DE112019000458T5

DE112019000458T5 - Signalintegritätsdiagnose für kommunikationskanäle

Info

Publication number: DE112019000458T5
Application number: DE112019000458.1T
Authority: DE
Inventors: Maarten Kuijk; Venkatraman Iyer
Original assignee: Microchip Technology Inc
Current assignee: Microchip Technology Inc
Priority date: 2018-01-18
Filing date: 2019-01-14
Publication date: 2020-09-24
Also published as: CN111615807A; WO2019143573A1; CN111615807B; US10277340B1; JP7125490B2; JP2021512529A; KR20200110675A; KR102466086B1

Abstract

Systeme, Verfahren und Vorrichtungen zum Diagnostizieren der Signalintegrität eines Kommunikationskanals werden offenbart, sowie verwandte Systeme, Verfahren und Vorrichtungen. Ein Verfahren schließt das Empfangen eines Eingangssignals von einer Übertragungsleitung des Kommunikationskanals und das Ausführen einer Autoverstärkungsfunktion an dem Eingangssignal ein, um ein geregeltes Ausgangssignal mit einer vorgegebenen Spannungsamplitude zu erzeugen. Das Verfahren schließt auch das Hinzufügen eines Störsignals zu dem geregelten Ausgangssignal ein, um eine Summierungsausgabe zu erzeugen. Das Verfahren schließt auch das Digitalisieren der Summierungsausgabe und das Analysieren der digitalisierten Summierungsausgabe zum Bestimmen eines Fehlerpegels ein.

Description

PRIORITÄTSANSPRUCH
Diese Anmeldung beansprucht den Vorteil der an dem Anmeldetag vorläufigen US-Patentanmeldung mit Seriennummer 62/618,990, eingereicht am 18. Januar 2018, für „SIGNALINTEGRITÄTSDIAGNOSE FÜR KOMMUNIKATIONSKANÄLE“ und beansprucht den Vorteil der an dem Anmeldetag eingereichten US-Patentanmeldung mit Seriennummer 15/997,563, eingereicht am 4. Juni 2018, „SIGNALINTEGRITÄTSDIAGNOSE FÜR KOMMUNIKATIONSKANÄLE“, deren Inhalt und Offenbarung jeweils hiermit in ihrer Gesamtheit durch Bezugnahme aufgenommen ist.
TECHNISCHES GEBIET
Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beziehen sich allgemein auf serielle Kommunikationskanäle und spezifischer auf die Signalintegrität in den Kommunikationskanälen.
STAND DER TECHNIK
In vielen eingebetteten Steuersystemen und anderen Rechensystemen kann die Bewegung von Daten zwischen Peripherievorrichtungen und einem Host oder zwischen Peripherievorrichtungen eine erhebliche Menge an Datenverkehr auf den verschiedenen Bussen sein, die in solchen Systemen vorhanden sein können. Darüber hinaus kann ein Teil dieses Datenverkehrs Informationen und Befehle für echtzeitkritische Systeme enthalten. Somit wird die Signalintegrität zu einem wichtigen Faktor für eine präzise Kommunikation.
In einigen Systemen ist zum Bestimmen der Signalintegrität wichtig, dass die Toleranz in einem Kommunikationssystem bekannt ist, wenn Daten von einem Punkt zu einem anderen entweder über elektrische Übertragungsleitungen oder über einen optischen Kanal übertragen werden. Als ein Beispiel wollen Fahrzeughersteller in digitaler Hochgeschwindigkeitskommunikation der Automobilindustrie wissen, ob in jeder ihrer Kommunikationsverbindungen noch genügend Spielraum für die Signalintegrität vorhanden ist. Jedes Element in der Kommunikationsverbindung kann sich durch Alterung, mechanische Beanspruchung, Temperaturbelastung und Kombinationen davon verschlechtern. Elemente in der Verbindung können einschließen: eine Kabeltreiberschaltung, eine Gleichtaktdrossel auf der Sendeseite, einen Verbinder auf der Sendeseite, ein Kabel, Verbindungsstecker, einen Verbinder auf der Empfangsseite, eine Gleichtaktdrossel auf der Empfangsseite, einen Entzerrer, eine Phasenregelschleife (PLL) zur Datenwiederherstellung und Leiterbahnen auf der Leiterplatte (PCB).
Die Erfinder dieser Offenbarung sehen einen Bedarf für ein einfaches, schnelles und kostengünstiges Verfahren vor, um den Spielraum für die Signalintegrität zu diagnostizieren, bevor Bitfehlerraten während der Laufzeit auf ein nicht tolerierbares Niveau ansteigen.
OFFENBARUNG
Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung umfassen eine Empfängerseite eines Kommunikationskanals mit einem Autoverstärkungsmodul, einem Störgenerator, einem Summierungsmodul, einem Takt- und Datenwiederherstellungsmodul und einem Datenprozessor. Das Autoverstärkungsmodul ist konfiguriert, um ein Eingangssignal von einer Übertragungsleitung durch automatisches Einstellen einer Verstärkung zwischen dem Eingangssignal und einem geregelten Ausgangssignal zu konditionieren, um eine vorbestimmte Spannungsamplitude auf dem geregelten Ausgangssignal zu erzeugen. Der Störgenerator ist konfiguriert, um ein Störsignal mit einer Amplitude zu erzeugen, die proportional zu der vorgegebenen Spannungsamplitude ist. Das Summierungsmodul ist konfiguriert, um das Störsignal zu dem geregelten Ausgangssignal hinzuzufügen, um eine Summierungsausgabe zu erzeugen. Das Takt- und Datenwiederherstellungsmodul ist konfiguriert, um die Summierungsausgabe abzutasten und mindestens ein Datensignal aus der abgetasteten Summierungsausgabe zu erzeugen. Der Datenprozessor ist konfiguriert, um eine Signalintegrität des Datensignals zu analysieren.
Weitere Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung umfassen eine Empfängerseite eines Kommunikationskanals, einschließlich eines Empfängers, eines Störgenerators, eines Summierungsmoduls, eines Takt- und Datenwiederherstellungsmoduls und eines Datenprozessors. Der Empfänger ist konfiguriert, um eine Amplitude eines Eingangssignals zu schätzen und ein Amplitudenanzeigesignal zu erzeugen. Der Störgenerator ist konfiguriert, um ein Störsignal mit einer Amplitude zu erzeugen, die proportional zu einer Amplitude des Eingangssignals ist und auf das Amplitudenanzeigesignal anspricht. Das Summierungsmodul ist konfiguriert, um das Störsignal zu dem Eingangssignal hinzuzufügen, um eine Summierungsausgabe zu erzeugen. Das Takt- und Datenwiederherstellungsmodul ist konfiguriert, um die Summierungsausgabe abzutasten und mindestens ein Datensignal aus der abgetasteten Summierungsausgabe zu erzeugen, und der Datenprozessor ist konfiguriert, um eine Signalintegrität des Datensignals zu analysieren.
Einige andere Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung schließen ein Verfahren zum Diagnostizieren der Signalintegrität eines Kommunikationskanals ein. Das Verfahren schließt das Empfangen eines Eingangssignals von einer Übertragungsleitung des Kommunikationskanals und das Ausführen einer Autoverstärkungsfunktion an dem Eingangssignal ein, um ein geregeltes Ausgangssignal mit einer vorgegebenen Spannungsamplitude zu erzeugen. Das Verfahren schließt auch das Hinzufügen eines Störsignals zu dem geregelten Ausgangssignal ein, um eine Summierungsausgabe zu erzeugen. Das Verfahren schließt auch das Digitalisieren der Summierungsausgabe und das Analysieren der digitalisierten Summierungsausgabe zum Bestimmen eines Fehlerpegels ein.
Noch weitere Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung schließen ein Verfahren zum Diagnostizieren der Signalintegrität eines Kommunikationskanals ein. Das Verfahren schließt das Empfangen eines Eingangssignals von einer Übertragungsleitung des Kommunikationskanals und das Ausführen einer Autoverstärkungsfunktion an dem Eingangssignal ein, um ein geregeltes Ausgangssignal mit einer vorgegebenen Spannungsamplitude zu erzeugen. Das Verfahren schließt auch das Durchführen von zwei oder mehr Schleifen eines Prozesses ein, jede Schleife umfassend; Hinzufügen eines Störsignals zu dem geregelten Ausgangssignal, um eine Summierungsausgabe zu erzeugen, Digitalisieren der Summierungsausgabe, Analysieren der digitalisierten Summierungsausgabe zum Bestimmen eines verfügbaren Spielraums in dem Kommunikationskanal für die Stromschleife, und Einstellen einer Amplitude des Störsignals. Das Verfahren schließt auch das Erzeugen eines Ergebnissignals ein, das einen endgültigen verfügbaren Spielraum als Reaktion auf den verfügbaren Spielraum von mindestens zwei der zwei oder mehr Schleifen anzeigt.
Weitere Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung schließen ein Kommunikationssystem ein, umfassend eine Sendeseite mit einer Datenquelle, eine Übertragungsleitung, die zum Übertragen eines Signals von der Datenquelle konfiguriert ist, und eine Empfangsseite, die zum Empfangen des Signals von der Übertragungsleitung als ein Eingangssignal konfiguriert ist. Die Empfangsseite schließt ein Autoverstärkungsmodul ein, das konfiguriert ist, um das Eingangssignal von der Übertragungsleitung durch automatisches Einstellen einer Verstärkung zwischen dem Eingangssignal und einem geregelten Ausgangssignal zu konditionieren, um eine vorbestimmte Spannungsamplitude auf dem geregelten Ausgangssignal zu erzeugen. Die Empfangsseite schließt auch einen Störgenerator ein, der konfiguriert ist, um ein Störsignal mit einer Amplitude zu erzeugen, die proportional zu der vorgegebenen Spannungsamplitude ist, sowie ein Summierungsmodul, das konfiguriert ist, um das Störsignal zu dem geregelten Ausgangssignal hinzuzufügen, um eine Summierungsausgabe zu erzeugen. Die Empfangsseite schließt auch ein Takt- und Datenwiederherstellungsmodul ein, das konfiguriert ist zum Abtasten der Summierungsausgabe und zum Erzeugen mindestens eines Datensignals aus der abgetasteten Summierungsausgabe, sowie einen Datenprozessor, der konfiguriert ist zum Analysieren einer Signalintegrität des Datensignals.
Figurenliste

1 ist ein Blockdiagramm eines Kommunikationskanals mit einem herkömmlichen Signalintegritätsprüfer, der den Stand der Technik repräsentiert.
2 zeigt ein Augendiagramm, das mit dem Signalintegritätsprüfer von 1 erstellt werden kann, der den Stand der Technik repräsentiert.
3 ist ein Blockdiagramm eines Kommunikationskanals mit Signalintegritätsdiagnose gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung.
4 ist ein Blockdiagramm eines Kommunikationskanals mit Signalintegritätsdiagnose gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung, die optische Kommunikationsverbindungen einschließen.
5 veranschaulicht ein Augendiagramm auf einer Empfängerseite vor dem Hinzufügen eines Störsignals und nach dem Hinzufügen eines Störsignals.
6 ist ein Schaltplan, der ein Beispiel für eine Summierungsschaltung veranschaulicht, die in Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung verwendet werden kann.
7 ist ein Flussdiagramm, das einen Prozess zum Durchführen einer Laufzeit-Signalintegritätsdiagnose auf einem Kommunikationskanal veranschaulicht.
8 ist ein Flussdiagramm, das einen Prozess zum Bestimmen des zur Laufzeit verfügbaren Spielraums für die Signalintegrität für einen gegebenen Kommunikationskanal veranschaulicht.
9 ist ein Blockdiagramm, das ein Kommunikationssystem veranschaulicht, das Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung einschließt.

ART(EN) ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
In der folgenden detaillierten Beschreibung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, die einen Teil hiervon bilden und in denen zur Veranschaulichung spezifische beispielhafte Ausführungsformen gezeigt sind, in denen die vorliegende Offenbarung in die Praxis umgesetzt werden kann. Diese Ausführungsformen werden ausreichend detailliert beschrieben, um es einem Durchschnittsfachmann zu ermöglichen, die vorliegende Offenbarung auszuführen. Es können jedoch auch andere Ausführungsformen verwendet werden und Änderungen der Struktur, des Materials und des Prozesses können vorgenommen werden, ohne vom Umfang der Offenbarung abzuweichen.
Die hierin dargestellten Veranschaulichungen sollen keine tatsächlichen Ansichten eines bestimmten Verfahrens oder Systems oder einer bestimmten Vorrichtung oder Struktur sein, sondern sind lediglich idealisierte Darstellungen, die zur Beschreibung der Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung verwendet werden. Die hierin dargestellten Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu. Ähnliche Strukturen oder Komponenten in den verschiedenen Zeichnungen können zur Vereinfachung für den Leser die gleiche oder eine ähnliche Nummerierung beibehalten; die Ähnlichkeit in der Nummerierung bedeutet jedoch nicht, dass die Strukturen oder Komponenten notwendigerweise in Größe, Zusammensetzung, Konfiguration oder einer anderen Eigenschaft identisch sind.
Es versteht sich von selbst, dass die Komponenten der Ausführungsformen, wie sie hierin allgemein beschrieben und in der Zeichnung veranschaulicht sind, in einer Vielzahl unterschiedlicher Konfigurationen angeordnet und gestaltet werden können. Somit soll die folgende Beschreibung verschiedener Ausführungsformen den Umfang der vorliegenden Offenbarung nicht einschränken, sondern lediglich repräsentativ für verschiedene Ausführungsformen sein. Während die verschiedenen Gesichtspunkte der Ausführungsformen in Zeichnungen dargestellt werden können, sind die Zeichnungen nicht notwendigerweise maßstabsgetreu gezeichnet, sofern nicht ausdrücklich angegeben.
Darüber hinaus sind die gezeigten und beschriebenen spezifischen Implementierungen nur Beispiele und sollten nicht als der einzige Weg zur Implementierung der vorliegenden Offenbarung ausgelegt werden, sofern hierin nicht anders angegeben. Elemente, Schaltungen und Funktionen können in Blockdiagrammform gezeigt werden, um die vorliegende Offenbarung nicht durch unnötige Einzelheiten undeutlich werden zu lassen. Umgekehrt sind gezeigte und beschriebene spezifische Implementierungen nur beispielhaft und sollten nicht als die einzige Möglichkeit zur Implementierung der vorliegenden Offenbarung ausgelegt werden, sofern hierin nicht anders angegeben. Außerdem sind Blockdefinitionen und die Aufteilung von Logik zwischen verschiedenen Blöcken beispielhaft für eine spezifische Implementierung. Es ist für Fachleute ohne weiteres ersichtlich, dass die vorliegende Offenbarung durch zahlreiche andere Partitionierungslösungen ausgeführt werden kann. Details bezüglich Zeitüberlegungen und dergleichen wurden größtenteils weggelassen, wenn solche Details nicht notwendig sind, um ein vollständiges Verständnis der vorliegenden Offenbarung zu erhalten und diese innerhalb der Fähigkeiten von Durchschnittsfachleuten in dem relevanten Fachgebiet liegen.
Durchschnittsfachleute werden verstehen, dass Informationen und Signale unter Verwendung einer Vielzahl verschiedener Technologien und Techniken dargestellt werden können. Zum Beispiel können Daten, Anweisungen, Befehle, Informationen, Signale, Bits, Symbole und Chips, auf die in dieser Beschreibung Bezug genommen werden kann, durch Spannungen, Ströme, elektromagnetische Wellen, Magnetfelder oder -partikel, optische Felder oder Partikel oder eine beliebige Kombination davon dargestellt werden. Einige Zeichnungen können Signale zur Übersichtlichkeit der Darstellung und Beschreibung als ein einzelnes Signal veranschaulichen. Es ist für einen Durchschnittsfachmann ersichtlich, dass das Signal einen Bus von Signalen darstellen kann, wobei der Bus eine Vielfalt von Bitbreiten aufweisen kann und die vorliegende Offenbarung anhand einer beliebigen Anzahl von Datensignalen, einschließlich eines einzelnen Datensignals, implementiert werden kann.
Die verschiedenen veranschaulichenden logischen Blöcke, Module und Schaltungen, die in Verbindung mit den hierin offenbarten Ausführungsformen beschrieben werden, können mit einem Universalprozessor, einem Spezialprozessor, einem digitalen Signalprozessor (DSP), einer anwendungsspezifischen integrierten Schaltung (ASIC), einer anwenderprogrammierbaren Gatteranordnung (FPGA) oder einer anderen programmierbaren Logikvorrichtung, einer diskreten Gate- oder Transistorlogik, diskreten Hardwarekomponenten oder einer beliebigen Kombination davon, die zum Durchführen der hierin beschriebenen Funktionen ausgelegt sind, implementiert oder durchgeführt werden. Ein Allzweckprozessor (der hierin auch als Host-Prozessor oder einfach als Host bezeichnet werden kann) kann ein Mikroprozessor sein, alternativ kann der Prozessor jedoch ein beliebiger Prozessor, Controller, Mikrocontroller oder Zustandsautomat sein. Ein Prozessor kann auch als eine Kombination von Rechenvorrichtungen, wie etwa eine Kombination aus einem DSP und einem Mikroprozessor, eine Vielzahl von Mikroprozessoren, ein oder mehrere Mikroprozessoren in Verbindung mit einem DSP-Kern oder irgendeine andere derartige Konfiguration implementiert sein. Ein Universalcomputer einschließlich eines Prozessors wird als Spezialcomputer angesehen, während der Universalcomputer so konfiguriert ist, dass er Rechenanweisungen (z. B. einen Softwarecode) ausführt, die sich auf Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beziehen.
Verschiedene Veranschaulichungen können unter Verwendung aktiver analoger Schaltungen mit Hochgeschwindigkeitstransistoren implementiert sein, wie z. B. als nicht einschränkendes Beispiel, Bipolar-, CMOS- oder BiCMOS-Vorrichtungen.
Es wird auch angemerkt, dass die Ausführungsformen in Bezug auf einen Prozess beschrieben werden können, der als ein Flussdiagramm, ein Fließschema, ein Strukturdiagramm oder ein Blockdiagramm dargestellt ist. Obwohl ein Flussdiagramm Betriebsvorgänge als einen sequentiellen Prozess beschreiben kann, können viele dieser Vorgänge in einer anderen Reihenfolge, parallel oder im Wesentlichen gleichzeitig durchgeführt werden. Außerdem kann die Reihenfolge der Vorgänge neu geordnet werden. Ein Prozess kann einem Verfahren, einem Thread, einer Funktion, einer Prozedur, einer Unterroutine, einem Unterprogramm usw. entsprechen. Weiterhin können die hierin offenbarten Verfahren in Hardware, Software oder beiden implementiert sein. Bei Implementierung in Software können die Funktionen als eine oder mehrere Anweisungen oder ein Code auf computerlesbaren Medien gespeichert oder übertragen werden. Computerlesbare Medien schließen sowohl Computerspeichermedien als auch Kommunikationsmedien, einschließlich aller Medien, die die Übertragung eines Computerprogramms von einem Ort zu einem anderen erleichtern, ein.
Es versteht sich, dass jede Bezugnahme auf ein Element in diesem Dokument unter Verwendung einer Bezeichnung wie „erste/r/s“, „zweite/r/s“ usw. die Menge oder Reihenfolge dieser Elemente nicht einschränkt, es sei denn, eine solche Einschränkung wird ausdrücklich angegeben. Vielmehr können diese Bezeichnungen hierin als ein zweckmäßiges Verfahren zum Unterscheiden zwischen zwei oder mehr Elementen oder Instanzen eines Elements verwendet werden. Ein Verweis auf erste und zweite Elemente bedeutet also nicht, dass dort nur zwei Elemente eingesetzt werden dürfen oder dass das erste Element dem zweiten Element in irgendeiner Weise vorhergehen muss. Darüber hinaus kann ein Satz von Elementen, sofern nicht anders angegeben, ein oder mehrere Elemente umfassen.
Hierin beschriebene Elemente können mehrere Instanzen desselben Elements enthalten. Diese Elemente können allgemein durch einen numerischen Bezeichner (z. B. 110) und speziell durch den numerischen Bezeichner gefolgt von einem alphabetischen Bezeichner (z. B. 110A) oder einen numerischen Bezeichner mit vorangestelltem „Strich“ (z. B. 110-1) angezeigt werden. Zur Vereinfachung der Beschreibung beginnen die Elementnummernanzeiger größtenteils mit der Nummer der Zeichnung, auf der die Elemente vorgestellt oder am ausführlichsten erörtert werden. So haben beispielsweise Elementidentifizierer in einer 1 meistens das numerische Format 1xx, und Elemente in einer 4 haben meistens das numerische Format 4xx.
Wie hierin verwendet, bedeutet der Begriff „im Wesentlichen“ in Bezug auf einen gegebenen Parameter, eine Eigenschaft oder eine Bedingung und schließt in einem für Fachleute verständlichen Ausmaß ein, dass der gegebene Parameter, die gegebene Eigenschaft oder die gegebene Bedingung innerhalb eines kleinen Grades an Varianz erfüllt ist, wie beispielsweise innerhalb akzeptabler Fertigungstoleranzen. Beispielhaft kann in Abhängigkeit von dem bestimmten Parameter, der Eigenschaft oder der Bedingung, der bzw. die im Wesentlichen erfüllt ist, der Parameter, die Eigenschaft oder die Bedingung zu mindestens 90 % erfüllt, zu mindestens 95 % erfüllt oder sogar zu mindestens 99 % erfüllt sein.
Wie hierin verwendet, bedeutet „serieller Kommunikationskanal“ eine Kommunikationsverbindung, die Informationen als eine serielle Gruppe von Bits überträgt. Das Protokoll der Verbindung schließt eine Gruppe von Bits als eine Informationsnutzlast ein, die verschiedene Größen aufweisen kann und andere Bits, wie zum Beispiel Startbits, Stoppbits, Paritätsbits und Adressbits, einschließen kann. Die physische Schicht der Verbindung kann eine elektrisch verdrahtete Verbindung sein, die Protokolle wie z. B. RS-232, I²C und SMBus verwendet. Die physische Schicht der Verbindung kann auch eine optische Verbindung, wie z. B. Glasfaser, einschließen.
Die Bezugnahme in dieser Beschreibung auf „eine Ausführungsform“, „irgendeine Ausführungsform“ oder einen ähnlichen Ausdruck bedeutet, dass ein bestimmtes Merkmal, eine bestimmte Struktur oder eine bestimmte Eigenschaft, das bzw. die in Verbindung mit der angegebenen Ausführungsform beschrieben wird, in mindestens einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung enthalten ist. Somit beziehen sich die Ausdrücke „in einer Ausführungsform“, „in irgendeiner Ausführungsform“ und ähnliche Ausdrücke in dieser Beschreibung möglicherweise, aber nicht notwendigerweise, alle auf dieselbe Ausführungsform.
Hierin beschriebene Ausführungsformen stellen ein Diagnosesystem für die Signalintegrität bereit, das in Echtzeit arbeiten kann, um eine Analyse eines großen Abschnitts eines Kommunikationskanals bereitzustellen. Auf Anfrage der Empfangsseite eines Kommunikationskanals kann der Kanal analysiert werden, wie viel Jitter-Spielraum und vertikaler Augenspielraum während der Laufzeit noch im System verfügbar ist. Die meisten, wenn nicht sogar alle Komponenten in dem Kommunikationskanal, einschließlich passiver Komponenten, Verbinder, Verkabelung, elektrische Interferenz, elektrischer Schaltungen wie Kabeltreiber, Entzerrer sowie PLL und deren Funktion, werden im Rahmen der Analyse getestet.
1 ist ein Blockdiagramm eines Kommunikationskanals 160 mit einem herkömmlichen Signalintegritätsprüfer, der den Erfindern dieser Offenbarung bekannt ist. 2 zeigt ein beispielhaftes AUGEN-Diagramm, das von dem Signalintegritätsprüfer aus 1 erhalten werden kann.
In 1 schließt der Kommunikationskanal 160 eine Datenquelle 110 ein, die ein Signal erzeugt, das von einem Kabeltreiber 112 aufbereitet und entlang einer Übertragungsleitung 114, wie z. B. ein Koaxialkabel, ein ungeschirmtes verdrilltes Doppelkabel (UTP-Kabel), ein geschirmtes verdrilltes Doppelkabel (STP-Kabel) usw. gesendet wird. Ein Empfänger 120 empfängt das Signal und sendet es an ein Takt- und Datenwiederherstellungsmodul (CDR-Modul) 125, das einen resultierenden Takt und Daten an einen Datenprozessor und/oder Rekorder 141 sendet.
Für die Signalintegritätsprüfung wird ein zusätzlicher Digitalisierer 130 verwendet, um das Signal von dem Empfänger 120 zu digitalisieren. Ein Fehlerpegel-Detektor 132 und ein AUGEN-Generator 134 arbeiten, um das AUGEN-Muster zu entwickeln, das zur Anzeige der Signalintegrität verwendet werden kann. Der AUGEN-Generator 134 kann einen Direktzugriffsspeicher (RAM) zum Speichern des resultierenden AUGEN-Musters einschließen.
Dieses herkömmliche System tastet das AUGE auf der Empfangsseite ab, und zwar nicht nur in der Mitte des AUGES, sondern auch in verschiedenen Phasen und Amplitudenpegeln, wobei z. B. die Bitfehlerrate an den verschiedenen Abtastpunkten aufgezeichnet wird. Das innerhalb des Empfängers 120 aufgebaute AUGE weist ein entsprechendes Speicherabbild auf, das z. B. durch ein serielles Protokoll, wie I2C (interintegrierte Schaltung) ausgelesen und wie in 2 dargestellt, angezeigt werden kann.
Somit misst in diesen herkömmlichen Systemen ein komplexes System Fehler in dem Kommunikationskanal 160 vor dem CDR-Modul 125. Dieser Prüfprozess kann langsam sein, funktioniert nur bei bestimmten Typen von CDR-Modulen 125, erfordert eine signifikante zusätzliche Chipfläche (im Vergleich zu Systemen ohne CDR-Modul) und schließt vor allem nicht die Leistung des CDR selbst ein. In diesen Fällen wird in der Regel eine fundierte Vermutung über die Jitter-Toleranz der nachfolgenden CDR gemacht, die irgendwo zwischen 20 % und 80 % eines Einheitsintervalls liegen kann. Der Reiz herkömmlicher Systeme besteht darin, dass sie ein Ergebnis erzeugen, das einer in einer Laborumgebung erhaltenen AUGEN-Messung ähnelt, sodass es leicht zu verstehen ist. Von den Erfindern dieser Offenbarung wird nun jedoch verstanden, dass diese Systeme aufgrund der unbekannten und variablen Jitter-Toleranz der nachfolgenden CDR kein vollständiges Bild des Spielraums geben. Darüber hinaus können herkömmliche Systeme beträchtliche Silizium-Fläche und Energie zur Durchführung der Analyse benötigen und recht langsam sein.
3 ist ein Blockdiagramm eines Kommunikationskanals 360 mit Signalintegritätsdiagnose gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung. Der Kommunikationskanal 360 kann einen Kabeltreiber 312, eine Übertragungsleitung 314 und einen Empfänger 321 einschließen. Die Übertragungsleitung 314, die ein Signal führt, kann elektrisch (z. B. ein Koaxialkabel, UTP-Kabel, STP-Kabel oder andere geeignete elektrische Leitungen) oder optisch (z. B. Glasfasersysteme) sein.
Der gesamte Kommunikationskanal 360 von 3 schließt eine Datenquelle 310, den Kabeltreiber 312, die Übertragungsleitung 314, den Empfänger 321, ein Summierungsmodul 323, ein CDR-Modul 325 und einen Datenprozessor 341 ein. Ein Signalaufbereitungsmodul 330 schließt den Empfänger 321, das Summierungsmodul 323 und einen Störgenerator 327 (hier auch als Signalgenerator 327 bezeichnet) ein.
Die Datenquelle 310 überträgt Daten an ihrem Ausgang 311, die abschließend an dem Datenprozessor 341 empfangen werden können. Die Datenquelle 310 kann die Ausgabe eines digitalen Systems sein, wie z. B. einer Verarbeitungseinheit oder einer anderen digitalen Schaltung, oder direkt von einem Sensor, wie z. B. einem Kamerasensor.
Ein Kabeltreiber 312 bereitet eine Ausgabe 313 vor, um sein Spannungssignal über die Übertragungsleitung 314 zu übertragen. Die Ausgabe 313 kann in jedem geeigneten Datenformat vorliegen. Als nicht einschränkende Beispiele kann das Format Non-Returnto-Zero-Daten (NRZ-Daten) oder Daten auf mehreren Ebenen sein. Die Daten können kodiert sein (z. B. 8b/10-Kodierung, 128 b/130 b-Kodierung oder 128 bit/130 bit, PAM5-Kodierung).
Die Übertragungsleitung 314 führt das Signal zu dem Eingang 320 eines Empfängers 321, der ein Autoverstärkungsmodul einschließen kann. Die Übertragungsleitung 314 kann von beliebiger Art sein, einschließlich elektrischer Übertragungsleitungen (z. B. Koaxialkabel, geschirmtes verdrilltes Doppelkabel, ungeschirmtes verdrilltes Doppelkabel und Leiterbahnen auf einer Leiterplatte, wie z. B. unsymmetrische und differentielle Übertragungsleitungen).
4 ist ein Blockdiagramm eines Kommunikationskanals 360 mit Signalintegritätsdiagnose gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung, die optische Kommunikationsverbindungen einschließen. In dieser Ausführungsform kann eine optische Übertragungsleitung verwendet werden. Auf der Sendeseite erzeugt ein Elektrisch-zu-Optisch-Wandler 415 ein optisches Ausgangssignal 416, das über eine optische Faser 417 übertragen wird. Auf der Empfangsseite wandelt ein Optisch-zu-Elektrisch-Wandler 419 das optische Signal 418 wieder in ein elektrisches Signal um, bevor es zu einem Eingangssignal 320 für den Empfänger 321 mit Autoverstärkung wird. Für die optischen Daten können die gleichen Kodierungen und Pegel, wie 2-Pegel oder mehrere Pegel, verwendet werden. Alle anderen Teile von 4 sind die gleichen wie für 3 und müssen somit nicht im Detail beschrieben werden.
Zurückkehrend zu 3 kann der Empfänger 321 auf der Empfangsseite eine Autoverstärkungsschaltung und/oder einen auto-adaptiven Entzerrer einschließen, die konfiguriert sind, um eine Spannungsamplitude des Signals auf einen bekannten Wert zu bringen, wodurch ein relativ offenes AUGE in einem geregelten Ausgangssignal 322 bereitgestellt wird. Als Beispiel, und nicht als Einschränkung, verwendet die hierin erörterte Ausführungsform eine vorgegebene Spannungsamplitude von 600 mV für das geregelte Ausgangssignal 322.
Das geregelte Ausgangssignal 322 ist eine Eingabe in ein Summierungsmodul 323, das eine Summierungsausgabe 324 erzeugt. Die Summierungsausgabe 324 speist ein CDR-Modul 325, das die Summierungsausgabe 324 abtastet. Das CDR-Modul 325 kann eine beliebige Art von Digitalisierer sein (der auch als „Takt- und Datenwiederherstellungsmodul“ bezeichnet werden kann), der konfiguriert ist, um einen Takt wiederherzustellen (z. B. unter Verwendung einer Phasenregelschleife oder einer Verzögerungsregelschleife) und die in der Summierungsausgabe 324 kodierten Daten abzutasten, um wiederhergestellte Signale 340 zu erzeugen, die ein Taktsignal und ein Datensignal einschließen können.
Der Datenprozessor 341, der als Datenrekorder konfiguriert sein oder einen solchen einschließen kann, schließt eine oder mehrere Fehlerprüfungen ein (z. B. durch Paritätsbits, Fehler durch zyklische Redundanzprüfung (CRC-Fehler) und Vorwärtsfehlerkorrektursysteme). Der Datenprozessor 341 kann als Mikroprozessor, Mikrocontroller und/oder dedizierte Schaltung konfiguriert sein.
Der Störgenerator 327 ist konfiguriert, um ein Störsignal 326 zu erzeugen, das die zweite Eingabe für das Summierungsmodul 323 ist. Somit kombiniert das Summierungsmodul 323 das geregelte Ausgangssignal 322 mit dem Störsignal 326 und erzeugt als Reaktion auf die kombinierten Signale die Summierungsausgabe 324.
Durch das kontrollierte Hinzufügen einer Störung (d. h. Rauschen) zu dem geregelten Ausgangssignal 322 an einer Position unmittelbar nach dem Empfänger 321 und vor dem Abtaster des CDR-Moduls 325 wird dem System ein kontrollierter Jitter-Pegel und eine kontrollierte Menge an vertikalem Augenverschluss hinzugefügt. Die Wirkung des zusätzlichen Jitters und des vertikalen Augenverschlusses kann auf der digitalen Ebene überprüft werden, indem die Zunahme von Fehlern (z. B. CRC-Fehler und/oder Bitfehler) überwacht wird. Der Grad des Augenverschlusses kann durch Hinzufügen eines digitalen Signals mit bekannter Amplitude eingestellt werden. Als Ergebnis kann der Kommunikationskanal 360 auf einen bevorzugten Pegel des erforderlichen Spielraums getestet werden. Eine Möglichkeit besteht darin, dieses Testen während Nicht-Datenzeiten im Signal, wie z. B. den Austastzeilen des Videosignals oder nur in den Momenten durchzuführen, in denen mögliche Bitfehler nicht zu unerwünschten Ergebnissen führen können (z. B. Autounfälle).
Sowohl bei der elektrischen als auch bei der optischen Kommunikation erzeugen einige Ausführungsformen ein geregeltes Ausgangssignal 322, das den Empfänger 321 verlässt und eine geregelte Amplitude hat. Es gibt mehrere Möglichkeiten, die Ausgangsamplitude für das geregelte Ausgangssignal 322 zu regulieren. Ein solches Verfahren ist die Verwendung eines Begrenzungsverstärkers als ein Autoverstärkungsmodul. Ein Begrenzungsverstärker arbeitet gut für ein 2-stufiges Signalisierungssystem, und zwar so, dass die Verstärkung erhöht und begrenzt wird, sodass der Ausgang eine feste Amplitude aufweist. Eine weitere Möglichkeit zum Regulieren der Ausgangsamplitude kann darin bestehen, dass innerhalb des Empfängers 321 eine spannungsgesteuerte Verstärkung angelegt und die Verstärkung bis zu einem gewählten maximalen Spannungsausgangspegel erhöht wird. Es können anspruchsvollere Verstärkungsschaltungen verwendet werden, die auch eine Entzerrung der höheren Frequenzverluste, die im Kommunikationskanal 360 vorhanden sein können, anwenden. In solchen Fällen stehen mehrere Autoregulierungen zur Verfügung, wobei eine davon eine Verstärkung für niedrigere Frequenzen und eine weitere Verstärkung für höhere Frequenzen enthält, die beide automatisch auf ein geregeltes Ausgangssignal 322 mit einer bekannten (d. h. vorgegebenen) Spannungsamplitude eingestellt werden.
Das Summierungsmodul 323 kombiniert das geregelte Ausgangssignal 322 mit dem Störsignal 326, das auf eine bekannte Amplitude eingestellt werden kann. Infolgedessen erzeugt das Summierungsmodul 323 eine Verschlechterung der Signalintegrität auf dem geregelten Ausgangssignal 322. Diese erzeugte Verschlechterung imitiert eine Verschlechterung zusätzlich zu allen bereits vorhandenen Nicht-Idealitäten des Kommunikationskanals 360.
Der Störgenerator 327 ist konfiguriert, um das Störsignal 326 mit einer Ausgangsamplitude zu erzeugen, die als Reaktion auf ein Steuersignal 328 eingestellt werden kann. Das Steuersignal 328 kann konfiguriert sein, um verschiedene Stufen von Störungen zu definieren, um verschiedene Stufen zusätzlicher Verschlechterungen zu erzeugen. Im Allgemeinen sind diese verschiedenen Stufen proportional zur vorgegebenen Spannungsamplitude des geregelten Ausgangssignals 322. Das Störsignal 326 kann als ein Hinzufügen von Rauschen betrachtet werden, jedoch wird es durch die Umwandlung in ein einfaches digitales 2-Pegel-Signal begrenzt (d. h. mit einem begrenzten und bekannten Wirkungspegel). Das Signal kann ein Datenmuster, ein Muster einer pseudozufälligen binären Sequenz (PRBS-Muster) oder, in einer einfachen, praktischen Ausführungsform, ein Taktsignal sein. Die Datenrate des Störsignals 326 sollte vorzugsweise höher als die „3dB“- oder „Eck“-Frequenz der Jitter-Übertragung des nachfolgenden Digitalisierers/CDR-Moduls 325 sein. Als ein nicht einschränkendes Beispiel hat ein Digitalisierer/CDR-Modul 325, der/das mit 12,5 Gbits/Sekunde läuft, in der Regel eine Eckfrequenz der Jitter-Übertragung von etwa 7 MHZ. So könnte in diesem Fall, wenn ein Taktoszillator als Mustergenerator verwendet wird, der Takt mit einer Frequenz von 20 MHz oder höher bis zu mehreren GHz arbeiten.
Der Datenprozessor 341 kann konfiguriert sein, um einen Fehlerpegel in seinem eingehenden Datenstrom auf den wiederhergestellten Signalen 340 zu erfassen. Dieser Fehler kann ein reiner Bitfehlerraten-Pegel (BER-Pegel) oder irgendeine andere Indikation sein, die informativ ist. Der Datenprozessor 341 kann Fehlerpegelschätzungen unter Verwendung einer Vielzahl von Techniken vornehmen, z. B. Verfolgen und Verwenden von Paritätsfehlern, CRC-Fehlern, Fehlerdaten, die von einem Vorwärtsfehler-Korrektursystem abgerufen werden usw. Der Fehlerpegel kann als ein Fehlerpegelsignal 342 ausgegeben werden. Der Datenprozessor 341 kann auch ein Diagnosefreigabesignal 350 erzeugen, das anzeigt, wann ein Diagnoseprozess stattfinden kann.
Bei Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung wird der gesamte Kommunikationskanal 360 von der Datenquelle 310 über den Kabeltreiber 312, die Übertragungsleitung 314, den Empfänger 321, das Summierungsmodul 323 und das CDR-Modul 325 bis zu dem Datenprozessor 341 in die Signalintegritätsdiagnose einbezogen. Im Gegensatz dazu schließt der herkömmliche Kommunikationskanal 160 von 1 weder das CDR-Modul 325 noch den Datenprozessor 341 in die Diagnose ein.
Ein Entscheidungsmodul 344 kann eine Zustandsmaschine in einer digitalen Schaltung, ein Programm auf einem Mikrocontroller oder ein Programmmodul innerhalb des Datenprozessors 341 sein, das den Störgenerator 327 über das Steuersignal 328 anweisen kann, einen Amplitudenpegel, ein Datenmuster und/oder eine Datenrate auf dem Störsignal 326 zu erzeugen, die dem geregelten Ausgangssignal 322 im Summierungsmodul 323 hinzugefügt werden. Das Fehlerpegelsignal 342 kann mit einem vorbestimmten Wert verglichen werden, um eine Pass-/Fail-Anzeige auf einem Ergebnissignal 343 zu erzeugen, wie nachstehend mit Bezug auf 7 erläutert.
Das Entscheidungsmodul 344 kann auch den Störgenerator 327 über sein Steuersignal 328 anweisen, nacheinander mehrere Amplitudenpegel auf dem Störsignal 326 zu erzeugen, die zu dem geregelten Ausgangssignal 322 hinzugefügt werden. Aus seinen Erkenntnissen kann das Entscheidungsmodul 344 den Pegel des in dem Gesamtsystem noch verfügbaren Spielraums bestimmen, bevor ein nicht tolerierbarer Pegel oder Fehler erreicht wird, wie nachstehend mit Bezug auf 8 erläutert. Dieser verfügbare Spielraum kann als Teil des Ergebnissignals 343 ausgegeben werden.
5 veranschaulicht ein Augendiagramm auf einer Empfängerseite vor dem Hinzufügen eines Störsignals 326 und nach dem Hinzufügen eines Störsignals 326. Die linke Seite zeigt eine Simulation des Augendiagramms 510 eines geregelten 12,5-Gbit/s-Ausgangssignals 322 nach Entzerrung durch das Autoverstärkungsmodul in dem Empfänger 321. Wie in 5 gezeigt, wurde die Differenzamplitude auf 600 mV geregelt. Die vertikale AUGEN-Öffnung beträgt etwa 300 mV, und der Jitter beträgt etwa 20 Pikosekunden.
Die rechte Seite zeigt ein Augendiagramm 520 der Summierungsausgabe 324, nachdem ein 300-mV-Störsignal 326 (als ein Taktsignal mit einer Frequenz von 400 MHZ) zum geregelten Ausgangssignal 322 hinzugefügt wurde. Somit wird das Störsignal 326 mit einer Amplitude eingestellt, die zu 50 % der Amplitude des geregelten Ausgangssignals 322 proportional ist. Dadurch hat sich der Jitter in einer kontrollierten Weise auf 50 ps erhöht und die AUGEN-Öffnung auf etwa 150 mV verringert. Insbesondere weisen das linke und das rechte AUGEN-Diagramm eine leicht unterschiedliche Y-Skala auf.
Einige Ausführungsformen können ohne ein Autoverstärkungsmodul innerhalb des Empfängers 321 konfiguriert sein. In solchen Ausführungsformen kann ein Amplitudenerfassungsmodul eingeschlossen sein, um die Amplitude des Eingangssignals 320 zu den Empfänger 321 abzuschätzen. Ein Amplitudenanzeigesignal 329 kann von dem Empfänger 321 an den Störgenerator 327 und/oder das Entscheidungsmodul 344 gesendet werden. Das Amplitudenanzeigesignal 329 gibt eine Amplitude des Eingangssignals 320 an den Empfänger 321 ohne jegliche Autoverstärkungsfunktion an. Aus dem Amplitudenanzeigesignal 329 können das Entscheidungsmodul 344 und/oder der Störgenerator 327 einen geeigneten Spannungspegel für das Störsignal 326 bestimmen, der proportional zu dem geregelten Ausgangssignal 322 ist, das in diesem Fall keine Änderung der Amplitude einschließen darf.
6 zeigt einen Schaltplan, der ein nicht einschränkendes Beispiel für eine Summierungsschaltung 623 veranschaulicht, die in Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung verwendet werden kann. Ebenso in 6 eingeschlossen ist ein nicht einschränkendes Beispiel eines Störgenerators 627. Die Summierung kann auf viele geeignete Weisen durchgeführt werden, wobei viele geeignete Schaltungen, wie z. B. Operationsverstärker und Differenzverstärker, verwendet werden. Die Ausführungsform von 6 ist als ein nicht einschränkendes Beispiel einer für Hochgeschwindigkeitsanwendungen geeigneten Schaltung eingeschlossen.
In 6 werden die Signale in und aus dem Summierungsmodul 323 durch Differenzsignalisierung unter Verwendung der Prinzipien der Stromschaltlogik (CML) behandelt und übermittelt. Somit endet der Empfänger 321 (3) z. B. in einer CML-Stufe, die Ausgangssignale 621 an die Transistoren M1 und M2 bereitstellt. Die Transistoren M1 und M2 sind jeweils mit einer Stromquelle 11 und den Widerständen R1 und R2 gekoppelt. Die Ausgabe der Transistoren M1 und M2 ist ein Differenzstromsignal 622, das an den Addierer 623 geht, der aus den Widerständen R1 und R2 aufgebaut ist. Von der rechten Seite wird das Störsignal 626 als ein Differenzstrom bereitgestellt, der von einem Signalgenerator 627 kommt. Das Störsignal 626 wird über das Ohm'sche Gesetz der Widerstände R1 und R2 zu dem Differenzstromsignal 622 hinzugefügt. Die Differenzspannung an diesen Widerständen dient als das Ausgangssignal 624, das an den/das Digitalisierer/CDR-Modul 325 gesendet wird (3).
Das Differenzstromsignal 626 wird in dem Generator 627 erzeugt und ist in der Amplitude durch eine variable Stromquelle 12 einstellbar, die durch das Steuersignal 328 von dem Entscheidungsmodul 344 gesteuert wird (3). Die Ausgabe der variablen Stromquelle 12 wird über Transistoren M3 und M4 auf einen Differenzstrom abgestimmt. In dieser Ausführungsform wird das Störsignal 626 als Taktsignal von einem Oszillator 640 erzeugt.
7 ist ein Flussdiagramm, das einen Prozess zum Durchführen einer Signalintegritätsdiagnose auf einem Kommunikationskanal 360 gemäß Ausführungsformen der Offenbarung veranschaulicht. Bezugnehmend auf 7 und 3 wird im Prozessblock 702 ein Signal von der Übertragungsleitung 314 empfangen. Bei Prozessblock 704 kann das Signal einen Autoverstärkungsprozess durchlaufen, um die Amplitude auf einen vorbestimmten Spannungspegel einzustellen. Bei Prozessblock 706 wird ein Interferenzsignal 326 (hierin auch als „Störsignal 326“ bezeichnet) mit einer bekannten Amplitude erzeugt, die proportional zu der Amplitude des Autoverstärkungssignals ist. Bei Prozessblock 708 wird die resultierende Summierung durch das CDR-Modul 325 digitalisiert. Bei Prozessblock 710 wird das digitalisierte Summierungssignal durch den Datenprozessor 341, wie vorstehend erläutert, analysiert, um einen Fehlerpegel zu bestimmen. Bei Prozessblock 712 wird der Fehlerpegel mit einem maximal zulässigen Fehlerpegel verglichen. Bei Prozessblock 714 wird das Ergebnis des Vergleichs als Pass-/Fail-Anzeige auf dem Ergebnissignal 343 ausgegeben.
8 ist ein Flussdiagramm, das einen Prozess zum Definieren der Signalintegrität veranschaulicht, die für einen gegebenen Kommunikationskanal 360 ausreichend ist. Bezugnehmend auf 8 und 3 weist das Entscheidungsmodul 344 bei Prozessblock 802 den Störgenerator 327 über das Steuersignal 328 an, nacheinander mehrere Amplitudenpegel auf dem Störsignal 326 zu erzeugen, die zu dem geregelten Ausgangssignal 322 hinzugefügt werden. Bei Prozessblock 804 kann das Entscheidungsmodul 344 aus seinen Erkenntnissen den Pegel des in dem Gesamtsystem noch verfügbaren Spielraums bestimmen. Bei Prozessblock 806 kann eine höchste durchlaufende Amplitude und/oder ein verfügbarer Spielraum als Teil des Ergebnissignals 343 ausgegeben werden.
In einer Ausführungsform wird der Zeitpunkt, zu dem das Störsignal 326 dem geregelten Ausgangssignal 322 hinzugefügt wird, auf bestimmte Zeitperioden gesteuert, in denen Fehler im Signal nicht als Problem bei dem Empfang oder der Verarbeitung der Daten in dem Datenprozessor 341 angesehen würden. Beispielsweise kann bei dem Übertragen von Videodaten die Signalintegritätsdiagnose während der Austastperioden durchgeführt werden, wobei die Fehlereffekte für den Betrieb des Gesamtsystems nicht entscheidend (d. h. als Folge davon) sind. Die Diagnosevorgänge können mit Austastperioden synchronisiert werden, die beispielsweise auf ein Diagnosefreigabesignal 350 von dem Datenprozessor 341 reagieren. Da der Datenprozessor 341 Informationen aus seinen Empfangsdaten extrahiert, weiß er zu jedem Zeitpunkt, wie wichtig die empfangenen Daten sind, und kann das geeignete Timing für die Signalintegritätsdiagnose bestimmen.
In einer Ausführungsform ist die Datenquelle 310 mit Informationen über die relative Wichtigkeit der übertragenen Daten konfiguriert und übermittelt die Informationen über die Wichtigkeit der übertragenen Daten an den Datenprozessor 341. Somit kann die Datenquelle eine Angabe über einen Zeitraum übermitteln, der für die Durchführung einer Signalintegritätsdiagnose gut geeignet ist, oder eine Angabe über einen Zeitraum übermitteln, der für die Durchführung einer Signalintegritätsdiagnose schlecht geeignet ist. Je nach der Art der Kodierung kann diese Übermittlung in einer für die gegebene Kodierung geeigneten Weise organisiert werden. Wenn beispielsweise die 8b/10b-Kodierung verwendet wird, kann ein k-Code für den Beginn unwichtiger Daten und ein anderer k-Code für den Beginn wichtiger Daten für das System vorgesehen werden. In einigen Fällen kann der zweite k-Code mehrmals wiederholt werden, um sicherzustellen, dass der Beginn wichtiger Daten nicht durch einen tatsächlichen Bitfehler verpasst wird, der auf die Jitter-Einfügung zurückzuführen ist. Als Reaktion auf die Angaben von der Datenquelle kann die Empfangsseite geeignete Perioden für das Anlegen des Störsignals bestimmen. Als ein nicht einschränkendes Beispiel kann der Datenprozessor die Angaben von der Datenquelle dekodieren und das Diagnosefreigabesignal 350 erzeugen, um dem Entscheidungsmodul 344 mitzuteilen, wann die Jitteraddition zu starten/stoppen ist.
9 ist ein Blockdiagramm, das ein beispielhaftes Kommunikationssystem 910 veranschaulicht, das Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung einschließt. Eine oder mehrere Sendeseiten (920A, 920B) schließen einen oder mehrere Sensoren 925 oder andere geeignete Informationsquellen ein. Eine Datenquelle 310 kann mit dem Sensor gekoppelt sein, und die Datenquelle 310 ist konfiguriert, um eine Übertragungsleitung (914A, 914B, z B. 314 wie in 3 gezeigt und/oder 415, 417, 419 wie in 5 gezeigt) anzutreiben, um Daten von dem einen oder den mehreren Sensoren 925 an eine Empfangsseite 930 zu übertragen. Die Empfangsseite 930 kann das Signalaufbereitungsmodul 330, das CDR-Modul 325 und den Datenprozessor 341 einschließen, wie in 3 und 4 gezeigt.
Viele Anwendungen für Kommunikationskanäle 360 innerhalb eines Kommunikationssystems 910 können die hierin beschriebenen Signalintegritätstechniken und -systeme enthalten, einschließlich, aber nicht einschränkend, zu Diagnosezwecken. Als nicht einschränkendes Beispiel können einige Kommunikationssysteme 910 konfiguriert sein, um Kommunikationskanäle 360 für Anwendungen einzuschließen, die Sensorinformationen verwenden, wie z. B. Bilderfassung, Bildverarbeitung (z. B. ein Framegrabber) und Bilddatenübertragung. Andere Sensorinformationen können Daten von Sensoren wie z. B. Näherungssensoren, Umgebungssensoren und anderen geeigneten Sensoren zur Objekt- und Ereigniserkennung einschließen. Diese Kommunikationskanäle 360 nach Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung können in vielen allgemeinen Systemen und eingebetteten Systemen wie z. B. Fabrikautomatisierungssystemen, Kfz-Vision-Systemen und maschinellen Bildverarbeitungssystemen, Sicherheitsvideosystemen, Gesichtsbilderfassungs- und -erkennungssystemen, Objektscansystemen, die Bilderfassung beinhalten, industriellen Inspektionssystemen, hochauflösender Videoerfassung und mehr eingeschlossen sein.
Darüber hinaus können Kommunikationssysteme 910, die Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung einschließen, in verschiedenen Konfigurationen implementiert sein. Als ein nicht einschränkendes Beispiel können die Übertragungsleitungen bidirektional sein und die Sende- (920A, 920B) und Empfangsseiten 930 können sich ähneln, sodass jede Seite sowohl Daten senden als auch Daten empfangen und verarbeiten kann, gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung. Als weiteres nicht einschränkendes Beispiel können sich mehrere Sendeseiten (920A, 920B) eine einzige Übertragungsleitung 914 teilen. Als weitere nicht einschränkende Beispiele können die Systeme mit mehreren Knoten in unterschiedlichen Topologien konfiguriert sein, wie z. B. Peer-to-Peer-Netzwerke, Ringtopologien, Mesh-Topologien und Netzwerke vom Typ Client/Server.
Viele der in dieser Beschreibung beschriebenen Funktionseinheiten können als Module, Threads oder andere Segregationen von Programmcode bezeichnet werden, um insbesondere ihre Implementierungsunabhängigkeit hervorzuheben. Module können in der einen oder anderen Form mindestens teilweise in Hardware implementiert sein. Zum Beispiel kann ein Modul als Hardwareschaltung implementiert werden, die benutzerdefinierte VLSI-Schaltungen oder Gate-Arrays, handelsübliche Halbleiter, wie etwa Logikchips, Transistoren oder andere diskrete Komponenten, umfasst. Ein Modul kann auch in programmierbaren Hardwarevorrichtungen implementiert sein, wie feldprogrammierbaren Gate-Arrays, programmierbarer Array-Logik, programmierbaren Logikvorrichtungen oder dergleichen.
Module können auch unter Verwendung von Software, die auf einer physischen Speichervorrichtung (z. B. einem computerlesbaren Speichermedium) gespeichert ist, in Speicher oder einer Kombination davon zur Ausführung durch verschiedene Typen von Prozessoren implementiert sein.
Ein identifiziertes Modul aus ausführbarem Code kann zum Beispiel einen oder mehrere physische oder logische Blöcke von Computeranweisungen umfassen, die zum Beispiel als Thread, Objekt, Prozedur oder Funktion organisiert sein können. Nichtsdestotrotz müssen die ausführbaren Dateien eines identifizierten Moduls nicht physisch zusammen angeordnet sein, sondern können unterschiedliche Anweisungen umfassen, die an verschiedenen Orten gespeichert sind, die, wenn sie logisch zusammengefügt werden, das Modul umfassen und den angegebenen Zweck für das Modul erreichen.
Tatsächlich kann ein Modul aus ausführbarem Code eine einzelne Anweisung oder viele Anweisungen sein und kann sogar über mehrere verschiedene Codesegmente, zwischen verschiedenen Programmen und über mehrere Speichervorrichtungen verteilt sein. In ähnlicher Weise können Betriebsdaten hierin innerhalb von Modulen identifiziert und veranschaulicht sein und können in irgendeiner geeigneten Form verkörpert und innerhalb irgendeiner geeigneten Art von Datenstruktur organisiert sein. Die Betriebsdaten können als ein einziger Datensatz gesammelt oder über verschiedene Orte, einschließlich über verschiedene Speichervorrichtungen, verteilt sein und können mindestens teilweise lediglich als elektronische Signale in einem System oder Netzwerk vorhanden sein. Wenn ein Modul oder Abschnitte eines Moduls in Software implementiert sind, werden die Softwareabschnitte auf einem oder mehreren physischen Vorrichtungen gespeichert, die hierin als computerlesbare Medien bezeichnet werden.
In einigen Ausführungsformen sind die Softwareabschnitte in einem nichtflüchtigen Zustand gespeichert, sodass die Softwareabschnitte oder Darstellungen davon für einen Zeitraum an demselben physischen Ort verbleiben. Zusätzlich sind in einigen Ausführungsformen die Softwareabschnitte in einer oder mehreren nichtflüchtigen Speichervorrichtungen gespeichert, die Hardwareelemente einschließen, die nichtflüchtige Zustände und/oder Signale speichern können, die für die Softwareabschnitte repräsentativ sind, obwohl andere Abschnitte der nichtflüchtigen Speichervorrichtungen in der Lage sein können, die Signale zu ändern und/oder zu übertragen. Ein Beispiel einer nichtflüchtigen Speichervorrichtung schließt einen Nur-Lese-Speicher (ROM) ein, der für einen Zeitraum Signale und/oder Zustände speichern kann, die für die Softwareabschnitte repräsentativ sind. Die Fähigkeit, die Signale und/oder Zustände zu speichern, wird jedoch nicht durch weitere Funktionalität zum Übertragen von Signalen beeinträchtigt, die den gespeicherten Signalen und/oder Zuständen entsprechen oder diese repräsentieren. Zum Beispiel kann ein Prozessor auf den ROM zugreifen, um Signale zu erhalten, die für die gespeicherten Signale und/oder Zustände repräsentativ sind, um die entsprechenden Softwareanweisungen auszuführen.
Während im Zusammenhang mit einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung besondere Vorteile, einschließlich gegenüber konventionellen Verfahren und Systemen, beschrieben wurden, wird ein Durchschnittsfachmann erkennen, dass es noch andere Vorteile gibt. Darüber hinaus können Nachteile und Mängel herkömmlicher Systeme und Verfahren, die sich von den hierin beschriebenen unterscheiden, durch die hierin beschriebenen Ausführungsformen verbessert oder überwunden werden.
Während die vorliegende Offenbarung hierin in Bezug auf bestimmte veranschaulichte Ausführungsformen beschrieben wurde, werden Fachleute erkennen und anerkennen, dass die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt ist. Vielmehr können viele Ergänzungen, Löschungen und Modifikationen an den veranschaulichten und beschriebenen Ausführungsformen vorgenommen werden, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen, wie nachfolgend zusammen mit ihren rechtlichen Äquivalenten beansprucht wird. Zusätzlich können Merkmale von einer Ausführungsform mit Merkmalen einer anderen Ausführungsform kombiniert werden, während sie immer noch innerhalb des Schutzumfangs der Erfindung enthalten sind, wie er vom Erfinder in Betracht gezogen wird.
Zusätzliche, nicht einschränkende Ausführungsformen der Offenbarung schließen ein:

Ausführungsform 1. Eine Empfängerseite eines Kommunikationskanals, umfassend: ein Autoverstärkungsmodul, das konfiguriert ist zum Konditionieren eines Eingangssignals von einer Übertragungsleitung durch automatisches Einstellen einer Verstärkung zwischen dem Eingangssignal und einem geregelten Ausgangssignal, um eine vorbestimmte Spannungsamplitude auf dem geregelten Ausgangssignal zu erzeugen; einen Störgenerator, der konfiguriert ist zum Erzeugen eines Störsignals mit einer Amplitude, die proportional zu der vorgegebenen Spannungsamplitude ist; ein Summierungsmodul, das konfiguriert ist zum Hinzufügen des Störsignals zu dem geregelten Ausgangssignal, um eine Summierungsausgabe zu erzeugen; ein Takt- und Datenwiederherstellungsmodul, das konfiguriert ist zum Abtasten der Summierungsausgabe und zum Erzeugen von mindestens einem Datensignal aus der abgetasteten Summierungsausgabe; und einen Datenprozessor, der konfiguriert ist zum Analysieren einer Signalintegrität des Datensignals.
Ausführungsform 2. Empfängerseite nach Ausführungsform 1, ferner umfassend ein Entscheidungsmodul, das konfiguriert ist zum weiteren Analysieren des Datensignals durch: Bestimmen eines Fehlerpegels in dem Datensignal; Vergleichen des Fehlerpegels mit einem maximal zulässigen Fehlerpegel; und Melden eines Ergebnisses des Vergleichs auf ein Ergebnissignal.
Ausführungsform 3. Empfängerseite nach einer der Ausführungsformen 1 und 2, wobei das Autoverstärkungsmodul ferner konfiguriert ist zum Einstellen einer Verstärkung auf dem Eingangssignal mit einer spannungsgesteuerten Verstärkung, um das geregelte Ausgangssignal auf einen im Wesentlichen nahe einem gewählten maximalen Spannungspegel zu setzen.
Ausführungsform 4. Empfängerseite nach einer der Ausführungsformen 1 bis 3, wobei die Übertragungsleitung konfiguriert ist zum Tragen eines elektrischen Signals.
Ausführungsform 5. Empfängerseite nach einer der Ausführungsformen 1 bis 4, wobei die Übertragungsleitung konfiguriert ist zum Tragen eines optischen Signals und ferner einen Optisch-zu-Elektrisch-Wandler zwischen der Übertragungsleitung und dem Autoverstärkungsmodul umfasst.
Ausführungsform 6. Empfängerseite nach einer der Ausführungsformen 1 bis 5, wobei der Störgenerator ferner konfiguriert ist zum Erzeugen des Störsignals als ein oszillierendes Signal mit einer Frequenz, die im Wesentlichen höher als eine Jitter-Übertragungsfrequenz des Takt- und Datenwiederherstellungsmoduls ist.
Ausführungsform 7. Empfängerseite nach einer der Ausführungsformen 1 bis 6, wobei der Störgenerator ferner konfiguriert ist zum Erzeugen der Frequenz des oszillierenden Signals bei einer Eckfrequenz der Jitter-Übertragungsfrequenz.
Ausführungsform 8. Empfängerseite nach einer der Ausführungsformen 1 zu 7, wobei der Störgenerator ferner konfiguriert ist zum Erzeugen des Störsignals mit einer Amplitude von im Wesentlichen nahe 50 % der vorbestimmten Spannungsamplitude.
Ausführungsform 9. Empfängerseite eines Kommunikationskanals, umfassend: einen Empfänger, der konfiguriert ist zum Schätzen einer Amplitude eines Eingangssignals und zum Erzeugen eines Amplitudenanzeigesignals; einen Störgenerator, der konfiguriert ist zum Erzeugen eines Störsignals mit einer Amplitude, die proportional zu einer Amplitude des Eingangssignals ist und auf das Amplitudenanzeigesignal anspricht; ein Summierungsmodul, das konfiguriert ist zum Hinzufügen des Störsignals zu dem Eingangssignal, um eine Summierungsausgabe zu erzeugen; ein Takt- und Datenwiederherstellungsmodul, das konfiguriert ist zum Abtasten der Summierungsausgabe und zum Erzeugen von mindestens einem Datensignal aus der abgetasteten Summierungsausgabe; und einen Datenprozessor, der konfiguriert ist zum Analysieren einer Signalintegrität des Datensignals.
Ausführungsform 10. Empfängerseite nach Ausführungsform 9, wobei der Datenprozessor ferner konfiguriert ist, um die Amplitude proportional zu der Amplitude des Eingangssignals als Reaktion auf das Amplitudenanzeigesignal zu bestimmen.
Ausführungsform 11. Empfängerseite nach einer der Ausführungsformen 9 und 10, wobei der Störgenerator ferner konfiguriert ist, um die Amplitude proportional zu der Amplitude des auf das Amplitudenanzeigesignal reagierenden Eingangssignals zu bestimmen.
Ausführungsform 12. Empfängerseite nach einer der Ausführungsformen 9 bis 11, wobei der Störgenerator ferner konfiguriert ist zum Erzeugen des Störsignals als ein oszillierendes Signal mit einer Frequenz, die im Wesentlichen höher als eine Jitter-Übertragungsfrequenz des Takt- und Datenwiederherstellungsmoduls ist.
Ausführungsform 13. Empfängerseite nach einer der Ausführungsformen 9 bis 12, wobei der Störgenerator ferner konfiguriert ist zum Erzeugen der Frequenz des oszillierenden Signals bei einer Eckfrequenz der Jitter-Übertragungsfrequenz.
Ausführungsform 14. Verfahren zum Diagnostizieren der Signalintegrität eines Kommunikationskanals, umfassend: Empfangen eines Eingangssignals von einer Übertragungsleitung des Kommunikationskanals; Durchführen einer Autoverstärkungsfunktion für das Eingangssignal, um ein geregeltes Ausgangssignal mit einer vorbestimmten Spannungsamplitude zu erzeugen; Hinzufügen eines Störsignals zu dem geregelten Ausgangssignal, um eine Summierungsausgabe zu erzeugen; Digitalisieren der Summierungsausgabe; und Analysieren der digitalisierten Summierungsausgabe, um einen Fehlerpegel zu bestimmen.
Ausführungsform 15. Verfahren nach Ausführungsform 14, ferner umfassend: Vergleichen des Fehlerpegels mit einem maximal zulässigen Fehlerpegel; und Melden eines Ergebnisses des Vergleichs auf ein Ergebnissignal.
Ausführungsform 16. Verfahren nach einer der Ausführungsformen 14 und 15, ferner umfassend das Einstellen der Verstärkung der Autoverstärkungsfunktion mit einer spannungsgesteuerten Verstärkung, um das geregelte Ausgangssignal im Wesentlichen nahe einem gewählten maximalen Spannungspegel einzustellen.
Ausführungsform 17. Verfahren nach einer der Ausführungsformen 14 bis 16, wobei: das Digitalisieren der Summierungsausgabe ferner das Wiedergewinnen eines Taktsignals und eines Datensignals von der Summierungsausgabe umfasst; und das Analysieren der digitalisierten Summierungsausgabe das Analysieren des Datensignals umfasst; und ferner das Erzeugen des Störsignals als ein oszillierendes Signal mit einer Frequenz, die wesentlich höher als eine Jitter-Übertragungsfrequenz ist, aus dem Prozess das Wiedergewinnen des Taktsignals und des Datensignals umfasst.
Ausführungsform 18. Verfahren nach einer der Ausführungsformen 14 bis 17, wobei die Frequenz des oszillierenden Signals eine Eckfrequenz der Jitter-Übertragungsfrequenz umfasst.
Ausführungsform 19. Verfahren nach einer der Ausführungsformen 14 bis 18, wobei das Erzeugen des Störsignals eine Amplitude des Störsignals erzeugt, die im Wesentlichen nahezu die Hälfte der vorbestimmten Spannungsamplitude ist.
Ausführungsform 20. Verfahren zum Diagnostizieren der Signalintegrität eines Kommunikationskanals, umfassend: Empfangen eines Eingangssignals von einer Übertragungsleitung des Kommunikationskanals; Durchführen einer Autoverstärkungsfunktion für das Eingangssignal, um ein geregeltes Ausgangssignal mit einer vorbestimmten Spannungsamplitude zu erzeugen; Durchführen von zwei oder mehreren Schleifen eines Prozesses, jede Schleife umfassend: Hinzufügen eines Störsignals zu dem geregelten Ausgangssignal, um eine Summierungsausgabe zu erzeugen; Digitalisieren der Summierungsausgabe; Analysieren der digitalisierten Summierungsausgabe, um einen verfügbaren Spielraum in dem Kommunikationskanal für die Stromschleife zu bestimmen; und Einstellen einer Amplitude des Störsignals; und Erzeugen eines Ergebnissignals, das einen endgültigen verfügbaren Spielraum als Reaktion auf den verfügbaren Spielraum von mindestens zwei der zwei oder mehr Schleifen anzeigt.
Ausführungsform 21. Verfahren nach Ausführungsform 20, wobei: das Digitalisieren der Summierungsausgabe ferner das Wiedergewinnen eines Taktsignals und eines Datensignals von der Summierungsausgabe umfasst; und das Analysieren der digitalisierten Summierungsausgabe das Analysieren des Datensignals umfasst; und ferner das Erzeugen des Störsignals als ein oszillierendes Signal mit einer Frequenz, die wesentlich höher als eine Jitter-Übertragungsfrequenz ist, aus dem Prozess das Wiedergewinnen des Taktsignals und des Datensignals umfasst.
Ausführungsform 22. Verfahren nach einer der Ausführungsformen 20 und 21, wobei die Frequenz des oszillierenden Signals eine Eckfrequenz der Jitter-Übertragungsfrequenz umfasst.
Ausführungsform 23. Verfahren nach einer der Ausführungsformen 20 bis 23, wobei das Erzeugen des Störsignals eine Amplitude des Störsignals erzeugt, die im Wesentlichen nahezu die Hälfte der vorbestimmten Spannungsamplitude ist.
Ausführungsform 24. Ein Kommunikationssystem, umfassend: eine Sendeseite einschließlich einer Datenquelle; eine Übertragungsleitung, die zum Übertragen eines Signals von der Datenquelle konfiguriert ist; und eine Empfangsseite, die zum Empfangen des Signals von der Übertragungsleitung als ein Eingangssignal konfiguriert ist und umfasst: ein Autoverstärkungsmodul, das konfiguriert ist zum Konditionieren des Eingangssignals von der Übertragungsleitung durch automatisches Einstellen einer Verstärkung zwischen dem Eingangssignal und einem geregelten Ausgangssignal, um eine vorbestimmte Spannungsamplitude auf dem geregelten Ausgangssignal zu erzeugen; einen Störgenerator, der konfiguriert ist zum Erzeugen eines Störsignals mit einer Amplitude, die proportional zu der vorgegebenen Spannungsamplitude ist; ein Summierungsmodul, das konfiguriert ist zum Hinzufügen des Störsignals zu dem geregelten Ausgangssignal, um eine Summierungsausgabe zu erzeugen; ein Takt- und Datenwiederherstellungsmodul, das konfiguriert ist zum Abtasten der Summierungsausgabe und zum Erzeugen von mindestens einem Datensignal aus der abgetasteten Summierungsausgabe; und einen Datenprozessor, der konfiguriert ist zum Durchführen einer Signalintegritätsanalyse des Datensignals.
Ausführungsform 25. Kommunikationssystem nach Ausführungsform 24, wobei: die Datenquelle konfiguriert ist zum Übermitteln einer Angabe über einen Zeitraum für die Signalintegritätsanalyse; und der Datenprozessor ferner konfiguriert ist, um den Störgenerator in die Lage zu versetzen, das Störsignal als Reaktion auf die Angabe über den Zeitraum für die Signalintegritätsanalyse zu erzeugen.
Ausführungsform 26. Kommunikationssystem nach einer der Ausführungsformen 24 und 25, wobei die Übertragungsleitung konfiguriert ist zum Tragen eines elektrischen Signals. Ausführungsform 27. Kommunikationssystem nach einer der Ausführungsformen 24 bis 26, ferner umfassend: einen Elektrisch-zu-Optisch-Wandler zwischen der Datenquelle und der Übertragungsleitung; und einen Optisch-zu-Elektrisch-Wandler zwischen der Übertragungsleitung und dem Autoverstärkungsmodul; und wobei die Übertragungsleitung eine optische Faser ist.
Ausführungsform 28. Kommunikationssystem nach einer der Ausführungsformen 24 bis 27, konfiguriert als Teil eines digitalen Hochgeschwindigkeitskommunikationskanals der Automobilindustrie.
Ausführungsform 29. Kommunikationssystem nach einer der Ausführungsformen 24 bis 28, konfiguriert als Teil eines eingebetteten Systems.
Ausführungsform 30. Kommunikationssystem nach einer der Ausführungsformen 24 bis 29, konfiguriert als Teil eines Bilderfassungssystems.

Claims

Empfängerseite eines Kommunikationskanals, umfassend: ein Autoverstärkungsmodul, das konfiguriert ist zum Konditionieren eines Eingangssignals von einer Übertragungsleitung durch automatisches Einstellen einer Verstärkung zwischen dem Eingangssignal und einem geregelten Ausgangssignal, um eine vorbestimmte Spannungsamplitude auf dem geregelten Ausgangssignal zu erzeugen; einen Störgenerator, der konfiguriert ist zum Erzeugen eines Störsignals mit einer Amplitude, die proportional zu der vorgegebenen Spannungsamplitude ist; ein Summierungsmodul, das konfiguriert ist zum Hinzufügen des Störsignals zu dem geregelten Ausgangssignal, um eine Summierungsausgabe zu erzeugen; ein Takt- und Datenwiederherstellungsmodul, das konfiguriert ist zum Abtasten der Summierungsausgabe und zum Erzeugen von mindestens einem Datensignal aus der abgetasteten Summierungsausgabe; und einen Datenprozessor, der konfiguriert ist zum Analysieren einer Signalintegrität des Datensignals.
Empfängerseite nach Anspruch 1, ferner umfassend ein Entscheidungsmodul, das konfiguriert ist zum weiteren Analysieren des Datensignals durch: Bestimmen eines Fehlerpegels in dem Datensignal; Vergleichen des Fehlerpegels mit einem maximal zulässigen Fehlerpegel; und Melden eines Ergebnisses des Vergleichs auf ein Ergebnissignal.
Empfängerseite nach Anspruch 1, wobei das Autoverstärkungsmodul ferner konfiguriert ist zum Einstellen einer Verstärkung auf dem Eingangssignal mit einer spannungsgesteuerten Verstärkung, um das geregelte Ausgangssignal auf einen im Wesentlichen nahe einem gewählten maximalen Spannungspegel zu setzen.
Empfängerseite nach Anspruch 1, wobei die Übertragungsleitung konfiguriert ist zum Tragen eines elektrischen Signals.
Empfängerseite nach Anspruch 1, wobei die Übertragungsleitung konfiguriert ist zum Tragen eines optischen Signals und ferner einen Optisch-zu-Elektrisch-Wandler zwischen der Übertragungsleitung und dem Autoverstärkungsmodul umfasst.
Empfängerseite nach Anspruch 1, wobei der Störgenerator ferner konfiguriert ist zum Erzeugen des Störsignals als ein oszillierendes Signal mit einer Frequenz, die im Wesentlichen höher als eine Jitter-Übertragungsfrequenz des Takt- und Datenwiederherstellungsmoduls ist.
Empfängerseite nach Anspruch 6, wobei der Störgenerator ferner konfiguriert ist zum Erzeugen der Frequenz des oszillierenden Signals bei einer Eckfrequenz der Jitter-Übertragungsfrequenz.
Empfängerseite nach Anspruch 6, wobei der Störgenerator ferner konfiguriert ist zum Erzeugen des Störsignals mit einer Amplitude von im Wesentlichen nahezu 50 % der vorbestimmten Spannungsamplitude.
Empfängerseite eines Kommunikationskanals, umfassend: einen Empfänger, der konfiguriert ist zum Schätzen einer Amplitude eines Eingangssignals und zum Erzeugen eines Amplitudenanzeigesignals; einen Störgenerator, der konfiguriert ist zum Erzeugen eines Störsignals mit einer Amplitude, die proportional zu einer Amplitude des Eingangssignals ist und auf das Amplitudenanzeigesignal anspricht; ein Summierungsmodul, das konfiguriert ist zum Hinzufügen des Störsignals zu dem Eingangssignal, um eine Summierungsausgabe zu erzeugen; ein Takt- und Datenwiederherstellungsmodul, das konfiguriert ist zum Abtasten der Summierungsausgabe und zum Erzeugen von mindestens einem Datensignal aus der abgetasteten Summierungsausgabe; und einen Datenprozessor, der konfiguriert ist zum Analysieren einer Signalintegrität des Datensignals.
Empfängerseite nach Anspruch 9, wobei der Datenprozessor ferner konfiguriert ist, um die Amplitude proportional zu der Amplitude des Eingangssignals als Reaktion auf das Amplitudenanzeigesignal zu bestimmen.
Empfängerseite nach Anspruch 9, wobei der Störgenerator ferner konfiguriert ist, um die Amplitude proportional zu der Amplitude des Eingangssignals als Reaktion auf das Amplitudenanzeigesignal zu bestimmen.
Empfängerseite nach Anspruch 9, wobei der Störgenerator ferner konfiguriert ist zum Erzeugen des Störsignals als ein oszillierendes Signal mit einer Frequenz, die im Wesentlichen höher als eine Jitter-Übertragungsfrequenz des Takt- und Datenwiederherstellungsmoduls ist.
Empfängerseite nach Anspruch 12, wobei der Störgenerator ferner konfiguriert ist zum Erzeugen der Frequenz des oszillierenden Signals bei einer Eckfrequenz der Jitter-Übertragungsfrequenz.
Verfahren zum Diagnostizieren der Signalintegrität eines Kommunikationskanals, umfassend: Empfangen eines Eingangssignals von einer Übertragungsleitung des Kommunikationskanals; Durchführen einer Autoverstärkungsfunktion für das Eingangssignal, um ein geregeltes Ausgangssignal mit einer vorbestimmten Spannungsamplitude zu erzeugen; Hinzufügen eines Störsignals zu dem geregelten Ausgangssignal, um eine Summierungsausgabe zu erzeugen; Digitalisieren der Summierungsausgabe; und Analysieren der digitalisierten Summierungsausgabe, um einen Fehlerpegel zu bestimmen.
Verfahren nach Anspruch 14, ferner umfassend: Vergleichen des Fehlerpegels mit einem maximal zulässigen Fehlerpegel; und Melden eines Ergebnisses des Vergleichs auf ein Ergebnissignal.
Verfahren nach Anspruch 14, ferner umfassend das Einstellen der Verstärkung der Autoverstärkungsfunktion mit einer spannungsgesteuerten Verstärkung, um das geregelte Ausgangssignal im Wesentlichen nahe einem gewählten maximalen Spannungspegel einzustellen.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei: das Digitalisieren der Summierungsausgabe ferner das Wiedergewinnen eines Taktsignals und eines Datensignals von der Summierungsausgabe umfasst; und das Analysieren der digitalisierten Summierungsausgabe das Analysieren des Datensignals umfasst; und ferner das Erzeugen des Störsignals als ein oszillierendes Signal mit einer Frequenz, die wesentlich höher als eine Jitter-Übertragungsfrequenz ist, aus dem Prozess das Wiedergewinnen des Taktsignals und des Datensignals umfasst.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei die Frequenz des oszillierenden Signals eine Eckfrequenz der Jitter-Übertragungsfrequenz umfasst.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei das Erzeugen des Störsignals eine Amplitude des Störsignals erzeugt, die im Wesentlichen nahezu die Hälfte der vorbestimmten Spannungsamplitude ist.
Verfahren zum Diagnostizieren der Signalintegrität eines Kommunikationskanals, umfassend: Empfangen eines Eingangssignals von einer Übertragungsleitung des Kommunikationskanals; Durchführen einer Autoverstärkungsfunktion für das Eingangssignal, um ein geregeltes Ausgangssignal mit einer vorbestimmten Spannungsamplitude zu erzeugen; Durchführen von zwei oder mehr Schleifen eines Prozesses, jede Schleife umfassend: Hinzufügen eines Störsignals zu dem geregelten Ausgangssignal, um eine Summierungsausgabe zu erzeugen; Digitalisieren der Summierungsausgabe; Analysieren der digitalisierten Summierungsausgabe, um einen verfügbaren Spielraum in dem Kommunikationskanal für die Stromschleife zu bestimmen; und Einstellen einer Amplitude des Störsignals; und Erzeugen eines Ergebnissignals, das einen endgültigen verfügbaren Spielraum als Reaktion auf den verfügbaren Spielraum von mindestens zwei der zwei oder mehr Schleifen anzeigt.
Verfahren nach Anspruch 20, wobei: das Digitalisieren der Summierungsausgabe ferner das Wiedergewinnen eines Taktsignals und eines Datensignals von der Summierungsausgabe umfasst; und das Analysieren der digitalisierten Summierungsausgabe das Analysieren des Datensignals umfasst; und ferner das Erzeugen des Störsignals als ein oszillierendes Signal mit einer Frequenz, die wesentlich höher als eine Jitter-Übertragungsfrequenz ist, aus dem Prozess das Wiedergewinnen des Taktsignals und des Datensignals umfasst.
Verfahren nach Anspruch 21, wobei die Frequenz des oszillierenden Signals eine Eckfrequenz der Jitter-Übertragungsfrequenz umfasst.
Verfahren nach Anspruch 21, wobei das Erzeugen des Störsignals eine Amplitude des Störsignals erzeugt, die im Wesentlichen nahezu die Hälfte der vorbestimmten Spannungsamplitude ist.