技术摘要：
本发明涉及交互式仪器测量分析。一种测试和测量仪器包括：被配置成存储波形数据记录的存储器；一个或多个处理器；以及显示器。所述一个或多个处理器被配置成接收波形数据记录，确定波形数据记录中的针对测量事件的多个出现的测量值和位置，检测所述多个出现中的一个或  全部
背景技术：
通常，在诸如示波器之类的测试和测量仪器中的测量被表示为黑盒结果。这导致 用户无法容易地复验（review）测量以确定任何错误或异常结果的潜在原因。当测量和/或 结果对于用户来说合理时，这不是问题。然而，如果测量和/或结果对用户而言看起来异常， 则用户将不得不在没有来自测试和测量仪器的关于结果为何可能异常的任何进一步的信 息的情况下尝试调试他们的被测设备。 传统的测试和测量仪器通常仅对波形执行一次测量。如果用户想查看测量的源 头，则用户可以寻找波形中的第一次出现或打开测量注释。然而，在现代的测试和测量仪器 中，对波形的所有出现进行测量，并且测试和测量仪器可以输出测量静态数据（statics）和 直方图。如果结果出乎意料，则可能更难弄清的是测量为什么出乎意料。 本公开的实施例解决了现有技术的这些和其他缺陷。 附图说明 根据参考附图的对实施例的以下描述，本公开的实施例的方面、特征和优点将变 得显而易见，在附图中： 图1是根据本公开的实施例的示例测试和测量仪器的框图。 图2是上升沿波形测量的直方图的示例。 图3是根据本公开的实施例的显示在方格图中的多个叠加的上升沿测量的示例。 图4是根据本公开的实施例的在图3的叠加的上升沿测量中检测到的多个逻辑路 径段的示例。 图5是图4中描绘的逻辑路径段中的每一个的直方图的示例。 图6是根据本公开的一些实施例的叠加多个上升沿测量的示例方法的例示。 图7是根据本公开的实施例的可以如何确定逻辑路径段的例示。 图8是根据本公开的实施例的可以如何确定逻辑路径段的例示。 图9是根据本公开的实施例的可以如何确定逻辑路径段的例示。 图10是根据本公开的实施例的可以如何确定逻辑路径段的例示。 图11是根据本公开的实施例的可以如何确定逻辑路径段的例示。 4 CN 111578976 A 说　明　书 2/8 页 图12是根据本公开的实施例的显示在显示器上的图形用户界面的示例。 图13是根据本公开的实施例的显示在显示器上的图形用户界面的另一示例。 图14是根据本公开的一些实施例的使用与图形用户界面的触发类交互来过滤测 量总体的示例。 图15是根据本公开的一些实施例可以生成的直方图的示例。 图16是根据本公开的实施例的显示在显示器上的图形用户界面的另一示例。 图17是根据本公开的实施例的显示在显示器上的图形用户界面的另一示例。 图18是根据本公开的实施例的显示在显示器上的图形用户界面的另一示例。
技术实现要素：
图1是用于实现本文公开的公开内容的实施例的诸如示波器之类的示例测试和测 量仪器100的框图。测试和测量仪器100可以包括一个或多个端口102，其可以是任何电信号 传输介质。端口102可以包括接收器、发射器和/或收发器。每个端口102是测试和测量仪器 100的通道。端口102可以与一个或多个处理器104耦合以处理在端口102处从一个或多个被 测设备接收的信号和/或波形。尽管为了便于例示在图1中仅示出了一个处理器104，但是如 本领域技术人员将理解的那样，可以组合使用各种各样的类型的多个处理器104，而非单个 处理器104。 端口102还可以连接到测试和测量仪器100中的测量单元，为了便于例示，未描绘 测量单元。这样的测量单元可以包括能够测量经由端口102接收的信号的各方面（例如，电 压、安培数、幅度等）的任何组件。测试和测量仪器可以包括附加的硬件和/或处理器，诸如 调节电路、模数转换器和/或其他电路，以将接收到的信号转换为波形以进行进一步的分 析。然后可以将所得波形存储在存储器106中，以及显示在显示器108上。 一个或多个处理器104可以被配置成执行来自存储器106的指令，并且可以实行由 这样的指令指示的任何方法和/或相关联的步骤，诸如但不限于显示测量结果并自动识别 常见波形路径、叠加从测量总体中选择的波形路径、过滤波形路径、以及生成并显示测量的 原始元素与子元素之间的直方图比较。存储器106可以被实现为处理器高速缓存、随机存取 存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、固态存储器、（一个或多个）硬盘驱动器或任何其他存储器 类型。存储器106还可以充当用于存储数据、计算机程序产品和其他指令的介质。例如，在一 些实施例中，诸如波形记录之类的波形数据可以通过端口102和/或测量单元来获得，并且 可以存储在存储器106中。然后可以将波形数据记录从存储器106输入到一个或多个处理器 104。 用户输入110耦合到一个或多个处理器104。用户输入110可以包括键盘、鼠标、轨 迹球、触摸屏和/或用户可用来与显示器108上的GUI进行交互的任何其他控件。显示器108 可以是数字屏、基于阴极射线管的显示器、或用来向用户显示波形、测量和其他数据的任何 其他监视器。尽管测试和测量仪器100的组件被描绘为集成在测试和测量仪器100内，但是 本领域普通技术人员将意识到，这些组件中的任何一个都可以在测试和测量仪器100的外 部，并且可以以任何常规方式（例如，有线和/或无线通信介质和/或机制）耦合到测试和测 量仪器100。例如，显示器108可以远离测试和测量仪器100。 在一些实施例中，一个或多个处理器104可以从存储器106或远程设备接收波形数 5 CN 111578976 A 说　明　书 3/8 页 据记录。一个或多个处理器104例如通过测量单元可以对波形数据记录执行测量。例如，一 个或多个处理器104可以执行上升沿测量、下降沿测量、上升沿和下降沿测量、沿测量、长位 测量（long  bit  measurement）、或用户设置的任何自定义测量。使用这些测量，一个或多个 处理器104可以创建直方图并指示显示器108显示直方图。 例如，图2例示了可以基于波形数据记录的上升沿测量而产生的直方图200的示 例。如果用户期望上升沿测量具有更加正态的分布，则用户可能会对所得到的直方图200感 到惊讶。如下面进一步详细讨论的，本公开的实施例将允许用户更好地理解其测量中正在 发生的事情。 基于测量，一个或多个处理器104可以生成测量总体，测量总体可以将直方图200 中所示的测量可视地描绘为波形段。测量总体可以包括叠加与测量相关联的各种波形路径 段。该过程可以类似于例如眼图的构建方式。 也就是说，如下文将更详细地讨论的，本公开的实施例可以通过将上升沿测量中 的每一个叠加为波形段来生成测量总体300，如图3中可见，并且其可以显示在显示器108 上。 一个或多个处理器104然后可以将叠加的波形自动分离为逻辑路径段和/或位模 式，如图4中例示的。即，使用下面讨论的各种方法，一个或多个处理器104可以将测量总体 300自动分离为所示的逻辑路径段。测量总体300的比例可以改变，并且一个或多个处理器 104可以基于测量总体300的比例来自动地调整逻辑路径段。 如图4中可见，一个或多个处理器104已确定了测量总体300由四个逻辑路径段 400、402、404和406组成。逻辑路径段400映射到转变段0010，逻辑路径段402映射到转变段 0011，逻辑路径段404映射到转变段1010，并且逻辑路径段406映射到转变段1011。这些是测 量总体300所示的该数据记录中仅有的可能的上升沿转变段。虽然图3和图4例示了上升沿 测量，但是每种类型的测量都将有其独特的、代表性的波形逻辑路径段。上升沿逻辑路径段 400、402、404和406中的每一个将对最终的上升测量结果产生影响。 图5例示了每个逻辑路径段400、402、404和406的各自的直方图500、502、504和 506。一个或多个处理器104可以为所示的每个相应逻辑路径段生成直方图。如果组合起来， 则直方图500、502、504和506将得到图2的直方图200。对应于逻辑路径段400和402的直方图 500和502具有约400皮秒（pS）的所得均值µ，而对应于逻辑路径段404和406的直方图504和 506具有接近370  pS的所得均值µ。 与测量总体和逻辑路径段一样，直方图可以在显示器108上显示给用户。该信息对 用户可能是有益的，并且可以向用户解释图2中的直方图200的分布。用户可能能够使用此 信息来此后进一步调试其被测设备。 如图2至图5中所示，本公开的实施例允许用户与大的测量总体进行交互以帮助生 成对明显的测量异常的原因的洞察。如上所述，对波形的每次出现进行测量。对波形的每次 出现进行的每个测量包含位置（包括开始、结束和焦点）以及测量值本身。在上升沿测量的 示例中，开始值是上升的起始，结束是上升的结束，焦点是中间交叉点，并且值是结束值与 开始值之差。 图6例示了对每次出现的测量是如何叠加的，以生成表示测量的波形总体的可视 表示。如图6中例示的，与测量（在这种情况下为上升沿测量）相关联的每个段600、602和604 6 CN 111578976 A 说　明　书 4/8 页 在波形数据库中被叠加，并且一个或多个处理器104可以生成表示该测量的波形的总体的 可视表示606。在显示器108上，可以修改表示测量的波形的总体的可视表示的比例，以示出 更多或更少的与测量相关联的波形段。例如，可以改变水平或垂直比例。 一个或多个处理器104可以自动识别位于所显示的表示测量的波形总体中的波形 逻辑路径段。如上所述，如果所显示的表示测量的波形总体的比例被改变，则一个或多个处 理器104可以基于正显示的测量总体的量来确定新的逻辑路径段。 在一些实施例中，一个或多个处理器104可以使用机器学习或模式识别来自动检 测和分离在测量总体中存在的各种波形逻辑路径段。例如，在一些实施例中，可以如下实现 机器学习或模式识别：通过绘制每个测量的均值比斜率，并然后使用机器学习处理器来关 联聚类（cluster），以确定测量总体的不同逻辑路径段。 例如，在图7中，以70  pS示出了测量总体700，其中仅检测到一个逻辑路径段，如聚 类图702所示。在测量总体700的该视图中示出的所有测量都被聚类在一起，因此，一个或多 个处理器104所包括的机器学习处理器仅检测到一个逻辑路径段。 在图8中，以100  pS示出了测量总体800，并且聚类图802指示在测量总体800中现 在可以看到四个不同的逻辑路径段。随着更多的测量总体900变得可见，如以200  pS示出了 测量总体900的图9中看到的，机器学习处理器能够更清晰得多地检测到测量总体900中所 示的四个不同的逻辑路径段。图10以300  pS例示了测量总体1000的更大部分，并且聚类图 1002例示了机器学习处理器所示出的十六个以上的逻辑路径段。 均值和斜率的聚类图以及机器学习处理器也可以用于其他类型的波形。例如，图 11例示了眼图的测量总体1100，并且机器学习处理器通过聚类图1102能够确定有8个不同 的逻辑路径段存在于测量总体1100中。 在一些实施例中，机器学习处理器可以通过使用基于密度的算法来确定逻辑路径 段。该技术在相对较小的测量总体中可以很好地工作，但是对于在中等波形记录长度中发 现的较大总体而言，它可能会变慢。因此，在其他实施例中，机器学习处理器可以使用基于 网格的算法。网格化是将斜率用作x轴并将均值用作y轴的过程。每个维度的最小值和最大 值定义行和列的范围。可以为每个轴定义指定数量的单元，并且每个行和列单元都是波形 路径段的列表。 机器学习处理器可以将斜率和均值波形路径段一起放到相关联的网格位置中，并 通过合并相邻的网格单元来合并块。这可以通过机器学习处理器快速完成，并且可以通过 改变网格中的行和/或列数而允许对分组行为的粗略或精细的调整。此外，可以改变用作占 用空间阈值的最小密度，以便用户可以选择丢弃很少出现的信息，这可以帮助机器学习处 理器分离密集的聚类。 当如由一个或多个处理器104生成的测量总体显示在显示器108上时，一个或多个 处理器104还可以自动生成测量总体中所示的每个逻辑路径段，其被显示为显示器108上的 测量总体下方的缩略图像。用户然后可以选择逻辑路径段缩略图描绘中的任一个，以在较 大的方格图中更详细地查看逻辑路径段。 例如，图12例示了当生成测量总体并将其显示在方格图1200中时显示器108的示 例图形用户界面（GUI）。在测量总体1200下方是每个逻辑路径段的缩略图1202、1204、1206 和1208，它们是由机器学习处理器从测量总体1200中自动检测到的。还可以向用户示出测 7 CN 111578976 A 说　明　书 5/8 页 量总体的缩略图1210，并且可以诸如通过框1212来突出显示它，以指示缩略图1210中的测 量总体对应于方格图1200。 如图13中可见，当选择缩略图1204时，那么缩略图1204中描绘的逻辑路径段显示 在方格图1200中。然后，用户可以根据需要进一步分析此逻辑路径段。在一些实施例中，测 量结果可以与每个缩略图相关联，使得可以更容易地比较每个逻辑路径段。例如，可以按照 转变段将逻辑路径段分类在测量的上升沿中，以帮助识别问题逻辑路径段。当测量总体中 存在大量逻辑路径段时，这可能特别有用。 在一些实施例中，可以通过具有可视触发类的用户界面交互的用户输入110来手 动过滤测量总体。例如，如图14中可见，用户可以使用用户输入110在用户有兴趣查看的方 格图1400中所示的部分测量总体周围绘制框1402和1404或任何其他界线。如图14中可见， 在显示器108上仅示出了落入框1402和1404中的每一个内的逻辑路径段。如果框1402和 1404之一被移除，则测量总体可以再次自动更新以反映新的单个触发框。 在一些实施例中，当一个或多个触发框添加到测量总体时，在显示器108上的主方 格图中自动更新测量总体，以仅包括触发框内的逻辑路径段。尽管没有在图14中描绘，但是 也可以针对存在于更新后的测量总体中的每个逻辑路径段在主方格图下方提供缩略图。在 一些实施例中，还可以示出其中示出了所有逻辑路径段的完整的测量总体的缩略图，以使 用户可以容易地选择并恢复到原来的测量总体，而不必删除触发框1402和1404。 如图15中可见，如果用户注意到异常并且希望进一步研究该异常，则用户可以选 择查看不同测量值的直方图彼此叠加，以获得关于他们的关系和/或测量值与整体的关系 的知识。例如，图15例示了直方图1500，其包括上升沿测量1502和下降沿测量1504二者。 图16是用于显示测量总体的图形用户界面的示例。在图16中，主方格图1600包括 由一个或多个处理器104使用波形数据记录生成的眼图。眼图是用于可视化和分析串行总 线行为的常用统计方法。 一个或多个处理器104然后可以自动检测位于眼图中的各种逻辑路径段，并将每 个逻辑路径段显示为缩略图1602。缩略图1602可以由用户通过用户输入110来选择，并且主 方格图1600然后可以显示所选缩略图1602，以供用户更仔细地分析所选逻辑路径段。 一个或多个处理器104不限于生成并在显示器108上显示单个测量总体。例如，在 图17中，示出了具有选通和数据对波形的方格图1700。一个或多个处理器104可以生成选通 和数据对波形的测量总体。为此，一个或多个处理器104可以使用上述技术来检测选通波形 的逻辑路径段，并且可以从来自那些路径的定时信息中提取数据波形，以容易地看到选通 与数据波形之间的关系。可以提供缩略图1702以示出选通波形的不同的逻辑路径段。并且 如上文关于其他实施例讨论的，可以选择缩略图1702并使其显示在主方格图1700中，以供 用户查看或进一步分析。 在一些实施例中，用户可以选择替换的数据视图。例如，并非具有如上文在一些实 施例中讨论的主方格图，测量总体和每个逻辑路径段可以在他们自己的方格图1800中与相 关联的测量一起被示出。例如，如图18中可见，逻辑路径段和测量总体各自示出在方格图 1800中，并且与每个方格图相邻的是上升沿测量的直方图1802。 本公开的方面可以在特别创建的硬件、固件、数字信号处理器上或在包括根据编 程指令操作的处理器的专门编程的计算机上操作。如本文所用的术语控制器或处理器意图 8 CN 111578976 A 说　明　书 6/8 页 包括微处理器、微计算机、专用集成电路（ASIC）和专用硬件控制器。本公开的一个或多个方 面可以体现在由一个或多个计算机（包括监视模块）或其他设备执行的计算机可用数据和 计算机可执行指令中，例如在一个或多个程序模块中。通常，程序模块包括例程、程序、对 象、组件、数据结构等，当它们被计算机或其他设备中的处理器执行时，执行特定任务或实 现特定的抽象数据类型。计算机可执行指令可以存储在计算机可读存储介质上，所述计算 机可读存储介质例如是硬盘、光学盘、可移动存储介质、固态存储器、随机存取存储器（RAM） 等。如本领域技术人员将会领会的，可以在各方面中按照期望组合或分配程序模块的功能 性。此外，可以在固件或硬件等同物中整体地或部分地体现功能性，所述固件或硬件等同物 例如是集成电路、FPGA等等。特定数据结构可以用于更有效地实现本公开的一个或多个方 面，并且在本文中描述的计算机可执行指令和计算机可用数据的范围中设想到此类数据结 构。 在一些情况中，可以在硬件、固件、软件中或其任何组合中实现公开的方面。也可 以将公开的方面实现为一个或多个计算机可读存储介质承载的或存储在一个或多个计算 机可读存储介质上的指令，其可以被一个或多个处理器读取并且执行。此类指令可以被称 作计算机程序产品。如本文中讨论的计算机可读介质意指可以被计算设备访问的任何介 质。作为举例而并非限制，计算机可读介质可以包括计算机存储介质和通信介质。 计算机存储介质指意指可以用于存储计算机可读信息的任何介质。作为举例而并 非限制，计算机存储介质可以包括在任何技术中实现的RAM、ROM、电可擦除可编程只读存储 器（EEPROM）、闪速存储器或其他存储器技术、致密盘只读存储器（CD-ROM）、数字视频盘 （DVD），或其他光学盘存储装置、磁带盒、磁带、磁盘存储装置或其他磁性存储设备，以及任 何其他易失性或非易失性、可移动或非可移动的介质。计算机存储介质排除信号本身和信 号传输的暂时形式。 通信介质意指可以用于计算机可读信息的通信的任何介质。作为举例而并非限 制，通信介质可以包括同轴电缆、光纤电缆、空气，或适于电、光学、射频（RF）、红外、声学或 其他类型信号的通信的任何其他介质。 示例 下面提供本文公开的技术的例证性示例。所述技术的实施例可以包括下面描述的示例 中的任何一个或多个以及其任何组合。 示例1是一种测试和测量仪器，包括：存储器，其被配置成存储波形数据记录；一个 或多个处理器，其被配置成：接收所述波形数据记录，确定所述波形数据记录中的针对测量 事件的多个出现的测量值和位置，检测所述多个出现中的一个或多个逻辑路径段，以及生 成每个测量值的可视表示并叠加每个测量值的所述可视表示中的每一个；以及显示器，其 被配置成显示所述测量值的可视表示。 示例2是示例1的测试和测量仪器，其中，所述一个或多个处理器还被配置成分离 所述一个或多个逻辑路径段中的每一个，并且所述显示器还被配置成显示所述逻辑路径段 中的每一个。 示例3是示例2的测试和测量仪器，其中，所述显示器还被配置成与所述测量值的 可视表示同时显示所述逻辑路径段中的每一个。 示例4是示例1至3中的任一项的测试和测量仪器，其中，所述一个或多个处理器被 9 CN 111578976 A 说　明　书 7/8 页 配置成通过模式识别来检测所述一个或多个逻辑路径段。 示例5是示例4的测试和测量仪器，其中，所述模式识别包括：基于所述测量值中的 每一个来生成网格，并且将类似的相邻网格单元分为一组。 示例6是示例4的测试和测量仪器，其中，所述模式识别包括使用密度分析来关联 测量值。 示例7是示例1至6中的任一项的测试和测量仪器，还包括用户输入，其中，所述一 个或多个处理器还被配置成基于所述用户输入来过滤检测到的一个或多个逻辑路径段。 示例8是示例1至7中的任一项的测试和测量仪器，其中，所述测量值是以下中的一 个：上升沿测量、下降沿测量、上升和下降沿测量、沿测量、长位测量、或自定义测量。 示例9是示例1至8中的任一项的测试和测量仪器，其中，所述测量值是第一测量 值，并且所述一个或多个处理器还被配置成基于所述第一测量值和与所述第一测量值不同 的第二测量值来生成直方图。 示例10是一种自动检测测量总体中的逻辑路径段的方法，包括：确定波形数据记 录中的针对测量事件的多个出现的测量值和位置；检测所述多个出现中的一个或多个逻辑 路径段；生成每个测量值的可视表示并叠加每个测量值的每个可视表示；以及在显示器上 显示每个测量值的每个可视表示。 示例11是示例10的方法，还包括：分离所述一个或多个逻辑路径段中的每一个；以 及显示所述逻辑路径段中的每一个。 示例12是示例11的方法，还包括与每个测量值的所述可视表示同时显示所述逻辑 路径段中的每一个。 示例13是示例10至12中的任一项的方法，还包括通过模式识别来检测所述一个或 多个逻辑路径段。 示例14是示例13的方法，其中，所述模式识别包括：基于所述测量值中的每一个来 生成网格，并且将类似的相邻网格单元分为一组。 示例15是示例13的方法，其中，所述模式识别包括使用密度分析来关联测量值。 示例16是示例10至15中的任一项的方法，还包括基于用户输入来过滤检测到的一 个或多个逻辑路径段。 示例17是示例10至16中的任一项的方法，其中，所述测量值是以下中的一个：上升 沿测量、下降沿测量、上升和下降沿测量、沿测量、长位测量、或自定义测量。 示例18是一种或多种包括指令的计算机可读存储介质，所述指令在由测试和测量 仪器的一个或多个处理器执行时，使得所述测试和测量仪器：确定波形数据记录中的针对 测量事件的多个出现的测量值和位置；检测所述多个出现中的一个或多个逻辑路径段；生 成每个测量值的可视表示并叠加每个测量值的所述可视表示中的每一个；以及在显示器上 显示每个测量值的叠加的可视表示。 示例19是示例18的一种或多种计算机可读存储介质，还包括使得所述测试和测量 仪器与所述叠加的可视表示同时显示所述逻辑路径段中的每一个的指令。 示例20是示例18和19中的任一项的一种或多种计算机可读存储介质，其中，所述 测量值是以下中的一个：上升沿测量、下降沿测量、上升和下降沿测量、沿测量、长位测量、 或自定义测量。 10 CN 111578976 A 说　明　书 8/8 页 所公开主题的先前描述版本具有已经被描述或对于本领域普通技术人员而言将 清楚的很多优势。即使如此，不是在所公开的装置、系统或方法的所有版本中都要求这些优 势或特征。 此外，本撰写的说明书参考特定特征。应理解，在本说明书中的公开包括那些特定 特征的所有可能组合。在特定方面或示例的上下文中公开特定特征的情况下，该特征也可 以在其他方面或示例的上下文中在可能的范围内使用。 而且，当在本申请中引用具有两个或更多限定的步骤或操作的方法时，可以以任 何顺序或同时施行所述限定的步骤或操作，除非上下文排除那些可能性。 虽然出于例证的目的已经图示和描述了本发明的具体示例，将理解，在不背离本 发明的精神和范围的情况下可以做出各种修改。因此，本发明不应受除了所附权利要求书 之外的限制。 11 CN 111578976 A 说　明　书　附　图 1/18 页 图 1 12 CN 111578976 A 说　明　书　附　图 2/18 页 图 2 13 CN 111578976 A 说　明　书　附　图 3/18 页 图 3 14 CN 111578976 A 说　明　书　附　图 4/18 页 图 4 15 CN 111578976 A 说　明　书　附　图 5/18 页 图 5 16 CN 111578976 A 说　明　书　附　图 6/18 页 图 6 17 CN 111578976 A 说　明　书　附　图 7/18 页 图 7 18 CN 111578976 A 说　明　书　附　图 8/18 页 图 8 19 CN 111578976 A 说　明　书　附　图 9/18 页 图 9 20 CN 111578976 A 说　明　书　附　图 10/18 页 图 10 21 CN 111578976 A 说　明　书　附　图 11/18 页 图 11 22 CN 111578976 A 说　明　书　附　图 12/18 页 图 12 23 CN 111578976 A 说　明　书　附　图 13/18 页 图 13 24 CN 111578976 A 说　明　书　附　图 14/18 页 图 14 25 CN 111578976 A 说　明　书　附　图 15/18 页 图 15 26 CN 111578976 A 说　明　书　附　图 16/18 页 图 16 27 CN 111578976 A 说　明　书　附　图 17/18 页 图 17 28 CN 111578976 A 说　明　书　附　图 18/18 页 图 18 29