对许多运用来说,现代逻辑剖析仪能够比其它仪器在更短的时刻内找到形成费事的根本原因。
逻辑剖析仪是一种多功用东西,能够协助工程师进行数字硬件调试、规划查验和嵌入式软件调试。可是,许多工程师本应在运用逻辑剖析仪时却运用了数字未波器,一般原因是他们更了解示波器。可是,逻辑剖析仪在曩昔几年中现已取得了长足进展,对许多运用来说,它们能够比其它仪器在更短的时刻内找到形成费事的根本原因。
数字示波器与逻辑剖析仪比较
示波器和逻辑剖析仪有许多类似之处,当然它们也有许多严峻差异。为了更好地了解这两台仪器能够怎样满意您的特定需求,咱们首先要比较一下各自的功用。
数字示波器是根本的通用信号调查东西。其高采样率和高带宽,使其能够在某个时刻跨度内捕获许多数据点,丈量信号跳变(边缘)、瞬态工作及小的时刻增量。当然,示波器也能像逻辑剖析仪相同检查相同的数字信号,但其一般用于模仿丈量,如上升时刻和下降时刻、峰值起伏及边缘之间通过的时刻。
示波器一般有最多4条输入通道。但在您需求一起丈量5个数字信号时,或许处理一起具有一条32位数据总线和一条64位地址总线的数字体系时,该怎么办呢?这时,您需求东西具有多得多的输入。逻辑剖析仪一般有34-136条通道。每条通道输入一个数字信号。某些杂乱的体系规划要求数千条输入通道。业界也为这些使命供给了相应标度的逻辑剖析仪。
与示波器不同,逻辑剖析仪不丈量模仿细节,而是检测逻辑门限电平。逻辑剖析仪只查找两个逻辑电平。在输入高于门限电压(Vth)时,咱们把电平称为“高”或“1”。相反,咱们把低于Vth的电平称为“低”或“0”。在逻辑剖析仪对输入采样时,它存储一个“1”或一个“0”,具体视相对于电压门限的信号电平而定。
逻辑剖析仪的波形守时显现与产品技术资料中找到的或仿真器生成的守时图类似。一切信号都时刻相关,因而能够调查树立时刻和坚持时刻、脉宽、外来数据或漏掉数据。除高通道数外,逻辑剖析仪供给了多种重要功用,支撑数字规划查验和调试。
• 完善的触发功用,能够指定逻辑剖析仪收集数据的条件。
• 高密度探头和适配器,简化与被测体系(SUT)的衔接。
• 剖析功用,把捕获的数据转换成处理器指令,并把它与源代码相关。
运用逻辑剖析仪的方法与运用其它仪器类似,触及的首要过程有4个:衔接、设置、收集、剖析。
衔接SUT
逻辑剖析仪收集探头衔接到SUT上。在探头的内部比较器上,输入电压与Vth进行比照,做出与信号逻辑状况(1或0)有关的判别。用户设置门限值,从晶体管与晶体管逻辑(TTL)电平到CMOS、发射器耦合逻辑(ECL)及用户自界说门限。逻辑剖析仪探头分红多种物理方法。
带有“飞线束”的通用探头处理逐点调试。在电路板上要求专用衔接器的高密度多通道探头能够收集高质量信号,而对SUT的影响到达最小。此外,对要求更高信号密度或无衔接器探头衔接机制的运用,咱们引荐运用无衔接器探头的高密度紧缩探头,以便快速可靠地衔接SUT。
逻辑剖析仪的探头阻抗(电容、电阻和电感)成为被测电路上全体负载的一部分。一切探头都表现出负载特色。逻辑剖析仪探头应给SUT引进的负载最小,一起为逻辑剖析仪供给精确的信号。
探头电容一般会“滚降”信号跳变边缘。这种滚降会降慢边缘跳变,下降量是图1顶用“t∆”表明的时刻量。为什么这一点十分重要呢?较慢的边缘跳过逻辑门限的时刻比较迟,在SUT中会引进守时差错。在时钟速率进步时,这个问题会变得愈加严峻。
1.逻辑剖析仪的探头阻抗会影响信号上升时刻,能够丈量守时联系。
[图示内容:]
Actual risetime: 实践上升时刻
Observed risetime (with large capacitive loading): 调查到的上升时刻(有大的电容负载)
在高速体系中,探头电容过高或许会阻止SUT作业。应挑选总电容最低的探头,这一点总是至关重要。还要指出的是,探头夹和线束会进步其衔接到的电路上的%&&&&&%负载。应尽或许运用正确补偿的适配器。
设置逻辑剖析仪
逻辑剖析仪是为从多引脚器材和总线中捕获数据而规划的。“捕获速率”一词指输入被采样的频次。其功用与示波器中的时基相同。留意在描绘逻辑剖析仪操作时,“采样”、“收集”、“捕获”这三个词常常交换运用。别的,数据收集或时钟形式分红两类。
榜首类是守时收集,用来捕获信号守时信息。在这种形式下,逻辑剖析仪内部的时钟用来对数据采样。数据采样速度越快,丈量的分辨率越高。方针设备和逻辑剖析仪收集的数据之间没有固定的守时联系。这种收集形式首要用于SUT信号之间守时联系占首要方位时。
第二类是状况收集,用来收集SUT的“状况”。来自SUT的信号确认样点(什么时候及以什么样的频次收集数据)。用来为收集输入时钟的信号既能够是体系时钟,也能够是总线上的操控信号,还能够是导致SUT改动状况的信号。在活动边缘上采样的数据表明逻辑信号稳守时的SUT条件。在、且只在挑选的信号有用时,逻辑剖析仪才会采样。
假如要捕获附近的长守时细节记载,那么守时收集及内部(或异步)时钟是恰当的挑选。您或许想像SUT看到的那样收集数据。在这种情况下,您应挑选状况(同步)收集。在状况收会集,SUT的每种接连状况都在列表窗口中次序显现。状况收集运用的外部时钟信息能够是任何相关信号。
触发是使逻辑剖析仪与示波器区别开来的另一种功用。示波器有触发,但对二进制条件呼应的才能相对有限。相比之下,它能够评价各种逻辑(布尔)条件,确认逻辑剖析仪剖析什么时候触发。触发的意图是挑选逻辑剖析仪捕获哪些数据。逻辑剖析仪能够追寻SUT逻辑状况,在SUT中产生用户自界说工作时触发。
在评论逻辑剖析仪时,十分重要的一点是了解“工作”一词,它有几层意义。它能够是一条信号线上的简略跳变,能够是人为工作或其它工作。假如您正在查找毛刺,那么这便是关怀的“工作”。工作也能够是界说的逻辑条件,源自整个总线中多个信号跳变组合。但留意在一切情况下,工作都是信号从一个周期变到下一个周期时呈现的某件工作。
收集状况数据和守时数据
在硬件和软件调试(体系集成)过程中,最好具有相关的状况信息和守时信息。一开始时检测到的问题或许会表现为总线上无效的状况。这或许是由树立时刻和坚持时刻违规之类的问题引起的。假如逻辑剖析仪不能一起捕获守时数据和状况数据,那么阻隔问题会变得十分困难,耗时十分长。
某些逻辑剖析仪要求衔接独自的守时探头,以收集守时信息,运用独自的收集硬件。这些仪器要求一次把两种探头衔接到SUT上(图2)。榜首只探头把SUT衔接到守时模块上,第二只探头把相同的测试点衔接到状况模块上,这称为“两层勘探”。这种方法会危害信号的阻抗环境。一次运用两只探头会使信号负担过重,劣化SUT的上升时刻和下降时刻、起伏和噪声功能。