Vorrichtung und Verfahren für Analyse von Signalverläufen unter Verwendung von Masken

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Analyse von Signalverlaufen unter Verwendung von Masken.

Werden unter Verwendung von z.B. einem Oszilloskop Signalverlaufe (Kurvenverlaufe) von seriellen Datenstromen analysiert, so ist häufig eine überprüfung des

Signalverlaufs gegenüber vorgegebenen Maskenbereichen notwendig. Dabei darf der Signalverlauf den Maskenverlauf bzw. die Maske nicht berühren beziehungsweise nicht schneiden oder, im Falle von Toleranzschlauchen, den Maskenbereich nicht verlassen. Typischerweise sind solche überprüfungen im Rahmen von Compliance-Tests von seriellen Schnittstellen und Datenubertragungssystemen vorgeschrieben .

Die Maskenuberprufung wird typischerweise auf der Basis der Bildpunkte, die in einem Bildspeicher (Display- Speicher) eingespeichert sind, durchgeführt. Bei den Bildpunkten kann es sich um Signalbildpunkte handeln, die durch ein Oszilloskop erfasst, in Bildpunkte umgesetzt und im Bildspeicher gespeichert werden, wie es beispielsweise in EP 677 746 A2 beschrieben ist. Setzt sich der Signalverlauf beispielsweise aus Linien zusammen, so ist eine derartige Maskenuberprufung jedoch aufwendig, da jeder Signalbildpunkt einzeln gesetzt und überprüft werden muss. Weiterhin entsteht im Falle einer direkten

überprüfung ein großer Speicherbedarf für die Ablage der Masken in einem Bildspeicher.

Es die Aufgabe der Erfindung, eine effiziente Vorrichtung und ein effizientes Verfahren zum Analysieren eines Signalverlaufs unter Verwendung einer Maske zu schaffen.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche 1 bzw. 11 gelöst.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zu Grunde, dass eine effiziente Analyse eines Signalverlaufs bezüglich einer Maske auf der Basis von Adressen der in einem Bildspeicher gespeicherten Signalbildpunkte durchgeführt werden kann. Dabei wird ausgenutzt, dass der zuvor erfasste Signalverlauf in einem Bildspeicher vorliegt, wobei einem Signalbildpunkt eine Bildadresse (zum Beispiel eine Pixel- Adresse umfassend eine Zeilen- und/oder eine Spaltennummer) zugeordnet ist.

Die Maske kann ebenfalls durch eine Mehrzahl von Maskenbildpunkten grafisch dargestellt werden, wobei die Maskenbildpunkte Bildzeilen oder Bildspalten zugeordnet sind. Bei einer derartigen Zuordnung ist jeder Maskenbildpunkt durch eine Bildadresse (beispielsweise eine Zeilennummer eine Spaltennummer) lokalisierbar. Erfindungsgemäß wird die Maskenüberprüfung jedoch auf der Basis der Bildadressen der Maskenbildpunkte und der

Bildadressen der Signalpunkte durchgeführt. Denn es kann bereits auf der Basis eines Adressenvergleichs festgestellt werden, ob ein Signalbildpunkt beispielsweise oberhalb oder unterhalb eines in derselben Bildzeile und/oder Bildspalte angeordneten Maskenbildpunktes angeordnet ist, wodurch eine Maskenverletzung schnell und effizient festgestellt werden kann.

Die vorliegende Erfindung schafft eine Analysevorrichtung zum Analysieren eines Signalverlaufs unter Verwendung einer Maske, wobei der Signalverlauf durch ein Signalbild und die Maske durch ein Maskenbild grafisch repräsentierbar beziehungsweise darstellbar (z.B. als eine Folge von Spannungs- beziehungsweise Stromwerten) sind.

Die Analysevorrichtung umfasst eine Speichereinrichtung zum Bereitstellen einer Signalbildadresse eines Signalbildpunktes des Signalbildes und zum Bereitstellen einer Maskenbildadresse eines Maskenbildpunktes des

Maskenbildes. Ferner ist eine Vergleichseinrichtung zum

Vergleichen der Signalbildadresse und der

Maskenbildadresse vorgesehen, wobei die Vergleichseinrichtung gemäß einem Aspekt eine Anordnung des Signalbildpunktes bezüglich des Maskenbildpunktes bestimmen kann.

Gemäß einem Aspekt kann die Speichereinrichtung einen Bildspeicher zum Speichern des Signalbildpunktes und einen Maskenspeicher zum Speichern der Maskenbildadresse des Maskenbildpunktes umfassen. Der Bildspeicher und der Maskenspeicher weisen bevorzugt unterschiedliche Speicherbereiche auf.

Der Maskenspeicher kann beispielsweise ein flüchtiger oder ein nicht-flüchtiger Speicher sein, in dem eine oder mehrere Maskenbildadressen z.B. dauerhaft speicherbar sind. Die Maskenbildadresse kann eine Bildzeilennummer und/oder eine Bildspaltennummer aufweisen, die einer Bildzeile beziehungsweise einer Bildspalte zugeordnet sind. Die Maskenbildadresse definiert beispielsweise einen Maskenbildbereich, oberhalb oder unterhalb dessen ein Toleranzbereich festgelegt wird, innerhalb dessen die

Anordnung des Signalbildpunktes zulässig (keine Maskenverletzung) oder nicht zulässig (Maskenverletzung) ist. Die Signalbildadresse des Signalbildpunktes kann dabei in Form einer Zeilennummer und/oder einer Spaltennummer bereitgestellt oder gespeichert werden.

Die Analysevorrichtung umfasst ferner eine Vergleichseinrichtung zum Vergleichen der Signalpunktadresse mit der Maskenbildadresse, um beispielsweise eine relative Anordnung des

Signalbildpunktes bezüglich des Maskenbildpunktes zu bestimmen .

Bei der Anordnung des Signalbildpunktes bezüglich des Maskenbildpunktes kann es sich um eine Angabe handeln, ob der Signalbildpunkt oberhalb oder unterhalb des Maskenbildpunktes angeordnet ist oder ob der Signalbildpunkt und der Maskenbildpunkt zusammenfallen. Die Vergleichseinrichtung kann auf der Basis der Anordnung des Signalbildpunktes bezüglich des Maskenbildpunktes feststellen, ob der Signalbildpunkt innerhalb oder außerhalb eines durch den Maskenbildpunkt beziehungsweise durch die Maske vorgegebenen Maskenbereichs angeordnet ist. Gemäß einem Aspekt kann die Vergleichseinrichtung ein Vergleichssignal ausgeben, das die Anordnung des

Signalbildpunktes bezüglich des Maskenbildpunktes und bezüglich des Maskenbereichs anzeigt.

Gemäß einem Aspekt kann die Speichereinrichtung ferner eine weitere Maskenbildadresse, die einem weiteren

Maskenbildpunkt zugeordnet ist, bereitstellen. Durch den Maskenbildpunkt und durch den weiteren Maskenbildpunkt kann ein Maskenbildpunktpaar bereitgestellt werden, das einen Toleranzbereich (z.B. einen Toleranzschlauch)

festlegt, innerhalb oder außerhalb dessen eine Anordnung des Signalbildpunktes zulassig oder nicht zulassig ist. Die Vergleichseinrichtung kann die Signalbildadresse des Signalbildpunktes mit der Maskenbildadresse und mit der weiteren Maskenbildadresse vergleichen, um die Anordnung des Signalbildpunktes bezuglich des Maskenbildpunktes und des weiteren Maskenbildpunktes zu bestimmen. Die Analysevorrichtung kann ferner auf der Basis des Vergleichs feststellen, ob der Signalbildpunkt innerhalb oder außerhalb des durch das Maskenbildpunktpaar vorgegebenen Maskenbereichs angeordnet ist.

Beispielsweise sind der Signalbildpunkt, der Maskenbildpunkt und der weitere Maskenbildpunkt innerhalb derselben Bildzeile oder innerhalb derselben Bildspalte angeordnet. Das Maskenbildpunktpaar legt somit einen Maskenbereich innerhalb dieser Bildzeile oder dieser Bildspalte fest. Durch die Maskenbildpunkte wird die Ausdehnung der Maske innerhalb der betreffenden Bildzeile oder Bildspalte festgelegt.

Die Vergleichseinrichtung kann auf der Basis eines oder mehrerer der folgenden Relationsvergleiche feststellen, ob eine Maskenverletzung vorliegt oder nicht. Eine Maskenverletzung liegt beispielsweise nicht vor, falls

m _st art < Ystart und m _en d < Ystart und/oder

m _st art > Yend und m _end > y _e nd und/oder

Itlstart ≤ Ystart Und m _end ≥ Yend •

Dabei bezeichnen m _start eine Maskenbildadresse eines Maskenbildpunktes (z.B. einen Anfangspunkt eines

Maskenbereichs), m _en d eine weitere Maskenbildadresse eines weiteren Maskenbildpunktes (z.B. einen Endpunkt des Maskenbereichs) , y _s tart eine Signalbildadresse eines Signalbildpunktes (z.B. einen Anfangspunkt eines Signalbereichs) und y _en d eine weitere Signalbildadresse eines weiteren Signalbildpunktes (z.B. einen Endpunkt des Signalbereichs) .

Ferner kann die Speichereinrichtung eine Mehrzahl von Maskenbildadresspaaren bereitstellen. Ein jeweiliges Maskenbildadresspaar ist bevorzugt jeweils einer Bildspalte oder einer Bildzeile zugeordnet und definiert beispielsweise einen Bildspaltenbereich oder einen Bildzeilenbereich, innerhalb dessen sich die Maske erstreckt. Die Vergleichseinrichtung kann eine oder mehrere von Signalbildadressen mit den

Maskenbildadresspaaren vergleichen, um festzustellen, ob der Signalverlauf innerhalb oder außerhalb eines Toleranzbereiches angeordnet ist.

Gemäß einem weiteren Aspekt umfasst die Analysevorrichtung eine Erfassungseinrichtung zum Erfassen des Signalverlaufs (beispielsweise durch eine Messung) und eine Berechungseinrichtung zum Berechnen der Signalbildadressen aus dem erfassten Signalverlauf. Die

Berechnungseinrichtung bildet beispielsweise die gemessenen Signalverlaufwerte auf einen Bildraster ab, wobei die jeweiligen Bildrasteradressen als Signalbildadressen bereitgestellt und/oder gespeichert werden können.

Die Erfindung schafft ferner ein Analyseverfahren zum Analysieren eines Signalverlaufs unter Verwendung einer Maske, wobei der Signalverlauf durch ein Signalbild und

wobei die Maske durch ein Maskenbild grafisch reprasentierbar sind, wobei eine Maskenbildadresse eines Maskenbildpunktes des Maskenbildes und eine Signalbildadresse eines Signalbildpunktes des Signalbildes bereitgestellt werden und wobei die Signalbildadresse und die Maskenbildadresse verglichen werden, um eine Anordnung des Signalbildpunktes bezuglich des Maskenbildpunktes zu bestimmen. Ferner können der Signalbildpunkt in einem Bildspeicher und die Maskenbildadresse in einem Maskenspeicher bereitgestellt werden. Gemäß einem Aspekt wird die Signalbildadresse auf der Basis des Signalbildpunktes bereitgestellt .

Gemäß einem Aspekt wird auf der Basis der Anordnung des Signalbildpunktes bezuglich des Maskenbildpunktes festgestellt, ob der Signalbildpunkt innerhalb oder außerhalb eines durch die Maske vorgegebenen Maskenbereichs angeordnet ist.

Gemäß einem Aspekt wird eine weitere Maskenbildadresse eines weiteren Maskenbildpunktes bereitgestellt, wobei die Signalbildadresse mit der Maskenbildadresse und mit der weiteren Maskenbildadresse verglichen wird, um die Anordnung des Signalbildpunktes bezuglich des Maskenbildpunktes und bezuglich des weiteren Maskenbildpunktes zu bestimmen.

Gemäß einem Aspekt wird auf der Basis der Anordnung des Signalbildpunktes bezüglich des Maskenbildpunktes und des weiteren Maskenbildpunktes festgestellt, ob der

Signalbildpunkt innerhalb oder außerhalb eines durch den Maskenbildpunkt und durch den weiteren Maskenbildpunkt festgelegten Toleranzbereichs angeordnet ist.

Gemäß einem Aspekt wird festgestellt, dass keine Maskenverletzung vorliegt, falls eine oder mehrere der folgenden Bedingungen erfüllt ist/sind:

m _st art < Ystart und m _en d < Ystart oder

m _st art > Yend und m _en d > Yend oder

m _s tart ≤ Ystart Und m _en d ≥ Yend -

Dabei ist m _st art eine Maskenbildadresse eines Maskenbildpunktes, m _end ist eine weitere Maskenbildadresse eines weiteren Maskenbildpunktes, y _st art ist eine Signalbildadresse eines Signalbildpunktes und y _end ist eine weitere Signalbildadresse eines weiteren Signalbildpunktes .

Gemäß einem Aspekt werden eine Mehrzahl von Maskenbildadresspaaren, wobei ein Maskenbildadresspaar eine Maskenbildadresse und eine weitere Maskenbildadresse umfasst und einen Maskenbereich innerhalb einer Bildspalte oder einer Bildzeile festlegt, und eine Mehrzahl von Signalbildadressen, wobei eine Signalbildadresse einem Signalbildpunkt in einer Bildspalte oder in einer Bildzeile zugeordnet ist, bereitgestellt. Ferner wird jeweils eine Signalbildadresse, die einem einer Bildzeile oder Bildspalte zugeordneten Signalbildpunkt zugeordnet ist, mit einem dieser Bildspalte oder dieser Bildzeile zugeordneten Maskenbildadresspaar verglichen, um eine Anordnung des Signalbildpunktes bezüglich des Maskenbereichs zu bestimmen.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird der Signalverlauf erfasst, wobei die Signalbildadresse aus dem erfassten Signalverlauf berechnet wird.

Die vorliegende Erfindung schafft ferner ein

Speichermedium und ein Computerprogramm zum Ausfuhren des erfindungsgemaßen Analyseverfahrens, wenn das Computerprogramm auf einem Computer ablauft. Gemäß einem weiteren Aspekt schafft die Erfindung ein Speichermedium und ein Computerprogrammprodukt mit einem auf einem

Speichermedium, beispielsweise auf einer Diskette oder einer CD, gespeicherten Programmcode zur Ausfuhrung des erfindungsgemaßen Analyseverfahrens .

Weitere Ausfuhrungsbeispiele der Erfindung werden bezugnehmend auf die Zeichnung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockdiagramm einer Analysevorrichtung; und

Fig. 2 ein Blockdiagramm einer Speichervorrichtung.

Fig. 1 zeigt ein Blockdiagramm einer Analysevorrichtung zum Analysieren eines Signalverlaufs unter Verwendung einer Maske. Die Analysevorrichtung umfasst eine Speichereinrichtung 101, die mit einer Vergleichseinrichtung 103 gekoppelt ist.

Die Speichereinrichtung 101 umfasst gemäß einem Aspekt einen Bildspeicher, in dem zur Maskenuberprufung Bilddaten differenziell abgelegt werden können. Die

Speichereinrichtung 101 kann ferner einen Maskenspeicher aufweisen, in dem beispielsweise Maskensegmente in Form von Maskenbildadressen speicherbar sind.

Die Bilddaten (z.B. das Signalbild oder der Signalverlauf) können beispielsweise als Linien dargestellt werden, wobei die Linien im Bildspeicher nicht explizit gezeichnet werden. Beispielsweise werden ein Startpunkt +1 und ein Endpunkt mit -1 markiert, wobei der Startpunkt und der Endpunkt jeweils durch eine Signalbildadresse und durch eine weitere Signalbildadresse repräsentiert werden können. Da im Bildspeicher auch mehrere Signalverlaufe übereinander mittels einer Häufigkeitsverteilung dargestellt werden können, kann der Startpunkt jeweils ausgelesen und beispielsweise um 1 inkrementiert werden, wobei der Endpunkt dekrementiert wird. Das eigentliche Ziehen der Linien kann anschließend beim Auslesen der Pixelspalten des Bildspeichers erfolgen, indem ein Integral über die Pixelspalten gebildet wird. Dieses Verfahren liefert eine effiziente Grundlage für die Maskenuberprufung .

Aufgrund der erfindungsgemaßen Form der Bilddarstellung sind für die Maskenuberprufungen beispielsweise nur die Start- beziehungsweise die Endpunkte der Linien einer Pixelspalte bekannt, wodurch eine Reduktion der Speichergroße erzielt wird. Basierend auf diesen Punkten ist eine einfache Maskenuberprufung möglich.

Die Maskensegmente, beispielsweise durch

Maskenbildadressen festgelegte Maskenbereiche, gegen die eine überprüfung durchzufuhren ist, können ebenfalls durch ihre Start- beziehungsweise Endpunkte pro Pixelspalte (zum Beispiel Maskenbildadresse eines Maskenbildpunktes und eine weitere Maskenbildadresse eines weiteren Maskenbildpunktes) vorgegeben werden. Diese Punkte können im Speicher hinterlegt werden, der spaltenorganisiert sein kann und dieselbe Anzahl von Spalten wie die Bildspeicher

aufweisen kann. Pro Spalte kann z.B. jeweils der Start- und Endpunkt der Maske innerhalb der zugeordneten Pixelspalte hinterlegt werden.

Gemäß einem weiteren Aspekt können mehrere Masken verwendet werden, so dass ein Signalverlauf oder mehrere Signalverläufe gegen eine Mehrzahl von Masken überprüft werden können.

Fig. 2 zeigt eine Speichereinrichtung mit einem

Bildspeicher 201, der in Form von Zeilen und Spalten organisiert ist. Die Zeilen und die Spalten sind jeweils durch eine Zeilennummer und eine Spaltennummer adressierbar, wobei beispielsweise die Spaltennummern in Richtung des in Fig. 2 dargestellten horizontalen Pfeiles inkrementiert werden. Die Zeilennummern werden beispielsweise in Richtung des in Fig. 2 dargestellten vertikalen Pfeiles dekrementiert . Im Bildspeicher 201 können beispielsweise die Signalbildpunkte eines Signalverlaufs 203 abgelegt werden, wobei jedem Signalbildpunkt eine Signalbildadresse umfassend beispielsweise eine Zeilennummer und eine Spaltennummer zugeordnet ist.

Gemäß einem Aspekt umfasst die Analysevorrichtung einen ersten Maskenspeicher 211, in dem jeweils paarweise Maskenbildadresspaare gespeichert sind, wobei jedes Maskenbildadresspaar eine Startadresse und eine Endadresse des jeweiligen in einer Spalte darstellbaren Maskenbereichs umfasst. Der Maskenspeicher 211 ist beispielsweise spaltenorganisiert und umfasst dieselbe Anzahl von Spalten wie der Bildspeicher 201. Dabei ist jeder Spalte des Bildspeichers 201 ein in einem Speicherbereich des Speichers 211 jeweils gespeichertes

Maskenbildadresspaar zugeordnet. Die Startadressen (Anfangsadressen) sind beispielsweise in den Speicherbereichen 213 gespeichert. Die Endadressen sind beispielsweise in den Speicherbereichen 215 gespeichert.

Der Signalverlauf 203 kann bezüglich einer Mehrzahl von Masken analysiert werden, z.B. gegen eine erste Maske 205, gegen eine zweite Maske 207 oder gegen eine dritte Maske 209.

Falls der Signalverlauf 203 oder mehrere Signalverlaufe 203 gegen eine Mehrzahl von Masken überprüft werden sollen, so kann die Analysevorrichtung ferner eine Mehrzahl von Maskenspeichern aufweisen, wobei in Fig. 2 exemplarisch ein zweiter Maskenspeicher 217 und ein dritter Maskenspeicher 219 dargestellt sind.

Der Maskenspeicher 217 kann beispielsweise die Startadressen und die Endadressen der Maskenbildpunkte der zweiten Maske 207 und der Speicher 219 kann beispielsweise die Startadressen und die Endadressen der Maskenbildpunkte der dritten Maske 209 speichern beziehungsweise bereitstellen. Die Maskenspeicher 217 und 219 sind bevorzugt identisch aufgebaut wie der Maskenspeicher 211.

Gemäß einem weiteren Aspekt kann die Analysevorrichtung genauso viele Maskenspeicher aufweisen, wie viele Masken angelegt werden sollen. Mittels eines Maskenspeichers kann beispielsweise eine beliebig geformte Maske über die gesamte Bildschirmbreite realisiert werden. Beliebig bedeutet in diesem Zusammenhang, dass pro Spalte z.B. nur ein Start- und ein Endpunkt vorlegen. Gemäß einem Aspekt wird der Signalverlauf (203) zunächst durch eine Erfassungseinrichtung auf der Basis einer Signalerfassung

(z.B. Messung) erfasst und es werden dann auf der Basis des erfassten Signalverlaufes Bildpunkte berechnet, die aufgrund des aktuell erfassten Signalverlaufes gesetzt oder als Linie verbunden werden können.

Nach der Berechnung der Bildpunkte kann die Maskenuberprufung wie folgt realisiert werden:

In einem Darstellungsmodus können beispielsweise mit Hilfe eines Algorithmus die jeweiligen Start- und Endpunkte einer Linie erfasst und mit y _s tar _t beziehungsweise y _end bereitgestellt werden. Beispielsweise aus dem ersten Maskenspeicher 211 werden der jeweilige Start- und Endpunkt der Maske ausgelesen und bereitgestellt, wobei der Start- und der Endpunkt mit m _s tart bzw. m _en d bezeichnet sind. Erfindungsgemaß kann beispielsweise eine Verletzung der Maske auf der Basis von Relationsvergleichen überprüft werden. Wird festgestellt, dass

m _start < Ystart Und m _en d < Ystart

und/oder dass

Hlstart > Yend und m _en d > Yend

zutrifft, so liegt keine Verletzung der Maske vor, weil der Signalverlauf oberhalb bzw. unterhalb der Maske angeordnet ist. Falls keine der obigen Bedingungen erfüllt ist, liegt eine Verletzung der Maske vor.

Soll beispielsweise eine Maske als ein Toleranzschlauch verwendet werden, so können beispielsweise die folgenden Relationen überprüft werden:

ITlstart ^≤ Ystart ^U nd m _en d ≥ Yend -

Sind diese Relationen erfüllt, so liegt keine Verletzung der Maske vor, andernfalls wird der Toleranzschlauch verletzt.

Diese überprüfungen können gemäß einem Aspekt für alle Maskenbereiche separat durchgeführt werden. Darüber hinaus kann zusätzlich die Anzahl der Bildpunkte auf der Basis von z.B. Differenzbildungen bestimmt werden, welche die Maske verletzen. Die Differenzbildungen können beispielsweise durch die Vergleichseinrichtung durchgeführt werden.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten

Ausfuhrungsbeispiele beschrankt. Beispielsweise kann die beschriebene Maskierung nicht nur bei Signalen im Zeitbereich, beispielsweise eines Oszilloskops, verwendet werden, sondern auch für Signale im Frequenzbereich, beispielsweise eines Spektrumanalysators oder eines Netzwerkanalysators. Alle beschriebenen und/oder gezeichneten Merkmale sind im Rahmen der Erfindung beliebig miteinander kombinierbar.