用于周期性采样的高分辨率时间戳制造技术

本发明专利技术公开了用于周期性采样的高分辨率时间戳。其中用于从目标系统收集数字采样数据的方法和装置在采样时钟的跳变时访问数字采样数据，获取与采样时钟的瞬时平均周期相关的信息，并且记录数字采样数据和与采样时钟的瞬时平均周期相关的信息。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于周期性采样的高分辨率时间戳。
技术介绍
作为数字系统传统测试的一部分，逻辑和协议分析仪从目标系统收集同步的数字数据，以测试并验证正确的系统操作。分析仪通常存储利用采样时钟源从目标系统得到的样本，所述采样时钟源来自于驱动目标系统的时钟或被编码为目标系统数据流的一部分的源。分析仪与每个被存储的样本一起提供时间戳，以使每个被存储的样本在时间上相关。在一个传统的系统中，时间戳是基于高频时间时钟的绝对计数，被与所采集的每个样本一起存储。时间戳的定时分辨率受时间时钟的频率和可用于存储时间戳的存储器量的限制。可以理解，时钟频率越高，定时分辨率就越高，并且需要更多的存储器来存储必要的信息。在可以更有效地利用系统存储器的另一传统系统中，存储资格采样方法仅存储满足某些用户定义的标准的样本。时间戳基于采样时钟并且反映未被存储的状态数目的计数。时间时钟计算采样时钟的平均周期以达到预期的分辨率。基于计算出的采样时钟的平均周期不随时间变化的假设，可以从在所存储的样本之间发生的采样时钟跳变的数目计算出所存储的样本之间的定时。随着时钟频率的提高，它们驱动的电子设备更容易辐射，并且更难通过电磁干扰(“EMI”)规范。为了减轻EMI并且保持与EMI要求的一致，一些数字系统使用扩频时钟(“SSC”)。SSC调制时钟频率使刚好够在更宽的频带上扩展辐射功率谱以降低任一频率处的功率幅度。在30kHz速率时典型的调制是0-0.5％。因此，对于某些数字系统，可以相对其计算时间间隔的采样时钟周期不是恒定的，并且如传统系统中利用采样时钟周期的总平均数的定时计算包括误差项。当在样本范围上累加时，与时间时钟的分辨率相比，误差项可能很大。因此，用于测量样本之间的时间间隔并且相对测量到的平均采样时钟周期来计算时间间隔的传统的采样时钟计数累加方法会产生不能够接受的误差测量结果。因此，需要一种用于收集使用扩频时钟的目标系统的数字数据的改进的方法和设备。
技术实现思路
本专利技术一个方面提供了一种用于从目标系统收集数字采样数据的方法。该方法包括以下步骤在采样时钟跳变时访问所述数字采样数据，获取与所述采样时钟的瞬时平均周期相关的信息，以及记录所述数字采样数据和与所述采样时钟的瞬时平均周期相关的信息。本专利技术另一个方面提供了一种用于从目标系统收集数字采样数据的方法。该方法包括以下步骤在采样时钟跳变时访问所述数字采样数据，确定固定数目的采样时钟跳变之间的瞬时时间差，所述瞬时时间差基于时间时钟，以及记录与相应时间差相关联的数字采样数据。本专利技术的又一个方面提供了一种用于收集数字采样数据的装置。该装置包括时间时钟和对时间时钟跳变进行计数的计数器，至少两个计数器存储元件，配置为在采样时钟跳变时存储所述计数器的时间时钟计数值，计算所存储的时间时钟计数值之间的差的处理元件，以及用于记录与所述差相关联的数字采样数据的收集设备。附图说明从下面结合附图的详细描述中，可以理解本专利技术的教导，在附图中图1是示出了根据本专利技术教导的实施例的时间时钟、采样时钟、时间标签生成器和来自目标系统的数字采样数据之间的关系的框图。图2是根据本专利技术教导的时间标签生成器的实施例的框图。图3是根据本专利技术教导的时间标签生成器的替代实施例的框图。图4是示出了被调制的采样时钟的周期与采样窗口时间跨度之间的示例关系的定时图。图5是在根据本专利技术教导的实施例中被存储的数据的总体表示。图6是根据本专利技术教导的实施例的流程图。图7是根据本专利技术教导的用因子M减速的实施例的第一部分，其中M＝4。图8是根据本专利技术的教导的用因子M减速的实施例的第二部分。图9是根据本专利技术的教导的第二部分的替代实施例。具体实施例方式参考附图中的图1，其示出了时间标签生成器101和数字采样数据寄存器105的框图。时间时钟102和采样时钟103驱动时间标签生成器101的不同部分。采样时钟103直接从目标系统(未示出)导出，所述目标系统提供目标数据104以由根据本专利技术教导的实施例测量。因此，由根据本专利技术教导的实施例收集的数字数据与目标系统中的操作同步。时间时钟102是与目标系统独立的高频时钟，其为采样时钟103进行的测量定义定时分辨率。采样时钟103还驱动用于在采样时钟103的跳变时存储目标数据104的数字采样数据寄存器105，以产生数字采样数据106。在所选择的采样时钟103的跳变时，存储信号108记录时间标签107和当前数字采样数据106，并在数据记录109中关联这二者。参考附图中的图2，其示出了根据本专利技术教导的时间标签生成器101的实施例，其中当数字采样数据106被记录时，生成时间标签107。在图2所示的实施例中生成的时间标签107是绝对时间戳。时间时钟102驱动格雷码计数器201。格雷码计数器201在时间时钟102的每个跳变时增加，因此在任一时刻只有一位发生变化。计数器寄存器202在采样时钟103的每个跳变时记录格雷码计数器201的值。时间时钟102的频率比采样时钟103的频率高，并且时间时钟102为测量系统定义定时分辨率。格雷码到二进制码的转换器203将所记录的格雷码的值转换成二进制码。转换之后，二进制计数值被存入先进先出(文中的“FIFO”)存储缓存器204中作为时间时钟计数值。后续的时间时钟计数值随着采样时钟103的每次跳变也被存入FIFO缓存器204中。如传统的FIFO缓存器，在存储了N个计数值之后，第N+1个二进制计数值被存储在FIFO缓存器204中作为最近存储的值206，并且FIFO缓存器204中最早存入的值207被丢弃，因此只保留N个最近存储的时间时钟计数值。因此，采样窗口时间跨度为采样时钟103的瞬时平均周期(instantaneous average period)的N倍。可以基于在采样时钟103的N个跳变上计数得的时间时钟的跳变次数计算采样时钟103的瞬时平均周期。因此，在特定的实施例中，采样窗口时间跨度中的瞬时平均采样周期可以按如下方式计算，即最近存储的时间时钟计数值206减去最早存储的时间时钟计数值207，再乘以时间时钟102的周期除以FIFO缓存器204中保存的时间计数值的数目。该等式可以表示为Tsample=(COUNTN-COUNT0)*(TtclkN)]]>减法元件205接受最近存储的二进制计数值206，并且从最早存储的二进制计数值207中减去值206以得到时间差计数值208。在特定实施例中，最近存储的二进制计数值206为最新存储的时间时钟计数值，并且最早存储的二进制计数值207为最久存储的时间时钟计数值。在一个实施例中，数字采样数据随着采样时钟103的每次跳变而被存储，并且与数字采样数据相关联的时间标签为计算出的时间差值208。因为采样时钟103的每个跳变都记录着时间信息，所以可以基于采样时钟时间计数值序列重新创建所有的定时信息。因此，根据本专利技术教导但未显示在附图中的实施例计算的时间标签仅作为时间差计数值，并且该实施例不包括元件210-212。附图中的图2中所示出的实施例计算绝对时间戳作为时间标签107。在图2的实施例中，数字采样数据106可以只在采样时钟103被选择的跳变时被存储，而不是在采样时钟103的每个跳变时被存储。在附图中的图2所示出的实施例中，累加器210将每个时间差计数值208加到存储本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于从目标系统收集数字采样数据的方法，包括以下步骤：在采样时钟跳变时访问所述数字采样数据，获取与所述采样时钟的瞬时平均周期相关的信息，以及记录所述数字采样数据和与所述采样时钟的瞬时平均周期相关的信息。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：杰弗里约翰哈弗费勒，
申请(专利权)人：安捷伦科技有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]