[发明专利]基于多阶段流水线结构的多级触发的实现方法

说明书

技术领域

本发明属于测试与测量领域，涉及一种基于多阶段流水线结构的多级触发的实现方法。

背景技术

触发功能是包括逻辑分析仪在内的测试与测量仪器必不可少的功能，仪器通过触发可以排除故障。在现在的工程测量中，单一类型的触发无法满足各种高级测量的要求。例如，协议分析需要多级不同类型的触发依次满足，才能捕获需要的信号。相对于单级触发，复杂多级触发包括触发跳转，分支触发等功能。当不同类型的触发跳转时，跳转时间如果大于一个触发时钟周期，有效触发可能被漏掉，出现触发判断死区，导致整个触发判断过程失败。所以保证整个过程无触发判断死区，是十分必要的。

目前，实现复杂多级触发的装置通常使用ASIC实现。但是这些ASIC由测试测量设备制造商研制并仅用于其测试测量设备，并不面向市场销售。同时，采用ASIC实现的成本高，周期长。

发明内容

本发明提供一种基于多阶段流水线结构的多级触发的实现方法，不但可以检测到多种类型的触发，而且在不同级触发跳转时不会出现触发判断死区。

本发明通过以下技术方案实现：

一种基于多阶段流水线结构的多级触发的实现方法，首先设计一个触发单元电路，实现多级触发中的某一级触发，其中所述的触发单元电路通过三阶段流水线结构实现；然后，将每一个触发单元电路复制为A、B、C三份，使三阶段流水线结构展开组成无触发判断死区电路；无触发判断死区电路由三个触发单元电路组成，在时刻T时，A电路实现第一级触发电路，处于流水线结构中的检测阶段，B电路实现第二级触发电路，处于流水线结构中的就绪阶段，C电路实现第三级触发电路，处于流水线结构中的加载阶段；此时，无触发判断死区电路的状态是检测第一级触发，当第一级触发响应后，无触发判断死区电路进入下一个时钟周期，时刻为T+1，B电路实现第二级触发电路，处于流水线结构中的检测阶段，C电路实现第三级触发电路，处于流水线结构中的就绪阶段，A电路实现第四级触发电路，处于流水线结构中的加载阶段，此时，无触发判断死区电路的状态是检测第二级触发；第一级触发检测与第二级触发检测的时间间隔为一个工作时钟周期，没有触发判断死区；无死区电路依次检测第三级触发，第四级触发；直至多级触发结束；至此实现无触发判断死区的复杂多级触发。

其中所述的三阶段具体采用以下方法实现：第一阶段是加载触发条件电路，用于从指令缓存单元中获取触发条件，指令缓存单元通过FPGA片上RAM实现，不同级的触发条件存储于指令缓存单元的不同地址上，加载触发条件电路通过向指令缓存单元发送请求指令，获取相应的触发条件；第二阶段是触发检测就绪电路，用于将触发条件配置至触发电路，使触发电路进入触发检测就绪状态；第三阶段是触发检测电路，用于对触发源信号进行检测，并产生触发响应信号。

其中所述的三个阶段中每一阶段电路工作时长至少一个时钟周期，触发单元电路至少为三个时钟周期。

本发明的有益效果：

本发明突破了无触发判断死区技术，完善了复杂条件触发中的触发跳转功能。同时该装置只需通过FPGA实现，不需要研制ASIC芯片，能够降低成本和缩短开发周期。

附图说明

图1为本发明触发单元电路示意图；

图2为本发明无触发判断死区实现电路。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步介绍。

本发明实现了一种基于FPGA的多阶段流水线结构的无触发判断死区的复杂多级触发的装置，具体实施过程如下：

首先，设计一个触发单元电路，该电路可实现多级触发中的某一级触发。触发单元电路通过三阶段流水线结构来实现。如图1所示，1为触发单元电路，可实现多级触发中的某一级触发；2是触发条件加载电路；3是指令缓存单元，用于缓存触发条件；4是触发检测就绪电路；5触发检测电路。其中2,4,5是触发单元电路流水线结构的三个阶段。

第一阶段是加载触发条件电路(简称加载电路)，此电路实现了从指令缓存单元中获取触发条件的过程。指令缓存单元通过FPGA片上RAM实现，不同级的触发条件存储于指令缓存单元的不同地址上。加载电路通过向指令缓存单元发送请求指令，获取相应的触发条件。加载电路的工作是一个时钟周期。第二阶段是触发检测就绪电路(简称就绪电路)，此电路实现了将触发条件配置至触发电路，使触发电路进入触发检测就绪状态。第三阶段是触发检测电路(简称检测电路)，此电路实现了对触发源信号的检测过程，并产生触发响应信号。每一阶段电路工作时长是至少一个时钟周期，所以触发单元电路至少需要3个时钟周期。

然后，将每一个触发单元电路复制为A、B、C三份，使三阶段流水线结构铺开，组成无触发判断死区电路(简称无死区电路)。如图2所示，1是T时刻的无触发判断死区电路的状态；2是T+1时刻的无触发判断死区电路的状态；3是触发单元电路，无触发判断死区电路由三个触发单元电路组成。在时刻T时，A电路实现第一级触发电路，处于流水线结构中的检测阶段，B电路实现第二级触发电路，处于流水线结构中的就绪阶段，C电路实现第三级触发电路，处于流水线结构中的加载阶段。此时，无死区电路的状态是检测第一级触发。当第一级触发响应后，电路进入下一个时钟周期，时刻为T+1，B电路实现第二级触发电路，处于流水线结构中的检测阶段，C电路实现第三级触发电路，处于流水线结构中的就绪阶段，A电路实现第四级触发电路，处于流水线结构中的加载阶段。此时，无死区电路的状态是检测第二级触发。第一级触发检测与第二级触发检测的时间间隔为一个工作时钟周期，没有触发判断死区。无死区电路依次检测第三级触发，第四级触发等等。直至多级触发结束。因此，无死区电路可以实现无触发判断死区的复杂多级触发。