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逻辑剖析仪硬件电路毛刺信号剖析

引言毛刺往往是造成硬件故障的元凶,但由于它持续时间非常短,幅度小,来无踪去无影,用示波器又很难捕捉,令工程师非常头疼。好多…

  导言

  毛刺往往是形成硬件毛病的“首恶”,但由于它持续时刻十分短,起伏小,“来无踪去无影”,用示波器又很难捕捉,令工程师十分头疼。很多工程师不得不选用其他的方法来查找原因,耗时且吃力。

  现咱们就以实践的事例来向咱们阐明逻辑剖析仪守时剖析功用在硬件调试时的功用。特别阐明一点的是本例中运用的是虚拟逻辑剖析仪即根据USB式的。

  地址计数器

  4位地址AB3-0

  时钟

  RAM

  数据输入

  数据输入

  数据输出

  图1. 四位存储器原理暗示图

  图1 为一个有毛病的存储器电路暗示,毛病的现象是存入的数据和读出的数据有收支,这归于硬件毛病。首要用逻辑剖析仪的守时剖析观测加至RAM的写时钟和由地址计数器发生的4位地址,首要咱们来剖析其作业的时序进程:

  时钟供给4位地址读写数据的基准,由逻辑操控信号确认动作的时刻。

  由图1剖析可见,可疑点可能在时钟信号,或许4位地址计数器上。从图2可见,写时钟(即图中“时钟Φ”)是周期呈现的,在写时钟的效果下地址计数器进行计数,输出不同地址供RAM运用。图2中白色框左部逻辑关系都是正确的,但图白色框部分,能够显着发现写时钟未效果时,地址计数器仍回转计数,发生逻辑过错。然后导致读写过错。

  

图2. 非正常四位地址存储器时序图

  那为什么在没有时钟跳边缘的状况下,地址计数器会动作呢?有经历的工程师就知道,这与毛刺有关。用抓钩衔接这5条信号线(4位地址线+1位时钟线)与TWLA500主机,由于是虚拟仪器所以TWLA500要先与PC衔接。如图4示。其间5个通道的次序和称号能够自行界说。

  

图3. 呈现读写反常的时序图

  本例中通道3为时钟信号,触发字能够灵敏的挑选,例如能够挑选地址为0000触发。也能够设触发推迟,恰当调整采样周期,使整个信号完好、明晰的显现在屏幕上。其时序暗示图如图5所示。

 

图4. 图TWLA500与电路的衔接

  也能够使用高档触发,比方设置呈现反常的跳转时触发。使用逻辑剖析仪抓取到实践作业的信号如图5所示。

  

图5. TWLA500抓取的电路作业信号

  再经过扩大后,会发现时钟信号在约15.5uS处呈现毛刺。(图6中赤色框所示)

  

图6. 扩大之后的毛刺信号,“暴露无遗”

  由图6可见,在呈现误回转的瞬间,时钟信号呈现毛刺(图6中赤色框)。导致呈现读写过错。TWLA500抓取发现该毛刺周期十分短,几nS的空隙。一般的逻辑剖析仪很难抓到该毛刺。由于TWLA500高达500M的采样率一起Setup/Hold Time≈0nS,。所以很简单捕获到该毛刺。持续盯梢,能够发现时钟发生毛刺的本源系电路中等效%&&&&&%和电阻的存在,在作业时RC有充放电现象形成时钟信号在跳转的边缘发生不稳定的状况。这就为硬件工程师终究找出毛病本源供给了强有力的支撑。

逻辑剖析仪+时钟发生器

  经过上面的实例能够看出,在数字体系中,逻辑剖析仪都是一个十分有用的东西。特别是跟着其功用的丰厚,价格的下降。长远看,逻辑剖析仪将在数字体系的革新中发挥重要的效果。

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