(57)【要約】  １つの実施例では、システムは時間基準を生成するように構成され、このシステムは、第１の方向における第１の伝播速度および第２の方向における第２の伝播速度を有するように構成される双方向ループを含み、第１の伝播速度は第２の伝播速度に実質的に等しい。１つの実施例では、このシステムはさらに、双方向ループに結合された複数のシステム要素を含み、複数のシステム要素の各それぞれのシステム要素は、各々に共通の時間基準を、双方向ループで第１の方向に送信される第１の信号および双方向ループで第２の方向に送信される第２の信号の、それぞれのシステム要素における平均到達時間として決定するように構成される。
2009544191.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
時間基準ループに結合された複数のシステム要素を含むシステムのための共通の時間基準を生成する方法であって、
前記複数のシステム要素の各それぞれのシステム要素について、前記時間基準ループで第１の方向に前記それぞれのシステム要素に送信される第１の信号の到達時間を決定するアクトと、
前記複数のシステム要素の各それぞれのシステム要素について、前記時間基準ループで第２の方向に前記それぞれのシステム要素に送信される第２の信号の到達時間を決定するアクトとを備え、前記第２の方向は前記第１の方向とは逆であり、前記方法はさらに
前記複数のシステム要素の各それぞれのシステム要素について、前記それぞれのシステム要素における前記第１の信号の前記到達時間、および前記それぞれのシステム要素における前記第２の信号の前記到達時間に基づいて平均到達時間を決定するアクトと、
前記複数のシステム要素の各々について、前記それぞれのシステム要素について決定された前記平均到達時間を、前記それぞれのシステム要素のための前記共通の時間基準として使用するアクトとを備える、方法。
【請求項２】
第１のシステム要素において、前記第１のシステム要素における事象を示す信号の検出と前記共通の時間基準との時間間隔を測定することによって、前記システムにおける前記事象の時間を決定するアクトをさらに備える、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
１回目に前記第１のシステム要素から第２のシステム要素にトリガ信号を通信するアクトと、
前記１回目を前記共通の時間基準に対して調整して、前記第１のシステム要素から第２のシステム要素に通信される前記トリガ信号の伝播遅延に対処するアクトとをさらに備える、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記第１のシステム要素において、前記事象の測定時間を調整して、前記第１のシステム要素に送信される前記信号の伝播遅延に対処するアクトをさらに備える、請求項２に記載の方法。
【請求項５】
第２のシステム要素において、前記第２のシステム要素における前記事象を示す前記信号の検出と前記共通の時間基準との時間間隔を測定することによって、前記システムにおける前記事象の前記時間を決定するアクトをさらに備える、請求項２に記載の方法。
【請求項６】
前記第１のシステム要素において、前記事象の第１の測定時間を調整して、前記第１のシステム要素に送信される前記信号の伝播遅延に対処するアクトと、
前記第２のシステム要素において、前記事象の第２の測定時間を調整して、前記第２のシステム要素に送信される前記信号の伝播遅延に対処するアクトとをさらに備える、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記第１の測定時間および前記第２の測定時間を調整して、実質的に等しい時間測定値を与えるアクトをさらに備える、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
第１のシステム要素から第２のシステム要素に、前記共通の時間基準に対して第１の時間間隔で生成された第１の信号を送信するアクトと、
第３のシステム要素から前記第２のシステム要素に、前記共通の時間基準に対して前記第１の時間間隔で生成された第２の信号を送信するアクトと、
前記第２のシステム要素において、前記第１の信号の測定受信時間および前記第２の信号の測定受信時間の各々を調整して、前記第１のシステム要素から送信される前記信号の
伝播遅延および前記第３のシステム要素から送信される信号の伝播遅延にそれぞれ対処するアクトとをさらに備える、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
第１の伝播遅延を有する第１のトリガバスで前記第１の信号を送信するアクトと、
前記第１の伝播遅延とは異なる第２の伝播遅延を有する第２のトリガバスで前記第２の信号を送信するアクトとをさらに備える、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記システムを同期して動作させるアクトをさらに備える、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記第２のシステム要素は同期装置を含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記第１のシステム要素および前記第３のシステム要素は、自動試験装置に含まれる機器である、請求項９に記載の方法。
【請求項１３】
前記時間基準ループは、第１のセットのシステム要素に共通の第１の時間基準ループであり、
前記システムは第２のセットのシステム要素を含み、これは、前記第２のセットのシステム要素の各々に共通の第２の時間基準ループに結合され、
前記方法はさらに
前記共通の時間基準の時間と、前記第２のセットのシステム要素に共通の第２の時間基準の時間との差を測定するアクトをさらに備える、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記第２のセットのシステム要素の各それぞれのシステム要素について、前記第２の時間基準ループで第１の方向に前記第２のセットの前記それぞれのシステム要素に送信される第１の信号の到達時間を決定するアクトと、
前記第２のセットのシステム要素の各それぞれのシステム要素について、前記時間基準ループで第２の方向に前記第２のセットの前記それぞれのシステム要素に送信される第２の信号の到達時間を決定するアクトとを備え、前記第２の方向は前記第１の方向とは逆であり、前記方法はさらに
前記第２のセットのシステム要素の各それぞれのシステム要素について、前記第２のセットの前記それぞれのシステム要素における前記第１の信号の前記到達時間、および前記第２のセットの前記それぞれのシステム要素における前記第２の信号の前記到達時間に基づいて平均到達時間を決定するアクトと、
前記第２のセットのシステム要素の各々について、前記第２のセットの前記それぞれのシステム要素について決定された前記平均到達時間を、前記第２のセットの前記それぞれのシステム要素のための前記第２の時間基準として使用するアクトとをさらに備える、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記第２のセットのシステム要素に通信される事象を示す信号の開始時間を、前記差によって調整するアクトをさらに備える、請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
時間基準を生成するように構成されるシステムであって、
第１の方向における第１の伝播速度および第２の方向における第２の伝播速度を有するように構成される双方向ループを備え、前記第１の伝播速度は、前記第２の伝播速度に実質的に等しく、前記システムはさらに
前記双方向ループに結合された複数のシステム要素を備え、前記複数のシステム要素の各それぞれのシステム要素は、各々に共通の時間基準を、前記双方向ループで前記第１の方向に送信される第１の信号および前記双方向ループで前記第２の方向に送信される第２の信号の前記それぞれのシステム要素における平均到達時間として決定するように構成される、システム。
【請求項１７】
前記双方向ループは双方向差動バスを含む、請求項１６に記載のシステム。
【請求項１８】
自動試験装置をさらに備え、
前記複数のシステム要素は複数の機器を含む、請求項１６に記載のシステム。
【請求項１９】
前記複数のシステム要素は同期装置を含み、
前記複数のシステム要素は、前記試験装置の同期動作のために前記時間基準を使用するように構成される、請求項１８に記載のシステム。
【請求項２０】
前記複数の機器は試験ヘッド内に配置される、請求項１８に記載のシステム。
【請求項２１】
前記複数のシステム要素に結合された複数のトリガ線をさらに備え、
前記複数のシステム要素の各それぞれのシステム要素は、前記それぞれのシステム要素に専用の少なくとも１本の専用トリガ線に結合され、
第１のシステム要素に結合された専用トリガ線の長さは、第２のシステム要素に結合された専用トリガ線の長さと実質的に異なる、請求項１８に記載のシステム。
【請求項２２】
前記双方向ループは第１の双方向ループを含み、
前記複数のシステム要素は第１の複数のシステム要素であり、
前記第１の複数のシステム要素の各々に共通の前記時間基準はシステム時間基準であり、
前記システムはさらに
第１の方向における第１の伝播速度および第２の方向における第２の伝播速度を有するように構成される第２の双方向ループを備え、前記第２の双方向ループの前記第１の伝播速度は、前記第２の双方向ループの前記第２の伝播速度に実質的に等しく、前記システムはさらに
前記第２の双方向ループに結合された第２の複数のシステム要素を備え、前記第２の複数のシステム要素の各それぞれのシステム要素は、各々に共通の第２の時間基準を、前記双方向ループで前記第１の方向に送信される第１の信号および前記双方向ループで前記第２の方向に送信される第２の信号の、前記第２の複数のシステム要素の前記それぞれのシステム要素における平均到達時間として決定するように構成される、システム。
【請求項２３】
前記第１の複数のシステム要素によって測定される事象の時間は、前記システム時間基準に対して測定され、
前記第２の複数のシステム要素によって測定される事象の時間は、前記第２の時間基準に対して測定され、
前記第２の複数のシステム要素によって測定される事象の前記時間は、前記第２の時間基準と前記システム時間基準との差を補償するように調整される、請求項２２に記載のシステム。
【請求項２４】
前記複数のシステム要素は、実質的に等しい間隔で前記双方向ループに結合される、請求項１６に記載のシステム。
【請求項２５】
前記複数のシステム要素の各々は、前記それぞれのシステム要素の他のシステム要素の入力インピーダンスに実質的に等しい入力インピーダンスを有する、請求項２４に記載のシステム。
【請求項２６】
自動試験システムであって、
システム事象に対応する信号を時間基準に対して測定するように構成される同期装置と
、
前記同期装置と導通する複数のシステム要素とを備え、前記複数のシステム要素は、第１の機器および第２の機器を含み、前記自動試験システムはさらに
前記同期装置を前記第１の機器に結合するように構成される第１のトリガバスを備え、前記第１のトリガバスは第１の伝播遅延を有し、前記自動試験システムはさらに
前記同期装置を前記第２の機器に結合するように構成される第２のトリガバスを備え、前記第２のトリガバスは、前記第１の伝播遅延とは異なる第２の伝播遅延を有し、
前記時間基準は、前記時間基準に対して前記第１の機器および前記第２の機器の各々において前記信号を測定するためにそれぞれの前記機器によって使用される同期時間基準である、自動試験システム。
【請求項２７】
前記第１のトリガバスは、前記第１の機器にシステムクロックを送信するように構成される第１の信号経路を含み、
前記第２のトリガバスは、前記第２の機器に前記システムクロック信号を送信するための第２の信号経路を含む、請求項２６に記載の自動試験システム。
【請求項２８】
前記同期装置、前記第１の機器および前記第２の機器の各々に結合された双方向ループをさらに備え、
前記双方向ループは、前記同期時間基準を決定するために前記同期装置、前記第１の機器および前記第２の機器の各々によって使用される複数の信号を送信するように構成される、請求項２６に記載の自動試験システム。
【請求項２９】
前記双方向ループは双方向差動バスを含む、請求項２８に記載の自動試験システム。
【請求項３０】
前記双方向ループは、第１の方向における第１の伝播速度、および前記第１の方向とは逆の第２の方向における第２の伝播速度を与えるように構成され、
前記第１の伝播速度は、前記第２の伝播速度に実質的に等しい、請求項２８に記載の自動試験システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の背景
１．発明の分野
本発明の実施例は一般に、時間基準を生成する装置および方法に関する。特に、本発明の１つの実施例は、試験システムにおいて用いる時間基準を確立することに関する。
【背景技術】
【０００２】
２．関連技術の説明
時間基準は、そこから事象が生成および測定され得る基準を与えるため、広範なシステムにおいて用いられる。時間基準を用いるシステムのいくつかの例は、試験システム、コンピュータシステム、制御システムおよび分散システムを含み、一般に分散システムは、（たとえばデータ収集のために）何らかの距離にわたって機能を同期させる必要があり得る。しばしば、コンピュータおよび他の電子システムは、さまざまなシステム要素にクロック信号を分散させて共通の時間基準を与える。また、同期システムにおいては、同期クロックが時間基準として用いられる。そのようなシステムが効果的であるためには、クロックは、クロック信号を用いるシステム要素の各々において同時に受信される必要がある。しかし実際には、用いられる送信媒体（たとえば導電体、光ファイバなど）に固有の伝播遅延のため、上記の目的を達成することは困難である。また、伝播遅延は、比較的速い信号および事象の測定および／またはタイミング取りが必要な（たとえば事象がナノ秒、ピコ秒などで測定される）適用例について、深刻化する問題となる。すなわち、信号の送信時間におけるずっと小さな差または変化も、測定速度が増すにつれてシステムの正確度および性能に重大な影響を与え得る。
【０００３】
電子回路、装置などを含む電子機器を試験するために用いられる自動試験装置（Automatic Test Equipment: ＡＴＥ）は、システムにおける事象の発生を引き起こし、測定する際に高精度が必要とされる一例である。たとえば、ＡＴＥは半導体の動作を試験するためにしばしば用いられる。一般に、そのような試験中には、電子機器を刺激するために１つ以上の公知の試験信号が印加される一方で、さまざまな時点における電子機器の性能および／または試験信号に対する応答に関して１つ以上の測定が記録される。非常に高速で動作し得る最新の回路の試験では、事象のタイミングを捕捉する際に高度の分解能および速度が必要であり、たとえば、ナノ秒での時間測定がしばしば必要とされる。
【０００４】
しばしば、試験中の電子機器は、ＡＴＥシステムに含まれる１つ以上の機器に接続される。機器は一組の接続を与え得、これによって、試験中の電子装置（ＤＵＴ）に試験信号が印加され得、ＤＵＴから応答信号が受信され得る。ＡＴＥは、ＤＵＴをさまざまな機器およびシステムコントローラに相互接続する複数の信号経路を含む。また、さまざまな機器同士の間に複数の信号経路も存在する。しばしば、異なる機器同士の間の信号経路は、中央コントローラまたは他の装置を通ってルーティングされる。これらの信号経路の長さは異なり得る。
【０００５】
転送処理信号の待ち時間は信号経路の長さに依存して異なり得るため、複数の異なる信号経路の長さは、試験測定の正確度に影響を及ぼし得る。この問題は、タイミング測定の高分解能およびそれらの互いの関連のためにＡＴＥにおいて特に関連がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
現在まで、上述の信号待ち時間によって生じるエラーを減らすかなくすためのさまざま
な方策が試されてきた。これらの方策は一般に、ＡＴＥシステム全体にわたってクロック信号を注意深く制御し、分散させることを試みている。いくつかの方策では、通信経路の長さをより精密に制御することによってそうすることを試みている。たとえば、ＡＴＥが、ケーブルを介して制御ユニットに接続された複数の機器を含む場合、通信経路が原因で生じるいずれの待ち時間も等しくするため、ぴったり一致したケーブル長さを与えるようにケーブルの長さが制御され得る。配線を用いるシステムにおいて、半田配線の長さを等しくする試みもなされてきた。しかしこれらの方策は、たとえば信号配線および／または関連作業の費用を大幅に増大させることによって、システムの費用を著しく増大させる恐れがある。
【０００７】
複数の信号をそれらの目的地に同時に到達させるため、ＡＴＥ動作時に伝播遅延を調整することを試みた方策もある。しかし、これらのシステムはエラーが多すぎることがある。また、伝播遅延の制御を試みるシステムの中には、補償され得る最大伝播遅延を制限する態様で制御を試みるものもある。
【０００８】
さらに別の方策は、各機器に特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）を含み、各ＡＳＩＣを用いて各機器におけるタイミング基準を与える。分散パターン制御と称されることもあるそのような方策を用いると、より高額で、かつさまざまなＡＳＩＣによって与えられるタイミング基準が同期されていることを確認するためのシステム全体の較正を必要とするＡＴＥになってしまう。
【０００９】
さらに、以前の方策の中には、システム構成要素を共通の時間基準に較正するための特別な備品を必要とするものもあり、この結果、そのような較正を行なうために試験ヘッドを切離さなければならない。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
発明の要約
本発明の局面は、さまざまな実施例において、複数のシステム要素によって独立して決定され得る共通のシステム全体の時間基準を確立するためのシステムおよび方法を提供する。本明細書中に説明される方策は広く適用可能であり、たとえば、地理的に互いから分散されたシステム要素を含む分散システム要素を含むＡＴＥ、コンピュータおよびシステムにおいて使用され得る。さらに、システム要素はこの時間基準を用いて、システム事象の生成および受信を高精度で測定し、整合させ、順番付けることができる。１つの実施例によると、システムは少なくとも±１００ピコ秒の測定正確度を達成することができる。１つの実施例では、測定正確度は、たとえば時間基準ループに接続された機器の単一のラックにおいて±３０ピコ秒以内である。１つの実施例では、システムはスケラーブルであり、複数のセットのシステム要素を含み得、セットの各々からのシステム要素は、システム全体の時間基準を基準として事象を測定することができる。
【００１１】
先行技術の方策は、まず生成され次にシステム要素に分散される時間基準への依拠は、そのような先行技術のシステムが克服しようとしている多くの問題、たとえば伝播遅延の不一致に寄与することを認識していない。それに対して、本発明の実施例は２つ以上の信号を分散させ、これらはシステム要素によって用いられ、システム要素による受信時のこれらの信号を用いて時間基準を生成する。したがって、本発明の実施例は、複数の分散システム要素における事象を同期させる際に用いられ得る時間基準を与える。また、いくつかの実施例では、共通の時間基準がシステム要素によって決定され得る分散された態様によって、システムの費用および複雑度の両方が軽減される。たとえば、さまざまな実施例は、システム内で信号が送信される送信媒体の費用を削減することができる。すなわち、いくつかの実施例では、ぴったり一致した長さおよび／または一致したインピーダンスのケーブルをいくつかの信号経路に使用する必要がなくなる。さらに、さまざまな較正工程
はシステム要素において独立して行なわれ得るため、時間基準が生成され得る分散された態様によってシステム較正の費用および複雑度を軽減することができる。
【００１２】
本発明の実施例は、ＡＴＥのためのタイミング基準を与える。また、さまざまな実施例において、本発明は、双方向時間基準バス、同期装置に含まれる時間測定ユニット、および試験ヘッド内に配置される１つ以上の機器を用いて時間基準を与え、この時間基準は、同期装置および１つ以上の機器に共通である。１つの実施例では、時間基準を用いて、異なる信号経路の異なる長さによって生じる信号送信の遅延を測定および補償することができる。１つの実施例では、機器における時間基準の較正は、試験ヘッドの切離しが不要な分散された態様で達成され得る。
【００１３】
本発明の１つの局面によると、時間基準ループに結合された複数のシステム要素を含むシステムのための共通の時間基準を生成する方法が与えられる。１つの実施例によると、この方法は、複数のシステム要素の各それぞれのシステム要素について、時間基準ループで第１の方向にそれぞれのシステム要素に送信される第１の信号の到達時間を決定するアクトと、複数のシステム要素の各それぞれのシステム要素について、時間基準ループで第２の方向にそれぞれのシステム要素に送信される第２の信号の到達時間を決定するアクトとを含み、第２の方向は第１の方向とは逆であり、さらに、複数のシステム要素の各それぞれのシステム要素について、それぞれのシステム要素における第１の信号の到達時間、およびそれぞれのシステム要素における第２の信号の到達時間に基づいて平均到達時間を決定するアクトと、複数のシステム要素の各々について、それぞれのシステム要素について決定された平均到達時間を、それぞれのシステム要素のための共通の時間基準として使用するアクトとを含む。
【００１４】
さらなる実施例では、この方法は、第１のシステム要素において、第１のシステム要素における事象を示す信号の検出と共通の時間基準との時間間隔を測定することによって、システムにおける事象の時間を決定するアクトを含む。さらなる実施例では、この方法は、第１のシステム要素において、事象の測定時間を調整して、第１のシステム要素に送信される信号の伝播遅延に対処するアクトを含む。さらなる実施例では、この方法は、第２のシステム要素において、第２のシステム要素における事象を示す信号の検出と共通の時間基準との時間間隔を測定することによって、システムにおける事象の時間を決定するアクトを含む。さらに別の実施例では、本発明は、第１のシステム要素において、事象の第１の測定時間を調整して、第１のシステム要素に送信される信号の伝播遅延に対処するアクトと、第２のシステム要素において、事象の第２の測定時間を調整して、第２のシステム要素に送信される信号の伝播遅延に対処するアクトとをさらに含む。
【００１５】
別の局面において、本発明は、時間基準を生成するように構成されるシステムを与え、このシステムは、第１の方向における第１の伝播速度および第２の方向における第２の伝播速度を有するように構成される双方向ループを含み、第１の伝播速度は、第２の伝播速度に実質的に等しい。１つの実施例では、このシステムはさらに、双方向ループに結合された複数のシステム要素を含み、複数のシステム要素の各それぞれのシステム要素は、各々に共通の時間基準を、双方向ループで第１の方向に送信される第１の信号および双方向ループで第２の方向に送信される第２の信号のそれぞれのシステム要素における平均到達時間として決定するように構成される。１つの実施例によると、双方向ループは双方向差動バスを含む。さらに別の実施例では、このシステムは自動試験装置を含み、複数のシステム要素は複数の機器を含む。本実施例の場合、複数のシステム要素は同期装置を含み、複数のシステム要素は、試験装置の同期動作のために時間基準を使用するように構成される。
【００１６】
さらに別の局面において、自動試験システムは、システム事象に対応する信号を時間基
準に対して測定するように構成される同期装置と、同期装置と導通する複数のシステム要素とを含み、複数のシステム要素は、第１の機器および第２の機器を含み、自動試験システムはさらに、同期装置を第１の機器に結合するように構成される第１のトリガバスを含み、第１のトリガバスは第１の伝播遅延を含み、自動試験システムはさらに、同期装置を第２の機器に結合するように構成される第２のトリガバスを含み、第２のトリガバスは、第１の伝播遅延とは異なる第２の伝播遅延を含む。１つの実施例に従って、時間基準は、時間基準に対して第１の機器および第２の機器の各々において信号を測定するためにそれぞれの機器によって使用される同期時間基準である。さらなる実施例では、このシステムは、同期装置、第１の機器および第２の機器の各々に結合された双方向ループを含む。本実施例の場合、双方向ループは、同期時間基準を決定するために同期装置、第１の機器および第２の機器の各々によって使用される複数の信号を送信するように構成される。
【００１７】
添付の図面は、同じ縮尺で描くよう意図されていない。図面では、さまざまな図で示される各同一のまたはほぼ同一の構成要素は同様の番号で表わされる。明確にするため、すべての構成要素がすべての図面で標識付けされているとは限らない。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施例に従った時間基準バスを含むシステムのブロック図である。
【図２Ａ】別の実施例に従った時間基準バスを含むシステムのブロック図である。
【図２Ｂ】１つの実施例に従った複数の時間基準バスを含むシステムのブロック図である。
【図３Ａ】本発明の実施例で用いられる信号のタイミング図である。
【図３Ｂ】本発明の実施例で用いられる信号のタイミング図である。
【図４】本発明のさらなる実施例に従った時間基準バスを含むシステムの概略図である。
【図５】図４のシステムの実施例に従ったタイミング図である。
【図６】図１のシステムの実施例に従ったタイミング図である。
【図７】さらに別の実施例に従った時間基準バスを含むシステムの概略図である。
【図８】図７のシステムの実施例に従ったタイミング図である。
【図９】１つの実施例に従った時間基準バスの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
詳細な説明
本発明の適用例は、以下の説明に記載されるか、または図面で示される構築の詳細および構成要素の構成に限定されない。本発明は他の実施例も可能であり、さまざまな方法で実践または実行可能である。また、本明細書中で用いられる語句および用語は説明のためであり、限定的であるとみなされるべきではない。「含む」、「備える」、または「有する」、「含有する」、「付随する」、および本明細書中のそれらの変形例は、その後に列挙される項目およびその均等物および付加的な項目を包含することを意味する。
【００２０】
図１を参照して、時間基準バス１０２を含むシステム１００が図示される。１つの実施例に従って、システム１００は、付加的な要素を含み得るより大きなシステム（たとえばＡＴＥのシステム）に含まれる。たとえば、ＡＴＥシステムは単一の試験ヘッドまたは複数の試験ヘッドを含み得る。さらに、各試験ヘッドは、パワーモジュールなどの１つ以上のモジュール、１つ以上の機器ラック、メータ較正モジュール、および同期装置モジュールを含み得る。１つの実施例では、各機器ラックは複数の機器を保持可能である。１つの実施例では、システム１００は、電子装置（たとえばボード、半導体ウェハなど）を試験してそれらの性能を判断するＡＴＥのシステムの一部として用いられる。一般に、本実施例では、試験中の装置（ＤＵＴ）は１つまたは複数の機器に電気的に接続され、システム１００は（一般に電気信号の形態の）刺激をＤＵＴに印加し、ＤＵＴの応答を測定する。
１つの実施例に従って、機器は信号バックプレーンを介して試験コントローラと通信し、パワーモジュールはパワーバックプレーンを介して機器と通信する。さらなる実施例では、ＡＴＥは複数の信号バックプレーンを含む。１つの実施例では、Ｉ／Ｏ集線装置が信号およびパワーバックプレーンに近接して搭載され、機器とＤＵＴとの間の接続を与える。
【００２１】
１つの実施例では、システム１００は、時間基準バス１０２に接続された複数のシステム要素、たとえば同期装置１０４および機器１０６を含む。本明細書中でさらに説明されるように、このシステムは複数の時間基準バスを含み得る。たとえば、第１のセットのシステム要素に接続された第１の時間基準バス、および第２のセットのシステム要素に接続された第２の時間基準バスである。
【００２２】
１つの実施例によると、同期装置１０４は、機器１０６への同期信号を与える。さらなる実施例では、同期装置１０４は、システム１００のシステムクロック信号およびタイミング較正回路も与え得る。さらなる実施例では、システムコントローラへのデータＩ／Ｏも同期装置１０４に含まれる。さまざまな実施例において、同期装置１０４は、装置試験に用いられ得る他の信号、たとえばシステムクロックＩ／Ｏを含み得る。
【００２３】
１つの実施例に従って、機器１０６は、ＤＵＴに信号を与え、かつＤＵＴから受信した信号を測定および／または記録するために用いられ得る試験機器である。さらに、システムは、互いに通信可能な複数の機器を含み得る。１つの実施例では、機器はラック内に設置されたボードである。
【００２４】
１つの実施例に従って、同期装置１０４は、同期装置時間測定ユニット１０８（「同期装置ＴＭＵ」）および信号制御回路１１０を含む。１つの実施例に従って、信号制御回路１１０はフィールドプログラマブルゲートアレイ（「ＦＰＧＡ」）に含まれる。さらなる実施例では、機器１０６は機器ＴＭＵ１１２を含む。
【００２５】
１つの実施例では、システム１００はまた、同期装置１０４を機器１０６に接続する、たとえば機器ＴＭＵ１１２を信号制御回路１１０に接続するトリガバス１１４も含み得る。  １つの実施例では、トリガバス１１４は、少なくとも１本のトリガ線１１３およびシステムクロック線１１５を含む。さらなる実施例では、トリガバス１１４は複数のトリガ線（たとえば機器ごとに８本の独立線）を含む。たとえば、システム１００は、３２個の機器、ならびに各々が８本のトリガ線および１本のシステムクロック線を含む３２個の独立したトリガバスを含み得る。別の実施例では、システムクロック線１１５はトリガバス１１４に含まれない。
【００２６】
１つの実施例に従って、同期装置１０４は、トリガＩ／Ｏ１１６、クロック出力１１８、第１の時間基準出力１２０、第２の時間基準出力１２２およびタイミング信号入力１２３を含む。１つの実施例では、各機器１０６は、ストップアーム入力１２４、ストップトリガ入力１２６およびタイミング信号入力１２８を含む。当業者にとって明らかになるであろうように、システム１００のための共通の時間基準の生成に関する直後の説明のため、同期装置１０４および機器１０６の各々に関連付けられるＩ／Ｏのすべてを総合的に列挙することは不要であり、したがってここでは列挙されない。
【００２７】
いくつかの実施例では、同期装置１０４は、第１のフリップフロップ１１９、第２のフリップフロップ１２１、第１のマルチプレクサ（「ＭＵＸ」）１２５、第３のフリップフロップ１２７、第２のＭＵＸ１２９、第１のバッファ１３０、および第２のバッファ１３２を含む。これらの実施例の場合、第１のフリップフロップ１１９、第１のＭＵＸ１２５、第３のフリップフロップ１２７および第２のＭＵＸ１２９はＦＰＧＡに含まれる。回路要素の異なる構成、たとえば、これらよりも多い回路要素または他の回路要素、ここで説
明され図１に示されるのとは異なる回路要素またはそれよりも少ない回路要素を含む他の実施例では、さまざまな他のハードウェア構造が同期装置１０４内に用いられ得る。
【００２８】
１つの実施例に従って、第１のＭＵＸ１２５は、複数の入力１３１、出力１３３、時間基準発生器信号入力（「Ｔｃａｌ」）１３５および出力選択１３７を含む。第１のＭＵＸ１２５は、複数の機器の各々（たとえば機器１０６）に関連付けられる複数の信号を複数の入力１３１を介して受信し、出力選択１３７の値に基づいて、いずれかの入力からの信号を出力１３３に供給することができる。１つの実施例では、出力選択１３７は複数のビットを含み得、これらを用いて、複数の入力１３１のうち選択された１つの入力から出力１３３への信号の通信をもたらす論理を与えることができる。
【００２９】
１つの実施例では、システムクロックは、第１のフリップフロップ１１９、第２のフリップフロップ１２１および第３のフリップフロップ１２７の各々のクロック端子に接続される。さらに、Ｔｃａｌ信号１３５は、第１のフリップフロップ１１９のＤ入力に接続され得る。
【００３０】
さらなる実施例では、第１のＭＵＸ１３３の出力は第３のフリップフロップ１２７のＤ入力に接続され、第３のフリップフロップのＱ出力は第２のＭＵＸ１２９の入力に接続される。第２のＭＵＸ１２９はまた、複数のトリガ線から選択される特定のトリガ線の選択を可能にするトリガ出力モードも含み得る。１つの実施例では、各トリガバスに８本のトリガ線が含まれ、システム１００は機器ごとに別個のトリガバスを含む。
【００３１】
一般に、システム１００は時間基準バス１０２を用いて、各機器に、システム内の他の機器に共通の時間基準を与え、この時間基準は、この時間基準に対する機器における事象の発生時間および／または信号の受信時間を決定するために用いられ得る。１つの実施例によると、この方策は、非同期動作モードで動作可能なシステムで用いられる。また、この時間基準は、機器にある基準も与え、機器はここから、同期動作モードで動作可能なシステムにおいて、ＡＴＥ内の他の機器に対する自身に関連付けられる送信遅延を決定し（すなわちスキューを決定し）、この機器によって受信または送信される信号の伝播遅延を調整することができる。他の実施例では、伝播遅延は、非同期動作モードで動作するシステムにおいて調整され得る。以下により詳細に説明されるように、他の機器から独立して各機器を独立して調整してシステム待ち時間を補償できるため、較正方法が向上する。
【００３２】
１つの実施例に従って、時間測定ユニット１０８、１１２を用いて、それぞれ同期装置１０４および機器１１２において時間基準および時間基準に対するトリガ信号のタイミングが決定される。
【００３３】
時間測定ユニット１０８、１１２は、時間間隔を測定するための当業者にとって公知のさまざまな従来の設計のいずれかを用いて構成され得る。１つの実施例に従って、各ＴＭＵはＦＰＧＡを含む。１つの実施例によると、各ＴＭＵ１０８、１１２は、時間基準バス１０２、１つ以上のトリガ信号入力およびシステムクロックに接続される。さらなる実施例では、各機器ＴＭＵ１１２は、トリガバス１１４に含まれる複数のトリガ線に接続される。
【００３４】
次に図２Ａを参照して、１つの実施例では、システム２００は、同期装置２０４、複数の機器２０６、および時間基準バス２０２を含む。さらなる実施例では、時間基準バス２０２は同期装置２０４で終端し、複数の機器２０６の各々に接続する。１つの実施例では、同期装置２０４は、第１の時間基準出力２２０、第２の時間基準出力２２２において時間基準バス２０２に接続される。本実施例の場合、第１および第２の時間基準出力の各々は、同期装置２０４に含まれるバッファ２３０、２３２にそれぞれ接続される。
【００３５】
１つの実施例では、時間基準バス２０２は、第１の時間基準出力２２０から連続的に複数の機器２０６の各々にループし、すなわち「デイジーチェーンし」、第２の時間基準出力２２２において同期装置２０４に戻る、双方向信号経路を与えることができる。さらなる実施例では、時間基準バス２０２の伝播速度は、バス２０２に沿った伝播方向から独立している。
【００３６】
一般に、時間基準は、第１の信号（たとえばパルス）を第１の方向（たとえば時計回り）に時間基準バス２０２で送信し、第２の信号（たとえばパルス）を第２の方向（たとえば反時計回り）に時間基準バス２０２で送信し、機器２０６におけるパルスの平均到達時間を決定することによって確立される。再び図２Ａを参照して、バッファ２３０、２３２はイネーブル信号に接続され得、これは、イネーブル線がバッファ２３０、２３２の各々についてそれぞれオンであるかオフであるかに依存して、ＣＷパルスの送信、ＣＣＷパルスの送信、ＣＷおよびＣＣＷパルスの両方の同時送信、または両パルスの非送信の選択を可能にする。
【００３７】
１つの実施例によると、試験ヘッドは、第１の信号バックプレーンに関連付けられる第１の複数の機器、および第２の信号バックプレーンに関連付けられる第２の複数の機器を含む。１つのさらなる実施例では、図２Ａのシステム２００は、各々が同期装置２０４に接続された第１の時間基準バス（たとえばバス２０２）および第２の時間基準バス（たとえばバス２０２）を含み、第１の時間基準バスは第１の複数の機器の各々に接続され、第２の時間基準バスは第２の複数の機器の各々に接続される。すなわち、さまざまな実施例は、複数の時間基準バスが用いられ得、かつ共通の時間基準を基準とし得るようスケラーブルである。代替実施例では、システム２００は、第１の複数の機器および第２の複数の機器の各々に接続された単一の時間基準バスを含む。以下により十分に説明されるように、共通の時間基準は上記実施例の各々について生成され得る。
【００３８】
たとえば、図２Ｂは、第１の複数の機器２０６および第２の複数の機器３０６を含むシステム３００を図示しており、第１の複数の機器２０６は第１の時間基準バス２０２に接続され、第２の複数の機器３０６は第２の時間基準バス３０２に接続される。１つの実施例に従って、共通の時間基準は、複数の機器２０６および３０６の各々について用いられる。
【００３９】
図示される実施例では、第１の時間基準バス２０２は同期装置２０４で終端し、第１の複数の機器２０６の各々に接続する。１つの実施例では、同期装置２０４は、第１の時間基準出力２２０および第２の時間基準出力２２２において時間基準バス２０２に接続される。本実施例の場合、第１および第２の時間基準出力の各々は、同期装置２０４に含まれるバッファ２３０、２３２にそれぞれ接続される。
【００４０】
同様に、第２の時間基準バス３０２は同期装置２０４で終端し、第２の複数の機器３０６の各々に接続する。１つの実施例では、同期装置２０４は、第３の時間基準出力３２０および第４の時間基準出力３２２において時間基準バス３０２に接続される。本実施例の場合、第３および第４の時間基準出力の各々は、同期装置２０４に含まれるバッファ３３０およびバッファ３３２にそれぞれ接続される。
【００４１】
１つの実施例では、第１の時間基準バス２０２が、１つ以上の付加的な時間基準バスのための（たとえば第２の時間基準バス３０２のための）共通の時間基準のソースとして選択される。１つの実施例に従って、共通の時間基準は、第１の時間基準バス２０２で送信される時計回りの信号と反時計回りの信号との平均到達時間に基づいて決定される。第２の時間基準バス３０２で送信される時計回りの信号と反時計回りの信号との平均到達時間
に基づいて、第２の時間基準バス３０２のための時間基準も決定される。第２の時間基準バス３０２のためのこの時間基準は、第２の時間基準バスに接続された要素の各々に共通である。本実施例では、システム３００は、第２の時間基準バス３０２のための時間基準と、第１の時間基準バス２０２について決定された共通の時間基準との時間間隔を決定することによって、第２の時間基準バス３０２のための時間基準の基準を、システム全体の時間基準（すなわち第１の時間基準バス２０２を用いて確立された共通の時間基準）とする。当業者にとって明らかであるべきように、上記の方策を用いて、それぞれ別個の時間基準バスに関連付けられる２つ以上のセットのシステム要素（たとえば機器）のいずれの数量についても、共通の時間基準を確立することができる。たとえば、第１の時間基準バスを用いて確立された共通の時間基準をシステム全体で用いて、各付加的な時間基準バスの基準を、再びこの共通の時間基準とする。したがって、システム内のどの機器においても、同一の時間基準に対して事象を測定することができる。
【００４２】
送信時の信号の劣化は公知の現象である。すなわち、信号が媒体を通ってさらに移動するにつれ、送信媒体のインピーダンスによって、信号の定義が明確でなくなり得る。たとえば、信号がＬＯ論理状態からＨＩ論理状態への段階変化を含む場合、ＬＯからＨＩへの遷移は、信号が信号源からさらに移動すればするほど、理想のステップ関数からかけ離れていく傾斜を有する信号によって特徴付けられ得る。これは、エッジレート劣化とも称される。
【００４３】
したがって、いくつかの実施例では、エッジレート劣化に取組むための方策を用いて、その方策を用いなければタイミング測定時に発生することになるエラーを減らす、および／またはなくす。特に、実施例では、第１の方向および第１の方向と逆の第２の方向の各々におけるインピーダンスが同一の双方向時間基準バスを用いる。さらに、実施例では、時間基準バスに関して等しく分散された負荷インピーダンスを有する時間基準バスを用いる。これらの実施例に従って、時間基準バス上を時計回りに移動する信号は、時間基準バス上を反時計回り方向に移動する信号が被るエッジレート劣化に実質的に一致する（が方向は逆である）エッジレート劣化を受けることになる。したがって、２方向のエッジレート劣化の影響は、平均到達時間が算出される際に互いに相殺し得る。この結果、システム要素の各々において算出される平均到達時間（およびそれから導き出されるいずれの時間基準も）は、バスに接続された他のシステム要素の各々に対して正確である。したがって、平均到達時間は、時間基準バスに接続されたシステム要素のすべてについて同一である、便利な基準を与える。
【００４４】
１つの実施例に従って、時間基準バスの回りのインピーダンスの規則的で等しい分散が用いられる。再び図２Ｂを参照して、第１の機器３０６Ａは点Ａで時間基準バスに接続され、第２の機器３０６Ｂは点Ｂで時間基準バスに接続され、第３の機器３０６Ｃは点Ｃで時間基準バスに接続され、第４の機器３０６Ｄは点Ｄで時間基準バスに接続される。１つの実施例に従って、点Ａから点Ｃまでの時間基準バス３０２に沿った距離ｄ１は、点Ｂから点Ｄまでの時間基準バス３０２に沿った距離ｄ２に実質的に等しい。さらに、時間基準バス３０２に沿った点Ｃと点Ｄとの間の距離（図示せず）は、距離ｄ１およびｄ２に実質的に等しい。さらなる実施例に従って、機器３０６Ａ〜３０６Ｄの各々のインピーダンスは互いに実質的に等しい。この結果、共通の時間基準の割出しに対するエッジレート劣化の影響は、少なくとも部分的に、時間基準バス３０２の等しいインピーダンスの等しい分散に起因する時間基準バス３０２の回りの劣化と距離との直線関係のため、なくすことができる。
【００４５】
また、上述のように、複数の要素の各々についての接続点の場所は、時間基準バスの回りに負荷を等しく分散させると考えられるべきである。すなわち、もし機器３０６Ａ〜３０６Ｄのすべてが時間基準バス３０２の最初の半分（たとえば第３の時間基準出力３２０
に近い方の半分）に接続されていれば、インピーダンスの直線的な分散は達成されない場合がある。したがって１つの実施例では、機器は時間基準バスの各半分に交互に接続されて、図２Ｂに示されるような負荷の直線的な分散を与える。また、「ダミー」要素を時間基準バスに接続してインピーダンスの所望の分散を達成してもよい。
【００４６】
図３Ａは、システム２００全体にわたって用いられ得る時間基準の生成に関するタイミング図３４０を図示している。タイミング図３４０の横軸はナノ秒であり、縦軸（図示せず）は図示される信号の相対的な電圧レベルである。１つの実施例では、電圧は０ボルトから５ボルトの範囲にわたる。図示される信号は、システムクロック信号３４１、時間基準発生器信号３４２、時計回りの（「ＣＷ」）パルスに対応する時間基準信号３４３、反時計回りの（「ＣＣＷ」）パルスに対応する時間基準信号３４４および推定時間基準信号３４５を含む。直後の説明のため、これらの時間基準信号は例示的なものであり、複数の機器２０６のうち選択された１つの機器（たとえば機器２０６Ａ）で受信されたものである。当業者にとって明らかであるべきように、以下の方策を用いて、時間基準バス２０２に接続された装置（同期装置２０４、機器２０６など）のいずれかまたはすべてのための時間基準を確立することができる。
【００４７】
１つの実施例では、時間基準発生器信号３４２は、同期装置２０４においてＣＷパルスおよびＣＣＷパルスを開始する信号である。１つの実施例では、時間基準発生器信号３４２の立上がりエッジは、システムクロック信号３４１の立上がりエッジと実質的に同時である（たとえばこれらの信号は同期され得る）。図３Ａに示されるように、推定時間基準信号（Ｔｒｅｆ）３４５は時間基準発生器信号３４２に対して、すなわちＣＷおよびＣＣＷ信号の開始時間に対して確立される。１つの実施例では、バッファ２３０、２３２は、それぞれＣＷパルスおよびＣＣＷパルス３４４についての時間基準発生器信号３４２を同時に受信し、時間基準バス２０２でパルスを送信する。機器２０６Ａは、第２の時間基準出力２２２よりも第１の時間基準出力２２０の近くに配置されているため、ＣＷパルス３４３が機器に到達した後にＣＣＷパルス３４４が到達する。図示される例では、ＣＷパルス３４３は、時間基準発生器信号３４２の開始時間後１０ナノ秒（「ｎｓｅｃ」）で到達し、ＣＣＷパルス３４４は、時間基準発生器信号３４２の開始時間後６４ｎｓｅｃで到達する。したがって、時間基準バス２０２の総伝播時間は、ＣＷ伝播時間とＣＣＷ伝播時間との和、すなわち合計７４ｎｓｅｃである。その結果として生じる時間基準は、開始時間（すなわち時間基準発生器信号３４２の立上がりエッジ）に対する平均伝播時間（すなわち３７ｎｓｅｃ）である。推定時間基準信号３４５は参照用に含まれる。しかし、一般に、信号３４５はシステム２００によって実際は生成されない。なぜなら、信号３４５は、時間基準バス２０２上のＣＷおよびＣＣＷ信号の通過時間からＴＭＵ（たとえば同期装置ＴＭＵ１０８および機器ＴＭＵ１１２）によって数値的に決定されるからである。
【００４８】
さらに、ＣＷおよびＣＣＷ信号は、時間基準バス上に同時に送信されなくてもよい。なぜなら、開始時間のいずれの差も、すべての機器２０６において見つけられることになるからである。
【００４９】
１つの実施例に従って、同期装置２０４および複数の機器２０６は、ＴＭＵ１０８、１１２によって行われる測定を整合させるソフトウェアを含む。本実施例の場合、ソフトウェアは、ＴＭＵが今ＣＷパルスまたはＣＣＷパルスを受信したかどうかを追跡し続ける。
【００５０】
さまざまな実施例において、上記の時間基準は、複数の機器２０６の各々において独立して決定され得る。さらに、１つの実施例では、計算された時間基準（たとえば３７ｎｓｅｃ）は、時間基準バス２０２に接続された各装置について同一である。バス２０２の伝播速度が伝播方向から独立している場合は、装置の時間基準バス２０２上の場所に関わらず上記が当てはまる。
【００５１】
図３Ｂを参照して、複数の機器２０６の中から選択された第２の機器２０６Ｂについてのタイミング図３４６が示される。タイミング図３４６は、システムクロック信号３４１、時間基準発生器信号３４２、機器２０６Ｂにおける受信時の時計回りの（「ＣＷ」）パルスに対応する時間基準信号３４７、機器２０６Ｂにおける受信時の反時計回りの（「ＣＣＷ」）パルスに対応する時間基準信号３４８および推定時間基準信号３４５を含む。第２の機器２０６Ｂは、第１の時間基準出力２２０に近いよりも第２の時間基準出力２２２に近い点に時間基準バス２０２に沿って配置されているため、ＣＣＷパルス３４８は、ＣＷパルス３４７の受信より先に機器２０６Ｂで受信される。この例では、ＣＣＷパルス３４８は、時間基準発生器信号３４２の開始時間後２７ｎｓｅｃで到達し、ＣＷパルス３４７は、時間基準発生器信号３４２の開始時間後４７ｎｓｅｃで到達する。したがって、伝播遅延が信号の送信方向から独立している場合の時間基準バスについて予測されるように、時間基準バス２０２の総伝播時間は機器２０６Ｂにおいても合計７４ｎｓｅｃである。その結果として生じる時間基準３４５は、時間基準発生器信号３４２の開始時間に平均伝播時間を加えたもの、すなわち３７ｎｓｅｃであり、これは上記から予想されるように、機器２０６Ａについて決定された平均伝播時間に等しい。
【００５２】
時間基準の有用性がもたらされ、その理由の一部は、時間基準は複数の機器２０６にわたって均一であるため、時間基準を用いて、そこから事象のタイミングが決定され得る均一の基準を与えることができるからである。さらに、多くの先行技術の方策とは異なり、時間基準（たとえばシステムクロック）を複数の機器の各々に確実に同時に到達させなくてもよい。１つの実施例に従って、同期装置ＴＭＵ１０８および機器ＴＭＵ１１２を用いて、時間基準に対して事象を測定する。この方策は、単一の機器上でそこから事象のタイミングが決定され得る時間基準を与えるため、および複数の機器上の事象のタイミングを整合させるための両方で、さまざまな実施例において用いられ得る。１つの実施例に従って、ＴＭＵ１０８および１１２は、システムクロック（すなわちクロックサイクル）を用いて、時間基準に対する事象の測定単位（たとえば推定時間基準３４５）を与える。１つの実施例では、ＴＭＵ１０８および１１２は、クロックサイクルをカウントし、かつ完全なサイクル同士の間の周期について補間するように適合される。
【００５３】
次に図４を参照して、同期装置４０４、複数の機器４０６、時間基準バス４０２、機器の各々に接続された別個のトリガバス（たとえば機器４０６Ａおよび４０６Ｎにそれぞれ関連付けられるトリガバス４１４Ａおよび４１４Ｎ）、ならびに機器の各々に接続された別個のシステムクロックバス（たとえば機器４０６Ａおよび４０６Ｎにそれぞれ関連付けられるクロックバス４５０Ａおよび４５０Ｂ）を含むシステム４００の実施例が図示される。さらに、１つの実施例では、システム４００は、システムクロック４５２および時間基準信号発生器４５４を含む。本実施例によると、同期装置４０４は、機器の各々に接続された別個のトリガ出力（たとえば機器４０６Ａおよび４０６Ｎにそれぞれ関連付けられるトリガ出力４１６Ａ、４１６Ｎ）、機器の各々に接続された別個のクロック出力（たとえば機器４０６Ａおよび４０６Ｎにそれぞれ関連付けられるクロック出力４１８Ａ、４１８Ｎ）、時間基準バス４０２の第１の端に接続された第１の時間基準出力４２０、時間基準バス４０２の第２の端に接続された第２の時間基準出力４２２、システムクロック４５２に接続されたシステムクロック入力４５６、ならびに時間基準信号発生器４５４に接続された時間基準入力４５８を含み得る。
【００５４】
さらなる実施例に従って、同期装置４０４は、入力が時間基準入力４５８に接続され出力が第１の時間基準出力４２０に接続された第１のバッファ４３０と、入力が時間基準入力４５８に接続され出力が第２の時間基準出力４２２に接続された第２のバッファ４３２とを含む。同期装置４０４はまた、トリガ信号発生器４６０も含み得る。
【００５５】
システムクロック４５２は、公称周波数（たとえば１３３ＭＨｚ）で動作可能であるが、他の周波数にもプログラム可能であり得るプログラム可能クロックであり得る。１つの実施例では、システムクロックは、公称クロック周波数の＋１０％内のどの周波数にもプログラム可能である。この結果、プログラム可能クロックは、ジッタまたは干渉を減少させるためのより精密な周波数選択を可能にし得る調整範囲を与えることができる。１つの実施例では、システムクロック４５２は低ジッタクロック、たとえば水晶発振器を含むクロックである。さらに、いくつかの実施例では、システムクロック４５２（たとえばシステムクロック回路）のすべてまたは一部が同期装置４０４に含まれる。いくつかのさらなる実施例では、時間基準信号発生器４５４（たとえば信号発生器回路）のすべてまたは一部が同期装置４０４に含まれる。
【００５６】
再び図３Ａ、図３Ｂを参照して、（時間基準バス２０２上を送信されるＣＷおよびＣＣＷ信号の周期を確立する）時間基準発生器信号３４２の周期はシステムクロック信号３４１の周期よりもずっと長いことが明らかである。１つの実施例によると、この周期は、時間基準バス全体の伝播遅延を超えるように確立される。そのような方策によって、１つの実施例では、たとえばＴＭＵにおける受信時にさらに容易に同定され互いに関連付けられる関連信号群（たとえば時間基準発生器信号３４２、時間基準信号３４３、および時間基準信号３４４）が与えられる。上記がもたらされるのは、これらの信号の連続する立上がりエッジの繰返しが互いに近すぎないためである。すなわち、時間基準発生器信号３４２、時間基準信号３４３、および時間基準信号３４４の各々からなる第１の群は、これら同一信号の直前または直後の立上がりエッジとは区別される。
【００５７】
したがって、１つの実施例では、時間基準信号発生器４５４は、システムクロック信号を受信し、かつそのシステムクロック信号を、時間基準バス４０２全体の伝播遅延、たとえば出力４２０から出力４２２までの伝播遅延よりも長い周期に分周することによって出力信号を生成する、プログラム可能分周器である。１つの実施例に従って、時間基準信号発生器４５４は、時間基準バス４０２の、すなわち、第１の時間基準出力４２０と第２の時間基準出力４２２との間に送信される信号についての総伝播遅延を超え得る周期を有する矩形波を生じるようプログラムされる。１つの実施例では、時間基準信号発生器４５４は、１から２５６のどの値でも分周できる。ある場合では、時間基準信号発生器４５４は同期装置４０４に含まれる。しかし代替の場合には、時間基準発生器４５４は同期装置４０４の外部にあり、時間基準発生器４５４の出力は同期装置４０４に通信される。１つの実施例によると、時間基準バス４０２の全長は１０フィートであり、システムクロックの周波数は１３３ＭＨｚであり、時間基準発生器４５４はシステムクロックを４で分周して所望の周期を有する信号を与える。
【００５８】
１つの実施例によると、トリガ信号発生器４６０は、同期装置４０４から複数の機器に通信されるトリガ信号を生成するように適合されるフリップフロップである。１つの場合では、トリガ信号発生器４６０は、クロック入力を含むＳＲフリップフロップである。さまざまな実施例において、Ｄフリップフロップなどの他の装置が用いられ得る。
【００５９】
１つの実施例では、時間基準バス４０２で送信される時間基準信号は、トリガ信号発生器４６０の入力、たとえばＳ入力にも供給される。トリガ信号発生器はまた、クロック入力においてシステムクロック信号４５２も受信する。この結果、１つの実施例では、トリガ信号発生器４６０は、トリガ信号出力をシステムクロックの立上がりエッジに同期させるように適合される。
【００６０】
１つの実施例に従って、システムクロック信号の同一のエッジを用いて、トリガ信号ならびに時間基準バス４０２で送信されるＣＷおよびＣＣＷ信号を生成する。図５は、１つのそのような実施例についてのタイミング図４６２を示す。タイミング図４６２は、同期
装置におけるシステムクロック信号４４１、トリガ信号４６５、時計回りの（「ＣＷ」）パルス４６３のための時間基準信号、および反時計回りの（「ＣＣＷ」）パルス４６４のための時間基準信号を含む。図示されるように、トリガ信号４６５、時間基準信号４６３および時間基準信号４６４は、機器（たとえば機器４０６Ａ）における受信時を図示されている。
【００６１】
本実施例に従って、システムクロックのエッジは、トリガ信号およびＣＷまたはＣＣＷ信号の生成（および送信）を始める。１つの実施例では、トリガバス（たとえばトリガバス４１４Ａ）の伝播遅延は、時間基準バス４０２の伝播遅延よりも小さい。したがって、図５において、トリガ信号４６５は、トリガ信号４６５の開始後７ｎｓｅｃである点（ｂ）で到達する。その後、ＣＷ信号は、トリガ信号４６５の開始後１０ｎｓｅｃで点（ｃ）において機器に到達し、ＣＣＷ信号は、トリガ信号４６５の開始後６４ｎｓｅｃで点（ｄ）において機器に到達する。
【００６２】
ここで説明されるように、１つの実施例では、時間基準Ｔｒｅｆを用いるが決定する必要はなく、したがって、これは図５に図示されない。その代わり、ＣＷおよびＣＣＷ信号に対するトリガの平均到達時間を測定して、時間基準Ｔｒｅｆに対する機器におけるトリガ信号の到達時間を決定する。この特定の例では、点（ｃ）における時間を減じた点（ｂ）における時間は−３ｎｓｅｃである。さらに、点（ｄ）における時間を減じた点（ｂ）における時間は−５７ｎｓｅｃである。この結果生じる、時間基準（Ｔｒｅｆ）に対するトリガ信号４６５の平均到達時間は−３０ｎｓｅｃである。
【００６３】
上記の方策は、複数の機器４０６のいずれによっても同様の態様で適用されて、時間基準に対するいずれの事象の時間も決定する（すなわち測定する）ことができる。さらに、最初の事象の時間が時間基準Ｔｒｅｆに対して一旦測定されると、その時間を時間基準として用いることができ、そこからその後の事象を機器において測定または機器において生成することができる。時間基準は各機器に同一であるため、各機器におけるその後の事象の測定は、上記の態様でいずれの他の機器にも入手可能な時間基準に対して較正され得る。また、その後の時間測定の各々は、Ｔｒｅｆに対する時間基準としても作用し得、すなわち、その後の時間測定は、Ｔｒｅｆに対して分かっており、かつその後の測定および機器生成事象に譲渡可能な時間基準を与え得る。
【００６４】
一般に、事象はトリガ信号である必要はなく、システムが検出可能ないずれの事象の発生も、複数のシステム要素に共通の時間基準を基準とし得る。したがって、上記のおよび本明細書中に説明される他の方策の実施例は、事象が電子または他の手段によって検出されるか否かに関わらず用いられ得る。
【００６５】
再び図１を参照して、１つの実施例に従って、同期装置ＴＭＵ１０４および機器ＴＭＵ１１２は、システム１００において上記の時間測定を実行することができる。１つの実施例では、各ＴＭＵ１０８、１１２は少なくとも４つの入力、すなわちスタートアーム、ストップアーム、スタートトリガおよびストップトリガを含む。さまざまな実施例において、ＴＭＵは正負両方の時間間隔を測定することができる。たとえば、信号が「停止」入力に供給された後に対応する「スタート」入力に供給された場合、その結果は負の間隔である。
【００６６】
一般に、本発明の実施例では、複数のシステム要素が各自それぞれのトリガバス遅延を決定することが可能である。図１のシステム１００の全体動作が、１つの実施例に係るタイミング図４７０を示す図６を参照して説明される。タイミング図４７０は、同期装置１０４におけるシステムクロック信号４７２、入力１３５に与えられるＴＣＡＬ発生器信号４７１、ＴＭＵスタートアーム信号４７４、ＴＭＵスタートトリガ４７３、時間基準バス
１０２上を送信されるＴｃａｌ信号４７５、同期装置ＴＭＵ１０８による受信時の時間基準バス上を時計回り方向に送信されるＴｃａｌ信号４７６、同期装置ＴＭＵ１０８による受信時の時間基準バス上を反時計回り方向に送信されるＴｃａｌ信号４７７、機器ＴＭＵ１１２による受信時の時間基準バス上を時計回り方向に送信されるＴｃａｌ信号４７８、機器ＴＭＵ１１２による受信時の時間基準バス上を反時計回り方向に送信されるＴｃａｌ信号４７９、および機器ＴＭＵ１１２における受信時のシステムクロックであるシステムクロック信号４８１を図示している。
【００６７】
１つの実施例に従って、共通の時間基準は、時間基準バス１０２を下って伝播する波を開始するシステムクロック信号４７２のエッジに対して測定される時間である。たとえば、図６に示されるように、共通の時間基準は、点（ａ）で発生するシステムクロック信号のエッジに対して測定され、すなわち、ＴＭＵスタートアーム信号４７３はシステムクロック信号４７２と同期される。
【００６８】
以下により詳細に説明されるように、図６は、複数のシステム要素（たとえば同期装置１０４、機器１０６など）に共通の時間基準（たとえば時間Ｔ０）を用いて複数のシステム要素の各々におけるトリガバス遅延を決定する１つの方策を図示している。この例で言及されるように、トリガバス遅延は、トリガバス、たとえばトリガＮで同期装置から機器１０６に送信される信号の伝播遅延を指す。
【００６９】
１つの実施例では、トリガバス１１４は、実質的に等しい伝播遅延を有するトリガ線１１３およびシステムクロック線１１５を含む。たとえば、トリガ線１１３およびシステムクロック線１１５は等しい長さのケーブルを含み、同期装置１０４から機器１０６に送信されるトリガおよびシステムクロックについて実質的に等しいインピーダンスの送信経路を与えることができる。さらに、本明細書中に説明される方策は、複数の付加的な機器などの複数の付加的なシステム要素とともに用いられ得る。１つの実施例に従って、同期装置と第１の機器との間の送信経路の長さ、および同期装置と第２の機器との間の送信経路の長さは異なる。しかし、それぞれの機器についての伝播遅延はそれぞれの機器において決定されるため、本明細書中に説明される方策を用いることができる。したがって、各機器は、その機器における事象の記録および／または生成を、その事象が、複数の機器に含まれる他の機器において記録および／または生成される事象と同期して記録および／または生成されるように、調整することができる。
【００７０】
１つの実施例によると、ＴＭＵスタートアーム信号４７４は、同期装置ＴＭＵ１０８のスタートアームにも通信される（ＴＭＵ接続は図１に示される）。同期装置ＴＭＵ１０８への付加的な入力信号は、スタートトリガ入力へのシステムクロック信号４７２の接続、ならびにストップアーム入力およびストップトリガ入力への時間基準バスの接続（たとえば時間基準バス１０２上をＣＷかＣＣＷで送信されるＴｃａｌ信号の接続）を含み得る。さらなる実施例では、機器ＴＭＵ１１２に接続される入力信号は、スタートアームおよびスタートトリガへの時間基準バスの接続、ストップアームへのトリガバス１１４の接続、ならびにストップトリガへのシステムクロック信号の接続を含み得る。
【００７１】
さらに、バッファ１３０および１３２は、Ｔｃａｌ信号をそれぞれ時計回りおよび反時計回り方向に時間基準バス１０２へ通信可能であり得る。いくつかの実施例では、時間基準バス１０２は双方向バスであり、時間基準バス１０２で送信される生成するために用いられるドライバは、バスの時計回りの端のドライバの動作がバスの反時計回りの端のドライバの動作に干渉せず、その逆も同様であるように動作する。これらの特徴は以下により詳細に説明される。
【００７２】
１つの実施例では、ＴＭＵスタートアーム信号４７４は、第１のフリップフロップ１１
９によって、システムクロック信号４７２およびＴｃａｌ発生器信号４７１から生成される。タイミング図４７０の点（ａ）は、ＴＭＵスタートトリガ４７３の状態が既に論理ＨＩでＴＭＵスタートアーム信号４７４が論理ＨＩに遷移した結果、Ｔｃａｌ信号４７５の状態が論理ＨＩに変化する時点を示す。
【００７３】
１つの実施例に従って、第１のフリップフロップ１１９の出力、すなわちＴＭＵスタートアーム４７４は第２のフリップフロップ１２１の入力に通信され、そこでＴＭＵスタートアームはシステムクロック信号４７２によって再クロックされて時間基準信号（すなわちＴｃａｌ信号４７５）を生成する。第２のフリップフロップ１２１における再クロックの結果、Ｔｃａｌ信号４７５の状態は、システムクロックの立上がりエッジで論理ＨＩ信号に変化する。Ｔｃａｌ信号４７５は、バッファ１３０および１３２に供給されるＴｃａｌ方向信号の状態に依存して、時間基準バス１０２上を時計回りまたは反時計回り方向に送信される。
【００７４】
したがって、本実施例では、Ｔｃａｌ信号４７５は点（ａ）で示されるようにシステムクロック４７２がハイに遷移すると論理ＨＩに遷移する。さらに、図示されるように、ＴＭＵスタートトリガ信号４７３は、同期装置ＴＭＵ１０８のスタートトリガ入力に供給されるシステムクロック信号４７２である。
【００７５】
動作時、同期装置ＴＭＵ１０８は第１の時間間隔Ｔ１を、時間基準バス１０２上の時計回り方向のＴｃａｌ信号の開始（たとえばスタートアーム入力におけるＴＭＵスタートアーム信号パルスの受信による）と、時計回り方向に送信されたＴｃａｌ信号の受信（たとえばストップアーム入力における受信）との間の時間量として決定する。すなわち、タイミング図における点（ａ）と点（ｂ）とによって示される時間の間である。同様に、同期装置ＴＭＵ１０８は第２の時間間隔Ｔ２を、反時計回り方向のＴｃａｌ信号の開始と、反時計回り方向に送信されたＴｃａｌ信号の受信との間の時間量として決定する。すなわち、タイミング図における点（ａ）と点（ｃ）とによって示される時間の間である。
【００７６】
参照しやすいように、タイミング図４７０は、同一のクロックエッジからの時間間隔Ｔ１およびＴ２の測定を図示している。しかし実際は、時計回りのパルスに関連付けられる間隔Ｔ１は１回目に測定され、反時計回りのパルスに関連付けられる間隔Ｔ２は、１回目とは異なる（たとえばクロック信号の立上がりエッジが異なる）２回目に測定される。
【００７７】
共通の時間基準Ｔ０（たとえばシステム全体の時間基準）は、第１の時間間隔Ｔ１と第２の時間間隔Ｔ２との平均として同期装置に対して確立される。１つの実施例に従って、共通の時間基準Ｔ０はまた、時間基準バス１０２に接続された複数の付加的なシステム要素の各々、たとえば機器１０６に対して同様の態様で確立される。したがって、共通の時間基準は２つの信号を基準とすることによって確立される。これは、単一の信号を複数の異なるシステム要素において同期して維持することを試みた多くの先行技術の方策とは対照的である。
【００７８】
機器ＴＭＵ１１２はまた、時間基準バス１０２で送信されるＴｃａｌ信号４７５の到達時間を測定して、共通の時間基準Ｔ０を決定する。１つの実施例に従って、タイミング図４７０は、機器ＴＭＵ１１２による点（ｄ）における受信時の時計回り方向に送信されるＴｃａｌ信号４７８、および機器ＴＭＵ１１２による点（ｅ）における受信時の反時計回り方向に送信されるＴｃａｌ信号４７９を図示している。
【００７９】
また、機器ＴＭＵ１０６は、ストップトリガ入力においてシステムクロック信号４８１を受信する。システムクロック信号は、トリガバス１１４上の（たとえばシステムクロック線１１５上の）同期装置１０４から機器１０６へのシステムクロックの送信に少なくと
も部分的に起因する伝播遅延を受ける。したがって、この例における測定に関連する立上がりエッジは、システムクロック信号４８１の点（ｆ）として同定される。この例から分かるように、機器１０６で受信されたシステムクロック信号４８１は、同期装置１０４におけるシステムクロック信号４７２に対して時間が遅れている。点（ａ）におけるシステムクロックの立上がりエッジおよび点（ｆ）における立上がりエッジの各々は互いに対応しているため、機器ＴＭＵ１１２は点（ｆ）における立上がりエッジを用いて共通の時間基準Ｔ０を決定する。
【００８０】
例示される実施例では、第１のＭＵＸ１２５の出力は第３のフリップフロップ１２７によってクロックされ、第２のＭＵＸ１２９に供給され、その出力は、選択されたトリガ線（たとえばトリガバス１１４）の少なくとも一本にトリガ信号を供給する。この例では、トリガ信号４８０はトリガバス１１４で同期装置１０４から機器ＴＭＵ１１２に通信される。
【００８１】
各機器において共通の時間基準を決定することができるため、各機器が、事象に対応した信号の測定および生成を、システム全体で用いられ得る時間基準に独立して調整することが可能となる。１つの実施例に従って、この方策により、さまざまなシステム要素へのすべてのトリガ線が同一の伝播遅延（たとえば同一の長さのトリガ線）を有していなくても、トリガ信号を各システム要素（たとえば機器）に分散させることができる。タイミング図４７０は、トリガバスの遅延がシステム要素（たとえば機器１０６）において決定される１つの実施例を図示している。時間基準バスに接続されたいずれのシステム要素も共通の時間基準も決定することができるため、トリガバス遅延（他のシステム要素に対するいずれかのシステム要素についての固有の値を有し得る）は、トリガバス１１４上に受信される信号について測定される時間間隔の要因として考慮され得る。さらに、トリガバス遅延はまた、システム要素（たとえば機器１０６）において生成され、かつトリガバス１１４上を同期装置および／または他のシステム要素に送信される信号／事象の生成時間の要因としても考慮され得る。
【００８２】
代替実施例では、（機器ではなく）同期装置が、トリガバスの伝播遅延に起因する遅延を補償することができる。すなわち、同期装置は、さまざまな機器への信号の開始時間、およびさまざまな機器から受けた信号の受信の記録時間のいずれかまたは両方を調整して、トリガバス遅延を補償し得る。一例として、同期された事象トリガが、第１の機器のトリガバスで同期装置から第１の機器へ開始され得、その１０ｎｓｅｃ後に、同一の同期された事象トリガが、第２のトリガバスで第２の機器へ開始され得る。この例は、第１の機器についてのトリガバスのトリガバス遅延が、第２の機器についてのトリガバスのトリガバス遅延よりも１０ｎｓｅｃ長い場合に用いられ得る。いくつかの実施例では、上記２つの方策が組合されて用いられ、たとえば、機器が何らかの事象発生および／またはそれらのトリガバス遅延の測定を補償し得るのに対して、同期装置は、他の選択された事象生成および／またはさまざまな機器へのトリガバス遅延についての測定を補償する。
【００８３】
１つの実施例に従って、トリガバス遅延は、（同期装置１０４によって決定されるような）トリガ信号の開始と共通の時間基準Ｔ０との時間間隔、および（機器１０６によって決定されるような）共通の時間基準Ｔ０と機器におけるトリガ信号の受信との時間間隔の合計として決定される。
【００８４】
タイミング図４７０を参照して、１つの実施例に従って、第１の時間間隔Ｔ３は、機器ＴＭＵ１１２による点（ｄ）の受信時の時計回り方向に送信されるＴｃａｌ信号４７８の到達から、点（ｆ）の機器ＴＭＵ１１２におけるシステムクロック信号４８１の到達までの周期として決定される。第２の時間間隔Ｔ４は、機器ＴＭＵ１１２による点（ｅ）の受信時の反時計回り方向に送信されるＴｃａｌ信号４７９の到達から、点（ｆ）の機器ＴＭ
Ｕ１１２におけるシステムクロック信号４８１の到達までの周期として決定される。ここでも参照しやすいように、タイミング図４７０は、同一のクロックエッジからの２つの時間間隔Ｔ３およびＴ４の測定を図示している。実際は、時計回りの信号（たとえばＴｃａｌ信号４７８）の複数の周期が、いずれかの必要な処理を実行するのに十分な期間だけ時間基準バス上を送信され得る。本実施例では、第１の時間間隔Ｔ３はＴｃａｌ信号４７８から決定される。その後、反時計回りの信号（たとえばＴｃａｌ信号４７９）の複数の周期が時間基準バス上を送信され得、第２の時間間隔Ｔ４が決定される。当業者によって認識されるであろうように、送信の順序は異なり得る（すなわち、時間基準バスで時計回りに信号を送信してから反時計回りに信号を送信してもよいし、またはその逆でもよい）。
【００８５】
１つの実施例に従って、機器１０６は、点（ｆ）が立上がりクロックエッジを表わしていると判断し、そこから、立上がりクロックエッジ（ｆ）のトリガ信号に対する関係に基づいて間隔が決定される。図示される実施例では、点（ｆ）のクロックエッジは、トリガ信号がＨＩでトリガ信号のその周期中に受信された第１の立上がりクロックエッジである。
【００８６】
機器は、共通の時間基準Ｔ０に対する測定時間を、時間間隔Ｔ３とＴ４との平均、すなわち（Ｔ３＋Ｔ４）／２であるとして決定する。上述のように、共通の時間基準を用いて、機器へのトリガバス遅延を、時間間隔Ｔ１、Ｔ２の平均と時間間隔Ｔ３、Ｔ４の平均との差（すなわち（Ｔ３＋Ｔ４）／２）を減じた（Ｔ１＋Ｔ２）／２））であるとして決定することができる。すなわち、機器へのトリガバス遅延は、トリガ信号の開始時間（たとえば点（ａ））からトリガ信号の機器への到達（たとえば点（ｆ））までの時間間隔として決定される。図示される実施例では、間隔Ｔ１＝［（点（ｂ）の）ｔ−（点（ａ）の）ｔ］であり、間隔Ｔ２＝［（点（ｃ）の）ｔ−（点（ａ）の）ｔ］であり、間隔Ｔ３＝［（点（ｄ）の）ｔ−（点（ｆ）の）ｔ］であり、間隔Ｔ４＝［（点（ｅ）の）ｔ−（点（ｆ）の）ｔ］である。したがって本実施例では、時間間隔Ｔ３およびＴ４は負の値である。しかし、時間間隔Ｔ３およびＴ４のいずれかまたは両方が正の値である場合にも同一の方策が用いられ得る。
【００８７】
図７を参照して、同期動作モードで用いられ得るシステム７００のさらなる詳細が１つの実施例に従って図示される。このシステムは、時間基準バスと共に用いられる同期装置モジュール７０４および機器７０６を含む。１つの実施例では、同期装置７０４および機器７０６はケーブルインターフェイス７０７によって接続される。１つの実施例によると、ケーブルインターフェイスは標準的なリボンケーブルである。しかし、当業者にとって明らかであるべきように、同期装置７０４と機器７０６との間で信号を送信するのに好適であれば、他の種類のケーブル、および他の種類の送信媒体（たとえば導電体、光学導体など）を用いてもよい。
【００８８】
１つの実施例では、同期装置モジュール７０４は、システムクロック７５２、時間基準発生器７５４（たとえば分周器）、信号線７８２、第１のフリップフロップ７８３、第２のフリップフロップ７８４、第３のフリップフロップ７８５、第４のフリップフロップ７８６、同期装置ＴＭＵ７０８、第１のＡＮＤゲート７８７および第２のＡＮＤゲート７８８を含む。１つの実施例では、機器７０６は、第１のシフトレジスタ７８９、第２のシフトレジスタ７９０、第１のＭＵＸ７９１、第２のＭＵＸ７９２、第１フリップフロップ７９３、第２のフリップフロップ７９４および機器ＴＭＵ７１２を含む。１つの実施例に従って、ケーブルインターフェイス７０７は、機器７０６を同期装置７０４に接続するトリガバス７９５を含む。さらに、１つの実施例では、同期装置モジュール７０４は、信号線７８２をトリガバス７９５に接続するために用いられる複数のクロスポイントスイッチを含む。１つの実施例に従って、ケーブルインターフェイスはまた、（たとえばＬＣｋおよび！ＬＣｋ信号の両方を送信するための）複数のクロック信号線７９６も含み得る。
【００８９】
一般に、システム７００は、トリガバス７９５の伝播遅延を測定し、トリガの送信および到達時間を調整して、システム７００内の機器の同期動作、たとえばシステムクロック信号の特定のエッジに同期した動作を達成する。さまざまな実施例において、システム７００は、各々が別個のトリガバスを介して同期装置モジュール７０４に接続された複数のシステム要素（たとえば機器７０６）を含む。さらに、別個のバスの各々（たとえばトリガバス７９５）は複数のトリガ線を含み得る。明確にするため、ケーブルインターフェイス７０７に含まれているとして示されるトリガ線はトリガ線１のみであるが、機器７０６に関連付けられる残りのトリガ線（線２など）の各々もインターフェイスに含まれ得ることが明らかであるべきである。１つの実施例に従って、いずれの単一の機器へのケーブルインターフェイスも８本のトリガ線を含む。
【００９０】
さらに、システム７００が複数の機器を含む実施例では、別個のケーブルインターフェイス７０７を用いて各機器を同期装置モジュール７０４に接続してもよく、複数のケーブルインターフェイスの各々がトリガバスおよび１本以上のシステムクロック線を含んでもよい。１つの実施例によると、ケーブルインターフェイス７０７内の導体の各々の長さは実質的に等しく、ケーブルインターフェイス７０７に含まれるトリガバスの各線上に実質的に等しい伝播遅延を与える。しかし、システム７００は、システム７００に含まれる複数の機器の各々への伝播遅延を独立して補償することができるため、ケーブルインターフェイスの長さは機器ごとに異なり得る。
【００９１】
システム７００を同期動作モードで動作させるため、システムは、トリガバスの各々の伝播遅延を測定し得、次に機器上のトリガ信号の送信および到達時間を調整し得、それらを同期動作モードで用いることになる。１つの実施例に従って、上記の方策により、機器から機器への（たとえば試験ヘッド内のボードからボードへの）信号通信は、システム７００内の機器の場所にかかわらず確実に同期するようになる。すなわち、このシステムによって各機器が、信号を送信する機器とその信号を受信および処理する機器の各々との間の距離の差によって生じる異なる伝播遅延を補償することが可能となる。
【００９２】
１つの実施例に従って、トリガ信号は、第１の機器から第２の機器に送信される際に同期装置モジュール７０４を通ってルーティングされる。同期装置ＴＭＵ７０８を用いて、推定時間基準（たとえば時間基準Ｔ０）に対するトリガの開始時間を測定することができ、推定時間基準は、上述のように時間基準バスを用いて決定される。機器ＴＭＵ７１２を用いて、時間基準に対するトリガ信号の到達時間を測定し、図５を参照して上述した態様で総伝播遅延（実際の）を決定することができる。
【００９３】
１つの実施例では、開始時間は、システムクロックの単一の位相を用いて同期装置モジュール７０４内で制御される。したがって、１つの実施例では、開始時間の測定は一度行なうだけでよく、同期装置モジュール７０４のための較正処理に含まれ得る。
【００９４】
１つの実施例によると、トリガ信号通信は以下の態様で調整され得る。１つの実施例では、同期装置モジュール７０４の第１のフリップフロップ７８３を用いて、Ｄ入力において信号線からデータを受信し、出力をクロックし、これはトリガ線７９５を介して機器７０６に送信される。ケーブルインターフェイス７０７はシステムクロック信号線７９６およびトリガ線７９５の両方を含むため、システムクロック信号およびトリガ線７９５で送信されるデータの伝播遅延は同一である。したがって、クロックおよびトリガ信号は機器７０６において同期して捕捉されることになるが、トリガ信号は、１つ以上のクロックサイクルに対応する、その開始時間に対する何らかの未知の遅延を有することになる。上記の情報は次に機器によって用いられて、トリガ信号の伝播遅延が、第１のシフトレジスタ７８９で所望の伝播遅延に調整され得る。１つの実施例によると、第１および第２のシフ
トレジスタ７８９および７９０はプログラム可能シフトレジスタである。本実施例の場合、所望の伝播遅延は、システム７００に含まれるいずれの機器の実際の伝播遅延よりも大きい。
【００９５】
トリガがシステムクロックを用いて適切な位相で到達することを確実にするため、クロックの位相測定がなされ得、必要であれば機器によって位相シフトが加えられる。当業者によって周知のさまざまな方策を用いてトリガの位相を調整することができる。たとえば、正確な位相が決定されると、送信されるトリガ信号を再クロックする際に用いるためのクロック信号（たとえば！ＬＣｋおよびＬＣｋ）が選択され得、トリガ信号をシステムクロックの正確な位相に一致させる。たとえば、トリガが機器７０６から同期装置モジュール７０４に送信されている場合、同期装置ＴＭＵ７０８を用いて、機器７０６から受信されたシステムクロックの位相を時間基準（たとえば時間基準Ｔ０）に対して測定することができる。１つの実施例によると、システムクロックは、（システムクロックを分周してより長い周期を作り出さずに）時間基準バスの端から端までＣＷおよびＣＣＷの両方で送信される。ＣＷおよびＣＣＷの信号の各々について位相測定がなされ、２つの測定の平均が決定されて、同期装置モジュール７０４において相対的な位相測定を与える。
【００９６】
図８を参照して、機器における受信時のクロック信号８９７、同期装置モジュール７０４における受信時のクロック信号８９８、時間基準バス上をＣＷで送信された後の同期装置モジュール７０４における受信時のクロック信号８６６、時間基準バス上をＣＣＷで送信された後の同期装置モジュール７０４における受信時のクロック信号８６７、および推定時間基準信号８９９を含むタイミング図が図示される。
【００９７】
機器ＴＭＵ７１２を用いて、ＣＷおよびＣＣＷのクロック信号の位相を測定し、機器において相対的な位相測定を与えることができる。この情報を用いて、機器７０６から同期装置モジュール７０４にトリガ信号が送信される際にどのクロック位相を用いるかを判断する。１つの実施例によると、一旦正確な位相が決定されると、機器７０６は第２のフリップフロップ７９４を用いてトリガ信号を再クロックし得、その後クロック信号を同期装置モジュール７０４に送信する。別の実施例では、第２のフリップフロップ７９４は、可変遅延をトリガ信号に加えることを可能にするプログラム可能な位相シフタに置き換えられる。
【００９８】
クロック信号は、両方向に送信される際に（すなわち、同期装置から機器に、および機器から同期装置に送信される際に）同一の位相シフトを経験するため、第２のフリップフロップ７８４が同期装置７０４によって用いられて、機器７０６から受信されたトリガ信号を再クロックする。１つの実施例では、セットアップおよびホールド時間が確実に受信機で満たされるようにするため、トリガ信号の位相シフトは９０度単位で調整され得る。
【００９９】
１つの実施例に従って、機器７０６から同期装置モジュール７０４へのトリガ信号の伝播時間は、一旦正確な位相が決定されると測定され得る。さらなる実施例では、所望の伝播遅延は、送信されるトリガ信号の伝播遅延を第２のシフトレジスタ７９０を用いて調整することによって達成され得る。
【０１００】
１つの実施例によると、伝播時間は、第１のトリガ線を介して同期装置モジュール７０４から機器７０６にトリガ信号を送信することによって測定される。送信されたトリガ信号は次に、第２のトリガ線を介して同期装置モジュール７０４に再送信し返される。機器７０６から同期装置７０４への遅延は、トリガ信号の総往復遅延から、位相調整された同期装置から機器への遅延を引くことによって決定される。第２のシフトレジスタ７９０は、上記の測定に基づいて所望の値に設定（たとえばプログラム）され得る。１つの実施例によると、機器７０６から同期装置モジュール７０４への遅延の測定は、同期装置モジュ
ール７０４でなされる。しかし別の実施例では、この測定は機器７０６でなされる。
【０１０１】
図７および図８を参照して説明された上記の方策が、システム７００に含まれ、かつ同期装置モジュール７０４に接続された機器の各々について用いられ得る。
【０１０２】
次に図９を参照して、双方向バス９００（たとえば時間基準バス）が１つの実施例に従って図示される。双方向バス９００は、バス９００に接続された複数のシステム要素のための時間基準ループとしてシステム内で用いられ得る。一般に、１つの実施例に従って、双方向バス９００は、第１の端のドライバの動作が第２の端のドライバの動作に干渉しないように動作するよう設計される。さらに、さまざまな実施例において、バス９００は、第１の方向および第１の方向と逆の第２の方向の各々において実質的に同様の伝播遅延を有する。参照のため、双方向バス９００は、時計回り（ＣＷ）を第１の方向とし、反時計回り（ＣＣＷ）を第１の方向と逆の第２の方向として用いて説明される。
【０１０３】
図示される実施例では、双方バス９００は、第１のドライバＵ１を有する第１の端９０２、および第２のドライバＵ２を有する第２の端９０４を含む。１つの実施例では、この双方向バスは、第１の線９０１および第２の線９０２を含む差動バスである。第１のドライバＵ１は、信号源に接続された端子９０６、電圧源（たとえば電圧源Ｖｃｃ１）に接続された端子９０８、接地された端子９１０、双方向バス９００の第１の線９０１に接続された非反転端子９１２、および双方向バス９００の第２の線９０３に接続された反転端子９１４を含む。
【０１０４】
さらなる実施例によると、第１の端９０２はまた、第１の抵抗Ｒ１、第２の抵抗Ｒ２、第３の抵抗Ｒ３、コンデンサＣ１およびスイッチＳ１を有する回路９３０も含む。図示される実施例では、第１の抵抗Ｒ１の第１の端子は第１の線９０１に接続され、第１の抵抗Ｒ１の第２の端子は第３の抵抗Ｒ３の第１の端子に接続され、第３の抵抗Ｒ３の第２の端子はスイッチＳ１の第１の端子に接続され、スイッチＳ１の第２の端子は接地される。さらに、第２の抵抗Ｒ２の第１の端子は第２の線９０３に接続され、第２の抵抗Ｒ２の第２の端子はコンデンサＣ１の第１の端子に接続され、コンデンサＣ１の第２の端子は接地される。また、第１の抵抗Ｒ１の第２の端子、第２の抵抗Ｒ２の第２の端子、第３の抵抗Ｒ３の第１の端子、およびコンデンサＣ１の第１の端子は互いに共通に、すなわち点Ａで接続される。
【０１０５】
さらなる実施例では、第２のドライバＵ２は、信号源に接続された端子９１６、電圧源（たとえば電圧源Ｖｃｃ２）に接続された端子９２２、接地された端子９１８、双方向バス９００の第１の線９０１に接続された非反転端子９２４、および双方向バス９００の第２の線９０３に接続された反転端子９２０を含む。
【０１０６】
さらなる実施例によると、第２の端９０４はまた、第１の抵抗Ｒ４、第２の抵抗Ｒ５、第３の抵抗Ｒ６、コンデンサＣ２およびスイッチＳ２を有する回路９３２も含む。図示される実施例では、第１の抵抗Ｒ４の第１の端子は第１の線９０１に接続され、第１の抵抗Ｒ４の第２の端子は第３の抵抗Ｒ６の第１の端子に接続され、第３の抵抗Ｒ６の第２の端子はスイッチＳ２の第１の端子に接続され、スイッチＳ２の第２の端子は接地される。さらに、第２の抵抗Ｒ５の第１の端子は第２の線９０３に接続され、第２の抵抗Ｒ５の第２の端子はコンデンサＣ２の第１の端子に接続され、コンデンサＣ２の第２の端子は接地される。また、第１の抵抗Ｒ４の第２の端子、第２の抵抗Ｒ５の第２の端子、第３の抵抗Ｒ６の第１の端子、およびコンデンサＣ２の第１の端子は互いに共通に、すなわち点Ｂで接続される。
【０１０７】
さまざまな実施例において、双方向バス９００は、第１のドライバＵ１および第２のド
ライバＵ２が互いに干渉せずに動作可能であるよう構成される。さらなる実施例では、第１の端９０２および第２の端９０４は、バス９００上を送信されるパルスがバスの受信端から反射されないように終端する。
【０１０８】
より具体的には、１つの実施例では、双方向バス９００の受信端を制御して、受信端に配置されるドライバの出力をオフにする。たとえば、信号が第１の端９０２から時計回り方向に双方向バス９００で送信される場合、端子９２２に供給される電圧Ｖｃｃ２を調整して、端子９２０および９２４に配置される出力をオフにすることができる。１つの実施例では、端子９２２に供給される公称電圧は３．３ＶＤＣであり、電圧Ｖｃｃ２は２．４４ＶＤＣまで下方調整されて、そこで第２のドライバＵ２がオフにされる。第１のドライバＵ１を同様に動作させて、電圧Ｖｃｃ１を調整することによって端子９１２および９１４の出力をオフにすることができる。
【０１０９】
また、回路９３０および９３２を用いて、ドライバの動作時に、それぞれ第１のドライバＵ１および第２のドライバＵ２の各々に対して「プルダウン」抵抗を与えることができる。したがって、第１のドライバＵ１を用いて双方向バス９００で（たとえば時計回り方向に）信号を送信する場合、回路９３０は、スイッチＳ１が閉じられ抵抗Ｒ１、Ｒ２およびＲ３が接続されて第１のドライバＵ１に「プルダウン」機能を与えるよう構成される。コンデンサＣ１は、第１のドライバＵ１の切替え時に点Ａを実質的に一定の電圧に維持するよう作用する。さらに、第１のドライバＵ１が動作している場合、回路９３２はスイッチＳ２が開いた状態で構成される。この結果、抵抗Ｒ４およびＲ５は並列終端を形成し、第２の端９０４においてプルダウン機能は与えられない。並列終端により、第１の端９０２から送信されるパルスが第２の端９０４まで移動して止まる回路、たとえば、双方向バス９００への反射返しがない回路が与えられる。
【０１１０】
同様に、第２のドライバＵ２が双方向バス９００の回りに反時計周りに信号を送信するよう動作している場合、第１のドライバＵ１はオフであり、スイッチＳ１は開いており、スイッチＳ２は閉じている。この結果、抵抗Ｒ４、Ｒ５およびＲ６は接続されて、第２のドライバＵ２に「プルダウン」機能を与える。コンデンサＣ２は、第２のドライバＵ２の切替え時に点Ｂを実質的に一定の電圧に維持するよう作用する。さらに、抵抗Ｒ１およびＲ２は並列終端を形成し、第１の端９０２においてプルダウン機能は与えられない。１つの実施例に従って、エミッタ結合論理、特に擬似エミッタ結合論理が第１のドライバＵ１および第２のドライバＵ２に対して用いられる。
【０１１１】
本発明のさまざまな実施例は、外部基準（たとえば１０ＭＨｚ基準）からの入力信号を受信する位相検出器を含み得る低ジッタクロック、およびその出力が分周されてシステムクロック出力を生成する低ジッタ電圧制御発振器を含む。クロック生成回路はまた、周波数制御用のフィードバックを位相検出器に与えるフィードバックループも含み得る。
【０１１２】
さらに、本発明の１つの実施例では、時間基準を確立するために用いられる信号の伝播遅延を制御する必要なく、分散システム内の複数の機器にわたる時間基準を確立するための方法が用いられる。この方法はまた、伝播遅延を制御せずにシステムクロック信号を各機器に分散させることも含む。伝播遅延は、共通の時間基準に対して測定され得る。したがって１つの実施例では、機器は、システムクロックを、「中心の」共用時間基準に対する公知のオフセットを有する時間基準として用い得る。１つの実施例では、公知の技術を用いて、調整が必要な機器においてクロック位相または遅延を特定の目標に調整することができる。
【０１１３】
本明細書中に説明される実施例を用いて、ＡＴＥのためのタイミング較正システムが与えられ得る。たとえば、本明細書中に説明されるシステムの実施例では、測定し、その測
定値を共通の時間基準に調整することによってモジュールの同期が与えられ得る。さらに、実施例は、サブマイクロ秒レベルで時間間隔を測定するシステムにおいて用いられ得る。
【０１１４】
１つの実施例によると、複数のシステム要素は互いに近接している。たとえば、システム要素はすべて、単一の印刷回路基板上に配置され得る。本発明の実施例はまた、互いに実質的な距離を隔てた、たとえば地理的に分散されたシステム要素を含む、分散された複数のシステム要素とともにも用いられ得る。
【０１１５】
上述のように、本発明の実施例は１つまたは複数の時間基準バス、たとえば第１の時間基準バスに接続された第１のセットの機器、および第２の時間基準バスに接続された第２のセットの機器を用い得る。２つ以上の時間基準バスが用いられる場合、システムは、バス同士の間のいかなるエラーも測定および調整することができる。
【０１１６】
本明細書中に用いられているように、時計回りおよび反時計回りという用語は、時間基準バス上の逆方向を指す。たとえば、図４において、第１の時間基準出力４２０に隣接して配置された機器は、時間基準バスの時計回りの端に配置されていると称され得るが、第２の時間基準出力４２２に隣接して配置された機器は、時間基準バスの反時計回りの端に配置されていると称され得る。
【０１１７】
本発明の少なくとも１つの実施例のいくつかの局面を上記のように説明したが、さまざまな変形、修正、および改良が当業者にとって容易に思いつくであろうことを認識すべきである。そのような変形、修正、および改良はこの開示の一部であると意図され、本発明の範囲内にあると意図される。したがって、上述の説明および図面は一例に過ぎない。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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