TWI442241B - Data Synchronization System and Method for Multi - measure Instrument - Google Patents

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TWI442241B TW100101032A TW100101032A TWI442241B TW I442241 B TWI442241 B TW I442241B TW 100101032 A TW100101032 A TW 100101032A TW 100101032 A TW100101032 A TW 100101032A TW I442241 B TWI442241 B TW I442241B
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Description

用於多部量測儀器之資料同步系統及方法
本發明係關於一種用於多部量測儀器之資料同步系統及方法，尤其是一種可將多部量測儀器取樣所產生不同資料波形長度，調整成一致長度之資料同步架構及方法。
目前習知的量測儀器有邏輯分析儀、示波器、混合式示波器等，就以一般的示波器來講，若是工程師需要同時觀測8bits的信號時，當使用2個Channel的示波器時，就必須分別量測4次，當待測的信號數目增加時，就要分越多次量測，既浪費時間又不易於分析結果；再者除了分析波形的變化外，還必須觀察其時序的變化。
因此，因應以上兩種情形時，工程師都會改用邏輯分析儀進行觀測，而一般的邏輯分析儀可讓使用者設定觸發條件，並以此觸發條件與待測物的信號做比對，待測物的信號與觸發條件一致時，該邏輯分析儀係會把觸發當時與觸發前後發生的事件擷取出來顯示於螢幕上，反之就不顯示於螢幕；因此該邏輯分析儀除了能馬上檢視數位波形外，更易於觀測時序，讓工程師不再需要紙筆紀錄與換算則是進行取得被測物的取樣訊號。
由上述可知，不同的量測儀器用途皆有差異，但是卻皆有相同的缺點，就是不同量測儀器的時脈來源皆具有少量誤差情形，一般來說，每百萬個時脈大約會產生1~50個的時脈誤差，視時脈元件的誤差規格不一，而有所差異，故當多部邏輯分析儀相互連接進行通道擴充時，隨著取樣時間越長，相對將會導致其最終產出的資料量會有極大的誤差，因此在傳統技術 下，並無法使多部量測儀器達到資料同步處理的作用。
因此，若能提供一種用於多部量測儀器之資料同步系統及方法，能夠將多部量測儀器取樣所產生不同資料波形長度，藉由軟體進行調整成一致長度之資料同步架構及同步方法，應為一最佳解決方案。
本發明之目的即在於提供一種用於多部量測儀器之資料同步系統及方法，係為了消除因時脈誤差產生多台量測儀器取樣資料量不一致，同時校正多部量測儀器無法達到資料同步之問題。
可達成上述發明目的之一種用於多部量測儀器之資料同步系統及方法，係用於使多部量測儀器能夠相互連接進行通道擴充，其中一部量測儀器係為主控式量測儀器，其他部量測儀器則為被動式量測儀器，而該主控式量測儀器係能夠輸出同步訊號至該被動式量測儀器內，使該被動式量測儀器能夠取樣該同步訊號做為資料同步的標記，並存放於記憶體中，另外再將所有儀器記憶體中之資料及標記傳輸至一處理平台，並透過該處理平台內建之軟體將該主控式量測儀器與該被動式量測儀器兩者標記間資料長度進行比較與計算其比例關係，另外再透過軟體將該被動式量測儀器之波形長度，調整與該主控式量測儀器一致的資料波形長度，以徹底解決因量測儀器本身時脈誤差，所造成取樣資料長度不一，無法多部量測儀器資料同步處理之問題。
更具體的說，所述量測儀器係能為邏輯分析儀、示波器或是混合式示波器等量測儀器，而該量測儀器係能夠不同屬性進行相互連接。
更具體的說，所述量測儀器係包含了一控制/取樣資料傳輸端、一時脈產生器、一同步訊號輸入/輸出單元、一觸發訊號輸入/輸出單元、一取樣開始訊號輸入/輸出單元、一取樣單元、一同步/觸發標記產生單元、一記憶體控制器及一記憶體裝置。
更具體的說，所述主控式量測儀器產生之同步訊號，能夠提供該被動式量測儀器進行資料同步，其週期為一特定週期方波訊號，且該方波訊號週期應大於該主控式量測儀器之取樣訊號週期的整數倍。
有關於本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。
請參閱圖一為本發明一種用於多部量測儀器之資料同步系統及方法之整體架構圖，於本實施例中，其架構包含主控式量測儀器21、被動式量測儀器22、集線器23、處理平台24、待測物訊號端25。主控式量測儀器21係具有一取樣開始訊號端、一同步訊號端、一觸發訊號端、一訊號輸入端及一USB埠(連接埠)，其中該同步訊號端係能夠產生一同步訊號，而該觸發訊號端係能夠產生一觸發訊號，另外該取樣開始訊號端係能夠產生一取樣開始訊號。於本實施例中，主控式量測儀器21及被動式量測儀器22係透過集線器23而與處理平台24相連接，但不限於一定要透過集線器23才能與處理平台24相連接，例如處理平台若為一具有三個USB連接埠之個人電腦，只要量測儀器是三台以內就可以直接連接到個人電腦即可，不需再透過集線器23。
被動式量測儀器22，與主控式量測儀器21相連接，另外被動式量測 儀器22具有一取樣開始訊號端、一同步訊號端、一觸發訊號端、一訊號輸入端及一USB埠(連接埠)；另外主控式量測儀器21之同步訊號端會傳輸同步訊號至被動式量測儀器22之同步訊號端，而主控式量測儀器21之觸發訊號端係會傳輸觸發訊號至該被動式量測儀器22之觸發訊號端，且主控式量測儀器21之取樣開始訊號端係會傳輸取樣開始訊號至該被動式量測儀器22之取樣開始訊號端；其中，主控式量測儀器21之同步訊號端輸出同步訊號至從被動式量測儀器22之同步訊號端接收，以使所有量測儀器產生同步訊號的標記，並將其存放於記憶體中。
其中，該主控式量測儀器21之同步訊號端輸出同步訊號至從被動式量測儀器22之同步訊號端接收，以使所有量測儀器產生同步訊號的標記，並將其存放於記憶體中。
於本實施例中，主控式量測儀器21之觸發訊號端，能夠輸出已偵測到觸發資料的訊號，以提供該從被動式量測儀器22之觸發訊號端儲存觸發位置的標記。並且，主控式量測儀器21及被動式量測儀器22為一邏輯分析儀，其細部架構可參照圖二所示之量測儀器結構圖，關於本發明之量測儀器可為邏輯分析儀、示波器或是混合式示波器等量測儀器，並且各量測儀器還能夠不同屬性進行相互連接，例如：邏輯分析儀、示波器、混合式示波器等量測儀器，皆可進行相互連接，另外量測儀器的數量更可因應通道的多寡來增加數量。
集線器23，係與主控式量測儀器21之USB埠及被動式量測儀器22之USB埠相連接，用以將該主控式量測儀器21及該被動式量測儀器22之資料傳輸出去，於本實施例中，主控式量測儀器21及被動式量測儀器22 為邏輯分析儀，其分別利用USB連接埠進行相連及資料之傳輸，但因本發明之量測儀器不限於邏輯分析儀，量測儀器之連接埠則視各機型之不同而採用較適用之連接埠，並不以邏輯分析儀常用之USB埠為限。
處理平台24，於本實施例中較佳為一個人電腦，係藉由集線器23與主控式量測儀器21及被動式量測儀器22相連接，能夠將主控式量測儀器21及被動式量測儀器22所儲存之資料及標記傳輸給處理平台24，並且而處理平台24包括有一軟體，可用來進行主控式量測儀器21與被動式量測儀器22兩者於同步訊號標記間之資料取樣數進行比較，並計算其比例關係，並可將被動式量測儀器22之波形長度，調整與主控式量測儀器21一致的資料波形長度。
待測物訊號端25，係與主控式量測儀器21之訊號輸入端及被動式量測儀器22之訊號輸入端相連接，用以讓主控式量測儀器21及被動式量測儀器22能夠進行資料取樣。
綜上所述，透過USB之連接，可讓主控式量測儀器21與被動式量測儀器22之同步訊號端、觸發訊號端、及訊號輸入端彼此相連接，於本實施例中，主控式量測儀器21輸出一同步訊號至該被動式量測儀器22內，使該被動式量測儀器22能夠取樣該同步訊號做為資料同步的標記，並存放於記憶體中，再將所有儀器記憶體中之資料及標記傳輸至該處理平台24，其中該處理平台24內建之軟體可將主控式量測儀器21與被動式量測儀器22兩者，於同步標記間之取樣資料長度進行比較與計算其比例關係，並再透過軟體將被動式量測儀器22之波形長度，調整與主控式量測儀器21一致的資料波形長度，以解決因量測儀器本身時脈誤差，所造成取樣資料長度 不一之問題。
於本實施例中，主控式量測儀器21及被動式量測儀器22為一邏輯分析儀，其內部構件示意可參照圖二所示，其分別包括有控制/取樣資料傳輸端11、時脈產生器12、同步訊號輸入/輸出單元13、觸發訊號輸入/輸出單元14、取樣開始訊號輸入/輸出單元15、取樣單元16、同步/觸發標記產生單元17、記憶體控制器18、記憶體裝置19。在連接了複數台量測儀器後，由於每台量測儀器皆能進行同步訊號之輸入/輸出，觸發訊號之輸入/輸出及取樣訊號之輸入/輸出，使用者可依需求自行設定某一台量測儀器為主控式量測儀器，以讓其他被動式量測儀器進行取樣資料之比對，以解決因量測儀器本身時脈誤差，所造成取樣資料長度不一之問題。於本例中其邏輯分析儀內部構件如下所述：控制/取樣資料傳輸端11，係與時脈產生器12、同步訊號輸入/輸出單元13、觸發訊號輸入/輸出單元14、取樣開始訊號輸入/輸出單元15、記憶體控制器18電性相連接，而控制/取樣資料傳輸端11可與外部電腦、集線器或是橋接器相連接，以進行控制或相互傳輸資料。
時脈產生器12，係與控制/取樣資料傳輸端11、同步訊號輸入/輸出單元13電性相連接，而時脈產生器12可透過使用者來設定欲進行取樣之取樣時脈訊號，以提供其他量測儀器進行資料取樣作業。
同步訊號輸入/輸出單元13，與控制/取樣資料傳輸端11、時脈產生器12、同步/觸發標記產生單元17電性相連接，而同步訊號輸入/輸出單元13可接收時脈產生器12所輸入的取樣時脈訊號，進而產生同步訊號輸出至其他量測儀器；另外主控式量測儀器21之同步訊號輸入/輸出單元13係會傳 送一同步訊號至被動式量測儀器22之同步訊號輸入/輸出單元13。
觸發訊號輸入/輸出單元14，係與該控制/取樣資料傳輸端11、該取樣單元16、該同步/觸發標記產生單元17電性連接，而該觸發訊號輸入/輸出單元14係可供外部的觸發訊號輸入，或是偵測取樣資料後產生觸發訊號輸出，以供其他量測儀器紀錄觸發資料位置；另外主控式量測儀器21之觸發訊號輸入/輸出單元14會傳送一觸發訊號至被動式量測儀器22之觸發訊號輸入/輸出單元14，以進行訊號觸發條件之標記。
取樣開始訊號輸入/輸出單元15，與該控制/取樣資料傳輸端11、取樣單元16電性連接，而取樣開始訊號輸入/輸出單元15可供外部的取樣開始訊號輸入，以控制其他量測儀器同步進行取樣；另外主控式量測儀器21之取樣開始訊號輸入/輸出單元15係會傳送一取樣開始訊號至被動式量測儀器22之取樣開始訊號輸入/輸出單元15，使通知被動式量測儀器22可開始進行訊號取樣之動作。
取樣單元16，與複數輸入通道、觸發訊號輸入/輸出單元14、取樣開始訊號輸入/輸出單元15、記憶體控制器18電性連接，而取樣單元16可提供複數通道資料輸入，且取樣單元16接收取樣開始訊號輸入後，即進行資料取樣，並將取樣資料傳輸至記憶體控制器18接收以及儲存於記憶體裝置19中，亦提供取樣資料給觸發訊號輸入/輸出單元14，以進行觸發條件的偵測。
同步/觸發標記產生單元17，包含有一計時器171及一資料長度紀錄器172，係與同步訊號輸入/輸出單元13、觸發訊號輸入/輸出單元14、記憶體控制器18電性連接，當開始進行資料取樣時，主控式量測儀器21輸出同 步訊號至被動式量測儀器22時，且計時器171係會進行取樣時間的計數值做為時間標記，而資料長度紀錄器172係會計數資料未變化時的資料長度，當主控式量測儀器21偵測到同步訊號端之脈波上緣時，將當下的時間標記與前一變化資料的長度，存放在取樣資料中，以作為同步訊號的標記，並將其儲存於記憶體裝置19。並且，主控式量測儀器21會將其同步訊號輸出至被動式量測儀器22，而被動式量測儀器22之同步/觸發標記產生單元17係接收自主控式量測儀器21的同步/觸發訊號，並將其內部的資料、時間標記、資料波形長度做為同步/觸發標記，並儲存於記憶體裝置19中。
記憶體控制器18，係與控制/取樣資料傳輸端11、取樣單元16、同步/觸發標記產生單元17、記憶體裝置19電性連接，而該記憶體裝置19係具複數資料寫入區段，由記憶體控器18控制資料的讀取或寫入，而記憶體控制器18可接收取樣資料及同步/觸發標記資料，並將其儲存於記憶體裝置19中，或是讀取記憶體裝置19中的資料，以提供控制/取樣資料傳輸端11傳輸至處理平台24接收。
關於本發明多部量測儀器之資料同步架構之操作方法，請參閱圖三所示，圖三為本發明一種用於多部量測儀器之資料同步系統及方法之資料同步流程圖，其操作方式應用之架構請一併參照圖一所示，其操作流程為：
1.首先，使用者可將主控式量測儀器21與被動式量測儀器22之同步訊號端進行連接，並且各量測儀器可透過集線器23連接到處理平台24，使主控式量測儀器21與被動式量測儀器22之同步訊號端、取樣開始訊號端及觸發訊號端互相連接在一起(301)；
2.透過處理平台24內建之軟體，使用者可自行設定其中一部量測儀 器為主動輸出同步訊號的主控式量測儀器21，並設定其他的量測儀器為接收同步訊號的被動式量測儀器22(302)；
3.於處理平台24之軟體中對主控式量測儀器21設置取樣設定及觸發條件後，將取樣設定套用到所有的被動式量測儀器22之軟體設定；而取樣設定及觸發條件設定流程為(303)：(a)設定主控式量測儀器21同步訊號的週期(為其取樣時脈週期的整數倍週期)；而該週期的倍率係由使用者自行設定，才有適當的同步標記數量，避免佔用過多的記憶體空間，而關於同步訊號及取樣時脈之設定及實施方式則於以下實施例說明中述明；(b)使用者可依其自身需求來設定主控式量測儀器21的觸發訊號輸出條件。
4.啟動該主控式量測儀器21發出取樣開始訊號，以啟動所有的被動式量測儀器22進行資料取樣，而所有的量測儀器所取樣之同步訊號，係偵測到由低電位轉為高電位時，產生同步標記，並持續存放於記憶體裝置19中，直到記憶體裝置19存滿取樣資料，即取樣完成(304)；
5.將主控式量測儀器21與被動式量測儀器22之取樣資料傳送至處理平台24，並透過處理平台24讀取所有於主控式量測儀器21與被動式量測儀器22中記憶體裝置所儲存之資料(305)；
6.將主控式量測儀器21與被動式量測儀器22之取樣資料，按照對應的同步標記，藉由將被動式量測儀器22取樣資料與主控式量測 儀器21進行比對，並算出相對於主控式量測儀器21之取樣資料之比例，以將被動式量測儀器22所測得之取樣資料進行資料波形長度縮放縫合運算，縫合後即完成擴充通道後的取樣資料同步(306)，其詳細運算流程如下：(a)透過處理平台24計算出所有的被動式量測儀器22之同步標記間的資料數量，並依照所有標記間的資料量，與主控式量測儀器21標記間資料量進行比較，以計算出其比例關係；(b)透過處理平台24依照所有標記間的比例關係，針對該被動式量測儀器22之資料波形長度，進行縮放，以達到與主控式量測儀器21標記間的資料波形長度相等之需求；(c)透過處理平台24將縮放後的被動式量測儀器22之資料波形長度，依主控式量測儀器21之同步標記的時間軸，進行波形長度的接合，待接合完畢後，即得到資料同步處理的完整資料波形。
其中，該波形長度的接合可經由處理平台24內建的繪圖軟體依照同步標記間的資料波形長度，將所有縮放後的資料波形長度對齊主控式量測儀器21的量測時脈之時間軸後，並將其顯示於螢幕上。
請參閱圖四為本發明之多部量測儀器進行取樣資料同步示意圖，於本實施例中，採用一部主控式量測儀器21及二部被動式量測儀器22相互連接，以進行取樣資料同步處理之操作描述，其多部量測儀器之硬體架構可同時參照圖一所示，在本例中僅舉二部被動式量測儀器22進行說明，其實際操作數量可依其使用者之需求自行增加。
假設各量測儀器時脈皆為25MHz，而主控式量測儀器21及第一、第二被動式量測儀器之誤差值分別為0ppm、+50ppm、-50ppm(ppm為parts per million，即+50ppm為每百萬單位會多出50個單位)，因此每一單位之時脈為25MHz/1M=25Hz，因此可知這三部量測儀器儀器誤差的脈波分別為25*0=0Hz、25*50=1250Hz、25*-50=-1250Hz，換算後可知這三台儀器的實際時脈分別為25.000000MHz、25.001250MHz、24.998750MHz；於本實施例中，使用者透過處理平台24，可為個人電腦(PC)或是其他具處理運算能力之裝置，設定其中一部量測儀器為主控式量測儀器21，其他二部量測儀器22分別為第一被動式量測儀器、第二被動式量測儀器，使用者並設定所有儀器取樣率均為25MHz，同步訊號為該主控式量測儀器取樣頻率除以其倍率，該倍率由使用者自行設定，因此可由任一整數N來取代，而在此假設其倍率為1M，所以實際同步訊號為25.000000MHz/1M即為25.000000Hz。
因此，每次同步訊號上升緣產生的區間，因每台的取樣頻率的不同，主控式量測儀器取樣資料係取樣了1M(25.000000MHz/25.000000Hz)個取樣點資料，而因為第一被動式量測儀器之時脈為25.001250MHz，造成第一被動式量測儀器取樣資料係取樣了1000050(25.001250MHz/25.000000Hz)個取樣點資料，比主控式量測儀器21多出50個取樣點資料，而第二被動式量測儀器取樣資料取樣了999950(24.998750MHz/25.000000Hz)個取樣點資料，比主控式量測儀器21少了50個取樣點資料；由圖四中可知，在進行調整前，因取樣資料數之不同使得主控式量測儀器21取樣波形與該第一被動式量測儀器取樣波形、該第二被動式量測儀器取樣波形皆有誤差(由 圖四調整前波形編號1至6即可看出波形的不對稱)。
請參照圖四所示，由於本實施例所設定之主控式量測儀器21之取樣倍率為1M(1,000,000)，即表示主控式量測儀器21在這兩同步標記間(C0 ,C1 )資料長度為1,000,000個取樣點(CLK)，在此以圖四中所標示為P0 處代表主控式量測儀器21於該點之取樣倍率為1M，並籍由本實施例之假設可知，第一被動式量測儀器的兩標記間資料長度為1,000,050CLK，所以當欲進行取樣波形之調整時，因第一被動式量測儀器取樣資料多出50個，即表示第一被動式量測儀器在圖四中，未進行波形調整前標示P1 之處之取樣倍率為1,000,050，其表示在二同步標記(C0 ,C1 )之間，每個取樣波形須進行取樣倍率之調整，由於第一被動式量測儀器之取樣倍率為1,000,050，因此每一個由第一被動式量測儀器所取樣之波形必須再乘以1M(主控式量測儀器取樣倍率)/1000050(第一被動式量測儀器取樣倍率)≒0.99995倍的波形長度，使第一被動式量測儀器調整後之取樣倍率P1 ’才會相同於主控式量測儀器21之取樣倍率P0 。而第二被動式量測儀器，因取樣資料少了50個，因此在圖四中，未經波形調整前之取樣倍率P2 為999,950，因此每一個由第二被動式量測儀器所取樣之波形必須再乘以1M(主控式量測儀器取樣倍率)/999950(第二被動式量測儀器取樣倍率)≒1.00005倍的波形長度，使第二被動式量測儀器調整後之取樣倍率P2 ’才會相同於主控式量測儀器21之取樣倍率P0 ，如圖四所示，波形比例長度調整後之部份，係將所有的被動式量測儀器22之資料，依兩標記(C0 ,C1 )間的資料長度，與主控式量測儀器21之兩標記間資料長度進行比較，以計算出其比例關係，再針對被動式量測儀器22之資料波形長度進行波形縮放，使其等長後於主控式量測儀器21之波形(由圖四 調整後波形上的編號1至6即可看出第一被動式量測儀器調整波形、第二被動式量測儀器調整波形已與主控式量測儀器21調整波形等長對稱)，再依該主控式量測儀器之同步標記時間軸，進行接合，即完成多台儀器資料同步處理。
進一步說明取樣時間愈長，資料產出的誤差就愈大，若無透過本發明之波形補償，則無法讓多部量測儀器達到資料同步處理之作用，請參閱圖五及圖六為本發明一種用於多部量測儀器之資料同步系統及方法之波形補償前示意圖及波形補償後示意圖，於圖五及圖六之說明中，僅針對主控式量測儀器21與第一被動式量測儀器補償波形進行說明，其他被動式量測儀器22其操作方式皆相同，在此則不加以贅述，於本實施例中，選擇兩時間點分別為T1 (50,000CLK)及T2 (1,300,000CLK)來進行取樣時間愈長對取樣資料誤差愈大之實施例說明，並依其取樣資料數之不同來進行波形補償之解釋。
同上述實施例，假設其取樣倍率為1M，而每一同步訊號為25Hz，且主控式量測儀器之時脈為25.000000MHz，即代表在二個同步標記內包括有1,000,000個取樣點訊號，於圖五及圖六中分別標示有3個同步標記為(C1 ,C2 ,C3)，就主控式量測儀器21而言，C1 同步標記處為開始進行取樣資料存取，其與下一共同標記C2 間會包括有1,000,000個取樣資料，同理C3 與C2 間亦包括有1,000,000個取樣資料。而第一被動式量測儀器為25.001250MHz，因取樣頻率較快於主控式量測儀器21，因此第一被動式量測儀器會比主控式量測儀器21多出50個取樣點資料，因此在二個同步標記內(C1 ,C2 )or(C2 ,C3 )包括有1,000,050個取樣點訊號，即代表第一被動式量 測儀器之取樣比主控式量測儀器21快。
分別以T1 (50,000CLK)及T2 (1,300,000CLK)二時間點進行討論，由於第一被動式取樣頻率較快，就50000CLK這時間點而言，第一被動式量測儀器完成取樣50000CLK(於圖五、圖六中以Tm1 =50,000CLK及Tm2 =1,300,000CLK表示)之時間點會早於主控式量測儀器21進行50000CLK取樣之時間點T1 及T2 ，當第一被動式量測儀器達成Tm1 及Tm2 時，主控式儀器尚未達到T1 及T2 之取樣時間點，其對應之取樣點於圖五中以T1 ' 及T2 ' 標示，其誤差值可由下列算式得之；T1 與T1 ' 的誤差值計算公式列舉如下：T1 =50000CLK,A=1M=1000000CLK,C1 =0CLK,C2 =1000050CLK
誤差常數為R=(A/(C2 -C1 ))=1000000/(1000050-0)=0.99995
於本實施例中，誤差常數R是以主控式量測儀器之取樣頻率去比對被動式量測儀器於二標記(C2 ,C1 )或(C3 ,C2 )間之比例，進而求得R，其標記之設定可由使用者自行決定區段之大小，並不以本例所述為限。
T1 ' =T1 ×R=50000×0.99995=49997.5(CLK)
故，同理可證：T2 =1300000CLK,A=1M=1000000CLK,C2 =1000050CLK,C3 =2000100CLK
R=(A/(C3 -C2 ))=1000000/(2000100-1000050)=0.99995
T2 ' =T2 ×R=1300000×0.99995=1299935(CLK)；從上述算式求出之誤差值分別為2.5CLK及65CLK，即表示第一被動式量測儀器分別約於主控式量測儀器21之取樣資料數49997.5CLK(T1 ' )及1,299,935CLK(T2 ' )即取樣了50,000CLK，意即當第一被動式量測儀器已取樣 50,000CLK時，主控式量測儀器21仍處於49997.5CLK(T1 ' )，而當第一被動式量測儀器已取樣1,300,000CLK(Tm2 )時，主控式量測儀器21仍處於仍處於1,299,935CLK(T2 ' )，由此可知當取樣時間愈久時產生的誤差就愈大，此時再依上述實施例波形調整之方法依其比例進行調整，以主控式量測儀器21之取樣頻率為基準進行調整，其調整後之示意圖如圖六所示，透過此種調整方式，不管是連接幾台電子量測儀器，只要求出和主控式量測儀器21間之比例，再分別依其比例去進行波行調整，就可同時校正多部量測儀器，進而達到多台電子量測儀器資料同步之效果。
由本實施例所設定之取樣點可得知，在經過長時間之取樣下，若不經過波形修正補償，則時間愈久所測得之取樣誤差值就愈大，因此，藉由本發明之應用，透過主控式量測儀器21取樣時脈及同步訊號之設定，可讓其他量測儀器有一校正之標準，並可透過各量測儀器與主控式量測儀器21間取樣頻率之差異來進行相對應波形調整，讓使用者於進行訊號分析時更增加操作上之便利性，並與其他習用技術相互比較時，更具備下列優點：
1.本發明係在於提供一種可將多部量測儀器所產生不同資料波形長度之同步訊號，經由該處理平台將所有資料波形長度調整成一致長度之目的。
2.本發明係在於提供一種可藉由同步訊號的連接取樣留下標記，使多部不同時脈誤差的量測儀器，能進行校正標記間資料波形長度，並消除因時脈誤差產生多部量測取樣資料量不一，並能夠消除無法資料同步之問題。
藉由以上較佳具體實施例之詳述，係希望能更加清楚描述本發明之特 徵與精神，而並非以上述所揭露的較佳具體實施例來對本發明之範疇加以限制。相反地，其目的是希望能涵蓋各種改變及具相等性的安排於本發明所欲申請之專利範圍的範疇內。
1‧‧‧量測儀器
11‧‧‧控制/取樣資料傳輸端
12‧‧‧時脈產生器
13‧‧‧同步訊號輸入/輸出單元
14‧‧‧觸發訊號輸入/輸出單元
15‧‧‧取樣開始訊號輸入/輸出單元
16‧‧‧取樣單元
17‧‧‧同步/觸發標記產生單元
171‧‧‧計時器
172‧‧‧資料長度紀錄器
18‧‧‧記憶體控制器
19‧‧‧記憶體裝置
21‧‧‧主控式量測儀器
22‧‧‧被動式量測儀器
23‧‧‧集線器
24‧‧‧處理平台
25‧‧‧待測物訊號端
圖一為本發明一種用於多部量測儀器之資料同步系統及方法之整體架構圖；圖二為本發明一種用於多部量測儀器之資料同步系統及方法之量測儀器結構圖；圖三為本發明一種用於多部量測儀器之資料同步系統及方法之資料同步流程圖；圖四為本發明一種用於多部量測儀器之資料同步系統及方法之多部量測儀器進行取樣資料同步示意圖；圖五為本發明一種用於多部量測儀器之資料同步系統及方法之波形補償前示意圖；以及圖六為本發明一種用於多部量測儀器之資料同步系統及方法之波形補償後示意圖。
21‧‧‧主控式量測儀器
22‧‧‧被動式量測儀器
23‧‧‧集線器
24‧‧‧處理平台
25‧‧‧待測物訊號端

Claims (8)

  1. 一種用於多部量測儀器之資料同步系統，係包含：一主控式量測儀器，係為一量測儀器，而該主控式量測儀器係具有一取樣開始訊號端、一同步訊號端、一觸發訊號端、一訊號輸入端及一連接埠，其中該同步訊號端係能夠產生一同步訊號，而該觸發訊號端係能夠產生一觸發訊號，另外該取樣開始訊號端係能夠產生一取樣開始訊號；至少一個被動式量測儀器，係為一量測儀器，並與該主控式量測儀器相連接，而該被動式量測儀器係具有一取樣開始訊號端、一同步訊號端、一觸發訊號端、一訊號輸入端及一連接埠，其中該主控式量測儀器之同步訊號端係會傳輸該同步訊號至該被動式量測儀器之同步訊號端，而該主控式量測儀器之觸發訊號端係會傳輸該觸發訊號至該被動式量測儀器之觸發訊號端，且該主控式量測儀器之取樣開始訊號端係會傳輸該取樣開始訊號至該被動式量測儀器之取樣開始訊號端；因此該被動式量測儀器係能夠取樣該同步訊號做為資料同步的標記，並儲存於該被動式量測儀器中；另外該主控式量測儀器產生之同步訊號，能夠提供該被動式量測儀器進行資料同步，其週期為一特定週期方波訊號，且該方波訊號週期應大於該主控式量測儀器之取樣訊號週期的整數倍；一處理平台，包括複數個連接埠，係藉由該等連接埠與該主控式量測儀器及該被動式量測儀器相連接，能夠將該主控式量測儀器及該被動式量測儀器所儲存之資料及標記傳輸給該處理平台，而處理平台係具 有一軟體，用以將該主控式量測儀器與該被動式量測儀器兩者標記間資料長度進行比較與計算其比例關係，另外該軟體亦能將該被動式量測儀器之波形長度，調整與該主控式量測儀器一致的資料波形長度；以及一待測物訊號端，係與該主控式量測儀器之訊號輸入端及該被動式量測儀器相連接，用以讓該主控式量測儀器及該被動式量測儀器能夠進行資料取樣。
  2. 如申請專利範圍第1項所述用於多部量測儀器之資料同步系統，其中該量測儀器係能為邏輯分析儀、示波器或是混合式示波器等量測儀器，而該量測儀器係能夠不同屬性進行相互連接。
  3. 如申請專利範圍第1項所述用於多部量測儀器之資料同步系統，其中該量測儀器內部係包含了一控制/取樣資料傳輸端、一時脈產生器、一同步訊號輸入/輸出單元、一觸發訊號輸入/輸出單元、一取樣開始訊號輸入/輸出單元、一取樣單元、一同步/觸發標記產生單元、一記憶體控制器及一記憶體裝置。
  4. 如申請專利範圍第3項所述用於多部量測儀器之資料同步系統，其中該同步/觸發標記產生單元更包含有一計時器及一資料長度紀錄器。
  5. 如申請專利範圍第1項所述用於多部量測儀器之資料同步系統，其更包括一集線器，並當該處理平台之連接埠數量小於該等量測儀器之數量時，該處理平台係藉由該集線器與各量測儀器相連接。
  6. 一種用於多部量測儀器之資料同步方法，其流程為：(a)對多部量測儀器之同步訊號端進行連接，而該量測儀器係連接到 一處理平台，使該量測儀器之同步訊號端、取樣開始訊號端及觸發訊號端互相連接在一起；(b)透過該處理平台內建之軟體設定其中一部量測儀器為主動輸出同步訊號的主控式量測儀器，並設定其他的量測儀器為接收同步訊號；(c)於該處理平台之軟體中對該主控式量測儀器設置取樣設定及觸發條件後，將取樣設定套用到所有的被動式量測儀器之軟體設定；(d)啟動所有的量測儀器開始取樣，直到記憶體裝置存滿取樣資料，即取樣完成；(e)將所有的量測儀器之取樣資料傳送至該處理平台，並透過該處理平台讀取所有於該量測儀器中記憶體裝置所儲存之資料；以及(f)將所有的量測儀器之取樣資料，按照對應的同步標記，藉由該進行資料波形長度縮放縫合運算，縫合後即完成擴充通道後的取樣資料同步，其中該資料波形長度縮放縫合運算流程為：(f1)透過該處理平台計算出所有的被動式量測儀器之同步標記間的資料數量，並依照所有標記間的資料量，與該主控式量測儀器標記間資料量進行比較，以計算出其比例關係；(f2)透過該處理平台依照所有標記間的比例關係，針對該被動式量測儀器之資料波形長度，進行縮放，以達到與該主控式量測儀器標記間的資料波形長度相等之需求；以及(f3)透過該處理平台將縮放後的該主控式量測儀器之資料波形 長度，依該主控式量測儀器之同步標記的時間軸，進行波形長度的接合，待接合完畢後，即得到資料同步處理的完整資料波形。
  7. 如申請專利範圍第6項所述用於多部量測儀器之資料同步方法，其中該取樣設定及觸發條件流程為：(a)設定該主控式量測儀器同步訊號的週期，為其取樣時脈週期的整數倍週期，而該週期的倍率係能夠自行設定；以及(b)設定主控式量測儀器的觸發訊號輸出條件。
  8. 如申請專利範圍第6項所述用於多部量測儀器之資料同步方法，其中該主控式量測儀器必須啟動發出取樣開始訊號後，才開始啟動所有的被動式量測儀器進行資料取樣，而所有的量測儀器所取樣之同步訊號，係偵測到由低電位轉為高電位時，產生同步標記，並持續存放於記憶體裝置中。
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