以往的SSC发生器或脉冲波形发生装置的内部，为了产生SSC调制信号，产生具有规定的调制频率的三角波，并且通过该三角波对具有规定的基准频率的基准信号进行频率扫描而进行了频率调制(例如，参考专利文献1)。
但是，在USB4的标准中，在图11所示的Loopback(回送)状态等的稳定状态与稳定状态期间的途中的过渡状态即训练中的状态中，动作要求不同。
图12(a)示出了用于产生稳定状态下的向下扩频方式的SSC调制信号的调制用波形(三角波)的波形，纵轴表示相对于基准信号的基准频率的频率偏移。在该例子中，相对于基准频率的频率偏移的中心频率与基准频率相比低2500ppm左右。并且，调制用波形的频率偏移的斜率其正负以三角波的1/2周期来被切换，但绝对值始终恒定。
图12(b)示出了用于产生训练中的状态下的向下扩频方式的SSC调制信号的调制用波形，纵轴表示相对于基准信号的基准频率的频率偏移。该调制用波形的前半部分中的频率偏移的斜率与稳定状态不同而随时间变动。因此，相对于基准频率的频率偏移的中心频率与图12(a)的稳定状态的情况相比仅大(绝对值小)δppm。另外，训练中的调制用波形的后半部分与稳定状态的三角波相同。
近年来，构成通信系统的各种通信设备大多不传输同步用时钟信号而仅传输数据信号，接收侧的通信设备具备由所接收的数据信号再生时钟信号的时钟再生电路。
在训练前的状态下，若从将基于未进行SSC调制的基准信号的脉冲波形信号输入于DUT的状态突然将基于进行了与稳定状态同等的SSC调制的基准信号的脉冲波形信号输入于DUT，则会导致DUT内的时钟再生电路的输入频率变动变大。因此，会导致在时钟再生电路内锁定解除而不能输出再生时钟，从而无法准确地进行链路训练。因此，在USB4等的标准中，首先对未进行SSC调制的基准信号进行与如图12(b)所示的稳定状态下的SSC调制相比频率偏移更少的SSC调制，因此要求抑制DUT内的时钟再生电路的输入频率变动。在向训练完成的稳定状态过渡之后，能够对基准信号进行稳定状态下的SSC调制。
专利文献1：日本专利第6606211号公报
然而，如专利文献1中所公开的以往的SSC发生器能够进行稳定状态的SSC调制，但如由USB4等的标准所要求的训练中的SSC调制，存在无法局部性地改变调制用波形的频率偏移的斜率的问题。
发明内容
本发明是为了解决这种以往的问题而完成的，其目的在于提供一种能够进行与标准相对应的任意的频率偏移的SSC调制的扩频时钟发生器及扩频时钟发生方法、脉冲波形发生装置及脉冲波形发生方法以及误码率测量装置及误码率测量方法。
为了解决上述问题，本发明所涉及的扩频时钟发生器为如下结构，即，具备：基准信号发生源，产生基准信号；调制用波形发生器，产生调制用波形；及调制部，利用所述调制用波形对所述基准信号进行频率调制而产生具有任意的频率偏移及其斜率的扩频时钟信号，所述扩频时钟发生器还具备：调制控制部，在任意的时间段能够任意地控制所述调制用波形的所述频率偏移及其斜率。
根据该结构，本发明所涉及的扩频时钟发生器在任意的时间段能够任意地控制调制用波形的频率偏移及其斜率，因此能够以适当的定时来使调制用波形的斜率随时间变动而进行与标准相对应的任意的频率偏移的SSC调制。而且，本发明所涉及的扩频时钟发生器能够按每个时间段改变调制用波形的频率偏移及其斜率，因此并不限于USB4，也能够应用于今后策定的各种高速串行总线标准。
并且，在本发明所涉及的扩频时钟发生器中，可以是如下结构，即，所述调制用波形发生器包含：脉冲信号输出部，按照所述调制用波形的1/4周期输出脉冲信号；频率偏移方向信息输出部，以所述脉冲信号的定时来输出表示所述调制用波形的频率偏移的斜率的正负的频率偏移方向信息；斜率绝对值输出部，输出所述调制用波形的频率偏移的斜率的绝对值；斜率输出部，输出相乘所述频率偏移方向信息和所述绝对值而获得的所述斜率；频率偏移计算部，计算从所述斜率输出部输出的所述斜率乘以规定的时钟周期的值作为按照所述规定的时钟周期的频率偏移；及累积相加电路，通过按照所述规定的时钟周期累积相加由所述频率偏移计算部计算出的所述频率偏移，产生所述调制用波形，所述调制控制部控制从所述斜率绝对值输出部输出的所述绝对值。
根据该结构，本发明所涉及的扩频时钟发生器以按照调制用波形的1/4周期输出的脉冲信号的定时来切换调制用波形的频率偏移的斜率的正负，因此能够生成与所期望的扩频方式(向下扩频、中心扩频及向上扩频中的任一个扩频方式)相对应的调制用波形。
并且，在本发明所涉及的扩频时钟发生器中，可以是如下结构，即，所述累积相加电路将所述脉冲信号的定时下的所述调制用波形的每一个周期的起始值重置为规定值。
根据该结构，本发明所涉及的扩频时钟发生器将调制用波形的每一个周期的起始值重置为规定值，因此在累积相加电路的累积相加处理中，能够防止导致按调制用波形的每一个周期产生的偏差被累计而调制用波形的频率偏移的中心频率发生变化。
并且，本发明所涉及的扩频时钟发生方法可以是如下结构，即，包括：基准信号发生步骤，产生基准信号；调制用波形发生步骤，产生调制用波形；及调制步骤，利用所述调制用波形对所述基准信号进行频率调制而产生具有任意的频率偏移及其斜率的扩频时钟信号，所述扩频时钟发生方法还包括：调制控制步骤，在任意的时间段能够任意地控制所述调制用波形的频率偏移及其斜率。
根据该结构，本发明所涉及的扩频时钟发生方法在任意的时间段能够任意地控制调制用波形的频率偏移及其斜率，因此能够以适当的定时来使调制用波形的斜率随时间变动而进行与标准相对应的任意的频率偏移的SSC调制。而且，本发明所涉及的扩频时钟发生方法能够按每个时间段改变调制用波形的频率偏移及其斜率，因此并不限于USB4，也能够应用于今后策定的各种高速串行总线标准。
并且，本发明所涉及的扩频时钟发生方法中，可以是如下结构，即，所述调制用波形发生步骤包括：脉冲信号输出步骤，按照所述调制用波形的1/4周期输出脉冲信号；频率偏移方向信息输出步骤，以所述脉冲信号的定时来输出表示所述调制用波形的频率偏移的斜率的正负的频率偏移方向信息；斜率绝对值输出步骤，输出所述调制用波形的频率偏移的斜率的绝对值；斜率输出步骤，输出相乘所述频率偏移方向信息和所述绝对值而获得的所述斜率；频率偏移计算步骤，计算从所述斜率输出步骤输出的所述斜率乘以规定的时钟周期的值作为按照所述规定的时钟周期的频率偏移；及累积相加步骤，通过按照所述规定的时钟周期累积相加由所述频率偏移计算部计算出的所述频率偏移，产生所述调制用波形，所述调制控制步骤控制从所述斜率绝对值输出步骤输出的所述绝对值。
根据该结构，本发明所涉及的扩频时钟发生方法以按照调制用波形的1/4周期输出的脉冲信号的定时来切换调制用波形的频率偏移的斜率的正负，因此能够生成与所期望的扩频方式(向下扩频、中心扩频及向上扩频中的任一个扩频方式)相对应的调制用波形。
并且，在本发明所涉及的扩频时钟发生方法中，可以是如下结构，即，所述累积相加步骤将所述脉冲信号的定时下的所述调制用波形的每一个周期的起始值重置为规定值。
根据该结构，本发明所涉及的扩频时钟发生方法将调制用波形的每一个周期的起始值重置为规定值，因此在累积相加电路的累积相加处理中，能够防止导致按调制用波形的每一个周期产生的偏差被累计而调制用波形的频率偏移的中心频率发生变化。
并且，本发明所涉及的脉冲波形发生装置可以是如下结构，即，使用通过上述的任一个扩频时钟发生器产生的所述扩频时钟信号而产生脉冲波形信号。
根据该结构，本发明所涉及的脉冲波形发生装置能够由来自扩频时钟发生器的SSC调制信号及从外部输入的数据信号产生基于所期望的重复波形的脉冲波形信号。
并且，本发明所涉及的脉冲波形发生方法可以是如下结构，即，包括使用通过上述的任一个扩频时钟发生方法产生的所述扩频时钟信号而产生脉冲波形信号的步骤。
根据该结构，本发明所涉及的脉冲波形发生方法能够由来自扩频时钟发生器的SSC调制信号及从外部输入的数据信号产生基于所期望的重复波形的脉冲波形信号。
并且，本发明所涉及的误码率测量装置为如下结构，即，具备：上述脉冲波形发生装置；及误码率计算部，比较伴随用于对被试验对象进行试验的试验信号的输入而从所述被试验对象输出的被测量信号与所述试验信号，计算所述被测量信号的误码率，所述试验信号为通过所述脉冲波形发生装置产生的所述脉冲波形信号。
根据该结构，本发明所涉及的误码率测量装置能够将通过SSC调制信号调制的脉冲波形信号用作试验信号而进行被试验对象的误码率测量。
并且，本发明所涉及的误码率测量方法为如下结构，即，包括：上述脉冲波形发生方法；及误码率计算步骤，比较伴随用于对被试验对象进行试验的试验信号的输入而从所述被试验对象输出的被测量信号与所述试验信号，计算所述被测量信号的误码率，所述试验信号为通过所述脉冲波形发生方法产生的所述脉冲波形信号。
根据该结构，本发明所涉及的误码率测量方法能够将通过SSC调制信号调制的脉冲波形信号用作试验信号而进行被试验对象的误码率测量。
发明效果
本发明提供一种能够进行与标准相对应的任意的频率偏移的SSC调制的扩频时钟发生器及扩频时钟发生方法、脉冲波形发生装置及脉冲波形发生方法以及误码率测量装置及误码率测量方法。
附图说明
图1是表示本发明的第1实施方式所涉及的SSC发生器的结构的框图。
图2是表示由本发明的第1实施方式所涉及的SSC发生器所具备的调制用波形发生器生成稳定状态的SSC调制用三角波的说明图。
图3是表示通过本发明的第1实施方式所涉及的SSC发生器所具备的调制用波形发生器产生的调制用波形的一例的图表。
图4(a)是表示每个时间段的调制用波形的频率偏移的斜率的绝对值的一例的表，图4(b)是表示可变区间(第2区间)中的调制用波形的频率偏移的斜率的绝对值的一例的表。
图5是表示由本发明的第1实施方式所涉及的SSC发生器所具备的调制用波形发生器生成训练中的SSC调制用调制用波形的说明图，图5(a)表示第1区间中的SSC调制用调制用波形的生成，图5(b)表示第2区间中的SSC调制用调制用波形的生成。
图6(a)是表示以往的累积相加电路中的每一个周期的输出的偏差的说明图，图6(b)是表示本发明的第1实施方式中的累积相加电路中的每个周期的输出的偏差的校正处理的说明图。
图7是表示使用本发明的第1实施方式所涉及的SSC发生器的SSC发生方法的处理的流程图。
图8是表示本发明的第2实施方式所涉及的误码率测量装置的结构的框图。
图9是表示本发明的第2实施方式所涉及的误码率测量装置所具备的脉冲波形发生装置的结构的框图。
图10是表示本发明的第2实施方式所涉及的脉冲波形发生方法及误码率测量方法的处理的流程图。
图11是表示链路状态管理机构的状态过渡的图。
图12(a)是表示用于产生稳定状态下的向下扩频方式的SSC调制信号的三角波的波形的图表，图12(b)是表示用于产生训练中的状态下的向下扩频方式的SSC调制信号的调制用波形的图表。
具体实施方式
以下，利用附图对本发明所涉及的扩频时钟发生器及扩频时钟发生方法、脉冲波形发生装置及脉冲波形发生方法以及误码率测量装置及误码率测量方法的实施方式进行说明。以下，以USB4的标准为例子进行说明。
(第1实施方式)
如图1所示，本发明的第1实施方式所涉及的扩频时钟发生器(以下，也称为“SSC发生器”)1具备基准信号发生源10、调制用波形发生器20、调制部30、操作部40、显示部41及控制部42。
基准信号发生源10产生基准频率Fc的基准信号(时钟信号)。基准频率Fc例如为数GHz左右的频率。
调制用波形发生器20产生用于对基准信号进行SSC调制的调制用波形，并且包含脉冲信号输出部21、频率偏移方向信息输出部22、斜率绝对值输出部23、斜率输出部24、频率偏移计算部25及累积相加电路26。
脉冲信号输出部21按照调制用波形的1/4周期输出作为调制频率信息的脉冲信号。在此，在USB4的情况下，能够以30～33kHz的范围来设定调制用波形的调制频率。
频率偏移方向信息输出部22以从脉冲信号输出部21输出的脉冲信号的定时，即按照调制用波形的1/4周期，输出由表示调制用波形的频率偏移的斜率的正负的+1或-1的值构成的频率偏移方向信息。例如，USB4的向下扩频时的频率偏移方向信息成为-1、-1、+1、+1。
斜率绝对值输出部23输出调制用波形的频率偏移的斜率的绝对值。根据通过由用户对操作部40的操作输入而指定的调制频率或按照任意的时间段的频率偏移的振幅确定该斜率。
斜率输出部24输出相乘从频率偏移方向信息输出部22输出的频率偏移方向信息和从斜率绝对值输出部23输出的调制用波形的频率偏移的斜率的绝对值而获得的值，即调制用波形的频率偏移的斜率。
频率偏移计算部25计算从斜率输出部24输出的调制用波形的频率偏移的斜率乘以规定的时钟周期Tclk的值作为按照规定的时钟周期Tclk的频率偏移。
累积相加电路26通过按照规定的时钟周期Tclk累积相加由频率偏移计算部25计算出的频率偏移，产生调制用波形。另外，赋予上述的规定的时钟周期Tclk的动作时钟从外部输入于脉冲信号输出部21、频率偏移方向信息输出部22、斜率绝对值输出部23、斜率输出部24、频率偏移计算部25及累积相加电路26。
图2示出了由调制用波形发生器20生成稳定状态的调制用波形(三角波)的顺序。以下，以调制用波形发生器20产生USB4的向下扩频方式的SSC调制信号的情况为例子进行说明。并且，将调制频率设为32kHz，将频率偏移的振幅设为5000ppm。在该情况下，频率偏移的斜率的绝对值成为0.32ppm/ns。
首先，如图2的最上段所示，脉冲信号输出部21按照调制用波形的1/4周期输出作为调制频率信息的脉冲信号。在此，调制用波形的一个周期为31250ns。
接着，如图2的第2段所示，频率偏移方向信息输出部22按照调制用波形的1/4周期输出成为-1、-1、+1、+1的向下扩频方式的频率偏移方向信息。
接着，斜率绝对值输出部23作为调制用波形的频率偏移的斜率的绝对值输出0.32ppm/ns。由此，如图2的第3段所示，斜率输出部24作为调制用波形的频率偏移的斜率输出-0.32ppm/ns或+0.32ppm/ns。
接着，频率偏移计算部25将-0.32×Tclk或+0.32×Tclk作为按照规定的时钟周期Tclk的频率偏移来输出至累积相加电路26。累积相加电路26通过按照规定的时钟周期Tclk累积相加-0.32×Tclk或+0.32×Tclk，产生如图2的最下段所示的调制用波形(三角波)。
接着，对由调制用波形发生器20生成训练中的调制用波形进行说明。例如，在USB4的标准中所要求的训练中的调制用波形在调制频率32kHz下为如图3所示的波形。
在USB4的标准中，频率偏移在SSC调制开始之前为-300～300ppm，在从开始SSC调制起经过了200ns时为-1400ppm，在从开始SSC调制起经过了1000ns时为-2200ppm。
在图3的例子中，若将0～31250ns的时间段称为第1区间，将31250～62500ns的时间段称为第2区间，将62500～93750ns的时间段称为第3区间，将93750～125000ns的时间段称为第4区间，则以图4(a)所示的方式赋予各时间段的频率偏移的斜率的绝对值。
即，第1区间的频率偏移的斜率的绝对值为0ppm/ns。第2区间的频率偏移的斜率的绝对值在0～2/4周期内可变，在2/4～4/4周期内为0.32ppm/ns。第3区间及第4区间的频率偏移的斜率的绝对值为0.32ppm/ns。即，从第2区间的2/4周期至第4区间，进行与稳定状态相同的SSC调制。另外，在训练中，从上述的第1区间至第4区间的波形被重复。
图4(b)示出了可变区间即第2区间的0～2/4周期的频率偏移的斜率的绝对值的一例。即，第2区间的0～200ns的频率偏移的斜率的绝对值为7ppm/ns。第2区间的200ns～1000ns的频率偏移的斜率的绝对值为1ppm/ns。第2区间的1000ns～2/4周期的频率偏移的斜率的绝对值约为0.191ppm/ns。在此，0.191为四舍五入了小数点后第4位的值。
图5(a)示出了由调制用波形发生器20生成训练中的第1区间的调制用波形的顺序。
首先，如图5(a)的最上段所示，脉冲信号输出部21按照调制用波形的1/4周期输出作为调制频率信息的脉冲信号。
接着，如图5(a)的第2段所示，频率偏移方向信息输出部22按照调制用波形的1/4周期输出成为-1、-1、+1、+1的向下扩频方式的频率偏移方向信息。
接着，斜率绝对值输出部23作为调制用波形的频率偏移的斜率的绝对值输出0ppm。由此，如图5(a)的第3段所示，斜率输出部24作为调制用波形的频率偏移的斜率输出0ppm。
接着，频率偏移计算部25将0×Tclk作为按照规定的时钟周期Tclk的频率偏移而输出至累积相加电路26。累积相加电路26通过按照规定的时钟周期Tclk累积相加0×Tclk，产生如图5(a)的最下段所示的调制用波形。
图5(b)示出了由调制用波形发生器20生成训练中的第2区间的调制用波形的顺序。
首先，如图5(b)的最上段所示，脉冲信号输出部21按照调制用波形的1/4周期输出作为调制频率信息的脉冲信号。
接着，如图5(b)的第2段所示，频率偏移方向信息输出部22按照调制用波形的1/4周期输出成为-1、-1、+1、+1的向下扩频方式的频率偏移方向信息。
接着，斜率绝对值输出部23作为调制用波形的频率偏移的斜率的绝对值，输出图4所示的值，即，在0～200ns输出7ppm/ns，在200ns～1000ns输出1ppm/ns，在1000ns～2/4周期输出约0.191ppm/ns，在2/4～4/4周期输出0.32ppm/ns。由此，如图5(b)的第3段所示，斜率输出部24作为调制用波形的频率偏移的斜率，分别输出-7ppm/ns、-1ppm/ns、约-0.191ppm/ns、0.32ppm/ns。
接着，频率偏移计算部25将-7×Tclk、-1×Tclk、约-0.191×Tclk、0.32ppm×Tclk作为按照规定的时钟周期Tclk的频率偏移而输出至累积相加电路26。累积相加电路26通过按照规定的时钟周期Tclk累积相加-7×Tclk、-1×Tclk、约-0.191×Tclk、0.32ppm×Tclk，产生如图5(b)的最下段所示的调制用波形。另外，累积相加电路26在第3区间及第4区间中，输出与稳定状态的三角波相同的调制用波形。
图1所示的控制部42包含在任意的时间段能够任意地控制调制用波形的频率偏移及其斜率的调制控制部42a。例如，调制控制部42a在任意的时间段任意地控制从斜率绝对值输出部23输出的调制用波形的频率偏移的斜率的绝对值。并且，调制控制部42a控制构成调制用波形发生器20的上述各部的动作。
例如，调制控制部42a从脉冲信号输出部21输出与通过由用户对操作部40的操作输入而指定的调制频率相对应的脉冲信号。并且，调制控制部42a根据通过由用户对操作部40的操作输入而指定的扩频方式(向下扩频、中心扩频及向上扩频中的任一个扩频方式)，以脉冲信号的定时来从频率偏移方向信息输出部22输出频率偏移方向信息。并且，调制控制部42a从斜率绝对值输出部23输出与通过由用户对操作部40的操作输入而指定的调制频率或按照任意的时间段的频率偏移的振幅相对应的每个时间段的调制用波形的频率偏移的斜率的绝对值。
并且，调制控制部42a将调制用波形的起始的频率偏移的值设定于累积相加电路26。如已经叙述般，在USB4的标准的要求中，能够以-300～300ppm的范围来任意地设定第1区间中的频率偏移，但在本实施方式中，并不限定于该范围，例如也能够以-1000～1000ppm的范围来设定频率偏移。
但是，在累积相加电路26中，因动作时钟的分辨能力或可使用的比特数的限制等，可能会引起在调制用波形的每一个周期的起始(或最末尾)输出无法准确地恢复为初始值。在这种情况下，如图6(a)所示，从初始值的偏差随着时间的经过而被累计，从而存在可能会导致频率偏移的中心频率发生变化的问题。因此，如图6(b)所示，累积相加电路26将从脉冲信号输出部21输出的脉冲信号的定时下的调制用波形的每一个周期的值重置为规定值。例如，累积相加电路26也可以将调制用波形的每一个周期的起始(或最末尾)的值重置为-1000～1000ppm的范围的恒定的规定值(例如，0ppm)。
图1所示的调制部30利用从调制用波形发生器20的累积相加电路26输出的调制用波形对从基准信号发生源10输出的基准信号进行频率调制而产生SSC调制信号，且构成为包含加法器31。
加法器31通过相加从基准信号发生源10输入的基准信号和从调制用波形发生器20输入的调制用波形，输出对频率已进行扩频的SSC调制信号。
操作部40用于接收由用户的操作输入，例如由具备接触传感器的触摸面板构成，该接触传感器用于检测对与显示部41的显示画面对应的输入面的接触操作的接触位置。当用户用手指或触控笔等接触显示于显示画面的特定项目的位置时，操作部40通过识别接触传感器在显示画面上检测到的位置与项目的位置的一致，将用于实现分配到各项目中的功能的信号输出至控制部42。
并且，操作部40作为为了产生已实施与所期望的标准相对应的扩频的SSC调制信号而所需的设定信息，进行扩频方式的选择、调制频率(例如32kHz)、从基准信号发生源10输出的基准信号的基准频率Fc及按照任意的时间段的频率偏移(相对于基准频率Fc的调制的比例)等的设定。
显示部41由液晶显示器或CRT等显示设备构成，并根据基于控制部42的显示控制，进行与SSC发生器1相关的设定项目画面、在设定项目画面上用于设定各种条件的按钮、软键、下拉菜单及文本框等操作对象的显示。
控制部42例如由包含CPU、ROM、RAM、HDD等的微型计算机或个人计算机等构成，且控制构成SSC发生器1的上述各部的动作，并且包含上述调制控制部42a。并且，控制部42通过将存储于ROM等的规定的程序转移到RAM并执行，能够软件性地构成调制用波形发生器20的至少一部分。另外，调制用波形发生器20的至少一部分也能够由FPGA(FieldProgrammable Gate Array：现场可编程门阵列)或ASIC(Application SpecificIntegrated Circuit：专用集成电路)等数字电路构成。或者，调制用波形发生器20的至少一部分也能够组合基于数字电路的硬件处理与基于规定的程序的软件处理而构成。
以下，关于使用本实施方式的SSC发生器1的扩频时钟发生方法，参考图7的流程图对其处理的一例进行说明。
首先，通过由用户对操作部40的操作输入，输入与SSC调制相关的各种信息，即所期望的标准、扩频方式、基准频率Fc、调制用波形的调制频率、按照任意的时间段的调制用波形的频率偏移的振幅等的信息(步骤S1)。
接着，调制控制部42a将在步骤S1中由用户输入的各种信息设定于基准信号发生源10或调制用波形发生器20(调制控制步骤S2)。该调制控制步骤S2是用于在任意的时间段能够任意地控制通过步骤S4以后的处理生成的调制用波形的频率偏移及其斜率的步骤。例如，调制控制步骤S2在任意的时间段任意地控制从后述的斜率绝对值输出步骤S6输出的调制用波形的频率偏移的斜率的绝对值。
接着，基准信号发生源10产生基准频率Fc的基准信号(基准信号发生步骤S3)。
接着，脉冲信号输出部21按照由调制控制部42a设定的调制频率的调制用波形的1/4周期，输出作为调制频率信息的脉冲信号(脉冲信号输出步骤S4)。
接着，频率偏移方向信息输出部22以从脉冲信号输出部21输出的脉冲信号的定时来按照调制用波形的1/4周期输出表示调制用波形的频率偏移的斜率的正负的频率偏移方向信息(频率偏移方向信息输出步骤S5)。
接着，斜率绝对值输出部23输出调制用波形的频率偏移的斜率的绝对值(斜率绝对值输出步骤S6)。
接着，斜率输出部24输出相乘从频率偏移方向信息输出部22输出的频率偏移方向信息和从斜率绝对值输出部23输出的调制用波形的频率偏移的斜率的绝对值而获得的调制用波形的频率偏移的斜率(斜率输出步骤S7)。
接着，频率偏移计算部25计算从斜率输出步骤S7输出的调制用波形的频率偏移的斜率乘以规定的时钟周期Tclk的值作为按照规定的时钟周期Tclk的频率偏移(频率偏移计算步骤S8)。
接着，累积相加电路26通过按照规定的时钟周期Tclk累积相加通过频率偏移计算步骤S8计算出的频率偏移，产生调制用波形(累积相加步骤S9)。另外，该累积相加步骤S9将从脉冲信号输出部21输出的脉冲信号的定时下的调制用波形的每一个周期的起始值重置为规定值。
接着，调制部30利用从累积相加电路26输出的调制用波形对从基准信号发生源10输出的基准信号进行频率调制而产生已进行SSC调制的信号(SSC调制信号)(调制步骤S10)。
接着，控制部42判断停止SSC调制的命令是否输入于操作部40(步骤S11)。当停止SSC调制的命令尚未输入于操作部40时，继续执行步骤S5以后的处理。另一方面，当停止SSC调制的命令已输入于操作部40时，控制部42结束上述一系列扩频时钟发生处理。
另外，步骤S4～S9相当于产生调制用波形的调制用波形发生步骤。当所期望的标准为USB4时，调制用波形发生步骤产生用于通过调制步骤S10产生向下扩频方式的SSC调制信号的调制用波形。
如以上进行的说明，本实施方式所涉及的SSC发生器1在任意的时间段能够任意地控制调制用波形的频率偏移及其斜率，因此能够以适当的定时来使调制用波形的斜率随时间变动而进行与标准相对应的任意的频率偏移的SSC调制。
而且，本实施方式所涉及的SSC发生器1能够按每个时间段使调制用波形的频率偏移及其斜率发生变化，因此并不限于USB4，也能够应用于今后策定的各种高速串行总线标准。
并且，本实施方式所涉及的SSC发生器1以按照调制用波形的1/4周期输出的脉冲信号的定时来切换调制用波形的频率偏移的斜率的正负，因此能够生成与所期望的扩频方式(向下扩频、中心扩频及向上扩频中的任一个扩频方式)相对应的调制用波形。
并且，本实施方式所涉及的SSC发生器1将调制用波形的每一个周期的起始值重置为规定值，因此在累积相加电路26的累积相加处理中，能够防止按调制用波形的每一个周期产生的偏差被累计而导致调制用波形的频率偏移的中心频率发生变化。
(第2实施方式)
接着，参考附图对本发明的第2实施方式所涉及的脉冲波形发生装置及脉冲波形发生方法以及误码率测量装置及误码率测量方法进行说明。另外，对与第1实施方式相同的结构标注相同的符号并适当省略说明。并且，对与第1实施方式相同的动作也适当省略说明。
如图8所示，第2实施方式所涉及的误码率测量装置100测量从DUT200发送的被测量信号的BER，且具备脉冲波形发生装置50、数据存储部51、信号接收部52、同步检测部53、误码率计算部54、操作部55、显示部56及控制部57。
数据存储部51由RAM等存储器构成，并且预先存储有成为基准的数据信号(低电平电压：“0”及高电平电压：“1”的数据)。
如图9所示，脉冲波形发生装置50使用已扩频的SSC调制信号而产生所期望的脉冲波形信号，且具备第1实施方式的SSC发生器1及脉冲波形发生部2。
脉冲波形发生装置50使用通过SSC发生器1产生的SSC调制信号对从数据存储部51读取的数据信号进行调制，由此产生脉冲波形信号。而且，脉冲波形发生装置50将如此生成的脉冲波形信号作为试验信号发送至DUT200。此时，DUT200接收从脉冲波形发生装置50发送的脉冲波形信号，并且将所接收的脉冲波形信号作为被测量信号发送至信号接收部52。
脉冲波形发生部2将通过SSC发生器1产生的SSC调制信号及从数据存储部51输入的数据信号设为输入，产生利用SSC调制信号对数据信号进行调制的基于所期望的重复波形的脉冲波形信号。例如，脉冲波形发生部2作为输入于DUT200的已知波形的脉冲波形信号(试验信号)，产生通过SSC调制信号进行调制的PRBS(Pseudo-Random Bit Sequence：伪随机比特序列)波形、作为重复信号的0、1的连续波形及由任意的波形构成的可编程波形。
信号接收部52接收从DUT200发送的被测量信号，并且将所接收的被测量信号输出至同步检测部53。
同步检测部53取得从数据存储部51读取的数据信号与从信号接收部52输出的被测量信号的同步。而且，同步检测部53将取得同步的状态的被测量信号输出至误码率计算部54。
误码率计算部54比较伴随用于对DUT200进行试验的试验信号的输入而从DUT200输出的被测量信号与试验信号，计算被测量信号的误码率。例如，误码率计算部54通过依次比较从同步检测部53输出的被测量信号与存储于数据存储部51的数据信号，检测被测量信号的错误比特，并计算被测量信号的BER。
操作部55用于接收由用户的操作输入，且构成为与第1实施方式中的操作部40相同，并且由用户对与显示部56的显示画面对应的输入面的接触操作通知到控制部57。
显示部56构成为与第1实施方式中的显示部41相同，并且根据基于控制部57的显示控制，显示通过误码率计算部54计算出的被测量信号的BER等各种显示内容。
控制部57构成为与第1实施方式中的控制部42相同，并且控制构成误码率测量装置100的上述各部的动作。并且，控制部57通过将存储于ROM等的规定的程序转移到RAM并执行，能够软件性地构成误码率计算部54的至少一部分。另外，误码率计算部54的至少一部分也能够由FPGA或ASIC等数字电路构成。或者，误码率计算部54的至少一部分也能够组合基于数字电路的硬件处理与基于规定的程序的软件处理而构成。
另外，本实施方式中的操作部55、显示部56及控制部57也可以分别兼作第1实施方式中的操作部40、显示部41及控制部42。
DUT200搭载于链路状态管理机构，并且在链路状态管理机构例如过渡到如图11所示的任意的状态的状态下，输出(回送)从误码率测量装置100输入的试验信号作为误码率测量装置100的被测量信号。作为DUT200所对应的标准的例子，可举出PCIe Gen1～4、USB3.1～4、CEI(Common Electrical Interface：通用电气接口)、Ethernet(以太网)(注册商标)及InfiniBand(无限带宽)等。
DUT200包含信号接收部210及信号发送部220。而且，信号接收部210包含时钟再生电路211及数据提取部212。
时钟再生电路211由从误码率测量装置100发送的试验信号生成再生时钟信号。数据提取部212将从时钟再生电路211输出的再生时钟信号用作动作时钟而提取从误码率测量装置100输入的试验信号的数据，并将所提取的数据输出至信号发送部220。例如，数据提取部212具有至少一个0/1判定器，并且通过对各0/1判定器输入来自时钟再生电路211的再生时钟信号，能够以再生时钟信号的定时来对从误码率测量装置100发送的试验信号的电平进行判定。
信号发送部220将通过数据提取部212提取的试验信号的数据作为被测量信号输出至误码率测量装置100。
以下，关于本实施方式的脉冲波形发生方法及误码率测量方法，参考图10的流程图对其处理的一例进行说明。
首先，脉冲波形发生装置50的SSC发生器1产生SSC调制信号(步骤S21)。
接着，脉冲波形发生装置50的脉冲波形发生部2利用SSC调制信号对从数据存储部51读取的数据信号进行调制，产生基于所期望的重复波形的脉冲波形信号(步骤S22)。
接着，误码率计算部54比较伴随用于对DUT200进行试验的试验信号的输入而从DUT200输出的被测量信号与试验信号，计算被测量信号的误码率(误码率计算步骤S23)。在此，试验信号为通过步骤S22产生的脉冲波形信号。
如以上进行的说明，本实施方式所涉及的脉冲波形发生装置50能够根据来自SSC发生器1的SSC调制信号及从数据存储部51输入的数据信号产生基于所期望的重复波形的脉冲波形信号。
并且，本实施方式所涉及的误码率测量装置100能够将通过SSC调制信号调制的脉冲波形信号用作试验信号而进行DUT200的误码率测量。
符号说明
1-SSC发生器，2-脉冲波形发生部，10-基准信号发生源，20-调制用波形发生器，21-脉冲信号输出部，22-频率偏移方向信息输出部，23-斜率绝对值输出部，24-斜率输出部，25-频率偏移计算部，26-累积相加电路，30-调制部，42a-调制控制部，50-脉冲波形发生装置，51-数据存储部，52-信号接收部，53-同步检测部，54-误码率计算部，100-误码率测量装置，200-DUT，210-信号接收部，211-时钟再生电路，212-数据提取部，220-信号发送部。

Claims (8)

1.一种扩频时钟发生器，其特征在于，具备：
基准信号发生源(10)，产生基准信号；
调制用波形发生器(20)，产生调制用波形；及
调制部(30)，利用所述调制用波形对所述基准信号进行频率调制而产生具有任意的频率偏移及其斜率的扩频时钟信号，所述扩频时钟发生器还具备：
调制控制部(42a)，在任意的时间段能够任意地控制所述调制用波形的所述频率偏移及其斜率；
所述调制用波形发生器包含：
脉冲信号输出部(21)，按照所述调制用波形的1/4周期输出脉冲信号；
频率偏移方向信息输出部(22)，以所述脉冲信号的定时来输出表示所述调制用波形的频率偏移的斜率的正负的频率偏移方向信息；
斜率绝对值输出部(23)，输出所述调制用波形的频率偏移的斜率的绝对值；
斜率输出部(24)，输出相乘所述频率偏移方向信息和所述绝对值而获得的所述斜率；
频率偏移计算部(25)，计算从所述斜率输出部输出的所述斜率乘以规定的时钟周期的值作为按照所述规定的时钟周期的频率偏移；及
累积相加电路(26)，通过按照所述规定的时钟周期累积相加由所述频率偏移计算部计算出的所述频率偏移，产生所述调制用波形，
所述调制控制部控制从所述斜率绝对值输出部输出的所述绝对值。
2.根据权利要求1所述的扩频时钟发生器，其特征在于，
所述累积相加电路将所述脉冲信号的定时下的所述调制用波形的每一个周期的起始值重置为规定值。
3.一种扩频时钟发生方法，其特征在于，包括：
基准信号发生步骤(S3)，产生基准信号；
调制用波形发生步骤(S4～S9)，产生调制用波形；及
调制步骤(S10)，利用所述调制用波形对所述基准信号进行频率调制而产生具有任意的频率偏移及其斜率的扩频时钟信号，所述扩频时钟发生方法还包括：
调制控制步骤(S2)，在任意的时间段能够任意地控制所述调制用波形的频率偏移及其斜率；
所述调制用波形发生步骤包括：
脉冲信号输出步骤(S4)，按照所述调制用波形的1/4周期输出脉冲信号；
频率偏移方向信息输出步骤(S5)，以所述脉冲信号的定时来输出表示所述调制用波形的频率偏移的斜率的正负的频率偏移方向信息；
斜率绝对值输出步骤(S6)，输出所述调制用波形的频率偏移的斜率的绝对值；
斜率输出步骤(S7)，输出相乘所述频率偏移方向信息和所述绝对值而获得的所述斜率；
频率偏移计算步骤(S8)，计算从所述斜率输出步骤输出的所述斜率乘以规定的时钟周期的值作为按照所述规定的时钟周期的频率偏移；及
累积相加步骤(S9)，通过按照所述规定的时钟周期累积相加由所述频率偏移计算部计算出的所述频率偏移，产生所述调制用波形，
所述调制控制步骤控制从所述斜率绝对值输出步骤输出的所述绝对值。
4.根据权利要求3所述的扩频时钟发生方法，其特征在于，
所述累积相加步骤将所述脉冲信号的定时下的所述调制用波形的每一个周期的起始值重置为规定值。
5.一种脉冲波形发生装置，其特征在于，
使用通过权利要求1或2所述的扩频时钟发生器产生的所述扩频时钟信号而产生脉冲波形信号。
6.一种脉冲波形发生方法，其特征在于，包括：
步骤(S22)，使用通过权利要求3或4所述的扩频时钟发生方法产生的所述扩频时钟信号而产生脉冲波形信号。
7.一种误码率测量装置，其特征在于，具备：
权利要求5所述的脉冲波形发生装置(50)；及
误码率计算部(54)，比较伴随用于对被试验对象(200)进行试验的试验信号的输入而从所述被试验对象输出的被测量信号与所述试验信号，计算所述被测量信号的误码率，
所述试验信号为通过所述脉冲波形发生装置产生的所述脉冲波形信号。
8.一种误码率测量方法，其特征在于，包括：
权利要求6所述的脉冲波形发生方法；及
误码率计算步骤(S23)，比较伴随用于对被试验对象(200)进行试验的试验信号的输入而从所述被试验对象输出的被测量信号与所述试验信号，计算所述被测量信号的误码率，
所述试验信号为通过所述脉冲波形发生方法产生的所述脉冲波形信号。
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