专利名称：一种时间参数测量系统的制作方法
技术领域：
本发明属于电子测量技术领域，更为具体地讲，涉及一种数字集成电路时间参数测量系统。
背景技术：
集成电路作为信息产业的基础和核心，是国民经济和社会发展的战略性产业，在推动经济发展、社会进步、提高人民生活水平以及保障国家安全等方面发挥着重要作用，已成为当前国际竞争的焦点和衡量一个国家或地区现代化程度以及综合国力的重要标志。高精度的时间参数测量系统在集成电路的设计、验证和封装过程中发挥了举足轻重的作用。它是测试与验证集成电路与时间相关参数是否合格的有力手段。
图1是现有的一种时间参数测量系统的原理图。如图1所示，时间参数测量系统包括主控单元、通道电路单元和测量单元三部分。 其中，主控单元负责通道电路单元和测量单元的各种控制信号的发出和测量结果的读回。 待测信号IN连接到通道电路单元中的比较器Al和A2的正端，比较器Al和A2的负端接电平比较信号VrefA和VrefB。待测信号IN的电平分别与比较电平VrefA和VrefB在比较器Al和A2中进行比较，输出信号RStart和RStop，信号RStart和I^top在通道电路单元中的时间间隔信号产生电路中转换为测量单元能够识别的时间间隔开始信号Mart和停止信号Stop，然后送入测量单元中进行异或后，作为计数器的使能信号接计数器的使能端 EN，计数器进行计数，输出代表时间间隔的输出CNT[31:0]。其中CLK为计数器的计数脉冲信号，接计数器的CP端，计数器输出CNT[31:0]为32位二进制数据。图2是图1时间参数测量系统的测量时序波形图。通道电路单元首先将待测信号IN转换为信号RStart和RStop，时间间隔信号产生电路将信号I^tart和RMop转换为时间间隔开始信号Mart和停止信号Mop。假设计数器输出CNT[31:0]的值为N，计数器的计数脉冲，即CLK的周期为T，则时间间隔Tx，即待测信号IN在VrefA和VrefB之间时间为Tx = NT(1)此时时间间隔测量分辨率为计数器的计数脉冲周期Τ。如果要求测试分辨率为1ns，则要求时钟CLK的频率为1GHz。分辨率要求越高，则要求计数器计数脉冲频率越高，如果分辨率提高到125ps，则要求CLK的频率为8GHz，现有技术实现起来非常困难。显然仅靠提高计数器脉冲频率的办法提高分辨力是困难的。同时，在待测信号IN上升沿缓慢时，通道电路单元中的比较器Al和A2输出会存在抖动，导致其输出脉冲信号RStart和RStop出现抖动现象，最终导致测量单元测量困难， 时间参数测量系统测量带宽受限。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种高分辨率和高测量带宽的时间
4参数测量系统。为实现上述目的，本发明时间参数测量系统，包括一主控单元；一通道电路单元，用于将待测信号在通道电路单元中的比较器中进行比较，输出两路脉冲信号RStart和RStop，同时，在主控单元的控制下，脉冲信号RStart和RStop在通道电路单元中的时间间隔信号产生电路中转换为时间间隔开始信号Mart和停止信号 Stop ；其特征在于还包括一时间精测单元，用于待测信号上升沿较陡峭，比较器输出不存在抖动的情况下的测量，由多级延迟线与编码器组成；通过互联线依次将多条延迟线串行连接构成多级延迟线，延迟线包括多个延迟单元和多个D触发器；来自上一级的时间间隔开始信号Mart接第一个延迟单元，如果延迟线为第一级，则接通道电路单元输出的时间间隔开始信号Mart，然后每个延迟单元对时间间隔开始信号Mart依次延迟后，都接有一个D触发器，各个D触发器的D端依次接延迟单元延迟后的时间间隔开始信号Mart，各个D触发器的时钟脉冲CP端都接时间间隔停止信号 Mop，其复位端R都接主控单元发送来的复位信号RESET ；各个延迟线上的D触发器的Q端输出送入编码器中，当时间间隔停止信号Mop到来时，各个D触发器的Q端输出锁定，得到代表时间间隔Tx内时间间隔开始信号Mart经过的延迟单元个数的编码器输出N，则时间间隔Tx为
权利要求
1. 一种时间参数测量系统，包括 一主控单元；一通道电路单元，用于将待测信号在通道电路单元中的比较器中进行比较，输出两路脉冲信号RStart和RStop，同时，在主控单元的控制下，脉冲信号RStart和RStop在通道电路单元中的时间间隔信号产生电路中转换为时间间隔开始信号Mart和停止信号Mop ； 其特征在于还包括一时间精测单元，用于待测信号上升沿较陡峭，比较器输出不存在抖动的情况下的测量，由多级延迟线与编码器组成；通过互联线依次将多条延迟线串行连接构成多级延迟线，延迟线包括多个延迟单元和多个D触发器；来自上一级的时间间隔开始信号Mart接第一个延迟单元，如果延迟线为第一级，则接通道电路单元输出的时间间隔开始信号Mart，然后每个延迟单元对时间间隔开始信号Mart依次延迟后，都接有一个D触发器，各个D触发器的D端依次接延迟单元延迟后的时间间隔开始信号Mart，各个D触发器的时钟脉冲CP端都接时间间隔停止信号 Mop，其复位端R都接主控单元发送来的复位信号RESET ；各个延迟线上的D触发器的Q端输出送入编码器中，当时间间隔停止信号Mop到来时，各个D触发器的Q端输出锁定，得到代表时间间隔Tx内时间间隔开始信号Mart经过的延迟单元个数的编码器输出N，则时间间隔Tx为NTx=N*t+R0UND(—)*tAL，其中，ROUND表示取整运算，队表示单级无源延迟线的延迟单元个数，tu为互联线的延迟时间；一时间粗测单元，用于待测信号上升沿较缓慢，比较器输出脉冲信号RMart和RMop 存在抖动的情况下的测量，由抖动屏蔽电路和时间间隔测量单元组成，抖动屏蔽电路包括去抖动电路、波形恢复电路和时间间隔信号产生电路；去抖动电路包括两个去抖动D触发器、两个非门、两个可编程延迟�？椤⒁桓鐾紻触发器以及一个非与门；通道电路单元中比较器输出的脉冲信号RStart和RStop输入各自的去抖动D触发器的时钟脉冲CP端，两个去抖动D触发器输出Q端的输出通过各自的可编程延迟�？檠映� Δ tL1 Δ tL2后，分别经过一个非门后，输入到各自的复位R端，两个去抖动D触发器的数据D 端都接同步D触发器的Q端输出，可编程延迟�？榈难映偈奔洇� tu、Δ、应分别大于各自脉冲信号I^tart和RStop的边沿抖动时间Δ tstarti Δ tstop ；脉冲信号RMart和RMop经过非与门后接到同步D触发器时钟脉冲CP端，同步D触发器的复位R端接来自主控单元的同步复位信号TRI，数据D端接高电平；脉冲信号I^tart和!《top各自的去抖动D触发器输出去抖动后的信号Atart和信号At。p ；波形恢复电路包括两个JK触发器，两个JK触发器的J、K端均接高电平，复位R端接同步复位信号TRI，两个JK触发器的时钟脉冲CP端分别与两个去抖动D触发器输出Q端连接，输出去抖动后的信号Qstmt和信号G!st。p的恢复信号几tart和信号几top ；时间间隔信号产生电路包括两个D触发器，一个D触发器的D端接高电平Vcc，时钟脉冲CP端接信号JStart，Q端输出时间间隔开始信号JJMart ；另一个D触发器的D端接信号JStart，时钟脉冲端CP接信号JStop，Q端输出时间间隔停止信号JJMop ；两个D触发器的复位端R均接系统复位信号RESET ；时间间隔测量单元用于测量出上升沿为一前一后的时间间隔开始信号JJMart、停止信号JJMop的时间间隔Tx。
2.根据权利要求1所述的时间参数测量系统，其特征在于还包括一延迟线校准单元，延迟线校准单元由两条延迟线、一个互联线以及一个编码器组成；通过一个标准仪器产生前后两个时间间隔信号SMart和SStop，此时的时间间隔为 Txl，且Txl < tL,时间间隔开始信号SStart从延迟线1输入，时间间隔停止信号SStop锁存延迟线1和延迟线2中延迟单元的输出状态，然后经过十进制编码器得到输出结果N。al_i ； 同理，再次通过标准仪器产生两个时间间隔信号SMart和SStop，此时的时间间隔为Tx2，且tL < Tx2 < 2*tL,同理得到输出结果N。al_2，则，延迟单元的延迟时间t和互联线的延迟时间
3.根据权利要求1所述的时间参数测量系统，其特征在于，所述的时间间隔测量单元包括两个计数器以及一异或门，两个计数的时钟端CP分别接时钟信号@和CLK，使能端 EN接异或门输出，且@和CLK相位相差180° ；两个计数器的输出结果分别为CNTl和CNT2，则时间间隔Tx为
全文摘要
本发明公开了一种数字集成电路时间参数测量系统，通道电路单元将待测信号IN转换为时间间隔开始信号Start和停止信号Stop，以及脉冲信号RStart和RStop。然后将此四个信号分别提供给时间精测单元和时间粗测单元进行测量。其中，时间精测单元由多级延迟线和校准单元组成，用于待测信号上升沿陡峭情况下的测量。时间粗测单元由抖动屏蔽电路和工作频率互补的计数器1和计数器2组成，用于待测信号上升沿缓慢情况下的测量。系统不仅克服了现有技术高精度数字集成电路时间参数测量系统分辨率提高的困难，而且解决了通道电路比较器输出信号抖动，导致时间参数测量系统测量带宽受限的技术难点。
文档编号G01R31/317GK102346236SQ20111016650
公开日2012年2月8日 申请日期2011年6月21日 优先权日2011年6月21日
发明者刘凤伟, 刘田踪, 古军, 古天祥, 温晓佩, 王敏, 詹惠琴 申请人:电子科技大学
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