CN114069344A - 多路复用器使能的线缆和测试固定装置 - Google Patents

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Abstract

多路复用器使能的线缆和测试固定装置。一种用于连接一个或多个被测设备与测试和测量仪器的校准测试和测量线缆，包括：第一端口，其被构造成电连接到第一信号通道；第二端口，其被构造成电连接到第二信号通道；第三端口，其被构造成电连接到测试和测量仪器；以及多路复用器，其被配置成在将第一端口电连接到第三端口和将第二端口连接到第三端口之间切换。第一和第二信号通道可以被包括在相同的被测设备或不同的被测设备上。输入端可以接收用于操作多路复用器的指令。

Description

多路复用器使能的线缆和测试固定装置
优先权
本公开要求于2020年8月1日提交的题为“MUX-ENABLED CABLES AND TESTFIXTURES”的美国临时申请第63/060,010号的权益，该美国临时申请通过引用被整体地并入本文中。
技术领域
本公开涉及与测试和测量系统、并且特别地涉及用于测量来自被测设备（DUT）的多个信号的测试和测量系统相关的系统和方法。
背景技术
许多DUT包括大量的类似设计的信号路径。例如，外围组件互连（PCI）快速（PCIe或PCI-e）插件卡（plug-in card）和/或PCIe主板插槽通常包括高达十六个电信号“通道”。电信号通道通常是差分信号通道，这意味着两个电端口包括一个差分信号。然而，通常用于测试这样的DUT的测试和测量仪器，诸如示波器或比特误码率测试仪（BERT），通常具有一个、两个或四个输入端口。一些示波器包括八个输入通道或端口。然而，由于增加的硬件成本，高性能仪器通常具有较少的输入通道。物理通道密度限制也可能由于热、吞吐量原因而使通道计数保持低。由于这个原因，测试和测量仪器配置通常将被连接到待测电信号通道的子集。
为了测试每个或所有（一个或多个）信号通道，用户必须手动地将测试和测量仪器与DUT之间的连接（例如测试线缆或探头）从每个通道手动地移动到另一个通道。手动地移动线缆或探头是容易出错且非常时间和劳动密集的过程。替代地，诸如在双通道测试和测量环境中，可以构建和维护射频（RF）切换器，以允许针对测试DUT的所有信号通道的自动化。然而，以较高的频率标识合适的切换器并从信号路径恰当地去嵌入（de-embed）切换器的影响是困难的。由于这一点，许多用户不信任切换器可以在没有显著错误的情况下去嵌入，尤其是在25 GHz以上。
本公开的示例解决了现有技术的这些和其他缺陷。
附图说明
本公开的示例的各方面、特征和优点将从参考附图的示例的以下描述变得显而易见，在附图中：
图1是根据本公开的一些示例的测试和测量系统中的多路复用器线缆或测试固定装置的框图。
图2是根据本公开的其他示例的测试和测量系统中的另一多路复用器线缆或测试固定装置的框图。
图3是根据本公开的一些示例的多路复用器线缆的图示。
图4是根据本公开的一些示例的示例多路复用器线缆或测试固定装置的框图。
图5是根据本公开的其他示例的测试和测量系统中的示例多路复用器线缆或测试固定装置的框图。
描述
图1图示了根据本公开的一些示例的测试和测量系统100的示例框图。测试和测量系统100包括被测设备（DUT）102，所述被测设备（DUT）102通过具有多路复用器108的线缆或测试固定装置106连接到测试和测量仪器104，多路复用器108也可以被称为数据选择器。
DUT 102可以包括多个信号通道110。线缆或测试固定装置106可以附接到DUT 102的信号通道110。在一些示例中，线缆或测试固定装置106可以附接到不同DUT 102的不同信号通道。线缆或测试固定装置106包括多个DUT连接110。尽管示出了进入到多路复用器108中的四个DUT连接110，但是可以包括任何数量的连接，诸如但不限于八个、十六个或三十二个连接。例如，连接110可以包括高密度连接。高密度连接包括八个或更多的任何连接。
如将由本领域技术人员理解的，DUT 102可以指代具有一个或多个信号通道的独立被测设备，或者可以指代具有多个信号通道的DUT 102的特定信号通道。
线缆106的多路复用器108然后可以将信号通道110中的一个或多个连接116到测试和测量仪器104。尽管图1示出了到测试和测量仪器104的单个连接116，但是可以包括任何数量的连接116，诸如输入的相同数量。取决于DUT 102与测试和测量仪器104，信号既可以传送到DUT 102与测试和测量仪器104中的每个，并且又可以从DUT 102与测试和测量仪器104中的每个传送。
在一些示例中，线缆或测试固定装置106可以包括存储器118和/或处理器120。可以在制造期间或在工厂处测试线缆或测试固定装置106，以确定针对线缆或测试固定装置106的所有去嵌入和/或校准参数，以从信号结果去除线缆或测试固定装置106的影响。对于所讨论的每个，术语校准参数将被用于指代任何校准参数，包括线缆或测试固定装置106的去嵌入参数，其被用于从由测试和测量仪器104进行的任何信号测量去除线缆的影响（effect）或影响（impact）。校准参数可以被存储在存储器118中，并被发送到测试和测量仪器104。在一些示例中，校准参数可以被发送到远离测试和测量仪器104的分析设备。如将由本领域技术人员理解的，分析设备可以收集校准参数以及来自测试和测量仪器104的数据，并提供对所述数据的所需的任何处理。在其他示例中，针对特定线缆或测试固定装置106的校准参数可以被存储在位于测试和测量仪器104中的存储器122中，或者从远程存储装置（诸如云存储装置）取回。校准参数可以基于线缆或测试固定装置106的序列号或其他标识号来标识。
如上面提到的，在一些示例中，线缆或测试固定装置106可以包括处理器120。处理器120可以操作多路复用器108来将DUT 102的各种通道连接到测试和测量仪器104。在其他示例中，测试和测量仪器104的处理器124可以向多路复用器108发送控制信号，以将DUT102的各种通道连接到测试和测量仪器104。测试和测量仪器104还可以向线缆和测试固定装置106发送电源信号。电源和控制信号可以通过线缆或测试固定装置106与测试和测量仪器104之间的分离连接（未示出）来发送，或者测试和测量仪器104可以能够通过与一个或多个连接116的连接发送信号。
测试和测量仪器104的处理器120还可以使用特定于（specific to）线缆或测试固定装置106的校准参数来去嵌入线缆或测试固定装置106的影响。
图2图示了根据本公开的一些示例的替代测试和测量系统200。在该示例中，测试和测量系统200的许多特征类似于上面参考图1讨论的那些特征。因此，这些特征具有相同的参考编号，并且本文中不参考图2进一步讨论。
在一些示例中，多路复用器线缆或测试固定装置202可以包括收发器204和/或电池206。不需要收发器204和电池206两者。在一些示例中，在线缆或测试固定装置202中仅提供电池206。电池206可以为多路复用器208、存储器118和处理器120供电。
在一些示例中，电池206可以是可再充电的，并且可以通过连接（未示出）从DUT106或测试和测量仪器104接收或虹吸（siphon）电力。在一些示例中，收发器204可以是无线收发器并且可以通过连接116将信号无线地发送到测试和测量仪器104。处理器120可以通过收发器204接收指令，用于操作多路复用器108。
图3图示了根据本公开的一些示例的示例线缆或测试固定装置300。线缆300包括多个连接器302，所述连接器302可以连接到DUT，诸如DUT 102。在图3中，示出了十六个连接器302。线缆或测试固定装置300的示例不限于十六个连接器302，并且可以使用任何数量的连接器302。线缆300可以包括外壳304，外壳304容纳图1中的线缆或测试固定装置106或图2中的线缆或测试固定装置202中所图示的多路复用器108和其他组件中的任何组件。在图3中图示的示例中，在线缆300中示出了单个连接或输出306，其可以连接到例如测试和测量仪器104。然而，如上面讨论的那样，可以提供多于一个连接306。
图4图示了根据本公开的一些示例的射频（RF）线缆400的框图。为了易于说明，线缆400被示出为具有连接到四输入多路复用器404的四个端口402。RF传输线406上的信号可以被传输到端口408，端口408可以被连接到测试和测量仪器。附加地或替代地，来自测试和测量的信号可以通过连接408被发送并输出到连接到一个或多个DUT的端口402之一。即，端口402可以连接到一个或多个DUT的特定信号通道，或者可以各自连接到不同的DUT。
如图4中所示，可以从连接的测试和测量仪器接收电源410和控制412信号。虽然电源410和控制412信号被示出为到线缆400的分离的输入，但是在一些示例中，信号可以通过单个连接器来发送或者可以通过RF传输线406来发送。
可以存储针对端口中的每个的散射参数，也称为S参数，以协助测试和测量仪器104从DUT 102的信号去嵌入线缆400。例如，当端口1被使能时，在线缆400的制造期间确定的直通路径（through path）S参数S11、S51、S15和S55以及隔离路径S参数S52、S53和S54可以被直接存储在线缆存储器本身中，如图1和图2中所示，被存储在测试和测量仪器104中。针对端口402和端口408中的每个存储直通路径和隔离路径S参数。在一些示例中，用户可以上传或以其他方式移植（port）他们自己的S参数，诸如如果用户希望改变S参数或向系统增加压力。
本公开的示例不限于图4中所示的示例。如将由本领域普通技术人员理解的，可以使用具有更多连接的多路复用器404，以及可以使用多个多路复用器404。例如，线缆400可以具有八个端口402，四个端口各自去往多路复用器404。然后，可以在线缆400中提供两个连接408，或者可以提供第三多路复用器以接收来自四输入多路复用器404的输出，并且向测试和测量仪器输出单个输出。即，可以在单个多路复用器单元404中提供多路复用器树，其可以被用于根据需要在一个或多个DUT和一个或多个测试和测量仪器之间路由信号。
图5图示了具有包括一个或多个多路复用器502的线缆500的另一示例系统。虽然图5中示出了一个多路复用器502，但是多路复用器502可以由多个不同的多路复用器502组成。在这样的示例中，测试和测量仪器504可以是例如高度集成的裕度（margin）测试仪设备，其可以被用于例如快速和容易地测试多通道DUT 506。美国专利申请第16/778,249号和美国专利申请第16/778,262号描述了这样的高度集成的裕度测试仪，所述美国专利申请两者都于2020年1月31日提交，其内容各自通过参考整体地并入于此。如在上面参考的文档中所描述的，裕度测试仪能够通过高密度连接同时测试DUT 506的多个信号通道。裕度测试仪也可以顺序而不是同时测试DUT 506的信号通道。
一个或多个DUT 506可以通过高密度连接508连接到多路复用器线缆500。即，每个连接508表示高密度连接，诸如但不限于八个、十六个或三十二个连接。然而，为了易于说明和解释，高密度连接508被示出为单个连接。
多路复用器502可以通过高密度连接508连接到DUT 506中的一个或多个，并且可以向一个或多个测试和测量仪器504输出高密度连接510。多路复用器502可以通过连接508和510将DUT 506之一连接到测试和测量仪器504。在一些示例中，信号跨每个高密度连接508同时从DUT 506传输和传输到DUT 506，所述DUT 506通过高密度连接510连接到测试和测量仪器504。即，通过多路复用器502的连接，可以由测试和测量仪器504顺序或同时地测试DUT 506之一的所有信号通道。
这可以允许为了比较和/或制造目的而在几乎相同的时间在相同盒子上测试多个DUT 506。此外，测试和测量仪器504可以分离地测试高密度连接508的每个通道，如在上面提到的并通过引用并入的专利申请中所讨论的那样。在这样的情况下，具有大量的信号通道（诸如但不限于九十六个信号通道）的DUT 506可以通过四个高密度从DUT 506连接，并且多路复用器502可以一次将一个通道连接到测试和测量仪器504。
虽然图5图示了连接到两个测试和测量仪器504的多个DUT 506，但是本公开的示例不限于该配置。可以提供相等数量的DUT 506以及测试和测量仪器504，或者单个测试和测量仪器504可以连接到多个DUT 506。使多个测试和测量仪器504连接到一个DUT 506可以促进同时或几乎同时在DUT 506上测试多个协议。
在一些示例中，多路复用器502可以具有相等数量的输入和输出。这可以允许DUT506通过多路复用器502通过高密度连接508和510连接到测试和测量仪器504。这可以允许在DUT 506上测试非标准协议，比如计算快速链路（CXL）、定制协议或链路状态排列（link-state permutations）。多路复用器502可以连接和断开DUT 506的各种信号通道以及测试和测量仪器504的信号通道。附加地或替代地，多路复用器502可以包括允许改变和/或拼接（splicing）信号类型的适配器。例如，适配器可以被连接到多路复用器502，以允许用户将原始COAX连接使用用于PCIe连接，以允许较不杂乱（messy）的连接。多路复用器502然后将能够将已知和嵌入的适配器的S参数存储在存储器中。即，适配器可以修改多路复用器502的连接类型。
多路复用器线缆500可以包括附加组件，诸如存储器、处理器或电池，类似于上面关于图1和图2讨论并且本文中不进一步描述的其他示例。附加地或替代地，可以从一个或多个连接的测试和测量仪器504接收电源和控制信号。测试和测量仪器504可以通过高密度连接510发送控制和电源信号，或者可以通过分离的连接来发送。
类似于上面讨论的示例，线缆500的校准参数可以在制造的时候确定，并由测试和测量仪器504用来从一个或多个DUT 506的任何测量去除线缆500的影响。
本公开的示例允许一个或多个测试和测量仪器测试可能来自一个或多个DUT的一个或多个信号通道。本公开的多路复用器线缆或测试固定装置可以允许在到一个或多个测试和测量仪器的各种信号通道之间切换。多路复用器线缆具有在制造时或在工厂处确定的已知校准参数，所述校准参数可以被测试和测量仪器使用来去除线缆的任何影响。这可以节省来自将DUT的每个信号通道或输出单独连接到测试和测量仪器的人工劳动的时间。
本公开的各方面可以在特别创建的硬件、固件、数字信号处理器上或者在包括根据编程指令操作的处理器的特别编程的计算机上操作。如本文中使用的术语控制器或处理器旨在包括微处理器、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实现，诸如在一个或多个程序模块中实现。通常，程序模块包括在由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抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等。计算机可执行指令可以被存储在诸如硬盘、光盘、可移动存储介质、固态存储器、随机存取存储器（RAM）等的计算机可读存储介质上。如将由本领域技术人员理解的，程序模块的功能性可以根据需要在各种方面中组合或分布。此外，功能性可以整体地或部分地在固件或硬件等同物（诸如集成电路、FPGA以及诸如此类）中实现。特定数据结构可以被用于更有效地实现本公开的一个或多个方面，并且考虑这样的数据结构在本文中所描述的计算机可执行指令和计算机可用数据的范围内。
在一些情况下，所公开的方面可以以硬件、固件、软件或其任何组合来实现。所公开的方面还可以被实现为由一个或多个或计算机可读存储介质承载或存储在一个或多个或计算机可读存储介质上的指令，所述指令可以由一个或多个处理器读取和执行。这样的指令可以被称为计算机程序产品。如本文中所讨论的，计算机可读介质意指可以由计算设备访问的任何介质。作为示例而非限制，计算机可读介质可以包括计算机存储介质和通信介质。
计算机存储介质意指可以被用于存储计算机可读信息的任何介质。作为示例而非限制，计算机存储介质可以包括RAM、ROM、电可擦除可编程只读存储器（EEPROM）、闪存或其他存储器技术、压缩盘只读存储器（CD-ROM）、数字视频盘（DVD）或其他光盘存储装置、磁带盒（magnetic cassette）、磁带、磁盘存储装置或其他磁存储设备，以及以任何技术实现的任何其他易失性或非易失性、可移动或不可移动介质。计算机存储介质排除信号本身和信号传输的暂时性形式。
通信介质意指可以被用于计算机可读信息的通信的任何介质。作为示例而非限制，通信介质可以包括同轴线缆、光纤线缆、空气或适合于电、光、射频（RF）、红外、声学或其他类型的信号的通信的任何其他介质。
示例
下面提供本文中所公开的技术的说明性示例。所述技术的配置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是一种用于将一个或多个被测设备连接到测试和测量仪器的线缆，包括：第一端口，其被构造成电连接到第一信号通道；第二端口，其被构造成电连接到第二信号通道；第三端口，其被构造成电连接到测试和测量仪器；以及多路复用器，其被配置成在将第一端口电连接到第三端口或者将第二端口连接到第三端口之间切换。
示例2是示例1的线缆，进一步包括被构造成存储测试和测量线缆的校准参数的存储器。
示例3是示例1或2中任一项的线缆，其中，第一端口和/或第二端口是高密度连接端口。
示例4是示例3的线缆，其中，第三端口是高密度连接端口。
示例5是示例1-4中的任一项的线缆，进一步包括被配置成控制多路复用器的处理器。
示例6是示例1-5中的任一项的线缆，进一步包括被配置成接收用于操作多路复用器的控制信号的输入端。
示例7是示例1-6中的任一项的线缆，进一步包括收发器。
示例8是示例1-7中的任一项的线缆，其中，第一信号通道和第二信号通道在单个被测设备内。
示例9是示例1-7中的任一项的线缆，其中，第一信号通道和第二信号通道在不同的被测设备中。
示例10是示例1-9中的任一项的线缆，其中，线缆是射频线缆。
示例11是一种测试和测量系统，包括：第一端口，其被构造成电连接到第一信号通道；第二端口，其被构造成电连接到第二信号通道；第三端口，其被构造成电连接到测试和测量仪器；多路复用器，其被配置成在将第一端口电连接到第三端口和将第二端口连接到第三端口之间切换；输入端，其被配置成接收用于操作多路复用器的指令；以及存储器，其被构造成存储校准线缆的校准参数。
示例12是一种用于将一个或多个信号通道连接到测试和测量仪器的方法，包括：通过测试固定装置内的多路复用器将第一信号通道从第一端口连接到测试和测量仪器；通过多路复用器在第一信号通道与测试和测量仪器之间传输第一信号；通过多路复用器将连接从第一信号通道切换到从第二端口到测试和测量仪器的第二信号通道；以及通过多路复用器在第二信号通道与测试和测量仪器之间传输第二信号。
示例13是示例12的方法，进一步包括存储测试和测量线缆的校准参数。
示例14是示例13的方法，进一步包括基于校准参数从第一信号和第二信号去除测试固定装置的影响。
示例15是示例12-14中的任一项的方法，其中，通过多路复用器将第一信号通道从第一端口连接到测试和测量仪器包括：通过多路复用器将多个信号通道从测试固定装置内的第一被测设备连接到被测设备的多个信号通道。
示例16是示例15的方法，其中，第三端口是高密度连接端口。
示例17是示例12-16中的任一项的方法，进一步包括从测试固定装置中的处理器接收信号，以指示多路复用器在第一端口和第二端口之间切换。
示例18是示例12-17中的任一项的方法，进一步包括从测试和测量仪器接收控制信号以操作多路复用器。
示例19是示例18的方法，进一步包括从测试固定装置中的收发器接收控制信号。
示例20是示例12-19中的任一项的方法，其中，第一信号通道和第二信号通道在单个被测设备内。
示例21是示例12-19中的任一项的方法，其中，第一信号通道和第二信号通道在不同的被测设备中。
示例22是示例12-21中的任一项的方法，其中，测试固定装置是射频线缆。
所公开主题的先前描述的版本具有许多优点，所述优点被描述或对于普通技术人员而言将是显而易见的。即便如此，并非在所公开的装置、系统或方法的所有版本中都需要这些优点或特征。
此外，该书面描述参考了特定特征。要理解，在包括权利要求、摘要和附图的说明书中公开的所有特征，以及在所公开的任何方法或过程中的所有步骤，可以以任何组合来组合，除了其中这样的特征和/或步骤中的至少一些相互排斥的组合。除非另外明确说明，否则在包括权利要求、摘要和附图的说明书中公开的每个特征可以由用于相同、等同或类似目的的替代特征来替换。
此外，当在本申请中对具有两个或更多个定义的步骤或操作的方法做出参考时，可以以任何次序或同时地执行所定义的步骤或操作，除非上下文排除那些可能性。
尽管为了说明的目的已经图示和描述了本公开的具体示例，但是将理解，在不脱离本公开的精神和范围的情况下可以进行各种修改。因此，除了如由所附权利要求限制之外，本公开不应被限制。

Claims (22)

1.一种用于将一个或多个被测设备连接到测试和测量仪器的线缆，包括：
第一端口，其被构造成电连接到第一信号通道；
第二端口，其被构造成电连接到第二信号通道；
第三端口，其被构造成电连接到测试和测量仪器；以及
多路复用器，其被配置成在将第一端口电连接到第三端口或者将第二端口连接到第三端口之间切换。
2.如权利要求1所述的线缆，进一步包括被构造成存储测试和测量线缆的校准参数的存储器。
3.如权利要求1所述的线缆，其中，第一端口和/或第二端口是高密度连接端口。
4.如权利要求3所述的线缆，其中，第三端口是高密度连接端口。
5.如权利要求1所述的线缆，进一步包括被配置成控制多路复用器的处理器。
6.如权利要求1所述的线缆，进一步包括被配置成接收用于操作多路复用器的控制信号的输入端。
7.如权利要求1所述的线缆，进一步包括收发器。
8.如权利要求1所述的线缆，其中，第一信号通道和第二信号通道在单个被测设备内。
9.如权利要求1所述的线缆，其中，第一信号通道和第二信号通道在不同的被测设备中。
10.如权利要求1所述的线缆，其中，线缆是射频线缆。
11.一种测试和测量系统，包括：
第一端口，其被构造成电连接到第一信号通道；
第二端口，其被构造成电连接到第二信号通道；
第三端口，其被构造成电连接到测试和测量仪器；
多路复用器，其被配置成在将第一端口电连接到第三端口和将第二端口连接到第三端口之间切换；
输入端，其被配置成接收用于操作多路复用器的指令；以及
存储器，其被构造成存储校准线缆的校准参数。
12.一种用于将一个或多个信号通道连接到测试和测量仪器的方法，包括：
通过测试固定装置内的多路复用器将第一信号通道从第一端口连接到测试和测量仪器；
通过多路复用器在第一信号通道与测试和测量仪器之间传输第一信号；
通过多路复用器将连接从第一信号通道切换到从第二端口到测试和测量仪器的第二信号通道；以及
通过多路复用器在第二信号通道与测试和测量仪器之间传输第二信号。
13.如权利要求12所述的方法，进一步包括存储测试和测量线缆的校准参数。
14.如权利要求13所述的方法，进一步包括基于校准参数从第一信号和第二信号去除测试固定装置的影响。
15.如权利要求12所述的方法，其中，通过多路复用器将第一信号通道从第一端口连接到测试和测量仪器包括：通过多路复用器将多个信号通道从测试固定装置内的第一被测设备连接到被测设备的多个信号通道。
16.如权利要求15所述的方法，其中，第三端口是高密度连接端口。
17.如权利要求12所述的方法，进一步包括从测试固定装置中的处理器接收信号，以指示多路复用器在第一端口和第二端口之间切换。
18.如权利要求12所述的方法，进一步包括从测试和测量仪器接收控制信号以操作多路复用器。
19.如权利要求18所述的方法，进一步包括从测试固定装置中的收发器接收控制信号。
20.如权利要求12所述的方法，其中，第一信号通道和第二信号通道在单个被测设备内。
21.如权利要求12所述的方法，其中，第一信号通道和第二信号通道在不同的被测设备中。
22.如权利要求12所述的方法，其中，测试固定装置是射频线缆。
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