具体实施方式
在下面的讨论中,将阐述众多特定的细节以提供对本发明的完全理解。然而,本领域的技术人员将理解,在没有这样的特定细节的情况下也可以实现本发明。在其他的情况中,为了不以不必要的细节混淆本发明,以示意图或框图形式示出了公知的组件。另外,在极大程度上,省略了关于网络通信、电磁信号传送技术等的细节,因为这样的细节被认为对于获得本发明的完全理解是不必要的,并且被认为是处于本领域普通技术人员的理解范围内的。
本发明解决涉及调试和监控复杂及小型的数字***的众多问题。首先,探测通常在探测连接是否被正确地连接上产生不确定性。识别期望信号的能力使得测试设备确保连接是正确的。其次,当期望进行某一分析时,该改进的测试方法确保进行该分析所需的实际信号集合存在。而且,该信号识别机制使得测试设备能够“自配置”。由于对于所期望的分析的类型的认知以及对于哪一通道连接到哪一信号的认知,测试设备能够“自配置”。该信号识别机制能够应用于输入信号、输出信号或双向信号。
图1示出了改进的信号识别电路100的框图。数据in_n 102和数据in_0106分别是对于三态驱动器_n 110和三态驱动器_0 112的输入数据信号。输出in_n 104和输出en_0 108分别是启用驱动器110和驱动器112的输出的信号。rs_n 114代表驱动器110的源阻抗,而rs_0 116代表驱动器112的源阻抗。I/O pin_n 118是驱动器110的输出引脚,而I/O pin_0 120是驱动器112的输出引脚。I/O引脚118和120能够是输入或输出引脚。该集成电路中的这些驱动器的数量是不重要的,因为该信号识别机制能够处理许多驱动器或接收器电路。而且,这些驱动器能够由接收器或驱动器/接收器电路来替换。
ID选择信号126确定哪一个数据引脚118或120已被选择并且由MUX1 132来识别。信号126连接到两个多路复用器MUX 1 132和MUX 2 134。响应ID选择信号126,MUX 1 132选择正确的I/O引脚118或120。模拟多路复用器MUX 2 134根据ID选择信号126而在选定的I/O引脚的标识信号和地之间切换。当MUX 2 134输出地时,其处于GND模式,而当其输出AC标识信号时,其处于ID模式。MUX 2 134还连接到GND引脚138。MUX 2 134的输出是ID/GND引脚136。ID/GND引脚136在AC标识信号和地之间选择。为这些多路复用器供电的隔离电压源130不参照地,而是在选定的I/O驱动器引脚118或120的DC电平处浮动。
对于该实施例而言,ID选择信号126递增计数并标识相应的I/O引脚118或120的顺序数字。ID选择信号126是到ID信号查找表122中的输入,该ID信号查找表122可以是包含关于每一信号的信息(在此描述)的只读存储器(ROM)设备。表122使得信号识别电路100能够将信号名称和/或该信号的详情提供给测试设备(未示出)。例如,查找表122使得ID选择信号126能够将信号名称和对于该信号的电压范围(在此描述)通知给测试设备。查找表122连接到调制器128,该调制器128响应选定的信号来控制隔离电压源130。参考频率124使得调制器128和隔离电压源130以与ID选择信号126相同的定时循环工作。
该装置100将AC标识信号施加到承载该信号的引脚118或120。施加到引脚118或120上的小AC标识信号在用于在驱动器110或112与接收器(未示出)之间传送信号的路径上是不可见的。装置100将该AC标识信号施加到由MUX 1 132所识别的I/O引脚118或120与ID/GND引脚136之间,然而实际的信号则存在于I/O引脚118或120和地138上。MUX2 134对于给定装置100所正识别的所有I/O引脚而共享ID/GND引脚136。
如前所述,隔离电压源130浮动并且不参照地。连接到MUX 2 134的电压源130的线维持在DC地电势。ID/GND输出136始终处于地电势,而与选定I/O引脚(例如118或120)上的DC电平无关。正被测量的引脚与ID/GND信号136的隔离通过电容隔离器(图2中将更加详细地描述)来实现。在没有这种隔离的情况下,每次MUX 2 134在GND模式和ID模式之间切换时,ID/GND信号136都影响锁存器DC电压。
兼容测试设备(未示出)使用接地引线连接到ID/GND引脚136并且使用通道引线连接到适当的I/O引脚118或120。首先,测试设备必须找到由ID选择信号126提供的信号识别序列。这称为信号识别模式。一旦检测到识别序列,测试设备便触发定时器并且内在地将采样从识别模式改变到数据获取模式。在数据获取模式下,测试设备测量并且采样来自该信号的数据。
图2示出了信号识别电路100(参见图1)中的隔离电压源130的示意图。如前所述,电源130是浮动的并且不参照地。电容器214是一种能量存储元件。电容器214以及六个开关(开关1 202、开关2 204、开关3 206、开关4 208、开关5 210、开关6 212)构成了电压源。所有的开关都是不重叠的,这意味着它们在产生特性之前具有一个间断。通过对这6个开关进行排序以在电容器214上产生交变电压,然后将电容器214连接到将要识别的信号集,来产生隔离Vout 216。Vout 216电压是对MUX 1 132和MUX2 134的输入。图2是开关电容器隔离电压源的一个例子。利用光学隔离电压源或变压器隔离电压源来能够获得相似的结果。
在图2中,在“接通(ON)”位置,所有的开关将连接到标为“接通”的接头,这些接头的电压受控于图1中的调制器128。在断开(OFF)位置,所有的开关都将连接到标为“断开”且被隔离或浮动的接头。典型的顺序以开关1 202和开关2 204“接通”而开关3 206和开关4 208“断开”开始。开关5 210和开关6 212也处于“接通”。以这一顺序,调制器128以正极性对电容器214充电。接下来,开关5 210和开关6 212变到“断开”接头。同时,开关3 206和开关4 208转为“接通”,而开关1202和开关2 204转为“断开”。这样将电压源(电容器214)连接到负载(隔离Vout216)。然后,开关3 206和开关4 208转为“断开”,而开关1 202、开关2 204、开关5 210以及开关6 212转为“接通”。调制器128以负极性对电容器214充电。接下来,开关1 202、开关2 204、开关5 210以及开关6212转为“断开”而开关3 206和开关4 208转为“接通”,以再次将电容器214连接到Vout 216。此顺序自身重复以向负载生成AC信号并且对模拟MUX 2 134供电以便识别选定的信号。在另一实现中,电容器214可以是外部组件。
图3示出了信号识别电路100中的模拟多路复用器300的框图。MUX1 132由开关即开关1 302构成,开关1 302选择正确的I/O引脚。在图3中,两个I/O引脚是I/O pin_n 118和I/O pin_0 120。如前所述,可以存在大量的将被识别的I/O引脚。ID选择信号126是对MUX 1 132的另一输入,其告知MUX 1 132选择哪一I/O引脚118或120。当ID选择信号126递增计数时,开关302从一个I/O引脚移动到下一个I/O引脚。开关1 302连接到隔离电源130以提供选定的I/O引脚的信号。开关1 302使得隔离电源130能够在选定的I/O驱动器引脚的DC电平处浮动。
MUX 2 134由开关2 304构成。该开关304在隔离电源130和地之间选择。开关2 304连接到ID/GND引脚136。ID选择信号126是对MUX 2134的输入。ID选择信号126告知MUX 2 134是选择隔离电源130还是地。例如,当ID选择信号126告知MUX 1 132选择I/O pin_0 120时,开关1 302连接到I/O引脚120。同时,ID选择信号126告知MUX 2 134连接到隔离电源130。这是ID模式并且测试设备通过连接到正确的I/O引脚120和ID/GND引脚136而能够识别信号。在小的延迟之后,ID选择信号126告知MUX 2 134切换到地。从而,开关2 304连接到地。这是GND模式并且能够参照地对选定信号进行探测和测量。
图4示出了说明关于ID选择信号的模拟多路复用器ID/GND输出信号的时序图400。对于该实施例而言,ID选择信号126是计数器值。如图4所示,ID选择信号126从0递增5。ID/GND引脚136的分配值存储在ID信号查找表122中。在0,ID/GND输出136接地。在1,ID/GND输出136定位特定的AC标识信号N。在2,ID/GND输出136返回到地。在3,ID/GND输出定位一个不同的AC标识信号N+1。在4,ID/GND输出回到地。在5,ID/GND输出定位一个不同的AC标识信号N+2。
作为一个实例,N表示对于I/O引脚0的AC标识信号。当ID选择信号126达到1时,则ID/GND引脚136连接到对于I/O引脚0120的相应AC标识信号。当ID选择信号126达到3时,则ID/GND引脚136是对于I/O引脚1(未示出)的相应AC标识信号。当ID选择信号126达到5时,那么ID/GND引脚136是对于I/O引脚2(未示出)的相应AC标识信号。当MUX 2 134输出特定的AC标识信号时,测试设备能够识别与该AC标识信号相对应的信号。一旦该设备已识别出该信号,那么MUX 2 134地的输出允许该设备测量并且采样实际数据。从而,当ID选择信号达到“1”时,MUX 1 132连接到I/O引脚0 120。所以,当ID选择信号126达到“2”时,测试设备探测I/O引脚0 120上的信号。当ID选择信号126达到“3”时,MUX 1 132连接到I/O引脚1(未示出)。
图5总体上示出了连接到电源502的信号识别电路508的框图。该配置用于识别电源输出。ID电路508代表图1中的信号识别电路100的一个实施例。ID/GND线510与图1中的ID/GND线136相同。GND线512连接到电源502。该电源502具有非常低的源阻抗,通常处于毫欧范围内。电源502提供相对于GND 512的电压干线504。普通的万用表能够测量GND 512和电压干线504之间的电压。本发明允许兼容的万用表通过相对于ID/GND信号510测量电压干线504来进行测量。电源干线506示出了将被探测的实际信号。一个ID电路508能够实现对于大量的输入信号、输出信号、或双向信号的此类型的识别探测。
ID/GND点510可以是测试点或印刷电路板的适当识别的铜轨迹。兼容的万用表利用用于到达ID/GND引脚510的通道的接地引线并且利用到电压干线504的通道输入连接到信号识别电路500。万用表感测ID同步图形以及涉及被探测信号的相应标识信息。该信息存储在图1的查找表122中。然后,在适当的时刻,当模拟多路复用器已切换到ID/GND引脚510上的输出GND时,测试设备进行实际的测量并且显示电压。相应的标识信息也能提供所期望的电压。因此,不仅能够读取出实际的电压,也能够显示所期望的电压。
存在许多能够使用本发明来实现的其他新颖性特征。信号标识信息能够包含用于选定信号的安全电压的范围。这允许测试设备示出实际的电压以及实际电压是否处于所期望的范围内。如果选定信号的电压在该范围之外(太高或太低),那么该设备产生告警消息。而且,可由另一类型的测试设备使用的任何其他信号详情可具有该信号标识信息。如前所述,已知所期望的分析的类型和对于哪一个探头连接到哪一个信号的认知,本发明还允许兼容的测试设备对于选定的信号进行“自配置”。
本发明的测试设备能够提供附加的安全特征。该装置100确保电路连接的明确指示。从而,如果选定信号被假定示为100伏特并且存在渐衰,那么测试设备示出:该设备被适当地连接并且该信号被假定示为100伏特。或者,如果不存在明确连接的信号并且读数是0伏特,那么操作员将了解不存在连接。先前,如果操作员认为进行了连接并且0伏特是输出的话,那么他可能会触电致死,因为他认为该信号不存在电压。这就是由于渐衰或其他问题而使得在无信号识别的情况下的简单探测可能不令人满意的原因。
在不影响集成电路中的实际信号的情况下识别和测试期望信号的能力提供了超越现有技术调试和监控方法的巨大改进。本发明增强了准确而安全地探测复杂的数字***的能力。而且,识别选择信号和关于这些信号的特定信息的能力极大地增强了相应测试设备的能力。
可以理解,本发明能够采取多种形式和实施例。从而,在不脱离本发明的范围的情况下,可以实现本发明构思的许多变形。在此概括的能力考虑到了多种程序设计模型的可能性。本公开不应被认为优选任何特定的程序设计模型,而是针对于这些程序设计模型能够在其上构建的基础概念。
本发明是通过参考其几个优选实施例而被描述的,应该指出,所公开的实施例实质上是说明性的,而不是限制性的,并且在上述的公开中预期了广泛的变形、修改、变换以及替代,在某些情况下,在不相应使用其他特征的情况下可以使用本发明的某一些特征。基于前面对优选实施例的描述,本领域的技术人员可以设想许多这样的变形和修改。因此,应该理解,应该宽泛地并且以与本发明的范围一致的方式来解释所附权利要求。