将被测体系接入逻辑阐发仪

  逻辑阐发仪的定义 逻辑阐发仪是操纵时钟从测试设备上采集和显示数字信号的仪器,最次要感化正在于时序鉴定。因为逻 辑阐发仪不像示波器那样有很多电压品级,凡是只显示两个电压(逻辑 1 和 0) ,因而设定了参考电压后, 逻辑阐发仪将被测信号通过比力器进行鉴定,高于参考电压者为 High,低于参考电压者为 Low,正在 High 取 Low 之间构成数字波形。 例如: 一个待测信号利用 200MHz 采样率的逻辑阐发仪, 当参考电压设定为 1.5V 时,正在丈量时逻辑阐发仪就会平均每 5ns 采纳一个点,跨越 1.5V 者为 High(逻辑 1),低于 1.5V 者为 Low (逻辑 0) ,尔后的逻辑 1 和 0 可毗连成一个简单波形,工程师便可正在此持续波形中找出非常错误(bug) 之处。全体而言,逻辑阐发仪丈量被测信号时,并不会显示出电压值,只是 High 跟 Low 的不同;若是要 丈量电压就必然需要利用示波器。除了电压值的显示分歧外,逻辑阐发仪取示波器的另一个不同正在于通道 数量。一般的示波器只要 2 个通道或 4 个通道,而逻辑阐发仪能够具有从 16 个通道、32 个通道、64 个通 道和上百个通道数不等,因而逻辑阐发仪具备同时进行多通道测试的劣势。 按照硬件设备设想上的差别,目前市道上逻辑阐发仪大致上可分为式(或单机型)逻辑阐发仪和 需连系电脑的 PC-based 卡式虚拟逻辑阐发仪。式逻辑阐发仪是将所有的测试软件、运算办理元件以及 整合正在一台仪器之中;卡式虚拟逻辑阐发仪则需要搭配电脑一路利用,显示屏也取从机分隔。就全体规格 而言,式逻辑阐发仪已成长到相当高尺度的产物,例如采样率可达 8GHz、通道数可扩充到 300 个通道 以上,存储深度相对也高,式逻辑阐发仪以往价钱高贵,从几万到数十万人平易近币不等,一般用户很少 用得起。比来 OItek 科技无限公司推出的 OLA2032BTM 台式 EasyDebugTM 逻辑阐发仪,不跨越 2 万元人平易近币经济性价钱让每个工程师都用得起。特别正在数字电讲授中,改变了以往教员为了降低成本 利用虚拟逻辑阐发仪进而发生的不曲不雅、麻烦等问题,正在统一个价钱上,我们能够把台式逻辑阐发仪 很轻松地拎起来。基于计较机接口的卡式虚拟逻辑阐发仪,以较小的成本供给了响应的机能,可是卡式虚 拟逻辑阐发仪也有很大错误谬误,它需要配备电脑才能利用,特别数字测试中,工程师往往会陷入一堆 PCB 板 中,采用扭转按钮的仪器要比正在屏幕上挪动鼠标愈加便利。手艺的成长也逐步把示波器和逻辑阐发仪的功 能融合正在一路,成为夹杂式的仪器(MSO) ,也称夹杂信号测试仪器。 逻辑阐发仪的次要特点 逻辑阐发仪的感化是操纵便于察看的形式显示出数字系统的运转环境,对数字系统进行阐发和毛病判 断。其次要特点如下: 有脚够多的输入通道 具有多种矫捷的触发体例,确保对被察看的数据流精确定位(对软件而言能够系统运转中的肆意 法式段,对硬件而言能够检测并显示系统中存正在的毛刺干扰) 。 具有回忆功能,能够不雅测单次及非周期性数据消息,并可诊断随机性毛病。 具有延迟能力,用以阐发毛病发生的缘由。 具无限定功能,实现对欲获取的数据进行挑选,并删除无关数据。 具有多种显示体例,可用字符、帮记符、汇变言语显示法式,用二进制、八进制、十进制、十六进制 等显示数据,用按时图显示消息之间的时序关系。 具有驱动时域仪器的能力,以便复显待测信号的实正在波形及有益于毛病定位。 具有靠得住的毛刺检测能力。 逻辑阐发仪分类 逻辑阐发仪分为两大类 :逻辑形态阐发仪( Logic State Analyzer, 简称 LSA )和 逻 辑按时阐发仪 (Logic Timing Analyzer) 。这两类阐发仪的根基布局是类似的,次要区别表示正在显示体例和按时体例上。 逻辑形态阐发仪用字符 0、1 或帮记符显示被检测的逻辑形态,显示曲不雅,能够从大量数码中敏捷发觉 错码,便于进行功能阐发。逻辑形态阐发仪用来对系统进行及时形态阐发,查抄正在系统时钟感化下总线上 的消息形态。它的内部没有时钟发生器,用被测系统时钟来节制记实,取被测系统同步工做,次要用来分 析数字系统的软件,是、调试法式、阐发软件毛病的无力东西。 逻辑按时阐发仪用来调查两个系统时钟之间的数字信号的传输环境和时间关系,它的内部拆有时钟发 生器。正在内时钟节制下记实数据,取被测系统异步工做,次要用于数字设备硬件的阐发、调试和维修。 逻辑阐发仪的工做道理 逻辑阐发仪的工做过程就是数据采集、存储、触发、显示的过程,因为它采用数字存储手艺,可将数 据采集工做和显示工做分隔进行,也可同时进行,需要时,对存储的数据能够频频进行显示,以利于对问 题的阐发和研究。 将被测系统接入逻辑阐发仪,利用逻辑阐发仪的探头(逻辑阐发仪的探头是将若干个探极集中起来, 其触针藐小,以便于探测高密度集成电)监测被测系统的数据流,构成并行数据送至比力器,输入信号 正在比力器中取外部设定的门限电平进行比力,大于门限电平值的信号正在响应的线上输出高电平,反之输出 低电日常平凡对输入波形进行整形。经比力整形后的信号送至采样器,正在时钟脉冲节制下进行采样。被采样的 信号按挨次存储正在存储器中。采样消息以“先辈先出”的准绳组织正在存储器中,获得显示号令后,按照先后 挨次一一读出消息,按设定的显示体例进行被丈量的显示。 [编纂本段]逻辑阐发仪的显示形式 逻辑阐发仪将被测数据信号用数字形式写入存储器后,能够按照需要通过节制电将内存中的全数或 部门数据不变的显示正在屏幕上。凡是有以下几种显示体例。 1、按时显示 按时显示是以逻辑电平暗示的波形图的形式将存储器中的内容显示正在屏幕上,显示的是一串颠末整形 后雷同方波的波形,高电平代表“1”,低电平代表“0”。因为显示的波形不是现实波形,所以也称“伪波形”。 2、形态表显示 形态表显示是以各类数值如二进制、八进制、十进制、十六进制的形式将存储器中内容显示正在屏幕上。 3、图解显示 图解显示是将屏幕的 X 标的目的做为时间轴,将 Y 标的目的做为数据轴进行显示的一种体例。将欲显示的数字 量通过 D/A 变换器改变成模仿量,将此模仿量按照存储器中取出的数字量的先后挨次显示正在屏幕上构成一 个图像的点阵。 4、映像显示 映像显示是将存储器中的全数内容以点图形式一次显示出来。它将每个存储器字分为高位和低位两部 分,别离经 X,Y 标的目的 D/A 变换器变换为模仿量,送入显示器的 X 取 Y 通道,则每个存储器字点亮屏幕上 的一个点。 逻辑阐发仪的功能 如前所述, 绝大大都逻辑阐发仪是两种仪器的合成, 第一部门是按时阐发仪, 第二部门是形态阐发仪。 1. 按时阐发 按时阐发是逻辑阐发仪中雷同示波器的部门,它取示波器显示消息的体例不异,程度轴代表时间,垂 曲轴代表电压幅度。按时阐发起首对输入波形的采样,然后利用用户定义的电压阈值,确定信号的凹凸电 平。按时阐发只能确定波形是高仍是低,不存正在两头电平。所以按时阐发就像一台只要 1 位垂曲分辩率的 数字示波器。可是,按时阐发并不克不及用于测试参量,若是你用按时阐发丈量信号的上升时间,那你就用错 了仪器。若是你要查验几条线上的信号的按时关系,按时阐发就是合理的选择。若是按时阐发前一次采样 的信号是一种形态,这一次采样的信号是另一种形态,那么它就晓得正在两次采样之间的某个时辰输入信号 发生了跳变,可是,按时阐发却不晓得切确的时辰。最坏的环境下,不确定度是一个采样周期。 2. 跳变按时 若是我们要对一个长时间没有变化的采样并保留数据,跳变按时能无效地操纵存储器。利用跳变按时, 按时阐发只保留信号跳变后采集的样本,以及取前次跳变的时间。 3. 毛刺捕捉 数字系统中毛刺是令人头疼的问题,某些按时阐发仪具有毛刺捕捉和触发能力,能够很容易的难 以意料的毛刺。按时阐发能够对输入数据进行无效地采样,采样间发生的任何跳变,从而容易识别毛 刺。正在按时阐发中,毛刺的定义是:采样间穿越逻辑阈值多次的任何跳变。显示毛刺是一种很有用的功能, 有帮于对毛刺触发和显示毛刺发生前的数据,从而帮帮我们确定毛刺发生的缘由。 4. 形态阐发 逻辑电的形态是:数据无效时,对总线或信号线采样的样本。按时阐发取形态阐发的次要区别是: 按时阐发由内部时钟节制采样,采样取被测系统是异步的;形态阐发由被测系统时钟节制采样,采样取被 测系统是同步的。用按时阐发查看事务 “ 什么时候 ” 发生,用形态阐发查抄发生了“ 什么 ”事务。按时阐发 凡是用波形显示数据,形态阐发凡是用列表显示数据。 逻辑阐发仪的次要手艺目标 1、逻辑阐发仪的通道数 正在需要逻辑阐发仪的处所,要对一个系统进行全面地阐发,就该当把所有该当不雅测的信号全数引入逻 辑阐发仪傍边,如许逻辑阐发仪的通道数至多该当是:被测系统的字长(数据总线数)+被测系统的节制 总线数+时钟线 位机系统,就至多需要 34 个通道。现正在几个厂家的支流产物的通道数 也高达 340 通道,例 Tektronix 等,市道上支流的产物是 34 通道的逻辑阐发仪,用它来阐发最常见的 8 位 系统,像海洋最新推出的 OLA 系列逻辑阐发仪就是 34 通道的。 2、按时采样速度 正在按时采样阐发时,要有脚够的按时分辩率,就该当有脚够高的按时阐发采样速度,可是并不是只要 高速系统才需要高的采样速度,现正在的支流产物的采样速度高达 2GS/s ,正在这个速度下,我们能够看 到 0.5ns 时间上的细节。 3、形态阐发速度 正在形态阐发时,逻辑阐发仪采样基准时钟就用被测试对象的工做时钟(逻辑阐发仪的外部时钟)这个 时钟的最高速度就是逻辑阐发仪的高形态阐发速度。也就是说,该逻辑阐发仪能够阐发的系统最快的工做 频次。现正在的支流产物的按时阐发速度正在 300MHz ,最高可高达 500MHz 以至更高。 4、逻辑阐发仪的每通道的记实长度 逻辑阐发仪的内存是用于存储它所采样的数据,以用于对比、阐发、转换(譬如将其所捕获到的信号 转换成非二进制信号) 。 5、逻辑阐发仪的测试夹具 逻辑阐发仪通过探头取被测器件毗连,测试夹具起着很主要的感化,测试夹具有良多种,如飞翔头和 苍蝇甲等