[发明专利]一种毛刺检测装置

说明书

技术领域

本发明属于数字系统测试分析领域，具体来讲涉及一种毛刺检测装置。

背景技术

逻辑分析仪是一种分析数字系统硬件和软件的仪器，是最重要的数据域测试仪器之一。毛刺检测是逻辑分析仪的一种重要的能力。毛刺是一种宽度小于规定要求的窄脉冲，在逻辑分析时，认为在一个采样时钟周期内两次通过门限的窄脉冲为毛刺。常见的毛刺有四种形式：在信号低电平上出现的正向毛刺，在信号高电平上出现的负向毛刺，连续出现的毛刺，在信号跳变沿上出现的毛刺。毛刺是由于干扰、传输时延以及竞争冒险等原因造成的假信号，会引起系统工作异常。

传统的毛刺检测是通过毛刺锁定方式来实现。逻辑分析仪用锁定方式检测毛刺时，锁定电路把一个很窄的毛刺展宽，并用与一个采样周期相对应的宽度显示这个毛刺。在这种方式下，如果数据信号宽度等于采样周期，那么显示时，它将与毛刺无法区别。为此采样率必须高于被测系统的最高数据变化速率的5～10倍，才能正确区分毛刺和正常数据。

如图1所示，锁定电路包括两个非门N1、N2，两个与非门NA1、NA2，两个D触发器D1、D2。datain为输入信号；glitch_en为采样/锁定控制信号；clk为采样时钟；反馈信号databack在采样方式下为采样数据输出，在锁定方式下为带展宽毛刺数据输出。

输入信号datain输入D触发器D1的D输入端、与非门NA1，通过非门N2输入到与非门NA2。采样/锁定控制信号glitch_en输入到与非门NA1、NA2，其作用是关闭/使能两个与非门NA1、NA2，使整个电路工作在采样方式或锁定方式。反馈信号databack分为两路，一路通过非门N1输入到与非门NA1，一路直接输入到与非门NA2。

与非门NA1输出到D触发器D1的置位PRN端，而与非门NA2则输出到D触发器D1的清零CLRN端，D触发器D1的输出Q端的输出为dataout，并连接到D触发器D2的输入端。

两个D触发器D1、D2的时钟脉冲CP都与采样时钟clk向连接，D触发器D2的预置PRN端、清零CLRN端接电源VCC，D触发器D2的输出Q端的输出为databack。

这样，当采样/锁定控制信号glitch_en为0，电路工作在采样方式，采样/锁定控制信号glitch_en关闭与非门NA1和NA2，D触发器D1、D2仅在采样时钟作用clk下锁存输入数据信号，而对采样时钟之间出现的毛刺不予理睬。其采样方式下，输入输出时间关系波形图如图2所示，输入信号datain为高电平时有一负向毛刺，由于与非门NA1和NA2关闭，而该毛刺处于采样脉冲clk之间，D触发器D1、D2都不会发生变化，即输出dataout以及databack维持高电平，对该负向毛刺没有反应。

而当采样/锁定控制信号glitch_en为1，电路工作在锁定方式，采样/锁定控制信号glitch_en使能与非门NA1和NA2，它们将根据输入信号datain的现态，决定D触发器IC3是置位还是复位。参加图3，假如在毛刺出现之前，输出信号处于高电平，即databack＝1，那么，非门N1输出为0，与非门NA1关闭，输出为1；而与非门NA2开启，等待接收负向毛刺，一旦在输入信号datain中出现负向毛刺，经过非门N2，变为高电平，则使与非门NA2输出变为低电平，D触发器D1复位，其输出dataout＝0，而D触发器D2状态不变，databack仍是高电平。毛刺消失后，D触发器D1的复位信号撤消了。当采样时钟到来时，D触发器D1I又恢复到之前的状态，即输出dataout＝1。然而由于毛刺的作用使dataout短时间出现的低电平，却在此采样时钟clk的同步下，锁存到D触发器D2中，D触发器D2输出databack＝0，直到下一个采样时钟的到来，databack才又变为高电平。由图3可看出，D触发器D2的输出databack持续时间为一个采样周期的低电平，表明输入信号出现了负向毛刺。

反之，若毛刺出现之前D触发器D2databack为低电平状态，则可检测正向毛刺，其工作过程与检测负向毛刺类似。

从图3中可以看出毛刺被展宽一个采样周期。该方式检测毛刺需要两组相同的电路，一组工作于正常采样方式，其采集数据为databack1，另一组工作于锁定方式，其采集数据为databack2，将databack1与databack2比较，不同的部分即为毛刺。