電子組件接收信號靈敏度的測量裝置與測量方法
2023-06-01 19:47:21 2
專利名稱：電子組件接收信號靈敏度的測量裝置與測量方法
技術領域：
本發明涉及一種電子組件接收信號靈敏度的測量裝置與測量方法。
背景技術：
隨著用戶對計算機性能要求的不斷提高，相應的接口規範也不斷在更新換代，計算機中形如系統主板、外接卡、晶片組等電子組件的接收信號靈敏度測試成為業界需要解決的主要問題。
比如說，PCI Express(Peripheral Component Interconnect Express，高速外圍部件互連總線)是英特爾公司推出的新一代輸入/輸出接口規範，目的是以高帶寬速度將計算機系統與外設連接起來。PCI Express實現了傳輸方式從並行到串行的轉變，其設備與設備之間採用點對點串行連接傳輸，每個設備都有自己的專用連接線，不需要向整個總線請求帶寬，故可以把數據傳輸率提高到一個很高的頻率，達到以往規範所不能提供的高帶寬。相對於傳統PCI總線在單一時間周期內只能實現單向傳輸，PCI Express的雙工連接能提供更高的傳輸速率和質量。
PCI Express規格從1條通道連接到32條通道連接，有非常強的伸縮性，以滿足不同系統設備對數據傳輸帶寬不同的需求。除去可提供極高數據傳輸帶寬之外，PCI Express還採用串行數據包方式傳遞數據，所以PCI Express接口每個針腳可以獲得比傳統I/O標準更多的帶寬，這樣就可以降低PCI Express設備生產成本和體積。另外，PCI Express也支持高階電源管理，支持熱插拔，支持數據同步傳輸，故可為優先傳輸數據進行帶寬優化。
在兼容性方面，PCI Express在軟體層面上兼容目前的PCI技術和設備，支持PCI設備和內存模組的初始化，也就是說目前的驅動程序、作業系統即可支持PCI Express設備。
PCI Express的結構包括三層最下層為實體層(Physical Layer)，接著是數據鏈路層(Date Link Layer)，最上面則是交易層(Transaction Layer)，每一層都需要使用合適的儀器來驗證和檢查其完善性。在實體層上，一般會使用碼型產生器/錯誤檢測器以及示波器來檢查信號的完整性，並進行適當的位誤碼率測量。然而，這種測量主要用於測量PCI Express傳送端的傳送信號的位誤碼率。
現行PCI Express規範中也有相關接收信號靈敏度的規範和步驟，如最大抖動水平，設定解強時的最小輸出電壓水平，無設定解強時的最小輸出電壓水平及最大解強水平。數位訊號0與1轉換瞬間的電壓水平稱為輸出電壓水平，從外界加入給外接卡的抖動成分稱為抖動水平。只要測量這些參數，即可獲知PCI Express規範所定義的接收信號靈敏度。但現行PCI Express的接收信號靈敏度測量步驟不夠具體，因此目前業界只有發送信號的驗證程序，並沒有接收信號靈敏度的測量方法；其他規範的類似系統主板、顯卡和晶片組等電子組件的接收信號靈敏度測試也存在上述問題。
發明內容鑑於以上內容，有必要提供一種測量裝置與方法，用以測量該類電子組件接收信號的靈敏度。
一種電子組件接收信號靈敏度的測量裝置，用於測試電子組件接收信號的靈敏度，所述電子組件包括一互連接口，所述電子組件接收信號靈敏度的測量裝置包括一計算機和一控制板，所述計算機的輸入/輸出接口與所述控制板相連，所述控制板與所述電子組件的所述互連接口相連，所述電子組件的輸入/輸出接口與所述計算機的輸入/輸出接口相連，所述計算機發送隨機數位訊號至所述控制板，由所述控制板將所述數位訊號轉換成模擬信號後輸入至所述電子組件，所述電子組件將接收到的所述模擬信號回傳給所述控制板，再由所述控制板將所述回傳信號轉換成確定的數位訊號並送至所述計算機，所述計算機分析所述確定的數位訊號來得出所述電子組件接收信號的靈敏度參數。
一種接收信號靈敏度的測量方法，用於測試電子組件接收信號的靈敏度，所述測量方法包括以下步驟設置一控制板，使所述控制板與一計算機的輸出入接口相連，所述控制板同時與所述電子組件互連接口相連，所述電子組件的輸出入接口與所述計算機的相應輸出入接口相連；通過所述計算機的底層軟體將所述電子組件設定為回傳狀態；所述計算機發送隨機數位訊號至所述控制板，由所述控制板傳送至所述電子組件，所述電子組件將接收到的信號回傳給所述控制板，再由所述控制板傳送至所述計算機；以及所述計算機分析所述確定的數位訊號來得出所述電子組件接收信號的靈敏度參數。
相較現有技術，所述電子組件接收信號靈敏度的測量裝置利用所述電子組件處於回傳狀態時可收發信號的特點，並通過所述計算機和控制板來調整電子組件接收信號靈敏度的相關參數，即可清楚定義所述電子組件的收發特性，獲知電子組件接收信號的靈敏度。
下面結合附圖及具體實施方式
對本發明作進一步的詳細說明。
圖1為本發明電子組件接收信號靈敏度的測量裝置較佳實施方式的結構框圖。
圖2為圖1中的控制板電路框圖。
圖3為本發明接收信號靈敏度的測量方法的較佳實施方式的流程圖。
具體實施方式請參閱圖1，本發明電子組件接收信號靈敏度的測量裝置包括一計算機20及一控制板30。所述計算機20控制整個測量運行，並負責進行測量調整；所述控制板30負責發送和接收數位訊號；本發明較佳實施方式中的電子組件為一採用PCI Express(Peripheral Component Interconnect Express，高速外圍部件互連總線)規範的系統主板40，所述系統主板40包括一輸入/輸出接口42和一內建的PCI Express互連接口44。所述計算機20的輸入/輸出接口22與所述控制板30相連，所述控制板30與所述系統主板40的PCI Express互連接口44相連，所述系統主板40的輸入/輸出接口42與所述計算機20的輸入/輸出接口22相連。所述計算機20發送隨機數位訊號至所述控制板30，由所述控制板30將所述數位訊號轉換成模擬信號後輸入至所述系統主板40，所述系統主板40將接收到的所述模擬信號回傳給所述控制板30，再由所述控制板30將所述回傳信號轉換成確定的數位訊號並送至所述計算機20。
請同時參閱圖2及圖3，所述控制板30包括一編碼電路31、一併行轉串行電路32、一輸出緩衝電路33、一混合器34、一抖動產生電路35、一輸入緩衝電路36、一串行轉並行電路37及一解碼電路38。所述計算機20發送隨機數位訊號，該數位訊號包括8位數據信號和4位控制信號，作為所述編碼電路31的輸入信號，所述編碼電路31用於將所述隨機數位訊號轉換成與所述PCI Express互連接口相匹配的並行信號。由於計算機傳統總線恆接收並行信號，而新的高速信號線為了提升信號的傳輸效率，減少布線面積，開始採用串行總線的規範來進行設計，為了兩者能夠兼容，必須進行並行轉串行的電路轉換，即所述並行信號需經所述並行轉串行電路32轉換成串行信號。所述串行信號輸入至所述輸出緩衝電路33，因為所述串行信號作為一種高速數位訊號，很難在實際的傳輸環境下保真傳輸運行，故所述輸出緩衝電路33將所述串行信號轉換成可於所述控制板30的實體層運行的高速模擬信號，所述輸出緩衝電路33可以通過所述計算機20的底層軟體，如BIOS(Basis InputOutput System，基本輸入/輸出系統)設定來調整與PCI Express靈敏度規範相關的輸出電壓水平、解強水平等參數。所述混合器34連接所述輸出緩衝電路33與所述系統主板40的PCI Express互連接口44，用於將所述高速模擬信號與所述抖動產生器電路35產生的一抖動水平相混合，輸出內含抖動成份的高速模擬信號給所述系統主板40。在測量中為了測量系統主板40所能容許的抖動量，故需加入所述抖動成份。
所述計算機20的基本輸入/輸出系統已事先將所述系統主板40設置成PCI Express規範中規定的回傳狀態。所述系統主板40處於所述回傳狀態下，能將其接收到的信號即時發送出去，故所述系統主板40收到所述混合器34輸出的高速模擬信號後，即時發送該高速模擬信號至所述輸入緩衝電路36，所述輸入緩衝電路36將所述高速模擬信號轉換成串行信號輸出至所述串行轉並行電路37，由所述串行轉並行電路37輸出並行信號，所述解碼電路38將所述並行信號重新解碼為確定的8位數據信號和4位控制信號並傳送至所述計算機20，所述計算機20通過基本輸入/輸出程序來進行相應的測試調整，當滿足規範要求的預設條件時所述計算機20分析所述確定的數位訊號以完成所述系統主板40接收信號靈敏度的參數測量。所述系統主板40接收信號靈敏度是由該系統主板40的最大抖動水平、最小輸出電壓及最大解強水平等參數來決定的。
本發明電子組件接收信號靈敏度的測試方法的較佳實施方式如下設置上述控制板30，使所述控制板30與所述計算機20的輸出入接口22相連，所述控制板30同時與所述系統主板的互連接口44相連，所述系統主板的輸出入接口42與所述計算機20的相應輸出入接口22相連，而後啟動所述計算機20(步驟S1)；通過所述計算機20的底層軟體將所述系統主板40設定為回傳狀態(步驟S2)；通過所述計算機20的底層軟體設定一抖動水平初始值為0(初始值為0表示無抖動，測量者可依據經驗設定該初始值，以減少測量時間)、一輸出電壓水平初始值為1200mv和一解強水平初始值為0(步驟S3)；所述計算機20發送隨機數位訊號至所述控制板30，由所述控制板30將所述數位訊號轉換成含抖動水平的高速模擬信號後傳送至所述系統主板40，所述系統主板40將接收的所述模擬信號回傳給所述控制板30，再由所述控制板30轉換成確定的數位訊號後傳送至所述計算機20(步驟S4)；所述計算機20通過以下步驟分析所述確定的數位訊號來得出所述系統主板40接收信號的所述靈敏度參數所述計算機20比較所述接收信號與其發送的信號是否相符(步驟S5)；若相符則增加所述抖動水平並再次進入所述步驟S4；若不符，則由所述計算機20通過相應預設的內部程序記錄所述抖動水平，減少所述輸出電壓水平(步驟S6)；由所述計算機20發送隨機數位訊號至所述控制板30(步驟S7)；由所述計算機20比較接收的信號與其發送的信號是否相符(步驟S8)；若相符則減少所述輸出電壓水平並且再次進入所述步驟S7；若不符，則由所述計算機20通過相應預設的內部程序記錄所述輸出電壓水平，增加解強水平(步驟S9)；所述計算機20發送隨機數位訊號至所述控制板30(步驟S10)；由所述計算機20比較接收的信號與其發送的信號是否相符(步驟11)；若相符則增加所述解強水平並再次進入所述步驟S10；若不符，則由所述計算機20通過相應預設的內部程序記錄所述最大解強水平(步驟S12)。至此，即完成所述系統主板40的最大抖動水平、無設定解強時的最小輸出電壓水平和最大解強水平的測量。
無設定解強水平時的最小輸出電壓水平與設定解強水平時的最小輸出電壓水平滿足以下關係式T＝20log10(V1/V2)其中，V1為設定解強水平時的最小輸出電壓水平，V2為無設定解強水平時的最小輸出電壓水平，T為最大解強水平，根據所調整出來的無設定解強水平時的最小輸出電壓水平和最大解強水平以及上述關係式可以得出設定解強水平時的最小輸出電壓水平。也可以在所述步驟S3將解強水平初始值設定為其它值，先求出設定解強水平時的最小輸出電壓水平，再根據上述關係式求出無設定解強水平時的最小輸出電壓水平，如此可以節約測量時間。
上述步驟首先調整出所述計算機20接收的信號與其發送的信號不相符時的最大抖動水平，然後調整出所述計算機20接收信號與其發送信號不相符時的最小輸出電壓水平，再調整出所述計算機20接收的信號與其發送的信號不相符時最大解強水平，所述最大抖動水平、最小輸出電壓水平和最大解強水平即為所述系統主板40接收信號靈敏度參數。可以理解的是，這些參數的調整次序可以調換，並不會影響靈敏度測量的效果。
需要說明的是，利用上述測試裝置、測試方法及測試原理也可以順利完成具有該規範或者其它規範的外接卡、顯卡及晶片組等電子組件接收信號靈敏度的測試。
權利要求
1.一種電子組件接收信號靈敏度的測量裝置，用於測試電子組件接收信號的靈敏度，所述電子組件包括一互連接口，其特徵在於所述電子組件接收信號靈敏度的測量裝置包括一計算機和一控制板，所述計算機的輸入/輸出接口與所述控制板相連，所述控制板與所述電子組件的所述互連接口相連，所述電子組件的輸入/輸出接口與所述計算機的輸入/輸出接口相連，所述計算機發送隨機數位訊號至所述控制板，由所述控制板將所述數位訊號轉換成模擬信號後輸入至所述電子組件，所述電子組件將接收到的所述模擬信號回傳給所述控制板，再由所述控制板將所述回傳信號轉換成確定的數位訊號並送至所述計算機，所述計算機分析所述確定的數位訊號來得出所述電子組件接收信號的靈敏度參數。
2.如權利要求1所述的接收信號靈敏度的測量裝置，其特徵在於所述控制板包括一編碼電路，一併行轉串行電路，一輸出緩衝電路，一混合器，一抖動產生電路，一輸入緩衝電路，一串行轉並行電路及一解碼電路，所述編碼電路用於將所述計算機輸出的隨機數位訊號轉換成並行信號；所述並行轉串行電路用於將所述並行信號轉換成串行信號；所述輸出緩衝電路用於將所述串行信號轉換成可於所述控制板實體層運行的高速信號；所述混合器用於將所述高速信號與一抖動水平混合後所產生的高速模擬信號傳輸給所述電子組件；所述抖動產生電路用於提供和控制所述抖動水平；所述電子組件將所述高速模擬信號回傳給所述輸入緩衝電路，所述輸入緩衝電路輸出串行信號；所述串行轉並行電路用於將所述串行信號轉換成並行信號；所述解碼電路用於將所述並行信號轉換成數位訊號並回傳給所述計算機。
3.如權利要求1所述的接收信號靈敏度的測量裝置，其特徵在於所述數位訊號包括數據信號和控制信號。
4.如權利要求1所述的接收信號靈敏度的測量裝置，其特徵在於所述輸出緩衝電路通過所述計算機的底層軟體來調整所述電子組件靈敏度規範所規定的輸出電壓、解強水平、抖動水平的參數值。
5.一種電子組件接收信號靈敏度的測量方法，用於測試電子組件接收信號的靈敏度，所述測量方法包括設置一控制板，使所述控制板與一計算機的輸出入接口相連，所述控制板同時與所述電子組件的互連接口相連，所述電子組件的輸出入接口與所述計算機的相應輸出入接口相連；通過所述計算機的底層軟體將所述電子組件設定為回傳狀態；所述計算機發送隨機數位訊號至所述控制板，由所述控制板傳送至所述電子組件，所述電子組件將接收到的信號回傳給所述控制板，再由所述控制板傳送確定的數位訊號至所述計算機；以及所述計算機分析所述確定的數位訊號來得出所述電子組件接收信號的靈敏度參數。
6.如權利要求5所述的接收信號靈敏度的測量方法，其特徵在於所述電子組件接收信號靈敏度參數為所述計算機接收的信號與其發送的信號不相符時的最大抖動水平、最小輸出電壓水平和最大解強水平。
7.如權利要求6所述的接收信號靈敏度的測量方法，其特徵在於通過所述計算機的底層軟體設定一抖動水平初始值，若計算機接收的信號與其發送的信號相符則增加所述抖動水平，而後所述計算機循環比較直到所述接收的信號與其發送的信號不符時記錄所述最大抖動水平。
8.如權利要求6所述的接收信號靈敏度的測量方法，其特徵在於通過所述計算機的底層軟體設定一輸出電壓初始值，若計算機接收的信號與其發送的信號相符則減少所述輸出電壓水平，並再次循環比較直到所述接收的信號與其發送的信號不符時記錄所述最小輸出電壓水平。
9.如權利要求6所述的接收信號靈敏度的測量方法，其特徵在於通過所述計算機的底層軟體設定一解強水平初始值，若計算機比較接收的信號與其發送的信號相符則增加所述解強水平，並再次循環比較直到所述接收的信號與其發送的信號不符時記錄所述最大解強水平。
10.如權利要求7或8或9所述的接收信號靈敏度的測量方法，其特徵在於所述最小輸出電壓水平可為無設定解強水平或為設定解強水平時的最小輸出電壓水平。
全文摘要
一種電子組件接收信號靈敏度的測量裝置與測量方法，用於測試電子組件接收信號的靈敏度，所述測量裝置包括一計算機和一控制板，所述控制板包括一編碼電路、一併行轉串行電路、一輸出緩衝電路、一混合器、一抖動產生器、一輸入緩衝電路、一串行轉並行電路及一解碼電路，所述接收信號靈敏度測量方法通過所述計算機的底層軟體將所述電子組件設定為回傳狀態並設定一抖動水平初始值、一輸出電壓水平初始值和一解強水平初始值，由所述計算機發送信號至所述控制板，然後調整出所述計算機接收的信號與其發送的信號不相符時的最大抖動水平，最小輸出電壓水平和最大解強水平，記錄即為所述電子組件接收信號靈敏度。
文檔編號G06F11/267GK1940882SQ20051010003
公開日2007年4月4日 申請日期2005年9月28日 優先權日2005年9月28日
發明者許壽國 申請人:鴻富錦精密工業(深圳)有限公司, 鴻海精密工業股份有限公司