200303458 玖、發明說明 發明所屬之技術領域 本發明大致上係關於用於電子裝置之自動測試設備, 且明確言之,本發明係關於於一個自動測試系統中程式規 劃複數個時脈之技術。 先前技術 自動測試設備典型地係使用複數個時脈以測試電子元 件。於一個常用之測試場合中,係使用3個或者更多個時 脈,舉例而言,一個數位時脈,一個來源時脈及一個捕捉 時脈。該數位時脈係界定數位輸入/輸出施加數位訊號至 該受測元件之速率,或者數位輸入/輸出取樣由該受測元 件而來之數位訊號之速率。該來源時脈係界定諸如一個任 意波形產生器之類比源改變施加至該受測元件之類比訊號 之該輸出準位之速率。該捕捉時脈係界定一個數位化器取 樣由該受測元件而來之類比訊號之速率。 兀件之測試通常係需要一個測試系統之不同的時脈被 協調。當測試一個數位至類比轉換器時,該數位時脈係以 該捕捉時脈協調,以確保該數位化器係於已知之參考至該 數位至類比轉換器輸入碼之點處取樣該數位至類比轉換器 之輸出。類似地,當測試一個類比至數位轉換器時,該數 位時脈係以該來源時脈協調,以確保由該類比至數位轉換 器而來之該數位讀取資料與該類比入訊號係參考至已知點 〇 對於達成“相干”而言,協調時脈係特別重要。當於 200303458 該訊號中之每一個單音係於該取樣視窗內完成一個整數之 週期時,一個訊號係爲相干的。以數學觀點而言,當 Fs/N=Fik/Mk時,係達成相干:.其中
Fs係爲該設備之取樣速率; N係爲於該取樣視窗(被提供來源的或者被捕捉的) 內之取樣數量;
Flk係爲該第k個單音之感興趣之頻率(輸出或者被期 望的);
Mk係爲該第k個單音於該取樣視窗內完成之週期數。 相干之必要性係當兩或者更多個時脈牽涉到一個單一 測試時產生,舉例而言,當一個時脈係控制一個輸入訊號 之起源,且另一個時脈係控制包含與該輸入訊號相同頻率 之一個輸出訊號之捕捉時。假如不協調,則不可能保證 Fs/N=Flk/Mk ,且因而不會g保證相干。 相干對於防止“漏失”而言係重要的。漏失係爲發源 或者取樣之捨去的單音之數學結果。漏失係增加對於被提 供之訊號之諧波失真,且使取樣之訊號的該離散傅利葉轉 換失真。因此,漏失係減少一個測試系統準確地測試元件 的特性之能力。 傳統之測試工程師係以人工方式應用其之測試系統的 時脈系統及設備之知識而確定時脈頻率。然而,時脈系統 及設備係能夠爲非常複雜,強迫限制以時序能夠被規定之 彈性的限制。因此傳統上,測試工程師必須具有高的程度 之專業性,以成功地建構一個測試系統之時脈。 200303458 當一個測試之設定係需要相干時,於規定一個測試系 統之時脈中之困難係複雜的。相干係強迫於一個測試器中 之兩個或者更多個時脈係必須具有一個固定的頻率比率之 額外限制。通常,於時脈系統或者設備中之限制係使得於 該測試工程師想使用之該特定頻率下達成此比率係不可能 的。爲了於這些限制下實施,該測試工程師一般而言係搜 尋該測試系統能夠產生之亦符合該需求之比率之附近的頻 率。此項工作通常淪落爲耗時的嘗試錯誤的程序。此外, 並無任何關於該人工技術之事項係確保最終使用之頻率對 於該原始期望之頻率而言係爲最接近可實現之符合該比率 限制之頻率。因此,目前之技術係不必然最小化頻率錯差 〇 因此,需要一個用於在自動測試系統中程式規劃時脈 之較簡單、較精確之準確的技術。 發明內容 考量到先前技術,本發明之一個目的係爲於一個傳統 之自動測試系統中規定一個多重時脈之結構。 爲了達成上述之目的以及其他的目的及優點,一種用 於建構一個自動測試系統以產生由一個參考時脈而來之複 數個時脈之技術係包含一個使用者介面,其係用於接收指 明期望之複數個時脈之頻率的複數個輸入。爲了回應由該 使用者介面而來之一個命令,軟體係計算用於連接至該參 考時脈的除法器之値,以由該參考時脈推導出每一個期望 之頻率。 200303458 根據本發明之一個實施例,該期望之頻率係形式必須 符合以滿足相干之比率。於計算該除法器之値時,該軟體 係最小化頻率誤差,同時精確地保留該期望之比率。 實施方式 第1圖係爲用於建構複數個時脈可以被使用之一個時 脈系統1 0 0之一個簡化的均等之方塊圖。該時脈系統1 0 0係對應於由美國麻州波士頓之泰瑞丹公司所製造之 Catalyst™之時脈系統。於該時脈系統中,一個1 〇 MHz之 晶體振盪器1 1 0係被一個鎖相迴路1 1 2乘上頻率,以 產生一個1 0 0 MHz參考時脈。該參考時脈係被一個K乘 法器1 1 4乘上頻率,以產生一個超高解析度之光學參考 時脈(Optical Reference Clock,ORC)。該光學參考時脈係 具有一個固定模式及一個可變模式。於固定的光學參考時 脈模式中,K= 500,000,000,其係對應於一個50,000THz之 光學參考時脈的頻率(1 THz=1012Hz )。於可變的光學參 考時脈模式中,K係允許於228及229之間變化,其係對應 於範圍爲大約26,844 THz及53,687 THz之間之一個光學參 考時脈。因爲其係使用整數的數字,該固定的光學參考時 脈模式一般而言係比可變的光學參考時脈模式更容易程式 規劃。然而,因爲其係較具有彈性,所以可變的光學參考 時脈係通常於期望之頻率下產生準確的相干的解決方案。 該光學參考時脈係有效地分支至一個數位時脈系統1 1 6及至一或多個類比時脈系統1 2 2。該數位時脈系統 1 1 6係包含一個時序路徑,其係包含一個第一頻率除法 200303458 器1 1 8,以用於將該光學參考時脈除以一個整數“D” , 以產生一個第一數位輸出時脈C0。一個第二頻率除法器 1 2 0係將該第一數位輸出時脈C0除以一個整數“Γ , 以產生一個第二數位輸出時脈T0。然後,該數位時脈C0 及T0係能夠被使用於控制施加至該受測元件或者由該受 測元件取樣而來之數位向量之時序。該類比時脈系統1 2 2係包含4個時序路徑。每一個時序路徑係包含:一個第 一頻率除法器1 2 4 (DMC〇—DMC3),其係用於產生一個 個別的類比主時脈(AMC〇—AMC3); —個多工器(1 2 6 a—d中任一個),其係用於導引該第一頻率除法器之輸出 ;及一個第二頻率除法器1 2 8 ( DA〇 — DA3),其係用於 產生一個個別的輸出時脈(A〇—A3)。該輸出時脈A〇—A3 係透過一個設備匯流排而傳送,其中,其係可以被個別的 設備所接取而使用。 該Catalyst時脈系統係採用一個內部的結構(未示出 ),其係致能其操作如同該光學參考時脈係於K*1 〇 〇 MHz下執行。然而,於其之實施中,該光學參考時脈係維 持固定於1 0 0 MHz。然而,該細節係操作上透明的。程 式規劃該數位時脈C0及T0及該類比時脈AQ-A3係僅牽 涉到對於每一個個別的時序路徑規定該第一及第二除法器 値之除法器値,如同該光學參考時脈僅係被該除法器値所 除一樣。 第2圖係圖示本發明可以使用於其中之測試器環境。 舉例而言爲一個測試工程師之使用者210係操作一個工 200303458 作站或者其他電腦2 1 2。該工作站2 1 2係執行一個電 腦程式2 1 3,以建構於一個測試器2 2 0內之時脈。該 測試器2 2 0係包含一個時脈系統2 2 2,其係對應於第 1圖之該時脈系統1 0 0。該測試器220亦包含數位輸 入/輸出2 2 4,其係用於在時脈C0或T0之控制下由一 個受測元件2 2 8發源及取樣數位訊號,以及類比設備2 2 6,其係用於在類比時脈A。- A3之控制下發源及取樣類 比訊號。 於此稱爲該“時脈管理器”之該電腦程式2 1 3係包 含一個圖形使用者介面2 1 4,其係與軟_體2 1 6通訊。 於該較佳實施例中,該時脈管理器係使用Microsoft® Visual Basic®,而於一個電腦相容之電腦或者工作站上實施。該圖 形使用者介面2 1 4係包含用於接收使用者輸入、顯示輸 出及接收命令之域及控制。該軟體2 1 6係操作成回應輸 入及命令,以產生時脈結構資料。該時脈結構資料係指定 該時脈系統(亦即,該除法器及K乘法器)應如何被建構 ,以符合由該使用者所指定之該期望之時脈頻率。 較佳的情況爲,該圖形使用者介面2 1 4係包含該使 用者能夠交互作用之形式。第3圖係顯示該時脈管理器形 式3 0 0,較佳的情況爲,該時脈管理器形式3 0 0係當 該使用者第一次開始該時脈管理器程式時被顯示。該時脈 管理器形式3 0 0係呈現該使用者該測試系統之時脈系統 的一個圖形模型。於此模型中,該1 0 0 MHz參考之一個 表示3 1 0係出現爲以一個模型化之“K乘法器” 3 1 2 200303458 乘上頻率,以產生一個光學參考時脈3 1 4。該光學參考 時脈3 1 4係出現成分支至一個數位部分3 1 6及一個類 比部分3 1 8。 於該數位部分中,域3 2 0及3 2 4係分別對應於該 時脈系統1 0 〇之該第一及第二頻率除法器1 1 8及1 2 0,且域322及326係分別對應於數位時脈C0及T0 之頻率。於該類比部分中,該光學參考時脈係分支至4個 時序路徑。每一個時序路徑係具有用於該第一及第二除法 器3 2 8及3 3 2之域,該第一及第二除法器3 2 8及3 3 2係分別對應至該時脈系統1 〇 〇之除法器1 2 4 a-d及 1 2 8 a-d。每一個時序路徑亦具有分別對應於該類比主時 脈(AMC〇—AMC3)及該類比時脈(A〇—A3)之域3 3 0及 3 3 4。 該類比部分3 1 8亦包含射頻按鈕3 3 6及檢查盒3 3 8,以指定該類比主時脈如何分配至該第二除法器3 3 2,以產生該類比時脈a0-a3。這些射頻按鈕及檢查盒係 代表第1圖之該些多工器1 2 6 a-d之切換功能。藉由選擇 一個射頻按鈕3 3 6及檢查任何數量之檢查盒3 3 8,該 使用者係有效率地連接該被選擇出之類比主時脈至檢查盒 被選擇出之每一個時序路徑之該第二除法器3 3 2之該輸 入端。一旦被建立,則連接係被保持,即使當不同的射頻 按鈕及檢查盒被選擇出。較新之連接係覆蓋較舊的連接。 至第3圖之該時脈管理器形式之輸入係被指定爲無陰 影之域,且輸出係被指定爲具有陰影之域。爲了操作該時 200303458 脈管理形式3 0 0,該使用者係輸入期望之時脈頻率至用 於CO,T0及AQ—A3之任一個域(分別爲域3 2 2,3 2 6及3 3 4 )。然後,該使用者係按壓該“尋找除法器 ”按鈕3 5 2或者該“光學參考時脈固定尋找”按鈕3 5 4。爲了回應這些按鈕之一之按壓,該軟體2 1 6係自動 地對於所有的除法器計算產生該使用者已經輸入之期望的 頻率之時脈所需之除法器値。假如該使用者按壓該“尋找 除法器”之按鈕,則該軟體2 1 6係計算用於可變的光學 參考時脈模式之該除法器値及K乘法器。假如該使用者按 壓該“光學參考時脈固定尋找”之按鈕,則該軟體2 1 6 係計算用於固定的光學參考時脈模式之該除法器値(亦即 ,K=500,00,000 )。 第4圖係顯示用於可變的光學參考時脈模式之該時脈 管理器形式3 0 0之該輸出。該使用者已經先前於該Τ 0 域(326)中輸入100 MHz,於該Α〇域中輸入5 0 0 MHz及於該八丨域(3 3 4 )中輸入1 5 0 MHz。然後,該 使用者已經按壓該“尋找除法器”按鈕3 5 2。爲了回應 ,該軟體2 1 6係已經計算及輸出用於該K乘法器3 1 2 、該第一及第二除法器(用於該數位時脈AJ及C0 3 2 2之値(C0能夠爲一個輸出或者一個輸入。假如未指 定輸入,則該軟體係假設;[等於1且設定C0等於Τ0)。 應注意的是,該軟體2 1 6已經成功地決定用於該K 乘法器及除法器之値,以提供該使用者已經請求之該準確 的期望頻率。因爲該軟體係能夠準確地擊中該期望之頻率 12 200303458 ,該Τ 0及A 〇,Τ 0及A1,A 〇及A 之間之比率係剛好爲 該使用者所指定的比率。假如這些比率係爲相干所需,則 該些比率係被保存且相干係被確保。 第5圖係顯示用於固定之光學參考時脈模式之該時脈 管理形式3 0 0之該輸出。該使用者已經先前如同第4圖 輸入相同之頻率,且該使用者已經按壓該“光學參考時脈 固定尋找”按鈕354。如同第4圖’爲了回應,該軟體 2 1 6係已經計算及輸出用於該第一及第二除法器之及 Ai及T 0之値。該軟體已經於該K乘法器係固定爲 500,000,000之限制下操作。然而,此項限制係限制該時序 系統之彈性,且於此情況下,係使該軟體無準準確地擊中 該目標之頻率。不放棄其之搜尋或者僅產生一個誤差,該 軟體216係尋找最接近符合該指示之比率之期望目標頻 率之頻率。因爲對於AQ及八1及T0之該顯示的頻率之比率 係與該原始指定之目標頻率之該些比率相同,所以相干係 仍然確保。 應注意的是,由固定光學參考時脈模式所產生之該頻 率誤差係相當小,於本情況中,係小於0 · 1百萬分之一 (parts per million,PPM)。該項誤差係遠小於一般於測試 系統中發現之其他誤差,且一般而言係能夠被忽略。因此 ,該時脈管理器程式係致能該測試工程師推導出固定光學 參考時脈模式之相干時脈,而不大幅犧牲頻率之準確性。 此對於該測試工程師而言係相當有利的,因爲固定的光學 參考時脈模式一般而言係比可變之光學參考時脈模式更容 13 200303458 易使用。 可變之光學參考時脈模式及固定的光學參考時脈模式 之操作係已經以兩個目標頻率作顯示。然而,當測試之需 求係需要時,更多的目標頻率係能夠被指定。 某些測試係不需要相干之時脈,或者不需要所有對於 一項測試之指定之時脈係爲相干的。其他的測試係需要不 同組之相干的時脈。因爲相干係爲限制軟體擊中該目標頻 率之能力的一個限制(特別是在固定的光學參考時脈模式 下),所以較佳的情況爲,在不需要之情況下,該圖形使 用者介面2 1 4係允許使用者移除該項限制。藉由按壓該 “群組”按鈕3 5 0,該圖形使用者介面係顯示一個相干 群組形式6 0 0,其係允許該使用者群組不同的時脈在一 起,或者分離複數個時脈成爲不同的群組。 第6圖係顯示該相干群組形式6 0 0。編號爲1 一 5 之射頻按鈕之一個集合6 1 0係被提供用於CO /T0以及示 於該時脈管理器形式上之類比時脈之每一個(T0及C0係 被對待爲一個時脈,因爲其係固有地群組在一起)。該使 用者係藉由敲擊該射頻按鈕一個群組號碼而指定一個時脈 至一個群組。對於每一個時脈而言,僅有一個群組號碼能 夠被選擇。該使用者藉由給予不同的時脈相同之群組號碼 而指定不同的時脈至相同的群組,或者藉由給予不同的時 脈不同之群組號碼而指定不同的時脈至不同的群組。於敲 擊該“尋找除法器”或者“固定的光學參考時脈尋”按鈕 時,該軟體係計算於每一個群組中保留該期望之頻率的比 14 200303458 率之除法器値(以及可變的光學參考時脈模式中之κ乘法 器)。該軟體係不必定要於指定至不同群組之時脈中保留 比率。 相干性係不僅需要於該些時脈中之輸入比率係保留, 亦需要該比率係正確的。爲了此目的,該時脈管理器程式 係包含一個設備形式7 0 0,其係用於幫助該使用者正確 地指定相干的捕捉。該使用者係藉由敲擊用於該時脈管理 器形式3 0 0上之該時脈之該時脈指定按鈕3 5 6,而起 動用於一個特定的時脈之該設備形式7 0 0。一個不同的 時脈指定按鈕係提供給每一個類比時脈Α^-Α3。 第7圖係顯示該設備形式7 0 0。該設備形式7 0 0 係包含一個aN之時脈域7 1 0,其係指定該類比輸入時脈 (AG — A3)之該頻率。標號7 1 2係指示該被選擇出之時 脈之數量(於此,“ 0 ”係用於時脈a〇 )。該使用者係藉 由首先選擇由一個設備域714而來之一個設備而操作該 設備形式7 0 0,該設備域7 1 4較佳地係實施成一個盒 。當該使用者敲擊該設備域時,該域係顯示該形式能夠建 構之所有設備之列表。該使用者係選擇由該列表而來之一 個期望之設備,其中,該設備域係顯示該被選擇出之設備 的名稱。然後,該使用者能夠指定時序特徵,以建構該被 選擇出之設備。 時序特徵能夠對於每一個設備形式爲特定的,然而, 通常係包含取樣速率(Fs),取樣數量(N),感興趣之頻 率(FJ ,及該感興趣之頻率的週期數量(M)。這些時序 15 200303458 特徵係施加至來源及測量設備。舉例而言,對於一個任意 波形產生器而言,Fs係指定該任意波形產生器於該速率下 產生輸出取樣之速率,N係指定產生之取樣之數量,Fi係 指定該輸出頻率,且Μ係指定於Fi下產生之週期數量。對 於一個數位化器而言,Fs係爲該數位化器之取樣速率,N 係爲於該取樣視窗期間所取得之取樣之數量,F1係爲被測 量之期望頻率,且Μ係爲於F1下在該取樣視窗期間被完成 之週期數量。 該設備形式7 0 0係包含用於Fs,N,Fi及Μ之每一 個之域(分別爲716,718,720及722)。其 亦包含一個用於頻率解析度Fres之域7 2 4。頻率解析度 係根據Fs及N,或者根據Fi及Μ,其係根據方程式Fres =Fs/N=Fi/M。對於一個數位化器而言,Fres係代表由其所取 得之取樣所得到之離散傅利葉轉換之該儲存寬度。對於一 個任意波形產生器而言,Fres係代表該任意波形產生器能 夠被程式規劃之該最小頻率增量。該設備形式7 0 0係允 許該使用者個別地建構Fres,因爲使用者通常較喜歡根據 Fres而指定時序。 當不同的設備被選擇時,該設備形式7 0 0係根據每 一個設備之特別的需要而呈現不同的域給該使用者。舉例 而言,當該使用者選擇準確低頻來源(PLFSRC)時,該設 備形式係僅呈現上述之該些域(見第7圖)。然而,當該 使用者選擇準確低頻數位化器(PLEDIG)時,該設備形式 係顯示兩個額外之域’ 一個用於乘上aN時脈,另一個係用 16 200303458 於除上aN時脈以推導出Fs (見第8圖)。 參照回第7圖,該設備形式7 0 0係包含箭頭按鈕7 3 4 a-h,以幫助該使用者於計算不同的域之値。當該使用 者敲擊該些箭頭按鈕7 3 4 a-h之任一個時,該軟體係根據 在該形式上之其他域之一或多個,而計算用於該箭頭按鈕 指向之該域之一個値。敲擊按鈕7 3 4 c係根據先前輸入之 Fs及N ( Fres = Fs/N)之値,而計算Fres。相反地,敲擊 按鈕7 3 4 e係根據先前輸入之Fres及N之値,而計算Fs 。,給定該先前輸入之Fres及Fs之値,敲擊按鈕7 3 4 d 係尋找N之最佳値。假如Fs/Fres係爲一個整數,則該軟 體僅指定N = Fs/Fres。假如Fs/Fres係非爲一個整數,則 該軟體係根據檢查盒7 3 2之該狀態,而以兩種方式之一 運作。假如該檢查盒7 3 2係被檢查,則該軟體於計算N 之最佳値時係保持Fres爲常數。假如該檢查盒7 3 2係不 被檢查,則該軟體於計算N之最佳値時係保持Fs爲常數。 於上述任一個情況下,該軟體係選擇造成未被指示Fs或 Fres保持常數之的時序特徵中之最小改變之N之値。根據 FreszFj/M之限制,按鈕7 3 4 f,g及h係分別類似於按 鈕 7 3 4 c,d 及 e。 該設備形式7 0 0亦包含一個計算按鈕7 4 2。敲擊 該計算按鈕係指示〇該軟體根據先前輸入之Fs& Fi之値, 而計算Fres,Μ及N。給定方程式Fs/Fi二N/M,該軟體 首先企圖藉由約分分數Fs/Fi成爲最簡形式而計算N及Μ 。該軟體指定該被約分之分數的分子成爲Ν,且該分母成 17 200303458 爲Μ。然後,係被計算Fres爲Fs *N。假如N係比允許之 値爲大(亦即,該輸入之値係需要該設備取樣太多的樣本 ),則該軟體持續地以小的增量Fi移位,以搜尋使Μ及N 放置於該可允許之範圍之內之該最小的Μ及Ν整數値。該 最終之該輸入的Fi及真實的 Fi之間之不匹配一般而言係相 當小。 藉由敲擊在該設備形式上之該箭頭按鈕7 3 4 a,該圖 形使用者介面係轉移該Fs之値成爲該aN時脈域7 1 0。 該使用者能夠藉由敲擊該取消按鈕7 4 6或者該返回按鈕 7 4 4而關閉該設備形式。敲擊該取消按鈕7 4 6係放棄 該設備形式且將控制交回該時脈管理器形式3 0 0。敲擊 該返回按鈕7 4 4係儲存該設備形式7 0 0之狀態且關閉 該形式。其係傳送該aN時脈域7 1 0之內容至該時脈管理 器形式3 0 0之該類比時脈域3 4 4,以用於該被選擇出 之時脈,亦即該時脈A。-A3,該使用者係起始敲擊該時脈 指定按鈕3 5 6以用於該時脈AQ—A3。 如上文所示,設備結構係固有地受制於Fs/N=Fi/M之限 制。吾人係能夠重寫該方程式成爲Fs/Fi二N/M之形式, 其中’變淸楚的係爲,該分數M/N係必須被約分成爲最 簡化之項,以防止該設備產生或者取得冗餘的資料。爲了 避免冗餘的資料,該設備形式7 0 0係包含一個“ N及Μ ”之狀態指示器7 3 8。當Μ/Ν係爲最簡項時(亦即,μ 及Ν係互爲質數時),該指示器係變爲綠色的;否則,該 指示器係變爲紅色的。 18 200303458 該設備形式7 0 0亦包含一個有效的指示器7 3 6及 一個診斷域7 4 0。設備之能力係限制時序特徵能夠被建 構之彈性。舉例而言,一個任意波形產生器係被設計成僅 於一有限範圍之取樣速率下操作,且設計成僅於一有限之 頻率下接收輸入訊號。該軟體係包含一個設備資料庫,以 確保該用於每一個設備之輸入時序特徵係與該設備之能力 相符。該設備資料庫係儲存每一個可以使用該設備形式7 〇 〇建構之設備之程式規劃限制。爲了回應該使用者於任 何時序域(例如域7 1 6 - 7 2 4 )輸入資料,該軟體係 執行一個確認例行程序。該確認例行程序係比較該輸入之 時序特徵及儲存於該設備資料庫中之該程式規劃限制。假 如該輸入之時序特徵係違反任何該設備之程式規劃限制, 則有效的指示器7 3 6係變爲紅色的,且一個診斷訊號係 顯示於該診斷域7 4 0中。一般而言,該診斷訊息係識別 該違反之時序特徵,且指定於該時序特徵能夠被程式規劃 之範圍上之一個可允許的範圍(見第8圖)。有時候,一 個設備結構係無效的,因爲某些時序特徵之組合係不相容 的。於這些情況下,較佳的情況爲,該診斷訊息係包含用 於修改該時序特徵之建議。假如該輸入之時序特徵係不違 反儲存於該設備資料庫中之該些程式規劃限制之任一個, 則該有效的指不器7 3 6係變成綠色的且該診斷域7 4 0 係被淸除。 如上文所述,相干一般而言係需要於一個測試器中之 不同的時脈之間作協調。考慮一個測試器於一個特定的頻 19 200303458 率下測量一個放大器之增益之情況。一個任意波形產生器 係施加一個具有Fi頻率之激勵至該放大器之該輸入端,且 一個數位化器係捕捉由該放大器之該輸出端而來之一個被 放大之回應。因爲該放大器之輸出頻率係亦爲Fi,所以該 數位化器係必須於包含Fi之週期之一個整數之取樣視窗內 取樣該受測元件之回應。因此,於此情況下,該數位化器 之該Fi係必須等於該任意波形產生器之F1,以確保相干。 該設備形式7 0 0係藉由允許該使用者建構一個設備 之時序特徵爲另一個設備之時序特徵之函數,而簡化確認 相干之工作。於該設備形式上之敲擊按鈕326,328 及3 3 0係導致該形式顯示用於分別建構Fs,FT及Fres之 時序相關之額外域。 第9圖係顯示於該使用者已經敲擊該按鈕7 2 8以用 於Fi之相關性之後之該設備形式700。如示於第9圖, 該設備形式係顯示一個計算器區域9 0 0,其係先前隱藏 的。該計算器區域9 0 0係包含一個分子域9 1 0及一個 分母域9 1 2。其亦係包含一個類比分支區域9 1 4,一 個來源區域9 1 6及一個取得値按鈕9 1 8。該使用者藉 由輸入於域9 1 0及9 1 2中之一個分子及一個分母,選 擇由該類比分支區域9 1 4而來之一個時脈,及選擇由該 來源區域9 1 6而來之用於該被選擇出之時脈的時序特徵 之一 ’而指定用於F,之一個時脈之相關。區域9 1 4及9 16係包含允許只有一個項目由每一個區域被選擇出之射 頻按鈕。顯示於第9圖之該範例中之該些設定係對應於等 20 200303458 於指定用於類比時脈等等之指定的Fs頻率之3/2的一個 Fi頻率。如示於該計算器區域9 0 0中,對於所示之該時 序特徵而言,Fi係能夠根據於該系統中之其他時脈之任一 個而被建構。一旦該使用者已經設定該些域9 1 0,9 1 2,9 1 4及9 1 6,該使用者能夠敲擊該取得値按鈕9 1 8。敲撃該按鈕係根據該輸入之設定而計算用於Fi之一 個値,且將該計算出之値送回該?^或7 2 2。 該計算器區域9 0 0之該內容係實質上相同,而不論 該些按鈕3 2 6,3 2 8或者3 3 0之哪一個係已經被敲 擊,例外係爲該計算器區域之名稱係根據該按壓之按鈕而 被改變。當按鈕7 2 6係被敲擊時,該名稱係讀成“Fs相 關”,當按鈕7 2 8係被敲擊時,該名稱係讀成“Fi相關 ”,當按鈕7 3 0係被敲擊時,該名稱係讀成“Fres相關 ” 〇 第1 0及1 1圖係顯示根據本發明之用於建構用於可 變的光學參考時脈模式(第1 0圖)及固定的光學參考時 脈模式(第1 1圖)之一個測試器之時脈系統的演算法之 範例。較佳的情況爲,該些演算法係由該軟體2 1 6所執 行,該軟體2 1 6係操作成回應由該圖形使用者介面2 1 4而來之使用者輸入及命令。較佳的情況爲,該軟體2 1 6係每當該使用者於該時脈管理器形式3 0 0中輸入期望 之頻率且已經敲擊該尋找除法器按鈕3 5 2或者該光學參 考時脈固定尋找按鈕3 5 4時,執行該些演算法之一。簡 略參照第1圖,吾人首先認知該時脈系統1 0 0之該些元 21 200303458 件之數學關係係如下: C0*D=光學參考時脈; (1 ) AL*DAL*DMCL=光學參考時脈;L=0,l,2 及 3 ;且(2 ) 100MHz*K=光學參考時脈 (3 ) 爲了使用頻率除法器(例如計數器)而實現該期望之 頻率,吾人係搜尋K及下列除法器之每一個係爲一個整數 之解決方案之組:D,0八1及DMG ; L=0,l,2及3。 首先參照第1 0圖,用於可變的光學參考時脈模式之 該演算法係首先尋找以決定該期望之頻率及該主時脈之該 頻率之最小公倍數(Least Common Multiple, LCM),亦即 A〇—A3,C0及1 0 0 MHz之最小公倍數(步驟1 〇 1 〇 ) 。假如該使用者已經輸入較少之期望頻率於該時脈管理器 形式之該些域之中,則步驟1 0 1 〇係忽略該些空白域, 且僅尋找該使用者已經輸入期望之頻率之該些域的最小公 倍數。該結果之最小公倍數係爲每一個期望之頻率及該主 時脈能夠被整除之該最小的數字。可以以此方式整除係意 謂計數器或者其他以整數爲基礎之除法器係能夠被使用 於由光學參考時脈產生每一個期望之頻率。其亦意謂K能 夠被實現爲一個整數,以由該主時脈產生該光學參考時脈 〇 重要的是,該最小公倍數係爲該期望之頻率及該主時 脈之該“最小”公倍數,而非其他之公倍數。實施該“最 小”公倍數係最大化該演算法能夠於該時脈系統中之不同 層(亦即,第一除法器1 2 4及第二除法器1 2 8 )之間 22 200303458 之相除的彈性。此係爲重要的,因爲於該Catalyst測試系 統中之該類比主時脈(AMCVAMC3)係具有一個頻率上限 及一個頻率下限。因此,該第二除法器1 2 8 ( DAb)係必 須被選擇成使得該期望之頻率FDEw乘上該第二除法器DA^ 係落於該類比主時脈之可允許的範圍之內。此外,假如該 最小公倍數係大於該最大可允許之光學參考時脈(2 2 9 ) ,則沒有能夠被設定成致能該時脈系統準確地產生期望之 頻率的解決方案。因此,尋找該“最小”公倍數係提供該 演算法最高之成功機率。 於步驟1 0 1 2處,該演算法係決定該DAb除法器1 2 8之値。此步驟係於兩個限制下操作。首先,每一個 E»Al*Fdes_l之乘積係必須落於該個另!1的類比主時脈之可允許 範圍之內。第二,較佳的情況爲,該DAb之値係應該儘可 能加上相當少(理想上爲無)之因子至該最小公倍數。此 係意謂:於最大的程度之下,該DA^除法器之因子應該爲 該最小公倍數之因子之一個子集合。如同之前之情況,最 小化因子係促進於建構該時脈系統之較大彈性,且改進獲 得成功之設定的機會。. 步驟1 0 1 2 a— 1 0 1 2 C係詳述步驟1 〇 1 2。對 於每一個類比時序路徑而言,該演算法係計算將八“(^置 於其之可允許範圍內之DAi的一個下限(LL)及一個上限 (UL )。因此, LL=AMCMin/Fdes-l ’ 且 ( 4 ) UL= AMCmax/Fdes.l ( 5 ) 23 200303458 爲了確保LL及UL於範圍之內,LL係捨入向上且UL 係捨去向下。然後,該演算法係檢查由LL至UL之每一個 整數,且決定其之因子。假如一個整數係被發現爲對於該 最小公倍數不增加新的因子,則該演算法係指定DA^爲該 整數之値,且停止搜尋。否則,該演算法係指定DAl^爲對 於該最小公倍數增加最少之額外因子之整數。此程序係對 於每一個類比時序路徑重複實施。 於步驟1 0 1 4處,該演算法係計算每一個AMCt爲 Fdes?DAl。該演算法亦計算一個更新之最小公倍數,稱爲 “成塊最小公倍數”,其係包含該原始的最小公倍數之所 有因子加上實現該DA1J余法器所需之任何額外的因子。 於步驟1 0 1 6處,該演算法係尋找另一個整數“p” ,使得P*成塊最小公倍數係落入該光學參考時脈之可允許 範圍,於此爲2 2 8 - 2 2 9。給定此項限制,p能夠爲光學 參考時脈MIN/成塊最小公倍數及光學參考時脈MAX/成塊 最小公倍數之間之任何整數。於此範圍內之P之該中間値 係被使用於後續之處理;然而,P之選擇係爲任意的,且落 於該指定之範圍內的任何値係能夠被使用。 一旦P係爲已知,該剩餘之時脈設定係落於位置之內 (步驟1 0 1 8 )。特別是, 光學參考時脈=p*成塊最小公倍數 (6 ) κ =光學參考時脈/1 0 0 MHz ( 7 ) D=光學參考時脈/C0 ;且 (8 ) DMCl=光學參考時脈/AMCl ( 9 ) 24 200303458 於步驟1 0 1 8結束處,該演算法係已經完成計算用 於可變的光學參考時脈模式之時脈結構。該演算法不是已 經準確地擊中該期望之頻率,即是該設定係因爲該成塊最 小公倍數係比最大可允許之光學參考時脈爲大而失敗。 於可變的光學參考時脈模式中,相干性群組係不需要 考慮,因爲改變該光學參考時脈之彈性係排除四捨五入之 需求。因爲頻率係不被四捨五入,所以不論相干是否需要 ,頻率比率係於所有時脈中被保留。 現請參照第1 1圖,該用於固定光學參考時脈模式之 步驟1 1 1 0 - 1 1 1 4係與第1 0圖之該些步驟1 0 1 0 - 1 0 1 4相當有關。於步驟1 1 1 0處,該演算法係 如同上文尋找該期望之頻率及該主時脈之頻率的最小公倍 數,亦即,A。-A3,C0及1 0 0 MHz之最小公倍數。然而 ,於步驟1 1 1 1中,該演算法係尋找該期望之頻率及該 光學參考時脈之一個較大的最小公倍數“大的最小公倍數 ”,亦即,A。—A3,C0及5 0,0 0 0 THz之最小公倍數 。然後,該大的最小公倍數係被使用於步驟1 1 1 2中, 其中,該第二除法器係被選擇成於已經包含於大的最小公 倍數中之因子之上最小化新的因子。大的最小公倍數之該 些因子係相關的,不使用該些最小公倍數,以當可能時, 允許該演算法尋找準確地產生該期望之頻率之除法器値( 亦即不作四捨五入,見下文)。應注意的是,大的最小公 倍數係僅使用於最小化於步驟1 〇 1 2中之新的因子。假 如有新的因子且一旦該新的因子係被決定,該演算法係計 25 200303458 算成塊最小公倍數爲最小公倍數及實現該第二除法器所需 之額外的因子之乘積。 於步驟1 1 1 4中,該演算法係使用於步驟1 1 1 2 中決定之該第二除法器而計算該些類比主時脈。於步驟所 實施之行動係實質上與第1 0圖中之步驟1 0 1 2所實施 之步驟相同。 現在進行至步驟1 1 1 6,該演算法係計算一個値n= 光學參考時脈FIX/成塊最小公倍數,其中,光學參考時脈 FIX係標稱爲50,000THz。因爲η係不必然爲一個整數,所以 較佳的情況爲,該演算法係將η四捨五入成爲最接近之整 數η〆以確保該時脈系統係能夠以計數器或者其他以整數 爲基礎之除法器建構.。於步驟1 1 1 8中,該演算法係計 算該數位主時脈除法器(DMC) 12 4a-d及該D除法器1 1 8如下: DMCL= nr*成塊最小公倍數/AMCL ;且L=0,l,2及;3 (10) D= nr *成塊最小{咅數/C 0 (11) 假如η起始係不爲一個整數,則四捨五入η以產生nr 係產生一個四捨五入誤差,η,/η,其係影響該些類比主時 脈及該期望之頻率。於步驟1 1 2 0中,該演算法於計算 該真實之頻率時係考慮到該四捨五入誤差,其係如下: AMCL=光學參考時脈 fixed/DMCl ; L=0,l,2 及 3 ( 1 2 )
Fdes-l二AMCL/DAL ; L=0,l,2 及 3 ;且 (13) C 0 =光學參考時脈fixed/D (14) 於步驟1 1 2 0結束時,該演算法係已經結束計算固 26 200303458 定的光學參考時脈模式之時脈結構資料。 應注意的是,該期望之頻率及C0之每一個係由其原 始指定之値歪斜一個因子心/η (假設nr#n)。因爲該因 子係於該時脈系統產生之所有頻率中出現,所以於不同頻 率之間之比率係被維持。因此,雖然具有準確的目標頻率 係不能夠總是被達成之事實,然而相干性係被確保。 由此技術所產生之頻率誤差係相當小。於最小化在成 塊最小公倍數中之因子之數量之加強一般而言係確保η係 爲一個大的數字。因此,該因子l/n —般而言係選擇成1 ,以確保該真實的頻率係非常接近其起始之指定値。因爲 成塊最小公倍數係被最小化,所以該演算法係最小化頻率 之誤差成爲該時脈系統能夠達成之理論的最低値,且同時 仍然確保相干性。這些頻率誤差通常係比於測試系統中常 找到之其他時序誤差爲小,其係相當小,所以事實上其係 一般能夠被忽略。 對於固定的光學參考時脈模式而言,相干群組係爲重 要的,因爲四捨五入誤差係使頻率値失真。對於固定的光 學參考時脈模式而言,該演算法僅處理不同的相干群組如 同其係屬於不同的時脈系統一樣。不同的群組係因而允許 具有不同的成塊最小公倍數及不同的η之値。對於某些群 組四捨五入η係可能爲必須的,而對於其他群組係並非如 此。因此,某些群組可以具有頻率誤差,而其他群組係不 可以具有頻率誤差。 上述之敘述係假設該些多工器1 2 6 a— 1 2 6 d之每 27 200303458 一個係將其之個別的時序路徑之該類比主時脈傳送至其之 輸出端,亦即,多工器1 2 6 a係傳送AMC。,多工器1 2 6 b係傳送AMG等等。然而,如上文所示,用於建構時脈 之該系統係不限於此配置。於該較佳實施例中,該演算法 係根據真實的連結而藉由計算除法器之値而考慮到切換。 於此所述之該系統係大幅地簡化建構於一個測試系統 中之複數個時脈之工作。其係自動地根據使用者特定之頻 率而產生時脈結構資料,且藉由檢查輸入相對於時脈系統 及設備之能力而導引使用者指定有效的結構。該系統亦可 擴展的。該系統能夠透過對於該設備形式7 0 0及設備資 料庫之更新而容納新的設備。此外,該演算法係能夠容易 地處理額外的時脈,因爲執行該演算法所需之時間係與該 些時脈之數量呈線性比例化。 替代方式 上文係已經敘述一個實施例,許多替代的實施例或者 變化係能夠被完成。舉例而言,該時脈管理器程式係已經 於此被欽述爲關於Catalyst測§式系統。本發明係不限於使 用該測試系統。本發明係能夠與具有一個參考時脈以及使 用頻率除法器及/或乘法器而由該參考時脈推導出之任何 數量之時脈的任何測試系統一起使用。 上述之該實施例係包含兩層頻率除法器,亦即,一個 包含除法器1 2 8之一個第一層及包含除法器1 2 4之一 個第二層。然而,由上文係明顯可知,該演算法係可比例 化而與具有大於兩層除法器之時脈系統一起使用。特別是 28 200303458 ,該演算法係能夠藉由對於每一個連續之層重複步驟1〇 1 2及1 0 1 4而被比例化。用於除法器之每一層的値係 被選擇成符合頻率範圍條件,且增加儘可能少之因子至最 小公倍數。 上述之敘述係採用數學表示法以傳達該演算法之意思 溝通。然而,該演算法係不受限於這些特定的表示法。如 同熟習該項技術者所知,數學係以廣大的變化形式提供表 示量化觀念之極大的彈性。因此,本發明係被認知爲包含 使用廣大的變化之實質上相等之數學形式而達成實質上相 同結果之演算法。 如於此所述,用於建構時脈之該系統係被實施爲一個 執行於一個個人電腦相容之電腦上之Visual Basic®程式。然 而,本發明係不受限於此種方式之實施。如同熟習該項技 術者所知,許多不同的軟體及硬體環保係能夠被使用於實 施根據本發明之系統。 用於建構時脈之該系統本身係不需要設置成爲一個單 一電腦程式。其係能夠以無數個方式建構,諸如以不同的 軟體模組,軟體庫或者與另一個電腦程式通訊之電腦程式 。此外,用於與該系統通訊之該介面係不必要爲一個圖形 使用者介面。反而是,其係能夠爲一個用於與其他軟體構 件通訊之軟體介面。 除了產生結構資料,用於建構時脈之該系統係能夠被 使用於直接程式化一個測試器之時脈系統。舉例而言,該 時脈管理器之該圖形使用者介面係能夠包含一個額外的控 29 200303458 制,當該控制被致動時,係能夠導致該軟體根據該時脈結 構資料而設定該測試器。因此,該時脈係能夠於一個“活 動的”模式下執行,以檢查或者發現及處理特定之測試場 合。於又另一個替代實施例中,該圖形使用者介面係能夠 包含一個用於產生測試程式碼之控制。當該控制被致動時 ,該控制係導致該軟體產生用於包含於一測試程式中之測 試程式碼。該測試程式碼係能夠於該測試器之本地語言之 中,或者於隨後被轉換成爲測試器特定之碼的通用測試語 言之中。其後,當該測試程式係被執行時,該程式碼將根 據該時脈結構資料而建構該測試器,以建立該期望之結構 〇 上述之替代方式及變化以及其他之每一個係已經被該 些發明人所計畫出來,且係意欲落於本發明之範疇之內。 因此,應瞭解的是,上述之敘述係爲示範性的,且本發明 應僅由後附申請專利範圍之精神及範疇所限制。 圖式簡單說明 由考量實施方式及圖式之下,本發明之額外的目的, 優點及新穎的特色將變成明白的,其中: 第1圖係爲用於建構該些時脈可以被使用之該時脈系 統之一個簡化之方塊圖; 第2圖係爲顯示一個使用者能夠採用該系統以建構時 脈之一個測試器環境之簡化的時脈方塊圖; 第3圖係爲該時脈管理器形式之圖式,其係形成用於 建構時脈之該系統的圖形使用者介面之一部分; 30 200303458 第4圖係爲第3圖之該時脈管理器形式於該系統係於 可變之光學參考時脈模式下操作之後之一個圖式; 第5圖係爲第3圖之該時脈管理器形式於該系統係於 固定之光學參考時脈模式下操作之後之一個圖式; 第6圖係爲相干群組形式之一個圖式’其係能夠透過 於該時脈管理形式上之一個控制而被存取; 第7圖係爲該設備形式之一個圖式’其係能夠透過於 該時脈管理形式上之一個或多個控制而被存取; 第8圖係爲第7圖之該設備形式之一個圖式,其係顯 示由在第7圖中所選擇之一個而來之一個不同的設備之選 擇; 第9圖係爲第7圖之該設備之一個圖式,其係顯示用 於計算頻率相關之一個計算器部分; 第1 0圖係爲一個顯示一個用於使用可變之光學參考 時脈模式而決定一個時脈系統之除法器之演算法的流程圖 :及 第1 1圖係爲一個顯示一個用於使用固定之光學參考 時脈模式而決定一個時脈系統之除法器之演算法的流程圖 0 〔元件符號說明〕 10 0 時脈系統 110 晶體振盪器 112 鎖相迴路 114 乘法器 31 200303458 116 數位時脈系統 118 第一頻率除法器 120 第二頻率除法器 122 類比時脈系統 124 第一頻率除法器 1 2 6 a-d 多工器 1 2 8 第二頻率除法器 210 使用者 212 工作站或者其他電腦 213 電腦程式 214 圖形使用者介面 2 16 軟體 218 測試程式 220 測試器 222 時脈系統 224 數位輸入/輸出 226 類比設備 228 受測元件 300 時脈管理器 3 10 1 0 0 MHz 參考 312 乘法器 314 光學參考時脈 316 數位部分 318 類比部分 32 200303458 3 2 0 域 3 2 2 域 3 2 4 域 3 2 6 域 328 第一除法器 3 3 0 域 332 第二除法器 3 3 4 域 336 射頻按鈕 338 檢查盒 350 群組按鈕 352 尋找除法器按鈕 354 光學參考時脈固定尋找按鈕 600 相干群組形式 610 射頻按鈕 700 設備形式 7 10 aN之時脈域 712 時脈之數量 714 設備域 716,718,720 及 722 域 7 2 4 域 7 2 8 按鈕 732 檢查盒 7 3 4 a-h箭頭按鈕 33 200303458 7 3 8 狀態指示器 7 3 6 有效的指示器 7 4 0 診斷域 7 4 2 計算按鈕 7 4 4 返回按鈕 7 4 6 取消按鈕 9 0 0 計算器區域 9 1 0 分子域 9 1 2 分母域 9 1 4 類比分支區域 9 1 6 來源區域 9 1 8 取得値按鈕 34