SISTEMA Y PROCEDIMIENTO PARA PROCESAR UNA FORMA DE ONDA.

Un sistema de procesamiento de formas de onda para generar un conjunto de datos reducidos que identifica unos tiempos de separación de impulsos con respecto a un tiempo de inicio de muestreo y unas anchuras de impulsos para uno o más impulsos en una señal digital (DATA),

comprendiendo el sistema de procesamiento de formas de onda: un digitalizador de formas de onda configurado para generar una secuencia de dígitos binarios mediante la comparación (220-1, 220-2, 220-3) de la señal analógica (DATA) con un valor de umbral (REF1, REF2, REF3) para generar una señal binaria (CH0, CH1, CH2) y registrar unas muestras de la señal binaria en momentos de muestreo (Δt) con respecto a un tiempo de inicio de muestreo; y un postprocesador (260) que incluye una primera interfaz de datos (264) que está configurada para recibir la secuencia de dígitos binarios y una segunda interfaz de datos que está configurada para generar de salida el conjunto de datos reducidos, estando dicho postprocesador (260) configurado para generar el conjunto de datos reducidos mediante el registro de los números de posiciones secuenciales de dígitos binarios en la secuencia de dígitos binarios que se corresponden con unos episodios de primero por encima del umbra, FOT, y de siguiente por debajo del umbral, NUT, en la secuencia de dígitos binarios; caracterizado porque el número de posiciones secuenciales de cada episodio FOT identifica el tiempo de separación de impulsos con respecto al tiempo de inicio de muestreo, y en el que una diferencia entre los números de posiciones secuenciales de cada episodio FOT y del correspondiente episodio NUT identifica la anchura de impulso

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/US2002/023483.

Solicitante: Omron Scientific Technologies, Inc.

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: 6550 Dumbarton Circle Fremont, CA 94555-3611 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.

Inventor/es: DRINKARD, JOHN, CARDONA,Javier, DUMS,Christopher.

Fecha de Publicación: .

Fecha Solicitud PCT: 24 de Julio de 2002.

Clasificación Internacional de Patentes:

  • G01R13/34C

Clasificación PCT:

  • G01R19/25 SECCION G — FISICA.G01 METROLOGIA; ENSAYOS.G01R MEDIDA DE VARIABLES ELECTRICAS; MEDIDA DE VARIABLES MAGNETICAS (indicación de la sintonización de circuitos resonantes H03J 3/12). › G01R 19/00 Disposiciones para proceder a las medidas de corrientes o tensión o para indicar su existencia o el signo (G01R 5/00 tiene prioridad; para la medida de corrientes o tensiones bioeléctricas A61B 5/04). › utilizando técnicas de medida digitales.

Clasificación antigua:

  • G01R19/25 G01R 19/00 […] › utilizando técnicas de medida digitales.

Países PCT: Austria, Bélgica, Suiza, Alemania, Dinamarca, España, Francia, Reino Unido, Grecia, Italia, Liechtensein, Luxemburgo, Países Bajos, Suecia, Mónaco, Portugal, Irlanda, Eslovenia, Finlandia, Rumania, Chipre, Lituania, Letonia, Ex República Yugoslava de Macedonia, Albania.

PDF original: ES-2359230_T3.pdf

 

Ilustración 1 de SISTEMA Y PROCEDIMIENTO PARA PROCESAR UNA FORMA DE ONDA.
Ilustración 2 de SISTEMA Y PROCEDIMIENTO PARA PROCESAR UNA FORMA DE ONDA.
Ilustración 3 de SISTEMA Y PROCEDIMIENTO PARA PROCESAR UNA FORMA DE ONDA.
Ilustración 4 de SISTEMA Y PROCEDIMIENTO PARA PROCESAR UNA FORMA DE ONDA.
Ilustración 5 de SISTEMA Y PROCEDIMIENTO PARA PROCESAR UNA FORMA DE ONDA.
Ilustración 6 de SISTEMA Y PROCEDIMIENTO PARA PROCESAR UNA FORMA DE ONDA.
SISTEMA Y PROCEDIMIENTO PARA PROCESAR UNA FORMA DE ONDA.

Fragmento de la descripción:

Antecedentes de la invención

Muchas aplicaciones se basan en datos de formas de onda capturadas o registradas para diversos fines, como por ejemplo la medición o la caracterización de señales. A menudo, una o más formas de onda de señales, como por ejemplo formas de onda de estímulo y respuesta son registradas y a continuación analizadas para determinar uno o más parámetros de interés. Dicho procesamiento puede afectar, por ejemplo, a la ejecución del análisis espectral de datos capturados, o puede ser relativamente directo, como en la identificación de las transiciones de señales dentro de una formas de onda de señales.

Una característica común a la mayoría de las aplicaciones de registro de datos es la acumulación de conjuntos de datos potencialmente amplios. Por ejemplo, téngase en cuenta que el muestreo de una señal a diez megahertzios durante cien microsegundos genera mil puntos de muestra. Cuando resulta implicado un muestreo de alta velocidad

o cuando son simultáneamente muestreadas múltiples formas de onda, el número de muestras de onda de datos acumuladas crece rápidamente. Por ejemplo, en la Solicitud de Patente incorporada con anterioridad, un registro de alta velocidad de línea de retardo derivada (el “TDLR”) captura uno o más canales de datos de alta velocidad en base a la digitalización de formas de onda de medición de distancias basadas en láser.

A menudo, los datos son recogidos o capturados en un emplazamiento o subsistema y, a continuación, son procesados en otro. El problema consiste entonces en hacer que estos grandes conjuntos de datos acumulados sean disponibles para su procesamiento en el momento oportuno, lo que puede resultar problemático en términos de desplazamiento de los datos por dentro de un sistema de procesamiento donde las velocidades de transporte de los datos están prácticamente limitadas.

En efecto, en algunos casos, el desplazamiento de grandes cantidades de datos capturados por dentro de un sistema de procesamiento puede resultar poco práctico, o al menos indeseable. Así, una estrategia para gestionar datos de formas de onda de una manera que reduzca al mínimo la necesidad de transportarlos entre subsistemas de procesamiento reduciría la carga de trabajo. Esta reducción de la carga de trabajo puede resultar particularmente ventajosa en sistemas de procesamiento con ancho de banda limitado, o con actividades de procesamiento amplias en tiempo real que limiten la capacidad de los sistemas para dedicar mucho tiempo de procesamiento al transporte de datos entre subsistemas de procesamiento.

El documento US-A-4 701 803 divulga un sistema y un procedimiento con las características distintivas del preámbulo de las reivindicaciones 1 y 10.

Breve sumario de la invención

La presente invención consiste en un aparato y un procedimiento para la reducción de datos, particularmente en el contexto del procesamiento de datos de formas de onda digitalizadas, de acuerdo con lo descrito en las reivindicaciones 1 y 10. En aplicaciones en las que deben ser manejados series potencialmente amplias de datos de formas de ondas digitalizadas, la presente invención proporciona unas técnicas de agrupamiento de datos que proporcionan una información de formas de ondas destacados, como por ejemplo una información acerca de las transiciones de las formas de onda, reduciendo al tiempo o eliminando la necesidad de un sistema de procesamiento asociado para recuperar el completo conjunto de datos de forma sde onda.

Tal y como se aplica en el TDLR para la digitalización de formas de onda de acuerdo con lo divulgado en la solicitud con el número de serie 09/728,567, la presente invención procesa una o más formas de onda digitalizadas (datos de canal de captura) y proporciona a un procesador de soporte o asociado en con un conjunto de datos reducidos que comprende la información de las formas de onda destacados. En particular, el agrupamiento en esta solicitud proporciona al procesador de soporte unos números de muestra correspondientes a las transiciones de la señal, eliminando con ello la necesidad de que el procesador del sistema examine secuencias de muestras de formas de onda potencialmente prolongadas para detectar dichas transiciones.

A modo de ejemplo, una formas de onda puede ser digitalizada como un conjunto de muestras de formas de onda discretas, registradas como unos o ceros dependiendo de si la formas de onda muestreada estaba situada por encima o por debajo de un umbral de referencia en cada instante de muestra. El postprocesamiento de captura de acuerdo con una forma de realización de la presente invención conlleva el procesamiento de la secuencia de los valores binario para identificar qué muestras se corresponden con las transiciones de señal. A modo de ilustración, supóngase que los datos de captura consisten en quinientas muestras secuenciales, con una transición de cero a uno en la muestra centésima y una subsecuente muestra de uno a cero en la muestra tricentésima. El postprocesamiento reduce el conjunto de muestras para la identificación de estos puntos de transición de señal, reduciendo en gran medida la información que debe ser transferida al procesador del sistema.

El postprocesamiento puede ser implementado como un circuito de reducción de datos que utilice un microcontrolador o un microprocesador, pero, de modo preferente, es implementado utilizando una lógica programable o utilizando unos circuitos integrados personalizados. La implementación de la funcionalidad del postprocesamiento en un conjunto de circuitos lógicos permite un procesamiento sustancialmente paralelo de los datos de formas de onda capturados, haciendo posible la rápida operación de la reducción de datos. El circuito postprocesador puede, así mismo, desempeñar otras funciones de acuerdo con las necesidades concretas del sistema. Por ejemplo, con respecto al TDLR, el circuito postprocesador puede proporcionar una interfaz de datos y prueba entre el TDLR y el procesador del sistema principal.

Breve descripción de los dibujos

La Fig. 1 es un gráfico de una digitalización de formas de onda ejemplar de acuerdo con la presente invención.

La Fig. 2 es un diagrama simplificado de un postprocesador ejemplar que funciona en cooperación con un registrador de alta velocidad de línea de retardo derivada.

La Fig. 3A es un gráfico de una forma de onda de datos ejemplar.

La Fig. 3B es un gráfico de un conjunto ejemplar de formas de onda de captura derivadas de la formas de onda de datos de la Fig. 3A.

La Fig. 4 es un gráfico de un agrupamiento de datos ejemplar en al menos una forma de realización de la presente invención.

La Fig. 5 es un diagrama simplificado de una arquitectura ejemplar para el postprocesador de la Fig. 2.

La Fig. 6 es un diagrama más detallado del postprocesador de la Fig. 5.

Descripción detallada de la invención

La anterior solicitud incorporada en tramitación con la actual con el número de serie 09/728,567 detalla el funcionamiento de un registro de alta velocidad de una línea de retardo derivada, también designada como el “TDLR”. En funcionamiento, el TDLR digitaliza una forma de onda con valores binarios como una secuencia de valores de muestra, fijándose la temporización de la muestra mediante una línea de retardo digital de alta velocidad. En cada punto de muestra, el TDLR registra el estado de la formas de onda de entrada en un elemento de memoria que comprende parte de un “canal de captura” ya sea como un “uno” o como un “cero”, indicando si la formas de onda de entrada al TDLR fue alta o baja en el instante de la muestra. El funcionamiento del TDLR se analiza con mayor detenimiento en la Solicitud de Patente pendiente con la actual con el título “SISTEMA Y PROCEDIMIENTO PARA PRUEBAS DE LÍNEA DE RETARDO” [“SYSTEM AND METHOD FOR DELAY LINE TESTING”], la cual, así mismo, se incorpora en su totalidad por referencia en la presente memoria.

La digitalización de formas de onda de acuerdo con la descripción anterior se ilustra en el gráfico de la Fig. 1. La señal 1 pasa de bajo a alto en algún punto con respecto al tiempo T0, y en un segundo tiempo posterior, la señal 1 vuelve de nuevo a cero, formando así un impulso. Mediante el muestreo de la señal 1 a intervalos regulares con respecto al T0 , un sistema puede determinar los tiempos aproximados de los bordes de subida y caída de la señal 1 con respecto al tiempo T0 y, puede, así... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un sistema de procesamiento de formas de onda para generar un conjunto de datos reducidos que identifica unos tiempos de separación de impulsos con respecto a un tiempo de inicio de muestreo y unas anchuras de impulsos para uno o más impulsos en una señal digital (DATA), comprendiendo el sistema de procesamiento de formas de onda:

un digitalizador de formas de onda configurado para generar una secuencia de dígitos binarios mediante la comparación (220-1, 220-2, 220-3) de la señal analógica (DATA) con un valor de umbral (REF1, REF2, REF3) para generar una señal binaria (CH0, CH1, CH2) y registrar unas muestras de la señal binaria en momentos de muestreo (∆t) con respecto a un tiempo de inicio de muestreo; y

un postprocesador (260) que incluye una primera interfaz de datos (264) que está configurada para recibir la secuencia de dígitos binarios y una segunda interfaz de datos que está configurada para generar de salida el conjunto de datos reducidos, estando dicho postprocesador (260) configurado para generar el conjunto de datos reducidos mediante el registro de los números de posiciones secuenciales de dígitos binarios en la secuencia de dígitos binarios que se corresponden con unos episodios de primero por encima del umbra, FOT, y de siguiente por debajo del umbral, NUT, en la secuencia de dígitos binarios; caracterizado porque

el número de posiciones secuenciales de cada episodio FOT identifica el tiempo de separación de impulsos con respecto al tiempo de inicio de muestreo, y en el que una diferencia entre los números de posiciones secuenciales de cada episodio FOT y del correspondiente episodio NUT identifica la anchura de impulso.

2. El sistema de procesamiento de formas de onda de la reivindicación 1, en el que el digitalizador de formas de onda comprende:

un circuito (230) de captura de formas de onda basado en una línea de retardo digital configurado para capturar muestras binarias de la señal binaria en tiempos de muestreo discretos correspondientes a unas derivaciones de retardos sucesivos de la línea de retardo digital (290).

3. El sistema de procesamiento de formas de onda de la reivindicación 1, en el que el digitalizador de formas de onda comprende:

una línea de retardo digital (290) para propagar una señal de inicio (START); comprendiendo la línea de retardo digital una pluralidad de etapas de retardo sucesivas (16), generando de salida cada etapa de retardo (16) una señal de retardo de derivación (18-0, 18-1, …, 18-511) con un tiempo de retardo acumulativo con respecto a la señal de inicio (START) que depende de dónde está situada la etapa de retardo (16) en la línea de retardo digital (290); y

una pluralidad de registros binarios (272), siendo cada registro (272) desencadenado por una señal correspondiente entre las señales de retardo de derivación (18-0, 18-1, …, 18-511) de la línea de retardo digital (290), en el que cada registro binario (272) registra un estado binario de formas de onda de entrada en uno de los tiempos de muestreo de línea de retardo, de tal manera que cada registro binario (272) mantiene uno de los dígitos binarios en la secuencia de dígitos binarios.

4. El sistema de procesamiento de formas de onda de la reivindicación 3, en el que la primera interfaz de datos está configurada para leer la secuencia de dígitos binarios a partir de los registros binarios (272).

5. El sistema de procesamiento de formas de onda de la reivindicación 1, en el que la primera interfaz de datos comprende:

un generador de direcciones y un bus de direcciones asociado configurados para generar unos valores de direcciones para leer la secuencia de dígitos binarios a partir de los emplazamientos de direcciones de memoria en el digitalizador de formas de onda; y

un bus de datos configurado para recibir la secuencia de dígitos binarios leída a partir del digitalizador de formas de onda.

6. El sistema de procesamiento de formas de onda de la reivindicación 1, en el que postprocesador (260) comprende así mismo una lógica de procesamiento configurada para generar el conjunto de datos reducidos, y una interfaz de lectura configurada para hacer posible que un procesador asociado (240) lea el conjunto de datos reducidos a partir del postprocesador (260).

7. El sistema de procesamiento de formas de onda de la reivindicación 6, en el que postprocesador (260) está configurado para una operación de travesía habilitada de forma selectiva, de tal manera que el procesador asociado

(240) pueda leer a partir de y escribir en el digitalizador de formas de onda por medio del postprocesador (260).

8. El circuito de procesamiento de formas de onda de la reivindicación 1, en el que el postprocesador (260) incluye un circuito de reducción de datos configurado para identificar y almacenar los números de posiciones secuenciales de los episodios FOT y NUT en la secuencia de dígitos binarios.

9. El circuito de procesamiento de formas de onda de la reivindicación 1, en el que el circuito de reducción de datos está configurado para asociar lógicamente cada episodio NUT identificado con un episodio FOT inmediatamente precedente, de tal manera que los episodios FOT y NUT queden almacenados como pares de episodios FOT / NUT.

10. Un procedimiento para generar un conjunto de datos reducidos, para la transferencia de datos entre un digitalizador de formas de onda y un procesador asociado (240), que identifique unos tiempos de separación de impulsos con respecto a un tiempo de inicio de muestreo y unas anchuras de impulsos para uno o más impulsos en una señal analógica (DATA), comprendiendo el procedimiento las etapas de:

la generación de una secuencia de dígitos binarios mediante la comparación de la señal analógica (DATA) con un valor de umbral (REF1, REF2, REF3) para generar una señal binaria (CH0, CH1, CH2) y registrar muestras de la señal binaria en momentos de muestreo regularmente temporizados con respecto a un tiempo de inicio de muestreo; y

la generación del conjunto de datos recogidos mediante el registro de los números de posiciones secuenciales de dígitos binarios en la secuencia de dígitos binarios que se corresponden con unos episodios de primero por encima del umbral, FOT, y de siguiente por debajo del umbral, NUT, en la secuencia de dígitos binarios; caracterizado porque

el número de posiciones secuenciales de cada episodio FOT identifica el tiempo de separación de impulsos con respecto al tiempo de inicio de muestreo, y en el que una diferencia entre los números de posiciones secuenciales de un par de episodios FOT y NUT identifica la anchura de impulso.

11. El procedimiento de la reivindicación 10, en el que la generación de una secuencia de dígitos binarios mediante la comparación de la señal analógica con un valor de umbral para generar una señal binaria y registrar las muestras de la señal binaria en momentos de muestreo regularlmente temporizados, con respecto a un tiempo de inicio de muestreo comprende:

la propagación de una señal de inicio a través de la línea de retardo digital (290) que comprende una pluralidad de tapas de retardo sucesivas (16), proporcionando cada etapa de retardo (16) una señal de derivación de retardo (180, 18-1, …, 18-511); y

la captura de muestras de la señal binaria en una pluralidad de registros binarios (272), teniendo cada registro una entrada de datos acoplada a la señal binaria y una señal de captura acoplada a una de las señales de derivación de retardo.

12. El procedimiento de la reivindicación 10, en el que la generación de una secuencia de dígitos binarios mediante la comparación de la señal analógica con un valor de umbral para generar una señal binaria y registrar muestras de la señal binaria en momentos de muestreo regularmente temporizados con respecto a un tiempo de inicio de muestreo comprende:

la utilización de un circuito de captura de formas de onda en base a una línea de retardo digital configurado para capturar muestras binarias de la señal binaria en tiempos de muestreo discretos correspondientes a unas derivaciones de retardo sucesivas de la línea de retardo digital.

13. El procedimiento de la reivindicación 10, en el que la generación del conjunto de datos sucesivos mediante el registro de los números de posiciones secuenciales de los números binarios en la secuencia de números binarios que se corresponde con unos episodios de primero por encima del umbral, FOT, y de siguiente por debajo del umbral, NUT, en la secuencia de dígitos binarios, comprende:

el registro de la secuencia de dígitos binarios en al menos un canal de captura (270), que identifica los puntos de transición de señal en la secuencia de dígitos binarios leída a partir de el al menos un canal de captura (270).

14. El procedimiento de la reivindicación 10, que comprende así mismo el mantenimiento, en una memoria (262), del conjunto de datos reducidos que comprende unos valores FOT / NUT para uno o más canales de captura, y la provisión del conjunto de datos reducidos a un procesador asociado (240).

15. El procedimiento de la reivindicación 10, que comprende así mismo unos pares de episodios FOT / NUT mediante la asociación lógica de cada episodio NUT con un episodio FOT inmediatamente precedente.


 

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