JP5585996B2 - 信号発生装置及びシリアル・データ・パターン生成方法 - Google Patents

Description

本発明は、信号発生装置に関し、特にシルアル・データの伝送パスの特性を表すタッチストーン・ファイルの効果（影響）をスケーリングすることができる信号発生装置及び方法に関する。

高速シリアル・データの設計者は、特定の条件におけて要求されるビット・エラー・レート（ＢＥＲ）に適合するように耐性があり信頼性の高い受信機を設計することが求められている。回路基板、ケーブル、コネクタなどのシリアル・データの送信機及び受信機間の物理的なチャンネルでは、表皮効果や誘電損失などが原因で、高速シリアル・データ信号の高周波数成分が失われる。この影響は、最終的に符号間干渉（ＩＳＩ）となる。物理チャンネルの伝送パスは、好ましくは、ベクトル・ネットワーク・アナライザ（Vector Network Analyzer：ＶＮＡ）なども用いて得られるＳパラメータ応答でその特性が示される。物理チャンネルの伝送パスのＳパラメータ特性は、分離した周波数が連続するＳパラメータの複数の組であり、タッチストーン（Touchstone）ファイルとして記録される。物理チャンネルの伝送パスを表すネットワーク中のポート数に基づき、種々の組み合わせのＳパラメータが測定される。

物理チャンネル伝送パスの効果を生成するため、物理チャンネル伝送パスのタッチストーン・ファイル中のＳパラメータから等化な応答フィルタが求められる。シリアル・データ受信機の性能を測定するため、このフィルタを用いてシリアル・データを生成しても良い。設計者は、シリアル・データ受信機の性能を向上させるため、物理チャンネルを変更するか、回路基板の配線長、ケーブル長、コネクタの種類などの物理チャンネルのパラメータを変更することが必要となることがある。この場合、設計者は、変更した伝送パスのＳパラメータの特性を得るため、変更した物理チャンネルを測定することが必要となる。ＶＮＡを用いて物理チャンネル伝送パスのＳパラメータ特性を得ることは、一般に時間のかかる作業である。更に、変更した物理チャンネル（例えば、新しい配線長の変更した回路基板）の構成では実現不能なことが原因で、所望の物理チャンネルが得られないかもしれない。

こうしたことから、本発明は、信号パスの変化する特性を表すシリアル・データ・パターンを生成するために、シリアル・データ・パターン・パラメータ及びタッチストーン・ファイル用符号間干渉スケーリング・パラメータを設定するための、シグナル・ジェネレータのような信号発生装置及び方法に関する。信号発生装置には、表示装置と中央処理装置とがあり、中央処理装置はシリアル・データ・パターンのパラメータを設定し、測定された信号パスを表すＳパラメータ・ファイルを選択し、Ｓパラメータ・ファイル中のスケーリング強度値用の符号間干渉パラメータを設定するためのユーザ・インタフェースを表示装置上に発生させる。中央処理装置は、シリアル・データ・パターン・パラメータ及び符号間干渉スケーリング・パラメータで変更されたＳパラメータ・ファイルを用いて波形記録ファイルを生成する。波形生成回路は、波形記録ファイルを受けて、符号間干渉スケーリング・パラメータでスケーリングされた（scaled）強度値を有するＳパラメータ・ファイルで変更されたシリアル・データ・パターンを有するシリアル・データ・パターンのアナログ出力信号を生成する。

表示装置は、信号発生装置に結合された外部表示装置であっても良い。パソコンのような外部制御装置を信号発生装置に結合しても良く、外部制御装置は、シリアル・データ・パターンのパラメータを設定し、測定された信号パスを表すＳパラメータ・ファイルを選択し、Ｓパラメータ・ファイル中の強度値をスケーリングするための符号間干渉パラメータを設定し、シリアル・データ・パターン・パラメータ及び符号間干渉スケーリング・パラメータで変更されたＳパラメータ・ファイルを用いて、波形生成回路で使用される波形記録ファイルを生成するためのユーザ・インタフェースを外部表示装置上に発生させる。

符号間干渉スケール係数は、０.０から１０.０までの範囲を持ち、中央処理装置は符号間干渉スケール係数を０.００１単位で変更する。Ｓパラメータ・ファイルは、好ましくはタッチストーン・ファイルである。Ｓパラメータ・ファイルは、１ポート、２ポート、４ポートのシングル・エンド又は４ポートの差動Ｓパラメータ・ファイルである。信号パスの変化する特性を表すシリアル・データ・パターンを生成する方法には、シリアル・データ・パターン・パラメータを設定すると共に、測定した信号パスを表すＳパラメータ・ファイル及びこのＳパラメータ・ファイル中の強度値をスケーリング（scaling）するための符号間干渉パラメータを選択するためのユーザ・インタフェースを表示装置上に生成するステップと、シリアル・データ・パターン・パラメータを選択するステップと、測定した信号パスを表すＳパラメータ・ファイル及びこのＳパラメータ・ファイル中の強度値をスケーリングするための符号間干渉パラメータを選択するステップとがある。波形記録ファイルが、シリアル・データ・パターン・パラメータ及び符号間干渉スケーリング・パラメータで変更されたＳパラメータ・ファイルを用いて生成される。符号間干渉スケーリング・パラメータでスケーリングされた強度値を有するＳパラメータ・ファイルで変更されたシリアル・データ・パターンを有する波形記録ファイルからシリアル・データ・パターン・アナログ出力信号が生成される。

符号間干渉スケーリング・パラメータは、好ましくは、０.０００から１０.０００の範囲で、０.００１単位で変更可能である。波形記録ファイルを生成するステップには、符号間干渉スケーリング・パラメータで定まる強度値を有するＳパラメータ・ファイルで変更されたシリアル・データ・パターン・デジタル・データを生成するため、シリアル・データ・パラメータをコンパイルするステップが含まれる。Ｓパラメータ・ファイルを選択するステップには、測定した信号パスに関する少なくとも最初のポート構成を選択するステップが更に含まれ、このとき、ポート構成は、１ポート、２ポート、４ポートのシングル・エンド又は４ポートの差動構成である。

本発明の目的、効果、その他新規な点は、以下の詳細な説明を特許請求の範囲及び図面と共に読むことによって明らかとなろう。

図１は、タッチストーン・ファイルにＩＳＩスケーリングを施す本発明によるシグナル・ジェネレータの前面を示す図である。 図２は、本発明によるシグナル・ジェネレータのブロック図である。 図３は、タッチストーン・ファイルにＩＳＩスケーリングを施す本発明による初期ユーザ・インタフェースを示す図である。 図４は、タッチストーン・ファイルにＩＳＩスケーリングを施す本発明によるユーザ・インタフェース中のBase Pattern（基本パターン）ポップアップ・ウィンドウを示す図である。 図５は、タッチストーン・ファイルにＩＳＩスケーリングを施す本発明によるユーザ・インタフェース中のTransmitter（送信機）ポップアップ・ウィンドウを示す図である。 図６は、タッチストーン・ファイルにＩＳＩスケーリングを施す本発明によるユーザ・インタフェース中のChannel/Cable（チャンネル／ケーブル）ポップアップ・ウィンドウを示す図である。 図７は、タッチストーン・ファイルにＩＳＩスケーリングを施す本発明によるユーザ・インタフェース中の１ポートＳパラメータ・タッチストーン・ファイル用のChannel/Cable（チャンネル／ケーブル）ポップアップ・ウィンドウを示す図である。 図８は、タッチストーン・ファイルにＩＳＩスケーリングを施す本発明によるユーザ・インタフェース中の２ポートＳパラメータ・タッチストーン・ファイル用のChannel/Cable（チャンネル／ケーブル）ポップアップ・ウィンドウを示す図である。 図９は、タッチストーン・ファイルにＩＳＩスケーリングを施す本発明によるユーザ・インタフェース中のシングル・エンド４ポートＳパラメータ・タッチストーン・ファイル用のChannel/Cable（チャンネル／ケーブル）ポップアップ・ウィンドウを示す図である。 図１０は、タッチストーン・ファイルにＩＳＩスケーリングを施す本発明によるユーザ・インタフェース中の差動４ポートＳパラメータ・タッチストーン・ファイル用のChannel/Cable（チャンネル／ケーブル）ポップアップ・ウィンドウを示す図である。 図１１は、タッチストーン・ファイルにＩＳＩスケーリングを施す本発明によるユーザ・インタフェース中における異なるスケーリング係数値についての、周波数応答を示すグラフである。 図１２は、タッチストーン・ファイルにＩＳＩスケーリングを施す本発明によるユーザ・インタフェース中のCompiles Setting（コンパイル設定）ポップアップ・ウィンドウを示す図である。 図１３Ａは、スケーリングしたＩＳＩ効果を有するシリアル・データ・パターンの生成を表すフローチャートである。 図１３Ｂは、スケーリングしたＩＳＩ効果を有するシリアル・データ・パターンの生成を表すフローチャートである。

図１を参照すると、米国オレゴン州ビーバートンのテクトロニクス社が製造販売するＡＷＧ７１０２型のようなシグナル・ジェネレータ（信号発生装置）１０が示されている。シグナル・ジェネレータ１０には、ボタンやノブのようなコントローラ１４のある前面パネル１２と、液晶表示装置や陰極線管のような表示装置１６がある。シグナル・ジェネレータ１０には、また、波形データや実行可能なプログラム等を記憶するＣＤ又はＤＶＤ／ＣＤドライブがある。ユーザが定義した信号は、前面パネルのコントローラ１４を表示装置１６上の表示されるユーザ・インタフェースと共に用いることでシグナル・ジェネレータ１０から出力される。

図２は、タッチストーン（Touchstone（登録商標））ファイルに対して符号間干渉（ＩＳＩ）をスケーリング（scaling：拡大縮小して反映させる）するＡＷＧ７１０２型シグナル・ジェネレータ１０の一例のブロック図である。シグナル・ジェネレータ１０には中央処理装置（ＣＰＵ）２０があり、これはコンパクト・ディスク（ＣＤ）やハードディスク・ドライブ（ＨＤＤ）のような電子媒体上に記憶しておいたプログラムに従って装置の動作を制御する。ＲＡＭのようなメモリ２２は、ＨＤＤのような記憶装置２４からプログラムを読み出すためのＣＰＵ２０のワーク・エリアとして利用される。ユーザは、装置の前面パネル１２上のボタンやノブ等１４を介して出力試験信号の生成をシグナル・ジェネレータ１０に設定できる。表示装置１６は、出力試験信号の種々のパラメータを設定し、パラメータ設定に応じた出力信号を視覚化するためのユーザ・インタフェースを表示しても良い。外部表示出力回路２６は、シグナル・ジェネレータ１０の内蔵表示装置１６に加えて、より広い表示領域を提供するための外部表示装置２８に供給する映像出力信号を生成する。波形生成回路３０は、ユーザが定義したパラメータに基づく出力試験信号を生成する。この実施例では、波形生成回路３０は、トリガ入力端子及びイベント入力端子と、２チャンネルの出力端子を有する。入力／出力ポート３２は、外部キーボード３４やマウス３６のようなポインティング・デバイスをシグナル・ジェネレータに接続するために使用される。外部キーボード３４又はマウス３６は、パラメータを設定するシグナル・ジェネレータの前面パネル・コントローラの一部として含めても良い。これら回路は、信号及びデータ・バス３８で互いに結合される。シグナル・ジェネレータ１０のバス３８には、シグナル・ジェネレータ１０をパソコン（ＰＣ）４２や他の試験装置のような外部制御装置に接続するために、ローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ）インターフェース４０を設けても良い。ＬＡＮインターフェース４０によって、ユーザ・インタフェースをＰＣ４２上で動作させ、出力信号データをシグナル・ジェネレータ１０に渡すことが可能となり、また、ＰＣ４２がネットワークを介してシグナル・ジェネレータ１０を制御することが可能となる。別のやり方としては、ＧＰＩＢインターフェースをＬＡＮインターフェース４０の代わりに用いても良い。

図３を参照すると、タッチストーン・ファイルのＩＳＩスケーリングによって変更されるシリアル・データ・パターンのパラメータを設定するユーザ・インタフェース５０の初期状態が示されている。初期状態のユーザ・インタフェース５０及びこれに続くユーザ・インタフェースは、ＣＰＵ２０のプログラム制御の下で動作し、ユーザ・インタフェースのプログラムは記憶装置２４に記憶されている。ユーザ・インタフェースは、表示装置１６又は外部表示装置２８上に表示すると良い。これに代わって、ユーザ・インタフェース・プログラムは、ＰＣ４２に記憶しておき、ＰＣ４２でアクセスしても良く、ＰＣ４２がパラメータを処理し、出力ファイルを生成して、これをシグナル・ジェネレータ１０に供給しても良い。シグナル・ジェネレータ１０上の種々のインターフェースを制御するプログラムは、表示装置１６上のアイコンを介してアクセスしても良いし、スタート・タブをクリックし、シグナル・ジェネレータ１０中に記憶されたプログラムのリストから適切なプログラムをクリックすることでアクセスしても良い。初期インターフェース５０には、多数のポップアップ・ウィンドウが含まれ、これらは初期インターフェース５０中の種々のタブ５２又はボタン５３をクリックすることでアクティブになる。初期インターフェース５０には、BASE PATTERN（基本パターン）タブ５４があり、これはBASE PATTERN（基本パターン）ポップアップ・ウィンドウ５６をアクティブにする。BASE PATTERNポップアップ・ウィンドウ５６は、初期インターフェース５０において、自動的にアクティブにされる。

図４は、BASE PATTERNポップアップ・ウィンドウ５６をより詳細に示したもので、BASE PATTERNポップアップ・ウィンドウ５６の４つの定義された領域「BASE PATTERN（基本パターン）５８、SIGNAL（信号）６０、ENCODING（エンコード）６２及びRISE/FALL（立ち上がり／立ち下がり）６４」を示す。BASE PATTERN（基本パターン）領域５８には、ボタン６６、６８及び７０があり、これらによってユーザはＩＳＩ効果を発生させるシリアル・データ・パターンを選択できる。STANDARD（規格）ボタン６６をクリックすると、STANDARD（規格）ボックス７２及びPATTERN（パターン）ボックス７４がアクティブになる。STANDARDボックス７２をクリックすると、一般的なシリアル・データ・パターン及びコンプライアンス試験を必要とする種々のシリアル・データ規格が表示される。一旦特定のシリアル・データ規格が選択され、PATTERNボックス７４をクリックすると、ＰＲＢＳ７のような選択されたシリアル・データ規格で定義される種々の波形パターンが表示される。FROM FILE（ファイルから）ボタン６８をクリックすると、ファイル・ボックス７６が強調表示され、ユーザはこの中に既に記憶してあるデータ・ファイルを入れることができる。USER PATTERN（ユーザ・パターン）ボタン７０をクリックすると、パターン・ボックス７８が強調表示され、ユーザはこの中に任意のシリアル・データ・パターンを入れることができる。このパターンは、適切なBINARY（２進）又はHEX（１６進）ボタン８０、８２をクリックして、”０”及び”１”の２進データ又は１６進データとして入力しても良い。

SIGNAL（信号）領域６０には、Data Rate（データ・レート）ボックス８４、AMPLITUDE（振幅）ボックス８６、IDLE STATE（アイドリング状態）ボックス８８がある。Data Rateボックス８４をクリックすることで、ユーザはシリアル・データのデータ・レートを設定できる。データ・レートは、１０メガ・ビット毎秒から２０ギガ・ビット毎秒まで調整できるようにしても良い。STANDARD（規格）ボタン６６がアクティブなときは、データ・レートは、選択したシリアル・データ規格に応じて自動的に選択される。AMPLITUDE（振幅）ボックス８６をクリックすると、ユーザはシリアル・データ・パターンの電圧レベルを選択できる。ユーザが、２５０ｍＶから１Ｖまで電圧レベルを変更できるようにしても良い。IDLE STATEボックス８８は、STANDARDボックス７２でＳＡＴＡが選択されたときにアクティブになり、PATTERNボックス７４中にアイドリング・パターンが選択される。アイドリング状態は、アイドリング状態パターン内の選択可能な期間が直流として観測される。

ENCODING（エンコード）領域６２には、ENCODING SCHEME（エンコード方式）ボックス９０があり、これによってユーザはシリアル・データ・パターンのエンコード方式の種別を設定できる。ユーザは、NRZ又はNONE NRZを選択しても良い。８Ｂ１０Ｂボックス９２をクリックすると、８ビット・シンボルを１０ビット・シンボルにマッピングするアルゴリズムがアクティブになり、ＤＣバランスと制限のある（bounded）ディスパリティを実現する。RISE/FALL（立ち上がり／立ち下がり）領域６４には、１０／９０又は２０／８０パーセントの立ち上がり及び立ち下がり時間を選択するためのRISE/FALL TIME（立ち上がり／立ち下がり時間）ボタン９６及び９８がそれぞれある。RISE（立ち上がり）ボックス１００によって、ユーザはシリアル・データ・パターンの立ち上がりエッジの立ち上がり時間を選択できる。FALL（立ち下がり）ボックス１０２によって、ユーザはシリアル・データ・パターンの立ち下がりエッジの立ち下がり時間を選択できる。DCDボックス１０４によって、ユーザはシリアル・データ・パターン中のデューティ・サイクル歪み（DCD：Duty Cycle Distortion）を変更できる。立ち上がり、立ち下がり及びＤＣＤ時間は、それぞれ設定ボックス１０６を用いて秒又はユニット・インターバル単位で定めるようにしても良い。

TRANSMITTER（送信機）タブ１１０をクリックすると、図５に示すTRANSMITTER（送信機）ポップアップ・ウィンドウ１１２がアクティブにある。TRANSMITTERポップアップ・ウィンドウ１１２には複数のボックス１１４があり、これらによりユーザは、周期ジッタのピーク・トゥ・ピーク及びＲＭＳランダム・ジッタの可変量のパラメータを設定でき、また、スペクトラム拡散クロック（Spread Spectrum Clock：SSC）のパラメータ、ボルト（RMS）単位でのノイズ・パラメータ及びｄＢ又はボルト単位でのプリ／デ・エンファシス・パラメータの設定ができる。ユーザには、シリアル・データ・パターンの端部付近又は端部にノイズをおくオプションもある。

CHANNEL/CABLE（チャンネル／ケーブル）タブ１２０をクリックすると、図６に示すCHANNEL/CABLEポップアップ・ウィンドウ１２２がアクティブにある。ユーザは、ISIボタン１２８をクリックすることで、ＩＳＩボックス １２４及びSETTING（設定）ボックス１２６をアクティブにしても良い。本発明では、ユーザがS-PARAMETER FILTER（Ｓパラメータ・フィルタ）ボタン１３０をクリックすることで、種々のＳパラメータ・フィルタ・ボックス及びボタンがアクティブになる。READ FROM FILE（ファイルから読み出し）ボックス １３２及び関連するBROWSE（ブローズ：拾い出し）ボタン１３４によって、ユーザは予め記憶したＳパラメータ・タッチストーン・ファイルを選択できる。INVERSE FILTER（逆フィルタ）ボタン１３６をクリックすることで、逆フィルタ・ボックス１３８及び関連するBROWSEボタン１４０がアクティブになり、ユーザは予め記憶したＳパラメータ・タッチストーン・ファイルを選択できる。ISI SCALING（ＩＳＩスケーリング）ボックス１４２によって、ユーザはＩＳＩスケーリング係数値を選択できるが、好ましい実施形態では、この値は０.０００から１０.０００まで０.００１毎に変更できる。ISI SCALINGボックス１４２の下にあるのはSELECTION（選択）領域１４４で、これはＳパラメータ・タッチストーン・ファイルで定義される種々のポートの選択可能なオプションを表示する。

図７は、１ポートＳパラメータ・タッチストーン・ファイルの選択を説明するもので、このとき、ファイルの拡張子「s1p」は、タッチストーン・ファイルにおけるポート数の特性を特定するものである。本発明で定義する１ポートＳパラメータ・タッチストーン・ファイルは、２ポートＳパラメータ・タッチストーン・ファイルのＳ₂₁伝達係数である。その変換は、ＥＩＡ／ＩＢＩＳオープン・フォーラムのドラフトのタッチストーン・ファイル・フォーマット仕様Rev１.１とは異なっている。これは、１ポートＳパラメータ・タッチストーン・ファイルは単一のＳパラメータを有するが、SELECTION領域１４４が無いままだからである。

図８は、ファイルの拡張子が「s2p」の２ポートＳパラメータ・タッチストーン・ファイルに関して説明するものである。タッチストーン・ファイル・フォーマットで定義される２ポートＳパラメータ係数の選択のため、２ポートの表示１４６がSELECTION領域１４４に生成される。ポート表示１４６にはIDENTIFICATION HEADER（識別ヘッダ）１４８があり、これによって、ポート表示がタッチストーン２ポートＳパラメータ選択用の表示であることを特定できる。ポート表示１４６内には、「タッチストーン・ファイル中のチャンネル伝達データの位置を選択するように」というチャンネル伝達データ・プロンプト（入力を促すメッセージ）１５０がある。プロンプト１５０の隣には、タッチストーン・ファイル中のＳパラメータ係数が記載された２ポートＳパラメータ行列１５２がある。各Ｓパラメータの隣には、Ｓパラメータを選択するためのボタン１５４がある。チャンネル伝達データのＳパラメータ係数は、フォワード・チャンネル伝達（transmission）についてはＳパラメータＳ₂₁であり、リバース・チャンネル伝達（transmission）についてはＳパラメータＳ₁₂である。Ｓパラメータ係数Ｓ₁₁及びＳ₂₂は、反射係数である。一般に、Ｓパラメータ係数Ｓ₂₁は、Ｓパラメータ伝達係数Ｓ₂₁の隣のボタン１５４を選択することで選択される。

図９は、ファイルの拡張子が「s4p」の４ポートＳパラメータ・タッチストーン・ファイルに関して説明するものである。４ポート表示１６０は、４ポート・データ形式を選択するようにSELECTION領域１４４に生成される。ポート表示１６０には、IDENTIFICATION HEADER（識別ヘッダ）１６２があり、これによって、４ポート表示１６０がタッチストーン４ポートＳパラメータ・データ形式用表示であることを特定できる。４ポート表示１６０内には、「SINGLE ENDED（シングル・エンド）」又は「DIFFERENTIAL（差動）」のデータ形式の表示があり、各データ形式には特定のデータ形式を選択するために関連するボタン１６４がある。シングル・エンドのデータ形式が選択されたときは、PORT ASSIGNMENT（ポート割り当て）表示１６６が更に生成される。PORT ASSIGNMENT表示１６６内には、ユーザ定義による被測定伝送線（transmission line）のポート割り当てを、ベクトル・ネットワーク・アナライザ（ＶＮＡ）のような測定装置上のポートにリンクするようにというポート・リンク・プロンプト１６８がある。４ポート・ネットワークでは、それぞれ２つのポートを有する２つの伝送パスがある。ユーザは、ポート番号を各伝送線ポートに割り当てる。ユーザは、ＶＮＡの１つ以上のポートを被測定伝送線のポートのそれぞれに接続する。ＶＮＡは、各ポートに信号を送出し、Ｓパラメータを生成するためのデータを得て、タッチストーンＳパラメータ・ファイル中に記録する。Ｓパラメータは、ユーザのポート割り当てとは関係なく、タッチストーンＳパラメータ・ファイル中に特定の形式で記録される。ユーザは、タッチストーンＳパラメータ・ファイル中のＳパラメータを２つの伝送パスの正しいポートと関連づけるために、２つの伝送パス中の各ポートをＶＮＡのポートに関連づけなければならない。ポート・リンク・プロンプト１６８の隣には、２つの伝送パス１７０であるTx+ 及びRx+と、TX-及びRx-を表したものがあり、各伝送パス１７０にはTx+、Rx+、TX-及びRx-のそれぞれ関連するポート割り当てボックス１７２がある。ユーザは、ポート割り当てボックス１７２中にユーザが各ポートに割り当てたポート番号を入力する。

図１０は、４ポート表示１６０でDIFFERENTIAL（差動）データ形式が選択された場合に表示されるポート配置表示１８０を説明するものである。ポート配置表示１８０には、予め定義されたマッピングの頭字語１８２があり、各マッピング頭字語１８２には関連するボタン１８４がある。マッピング頭字語１８２の隣には、４ポート差動Ｓパラメータ行列１８６がある。行列１８６は、４つの２ポートＳパラメータ行列を表示し、左上の行列は２ポート差動Ｓパラメータ行列１８８を表す。右下の行列は、２ポート・コモン・モードＳパラメータ行列１９０を表す。左下及び右上の行列は、２ポート・ミックスド差動及びコモン・モードＳパラメータ行列１９２及び１９４を表す。ユーザがマッピング頭字語１８２の１つを選択すると、２ポートＳパラメータ行列１８８、１９０、１９２及び１９４がタッチストーンＳパラメータ・ファイル中のフォーマットされたＳパラメータにマッピングされる

上述のように、INVERSE FILTERボタン１３６（図６参照）をクリックすると、逆フィルタ・ボックス１３８及びBROWSEボタン１４０がアクティブになり、ユーザは予め記憶したＳパラメータ・タッチストーン・ファイルを選択できるようになる。プリ・エンファシス・フィルタのような逆（Inverse）フィルタは、逆（inverse）ＦＦＴをＳパラメータ・タッチストーン・ファイルに適用すれば得られる。プリ・エンファシス・フィルタは、Ｓパラメータ・タッチストーン・ファイルで特性が示される物理チャンネルの伝送パスの影響を除去する。

好ましい実施形態では、タッチストーン・ファイルが周波数に応じたＳパラメータ強度データを含んでいる。伝送パス（transmission path）は、一般にローパス・フィルタ応答の結果として、高い周波数ほど減衰する。タッチストーン・ファイル中にＳパラメータによって記録された伝送パスの影響は、Ｓパラメータの周波数応答から求めるフィルタによって表される。ユーザは、ISI SCALING（ＩＳＩスケーリング）ボックス１４２を用いてＩＳＩスケーリングの量を選択し、これによって、以下のように、タッチストーンＳパラメータ・ファイル中の変更されたＳパラメータから求めた周波数応答フィルタの形状を変更する。ある複数の周波数それぞれについてのＳパラメータ強度（magnitude）応答は、最初に線形なスケールに変換される。最小線形強度応答は、次の数式１で表されるように他の線形強度応答から引き算される。

数式１：Ｍ１（ｆ）＝Ｍ（ｆ）−ｍｉｎ［Ｍ（ｆ）］

ここでＭ（ｆ）は、周波数の関数となる強度応答であり、ｍｉｎ［Ｍ（ｆ）］は最小強度値の強度値であり、一般にＳパラメータＳ₂₁及びＳ₁₂の最後の周波数点である。複数の線形強度値Ｍ１（ｆ）は、ＩＳＩスケーリング値と掛け算され、その結果は、次の数式２で示されるように、最小線形強度応答ｍｉｎ［Ｍ（ｆ）］に加えられる。

数式２：Ｍ２（ｆ）＝ａ×Ｍ１（ｆ）＋ｍｉｎ［Ｍ（ｆ）］

ここで「ａ」は、ＩＳＩスケーリング値である。スケーリングされた線形強度値Ｍ２（ｆ）は、次の数式３に示すように、スケーリングされた線形強度値Ｍ２（ｆ）の最大線形強度応答で割り算される。

数式３：Ｍ３（ｆ）＝Ｍ２（ｆ）／ｍａｘ［Ｍ２（ｆ）］

ここでＭ３（ｆ）は、スケーリングされた周波数応答である。

図１１は、スケーリング係数値ａが異なるときの周波数応答を示している。ａ＝０は、全パス・フィルタに対応し、これは伝送パスの影響を全て取り除く。ａ＝１は、タッチストーン・ファイルの周波数応答に対応する。ａが０から１まで増加すると、伝送パスの影響が徐々にシリアル・データ・パターン中に取り込まれる。１よりも大きい場合では、伝送パスの影響がシリアル・データ・パターンでも増大する。

図３に戻ると、ユーザがリアル・データ・パターン、選択したＳパラメータ・タッチストーン・ファイル、タッチストーン・ファイルに適用するＩＳＩスケーリングの量のパラメータを一旦設定すると、ユーザは初期ユーザ・インタフェース５０のツール・バー２０４上のCOMPILE SETTINGS（コンパイル設定）ボタン２０２をクリックして、図１２に示すCOMPILE SETTINGSポップアップ・ウィンドウ２００をアクティブにする。COMPILE SETTINGSポップアップ・ウィンドウ２００には、ユーザ定義によるシリアル・データ・パターン用のパラメータ及び選択したＳパラメータ・タッチストーン・ファイル用のＩＳＩスケーリング値を用いてシグナル・ジェネレータ１０で生成された波形ファイルのユーザ定義名を提供するWAVEFORM NAME（波形名）ボックス２０６がある。BASE PATTERN ポップアップ・ウィンドウ５６を用いて入力されたシリアル・データ・パターンのデータ・レートは、「Data Rate」の隣に表示される。ユーザは、SAMPLE RATE（サンプル・レート）ボタン２０８又はSAMPLES PER UI（ＵＩ当たりのサンプル数）ボタン２１０をクリックして、SAMPLE RATE又はSAMPLES PER UIボックス２１２、２１４をそれぞれアクティブにできる。ユーザは、シリアル・データ・パターン及びデータ・レートに基づいて、適当な値を入力することにより、手動でサンプリング・レート又はＵＩ当たりのサンプル数を設定しても良い。サンプリング・レート又はＵＩ当たりのサンプル数は、AUTOMATIC（自動）ボックス２１６をクリックすることで、データ・レート及びシリアル・データ・パターンに基づいて、自動的に設定されるようにしても良い。BANDWIDTH EXPANSION FILTER（帯域幅拡張フィルタ）領域２１８は、BANDWIDTH EXPANSION FILTERボタン２２０をクリックすることで、アクティブにできる。BANDWIDTH EXPANSION FILTER領域２１８により、ユーザは各種インターリーブ・パラメータを選択又はオフにすることができる。COMPILE BUTTON PREFERENCES（コンパイル・ボタン設定）領域２２２により、ユーザは、シリアル・データ・パターン・パラメータ及びＩＳＩスケーリング値パラメータで定義されコンパイルした波形記録について、COMPILE ONLY（コンパイルのみ）又はCOMPILE AND SENT TOパラメータ（コンパイルし、（パラメータ）へ送る）を選択できる。COMPILE SETTINGSポップアップ・ウィンドウ２００の下の方に行くと、付加的なパラメータがあり、これらは対応する複数のボックス２２４をクリックすることで設定しても良い。パラメータの１つであるSHOW GRAPH AFTER COMPILE（コンパイル後にグラフ表示）の場合では、初期ユーザ・インタフェース５０の下部にある２つのグラフ領域２２６中に様々の形式でシリアル・パターン・データを表示する。COMPILE SETTINGSポップアップ・ウィンドウ２００の下部には、COMPLE（コンパイル）、OK、CANCEL（キャンセル）及びHELP（ヘルプ）ボタン２２８、２３０、２３２及び２３４があり、これらによりユーザはCOMPILE SETTINGSポップアップ・ウィンドウ２００に関係する種々のオプションを選択できる。１つのオプションとしては、COMPILEボタン２２８をクリックすることで、シリアル・データ・パターン・パラメータ及びＳパラメータ・タッチストーン・ファイルに適用するＩＳＩスケーリング値のコンパイルを開始し、シグナル・ジェネレータ１０からアナログのシリアル・データ・パターンを生成するためのデジタル・データを含む波形記録ファイルを生成する。他のオプションとしては、ＯＫボタン２３０をクリックすることで、COMPILE SETTINGSポップアップ・ウィンドウ２００内で選択されたパラメータが保存され、ウィンドウ２００が閉じる。更に別のオプションとしては、CANCELボタン２３をクリックすることで、COMPILE SETTINGSポップアップ・ウィンドウ２００内で選択されたパラメータを保存することなく、ウィンドウ２００が閉じる。HELPボタン２３４をクリックすると、HELPポップアップ・ウィンドウがアクティブになり、ここからユーザはヘルプを探すことができる。

初期ユーザ・インタフェースのツール・バー２０４には、COMPILE（コンパイル）ボタン２４０（図３参照）があり、これはCOMPILE SETTINGSポップアップ・ウィンドウ２００内のCOMPILEボタン２２８（図１２参照）と同様の機能を果たし、これによって、シリアル・データ・パターン・パラメータ及びＳパラメータ・タッチストーン・ファイルに適用するＩＳＩスケーリング値のコンパイルを開始し、シグナル・ジェネレータ１０からアナログのシリアル・データ・パターンを生成するためのデジタル・データを含む波形記録ファイルを生成する。

Ｓパラメータ・タッチストーン・ファイルのＩＳＩスケーリングは、選択したシリアル・データ・パターンと共に、シグナル・ジェネレータ１０からアナログ・シリアル・データ・パターン出力信号を生成するのに用いられる。図１３Ａ及びＢは、Ｓパラメータ・タッチストーン・ファイルのＩＳＩスケーリングを伴うアナログ・シリアル・データ・パターンを生成するステップを説明するフローチャートである。ステップ３００において、シリアル・データ・パターン及びＩＳＩスケーリング・プログラムがアクティブにされる。ステップ３０２において、シリアル・データ・パターン・パラメータが設定されるが、これは例えば、ＰＲＢＳ７のパターンを有し、データ・レートが３ＧＢ／ｓ、電圧振幅が１Ｖ、エンコード方式がＮＲＺ（ノット・リターン・トゥ・ゼロ）、シリアル・データ・パターンの立ち上がり及び立ち下がりエッジの立ち上がり及び立ち下がり時間が１０から９０パーセント・レベル間で１２０ピコ秒、サンプル・レートが１８ＧＳ／ｓ（ギガ・サンプル毎秒）の一般的な規格として設定される。TRANSMITTERポップアップ・ウィンドウ１１２において、ジッタ、ＳＳＣ（スペクトル拡散クロック）、ノイズ及びプリ／デ・エンファシスのパラメータは、ゼロに設定される。

ステップ３０４に示すように、ユーザは、CHANNEL/CABLEタブ１２０をクリックしてCHANNEL/CABLEポップアップ・ウィンドウ１２２をアクティブにし、S-PARAMETER FILTERボタン１３０をクリックして種々のＳパラメータ・フィルタ・ボックス及びボタンをアクティブにし、READ FROM FILEボックス１３２及び関連するBROWSEボタン１３４を用いて、予め記憶したＳパラメータ・タッチストーン・ファイルを選択する。ステップ３０６において、Ｓパラメータ・タッチストーン・ファイルが１ポート・ファイルか否か判断する。もしＳパラメータ・タッチストーン・ファイルが１ポート・ファイルならば、プログラムはＩＳＩスケーリングを選択するステップ３２６に進む。もしＳパラメータ・タッチストーン・ファイルが１ポート・ファイルでなければ、ステップ３０８でそのＳパラメータ・タッチストーン・ファイルが２ポートＳパラメータ・タッチストーン・ファイルか否か判断する。もしそのＳパラメータ・タッチストーン・ファイルが２ポート・ファイルならば、ステップ３１０において、ポート表示１４６中の２ポートＳパラメータ行列１５２を用いて、Ｓパラメータ伝達係数が選択される。もしそのＳパラメータ・タッチストーン・ファイルが２ポート・ファイルでなければ、ステップ３１２において、そのＳパラメータ・タッチストーン・ファイルが４ポートＳパラメータ・タッチストーン・ファイルか否か判断される。もしそのＳパラメータ・タッチストーン・ファイルが４ポートＳパラメータ・タッチストーン・ファイルならば、ステップ３１４において、そのＳパラメータ・タッチストーン・ファイルのデータ形式がシングル・エンドか否か判断される。もしデータ形式がシングル・エンドならば、ステップ３１６において、ポート割り当て表示１６６及びポート割り当て表示ボックス１７２を用いて、ポートの割り当てが選択される。もしＳパラメータ・タッチストーン・ファイルのデータ形式がシングル・エンドでないと判断されたら、ステップ３１８において、データ形式が差動か否か判断される。もしデータ形式が差動なら、ステップ３２０において、２ポートＳパラメータ行列１８８、１９０、１９２及び１９４が、ポート配置表示１８０及びマッピング頭字語１８２を用いて、タッチストーンＳパラメータ・ファイル中のＳパラメータにフォーマットされる。もしそのＳパラメータ・タッチストーン・ファイルが４ポートＳパラメータ・タッチストーン・ファイルでなければ、ステップ３２２において、INVERSE FILTER（逆フィルタ）ボタン１３６が選択されているか否か判断される。もしINVERSE FILTERボタン１３６が選択されている場合、ステップ３２４において、逆フィルタ・ボックス１３８及び関連するBROWSEボタン１４０を用いて、予め記憶されたＳパラメータ・タッチストーン・ファイルが選択される。

ユーザは、ステップ３２６において、ＩＳＩスケーリングボックス１４２をもちいて、ＩＳＩスケーリング値を選択する。ＩＳＩスケーリング値の選択は、タッチストーン・ファイルが１ポートＳパラメータ・タッチストーン・ファイルであるか、２ポートＳパラメータ・タッチストーン・ファイル用の伝達係数が選択されているか、シングル・エンドの４ポートＳパラメータ・タッチストーン・ファイルについてタッチストーン・ポート割り当てが選択されているか、４ポートＳパラメータ・タッチストーン・ファイルについて、４ポート配置Ｓパラメータ・マッピングが設定されているか、又は逆フィルタ・タッチストーンＳパラメータ・ファイルが選択されている場合に起こりえる。この他、Ｓパラメータ・タッチストーン・ファイルの選択前又は選択中と、Ｓパラメータ・タッチストーン・ファイルについて種々の選択の前又は選択中に、ＩＳＩスケーリング値を選択しても良い。

ステップ３２８において、選択したＳパラメータ・タッチストーン・ファイルと共に使用されるシリアル・データ・パターン・パラメータ及びＩＳＩスケーリング値はコンパイルされ、Ｓパラメータ・タッチストーン・ファイルで定義される伝送パス上にＩＳＩスケーリング効果を伴うアナログ・シリアル・データ・パターンを生成するためのデジタル・データを含む波形記録ファイルが生成される。ステップ３３０において、波形記録ファイルは、波形生成回路３０で処理されて、波形記録ファイル中のデジタル・データがＩＳＩスケーリング効果を有するアナログ・シリアル・データ・パターンに変換され、シグナル・ジェネレータ１０がＩＳＩスケーリング効果を有するアナログ・シリアル・データ・パターン出力信号を生成する。

以上、本発明を好ましいいくつかの実施形態に基づいて説明してきたが、当業者であれば、本発明の要旨を離れることなく種々の変更及び改良可能なことは明らかであろう。

Claims (2)

1. 表示装置と、
   シリアル・データ・パターン・パラメータを設定すると共に、測定した信号パスを表すＳパラメータ・ファイルと上記Ｓパラメータ・ファイル中の強度値をスケーリングするための符号間干渉スケーリング値とを選択するためのユーザ・インタフェースを上記表示装置上に生成し、上記シリアル・データ・パターン・パラメータと上記符号間干渉スケーリング値で変更された上記Ｓパラメータ・ファイルとを用いて波形記録ファイルを生成する中央処理装置と、
   上記波形記録ファイルを受け、上記符号間干渉スケーリング値でスケーリングされた強度値を有する上記Ｓパラメータ・ファイルで変更されたシリアル・データ・パターン・アナログ出力信号を生成する波形生成回路と
   を具え、
   上記符号間干渉スケーリング値による上記Ｓパラメータ・ファイルの変更は、上記中央処理装置が、上記Ｓパラメータ・ファイル中の複数の周波数それぞれについての強度応答を複数の線形強度応答へと変換し、複数の上記線形強度応答の中の最小線形強度応答をその他の上記線形強度応答から引き算し、上記引き算の結果得られる複数の線形強度応答を上記符号間干渉スケーリング値で掛け算して上記最小線形強度応答をそれぞれ加算し、その結果得られる複数のスケーリングされた線形強度応答の中の最大線形強度応答で上記スケーリングされた線形強度応答を割り算することによって行うことを特徴とする信号発生装置。
2. 信号パスの変化する特性を表すシリアル・データ・パターンを生成する方法であって、
   シリアル・データ・パターン・パラメータを設定すると共に、測定した信号パスを表すＳパラメータ・ファイルと上記Ｓパラメータ・ファイル中の強度値をスケーリングするための符号間干渉スケーリング値とを選択するためのユーザ・インタフェースを上記表示装置上に生成するステップ（ａ）と、
   シリアル・データ・パターン用のパラメータを選択するステップ（ｂ）と、
   測定した信号パスを表すＳパラメータ・ファイルを選択するステップ（ｃ）と、
   上記Ｓパラメータ・ファイル中の強度値をスケーリングするための符号間干渉スケーリング値を選択するステップ（ｄ）と、
   上記Ｓパラメータ・ファイル中の複数の周波数それぞれについての強度応答を複数の線形強度応答へと変換するステップ（ｅ）と、
   複数の上記線形強度応答の中の最小線形強度応答をその他の上記線形強度応答から引き算するステップ（ｆ）と、
   上記引き算の結果得られる複数の線形強度応答を上記符号間干渉スケーリング値で掛け算して上記最小線形強度応答をそれぞれ加算するステップ（ｇ）と、
   上記ステップ（ｇ）で得られる複数のスケーリングされた線形強度応答の中の最大線形強度応答で上記スケーリングされた線形強度応答を割り算することによって、上記符号間干渉スケーリング値で変更された上記Ｓパラメータ・ファイルを得るステップ（ｈ）と、
   上記シリアル・データ・パターン・パラメータと上記符号間干渉スケーリング値で変更された上記Ｓパラメータ・ファイルとを用いて波形記録ファイルを生成するステップ（ｉ）と、
   上記波形記録ファイルから、波形生成回路を用いて上記符号間干渉スケーリング値でスケーリングされた強度値を有する上記Ｓパラメータ・ファイルで変更されたシリアル・データ・パターン・アナログ出力信号を生成するステップ（ｊ）と
   を具えるシリアル・データ・パターン生成方法。

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