TWI396850B - 用以使用電磁耦合器對高速匯流排作類比驗證的方法及裝置 - Google Patents

Description

用以使用電磁耦合器對高速匯流排作類比驗證的方法及裝置 發明領域

本發明之實施例係有關於電磁探測，且較特別地係有關於使用電磁耦合器對高速匯流排作類比驗證的一種方法及裝置。

發明背景

對輸入/輸出(I/O)匯流排的探測已使用各種直連式方法來完成。示範的方法可包括連接到一示波器或一邏輯分析儀的電阻式探針技術。然而，隨著匯流排速度達到較高的資料率，對於一待測鏈結(LUT)，傳統的直連式探測可能會導致信號完整性問題。

發明概要

依據本發明之一實施例，係特地提出一種裝置，其包含一電子元件，該電子元件用以自一電磁耦合器接收取樣的電磁信號，放大並恢復一微分形式輸出信號，以及以一單一轉移函數將恢復的取樣電磁信號提供給一示波器。

圖式簡單說明

結合附圖閱讀時，本發明之實施例從以下對配置、示範實施例及申請專利範圍的詳細描述中將變得容易明白。雖然上面與下面所寫及所說明之揭露內容集中於揭露本發明的配置及示範實施例，但應該清楚瞭解的是這僅以說明及舉例的方式進行，本發明的實施例未被限制於此。

以下表示對該等附圖的簡要描述，其中相似的參考符號表示相似的元件且其中：第1圖是根據本發明之一示範實施例，用以使用電磁耦合器對高速匯流排作類比驗證的一種示範系統的一方塊圖；第2圖是根據本發明之一示範實施例，用以使用電磁耦合器對高速匯流排作類比驗證的一種示範電子元件解決方案的一方塊圖；以及第3圖是根據本發明之一示範實施例，適於使用電磁耦合器來實施對高速匯流排的類比驗證的一種示範電子設備的一方塊圖。

較佳實施例之詳細說明

在接下來的詳細描述中，示範的大小/模型/值/範圍可以參考本發明的實施例被給出。其他實施例也可以被使用。在特定細節被提及以便描述本發明的示範實施例之處，該領域中具有通常知識者應該明白本發明可以在沒有這些特定細節的情況下被實施。

在下面的討論中，專有名詞耦合器探針及耦合器可被使用。這些專有名詞打算是可交換的。此外，各種裝置可以被稱為第一、第二及/或第三裝置。使用第一、第二及/或第三這些措辭僅僅是一標籤，而是不打算相對於其他裝置識別一裝置的一特定位置。

本發明的實施例可以提供一電子元件給一直連式電磁(EM)耦合器探針(或耦合器)。一EM耦合器探針(諸如一直連式EM耦合器探針)使用由一待測鏈結(LUT)上的信號耦合而得的串音對該LUT取樣。該等取樣信號被用以恢復呈現在該LUT上的類比信號。在一實施例中，這使用一電子接收器元件(其後也稱為電子元件)來完成。該耦合器探針輸出該LUT信號的微分形式信號。該LUT輸出信號藉由對該信號進行積分來恢復。一積分函數是一微分函數的逆過程，所以一基頻信號得到恢復，儘管是呈一縮放形式。在一實施例中，放大及一單一轉移函數被包括以提供該LUT信號的一近似形式。本發明的實施例可以提供探測以使用一分析裝置來進行發信驗證或邏輯除錯。

第1圖是根據本發明之一示範實施例，用以使用電磁耦合器對高速匯流排作類比驗證的一種示範系統的一方塊圖。其他實施例及組態也可以被使用。第1圖顯示由一LUT 106耦接的一發送裝置102及一接收裝置104。該專有名詞LUT指的是該發送裝置102與該接收裝置104之間的至少一信號連接體。儘管該專有名詞LUT在之後被使用，但是該發送裝置102與該接收裝置104可以由一匯流排、一互連體、信號線、印刷電路板(pcb)走線(trace)、軟排線、微型同軸電纜(micro-coax)，及/或其他電子連接裝置耦接。

該發送裝置102可以包括一資料產生裝置以產生，例如要在該LUT 106上被發送到該接收裝置104的一資料型樣。資料波形可以是差分DC編碼資料或該資料波形可以是差分非DC編碼資料。該發送裝置102可被提供在一晶片上而該接收裝置104可被提供在另一晶片上，藉此至少該LUT 106連接在該兩個晶片之間使一資料波形在該兩個晶片之間被發送。該資料波形可以在(包括該兩個晶片中的至少一個的)一產品之驗證處理期間、在(包括該兩個晶片中的至少一個的)一產品之除錯期間以及/或者在(包括該兩個晶片中的至少一個的)該產品之實際使用期間被發送及/或驗證。

第1圖所示之系統100可以包括耦接到該LUT 106的一EM耦合器108及耦接到該EM耦合器108的一電子元件110。這些可以使用微型同軸電纜、印刷電路板(pcb)走線、軟排線，及/或其他電子連接裝置來連接。該EM耦合器108可以提供取樣電磁信號。該電子元件110可以根據在該LUT 106上發送的該資料(或資料型樣)自該EM耦合器108接收該等取樣電磁信號。該電子元件110可以提供已恢復的取樣電磁信號。

例如，該EM耦合器108可以包括被提供給該LUT 106的每一差分走線對的兩平行信號線。該EM耦合器108可以耦合到該LUT 106，如直接耦合。此外，透過具有電感及電容耦合，該EM耦合器108可以交流(AC)耦合到該LUT 106。例如，該耦合器探針觸探強度-耦合信號比該LUT信號的一量值-可以被設定在0.1<Kc<0.2之間，其中Kc被定義為一耦合係數(即耦合器輸出電壓與到該耦合器探針的一輸入處的該LUT電壓之比)以移除LUT信號大約1%到4%的功率。該EM耦合器108的其他範例也在本發明的範圍內。

系統100的該電子元件110可以執行信號處理以獲得恢復的電磁信號，該等恢復的電磁信號可被用以驗證在該LUT 106上被發送的該等基頻信號或者使其無效。該LUT 106上的該等信號可以是，例如二進制非歸零(BNRZ)資料、8B10B資料或64B66B資料。其他類型的資料也可以被使用。

換言之，該電子元件110可以提供恢復的電磁信號。該電子元件110的輸入及輸出可以是差分式的。該電子元件110的輸出信號可以被提供給分析裝置112以驗證在該LUT 106上被發送的基頻信號或者使其無效。分析裝置可以是一示波器，或其他用以分析該恢復資料的裝置。因此，該電子元件110對該等接收的電磁信號執行信號處理以允許與該等恢復的取樣信號相對應的類比信號被驗證。

在一實施例中，為了提供沿著LUT 106發送的信號的一近似形式，電子元件110可以放大來自EM耦合器108的輸出並對其積分以及以一單一轉移函數提供該等恢復的信號給分析裝置112。在一實施例中，電子元件110具有一充分的頻寬來傳輸該等基頻信號。

分析裝置112可以包括數位信號處理能力114。在一實施例中，分析裝置112能夠量測與監測進入的EM恢復信 號，還濾除由電子元件110引起的任何RMS顫動。在一實施例中，此中被描述為由電子元件110執行的函數可以全部或部分地經由數位信號處理能力114的一組態來實現。換言之，數位信號處理能力114可以被規劃為使用一積分器式轉移函數以及使用等化技術來轉換EM耦合器108的該輸出。

第2圖是根據本發明之一示範實施例，用以使用電磁耦合器對高速匯流排作類比驗證的一種示範電子元件解決方案的一方塊圖。電子元件110可以包括輸入202、輸入端204、積分器206、偏移控制208、主動回授增益210、下垂控制212、等化器214、輸出驅動器216及輸出218，如圖所示。輸入202表示該等取樣信號從EM耦合器108到輸入端204的一傳輸，其可提供阻抗匹配。

在此範例中，積分器206可被視為該電子元件110的第一級，主動回授增益210可以被視為該電子元件110的第二級而等化器214可以被視為該電子元件110的第三級。其他級與其他級的元件也可以被使用。

EM耦合器108可以使用一高通濾波器式函數來耦合來自LUT 106的資訊(即電磁信號)。換言之，EM耦合器108可以具有一高通濾波器回應。積分器206可以對接收自EM耦合器108的該等資料信號執行一逆轉換。積分器206將總轉移函數轉換成一帶通濾波器，該帶通濾波器寬到足以匹配LUT 106上的該資料的一頻率內容。積分器206可被設計或被調整以提供一特定濾波器函數。例如，積分器206的單一增益頻率可以等於LUT 106的資料率的頻率內容。因此，積分器206可以提供一濾波器函數以轉換該等接收的取樣電磁信號。

主動回授增益210提供一可調整信號增益。在一實施例中，主動回授增益210使電子元件110能夠補償總電壓增益，藉此可以在分析裝置112處獲得一單一增益轉移函數。

偏移控制208及下垂控制212的回授迴路可分別執行偏移及下垂校正。在一實施例中，偏移控制208及下垂控制212可以用一測試型樣提供原地校準，藉此該轉移函數被訓練且調整為一已知型樣。在另一實施例中，該EM耦合器108可以被放置在該分析裝置112上的一校準點上，在此一校準源產生器在該EM耦合器108被重新安裝在該LUT 106之前提供一訓練型樣。

等化器214可以增強高頻內容以補償該LUT 106上的任一線損失。輸出驅動器216可以沿著輸出218將該等已恢復的電磁信號輸出到分析裝置112，該輸出218可以是一高性能同軸電纜。在一實施例中，輸出驅動器216可以包括預先使該等輸出信號失真的能力。

如前所述，電子元件110全部或其一部分可以以分析裝置112之數位信號處理能力114的一組態來實現。在一實施例中，電子元件110包含具有一小增益的一高速放大器，且剩餘的信號轉換由數位信號處理能力114來執行。

第3圖是根據本發明之一示範實施例，適於使用電磁耦合器來實施對高速匯流排的類比驗證的一種示範電子設備的一方塊圖。電子設備300旨在表示各種傳統及非傳統的電子設備、膝上型電腦、手機、無線通訊用戶單元、個人數位助理，或者會從本發明之教示中獲益的任一電器中的任一個。根據該說明之示範實施例，電子設備300可包括如第3圖中所示的那樣耦接的處理器302、記憶體控制器304、系統記憶體306、輸入/輸出控制器308、網路控制器310，及輸入/輸出裝置312中的一或多個。電子設備300可以在可從本發明之教示中獲益的元件之間包括高速連接體。在一實施例中，一EM耦合器(如EM耦合器108)及一EM接收器(如電子元件110)可被併入一元件(如系統記憶體306的一模組中)中或在電子設備300的各元件之間。

處理器302可以表示各種控制邏輯中的任一個，包括(但不限於)微處理器、可程式化邏輯裝置(PLD)、可程式化邏輯陣列(PLA)、特定應用積體電路(ASIC)、微控制器及類似物中的一或多個，儘管本發明在這一方面並未受限制。在一實施例中，處理器302是Intel相容處理器。處理器302可以具有一指令組，該指令組含有可以被例如一應用程式或作業系統調用的多數個機器指令。

記憶體控制器304可以表示將系統記憶體306與電子設備300的該等其他元件介面連接的任一類型的晶片組或控 制邏輯。在一實施例中，處理器302與記憶體控制器304之間的連接體可以是一高速/高頻串列鏈結。在另一實施例中，記憶體控制器304可以被併入處理器302中且高速鏈結可以直接將處理器302與系統記憶體306連接。

系統記憶體306可以表示任一類型的記憶體裝置，該等記憶體裝置被用以儲存可能已經或即將被處理器302使用的資料與指令。通常，儘管本發明在這一方面未被限制，但是系統記憶體306將由動態隨機存取記憶體(DRAM)組成。在另一實施例中，系統記憶體306可以由雙資料率同步DRAM(DDRSDRAM)組成。

輸入/輸出(I/O)控制器308可以表示將I/O裝置312與電子設備300之該等其他元件介面連接的任一類型的晶片組或控制邏輯。在一實施例中，I/O控制器308可被稱為南橋。在另一實施例中，I/O控制器308可以遵守PCI特別興趣小組於2003年4月15日發表的Peripheral Component Interconnect (PCI)ExpressTM(周邊元件快速互連)基本規格的版本1.0a。

網路控制器310可以表示允許電子設備300與其他電子設備或裝置進行通訊的任一類型裝置。在一實施例中，網路控制器310可以遵守一個(美國)電機電子工程師學會(IEEE)802.11b標準(於1999年9月16日獲得認可，是對1999年版本的ANSI/IEEE Std 802.11的一個補充)。在另一實施例中，網路控制器310可以是一乙太網路介面卡。

輸入/輸出(I/O)裝置312可以表示提供輸入到電子設備300或處理來自電子設備300的輸出的任一類型的裝置、周邊設備或元件。

本發明的實施例可以獲得一低雜訊性能，因為上面所討論的該等積分器裝置可以具有一相當低的頻寬來過濾輸入熱雜訊。另外，在一放大器鏈路前端的該積分器裝置的高DC增益可以超越任意輸入雜訊。藉由將該積分器裝置的單位增益調整到一較高頻率，雜訊性能可以被進一步。

儘管本發明的實施例已被參考其多個說明性實施例來進行描述，但應該理解的是將落在本發明之原理的精神與範圍內的多個其他修改與實施例可以被該領域中具有通常知識者想到。更特別地是，在該前述揭露之範圍、該等附圖與附屬的申請專利範圍內，合理的變化與修改在該標的組合配置的該等元件部分及/或配置中是可能的，而不背離本發明之精神。除了該等元件部分及/或配置中的變化與修改以外，可供選擇的用途對於該領域中具有通常知識者而言也將是顯而易見的。

100．．．系統

102．．．發送裝置

104．．．接收裝置

106．．．待測鏈結

108．．．電磁耦合器

110．．．電子元件

112．．．分析裝置

114．．．數位信號處理能力

202．．．輸入

204．．．輸入端

206．．．積分器

208．．．偏移控制

第1圖是根據本發明之一示範實施例，用以使用電磁耦合器對高速匯流排作類比驗證的一種示範系統的一方塊圖；

第2圖是根據本發明之一示範實施例，用以使用電磁耦合器對高速匯流排作類比驗證的一種示範電子元件解決方案的一方塊圖；以及

第3圖是根據本發明之一示範實施例，適於使用電磁耦合器來實施對高速匯流排的類比驗證的一種示範電子設備的一方塊圖。

100．．．系統

102．．．發送裝置

104．．．接收裝置

106．．．待測鏈結

108．．．電磁耦合器

110．．．電子元件

112．．．分析裝置

114．．．數位信號處理能力

Claims (20)

1. 一種用於信號處理的裝置，其包含：一電子元件，該電子元件係用於自耦接至一待測鏈結的一直連式電磁耦合器探針交流電接收數個經取樣電磁信號、用於放大該等經取樣電磁信號並將經放大的該等經取樣電磁信號恢復成出現在該待測鏈結上的電磁信號、及用於藉一單一轉移函數而將所恢復的該等電磁信號提供給一示波器。
2. 如申請專利範圍第1項所述之裝置，其中該電子元件包含一自動增益控制器，用以藉一單一轉移函數而將所恢復的該等電磁信號提供給該示波器。
3. 如申請專利範圍第1項所述之裝置，其中該電子元件包含足以傳輸所恢復之該等電磁信號的充分頻寬。
4. 如申請專利範圍第1項所述之裝置，其中該電子元件包含具有一測試型樣的一原地校準，藉以將該轉移函數訓練和調整為一已知型樣。
5. 如申請專利範圍第1項所述之裝置，其中該電子元件包含一預失真器，用以使所恢復之該等電磁信號預先失真，並經由一高性能同軸電纜將所恢復之該等電磁信號發送到該示波器。
6. 如申請專利範圍第1項所述之裝置，其中該電子元件包含一記憶體模組。
7. 如申請專利範圍第1項所述之裝置，其中該電子元件包含該示波器的一數位信號處理能力之一組態。
8. 如申請專利範圍第7項所述之裝置，其中該電子元件包含在該示波器外部之數個離散元件與該示波器之一數位信號處理能力之一組態的一組合。
9. 一種用於信號處理的裝置，其包含：用於對一待測鏈結(LUT)上之電磁信號進行取樣的構件；用於放大並恢復所取樣之該等電磁信號的構件；及用於藉一單一轉移函數而將所恢復之該等電磁信號發送給一示波器的構件。
10. 如申請專利範圍第9項所述之裝置，其進一步包含：用於藉一已知型樣來對用於放大、恢復及發送之該等構件進行校準的構件。
11. 如申請專利範圍第9項所述之裝置，其進一步包含：用於驗證該LUT上之該等電磁信號的構件。
12. 如申請專利範圍第9項所述之裝置，其中用於恢復的該構件包含：用於對所取樣之該等電磁信號進行積分的構件。
13. 如申請專利範圍第9項所述之裝置，其中用於發送的該構件包含：用於自動控制信號增益的構件。
14. 如申請專利範圍第9項所述之裝置，其中用於發送的該構件包含：用於使所恢復之該等電磁信號預先失真的構件。
15. 一種用於信號處理的系統，其包含： 一直連式電磁耦合器探針交流電，其係耦合來接收和取樣基於一鏈路上之資料的數個電磁信號；一電子元件，其係用於自該直連式電磁耦合器探針交流電接收所取樣的該等電磁信號、及用於放大所取樣的該等電磁信號並將經放大的所取樣之該等電磁信號恢復成基於一鏈路上之資料的該等電磁信號，該電子元件包括一自動增益控制器，用以藉一單一轉移函數而將所恢復的該等電磁信號提供給一分析裝置；以及該分析裝置，用以接收所恢復之該等電磁信號，以允許與所恢復之該等電磁信號相對應的數個資料信號被驗證。
16. 如申請專利範圍第15項所述之系統，其中該電子元件進一步包含具有一測試型樣的一原地校準，藉以將該轉移函數訓練和調整為一已知型樣。
17. 如申請專利範圍第15項所述之系統，其中該電子元件進一步包含一預失真器，用以使所恢復之該等電磁信號預先失真。
18. 如申請專利範圍第15項所述之系統，其中該電子元件包含該分析裝置的一數位信號處理能力之一組態。
19. 如申請專利範圍第15項所述之系統，其中該電子元件包含在該分析裝置外部之數個離散元件與該分析裝置之一數位信號處理能力之一組態的一組合。
20. 如申請專利範圍第15項所述之系統，其中該分析裝置包含一濾波器，用以移除由該電子元件引起的顫動。