JP2007199062A - リジェネレータプローブ - Google Patents

Abstract

【課題】プローブを用いて、ターゲットシステムの動作に影響を与えることなしに、ターゲットシステム内の信号をサンプリングする
【解決手段】プローブ装置は、第１及び第２アクセスポートを有する。第１及び第２アクセスポートは、試験回路内に介在するべく適合されている。電圧増幅器および電圧分割器は、第１アクセスポートによって受信される電圧を実質的に表す電圧を、それぞれ第２アクセスポート及び計測ポートに提示するべく適合されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、プローブ技術に関するものである。

デジタル回路試験における重要な側面の１つは、ターゲットシステムの適切なプロービングである。一例として、ロジック分析では、ターゲットシステム回路の動作に影響を与えることなく、高速でターゲットシステムの計測を実行する。プローブ装置は、ターゲットシステムがプロービングされていない状態で動作する際に現れるであろう回路電圧をそのまま正確にサンプリングすることが理想的である。しかしながら、ターゲットシステムの動作周波数の上昇に伴い、その動作に影響を与える寄生容量をターゲットシステム回路に追加することなしに、ターゲットシステムをプロービングすることは、益々困難になる。

回路試験に好適なプローブ装置の既知のスタイルの１つが、「スヌーププローブ（ｓｎｏｏｐ ｐｒｏｂｅ）」である。添付図面中の図１を参照すれば、スヌーププローブの一例が示されており、この場合には、ターゲットシステム回路の１つ又は複数の通信ライン１０１が遮断されて、遮断されたラインの２つの端部の間に、スヌーププローブが介在している。スヌーププローブは、遮断された通信ライン１０１のスルー接続を提供することによって動作を可能にすると共に、ライン上の信号の活動をプロービングする並列サンプリング回路を具備している。スヌーププローブは、スルー回路に並列に接続されたチップ抵抗器１０２を有するスルー回路部分を含んでいる。チップ抵抗器１０２は、スルー回路部分と試験装置１０３との間の絶縁を提供している。チップ抵抗器１０２に接続されたプローブケーブル１０４が、サンプリングされた信号を試験装置１０３に供給している。試験装置１０３は、終端インピーダンスによって終端されている。通常、チップ抵抗器のインピーダンスは、終端インピーダンスの５〜１０倍になっている。好都合なことに、スヌーププローブは、受動的なプロービングと、試験装置からの絶縁とを提供している。既知のスヌーププローブの欠点は、試験装置によって観察される試験信号が、終端インピーダンスに追加されたチップ抵抗器１０２のインピーダンスに対する終端インピーダンスの電圧分割比率（分圧比）によって大幅に減衰するという点にある。又、この電圧分割比率に起因して、試験装置は、信号の減衰したスルーレートが計測されることを観察することにもなる。従って、雑音電圧の有効な変換が同様に低速化し、この結果、計測におけるジッタに寄与することになる。絶縁抵抗器が大きいほど、試験装置１０３からのターゲットシステムの絶縁は良好なものになるが、スルーレートの減衰も大きくなり、明白な計測ジッタも大きくなる。当業者であれば、この逆もまた真であることを理解するであろう。小さなチップ抵抗器インピーダンスにより、ジッタの計測値を改善することは可能であるが、これは、試験装置１０３からのターゲットシステム回路１０８の絶縁を犠牲にすることになる。スヌーププローブの更なる欠点は、試験信号周波数の上昇に伴い、チップ抵抗器１０２に固有の寄生容量に起因して絶縁が低下するという点である。

その動作に影響を与えることなしに、ターゲットシステム内の信号のサンプリングを提供する改善されたプローブに対するニーズが存在している。

添付の図面との関連において、以下の詳細な説明を参照することにより、本開示の内容を理解することができよう。尚、添付の様々な図面の類似の参照符号は、同一又は類似の要素を示している。

以下の詳細な説明においては、制限を意図することなく説明を目的として、本開示内容による実施例を十分に理解できるように、特定の詳細事項を開示する実施例について説明する。但し、本開示内容により恩恵を受けるであろう当業者には、本明細書に開示されている特定の詳細事項から逸脱する本開示内容によるその他の実施例も、添付の請求項の範囲内に留まっていることが明らかとなろう。又、実施例の説明をわかりにくくすることのないよう、周知の装置及び方法に関する説明は省略されている場合があるが、それらの方法及び装置も、明らかに本開示内容の範囲内に含まれている。

まず、添付図面中の図２を参照すれば、本開示内容によるリジェネレータプローブ装置１００の一実施例が示されており、この場合、ターゲットシステム１０８の通信ライン１０１内にプローブ装置１００が介在している。通信ライン１０１は、遮断されており、遮断された通信ライン１０１のそれぞれの端部は、プローブ装置１００の個別の第１アクセスポート１０５及び第２アクセスポート１０６に接続されている。図２に示されているプローブ装置の実施例において、第１アクセスポート１０５は、第１プローブトレース１１１に電気的に接続されており、第１プローブトレース１１１は、電圧増幅器１０９に接続されている。電圧増幅器１０９は、ターゲットシステム回路１０８がプローブ装置を内部に介在していないかのように実質的に動作するように、ターゲットシステム回路１０８のインピーダンスに整合した特性インピーダンスによって終端される。特定の実施例において、電圧増幅器１０９は、第１アクセスポート１０５に存在する電圧信号を２倍に増幅し、且つ、ターゲットシステム回路１０８の電圧レンジ及び周波数にわたる動作及び周波数応答の線形増幅器特性を具備している。従って、電圧増幅器の出力１１６は、第１アクセスポート１０５における電圧信号の活動を正確に表している。電圧増幅器の出力１１６は、電圧分割器１１０に接続されている。図２に示されている特定の実施例においては、増幅された電圧の半分が電圧分割器の第１出力１１７に提示され、且つ、増幅された電圧の半分が電圧分割器１１０の第２出力１１８に提示されるように、電圧分割器１１０は、６ｄＢ分割器である。第２プローブトレース１１２は、電圧分割器の第１出力１１７を第２アクセスポート１０６に接続している。特定の実施例において、第１アクセスポート１０５の電圧は、第２アクセスポート１０６の電圧に実質的に等しい。従って、ターゲットシステムの動作は、伝送ラインが増大した結果追加されるなんらかの増分的なレイテンシーを除いて、高速を維持しており、且つ、通信ライン内に介在しているプローブ装置１００を伴わないものに等価な状態にある。特定の実施例において、ターゲットシステム内の複数の通信ラインをプロービングしており、それぞれのラインは、ターゲットシステム内の並列ラインを計測するための個別の関連付けられたプローブ装置１００を具備している。電圧分割器の第２出力１１８は、計測トレース１１９に接続されている。計測トレース１１９は、試験装置１０３に提示するべく、プローブケーブル１０４に接続されている。図示の特定の実施例において、それぞれの通信ライン１０１は単向性である。それぞれの方向用の１つ又は複数の増幅器と分割器を含む別個のプローブ回路を具備することにより、この実施例は、フルデュープレックスバスを有するターゲットシステム内において使用するべく適合することができる。従って、フルデュープレックスターゲットシステム用の本開示内容によるプローブ装置は、それぞれの通信ライン１０１ごとに、２つのプローブ回路及び計測ポート接続を具備している。

添付図面中の図３を参照すれば、本開示内容による別の実施例が示されており、この場合、第１アクセスポート１０５及び第１プローブトレース１１１が、電圧分割器１１０に接続されている。電圧分割器１１０は、６ｄＢ分割器であり、入力電圧の半分を電圧分割器の第１出力１１７に提示し、入力電圧の半分を電圧分割器の第２出力１１８に提示している。電圧分割器の第１出力１１７は、第１電圧増幅器１２０に接続されており、電圧分割器の第２出力１１８は、第２電圧増幅器１２１に接続されている。具体的に図示されていない実施例において、第１及び第２電圧増幅器は、固定増幅器である。添付図面中の図３に示されている実施例において、第１及び第２電圧増幅器のそれぞれは、独立して調節可能である。第１電圧増幅器１２０は、第２プローブトレース１１２と第２アクセスポート１０６に接続されている。第２電圧増幅器１２１は、試験装置１０３に提示するべく、計測トレース１１９とプローブケーブル１０４に接続されている。従って、ユーザーは、第１アクセスポート１０５において検出されるものと実質的に同一の電圧を第２電圧増幅器１２１の出力に提示するべく選択可能であり、且つ、第１アクセスポート１０５に提示される電圧信号を減衰又は増幅し、それを第２アクセスポート１０６に提示するべく選択することもできる。この機能を使用することにより、第１アクセスポートにおける電圧信号の完全な計測を可能にすると同時に、ターゲットシステムのパラメトリックマージン及びリンプアロング（ｌｉｍｐ−ａｌｏｎｇ）試験を実現することができる。当業者であれば、特定の試験要件に応じて、第１及び第２電圧増幅器の一方又は両方が可変増幅を提供することができ、且つ、これらのいずれも可変増幅を提供しないことも可能であることを容易に理解するであろう。

添付図面中の図４を参照すれば、図３の実施例に存在している特徴を提供し、且つ、試験対象の通信ライン１０１当たり１つの電圧増幅器のみを利用する本開示内容による別の実施例が示されている。具体的には、第１アクセスポート１０５及び第１プローブトレース１１１は、電圧増幅器１０９に接続されている。電圧増幅器１０９の出力１１６は、電圧分割器１１０の入力に接続されている。但し、図４の実施例においては、電圧分割器１１０は可変である。従って、電圧分割器１１０は、第１及び第２出力１１７、１１８に異なる電圧を提示するべく調節可能である。

添付図面中の図５を参照すれば、本開示内容によるプローブ装置の実施例に好適なフォームファクタの実施例が示されている。図示の実施例において、複数のターゲットシステム通信ライン１０１がターゲットＰＣＩ−ＥＸＰＲＥＳＳコネクタ（図示されず）で遮断されている。プロービング可能な通信ライン１０１の最大数は、ターゲットＰＣＩ−ＥＸＰＲＥＳＳコネクタのサイズによって定義される。その他のコネクタも好適であり、本開示内容の恩恵を受ける当業者であれば、それらを本開示内容に対して適合させることができる。ターゲットＰＣＩ−ＥＸＰＲＥＳＳコネクタは、プローブ装置１００を通信ライン１０１のそれぞれに接続するために、プリント回路基板（ＰＣＢ）１２３のエッジ１２２を受け入れる。特定の実施例において、ＰＣＢ１２３は、第１及び第２主平坦表面を含む構成を具備している。ＰＣＢ１２３のエッジ１２２は、ＰＣＢ１２３の第１平坦表面上に第１アクセスポート１０５を具備しており、第２アクセスポート１０６は、ＰＣＢ１２３の第２平坦表面上において、第１アクセスポート１０５の反対側に配設されている。ＰＣＢ１２３は、増幅器１０９及び分割器１１０などのそれぞれの通信ライン１０１用の本開示内容によるプローブ装置の電子回路を保持している。具体的には、ＰＣＢ１２３は、プローブ装置の特定の実施例とプロービング対象の通信ライン１０１の数に応じて複数の増幅器及び分割器を保持している。ＰＣＢ１２３のレイアウトは、ＰＣＢ１２３の矩形の領域に沿って１つに構成された個別の通信ライン電子回路を具備している。又、ＰＣＢ１２３は、ターゲットＰＣＩ−ＥＸＰＲＥＳＳコネクタと同一の幅及び構成を具備するプローブＰＣＩ−ＥＸＰＲＥＳＳコネクタ１２４をも保持している。通常の動作において、プローブ１００はターゲットシステムに接続されず、ターゲットＰＣＩ−ＥＸＰＲＥＳＳコネクタ内にコンパニオンＰＣＢ（図示されず）が配設される。プロービング状態の動作において、プローブ１００は、ＰＣＢカードエッジ１２２を介し、ターゲットＰＣＩ−ＥＸＰＲＥＳＳコネクタを通じてターゲットシステムに接続され、コンパニオンＰＣＢは、ターゲットシステム回路を完成させるべく、プローブＰＣＩ−ＥＸＰＲＥＳＳコネクタ１２４に接続される。好都合なことに、プローブをターゲットシステム回路内に挿入することにより、ターゲットシステムの動作は、変更を加えることなく監視可能である。プローブＰＣＢ１２３は、試験装置１０３に接続するべく、個別の計測トレース１１９をプローブケーブル１０４に相互接続している。

添付図面中の図６を参照すれば、本開示内容による実施例のフローチャート（ステップ１２５〜１２８）が示されており、この場合、試験回路の第１及び第２アクセスポート１０５、１０６の間にスルー回路を介在させている（ステップ１２５）。第１アクセスポート１０５に存在する電圧を増幅（ステップ１２６）及び分割（ステップ１２７）し、第１アクセスポート１０５における電圧に実質的に類似した電圧を電圧分割器１１０の出力１１８に提示する（ステップ１２８）。

以上、例示によって、プローブ装置及びプロービング方法を説明する添付の図面を参照し、開示内容の実施例を説明した。一例として、図３又は図４に示される本開示内容による複数通信ラインの実施例においては、機能試験に加え、それぞれのラインのパラメトリック試験のために、それぞれ別個の通信ライン１０１用の個別の増幅器１２０、１２１又は可変分割器１１０を独立して調節可能である。具体的には、試験装置１０３が、ターゲットシステム内で検出されるものに実質的に類似した電圧信号を受信する一方で、通信ライン１０１を通じてターゲットシステムの残りの部分に伝達される信号を増幅又は減衰するように、増幅器１２０又は可変分割器１１０は調節される。増幅又は減衰を実行する方法は、手動又はプログラムによるものであってよく、これは、設計の選択肢によって決まる。当業者であれば、本開示内容を参照することにより、本発明のその他の変形、適合、及び実施例を想起することができよう。

既知のプローブの回路構成を示す図である。 本開示内容による単一ラインプローブ回路の実施例を示す図である。 本開示内容による単一ラインプローブ回路の実施例を示す図である。 本開示内容による単一ラインプローブ回路の実施例を示す図である。 本開示内容による複数ラインプローブのフォームファクタの例を示す図である。 本開示内容による方法の実施例のフローチャートである。

符号の説明

１０４ 計測ポート
１０５ 第１アクセスポート
１０６ 第２アクセスポート
１０８ 試験回路
１０９ 電圧増幅器
１１０ 電圧分割器
１２０ 第１増幅器
１２１ 第２増幅器
１２３ プリント回路基板
１２４ プローブコネクタ

Claims (26)

1. 第１及び第２アクセスポートと計測ポートを有するプローブ装置において、
   前記第１及び第２回路アクセスポートは、試験回路内に介在するべく適合されており、
   電圧分割器と直列に組み合わせられた電圧増幅器は、前記第１アクセスポートによって受信される電圧を実質的に表す電圧を、それぞれ前記第２アクセスポート及び計測ポートに提示するべく適合されていることを特徴とするプローブ装置。
2. 複数の前記第１及び第２回路アクセスポートと、それぞれ複数の前記計測ポート、前記増幅器、及び前記電圧分割器を有しており、各第１及び第２回路アクセスポート及び計測ポートは、それぞれ１つの前記増幅器及びこれに関連付けられた前記電圧分割器を具備していることを特徴とする請求項１に記載のプローブ装置。
3. 前記第２アクセスポートに提示される電圧は、前記第１アクセスポートによって受信される電圧に実質的に等しいことを特徴とする請求項１に記載のプローブ装置。
4. 前記計測ポートに提示される電圧は、前記第１アクセスポートによって受信される電圧に実質的に等しいことを特徴とする請求項１に記載のプローブ装置。
5. 前記第２アクセスポートに提示される電圧は、調節可能であることを特徴とする請求項４に記載のプローブ装置。
6. 前記第２アクセスポート及び前記計測ポートに提示される電圧は、前記第１アクセスポートによって受信される電圧に実質的に等しいことを特徴とする請求項１に記載のプローブ装置。
7. 前記第１アクセスポートは、前記増幅器に入力を提供し、増幅器の出力は、前記分割器に入力を提供することを特徴とする請求項１に記載のプローブ装置。
8. 前記電圧分割器は、可変分割器であることを特徴とする請求項７に記載のプローブ装置。
9. 前記第１アクセスポートは、電圧分割器に入力を提供し、第１電圧分割器の出力は、第１増幅器に入力を提供し、第２電圧分割器の出力は、第２増幅器に入力を提供することを特徴とする請求項１に記載のプローブ装置。
10. 前記第１増幅器は、可変増幅器であることを特徴とする請求項９に記載のプローブ装置。
11. 前記第２増幅器は、可変増幅器であることを特徴とする請求項９に記載のプローブ装置。
12. ターゲットシステムコネクタとターゲットシステムコンパニオンプリント回路基板の間に介在するべく適合されたプローブ装置は、前記ターゲットシステムコネクタに接続するべく適合されたプリント回路基板と、前記ターゲットシステムコネクタに類似した構成を具備する前記プリント回路基板上に配設されたプローブコネクタとを更に有することを特徴とする請求項１に記載のプローブ装置。
13. 前記ターゲットシステムコネクタ及び前記プローブコネクタは、ＰＣＩ−ＥＸＰＲＥＳＳコネクタであることを特徴とする請求項１２に記載のプローブ装置。
14. 前記計測ポートに接続され、且つ、試験装置にインターフェイスするべく適合されたケーブルを更に有することを特徴とする請求項１２に記載のプローブ装置。
15. 試験回路の第１及び第２アクセスポートの間にスルー回路を介在させる段階と、
    前記第１アクセスポートに存在している電圧を増幅する段階と、
    前記増幅された電圧を分割する段階と、
    前記第１アクセスポートにおける電圧を実質的に表す電圧を、計測ポートに提示する段階と、
    を有するプロービング方法。
16. 前記第１アクセスポートにおける電圧を実質的に表す電圧を、前記第２アクセスポートに提示する段階を更に有する請求項１５に記載の方法。
17. 前記第２アクセスポートにおける電圧は、前記計測ポートにおける電圧に実質的に等しい請求項１６に記載の方法。
18. 前記第１アクセスポートにおける電圧の減衰表現である電圧を、前記第２アクセスポートに提示する段階を更に有する請求項１５に記載の方法。
19. 前記第１アクセスポートにおける電圧の増幅表現である電圧を、前記第２アクセスポートに提示する段階を更に有する請求項１５に記載の方法。
20. それぞれの段階は、複数の並列ラインについて実行される請求項１５に記載の方法。
21. 試験回路の第１及び第２アクセスポートの間にスルー回路を介在させる段階と、
    前記第１アクセスポートに提示される電圧を分割する段階と、
    第１分割電圧を増幅する段階と、
    前記増幅された第１分割電圧を前記第２アクセスポートに提示する段階と、
    第２分割電圧を増幅する段階と、
    前記増幅された第２分割電圧を前記計測ポートに提示する段階と、
    を有する方法。
22. 前記第２アクセスポートにおける電圧は、前記第１アクセスポートにおける電圧に実質的に等しい請求項２１に記載の方法。
23. 前記第２アクセスポートにおける電圧は、前記計測ポートにおける電圧に実質的に等しい請求項２２に記載の方法。
24. 前記第２アクセスポートにおける電圧は、前記第１アクセスポートにおける電圧の減衰表現である請求項２２に記載の方法。
25. 前記第２アクセスポートにおける電圧は、前記第１アクセスポートにおける電圧の増幅表現である請求項２２に記載の方法。
26. それぞれの段階は、複数の並列ラインについて実行される請求項２１に記載の方法。

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