(57)【要約】ヒストグラム・ハードウェア内でジッタ・ピーク値のヒストグラムを発生するシステム及び方法を提供する。次に、ヒストグラムをジッタ分析器に転送する。これは、専用ハードウェア、又は汎用プロセッサ上で動作するソフトウェアのいずれかにて実現する。ジッタ分析器は、ヒストグラムに基づいて累積分布関数（ＣＤＦ）配列及び相補累積分布関数（ＣＣＤＦ）配列を計算し、確率値に基づいてピーク・ジッタ値を求める。【選択図】  図４
2009506344.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヒストグラムとしてジッタ・データを蓄積するヒストグラム・ハードウェアと、
上記ヒストグラム・ハードウェアに接続され、上記ジッタ・データのヒストグラムを得、上記ヒストグラムに基づいてＣＤＦ及びＣＣＤＦを計算し、確率値に基づいてジッタ値を求めるジッタ分析器と
を具えたジッタ測定システム。
【請求項２】
上記ヒストグラム・ハードウェアは、シリアル・ビデオ信号から再生したクロックに基づくジッタ・データを提供するクロック再生回路を更に具える請求項１のジッタ測定システム。
【請求項３】
上記シリアル・ビデオ信号は、ＮＲＺＩ信号である請求項２のジッタ測定システム。
【請求項４】
上記ヒストグラム・ハードウェアは、シリアル・ビデオ信号に基づいたジッタ・データを提供するアイ・パターン・サンプルを有する請求項１のジッタ測定システム。
【請求項５】
上記ジッタ分析器は、整数プロセッサで動作するソフトウェアを含む請求項１のジッタ測定システム。
【請求項６】
上記ジッタ分析器は、ＦＰＧＡを用いて実現される請求項１のジッタ測定システム。
【請求項７】
上記ジッタ分析器は、ソフトウェアを動作させる浮動小数点プロセッサを有する請求項１のジッタ測定システム。
【請求項８】
アイ・ダイアグラム上に重なるダイアグラム・ジッタ制限マーカを有する表示を更に具え、上記ダイアグラム・ジッタ制限マーカは、確率値に基づいて得られた正ジッタ値に対応する第１端部と、上記確率値に基づいた負ジッタ値に対応する第２端部とを有する請求項１のジッタ測定システム。
【請求項９】
上記ジッタ分析器は、確率のレンジに基づいたジッタ値の配列を提供し、上記ジッタ測定システムは、ジッタ値の関数として確率値の表示を更に有する請求項１のジッタ測定システム。
【請求項１０】
上記ジッタ分析器は、確率のレンジに基づくジッタ値の配列を提供し、上記ジッタ測定システムは、ジッタ値の関数としてＢＥＲ値の表示を更に有する請求項１のジッタ測定システム。
【請求項１１】
ヒストグラム・ハードウェア内でジッタ値のヒストグラムを作成し、
上記ヒストグラム・ハードウェアからジッタ分析器に上記ヒストグラムを転送し、
累積分布関数（ＣＤＦ）を計算し、
相補累積分布関数（ＣＣＤＦ）を計算し、
選択された確率値及び上記累積分布関数又は上記相補分布関数に基づいてジッタ・ピークを求める
ジッタ測定方法。
【請求項１２】
ジッタ・ピークを求めるステップは、上記選択された確率に達したことに基づいた確率値よりも小さいか又は等しいＣＣＤＦ値を識別して正ジッタ・ピークを求め、上記対応するジッタ値を戻す請求項１１の方法。
【請求項１３】
上記確率値未満のＣＣＤＦ値を見つけるまで、ＣＣＤＦ値の配列を走査して、上記ＣＣＤＦ値を識別するステップを達成する請求項１２の方法。
【請求項１４】
上記ジッタ・ピークを求めるステップは、上記選択された確率に基づいた確率値未満のＣＤＦ値に達するまで上記ＣＤＦ値を走査して負ジッタ・ピークを求め、対応する上記ジッタ値を戻す請求項１１の方法。
【請求項１５】
上記確率値未満のＣＤＦ値が見つかるまで、上記ＣＤＦ値の配列を走査して、上記ＣＤＦ値を識別するステップを達成する請求項１４の方法。
【請求項１６】
さらに、確率のレンジにわたって正ジッタ値及び負ジッタ値を求め、確率対ジッタ値のプロットを発生する請求項１１の方法。
【請求項１７】
さらに、上記選択された確率に基づいて正ジッタ値及び負ジッタ値を求め、アイ・ダイアグラムをダイアグラム・ジッタ制限マーカと共に発生し、上記マーカの一端が上記正ジッタ値に対応し、他端が上記負ジッタ値に対応する請求項１１の方法。
【請求項１８】
ジッタ・データを蓄積するハードウェア・ヒストグラムと、
上記ハードウェア・ヒストグラムからジッタ分析器に転送する手段と、
上記ハードウェア・ヒストグラムに基づいて上記ジッタ分析器内で累積分布関数配列を計算する手段と、
上記ハードウェア・ヒストグラムに基づいて上記ジッタ分析器内で相補累積分布関数配列を計算する手段と、
確率値及び上記相補累積分布関数配列に基づいて上記ジッタ分析器内で正ジッタ・ピークを求める手段と、
上記確率値及び上記累積分布関数配列に基づいて上記ジッタ分析器内で負ジッタ・ピークを求める手段と、
上記正ジッタ・ピーク及び上記負ジッタ・ピークを表示する手段と
を具えたジッタ測定システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ジッタ測定に関し、特に、シリアル・デジタル・インタフェース（ＳＤＩ）ビデオを含むビデオジッタ測定に関する。
【背景技術】
【０００２】
シリアル・デジタル・データに関係したジッタは、データを送信又は受信するために、シリアル・データを信頼しているシステムの性能に影響する。信号速度が速くなると、ジッタの影響により、データを正確に送信及び受信する際に、誤りの確率が高くなる。最新のビデオは、ますますシリアル・デジタル・フォーマットにて伝送され、データ・レートが高くなり続けている。これは、ジッタを正確に測定し特徴付けることの重要性が高まっている。
【０００３】
ソサイエティ・オブ・モーション・ピクチャ・アンド・テレビジョン・エンジニアズ（ＳＭＰＴＥ）は、ピーク・ピーク・ジッタの制限を必要とするＳＤＩに関係するスタンダードを公表している。このスタンダード及び他のスタンダードに確実に従うために、ジッタ測定装置が求められている。現在のＳＤＩジッタ測定装置は、簡単な正及び負のピーク検出器を用いて、正ジッタ及び負ジッタを測定している。これらピーク検出器は、ある時間インターバル（時間間隔）で最大ピクセルを出力する。残念なことに、この時間インターバルには、公式の又は事実上の標準値がない。さらに、全体で最大ピークを示すための適切な時間インターバル、又は時間窓に対する提唱された勧告さえない。特定の時間窓を容認する確立された条件もない。よって、ジッタ測定装置の製造業者は、時間インターバル又はサンプルの等化数を単に用いる。これにより、これら装置は、１秒当たり１回更新されるジッタ・ピーク・ピーク読み出しを行える。ジッタは、ランダム・ジッタのある成分を有する。これは、典型的には、制限のないピーク・ジッタ・レンジを有する。このランダム・ジッタにより、検出窓が長くなるほど、又は、サンプル・サイズが大きくなるほど、より大きな最大ピーク・ジッタ値の測定の確率が高まる。一般的に言えば、検出窓が長くなるほど、測定システムが提供する最大ピーク・ジッタ値が大きくなる。ある最新ＳＤＩビデオ・ソースにおいて、デターミニスティック・ジッタが著しく減少するので、制限のないランダム・ジッタは、異なる製造業者からの装置の間でのピーク・ピーク測定における著しい差を作ることできる。あるジッタ測定機器では、ＳＭＰＴＥの特定の限界未満のピーク・ピーク・ジッタをレポートすることが一般である。一方、他の測定機器は、ＳＭＰＴＥ限界より大きい同じソースをレポートする。よって、第１測定機器よりも長い時間インターバル又は記録長にわたって、最大ジッタ・ピークが検出されるので、規格外となる。
【０００４】
ランダム・ジッタの存在は、実際は任意の測定の本質的な確率を決めるので、任意特定のピーク検出ウィンドウを単に選択することにより、問題を適切に解決するのに失敗する。測定システム及び方法は、発生する可能性を指示済みピーク・ピーク・ジッタ値に関係させる必要がある。より完全に特徴付けられたジッタ測定方法は、ジッタ測定とビット・エラー・レート（ＢＥＲ）又はビット・エラーの確率との間の良好な関係も提供する。これは、最小標準化ジッタ限界に丁度合うＳＤＩ受信器に関係した共通測定である。確立した適切な手順により、ビデオ・スタンダード本体は、ピーク・ピーク・ジッタの限界だけでなく関係した可能性を特定する。これにより、異なる製造業者からの測定システムも同じ信号におけるコンシステント・ジッタ値を戻す。
【０００５】
従来の解決に対する詳細及び改良は、以下により詳細に説明する。
【発明の開示】
【０００６】
よって、ピーク及び関係した確率に関連したピーク・ピーク・ジッタを測定するシステム及び方法を提供する。このシステム及び方法の実施例は、既存で標準化されたビデオＳＤＩジッタ測定信号処理を最適化し、ピーク検出器を交換する。
【０００７】
ヒストグラムとしてジッタ・データを蓄積するヒストグラム・ハードウェアと、ヒストグラム・データ及び確率値に基づいてピーク・ジッタ値を求めるジッタ分析器とを具えたジッタ測定システムが提供される。ヒストグラム・ハードウェアにより、非常に大量のデータをヒストグラムにて累積して、ジッタ計算を確実に基づいてできるようにする。いくつかの実施例において、ヒストグラム・ハードウェアは、クロック再生回路からジッタ・データを得る。他の実施例において、ジッタ・データは、アイ・パターン・サンプラに基づいている。
【０００８】
ヒストグラム・ハードウェアが提供するデータに基づいて、ピクセル・ジッタ値を計算する方法を提供する。累積分布関数（ＣＤＦ）及び相補的累積分布関数（ＣＣＤＦ）配列を計算する。ＣＣＤＦ配列を確率値と比較し、ＣＣＤＦ配列がこの確率値よりも小さいポイントを求めて、正ジッタ・ピークを確率値に基づいて決める。例えばＵＩにおいて、確率値よりも小さいＣＣＤＦ配列におけるポイントに対応するジッタ値を正ピーク値として提供する。負ジッタ・ピークは、ＣＤＦ配列に基づいて同様に求まる。
【０００９】
アイ・パターン図上のダイナミック・ジッタ限界マーカに重なる表示も提供し、確率値に対する各ジッタ・ピークを示す。
【００１０】
本件特許出願は、２００５年８月２９日に出願した出願番号６０／７１２３０３号であるダニエル・ジー・ベーカー、バリー・エイ・マッキベン、イバン・アルブライト、マイケル・エス・オバートン、グレゴリー・エル・ホフマン及びダニエル・エッチ・ウォラバーによる米国仮出願「予測される確率に関係したビデオ・ピーピー・ジッタをプロットする新規で高速なジッタ・アルゴリズム」を優先主張するものであり、この出願を参考としてここに添付する。
この出願は、２００５年８月２９日に出願した米国仮出願第６０／７１２３０３号の利益を主張するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１に示すジッタ測定システム１０は、ジッタ分析器１４とデータ通信をするジッタ・ヒストグラム・ハードウェア１２を含んでいる。ジッタ・ヒストグラム・ハードウェア１２は、メモリ内にヒストグラム１６を作ることができる。ジッタ・ビンは、測定されたジッタ値（時間・インターバル・エラー）に対応する一方、カウントは、検出されたジッタ・ビンに対応する多くのジッタ値に対応する。ジッタ分析器１４は、確率に関係したジッタ測定値又はジッタ値表示１８を発生できる。本システム及び方法の実施例において、ジッタ・ヒストグラム・ハードウェア１２は、選択した入力信号に対して連続的に実行して、実時間でヒストグラムを作成する。再生クロックからの時間・インターバル・エラーを検出することにより、又は及びシリアル信号のアイ・サンプラ、又はシリアル・デジタル信号遷移の時間・インターバル・エラーを求めるいくつかの他の手段によって、ヒストグラムを発生してもよい。他の実施例において、ヒストグラム・ハードウェア１２は、必要に応じて、自動的に再スケール（縮尺）調整を行う。例えば、ヒストグラムが、ビンに達すると３２ビットの深さであるか、３２ビット限界に達すると、全ヒストグラムが２つに分割されて、追加のジッタ値をカウントできるように再スケール調整される。ジッタ分析器１４は、必要に応じて周期的にジッタ・ヒストグラム・ハードウェア１２からのヒストグラム・データを読み取り、ジッタ表示値、又はバスタブ曲線の如きジッタの図形表示を更新する。
【００１２】
図２に示すように、ＮＲＺＩコード化シリアル・デジタル・ビデオを測定する。図示のジッタ測定システム１０の実施例は、再生クロックに含まれるジッタの第１ヒストグラム２０と、アイ・パターン・サンプル２４から得た第２ヒストグラム２２とを発生する。再生クロックに基づいて第１ヒストグラム２０を発生するために、クロック再生回路２６は、クロックを再生し、ジッタ復調器２８は、再生クロックに基づいたジッタ・データを第１ヒストグラム２０に供給する。精密（低ジッタ）位相拘束ループ（ＰＬＬ）３０は、ジッタ復調器２８及びアイ・パターン・サンプラ２４の両方に接続されるように示されている。精密ＰＬＬ３０は、測定標準により要求される如きジッタの低周波成分を除去するために、これら低周波ジッタを、予め選択され標準化された帯域幅について追跡する。ジッタ分析器１４は、いずれかのヒストグラムを選択でき、対応するジッタ測定結果を提供する。よって、ジッタ分析器は、再生クロックに基づく第１ヒストグラム２０、又はアイ・パターン・サンプラから得た第２ヒストグラム２２のいずれかに基づいて、ジッタ分析を行う。いくつかの実施例において、ジッタ分析器は、ユーザの選択に応じた各ヒストグラムに対する結果を提供できる。
【００１３】
図３は、再生クロックに基づくジッタ・ヒストグラム・ハードウェア１２の別の実施を示す。ジッタ復調器として作用し、位相検波器３２及び発振器３４を有するＰＬＬ３０にＮＲＺＩシリアル・データが入力する。位相検波器３２及び発振器３４の間の期間経路にエラー増幅フィルタを設ける。この例において、ＮＲＺＩシリアル・データ・エッジは、ＰＬＬ３０によりアナログ・ジッタ信号に復調される。これは、ＰＬＬ帯域幅未満のジッタ・スペクトル成分を効果的に除去するので、ＰＬＬ３０もいくつかのハイパス・フィルタを提供する。次に、アナログ・デジタル（Ａ／Ｄ）変換器３８は、ジッタ信号からディスクリート・ジッタ・データ・サンプルを発生する。ＩＥＥＥ標準１５２１−２００３の如きいくつかの測定標準は、ジッタの低周波又はワンダー成分を除去するために、第３次ハイパス・フィルタ（ＨＰＦ）を必要とする。これら標準に合わせるために、追加のアナログＨＰＦ又はデジタルＨＰＦフィルタが必要となるかもしれない。オプションとしてのＨＰＦ４０を図３に示す。いくつかの実施例において、ＮＲＺＩシリアル・データが等化されて、例えば、同軸ケーブルを用いる伝送によるロスなどの周波数依存損失を補償する。ジッタ・データ・サンプルは、コントローラ４２に入力し、ＲＡＭ４４に書き込まれる。このＲＡＭは、ヒストグラム・データを蓄積する。図３に示さないジッタ分析器１４は、ヒストグラム・データをアクセスできる。クロック信号（ＣＬＫ）４６を示す。クロック信号は、１ジッタ・サンプル当たり１つのクロックを発生する。このクロック信号は、発振器３４から発生してもよいが（内部接続を図示しないが）、ＮＲＺＩ入力遷移が生じたときのみ、Ａ／Ｄがジッタ復調器出力をサンプリングできるようにゲートされる。このサンプル・インターバルは、一定である必要がない。別の実施例において、例えば、アナログ・クロック再生回路を用いて、ＮＲＺＩ信号からクロック信号を発生する。
【００１４】
図４は、コントローラ４２の実施例の処理の流れを示す流れ図であり、ジッタ分析器１４の実施例の処理の流れを示す流れ図でもある。ステップ５０にて、ジッタ・データ・サンプルが受信されたときに、コントローラ４２がＲＡＭ内のヒストグラムを更新する。各ＲＡＭアドレスは、ヒストグラムのビンに対応する。ビンの数は、所望のジッタ・データ値のレンジ及び分解能に適応している。例えば、１０２４×３２ビットのヒストグラムを選択できる。この場合、提供されたジッタ・データは、好ましくは、データの少なくとも１クロック・インターバルをスパンして、利用可能な時間値の同等なレンジを有さなければならない。例えば、ヒストグラムが１０２４ビット（０から１０２３）の場合、Ａ／Ｄ変換器３８は、クロック・インターバルの１／１０２４単位の分解能で完全な１クロック・インターバルに対応する−５１２及び５１１の間の値を有するジッタ・データを提供する。ＲＡＭアドレスは、ジッタ・データ値プラス５１２に等しいので−５１２のジッタ・データ値がビン０に書き込まれるカウントとなり、５１１のジッタ・データ値がビン１０２３に書き込まれるカウントとなる。各時点でジッタ・データ・サンプルが対応するＲＡＭアドレスで受けられ、そのアドレスに蓄積された値が１だけ増分される。別の実施例において、追加のＲＡＭを用いて、より多くのビンを提供して、ジッタ・データ値をスケール調整する。
【００１５】
ステップ５２にて、コントローラは、ヒストグラムを再スケール調整する必要があるかを判断する。例えば、ＲＡＭに蓄積された特定のビン値が所定の許容値内で最大可能値に達した場合又は到達した場合、ヒストグラムを再スケールする必要があるだろう。我々の現在の例では、３２ビット値として蓄積可能な最大値に等しい値を任意のＲＡＭアドレスが有するかを再スケール動作により示される。再スケールが必要ない場合、処理を継続する。再スケールが示されると、ステップ５４は、各ＲＡＭアドレスを介して進み、この値を２で除算する。これは、簡単な２進シフトで実現できる。ステップ６０にて最終アドレスに達するまで、この処理を繰り返す。最終アドレスを再スケール調整すると、ステップ５０にてヒストグラムの更新を継続する。別の実施例において、ジッタ分析器１４によりヒストグラム・データを読み取り、正規化するか所望量でデータを分割し、それをＲＡＭに書き戻して、再スケール動作を制御できる。他の実施例において、ジッタ分析器を用いてＲ／Ｗ動作でビン値をリセットするか、コントローラ４２内でリセット動作させるかして、リセットを実施できる。
【００１６】
ステップ６２にて、読み取り／書き込み（Ｒ／Ｗ）要求がジッタ分析器１４から受けたかをコントローラ４２が判断する。そうでなければ、ステップ５０に戻ることにより、ヒストグラムを更新し続ける。ジッタ分析器１４はヒストグラムをポーリングすると、例えば、ステップ６４にて行われるように、ジッタ分析器１４が要求したアドレスに対応するＲＡＭアドレスに応じて、コントローラ４２は、データとしてヒストグラム・ビンに関係した値を提供する。ステップ６６にて、コントローラは、Ｒ／Ｗ動作が完了したかを判断する。そうでなければ、ステップ６４に戻る。別の場合、ステップ５０に戻り、ヒストグラムの更新を継続する。ジッタ分析器がＲＡＭを読み出している短時間の間、又はＲＡＭが再スケール調整されている短時間の間、ジッタ・データがヒストグラムに追加されないが、これは無視できるデータ損失を表す。
【００１７】
ヒストグラム・ハードウェア１２は、ジッタ分析器１４からの入力なしに、ジッタ・ヒストグラムを独立の作成できる。ジッタ分析器１４は、測定出力を発生するために、周期的にヒストグラム・データをポーリングする。典型的には、ジッタ分析器１４は、１秒間に約１回、結果の表示を更新するが、これは所望により、これよりも多くも少なくもできる。ヒストグラム・ハードウェアは、非常に多くのジッタ・データ・サンプルを受け、その時間中にヒストグラムを作成又は更新できる。いくつかの実施例において、ＲＡＭ４４は、デュアル・ポートＲＡＭとして実現し、ジッタ分析器がヒストグラム更新処理に干渉されずにヒストグラム・データを得るようにしてもよい。
【００１８】
ジッタ分析器１４の実施例の基本的な処理の流れは、ステップ１１０にてジッタのレンジを定義する。一実施例において、ジッタ値のレンジは、クロックの単位インターバル（ＵＩ）で表せるヒストグラム・ハードウェア配列レンジに対応する。ジッタ値のレンジをテスト機器内の固定値として提供できる。この代わりに、ヒストグラム・ハードウェア１２がジッタ・データ値を調整して、有効な数のヒストグラム・ビンにフィットできれば、ユーザ入力によりジッタ値のレンジを調整できる。
【００１９】
次に、ステップ１２０にて提供されるように、ヒストグラム・アドレスのヒストグラム・ビンにジッタ値のレンジが関係する。いくつかの実施例において、これは、ヒストグラム・ビンのメモリ・アドレスをＵＩでのジッタ値に関係させることに対応する。また、この関係は、テスト機器内の固定パラメータとして提供できる。この代わりに、関係表をソフトウェアで実現できる。説明のため、整数マイクロプロセッサ上のソフトウェアとして実現するように設計されたジッタ分析器の実施概略を説明する。
【００２０】
例えば、ジッタ値のレンジであるＪｍａｘからＪｍｉｎをゼロ付近の２ＵＩのレンジでＪｍｉｎ＝−１．０ＵＩ及びＪｍａｘ＝＋１．０ＵＩに定義し、ミリＵＩで−１０００ｍＵＩから＋１０００ｍＵＩで表すとすると、ハードウェア・ヒストグラム内のジッタ値及びビン位置の間の関係は、ルックアップ・テーブルを用いて提供できる。整数プロセッサでの実現の場合、次のコードは、１０２４ｍＵＩ値を生じて、ｍＵＩ値を１０２４ビンに関係づけられる。
Private Sub CreateUILUT()
'Span from -999 mUI to +1000 mUI, where mUI is milliUI
For i=1 To 1024
UILUT(i-1)=Int(2000*i/1024)-1000
Next i
End Sub
この例は、―９９９ｍＵＩから＋１０００ｍＵＩまでのジッタ値のレンジを正確に提供し、これが所望のー１０００ｍＵＩから＋１０００ｍＵＩまでの適切な近似であることに注意されたい。
【００２１】
ステップ１１４において、ジッタ分析器１４は、ヒストグラム・ハードウェアからヒストグラム・データを得る。一実施例において、ジッタ分析器１４がポーリングしたときに、全ヒストグラム・データをヒストグラム・ハードウェアから転送する。他の実施例において、計算の実行の必要性に応じて、ヒストグラム・ハードウェアから個別のヒストグラム値が要求される。
【００２２】
ステップ１１６にて、ジッタ分析器は、累積分布関数（ＣＤＦ）を計算する。このＣＤＦは、典型的には、確率密度関数（ＰＤＦ）から求める。このＰＤＦは、ヒストグラム・データの正規化バージョンに対応する。ここで用いるように、項目としての累積分布関数（ＣＤＦ）は、ＰＤＦに基づいた正規化ＣＤＦと、又は非正規化ヒストグラム・データに基づいた非正規化バージョンを参照する。非正規化ＣＤＦを用いると、その後の計算にて、結果を正規化する必要がある。ジッタ分析器の実施例において、ヒストグラム・データに基づいた配列として非正規化ＣＤＦを発生する。
【００２３】
同様に、ステップ１１８にて、ジッタ分析器は、相補累積分布関数（ＣＣＤＦ）を計算する。再度、ＣＣＤＦは、典型的には、確率密度関数（ＰＤＦ）から決まり、ヒストグラム・データの正規化バージョンに対応する。ＣＣＤＦはＣＤＦに関連するので、ステップ１１６にて計算されたＣＤＦから計算できる。ここで用いるように、項目としての相補累積分布関数（ＣＣＤＦ）は、正規化されたＣＣＤＦと、非正規化ヒストグラム・データに基づく非正規化バージョン、又はステップ１１６にて提供された非正規化ＣＤＦを参照する。非正規化ＣＣＤＦを用いると、次の計算期間中、結果を正規化する必要があるだろう。ジッタ分析器の実施例において、ヒストグラム・データに基づく配列として、非正規化ＣＣＤＦが発生する。
【００２４】
非正規化ＣＤＦ及びＣＣＤＦ配列を計算するジッタ分析器の実施例において、正規化スカラー値も計算する。正規化スカラー値は、ＣＤＦの最終値に対応する。別の実施例において、ゼロ平均ジッタの分散（ＪｉｔＶａｒ）又はＲＭＳ値も計算できる。ここで、ＲＭＳ値は、オプションとしてのステップ１２０にて、分散の二乗平方根に等しい（ＲＭＳ＝√JitVar）。以下のコードは、非正規化ＣＤＦ及びＣＣＤＦと共に、正規化に用いるＳＵＭＰＤＦ値及びオプションとしての分散値（ＪｉｔＶａｒ）を提供する。これらをＲＭＳの計算に使用できる。
Private Sub HistoProc()
Dim Sum(1023) As Double
CDF(0)=Histogram(0)
Sum(0)=(ABS(UILUT(0))^2)*Histogram(0)
For n=1 To 1023
CDF(n)=CDF(n-1)+Histogram(n)
Sum(n)=Sum(n-1)+(Abs(UILUT(n))^2)*Histogram(n)
Next n
SumPDF=CDF(1023)
For n=1 To 1024
CCDF(n-1)=SumPDF-CDF(n-1)
Nest n
JitVar=Int(Sum(1023)/SumPDF)
End Sub
かって、非正規化ＣＤＦ及びＣＣＤＦ値の配列を正規価値（この例ではＳＵＭＰＤＦ）と一緒に計算していた。確率べき指数に関連して、正ジッタ（Ｊｐｏｓ）及び負ジッタ（Ｊｎｅｇ）ピークに対するジッタ値を決定できる。
【００２５】
ステップ１３０にて、確率を選択する。ジッタ分析器の実施例において、例えば、ユーザ・インタフェースのデータ入力領域を用いて、ユーザが確率を選択することにより、確率べき指数を選択する。代わりに、例えば、テスト標準に確実に適合するように、確率べき指数をシステムが自動的に選択する。他の実施例において、確率べき指数を正しく特定するよりも、確率べき指数を値として選択する。
【００２６】
ステップ１３２にて、確率値に基づいて、正ジッタ・ピーク（Ｊｐｏｓ又はＪｉｔＰｏｓ）及び負ジッタ・ピーク（Ｊｎｅｇ又はＪｉｔＮｅｇ）を決定する。ジッタ分析器の実施例において、選択された確率べき指数（Ｐｒｏｂ）に基づいた確率をスケール調整して、非正規化ＣＤＦ及びＣＣＤＦ配列のスケールに合わせる。別の実施例において、ＣＤＦ及びＣＣＤＦ配列を正規化して、スケール係数又は正規化係数がその後の動作にもはや必要ない。一実施例において、確率値よりも小さいＣＣＤＦ値にて、正ジッタ・ピークをＵＩ値として決定する。例えば、上述のＣＣＤＦ配列を用いて正ジッタ・ピークを決定するために、ＣＣＤＦ配列を走査して、対応確率値（Ｐｏ）よりも小さいＣＣＤＦ値でのインデックスを決定する。ジッタ・ピークは、このインデックスに対応するＵＩ値である。同様に、ＣＤＦ値が確率値よりもチョット小さいときのＵＩ値になるように、負ジッタ・ピークを決定する。ＣＤＦ配列を走査することにより負ジッタ・ピークを決定して、確率値Ｐｏよりもちょっと小さいＣＤＦ値にて、インデックスを決定する。以下の例では、ＣＣＤＦ及びＣＤＦを走査する方法を提供し、正ジッタ・ピーク及び負ジッタ・ピークを夫々決定する。確率値（Ｐｏ）未満の値に達するまで、ＣＣＤＦ配列を０からインデックス・レンジの終わり（１０２３）まで走査する。次に、結果としてのインデックス（ｎ）を用いて、対応ＵＩ値を提供する。これは、本実施において、ルックアップ・テーブルを用いて行う。別の実施において、インデックス値に基づき、ＵＩを直接計算することが可能だろう。更に別の実施例では、インデックスを用いることなく、ＵＩ値を直接計算することが可能である。同様に、この例において、ＣＤＦ値が確率値よりもちょっと小さいときまで、ＣＤＦ配列は、配列の終わり（１０２３）からゼロに向かって走査される。再度、インデックス値（ｎ）に対応するＵＩ値を取ることにより、負ジッタ・ピークを決定する。
Private Sub JitterPeakVals(Prob)
Dim n As Integer
Po=SumPDF*10^(Prob) 'スケール調整した確率値
n=0
Do Until (CCDF(n)<Po) Or (n>1022)
n=n+1
Loop
JitPos=UILUT(n)
n=1023
Do Until (CDF(n)<Po) Or (n<1)
n=n-1
Loop
JitNeg=UILUT(n)
End Sub
正ジッタ・ピーク及び負ジッタ・ピークの間の差と取ることにより、ピーク・ピーク・ジッタが容易に求まる。以前の例は、整数プロセッサで動作するように設計されている。ここで、ハードウェア・ヒストグラムと、ＵＩルックアップ・テーブルにて提供されるＵＩ値と、ヒストグラム、ＣＤＦ及びＣＣＤＦに基づいて計算された配列により、ヒストグラムの中で一般に矛盾のない通常インデックスをインデックス値（ｎ）が提供する。ここで示したように、ＣＤＦ及びＣＣＤＦ配列の全レンジを走査する。別の実施例においては、配列の一部のみを走査し、例えば、中間から開始し（ゼロ時間インターバル・エラーでのジッタ値）、適切な方向に走査することにより、同じ又は類似の結果を達成できる。これは、処理を加速し、０及び−１の間の選択された確率べき指数（Ｐｒｏｂ）に対し、ＪｉｔＰｏｓ用の負の値及びＪｉｔＮｅｇ用の正の値を得るのを防ぐ。これは、ジッタ・ヒストグラムをスキューするときに生じるので、平均値（上述のハイパス・フィルタによい典型的にはゼロ）が中間値と異なる。中間ジッタ値は、ＣＤＦ＝０．５のポイントに対応する。
【００２７】
ステップ１３２が終了すると、処理はステップ１１４に戻る。これは、新たなヒストグラム・データを得る。この代わりに、処理はステップ１１０に戻り、ジッタ値のレンジを再定義して入力処理を開始する。
【００２８】
単一確率値用のジッタ・ピークを決定することに加え、又はその代わりのいくつかの場合において、ステップ１４０のように確率値のレンジにわたってジッタ・ピークを決定できる。正ジッタ・ピーク及び負ジッタ・ピーク用の個別の値の代わりに、正ジッタ・ピーク及び負ジッタ・ピークの配列を所定確率値のレンジにわたって計算する。ジッタ分析器の実施例において、確率値のレンジ内で選択された各確率値に対して、ＣＣＤＦ及びＣＤＦを走査して正及び負のジッタ・ピークを夫々求め、確率レンジにわたるジッタ・ピークの配列を作成する。実際の走査処理を上述と同様な方法で各確率値に対して実行してもよい。以下の例のコードは、正ジッタ・ピーク（ＪｉｔＰｏｓＰｅａｋ）及び負ジッタ・ピーク（ＪｉｔＮｅｇＰｅａｋ）値の配列を作成する。
Private Sub JitterPeakVals()
Dim CDFo(24) As Double, Temp As Double
Dim n As Integer
For k=1 To 25 '２４個の確率値に対して与える
Temp=ProbLUT(k-1)/(10^12) 'ＬＵＴを用いて確率を提供
CDFo(k-1)=Temp*SumPDF 'スケール調整された確率値を提供
Next k
For k=1 To 25
n=0
Do Until(CCDF(n)<CDFo(k-1)) Or (n>1022)
n=n+1
Loop
JitPosPeak(k-1)=UILUT(n)
n=1023
Do Until (CDF(n)<CDFo(k-1)) Or (n<1)
n=n-1
Loop
JitNegPeak(k-1)=UILUT(n)
Next k
End Sub
この例のコードは、２４個の確率べき指数に対応する正ジッタ・ピーク及び負ジッタ・ピークの配列を作成する。確率ルックアップ・テーブル（ＰｒｏｂＬＵＴ）を用いて、確率値を得る。例えば、次のルックアップ・テーブルを用いて、半分の増分における約０から−１２の確率べき指数に対して求めることができる。
Private Sub CreateProbLUT() Equation:ProbLUT(n)=10^(ProbExp(n)+12)
'６４ビット固定で予め計算された確率を配列に割り当てる。
ProbLUT(0)=500034534877# 'Prob exponent=0ではなく-.301
ProbLUT(1) = 316227766017# 'Prob exponent = -.5, 
ProbLUT(2) = 100000000000# 'Prob exponent = -1,
ProbLUT(3) = 31622776602#   Prob exponent - -1.5,
ProbLUT(4) = 10000000000#   など
ProbLUT(5) = 3162277660#
ProbLUT(6) = 1000000000#
ProbLUT(7) = 316227766#
ProbLUT(8) = 100000000#
ProbLUT(9) = 31622777#
ProbLUT(10) = 10000000#
ProbLUT(11) = 3162278#
ProbLUT(12) = 1000000#
ProbLUT(13) = 316228#
ProbLUT(14) = 100000#
ProbLUT(15) = 31623#
ProbLUT(16) = 10000#
ProbLUT(17) = 3162#
ProbLUT(18) = 1000#
ProbLUT(19) = 316#
ProbLUT(20) = 100#
ProbLUT(21) = 32#
ProbLUT(22) = 10#
ProbLUT(23) = 3#
ProbLUT(24) = 1#
End Sub
整数処理のみを用いてこの例を実施しようとするので、この例の確率ルックアップ・テーブルでの値を実数形式又は浮動小数点形式でこの例の確率ルックアップ・テーブルに数値を入力する。ゼロの確率べき指数を用いる代わりに、ゼロに近い値（０．５＝１０＾−０．３０１）を代わりに用いる点に留意されたい。これは、ゼロの使用に関係した問題を避け、確率対ジッタの表示の全体的表現を改善する。
【００２９】
ステップ１４２にて、確率のレンジにわたるジッタ・ピクセル値の配列を用いて、確率対ジッタ・ピークのプロット又は表示を提供する。その結果のプロット又は表示は、例えば、図５の項目２００で示す如きＵＩでのジッタの関数としてバスタブ曲線プロットとして示す。バスタブ曲線は、ビット・エラー・レート（ＢＥＲ）対ＵＩでのジッタとしてしばしば名前が付けられる。ＵＩ値をクロック周期で乗算する代わりに、水平軸（ｘ軸）を時間の単位で表してもよい。信号のサンプル内のジッタがｘ軸（時間軸）の特定値を超えた場合に、ビット・エラーが受信器に生じると仮定して、ＢＥＲを用いる。これが生じる可能性は、平均ＢＥＲ（エラー・ビット対非エラー・ビットの比）である。
【００３０】
測定した信号ヒストグラムに基づいた確率のレンジに対して正及び負のジッタ・ピーク配列を計算すると、図５に示すように、バスタブ曲線表示２００を発生できる。この表示の実施例において、選択されたＢＥＲに対して、計算されたジッタ・ピークしきい値又は受信器順応、若しくは確率を示すカーソルが表示に重なる。この例に示すように、選択された確率を示すライン２０２を、対応する負ジッタ・ピーク指標２０４及び正ジッタ・ピーク指標２０６と共に表示する。図示する表示２００の例において、ユーザ入力ボックス２０８を提供して、確率べき数を選択できるようにする。
【００３１】
図５は、ダイナミック・ジッタ限界マーカ３０２を含むアイ・ダイアグラム表示３００も示す。マーカ３０２の端部３０４及び３０６は、負ジッタ・ピーク及び正ジッタ・ピークの位置に夫々対応している。マーカ３０２の長さは、ヒストグラム・ハードウェアが提供する変化するヒストグラムに基づいて、ジッタ・ピクセル値の変化に応じて変化する。図５に示すように、バスタブ曲線表示の下に位置しスケール調整されたジッタ・ダイアグラム表示との組合せ表示として、ジッタ・ダイアグラム表示３００及びバスタブ曲線表示２００が一緒に示されるので、これら２つの表示の間の関係は、容易に識別できる。３１０から３１２までのアイ・ダイアグラム表示３００内のアイ・インターバルをスケール調整して、バスタブ曲線表示２００に示す０から１ＵＩまでの大きさに対応させる。よって、負ジッタ・ピーク・マーカ３０４及び正ジッタ・ピーク・マーカ３０６は、表示２００からの対応位置指標２０４及び２０６と同じスケール上となる。別の実施例において、アイ・ダイアグラム表示３００を表示２００の上に位置決めする。図５では２つの表示が一緒に示されているが、他の実施例においては、表示２００及び３００のいずれかを単独で表示してもよい。アイ・ダイアグラム表示３００は、選択された確率に対する振幅制限３２０も示す。この振幅制限も、アイ・インターバルの中間の信号レベルのハードウェア・ヒストグラムから同様に作成される。第２ユーザ入力ボックス３１８も示される。一実施例において、これら２つのボックスは、同じ確率べき指数値にリンクされており、その冗長度はユーザの便宜のためである。代わりには、単に１個のユーザ入力ボックスを設ける。さらに、又はその代わりに、ユーザ入力領域を図５に示す表示領域の外部に設けてもよい。
【００３２】
ハードウェア・ヒストグラムに基づいた確率の関数としてジッタ・ピーク値を求める方法及び装置を上述した。標準によって特定ジッタ・ピーク値を確立するいくつかのアプリケーションにおいて、選択されたジッタ・ピーク値又はピーク・ピーク値用に、ヒストグラムから、確率値又は確率べき数が何かを求めることは有用である。ＣＤＦ及びＣＣＤＦ配列を用いることにより、各しきい値が超されたＵＩによる選択された正ジッタ・ピークしきい値及び選択された負ピーク・ジッタしきい値、確率、又は確率べき数を計算できる。第１近似として、正及び負ジッタしきい値を等しく又は逆に設定できる。しかし、一般には、等しい正及び負ピークは、同じ確率では生じない。よって、いくつかの実施例において、所望ピーク・ピーク・ジッタしきい値に対応する正及び負ジッタ値用に適切な確率値が見つかるまで、この処理を反復して実行できる。
【００３３】
上述のシステム及び方法は、ハードウェア・システムを用いて、ヒストグラム・システムに基づいたソフトウェアを用いて可能なよりも高速に、ヒストグラムを作成する。このデータ・レートは、本システムがタイムリーにヒストグラムを作れるようにする。整数プロセッサと共に用いる上述のソフトウェアの如きソフトウェアを用いて、上述のジッタ分析器システムを実現できる。ユーザ表示は、１秒当たり１回のオーダーでユーザ表示のみを更新する必要があるので、ソフトウェアを実行する最新のプロセッサで充分である。別の実施例において、ジッタ分析器、又はジッタ分析器の部分は、ハードウェアを用いて実現できる。このハードウェアは、専用回路、又は上述の方法を実行するようにコード化されたフィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）プロセッサ・コアでもよい。上述の例では、整数プロセッサ上で動作するように設計されたが、付加的な処理能力の利点を得るように変更されたソフトウェアと共に、浮動小数点プロセッサを用いることもできる。例えば、浮動小数点プロセッサは、本方法の概念を実現するルックアップ・テーブルを用いる必要性又は妥当性を下げる。
【００３４】
本発明の根本的な原理を逸脱することなく、本発明の上述の実施例の細部に多くの変更が行えることが当業者には明らかであろう。よって、本発明の要旨は、以下の請求項により決まる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】図１は、本方法を実行するシステムのブロック図である。
【図２】図２は、追加システムの詳細を示すブロック図である。
【図３】図３は、再生クロックに基づくジッタ・ヒストグラム回路を示すブロック図である。
【図４】図４は、通信におけるジッタ分析器及びハードウェア・コントローラの動作を説明する流れ図である。
【図５】図５は、確率値に基づいたダイナミック・ジッタ指標を伴うバスタブ曲線及びアイ・ダイアグラムを含む表示である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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