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Diese
Erfindung bezieht sich allgemein auf automatische Prüfeinrichtung
für Elektronik
und, insbesondere, auf die automatische Prüfung von Elektronikgräten, die
serielle Ports umfassen.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Da
Elektronikgeräte
an Komplexität
zunehmen, sind größere Zahlen
von Leitungen erforderlich, um Verbindungen zwischen verschiedenen
Geräten zu
bilden. Folglich ist das Layout und Design von Leiterplatten zunehmend
komplexer geworden. Serielle Kommunikations-Ports offerieren eine
teilweise Abhilfe für
diese Komplexität,
da sie Geräten
erlauben, mit weit weniger Leitungen als parallele Geräte zu kommunizieren.
Serielle Ports kommunizieren über nur
zwei Leitungen – eine
zum Senden von Daten und eine zum Empfangen von Daten. Diese Leitungen
können
einpolig (d.h., ein Signal ist auf Masse bezogen) oder differenziell
sein (d.h., zwei komplementäre
Signale, von denen keins Masse ist). Um Daten mit Geschwindigkeiten
zu übertragen,
die mit parallelen Ports vergleichbar sind, neigen serielle Ports
dazu mit viel höheren
Geschwindigkeiten als parallele Ports zu arbeiten. Serielle Modemports
arbeiten mit Datengeschwindigkeiten bis zu mehreren Gigahertz (GHz).
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Serielle
Ports stellen besondere Anforderungen an automatische Prüfeinrichtung.
("ATE"/automatische Test-/Prüfeinrichtung).
Beispielsweise können
serielle Ports im Allgemeinen gleichzeitig Senden und Empfangen.
Um serielle Ports gründlich
zu testen, sollte das Testgerät
selbst fähig
sein, Daten gleichzeitig sowohl zu senden als auch zu empfangen.
Serielle Ports können
außerdem
Daten mit verschiedenen Geschwindigkeiten senden und empfangen,
was bedeutet, dass das Prüfgerät mit verschiedenen
Geschwindigkeiten arbeiten sollte. Am bedeutungsvollsten ist, dass
serielle Ports die Tendenz haben mit äußerst hohen Geschwindigkeiten
zu arbeiten, die viel schneller als die in konventionellen Prüfgeräten arbeitende
Stiftelektronik sind.
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Ganz
allgemein gesprochen fallen Verfahren zum Testen von seriellen Ports
in drei Kategorien: voll funktionsfähiges digitales Testen, algorithmisches Testen
und Prüfschleifentesten.
Voll funktionsfähiges Testen
verwendet komplexe Instrumente auf Leiterbildbasis zum Generieren
serieller Stimuli und zum Überwachen
serieller Reaktionen. Diese Instrumente arbeiten typisch mit hohen
Geschwindigkeiten, die zum Testen der meisten seriellen Ports ausreichend schnell
sind und sehr viel Kontrolle über
das Timing von Signalen und deren Amplituden bereitstellen. Obwohl
sie flexibel und fähig
sind, neigen voll funktionsfähige
digitale Instrumente dazu kostspielig zu sein und lange Entwicklungszeiten
zu erfordern. Beispiele voll funktionsfähiger digitaler Prüfinstrumente schließen die
Modelle „GazelleTM" und „Super
Speed Serial FinnTM ", beide von Teradyne, Inc., Boston,
MA, ein.
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Algorithmisches
Testen tendiert, weniger kostspielig als voll funktionsfähiges Testen
zu sein. Algorithmisches Testen involviert Generieren serieller
Bitströme übereinstimmend
mit einer beliebigen Anzahl vorbestimmter Algorithmen und Überwachen serieller
Reaktionen, um sicherzustellen, dass sie erwarteten Reaktionen auf
die seriellen Stimuli entsprechen. Stimuli lassen sich übereinstimmend
mit einer breiten Palette algorithmischer Muster einrichten, beispielsweise,
Pseudozufallsmuster, Marschmuster (Spazieren einer "1" durch ein Feld von "0's"/Nullen), abwechselnde
Bitmuster und viele andere. Obwohl algorithmisches Testen weniger kostspielig
ist als voll funktionsfähiges
Testen, ist es auch weniger gründlich.
Beispielsweise ist algorithmisches Testen allgemein nicht in der
Lage, die Platzierung individueller an einen seriellen Port gesendeter
Flanken zu kontrollieren. Weil es einen begrenzten Satz von Mustern
verwendet, ist algorithmisches Testen außerdem nicht fähig, den
besonderen Schaltungsaufbau individueller Geräte zu testen.
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Prüfschleifentesten
ist die einfachste und vielleicht beliebteste Weise serielle Ports
zu testen. Prüfschleifentesten
involviert das Verbinden der Sendeleitung (TX) eines seriellen Ports
zurück
zu seiner eigenen Empfangsleitung (RX). Das Gerät wird dann dazu bewegt, ein
bekanntes Muster serieller Daten zu senden. Sobald die Daten gesendet
sind, überwacht
das Prüfgerät Stifte
langsamerer Geschwindigkeit des Geräts, die Zustände haben,
die von der korrekten Funktion der TX- und RX-Leitungen anhängen, um
zu bestimmten, ob der Test als bestanden oder nicht bestanden bewertet
wird.
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Prüfschleifentesten
ist äußerst praktisch.
Die Prüfvorrichtung
für einen
seriellen Port erfordert nur einen Draht zum Verbinden der Sendeleitung
mit der Empfangsleitung. Das Prüfgerät weder
sendet noch empfängt
serielle Daten. Wir haben jedoch erkannt, dass diese Annehmlichkeit
auf Kosten der Gründlichkeit
geht. Weil der serielle Port Daten mit derselben Geschwindigkeit
empfängt,
mit der er Daten sendet, testet Prüfschleifentesten nicht separat,
dass die Sendeleitung eines seriellen Ports mit einer von der Empfangsleitung
verschiedenen Geschwindigkeit arbeiten kann. Das Prüfgerät kann somit
erfolglos sein, interne Defekte im Synchronisierungsschaltungsaufbau
eines Geräts
zu erkennen. Wir haben außerdem erkannt,
dass, weil das Prüfgerät den seriellen
Bitstrom nicht direkt erzeugt, das Prüfgerät nicht die Toleranz eines
seriellen Ports auf unvollkommene Eingabesignale testen kann. Diese
umfassen Eingabesignale mit Amplitudenfehlern, Verzerrung und Timing-Jitter.
Auch kann das Prüfgerät nicht
direkt die Ausgangssignale des seriellen Ports messen, um sicherzustellen,
dass sie korrekte Amplituden und Timing-Kennwerte haben.
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Dennoch
bietet die Annehmlichkeit von Prüfschleifentesten
ein signifikantes Versprechen zum Erzielen preiswerter Prüfung serieller
Ports. Was aber gebraucht wird, ist ein Weg zur Verbesserung der
Flexibilität
und Testüberdeckung
in Bezug auf Prüfschleifentesten,
ohne Kosten signifikant zu erhöhen.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Patent-Zusammenfassungen
aus Japan Vol. 2000, Nr. 09, 13.Oktober 2000 -&
JP 2000 171524 A (Matsushita Electric Ind
Co Ltd), 23. Juni 2000 offenbaren unser Hochgeschwindigkeits-Schaltungsprüfgerät LS1 mit
den Merkmalen des vorkennzeichnenden Teils von Anspruch 1.
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Unter
Berücksichtigung
des vorangehenden Hintergrunds ist es eine Aufgabe der Erfindung,
serielle Ports gründlich
und relativ preiswert zu testen. Die Erfindung liegt in den Schaltungen
wie in den Ansprüchen
1, 8 und 10 definiert und in einem Testverfahren, wie in Anspruch
12 definiert.
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Zum
Erzielen des vorgenannten Zwecks, sowie anderer Zwecke und Vorteile,
wird eine verbesserte Prüfschleifentechnik
zum Testen serieller Ports eingesetzt. Die Technik umfasst einen
Empfänger und
einen Sender, wobei jeder einen Eingang und einen Ausgang aufweist.
Der Empfänger
empfängt
ein Testsignal an seinem Eingang von der TX-Leitung eines seriellen
Ports. Der Sender stellt der RX-Leitung des seriellen Ports ein
Testsignal von seinem Ausgang bereit. Der Ausgang des Empfängers ist
an den Eingang des Senders gekoppelt, um eine Prüfschleifenverbindung herzustellen.
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Einer
Variation gemäß ist der
Eingang des Empfängers
an einen parametrischen Messschaltkreis, zum Auswerten der stationären Kennlinien
der TX-Leitung des seriellen Ports, gekoppelt. Der Ausgang des Senders
könnte
ebenso an den parametrischen Messschaltkreis, zum Auswerten der
stationären
Kennlinien der RX-Leitung des seriellen Ports, gekoppelt sein.
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Einer
weiteren Variation gemäß ist der
Ausgang des Empfängers
an einen Zeitmessschaltkreis, zum Messen der Zeitkennlinien des
an der TX-Leitung des seriellen Ports generierten Testsignals, gekoppelt.
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Noch
einer weiteren Variation gemäß ist ein Zeitverzerrungsschaltkreis
zwischen dem Ausgang des Empfängers
und dem Eingang des Senders, um dem Testsignal vorbestimmte Zeitverzerrungen
bereitzustellen, bevor es der RX-Leitung des seriellen Ports bereitgestellt
wird.
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Einer
noch weiteren Variation gemäß ist ein Selektor
zwischen dem Ausgang des Empfängers und
dem Eingang des Senders angeordnet, um zwischen dem Ausgang des
Empfängers
und einem direkten Eingang zu wählen,
wobei der direkte Eingang einen vorbestimmten seriellen Bitstrom
bereitstellt, der anders als das vom Empfänger empfangene Testsignal
ist.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Zusätzliche
Zwecke, Vorteile und neuartige Merkmale der Erfindung werden anhand
einer Erwägung
der folgenden Beschreibung und der Zeichnungen offenkundig werden,
in denen –
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die 1 eine
konventionelle Prüfgerätarchitektur
gemäß dem Stand
der Technik zeigt;
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die 2 ein
verbessertes Prüfschleifengerät zum Testen
serieller Kommunikations-Ports in Übereinstimmung mit der Erfindung
zeigt; und
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die 3 ein
Flussdiagramm zum Testen serieller Kommunikations-Ports unter Einsatz
des in der 2 gezeigten Geräts veranschaulicht.
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AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
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Konventionelle Prüfgerätarchitektur
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Die 1 ist
eine stark vereinfachte Darstellung einer konventionellen Architektur 100 für ein automatisches
Testsystem oder "Prüfgerät," in welchem die unmittelbare
Erfindung verwendet werden kann. Ein Hostcomputer 110 fährt ein
Programm zum Testen eines Test- bzw. Prüfobjekts ("DUT") 142 unter
Einsatz einer Vielheit elektronischer Hardware. Diese Hardware umfasst
allgemein digitale Instrumente 124, analoge Instrumente 126 and
Stromversorgungen 128.
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Die
elektronische Hardware ist über
eine Mehrheit von Leitungen 130 und jeweiliger Kontakte 140 an
das Prüfobjekt
(DUT) 142 angeschlossen. Die Kontakte 140 bestehen
allgemein aus federbelasteten Stiften, die aus dem Prüfgerät herausragen.
Die Stifte können
entweder einpolig oder koaxial sein. Das Prüfobjekt (DUT) wird auf eine
Geräteschnittstellen-Leiterplatte
oder („DIB") platziert. Die
Geräteschnittstellen-Leiterplatte
(DIB) umfasst im Allgemeinen leitfähige Pads, die in Mustern angeordnet
sind, die den Mustern der federbelasteten Stifte entsprechen, die
aus dem Prüfgerät herausragen.
Die Stifte machen mit den Pads Kontakt, um Verbindungen zwischen
dem Prüfgerät und dem
Prüfobjekt
(DUT) 142 zu bilden.
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Die
digitalen Instrumente 124 umfassen typisch, beispielsweise,
Taktgeber, serielle Testinstrumente und parallele Testinstrumente.
Die analogen Instrumente 126 umfassen typisch, beispielsweise, eine
oder mehrere parametrische Messeinheiten zum Messen der GS-Kennlinien
von Schaltkreisknoten und einen oder mehrere Zeitgeber/Zähler zum Messen
der Timing- bzw. Zeitkennlinien von Schaltkreisknoten. Sie könnten außerdem eine
Vielfalt anderer Instrumente zum Generieren und Analysieren von
Wellenformen zum Testen des Prüfobjekts
(DUT) 142 umfassen. Über
einen Steuerbus 120 kommuniziert der Hostcomputer 110 mit
der und steuert die elektronische Hardware zum Testen des Prüfobjekts (DUT) 142 in Übereinstimmung
mit Instruktionen im Prüfprogramm.
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Topologie und Betrieb
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Die 2 veranschaulicht
Instrumentierung 200, gemäß der Erfindung, zum Durchführen von
verbessertem Prüfschleifentesten
serieller Ports. Die Instrumentierung 200 wird vorzugsweise
als ein digitales Instrument implementiert und ist im Prüfgerät 100 zusammen
mit anderen digitalen Instrumenten 124 untergebracht.
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Wie
in der 2 gezeigt, umfasst die Instrumentierung 200 einen
Empfänger 258.
Der Empfänger 258 ist
eingerichtet über
Kontakte 240 an eine TX-Leitung eines Prüfobjekts
(DUT) 242 gekoppelt zu werden.
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Die
Instrumentierung 200 umfasst außerdem einen Sender 272.
Der Sender 272 ist eingerichtet über zusätzliche Kontakte 240 an
eine RX-Leitung des Prüfobjekts
(DUT) 242 gekoppelt zu werden. Wie nachstehend ausführlicher
beschrieben, kann der Ausgang des Empfängers 258 an den Eingang
des Senders 272 gekoppelt werden, um Prüfschleifentesten des Prüfobjekts
(DUT) 242 bereitzustellen.
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In
der bevorzugten Ausführungsform
umfasst der Empfänger 258 einen
differenziellen Verstärker 260,
der zum Empfangen eines differenziellen Signals vom Prüfobjekt
(DUT) 242 konstruiert ist. Der differenzielle Verstärker wandelt
die differenziellen Eingaben von der TX-Leitung in ein einpoliges
Signal um. Die Vergleicher 262 und 264 vergleichen
das einpolige Signal mit programmierbaren Schwellwertspannungen,
VOD-H bzw. VOD-L,
um zu bestimmen, ob das einpolige Signal die Schwellwerte überschreitet. Die
Widerstände 254 und 256 (typisch
50 Ohm) schließen
die Eingänge
des differenziellen Verstärkers 260 an
jeweilige Anschlussspannungen, VTERM-H und
VTERM-L an. Die Anschlussspannungen sind
vorzugsweise programmierbar.
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Die
Kombination des differenziellen Verstärkers 260 mit den
Vergleichern 262 und 264 ergibt einen differenziellen
Vergleicher, d.h., einen Vergleicher, der als Reaktion auf die differenzielle
Eingangsspannung bei TX einen oder mehrere vorbestimmte Schwellwerte
kreuzt. Durch Bereitstellen von zwei Vergleichern 262 und 264 kann
die Instrumentierung 200 jedes Mal, wenn das differenzielle
Eingangssignal (bei TX) einen der zwei Schwellwerte kreuzt, eine Flanke
produzieren. Dieses Merkmal kann, beispielsweise, zum Verifizieren
der Anstiegszeit- und Abfallzeitspezifikationen eines Geräts verwendet
werden, was bei konventionellem Prüfschleifentesten allgemein
nicht möglich
ist. Es kann außerdem
zum Verifizieren verwendet werden, dass die Ausgangsleistungspegel
des Geräts
Spezifikationen erfüllen,
was allgemein bei Verwendung von konventionellem Prüfschleifentesten
ebenso nicht möglich
ist. Als andere Möglichkeit
könnte
nur ein Vergleicher, mit entsprechend weniger Funktionalität, verwendet
werden.
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Als
noch eine andere Alternative kann ein zusätzlicher Satz von Vergleichern
verwendet werden, um die Gleichtaktkomponente des Signals von der TX-Leitung
zu untersuchen, um sicherzustellen, dass sie die Spezifikationen
des Prüfobjekts
(DUT) erfüllt. Diese
Vergleicher können
außerdem
zum Erkennen absichtlich auferlegter Gleichtaktsignale benutzt werden,
die häufig
als „Geschwindigkeitssignalisiersignale" bzw. "speed signaling" Signale bekannt
sind. Außerdem
kann noch ein weiterer Satz Vergleicher zur individuellen Untersuchung
jeder Seite des differenziellen Signals von der TX-Leitung bereitgestellt werden,
um sicherzustellen, dass jede Seite separat die Spezifikationen
des Prüfobjekts
(DUT) erfüllt.
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In
der bevorzugten Ausführungsform
ist der Sender 272 ein differenzieller Treiber, der komplementäre Ausgangssignale
bereitstellt, die zwischen hohen und niedrigen Spannungspegeln variieren. Diese
hohen und niedrigen Pegel, jeweils mit VID-H und
VID-L bezeichnet, sind zum Testen der Toleranz der
RX-Leitung gegenüber
Eingangssignalen mit verschiedenen Spannungspegeln programmierbar.
Die Widerstände 274 und 276 schließen die
vom Sender 272 generierten Signale ab.
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Konventionelles
Prüfschleifentesten
leidet unter einer Unfähigkeit,
Jitter in der TX-Leitung eines seriellen Ports zu messen. Um diese
Begrenzung zu überwinden,
wird der Ausgang des differenziellen Vergleichers an einen Zeitmessschaltkreis,
wie beispielsweise einen Zeitgeber/Zähler 266, gekoppelt. Der
Zeitgeber/Zähler 266 kann
den Jitter der TX-Leitung messen. Er kann außerdem unabhängig seine Frequenz
und andere Kennlinien messen.
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Der
Ausgang des differenziellen Vergleichers wird außerdem an einen Zeitverzerrungsschaltkreis 268 gekoppelt.
Als Reaktion auf spezifizierte Faktoren führt der Zeitverzerrungsschaltkreis 268 selektiv
Zeitverzerrungen in das Signal von der TX-Leitung ein, bevor es
zur RX-Leitung rückgekoppelt
wird. In einem Modus hat der Zeitverzerrungsschaltkreis 268 den
Effekt Jitter in die RX-Leitung einzuführen. Durch Hinzufügen von
Jitter in die RX-Leitung und Überwachen
der Reaktion des Geräts
(d.h., ob es von der TX-Leitung bereitgestellte Daten richtig empfängt) kann
die Toleranz der RX-Leitung gegenüber Jitter unabhängig getestet
werden.
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Gemäß der bevorzugten
Ausführungsform umfasst
der Zeitverzerrungsschaltkreis 268 einen Selektor, einen
Anstieg begrenzten Schaltkreis und einen Hochgeschwindigkeitsvergleicher.
Der Selektor selektiert den Ausgang eines der Vergleicher 262 und 264 zur
Eingabe in den Anstieg begrenzten Schaltkreis und der Anstieg begrenzte
Schaltkreis wandelt eine Flanke am selektierten Eingang in eine Rampe
um. Die Rampe wird zu einem ersten Eingang des Hochgeschwindigkeitsvergleichers
gespeist und ein Schwellwertsignal wird zu einem zweiten Eingang
gespeist. Um Jitter einzuführen,
wird dem Schwellwertsignal eine spezifizierte Menge Spannungsrauschen überlagert.
Der Vergleicher wandelt das Spannungsrauschen in Timing-Rauschen
oder Jitter um.
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Andere
Arten von Zeitverzerrungen sind möglich. Beispielsweise kann,
durch Änderung
des GS-Werts der
Schwellwertspannung, das Eingangssignal vom selektierten Vergleicherausgang
phasenverschoben werden. Durch Überlagern
einer periodischen Wellenform kann das Eingangssignal phasenmoduliert
werden. Durch Bereitstellen einer stabilen Schwellwertspannung läuft das
Eingangssignal im Wesentlichen unverzerrt durch.
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Die
Instrumentierung 200 umfasst außerdem einen Selektor 270.
Der Selektor 270 arbeitet unter der Kontrolle des Hostcomputers 110.
Er passiert entweder den Ausgang des Zeitverzerrungsschaltkreises 268 oder
ein Signal von einem direkten Eingang 290 zu seinem Ausgang.
Wenn der Selektor den Ausgang des Zeitverzerrungsschaltkreises 268 passiert,
dann wird eine Rückkopplungskonfiguration hergestellt.
Wenn er aber das Signal vom direkten Eingang 290 passiert,
dann wird die Rückkopplungsverbindung
gebrochen und der Sender 272 wird vom direkten Eingangssignal
getrieben.
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Der
direkte Eingang 290 transportiert einen seriellen Bitstrom,
der anders als der Bitstrom ist, der von der TX-Leitung des Prüfobjekts
(DUT) 242 produziert wird. Der direkte Eingang 290 enthält andere Daten
als jene, die von der TX-Leitung gesendet werden, und könnte mit
einer von der TX-Leitung verschiedenen Bitrate arbeiten. In der
bevorzugten Ausführungsform
stellt der direkte Eingang 290 ein einfaches algorithmisches
Muster von 1's (Einsen)
und 0's (Nullen),
d.h., ein Pseudozufallsmuster oder ein abwechselndes "1010" Mustern bereit,
die mit einer variablen Taktrate generiert werden können. Durch
Bereitstellen von Daten, die von jenen verschieden sind, die von
der TX-Leitung mit einer anderen Geschwindigkeit generiert werden,
füllt der
direkte Eingang 290 eine bedeutende Lücke in der Überdeckung von Prüfschleifentesten – er ermöglicht die
RX-Leitung eines seriellen Ports separat von der TX-Leitung zu testen.
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Die
Instrumentierung 200 der 2 umfasst
außerdem
einen parametrischen Messschaltkreis wie beispielsweise die parametrische
Messeinheit (PMU) 282. Die PMU 282 ist an die
TX- und RX-Leitungen des Prüfobjekts
(DUT) 242 gekoppelt, um parametrisches Testen jener Leitungen
durchzuführen.
Wie Fachleuten bekannt ist, enthalten Messeinheiten (PMUs) Schaltungen
für Störspannungen, Störströme, Messspannungen
und Messströme.
Sie werden zum Testen von stationären Kennlinien von Geräten verwendet,
wie beispielsweise Leckströmen,
Impedanzen, Ausgangsströmen
und Bürdenspannungen.
Bereitstellen einer Messeinheit (PMU) baut diese Funktionen in die
Instrumentierung 200 und verbessert überdies die Prüfvermögen.
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Die
Instrumentierung 200 umfasst vorzugsweise Schalter, wie
beispielsweise Relais 250, 252, 278 und 280.
Zur Durchführung
parametrischer Prüfung
sind die Relais offen und die Messeinheit (PMU) führt den
Prüfablauf
der TX- und RX-Leitungen durch. Weil die Instrmentierung 200 vom
Prüfobjekt (DUT) 242 entkoppelt
ist, werden Lasteffekte von der Instrumentierung 200 eliminiert.
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Zur
Durchführung
serieller Prüfung
sind die Relais 250, 252, 278 und 280 geschlossen.
In der bevorzugten Ausführungsform
ist die Messeinheit (PMU) 282 über Induktoren 282, 284, 286 und 288 an die
RX- und TX-Leitungen gekoppelt. Die Induktoren vermeiden die Notwendigkeit
der Bereitstellung separater Schalter zum Anschließen und
Trennen der Messeinheit (PMU). Die Induktoren verhalten sich wie
offene Schaltkreise gegenüber
seriellen Hochgeschwindigkeitsbitströmen und wie Kurzschlüsse zu parametrischen
GS-Signalen.
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Mit
Ausnahme der Messeinheit (PMU) 282 und der zugehörigen Induktoren
besteht die Instrumentierung 200 vorzugsweise aus elektronischen Hochgeschwindigkeitsgeräten, die
mit Hochgeschwindigkeitssignalwegen verbunden sind. Die Schaltung
könnte
unter Verwendung einer oder mehrerer anwendungsspezifischer integrierter
Schaltkreise (ASIC, „Application
Specific Integrated Circuit"), mit
diskreten Hochgeschwindigkeitskomponenten oder mit einer Kombination
von diesen implementiert werden. Weil die Instrumentierung auf den
Einsatz in einem ATE-System ausgerichtet ist, das bereits Prüfinstrumente
umfasst, brauchen Ressourcen in der Instrumentierung 200 nicht
dupliziert werden, wenn sie bereits anderswo im Testsystem vorzufinden
sind. Beispielsweise umfassen von Teradyne, Inc. hergestellte Prüfgeräte allgemein
einen separaten Zeitgeber/Zähler
und eine separate Messeinheit (PMU). Sie umfassen außerdem Taktgeneratoren
und andere parallele digitale Instrumente, die verwendet werden können, eine
Signalquelle für
den direkten Eingang 290 zu schaffen. Diese Instrumente
lassen sich im Zusammenhang mit der Instrumentierung 200 verwenden,
um die Kosten zu vermeiden, die andernfalls durch deren Duplizieren
innerhalb der Instrumentierung 200 entstehen würden.
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Prüfverfahren
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Die 3 ist
ein Flussdiagramm, das Prüfverfahren
darstellt, die mit der Instrumentierung 200 an seriellen
Ports durchgeführt
werden können.
Wie die Abbildung zeigt, können
verschiedene Tests durchgeführt
werden und die Reihenfolge ihrer Durchführung ist nicht kritisch.
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Bei
Schritt 310 weist der Hostcomputer 110 die Instrumentierung 200 an,
parametrische GS-Kennlinien
zu messen. Dieser Schritt umfasst das Öffnen der Relais 250, 252, 278 und 280 und Testen
der TX- und RX-Leitungen durch die Induktoren 282, 284, 286 und 288,
wobei der Rest der Instrumentierung 200 abgeschaltet ist.
Beim Abschluss der parametrischen Prüfung (oder mindestens bevor
serielles Testen beginnt), werden die Relais 250, 252, 278 und 280 geschlossen.
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Bei
Schritt 312 stimuliert der Hostcomputer 110 das
Prüfobjekt
(DUT) 242 serielle Daten zu senden. Folglich generiert
das Prüfobjekt
(DUT) 242 einen seriellen Bitstrom auf seiner TX-Leitung.
Der serielle Bitstrom pflanzt sich zum differenziellen Verstärker 260 und
dann zu den Vergleichern 262 und 264 fort. Bei
Schritt 314 misst der Zeitgeber/Zähler 266 die von den
Vergleichern 262 und 264 produzierten Signale.
Wie oben angedeutet, können
Messungen Jitter, Frequenz oder andere Kennlinien des Signals auf
der TX-Leitung umfassen.
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Bei
Schritt 316 liest der Hostcomputer 110 die Messergebnisse
des Zeitgebers/Zählers 266,
um zu bestimmen, ob die gemessenen Kennlinien innerhalb spezifizierter
Grenzwerte liegen.
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Eher
als – oder
zusätzlich
zum – Messen
von Kennlinien der TX-Leitung mit dem Zeitgeber/Zähler 266,
kann verbessertes Prüfschleifentesten
durchgeführt
werden. Bei Schritt 318 wird ein Signal von einem der Vergleicher 262 und 264 zur
Zeitverzerrungsschaltung 268 gespeist. In Übereinstimmung mit
spezifizierten Faktoren wird das Signal voraussagbar verzerrt und über den
Sender 272 zurück
zur RX-Leitung gespeist. Bei Schritt 324 ruft der Hostcomputer 110 das
Prüfobjekt
(DUT) 242 zum Senden auf, um zu ermitteln, ob der, auf
der RX-Leitung empfangene serielle Bitstrom, dem auf der TX-Leitung gesendeten
seriellen Bitstrom entspricht. Abhängig von der Antwort gilt der
Test als bestanden oder nicht bestanden.
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Außerdem können die
Schwellwertpegel der Vergleicher 262 und 264 auf
die Grenzwerte der Amplitudenspezifikation des Prüfobjekts
(DUT) für
die TX-Leitung programmiert werden. Das Prüfobjekt (DUT) wird wie zuvor überwacht.
Nur ein gültiges
Signal pflanzt sich zur RX-Leitung fort – und das Prüfobjekt
(DUT) besteht nur – wenn
das Prüfobjekt (DUT)
seinen Amplitudenspezifikationen für die TX-Leitung entspricht.
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Analog
können
die Ausgangspegel des Senders 272 auf die Grenzwerte der
Amplitudenspezifikationen des Prüfobjekts
(DUT) für
die RX-Leitung programmiert werden. Das Prüfobjekt (DUT) wird überwacht
und das Prüfobjekt
(DUT) besteht nur, wenn das Prüfobjekt
(DUT) seine Amplitudenspezifikationen für die RX-Leitung erfüllt. Eher
als oder zusätzlich
zum Verlassen darauf das Prüfobjekt
(DUT) 242 Stimuli bereitstellt, können separate Stimuli über den
direkten Eingang 290 bereitgestellt werden. Bei Schritt 320 steuert
der Hostcomputer 110 den Selektor 270, um das
Prüfschleifensignal
zu blockieren und stattdessen ein Signal vom direkten Eingang 290 zu übergeben.
Es wird ein algorithmisches Muster generiert. Bei Schritt 322 wird
das algorithmische Muster auf die RX-Leitung des Prüfobjekts (DUT) angewandt. Bei
Schritt 324 ruft der Hostcomputer 110 das Prüfobjekt
(DUT) 242 zum Senden auf, um zu verifizieren, dass das
Prüfobjekt
(DUT) richtige Daten empfängt.
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Die
oben beschriebenen verbesserten Prüfschleifentechniken bzw. -verfahren
sind preisgünstig und
flexibel. Ressourcen wie der Zeitgeber/Zähler und die Messeinheit (PMU)
sind in den meisten Prüf- bzw.
Testsystemen bereits inbegriffen, daher können deren Funktionen durch
die verbesserte Prüfschleifeninstrumentierung
zu geringen Kosten oder keinen zusätzlichen Kosten inkorporiert
werden. TX- und RX-Leitungen eines seriellen Ports können unabhängig auf
Amplitudenfehler und Jitter geprüft
werden. Unter Verwendung des direkten Eingangs 290 können algorithmische
Muster zum Prüfen
der RX-Leitung mit
verschiedenen Daten von der TX-Leitung und mit verschiedenen Frequenzen
verwendet werden, wodurch wirklich unabhängiges Prüfen der RX- und TX.Leitungen
bereitgestellt wird.
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Alternativen
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Nachdem
eine Ausführungsform
beschrieben worden ist, können
zahlreiche alternative Ausführungsformen
oder Variationen hergestellt werden.
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Wie
oben beschrieben, sind der Zeitgeber/Zähler und die Messeinheit (PMU)
ferne Instrumente. Jedoch können
sie auch lokal bereitgestellt werden. Zu etwas höheren Kosten kann der Zeitgeber/Zähler und
die Messseinheit (PMU) in die Instrumentierung 200 integriert
werden, um ein unabhängigeres
Instrument bereitzustellen.
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Die
verbesserte Prüfschleifeninstrumentierung 200 wurde
oben als innerhalb eines oder mehrerer Instrumente eines Prüfgeräts untergebracht
beschrieben. Jedoch könnte
ihre Position variieren. Als andere Möglichkeit kann die Instrumentierung
auf die Geräteschnittstellenplatte
neben dem Prüfobjekt (DUT)
platziert werden oder kann zwischen diesen Positionen aufgeteilt
werden. Gemäß noch einer
weiteren Alternative könnte
die Instrumentierung 200 innerhalb eines selbstständigen Instruments
bereitgestellt werden, das mit dem Hostcomputer 110 über einen
separaten Bus, beispielsweise einem IEEE-488-Bus oder einem VXI-Bus
kommuniziert.
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Oben
wurde ein einzelner verbesserter Prüfschleifenschaltkreis 200 beschrieben.
Als andere Möglichkeit
können
mehrfache Schaltkreise 200 zusammengefügt werden, um mehrfache serielle
Ports zu testen. Der Zeitgeber/Zähler
und die Messeinheit (PMU) können
zwischen verschiedenen Schaltkreisen geschaltet werden oder es können mehrfache Zeitgeber/Zähler und
Messeinheiten (PMU) bereitgestellt werden.
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Die
oben beschriebene Instrumentierung 200 berücksichtigt
einen breiten Testbereich. Beispielsweise kann der Ausgang des differenziellen Vergleichers
ebenso an Datenerfassungsinstrumente (nicht gezeigt) oder parallele
digitale Instrumente gekoppelt werden. Diese Instrumente können Signale
vom differenziellen Vergleicher für zusätzliches Testen verarbeiten,
beispielsweise, um Daten auszublenden, die in seriellen Bitströmen codiert
sind, die vom Prüfobjekt
(DUT) 242 generiert werden. Die ausgeblendeten Daten können dann,
beispielsweise, verwendet werden das Prüfobjekt (DUT), über den
direkten Eingang, für
nachfolgendes Prüfen
zu initialisieren.
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Die
Messeinheit (PMU) ist, wie oben beschrieben, über Induktoren an die TX- und
RX-Leitungen angeschlossen. Relais oder andere Schalter könnten ebenso
verwendet werden, vorausgesetzt, dass sie serielle Hochfrequenz-Bitströme angemessen
blockieren.
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Das
oben beschriebene Beispiel verwendet einen differenziellen Empfänger und
einen differenziellen Sender zum Kommunizieren mit differenziellen RX-
und TX-Leitungen eines Prüfobjekts
(DUT). Dies ist jedoch nicht erforderlich. Zum Testen einpoliger serieller
Ports könnten
ein einpoliger Empfänger
und ein einpoliger Sender verwendet werden. Als andere Möglichkeit
könnten
die oben beschriebenen differenziellen Empfänger und Sender so verwendet
werden, dass ein Eingang des Empfängers auf einer konstanten
Spannung gehalten wird und ein Ausgang des Senders offen gelassen
wird.
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Jede
dieser Alternativen und Variationen sowie Andere, sind von den Erfindern
in Erwägung
gezogen worden und sollen in den Umfang der unmittelbaren Erfindung
fallen. Es sollte daher allgemein angenommen werden, dass die vorangehende
Beschreibung als Beispiel dient und die Erfindung nur durch den
Umfang der angehängten
Ansprüche
begrenzt werden sollte.