TWI449923B

TWI449923B - 低壓差分訊號時序測試系統及方法

Info

Publication number: TWI449923B
Application number: TW098141266A
Authority: TW
Inventors: Jui Hsiung Ho; wang ding Su
Original assignee: Hon Hai Prec Ind Co Ltd
Priority date: 2009-12-02
Filing date: 2009-12-02
Publication date: 2014-08-21
Also published as: TW201120460A

Description

低壓差分訊號時序測試系統及方法

本發明涉及一種訊號測試系統及方法，尤其關於一種低壓差分訊號時序測試系統及方法。

低壓差分訊號（Low Voltage Differential Signal，LVDS）是一種低擺幅的訊號傳輸技術，LDVS具有高速度、低功耗、低雜訊、低成本等優點，在高速資料傳輸上得到了廣泛的應用。

低壓差分訊號時序關係的正確性是資料可靠傳輸的重要保證。目前，低壓差分訊號時序測試需要依靠作業員的手工操作。手工操作的測試方法不僅效率低，而且容易出錯，已不能滿足快速高品質生產的競爭需求。

鑒於以上內容，有必要提供一種低壓差分訊號時序測試系統及方法，能夠快速準確地測試低壓差分訊號的時序關係。

一種低壓差分訊號時序測試系統，所述低壓差分訊號包括資料訊號及時脈訊號，該系統包括：波形獲取模組，用於獲取所述資料訊號及時脈訊號的波形；波形識別模組，用於從時脈訊號的波形中選擇時脈週期，從資料訊號的波形中識別該選擇的時脈週期內傳送的各個位元的起始時間；時序分析模組，用於計算各個位元的起始時間與選擇的時脈週期起點的時間差；統計模組，用於根據多次計算得到的各個位元的起始時間與選擇的時脈週期起點的時間差，計算各個位元的起始時間與選擇的時脈週期起點的時間差的最小值及最大值；及輸出模組，用於輸出各個位元的起始時間與選擇的時脈週期起點的時間差的最小值及最大值。

一種低壓差分訊號時序測試方法，所述低壓差分訊號包括資料訊號及時脈訊號，該方法包括步驟：獲取所述資料訊號及時脈訊號的波形；從時脈訊號的波形中選擇時脈週期；從資料訊號的波形中識別該選擇的時脈週期內傳送的各個位元的起始時間；計算各個位元的起始時間與選擇的時脈週期起點的時間差；根據多次計算得到的各個位元的起始時間與選擇的時脈週期起點的時間差，計算各個位元的起始時間與選擇的時脈週期起點的時間差的最小值及最大值；及輸出各個位元的起始時間與選擇的時脈週期起點的時間差的最小值及最大值。

本發明低壓差分訊號時序測試系統及方法，可以快速準確地對低壓差分訊號的時序關係實施測試。

參閱圖1所示，係本發明低壓差分訊號時序測試系統較佳實施例的應用環境示意圖。低壓差分訊號13包括資料訊號14及時脈訊號15，低壓差分訊號13的時序關係即資料訊號14相對於時脈訊號15的時間關係。所述低壓差分訊號時序測試系統10運行於電腦11中。該電腦11與示波器12及顯示設備16通訊連接。示波器12透過測試探頭探測低壓差分訊號13的資料訊號14與時脈訊號15。

參閱圖2所示，係圖1中低壓差分訊號時序測試系統10的功能模組圖。所述低壓差分訊號時序測試系統10包括波形獲取模組200、波形識別模組210、時序分析模組220、判斷模組230、統計模組240及輸出模組250。

所述波形獲取模組200用於獲取資料訊號14以及時脈訊號15的波形。在本實施例中，波形獲取模組200發送波形捕獲命令給示波器12。根據該波形捕獲命令，示波器12捕獲資料訊號14以及時脈訊號15的波形，並將捕獲的資料訊號14以及時脈訊號15的波形返回電腦11。如圖4所示，曲線41為資料訊號14的波形，曲線40為時脈訊號15的波形。

所述波形識別模組210用於從獲取的時脈訊號15的波形中選擇時脈週期，針對每一選擇的時脈週期，從資料訊號14的波形中識別該時脈週期內傳送的各個位元的起始時間。在本實施例中，波形識別模組210透過識別數值發生轉變的位元來確定各個位元的起始時間。一般來說，資料訊號14的各個位元根據其電壓值的高低取值為1或者0，通常高電壓取值為1，低電壓取值為0。若某一位元的數值與前一位元的數值不同，則該位元的數值發生轉變。例如，若第一位元傳送0，第二位元傳送1，則第二位元的數值發生轉變。或者，若第一位元傳送1，第二位元傳送0，則第二位元的數值發生轉變。此時，數值發生轉變的時間點就是第二位元的起始時間。在本實施例中，每一時脈週期傳送7位元（bit0-bit6）。如圖4所示，波形識別模組210選擇時脈週期42，時脈週期42的起點是T0，終點是T1，波形識別模組210識別該時脈週期42內傳送的7位元為1100101，即bit0=1，bit1=1，bit2=0，bit3=0，bit4=1，bit5=0，bit6=1。由於上一時脈週期傳送的最後一個位元是0，因此，數值發生轉變的位元是bit0、bit2、bit4、bit5與bit6，其相對應的起始時間分別是t0、t2、t4、t5與t6。

所述時序分析模組220用於計算識別的各個位元的起始時間與選擇的時脈週期起點的時間差。在本實施例中，參閱圖5所示，每一時脈週期傳送7位元（bit0-bit6），第一位元的起始時間與時脈週期起點的時間差記為Tppos0，第二位元的起始時間與時脈週期起點的時間差記為Tppos1，……，第七位元的起始時間與時脈週期起點的時間差記為Tppos6。Tppos0-Tppos6代表了低壓差分訊號13的時序關係。根據識別的各個位元的起始時間，可以計算識別的各個位元與選擇的時脈週期起點的時間差。舉例來說，如圖4所示，數值發生轉變的位元是bit0、bit2、bit4、bit5與bit6，其相對應的起始時間分別是t0、t2、t4、t5與t6，該時脈週期42的起始時間是T0，則Tppos0=t0-T0，Tppos2=t2-T0，Tppos4=t4-T0，Tppos5=t5-T0，Tppos6=t6-T0。又如，若數值發生轉變的位元是bit0、bit1、bit3與bit5，其相對應的起始時間分別是t0、t1、t3與t5，則Tppos0=t0-T0，Tppos1=t1-T0，Tppos3=t3-T0，Tppos5=t5-T0。

所述判斷模組230用於判斷是否已獲得指定數量的各個位元的起始時間與選擇的時脈週期起點的時間差。在本實施例中，對於每一位元（例如：bit0-bit6），需要至少10個該位元的起始時間與選擇的時脈週期起點的時間差，判斷模組230判斷計算得到的每一位元的起始時間與選擇的時脈週期起點的時間差是否均已達到10個。

所述統計模組240用於計算各個位元的起始時間與選擇的時脈週期起點的時間差的最小值及最大值。例如，對於低壓差分訊號13，計算得到10個Tppos1，分別是10.55、10.64、10.58、10.73、10.65、10.52、10.65、10.75、10.87、10.73，單位納秒（ns），則統計模組240算得Tppos1的最小值是10.52ns，最大值是10.87ns。在本實施例中，統計模組240還用於分析計算得到的各個位元的起始時間與選擇的時脈週期起點的時間差的最小值及最大值是否符合技術規範。圖6給出了低壓差分訊號時序關係的技術規範。根據該技術規範，第一位元脈衝位置的最小值是(T/7-0.2)ns，最大值是(T/7+0.2)ns，其中T表示時脈週期。例如，若T=75ns，則技術規範中的最小值是10.514ns，最大值是10.914ns。因此，若統計模組240計算得到某個時脈週期為75ns的低壓差分訊號13的Tppos1的最小值是10.52，最大值是10.87，則計算得到的Tppos1符合技術規範。

所述輸出模組250用於輸出各個位元的起始時間與選擇的時脈週期起點的時間差的最小值及最大值。在本實施例中，輸出模組250將各個位元的起始時間與選擇的時脈週期起點的時間差的最小值及最大值顯示在與電腦11相連的顯示設備16上。此外，所述輸出模組250還輸出各個位元的起始時間與選擇的時脈週期起點的時間差的最小值及最大值符合技術規範的情況。

參閱圖3所示，是本發明低壓差分訊號時序測試方法較佳實施例的流程圖。

步驟S301，波形獲取模組200獲取低壓差分訊號13的資料訊號14及時脈訊號15的波形。在本實施例中，波形獲取模組200發送波形捕獲命令給示波器12。根據該波形捕獲命令，示波器12捕獲資料訊號14以及時脈訊號15的波形，並將捕獲的資料訊號14以及時脈訊號15的波形返回電腦11。如圖4所示，曲線41為資料訊號14的波形，曲線40為時脈訊號15的波形。

步驟S302，波形識別模組210從獲取的時脈訊號15的波形中選擇一個時脈週期，並且從資料訊號14的波形中識別該時脈週期內傳送的各個位元的起始時間。在本實施例中，波形識別模組210透過識別數值發生轉變的位元來確定各個位元的起始時間。一般來說，資料訊號14的各個位元根據電壓值的高低取值為1或者0，通常高電壓取值為1，低電壓取值為0。若某一位元的數值與前一位元的數值相異，則該位元的數值發生轉變。例如，若第一位元傳送0，第二位元傳送1，則第二位元的數值發生轉變。或者，若第一位元傳送1，第二位元傳送0，則第二位元的數值發生轉變。此時，數值發生轉變的時間點就是第二位元的起始時間。在本實施例中，每一時脈週期傳送7位元（bit0-bit6）。如圖4所示，波形識別模組210選擇時脈週期42，時脈週期42的起點是T0，終點是T1，波形識別模組210識別該時脈週期42內傳送的7位元為1100101，即bit0=1，bit1=1，bit2=0，bit3=0，bit4=1，bit5=0，bit6=1。由於上一時脈週期傳送的最後一個位元是0，因此，數值發生轉變的位元是bit0、bit2、bit4、bit5與bit6，其相對應的起始時間分別是t0、t2、t4、t5與t6。

步驟S303，時序分析模組220計算識別的各個位元的起始時間與選擇的時脈週期起點的時間差。在本實施例中，參閱圖5所示，每一時脈週期傳送7位元（bit0-bit6），第一位元的起始時間與時脈週期起點的時間差記為Tppos0，第二位元的起始時間與時脈週期起點的時間差記為Tppos1，……，第七位元的起始時間與時脈週期起點的時間差記為Tppos6。Tppos0-Tppos6代表了低壓差分訊號13的時序關係。根據識別的各個位元的起始時間，可以計算識別的各個位元與選擇的時脈週期起點的時間差。舉例來說，如圖4所示，數值發生轉變的位元是bit0、bit2、bit4、bit5與bit6，其相對應的起始時間分別是t0、t2、t4、t5與t6，該時脈週期42的起始時間是T0，則Tppos0=t0-T0，Tppos2=t2-T0，Tppos4=t4-T0，Tppos5=t5-T0，Tppos6=t6-T0。又如，若數值發生轉變的位元是bit0、bit1、bit3與bit5，其相對應的起始時間分別是t0、t1、t3與t5，則Tppos0=t0-T0，Tppos1=t1-T0，Tppos3=t3-T0，Tppos5=t5-T0。

步驟S304，判斷模組230判斷是否已獲得指定數量的各個位元的起始時間與選擇的時脈週期起點的時間差。在本實施例中，對於每一位元（例如：bit0-bit6），需要至少10個該位元的起始時間與選擇的時脈週期起點的時間差，判斷模組230判斷計算得到的每一位元的起始時間與選擇的時脈週期起點的時間差是否均已達到10個。若未獲得指定數量的各個位元的起始時間與選擇的時脈週期起點的時間差，則返回步驟S302，從獲取的時脈訊號15的波形中選擇另一個時脈週期，並且從資料訊號14的波形中識別該時脈週期內傳送的各個位元的起始時間。需要說明的是，若獲取的時脈訊號15的波形中沒有其他的時脈週期，則返回步驟S301，重新獲取低壓差分訊號13的資料訊號14以及時脈訊號15的波形。

若已獲得指定數量的各個位元的起始時間與選擇的時脈週期起點的時間差，則步驟S305，統計模組240計算各個位元的起始時間與選擇的時脈週期起點的時間差的最小值及最大值。例如，對於低壓差分訊號13，計算得到10個Tppos1，分別是10.55、10.64、10.58、10.73、10.65、10.52、10.65、10.75、10.87、10.73，單位納秒（ns），則統計模組240算得Tppos1的最小值是10.52ns，最大值是10.87ns。在本實施例中，統計模組240還用於分析計算得到的各個位元的起始時間與選擇的時脈週期起點的時間差的最小值及最大值是否符合技術規範。圖6給出了低壓差分訊號時序關係的技術規範。根據該技術規範，第一位元脈衝位置的最小值是(T/7-0.2)ns，最大值是(T/7+0.2)ns，其中T表示時脈週期。例如，若T=75ns，則技術規範中的最小值是10.514ns，最大值是10.914ns。因此，若統計模組240計算得到某個時脈週期為75ns的低壓差分訊號13的Tppos1的最小值是10.52，最大值是10.87，則計算得到的Tppos1符合技術規範。

步驟S306，輸出模組250輸出各個位元的起始時間與選擇的時脈週期起點的時間差的最小值及最大值。在本實施例中，輸出模組250將各個位元的起始時間與選擇的時脈週期起點的時間差的最小值及最大值顯示在與電腦11相連的顯示設備16上。此外，所述輸出模組250還輸出各個位元的起始時間與選擇的時脈週期起點的時間差的最小值及最大值符合技術規範的情況。

綜上所述，本發明符合發明專利要件，爰依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施例，本發明之範圍並不以上述實施例為限，舉凡熟悉本案技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。

10‧‧‧低壓差分訊號時序測試系統

11‧‧‧電腦

12‧‧‧示波器

13‧‧‧低壓差分訊號

14‧‧‧資料訊號

15‧‧‧時脈訊號

16‧‧‧顯示設備

200‧‧‧波形獲取模組

210‧‧‧波形識別模組

220‧‧‧時序分析模組

230‧‧‧判斷模組

240‧‧‧統計模組

250‧‧‧輸出模組

S301‧‧‧獲取資料訊號及時脈訊號的波形

S302‧‧‧選擇時脈週期，識別該時脈週期內傳送的各個位元的起始時間

S303‧‧‧計算各個位元的起始時間與選擇的時脈週期起點的時間差

S304‧‧‧是否達到指定數量

S305‧‧‧計算各個位元的起始時間與選擇的時脈週期起點的時間差的最小值及最大值

S306‧‧‧輸出各個位元的起始時間與選擇的時脈週期起點的時間差的最小值及最大值

圖1係本發明低壓差分訊號時序測試系統較佳實施例的應用環境示意圖。

圖2係圖1中低壓差分訊號時序測試系統的功能模組圖。

圖3係本發明低壓差分訊號時序測試方法較佳實施例的流程圖。

圖4係低壓差分訊號的資料訊號及時脈訊號的波形圖。

圖5係低壓差分訊號時序關係的示意圖。

圖6係低壓差分訊號時序關係的技術規範的示意圖。

S301‧‧‧獲取資料訊號及時脈訊號的波形

S304‧‧‧是否達到指定數量

Claims

一種低壓差分訊號時序測試系統，所述低壓差分訊號包括資料訊號及時脈訊號，該系統包括：
波形獲取模組，用於獲取所述資料訊號及時脈訊號的波形；
波形識別模組，用於從時脈訊號的波形中選擇時脈週期，從資料訊號的波形中識別該選擇的時脈週期內傳送的各個位元的起始時間；
時序分析模組，用於計算各個位元的起始時間與選擇的時脈週期起點的時間差；
統計模組，用於根據多次計算得到的各個位元的起始時間與選擇的時脈週期起點的時間差，計算各個位元的起始時間與選擇的時脈週期起點的時間差的最小值及最大值；及
輸出模組，用於輸出各個位元的起始時間與選擇的時脈週期起點的時間差的最小值及最大值。
如申請專利範圍第1項所述之低壓差分訊號時序測試系統，其中所述波形獲取模組利用示波器來獲取資料訊號及時脈訊號的波形。
如申請專利範圍第1項所述之低壓差分訊號時序測試系統，其中所述波形識別模組透過識別數值發生轉變的位元來確定各個位元的起始時間。
如申請專利範圍第1項所述之低壓差分訊號時序測試系統，其中所述統計模組還用於判斷各個位元的起始時間與選擇的時脈週期起點的時間差的最小值及最大值是否符合技術規範。
一種低壓差分訊號時序測試方法，所述低壓差分訊號包括資料訊號及時脈訊號，該方法包括步驟：
獲取所述資料訊號及時脈訊號的波形；
從時脈訊號的波形中選擇時脈週期；
從資料訊號的波形中識別該選擇的時脈週期內傳送的各個位元的起始時間；
計算各個位元的起始時間與選擇的時脈週期起點的時間差；
根據多次計算得到的各個位元的起始時間與選擇的時脈週期起點的時間差，計算各個位元的起始時間與選擇的時脈週期起點的時間差的最小值及最大值；及
輸出各個位元的起始時間與選擇的時脈週期起點的時間差的最小值及最大值。
如申請專利範圍第5項所述之低壓差分訊號時序測試方法，其中所述獲取所述資料訊號及時脈訊號的波形的步驟中利用示波器來獲取資料訊號及時脈訊號的波形。
如申請專利範圍第5項所述之低壓差分訊號時序測試方法，其中所述從資料訊號的波形中識別該選擇的時脈週期內傳送的各個位元的起始時間的步驟中，透過識別數值發生轉變的位元來確定各個位元的起始時間。
如申請專利範圍第5項所述之低壓差分訊號時序測試方法，該方法還包括：
判斷各個位元的起始時間與選擇的時脈週期起點的時間差的最小值及最大值是否符合技術規範。