JP5636161B2 - ジッターの周波数成分の決定 - Google Patents

Description

本発明は一般に波形中のジッターの測定に関し、より詳しくはジッターの周波数成分の測定に関する。

[関連ケースへのクロスリファレンス]この出願は、”LOCALLY IN-ORDER STROBING”（ローカルに順序付けられたストロービング）という名称で同日に出願された、米国特許出願番号11/271,507、代理人ケース番号05-2005-USと関連しており、その全体をここに引用によって組み入れる。

自動化試験設備は、一般に電子装置製造者によって製造の欠陥を検出するために用いられる。例えば、自動化試験設備は半導体デバイス製造者に、市場で売られた各デバイスの機能性を、大量に試験することを許容する。試験機は試験下の装置（ＤＵＴ）への信号を駆動し、そこからの信号を検出し、期待値に対して検出結果を評価する。タイミングジッターは電子システムを劣化させ、より高いデータレートとより低い論理スイングへ押し上げることには、ジッターの測定と特性付けのために高まる関心と必要性がある。

ジッターは高速データ通信において鍵となる性能ファクターである。ジッターは、データビットの系列における有意なエッジの理想的な位置からの不揃いとして定義される。不揃いはデータエラーを招き得る。引き延ばされた期間に渡ってこれらのエラーを追跡することはシステムの安定性を決定する。ジッターは決定論的でランダムな現象によるものであることができる。これらのジッター成分のレベルを決定することは設計改良を導く。

ジッター測定技術は典型的にはデータストリーム中の有意なエッジのタイミングを測定する能力を有する。例えば、オシロスコープやデジタイザーは、固定された時間間隔で信号の電圧を測定し、このデータを分析してエッジ時間を決めるために使われてきた。他の例としては時間間隔分析器やタイムスタンプ器がある。これらの装置はエッジ時間やエッジのペアの間の時間を直接測定する。更に別の例では、固定された時間間隔で信号が閾値より上であるか下であるかを測定するために、非同期ストロービング比較器技術が使われる。非同期ストロービング比較器技術は、確率的数学テクニックを測定データ上で使ってエッジ時間の特性を決定する。非同期ストロービング（またはサンプリング）技術で固定された時間間隔を確立するために２つの一般的な方法が使われる。それらの方法は、順序付けられた(In-Order)及び順序付けられていない(Out-of-order)ストロービングである。順序付けられた及び順序付けられていないストロービング技術の両方に短所が存在する。例えば、順序付けられたストロービングは低いノイズ免疫性と長い取得時間を持つが、順序付けられていないストロービングは周波数エラーに敏感で測定のために複雑なセットアップを要求し、信号の周波数特性を分析する能力は限られたものしか提供しない。

信号の周波数特性に関して望ましい情報は、周波数の関数としてのジッターの測定である。オシロスコープ、デジタイザー、時間間隔分析器、タイムスタンプ器は周波数の関数としてのジッターの測定を提供するが、これらは比較的高価である。順序付けられたサンプリングの非同期ストロービング技術は周波数の関数としてのジッターの測定ができる。しかしながら、順序付けられたサンプリングに要求される長い取得時間は、測定できる周波数を関心のない比較的低い周波数に限定する。現在の順序付けられていない非同期サンプリング技術は周波数の関数としてのジッターを測定する方法を提供しない。

上述した理由のため、及び本明細書を読んで理解することによって当業者には明白になるであろう下記のその他の理由のため、波形中に見つかったジッターを周波数の関数として測定する非同期サンプリング方法で所望の周波数を測定するのに有効で比較的安価なものの必要が当技術分野にはある。

上述した問題やその他の問題は本発明の実施形態によって対処され、以下の記載を読んで研究することによって理解されるであろう。

一実施形態では、波形中のジッターの周波数成分を決定する方法が提供される。方法は、波形のローカルに順序付けられたストロービングを複数行うことと、各ローカルに順序付けられたストロービングに関連する取得時間を変更することと、各ローカルに順序付けられたストロービングに関連するジッターを測定することと、取得時間の各変更に関連する測定されたジッターに基づいて、ジッターを周波数の関数として決定することを含む。

別の実施形態では、ジッター周波数決定システムが提供される。システムは、比較器、クロックソース、ラッチング回路、メモリ装置、プロセッサを含む。比較器は、少なくとも一つの出力信号を試験下の装置から受け取り、出力信号を期待された信号と比較するようになっている。出力信号は繰り返しパターンを有する。クロックソースは、ユーザ入力に基づいてサンプリングクロックを生成するようになっているクロックソースであって、ユーザ入力は、繰り返しパターンの一周期毎のビット数と、単一のビット周期の長さと、目標実効サンプリング分解能と、繰り返しパターンをスウィープする回数とからなる。クロックソースは更にローカルに順序付けられたストローブ間の時間を変更して測定帯域幅を調節するようになっている。ラッチング回路は、サンプリングクロックに基づいて出力信号のサンプリングされたデータを取得するようになっている。メモリ装置は、サンプリングされたデータを格納するようになっている。プロセッサは、格納されたデータを分析してジッターを決定するようになっているプロセッサであって、プロセッサは更にジッターを周波数の関数として表現するようになっている。

更に別の実施形態では、ジッター測定を処理するために、その上に命令を格納した機械読み取り可能な媒体が提供される。方法は、ジッターの大きさを取得時間の関数として表現することと、ジッターの周波数は取得時間の関数なので、ジッターを周波数の関数として表現することを含む。

更にまた別の実施形態では、ジッター測定システムが提供される。システムは、ローカルに順序付けられたストロービング方式によるジッター測定を取る手段と、ローカルに順序付けられたストロービング方式における取得時間を変更する手段と、ジッターを周波数の関数として表現する手段を含む。

更にもっと別の実施形態では、波形中のジッターの周波数成分を決定する方法が提供される。方法は、繰り返しパターンを有する波形をストロービングすることと、ローカルに順序付けられたストローブのサブセットを含んだ繰り返しパターンの代表的な一つのローカルに順序付けられたストロービング方式を形成することと、ローカルに順序付けられたストローブのサブセット中の遷移領域の位置を見つけることと、各遷移領域に関連するランダムジッターを決定することと、ジッターを特定の周波数レンジ内で決定することと、からなる。

好ましい実施形態の記載と以下の図面に鑑みて考えられると、本発明はより容易に理解され、その更なる利点や用途はより簡単に明白となるであろう。

一般的な慣例にしたがって、各種の記載された特徴はスケール通りには描かれていないが、本発明に関連する特定の特徴を強調するように描かれている。

以下の詳細な記載において、ここの一部を成し、発明が実施され得る特定の説明的な実施形態を描写によって示している添付された図面を参照する。これらの実施形態は、当業者が発明を実施することを可能とするのに十分な詳細によって記載されるが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく、他の実施形態を利用し得ることと論理的、機械的、電気的な変更をし得ることは理解されたい。従って、以下の詳細な記載は限定的な意味で取られるべきものではない。

本発明の実施形態は、改良された信号ストロービング技術のための方法とシステムを提供する。本出願は、ここに共に出願した出願番号117.005US01と関連している。本出願は、117.005US01出願の全体をここに引用によって組み入れる。本発明の実施形態では、測定されたジッターの周波数成分を決定する方法が提供される。特に、一実施形態では、取得時間とストローブ間隔が調節されて、測定されたジッターの異なる周波数成分を明らかにする。この結果、特定のレンジ内のジッター周波数を差別化できる。

本発明の実施形態は、アンダーサンプリングのストロービング技術に基づいている。一実施形態では、アンダーサンプリングのストロービング方法は、試験下の装置（ＤＵＴ）の出力信号に跨ってウォーキングするように見えるストローブを使う。ＤＵＴ信号波形は繰り返しパターンを有し、信号波形の繰り返しパターンに渡って全ての時間Tsでサンプルが取られる。Ts＝（Tpat+Tres）/Nであって、Nはストローブの数であって１より大きい整数である。TpatはＤＵＴ波形の単一のパターンが起こるための期間である。Tresは実効サンプリング分解能である。

アンダーサンプリングの方法は、非同期クロックが試験下の信号を記述するために使われるため、「ウォーキングストローブ」と記載される。試験下の信号は繰り返しパターンでなければならない。ストローブの非同期な性質はそれが試験信号に跨ってウォーキングするように見えるようにする。その結果、実際のサンプル（またはストローブ）は試験パターン（Tpat）よりも何倍も大きい期間に渡って取られるにも拘らず、それらはTpat内の実効的時間にマッピングすることができる。サンプルは「ストローブサブセット」と呼ばれるＭ個のサブシークエンスで分析される。一旦ＤＵＴ波形の単一の周期Tpat上に再マッピングされると、与えられたストローブサブセットのためのストローブは実効的にTresの間隔を持ちローカルに順序付けられたものになる。

更なる背景を提供すると、図１ａは、全般的に１００で示される、順序付けられたアンダーサンプリングされたＤＵＴ信号のグラフィックな表現である。グラフ１００は、Tpat１０４の２０周期に渡ってストローブ１０６_０から１０６_１９によって時間間隔TsでサンプリングされるＤＵＴ信号１０２の表現を含んでいる。図１ａには全てのストローブが示されていないことは理解されたい。この実施形態では、データを取得するのに２０×Tsがかかり、Ts=(Tpat+Tres)である。図１ｂは、図１ａからのＤＵＴ信号１０２の２０周期の各々がそれぞれ互いの上にオーバーレイされているグラフィックな表現である。ＤＵＴ信号１２０の単一の周期Tpatは、Tresの間隔があるストローブ１０６_０から１０６_１９のそれぞれと共に拡大して示されている。

図２ａは、全般的に２００で示される、本発明の一実施形態によるアンダーサンプリングされたＤＵＴ信号のグラフィックな表現である。この実施形態では、データの取得は、図１ａ、１ｂに示されたＤＵＴのデータの取得よりも４倍速い。グラフ２００は、Tpat２０４の５周期に渡ってストローブ２０６_０から２０６_１９によって時間間隔TsでサンプリングされるＤＵＴ信号２０２の表現を含んでいる。この実施形態では、データを取得するのにやはり２０×Tsがかかるが、Ts=(Tpat+Tres)/4であり、Tsは４倍短いものとなっている。その結果、図１ａについては取得に２０×(Tpat+Tres)必要とされるのに対し、データを取得するのに５×(Tpat+Tres)しか要求されない。

図２ｂは、図２ａからのＤＵＴ信号２０２の５周期がそれぞれ互いの上にオーバーレイされているグラフィックな表現である。ＤＵＴ信号２０２の単一の周期Tpatは、約Tresの間隔があるストローブ２０６_０から２０６_１９のそれぞれと共に示されている。この実施形態では、ストローブのサブセットが更なる分析のためにグループ化されている。この例では、５つのストローブの４つのサブセットが定義されている。サブセット１（SS_１）はサンプル番号０，４，８，１２，１６からのサンプル２０６_０、２０６_４、２０６_８、２０６_１２、２０６_１６を含んでおり、サブセット２（SS_２）はサンプル番号１，５，９，１３，１７からのサンプル２０６_１、２０６_５、２０６_９、２０６_１３、２０６_１７を含んでおり、サブセット３（SS_３）はサンプル番号２，６，１０，１４，１８からのサンプル２０６_２、２０６_６、２０６_１０、２０６_１４、２０６_１８を含んでおり、サブセット４（SS_４）はサンプル番号３，７，１１，１５，１９からのサンプル２０６_３、２０６_７、２０６_１１、２０６_１５、２０６_１９を含んでいる。各サブセットSS_１−SS_４は、実効的にローカルに順序付けられていて、各々がTresで分離されているサンプルを含む。しかも、ＤＵＴ信号をサンプリングするのに要求される５周期を通してサブセットSS_１、SS_２、SS_３、SS_４のストローブは互いにインターリーブするため、ローカルに順序付けられたストロービングの総取得時間（即ち、ローカルに順序付けられたストロービングのために集められた全てのデータを取得するのにかかった時間）は、ＤＵＴ信号の５周期をストロービングする総取得時間に近い。

試験パターンTpatの各繰り返しについてローカルに順序付けられたストローブが取られるサンプリングの方法が提供される。各ストローブサブセットSS_１−SS_４はパターンの一部に跨ってウォーキングするように見える。一実施形態では、図２ａ、２ｂのローカルに順序付けられたストロービングはジッター測定に応用可能であり、現在のジッター測定のためのストロービングの方法に対する利点を提供する。例えば、上述したローカルに順序付けられたストロービング方法はストロービングサンプルを取得する時間を低減する。加えて、測定によって検出された低周波数ノイズの量は、その測定を行うための時間が増加するにつれて増加する。ローカルに順序付けられたサンプリングは一般的に順序付けられたサンプリングよりも少ない時間しかかからないので、それは低周波数ノイズについてより影響され易くない。これは以下の段落で更に説明される。

与えられたストローブサブセットのストローブはローカルに順序付けられているので、それらは順序付けられていないサンプリングに関連する多くの問題点の対象とはならない。試験パターンの各繰り返しについて一つより多くのストローブが取られるので、取得には順序付けられていないサンプリングの低減された時間しかかからない。各ストローブサブセットは順序付けられて分析され、結果は組み合わされてパターン全体の結果を提供する。ローカルに順序付けられたサンプリング方法を使うことは、順序付けられたストロービング技術と順序付けられていないストロービング技術の利益を、どちらの技術の問題点もなしに、達成する。

その結果、図２ｂについて説明された個々のサブセットが、時間に渡る波形の周波数分析を行うのに利用される。図２ａ、２ｂは描写のためのものであって、いかなる数のストローブを利用してもよいことは理解されたい。全ての分析が完了した後、ジッターの大きさは取得時間の関数として表現できる。図２ａの実施形態との関係における周波数ジッターの大きさの例は図２ｃに描写されている。特に図２ｃは、図２ｂと関連する取得期間中にどのように異なる周波数ジッターの大きさが捕捉されるかを描写する。図２ｃに描写される通り、高周波数ジッター２５４のトータルな大きさはこの取得時間（Ｔ取得）内に捕捉される。しかしながら、この取得時間内には、中周波数ジッター２５６の大きさは７０％だけ捕捉され、低周波数ジッターの大きさは３０％だけ捕捉される。

本発明のいくつかの実施形態では、ジッター分析に必要とされる情報のレベルに応じて取得時間を増加させるか減少させる。ジッターを計算するのに要求される情報は、ストローブ領域の実効的幅に跨ってではなく、実効的エッジを跨ってウォーキングするにつれて決められるので、考える必要があるのは遷移取得時間または期間だけである。例えば、図２ｄを参照すると、ローカルに順序付けられた波形のストロービングのデジタルな結果の表現が提供されている。この例では、安定したデータ信号２５４_１、２５４_２、２５４_３と遷移期間２５２_１、２５２_２が、図２ｄのローカルに順序付けられたストロービングの、全般的に２４５で示される、総取得時間を構成する。このため、遷移期間２５２_１、２５２_２にのみ関心があるのだから、ジッターを決めるために分析する必要があるのはこれらの遷移期間のみである。ローカルに順序付けられたストロービングの遷移領域の取得期間（または時間）はTs×N×Tjitter/Tresと表現できる。測定の周波数感度は取得時間の関数なので、この遷移取得時間式から、測定の周波数感度を決めることができる。

図３ａを参照すると、全般的に３００で示される、本発明の増加された取得時間をもつアンダーサンプリングされたＤＵＴ信号のグラフィックな表現の別の例が提供されている。この実施形態では、連続したストローブ間の時間が３のファクターで増加される。この実施形態の総取得時間はすると１５T_PATである。図３ｂは、図３ａからのＤＵＴ信号３０２の１５周期（T_PAT３０６）に渡るローカルに順序付けられたストロービングがそれぞれ互いの上にオーバーレイされているグラフィックな表現を描写している。図３ｂは、サブセット１SS_１がストローブ３０６_０、３０６_４、３０６_８、３０６_１２、３０６_１６を含んでおり、サブセット２SS_２がストローブ３０６_３、３０６_７、３０６_１１、３０６_１５、３０６_１９を含んでおり、サブセット３SS_３がストローブ３０６_２、３０６_６、３０６_１０、３０６_１４、３０６_１８を含んでおり、サブセット４SS_４がストローブ３０６_１、２０６_５、２０６_９、２０６_１３、２０６_１７を含んでいることを描写している。この実施形態では、T_RESの実効分解能は前の実施形態と同じであるが、ストローブ間の時間Tsだけが伸張されており、これに従い総T_ACQ時間が増加されている。

図３ｃを参照すると、図３ｂの実施形態との関係における周波数ジッターの大きさの例が描写されている。増加された取得時間３５２をもつこの実施形態では、高周波数３５４と中周波数３５６の全てが捕捉される。このため取得時間の増加は、周波数成分に、そして従って測定によって検出されるジッターの量に、インパクトがある。描写されている通り、与えられた取得期間のジッター測定は高周波数ジッターよりも少ない低周波数ジッターを検出することになる。しかしながら、増加された取得時間は、より多くの低周波数ジッターが測定に入ることを許容する。本発明の実施形態において、サンプリングと分析は何回か繰り返される。信号がサンプリングされる度に、ローカルに順序付けられたストローブ間の時間を増加することによって取得時間は変更される。全ての分析が完了した後、ジッターの大きさは取得時間の関数として表現できる。加えて、測定されることになるジッターの周波数は取得時間の関数であるので、ジッターを周波数の関数として表現することもできる。各結果は、より短い取得時間をもつ測定にも含まれていたジッター周波数を含むことになるので、結果を差別化して特定のレンジ内のジッター周波数を決めることができる。

別の実施形態では、ローカルに順序付けられたストローブ間の取得時間と、そして従ってジッター測定の帯域幅を、ストローブ間の時間Tsを実質的に変更することなくローカルに順序付けられたストローブ間の時間を増加することによって調節することができる。例えば、図４ａ、４ｂに描写された実施形態を参照されたい。図４ａは、全般的に４００で示される、本発明の一実施形態によるアンダーサンプリングされたＤＵＴ信号のグラフィックな表現であり、図４ｂは、図４ａからのＤＵＴ信号４０４の周期がそれぞれ互いの上にオーバーレイされているグラフィックな表現である。図４ａに描写されている通り、波形４０４はストローブ４０６_０から４０６_２１によってストロービングまたはサンプリングされる。図４ｂに描写されている通り、これらのストローブ４０６_０から４０６_２１はサブセットＳＳ１からＳＳ１０に選択的に配置される。図４ａにおいて、例えばサブセットＳＳ１のストローブ４０６_０から４０６_１２のような同じサブセットのストローブは、図３ａに描写された実施形態のストローブと同様に、３×T_PAT＋T_RESの間隔がある。しかしながら、このケースではストローブは、図３ｂに描写されたサブセットにおける３×T_PAT＋T_RES /4の代わりに、３×T_PAT＋T_RES /12の間隔がある。加えて、３×T_PAT＋T_RES/12は（図２ｂのサブセットにおける間隔である）T_PAT＋T_RES/4に近似するので、この実施形態のサブセットにおけるストローブは、図２ｂに描写された実施形態のサブセットにおけるストローブとほぼ同様の間隔をもつことになる。加えて、この実施形態における総取得時間は、図２ａに描写された実施形態の総取得時間（５T_PAT）に非常に近いものとなる。このため、この実施形態では、ローカルに順序付けられたストローブ間の取得時間と、そして従ってジッター測定の帯域幅を、ストローブ間の時間Tsを実質的に変更することなくローカルに順序付けられたストローブ間の時間を増加することによって調節することができる。

上述した通り、総取得期間当たりのサンプルまたはストローブの数は可変であり、この発明は選ばれた量に限定されない。加えて、本発明の一実施形態では、ジッター測定の帯域幅は取得期間当たりのストローブの数とサンプルサブセットの数を増加することによって調節される。この技術は更に、全体の取得時間を増加することなく測定の帯域幅が増加されることを許容する。短い全体の取得時間を維持することは、ＤＵＴを試験するために要求される時間を短くしておくために重要である。

図５は、全般的に５００で示される、本発明の一実施形態によるローカルに順序付けられたストロービングシステムのブロック図である。システム５００は、試験下の装置５０４から一つ以上の出力信号５０１、５１１を受け取り、分析のために出力５０５をプロセッサ５０６に提供する自動化試験設備（ＡＴＥ）５０２を含む。一実施形態では、ＡＴＥ５０２は、バッファリングされたＤＵＴ出力信号５０１を比較器５１６に供給するバッファ５０８を含む。一実施形態では、バッファ５０８は差動バッファであり、出力信号５０１と５１１を介してＤＵＴ５０４から差分データを受け取る。一つ以上の出力信号がバッファリングされ、バッファ信号は参照信号Ｖ_Ｔ５０３（期待された信号）と比較されて、ＤＵＴが期待された通りに作動したか決定する。一実施形態では、Ｖ_Ｔはエッジ遷移電圧を表す閾値である。比較器５１６の出力は、ＤＵＴの出力波形の論理状態を表している。比較器５１６の出力は、ソースクロック５２０によって生成されたサンプリングクロック５０７に基づいた波形のサンプリングのためのラッチ回路５１４に供給される。サンプリングクロック５０７はカウンタ５１２とラッチ５１４に供給されて、ＤＵＴ波形のサンプルが取得される。サンプルは、更なる分析のためのプロセッサ５０６への送信のためにメモリ装置５１０に格納される。

一実施形態では、クロックソース５２０は装置仕様とユーザ入力に基づいてＤＵＴ波形をストロービングするようにプログラムされている。ユーザ入力はＤＵＴと要求される所望の信号情報に特定のものである。一実施形態では、ＡＴＥ５０２は更に、ＡＴＥ５０２と一体化されているかまたは遠隔的に結合されているユーザ入力装置５５０を含む。一実施形態では、ローカルに順序付けられたストロービングを行うソフトウェアはシステム５００内にあって、ユーザ入力装置５５０から受け取ったユーザ入力を利用して、ジッター捕捉のためにシステム５００を計算してセットアップする。一実施形態では、ユーザ入力はジッター測定ピンの一つ以上のビット周期または単位間隔、ジッター測定ピン、パターン当たりのビット数、目標実効サンプリング分解能、パターン繰り返し数を含む。ジッター測定ピンはどのＤＵＴ送信ピンが測定されるかを示す。パターン当たりのビット数は繰り返しパターンTpatのビット数である。目標実効サンプリング分解能（Tres）は実効サンプリング周波数を決定する。繰り返しパターン数は何回実効的に繰り返しDUT波形パターンに跨ってウォーキングするかを示す。

一実施形態では、プロセッサ５０６は捕捉されたデータ、ユーザ入力と装置データを使ってＤＵＴ波形のランダムジッターRjを計算する。更に一実施形態では、ユーザ入力装置５５０から受け取ったユーザ入力は更に、測定帯域幅を示すパラメータを含む。更にまた一実施形態では、ローカルに順序付けられたストロービングを行うソフトウェアはシステム５００内にあって、ユーザ入力装置５５０から受け取ったユーザ入力を利用して、各々が異なる帯域幅の複数ジッター捕捉のためにシステム５００を計算してセットアップする。一実施形態では、プロセッサ５０６は複数の測定からの結果を使ってジッターの大きさを取得時間の関数として表現し、ジッターを周波数の関数として表現する。

図６は、全般的に６００で示される、本発明の一実施形態によるローカルに順序付けられたストロービング技術のフローチャートである。方法は、試験下の装置（ＤＵＴ）出力波形を非同期的にデジタルにアンダーサンプリングすることからなる。方法は６０１から始まり、ストローブ間の最初のタイミングが設定されて、最初の測定のための帯域幅／周波数が達成される。６０２で、ローカルに順序付けられたストロービング方式に基づく非同期クロックを使ったＤＵＴ波形のストロービングを行う。ストロービングから得られたデータは６０４で格納される。格納されたデータはそれから６０６で分析されて最初の帯域幅／周波数のジッターを決める。更なるジッター周波数データが要求されるかがそれから６０８で決められる。もし６０８で更なるデータが要求されるなら、６１０でローカルに順序付けられたストローブ間の間隔が調整される。もし６０８で更なるデータが要求されないなら、６０７でそれぞれが異なる測定周波数に関する複数の結果から、周波数の関数としてのジッターが決められる。プロセスはそれから終わる。一実施形態では、ジッターの大きさは取得時間の関数として表現でき、ジッターの周波数は取得時間の関数であるから、周波数の関数としてのジッターを決めることができるという事実に基づいて、周波数の関数としてのジッターが６０７で決められる。使われた取得時間の式は、遷移取得時間式Tacq_trans=Ts×N×Tjitter/Tresであり、ここでＮは以前に定義されたもの、TjitterはＤＵＴ出力波形のピーク間ジッターである。

図７を参照すると、全般的に７００で示される、本発明の一実施形態による波形中のジッターを決定するためのフローチャートが提供されている。まず７０２で、サンプル領域内のデータを一度に一サンプルずつ、サンプリングされた最初のビットから始めてサンプリングされた最後のビットで終わるまで、ループしていく。殆どのデータは同じ状態のデータに取り囲まれた論理的なローまたはハイからなることになる。７０４で、遷移領域が同定される。遷移領域は、図２ｄの例のように０と１の混交を含んだデータの組として同定される。一般に、何がある遷移領域を他のものから分けるかを定義するためにルールが必要となる。例えば、波形中のデータが定常状態の単位間隔（ＵＩ）／４と等価なものを含んでいたら、いかなる異なるデータも新たな遷移領域の始まりと考えられるであろう。更に、サンプル領域の始めまたは終りで遷移領域を示し得るデータを無視するための一般的なルールも必要となる。

各遷移領域は明白なエッジを示すので、７０６で計算を行って各遷移領域の標準偏差を決定する。７０８で、全ての遷移領域の標準偏差が決められる。一実施形態では、これは全ての遷移領域の標準偏差の平均または２乗和平方根平均を取ることによってなされる。実用的には、標準偏差は、無視できる量の周期ジッター等を含み得るものの、ランダムジッターである。本発明の実施形態でジッターを周波数の関数として表現するのに使われるのは（標準偏差からの）ランダムジッターである。

上述した通り、ここに記載した方法と技術はローカルに順序付けられたストロービングシステムによって実装される。ローカルに順序付けられたストロービングシステムを構成する装置の実施形態は、デジタル電子回路に実装されても良いし、プログラム可能なプロセッサ（例えば、コンピュータファームウェア、ソフトウェアまたはそれらの組み合わせのような特別目的用プロセッサまたは汎用プロセッサ）で実装されても良い。これらの技術を具現化する装置は、適当な入力および出力装置、プログラム可能なプロセッサ、およびプログラム可能なプロセッサによる実行のためのプログラム命令を実体的に具現化する格納媒体を含んでも良い。これらの技術を具現化するプロセスは、入力データに演算を施し適当な出力を生成することによって所望の機能を行うための命令のプログラムを実行するプログラム可能なプロセッサによって行われても良い。技術は、データ格納システム、少なくとも一つの入力装置、および少なくとも一つの出力装置からデータと命令を受け取り、それらにデータと命令を送ることと結合された少なくとも一つのプログラム可能なプロセッサを含んだプログラム可能なシステム上で実行可能な一つ以上のプログラムに実装されても良い。一般に、プロセッサはリードオンリーメモリおよび／またはランダムアクセスメモリから命令とデータを受け取ることになる。コンピュータプログラム命令およびデータを実体的に具現化するのに好適な格納装置は、ＥＰＲＯＭ，ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ装置などの半導体メモリ装置や、内部ハードディスクやリムーバブルディスクなとの磁気ディスクや、磁気光学ディスクや、ＣＤ−ＲＯＭディスクを例として含む、あらゆる形の非揮発性メモリを含む。前記のいずれもは、特定の設計をされた特定アプリケーション用集積回路（ＡＳＩＣｓ）によって補足されるか、またはそれに組み込まれるかしても良い。

ここでは特定の実施形態が説明され記載されたが、同じ目的を達成するように計算されたあらゆる配置を、示された特定の実施形態に代用しても良いことは当業者には理解されるであろう。この出願は本発明のあらゆる適応例や変形例を包含することが意図されている。従って、この発明は請求項とそれらに等価なものによってのみ限定されることが意図されている。

図１ａは、従来技術の教えに従ったウォーキングストローブを使った信号ストローブ測定の一実施形態のグラフィックな描写である。 図１ｂは、従来技術の教えに従った図１ａの信号ストローブ測定の順序付けられたストロービングのグラフィックな描写である。 図２ａは、本発明の教えに従ったウォーキングストローブ（ローカルに順序付けられたストロービング）を使った信号ストローブ測定の一実施形態のグラフィックな描写である。 図２ｂは、本発明の一実施形態における図２ａの信号ストローブ測定のローカルに順序付けられたストロービングのグラフィックな描写である。 図２ｃは、図２ｂに示した通りの、サブセットを構成するストローブの組の取得時間との関係における周波数ジッターの大きさの描写である。 図２ｄは、ローカルに順序付けられた波形のストロービングのデジタルな結果の代表的描写である。 図３ａは、本発明のウォーキングストローブを使った信号ストローブ測定（ローカルに順序付けられたストロービング）の別の実施形態のグラフィックな描写である。 図３ｂは、本発明の一実施形態における図３ａの信号ストローブ測定のローカルに順序付けられたストロービングのグラフィックな描写である。 図３ｃは、図３ｂに示したとおりの、サブセットを構成するストローブの組の取得時間との関係における周波数ジッターの大きさの描写である。 図４ａは、本発明の一実施形態によるアンダーサンプリングされたＤＵＴ信号のグラフィックな表現である。 図４ｂは、図４ａからのＤＵＴ信号の周期がそれぞれ互いの上にオーバーレイされているグラフィックな表現である。 図５は、本発明の教えに従った信号をストロービングするシステムの一実施形態のブロック図である。 図６は、本発明におけるジッターの周波数成分を決定する方法の一実施形態のフローチャートである。 図７は、本発明の一実施形態におけるジッターの決定を説明するフロー図である。

Claims (25)

1. 波形中のジッターを決定する方法であって、
   波形のローカルに順序付けられたストロービングを複数行うことと、
   各ローカルに順序付けられたストロービングに関連する取得時間を変更することと、
   取得時間の各変更に関連するジッターを測定することと、
   取得時間の各変更に対応する測定されたジッターに基づいて、ジッターを決定することと、を含み、
   前記ジッターを測定することには、ローカルに順序付けられたストローブの各サブセット中の遷移領域を同定することを含み、
   前記ローカルに順序付けられたストロービングは、アンダーサンプリング技術に基づき、
   前記波形は、一定間隔（Ｔｓ）で複数の第１の期間に渡ってストロービングされ、各第１の期間は、単一のパターンが起こるための期間（Ｔｐａｔ）を自然数倍（Ｍ）した期間を含み、
   各第１の期間（Ｍ×Ｔｐａｔ）は等しいストローブ数でストローブされ、各第１の期間（Ｍ×Ｔｐａｔ）の前記ストローブ数は１よりも大きく（Ｎ）、
   前記複数の第１の期間の最初の第１の期間後の各第１の期間では、当該各第１の期間でストローブされるストローブの開始点は、直前の第１の期間でストローブされるストローブの前記開始点と比べて、実効サンプリング分解能だけ時間シフトされており、前記一定間隔（Ｔｓ）は、前記第１の期間と実効サンプリング分解能の加算値を、前記各第１の期間の前記ストロ−ブ数（Ｎ）で分割したものであり、
   前記ローカルに順序付けられたストローブの前記サブセットを形成するために、前記ストローブは前記サブセットのそれぞれにマッピングされ、前記サブセットのそれぞれは、各前記第１の期間（Ｍ×Ｔｐａｔ）の中の先頭から同じ順番のストローブを含むことを特徴とする方法 。
2. 各ローカルに順序付けられたストロービングの取得時間の変更は更に、前記波形中で前記ローカルに順序付けられたストローブ間の間隔を増加することと、前記波形中で前記ローカルに順序付けられたストローブ間の間隔を減少すること、の一つからなる請求項１の方法。
3. 更に、ジッターの大きさを前記取得時間に対応させて表現すること、からなる請求項１の方法。
4. 更に、ジッターを特定の周波数レンジ内で決定すること、からなる請求項１の方法。
5. ジッターの測定は更に、
   各遷移領域の標準偏差を計算することと、
   からなる請求項１の方法。
6. 更に、全ての標準偏差の平均と平方根２乗平均の少なくとも一つを計算すること、からなる請求項５記載の方法。
7. ジッター決定システムであって、
   少なくとも一つの出力信号を試験下の装置から受け取り、出力信号を期待された信号と比較するようになっている比較器であって、出力信号は繰り返しパターンを有するものと、
   ユーザ入力に基づいてサンプリングクロックを生成するようになっているクロックソースであって、ユーザ入力は、繰り返しパターンの一周期毎のビット数と、単一のビット周期の長さと、実効サンプリング分解能と、繰り返しパターンをスウィープする回数とからなり、クロックソースは更にローカルに順序付けられたストローブ間の時間を変更して測定帯域幅を調節するようになっているものと、
   サンプリングクロックに基づいて出力信号のサンプリングされたデータを取得するようになっているラッチング回路と、
   サンプリングされたデータを格納するようになっているメモリ装置と、
   格納されたサンプリングされたデータを分析してジッターを決定するようになっているプロセッサであって、
   前記プロセッサは、関連するローカルに順序付けられたストロービングのサブセットのサンプルに基づいて出力信号の単一の周期の各エッジのジッターを計算し、
   前記ジッターを測定することには、ローカルに順序付けられたストローブデータの各サブセット中の遷移領域を同定すること含み、
   前記ローカルに順序付けられたストロービングは、アンダーサンプリング技術に基づいて得られ、
   前記波形は、一定間隔（Ｔｓ）で複数の第１の期間に渡ってストロービングされ、各第１の期間は、単一のパターンが起こるための期間（Ｔｐａｔ）を自然数倍（Ｍ）した期間を含み、
   各第１の期間（Ｍ×Ｔｐａｔ）は等しいストローブ数でストローブされ、各第１の期間（Ｍ×Ｔｐａｔ）の前記ストローブ数は１よりも大きく（Ｎ）、
   前記複数の第１の期間の最初の第１の期間後の各第１の期間では、当該各第１の期間でストローブされるストローブの開始点は、直前の第１の期間でストローブされるストローブの前記開始点と比べて、実効サンプリング分解能だけ時間シフトされており、前記一定間隔（Ｔｓ）は、前記第１の期間と実効サンプリング分解能の加算値を、前記各第１の期間の前記ストロ−ブ数（Ｎ）で分割したものであり、
   前記ローカルに順序付けられたストローブの前記サブセットを形成するために、前記ストローブは前記サブセットのそれぞれにマッピングされ、前記サブセットのそれぞれは、各前記第１の期間（Ｍ×Ｔｐａｔ）の中の先頭から同じ順番のストローブを含むことを特徴とするシステム。
8. ユーザ入力は更に、サンプリングすべきジッター測定ピンを含む、請求項７のシステム。
9. プロセッサは、サンプルを繰り返しパターンの単一の周期にマッピングする、請求項７のシステム。
10. プロセッサは、ジッターの大きさを取得時間に対応させて決定する、請求項７のシステム。
11. プロセッサは、ジッターを特定の周波数レンジ内で決定する、請求項７のシステム。
12. コンピュータを
    波形中のジッターを測定する手段と、
    測定ジッターの大きさを取得時間に対応させて表現する手段と、
    取得時間に対応した測定ジッターに基づいて、ジッターを表現する手段として機能させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な媒体であって、
    前記ジッターを測定することには、ローカルに順序付けられたストローブデータの各サブセット中の遷移領域を同定すること含み、
    前記波形は、一定間隔（Ｔｓ）で複数の第１の期間に渡ってストロービングされ、各第１の期間は、単一のパターンが起こるための期間（Ｔｐａｔ）を自然数倍（Ｍ）した期間を含み、
    各第１の期間（Ｍ×Ｔｐａｔ）は等しいストローブ数でストローブされ、各第１の期間（Ｍ×Ｔｐａｔ）の前記ストローブ数は１よりも大きく（Ｎ）、
    前記複数の第１の期間の最初の第１の期間後の各第１の期間では、当該各第１の期間でストローブされるストローブの開始点は、直前の第１の期間でストローブされるストローブの前記開始点と比べて、実効サンプリング分解能だけ時間シフトされており、前記一定間隔（Ｔｓ）は、前記第１の期間と実効サンプリング分解能の加算値を、前記各第１の期間の前記ストロ−ブ数（Ｎ）で分割したものであり、
    前記ローカルに順序付けられたストローブの前記サブセットを形成するために、前記ストローブは前記サブセットのそれぞれにマッピングされ、前記サブセットのそれぞれは、各前記第１の期間（Ｍ×Ｔｐａｔ）の中の先頭から同じ順番のストローブを含むことを特徴とする機械読み取り可能な媒体。
13. 更に、ジッターの大きさを決定する手段を有すること、
    からなる請求項１２のコンピュータ読み取り可能な媒体。
14. ジッターの大きさを決定する手段には更に、
    ローカルに順序付けられたストロービングの各サブセット中の遷移領域を同定する手段と、
    各遷移領域の標準偏差を計算する手段、
    を含むことからなる請求項１３のコンピュータ読み取り可能な媒体。
15. ジッターの大きさを決定する手段には更に、
    全ての標準偏差の平均と平方根２乗平均の少なくとも一つを計算する手段、
    を含むことからなる請求項１４のコンピュータ読み取り可能な媒体。
16. ジッター測定システムであって、
    ローカルに順序付けられたストロービング方式による波形中のジッター測定を取る手段と、
    ローカルに順序付けられたストロービング方式における取得時間を変更する手段と、
    変更された取得時間に基づきジッターを表現する手段と、
    からなり、
    前記ジッターを測定することには、ローカルに順序付けられたストローブデータの各サブセット中の遷移領域を同定すること含み、
    前記ローカルに順序付けられたストロービング方式は、アンダーサンプリング技術に基づき、
    前記波形は、一定間隔（Ｔｓ）で複数の第１の期間に渡ってストロービングされ、各第１の期間は、単一のパターンが起こるための期間（Ｔｐａｔ）を自然数倍（Ｍ）した期間を含み、
    各第１の期間（Ｍ×Ｔｐａｔ）は等しいストローブ数でストローブされ、各第１の期間（Ｍ×Ｔｐａｔ）の前記ストローブ数は１よりも大きく（Ｎ）、
    前記複数の第１の期間の最初の第１の期間後の各第１の期間では、当該各第１の期間でストローブされるストローブの開始点は、直前の第１の期間でストローブされるストローブの前記開始点と比べて、実効サンプリング分解能だけ時間シフトされており、前記一定間隔（Ｔｓ）は、前記第１の期間と実効サンプリング分解能の加算値を、前記各第１の期間の前記ストロ−ブ数（Ｎ）で分割したものであり、
    前記ローカルに順序付けられたストローブの前記サブセットを形成するために、前記ストローブは前記サブセットのそれぞれにマッピングされ、前記サブセットのそれぞれは、各前記第１の期間（Ｍ×Ｔｐａｔ）の中の先頭から同じ順番のストローブを含むことを特徴とするジッター測定システム。
17. 更に、ジッターの大きさを取得時間に対応させて表現する手段、
    からなる請求項１６のジッター測定システム。
18. 更に、ジッターを特定の周波数レンジ内で決定する手段、
    からなる請求項１６のジッター測定システム。
19. 波形中のジッターを決定する方法であって、
    繰り返しパターンを有する波形をストロービングすることと、
    ローカルに順序付けして、ストロービングされたデータを各サブセットに含むようにすることと、
    ローカルに順序付けられたストロービングされたデータから各サブセット中の遷移領域の位置を見つけることと、
    各遷移領域に関連するランダムジッターを決定することと、
    ジッターを特定の周波数レンジ内で決定することと、
    からなり、
    ローカルに順序付けられたストロービング方式は、アンダーサンプリング技術に基づき、
    前記波形は、一定間隔（Ｔｓ）で複数の第１の期間に渡ってストロービングされ、各第１の期間は、単一のパターンが起こるための期間（Ｔｐａｔ）を自然数倍（Ｍ）した期間を含み、
    各第１の期間（Ｍ×Ｔｐａｔ）は等しいストローブ数でストローブされ、各第１の期間（Ｍ×Ｔｐａｔ）の前記ストローブ数は１よりも大きく（Ｎ）、
    前記複数の第１の期間の最初の第１の期間後の各第１の期間では、当該各第１の期間でストローブされるストローブの開始点は、直前の第１の期間でストローブされるストローブの前記開始点と比べて、実効サンプリング分解能だけ時間シフトされており、前記一定間隔（Ｔｓ）は、前記第１の期間と実効サンプリング分解能の加算値を、前記各第１の期間の前記ストロ−ブ数（Ｎ）で分割したものであり、
    前記ローカルに順序付けられたストローブの前記サブセットを形成するために、前記ストローブは前記サブセットのそれぞれにマッピングされ、前記サブセットのそれぞれは、各前記第１の期間（Ｍ×Ｔｐａｔ）の中の先頭から同じ順番のストローブを含むことを特徴とする方法。
20. 更に、各サブセット中のローカルに順序付けられたストローブ間の期間を調節すること、
    からなる請求項１９の方法。
21. サブセット中のローカルに順序付けられたストローブ間の期間を調節することは更に、
    繰り返しパターンをストロービングする総取得時間を調節すること、
    からなる請求項２０の方法。
22. サブセットのローカルに順序付けられたストローブ間の期間を調節することは更に、
    ローカルに順序付けられたストローブに追加のストローブを付け加えることと、
    サブセット中のストローブ数を調節することと、
    からなる請求項２０の方法。
23. 各遷移領域に関連するランダムジッターを決定することは更に、
    各遷移領域の標準偏差を計算すること、
    からなる請求項１９の方法。
24. 更に、全ての標準偏差の平均と平方根２乗平均の少なくとも一つを計算すること、
    からなる請求項２３の方法。
25. ジッターを決定することは更に、
    関連する遷移領域の取得時間を決定することを含む、
    からなる請求項１９の方法。

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