正确选择和使用逻辑分析仪

发布者:码字奇思最新更新时间:2013-09-02 来源: 21ic关键字:逻辑分析仪  采样速率  触发功能 手机看文章 扫描二维码
随时随地手机看文章
一、逻辑分析仪的发展

自20世纪70 年代初研制成微处理器,出现4位和8位总线,传统示波器的双通道输入无法满足8位字节的观察。微处理器和存储器的测试需要不同于时域和频域仪器。数域测试仪器应运而生。HP公司推出状态分析仪和Biomation公司推出定时分析仪(两者最初很不相同)之后不久,用户开始接受这种数域测试仪器作为最终解决数字电路测试的手段,不久状态分析仪与定时分析仪合并成逻辑分析仪。

20世纪80 年代后期,逻辑分析仪变得更加复杂,当然使用起来也就更加困难。例如,引入多电平树形触发,以应付条件语句如IF、THEN、ELSE等复杂事件。这类组合触发必然更加灵活,同时对大多数用户来说就不是那样容易掌握了。

逻辑分析仪的探头日益显得重要。需用夹子夹住穿孔式元件上的16根引脚和双列直插式元件上的只有0.1″间隙的引脚时,就出现探头问题。今天的逻辑分析仪提供几百个工作在200MHz频率上的通道信号连接就是个现实问题。适配器、夹子和辅助爪钩等多种多样,但是最好的办法的是设计一种廉价的测试夹具,逻辑分析仪直接连接到夹具上,形成可靠和紧凑的接触。

今天的发展趋势

逻辑分析仪的基本取向近年来在计算机与仪器的不断融合中找到了解决的办法。北京迪阳公司LA4000,5000,LA2132系列逻辑分析仪着重解决导向和发展能力,亦即仪器如何动作和如何构建有特色的结构。导向采用微软的Windows接口,它非常容易驱动。改进信号发现能力必然涉及到仪器结构的变动。在所有要处理的数据中着重处理与时间有关联的数据,不同类型的信息采用多窗口显示。例如,对于微处理器来说,最好能同时观察定时和状态以及反汇编源码,而且各窗口上的光标彼此跟踪相连。

关于触发,总是传统逻辑分析仪中的难题。LA4000,5000系列逻辑分析仪为用户提供高级触发功能,使复杂触发事件的设置简单化,保证你精力集中解决测试问题上,而不必花时间去调整逻辑分析仪的触发设置。该库中包含有许多易于掌握的触发设置,可以作为通常需要修改的触发起始点。需要特殊的触发能力只是问题的一部分。除了由错误事件直接触发外,用户还希望从过去的时段去观察信号,找出造成错误的根源和它前后的关系。精细的触发和深存储器可提高超前触发能力。

LA-4000,5000系列逻辑分析仪给用户提供了高品质,高性能价格比的产品,完全取代要花费大价钱所购买的台式逻辑分析仪的性能,它有很高的采样时钟,超高的数据存储深度,复杂的触发条件,高可靠性及质量。因为我们的逻辑分析仪是基于PC的,借助计算机Windows操作系统的强大功能,能够实时快速完成复杂计算,而且很多功能计算机已具备,象显示器,CPU,键盘,和磁盘驱动器。所以用户没必要花费很多的钱购买昂贵的台式逻辑分析仪。

newmaker.com

二、逻辑分析仪的选择(基于PC的逻辑分析仪)

如果数字电路出现故障,我们一般优先就考虑使用逻辑分析仪来检查数字电路的完整性,不难发现存在的故障;但是在其他情况下你是否考虑到使用逻辑分析仪呢?譬如说:第一点如何观察测试系统在执行我们事先编制好的程序时,是不是真正地在按照我们设计好的程序来执行呢?如果我们向系统写入的是(MOV A,B)而系统则是执行的(ADD A,B),那会造成什么样的后果?第二点:怎么样真正地监测软件系统的实际工作状态,而不是用DEBUG等方式进行设置断点后,查看预先设定的某些变量或内存中的数据是我们预先想得到的值。在这里我们有第三、第四等等很多问题有待解决。

通常我们将数字系统分成硬件部分和软件部分,在研发设计这些系统时,我们有很多事情要做,譬如硬件电路的初步设计、软件的方案制定和初步编制、硬件电路的调试、 软件的调试、以及最终的系统的定型等等工作,在这些工作中几乎每一步工作都要逻辑分析仪的帮助,但是鉴于每个单位的经济实力和人员状况不同,并且在很多系统的使用中都不是要把以上的每个部分都进行一 遍,这样我们就把逻辑分析仪的使用分成以下几个层次:

第一个层次:只要查看硬件系统的一些常见的故障,例如时钟信号和其他信号的波形、信号中是否存在严重影响系统的毛刺信号等故障;
第二个层次:要对硬件系统的各个信号的时序进行很好的分析,以便最好地利用系统资源,消除由定时分析能够分析出的一些故障;
第三个层次:要对硬件对软件的执行情况的分析,以确保写入的程序被硬件系统完整地执行;
第四个层次:需要实时地监测软件的执行情况,对软件进行实时地调试。
第五个层次:需要进行现有客户系统的软件和硬件系统性的解剖分析,达到我们对现有客户系统的软件和硬件系统全面透彻地了解和掌握的功能。

对以上的几个层次的要求,我们可以看出,他们并不都需要很高档的逻辑分析仪,对于第一层次的使用者,他们甚至用一台功能比较好的示波器就可以解决问题,针对以上的几个使用层次,在选择仪器时可以选用相应的仪器。实际上逻辑分析仪也有几个层次,他们有:

1、 普通2~4通道的数字存储器,例如TDS3000系列(加上TDS3TRG高级触发模块),利用它的一些高级触发功能(例如脉冲宽度触发、欠幅脉冲触发、各个通道之间的一定的与、或、与或、异或关系的触发)就可以找到我们希望看到的信号,发现并排除一些故障,况且示波器的功能还可以作为其他使用,在这里我们只不过用了一台示波器的附加功能,可以说这种方式是最节省的方式。

2、当示波器的通道数不够时,也可以选用一些带有简单的定时分析功能的多通道定时分析仪器,如早期的逻辑分析仪和现在市面上还有的混合信号示波器,如CLOCK公司的DSO25216示波器+逻辑析仪。 [page]

3、LA-4000,5000系列逻辑分析仪给用户提供了高品质,高性能价格比的产品,完全取代要花费大价钱所购买的台式逻辑分析仪的性能,它有很高的采样时钟,超高的数据存储深度,复杂的触发条件,高可靠性及质量。因为我们的逻辑分析仪是基于PC的,很多功能计算机已具备,象显示器,CPU,键盘,和磁盘驱动器。所以用户没必要花费很多的钱购买昂贵的台式逻辑分析仪。这类产品以迪阳公司销售的逻辑分析仪为主。

4、采样速率、触发功能、分析功能都很强大的不可扩展的固定式整机。例LA4000,5000系列。

5、功能更强扩展性更好的模块化插卡式整机;对不同的用户,可以针对需要,选择不同档次的仪器。

三、逻辑分析仪的选择(基于PC的逻辑分析仪)

逻辑分析仪的一些技术指标:

1、逻辑分析仪的通道数 :在需要逻辑分析仪的地方,要对一个系统进行全面地分析,就应当把所有应当观测的信号全部引入逻辑分析仪当中,这样逻辑分析仪的通道数至少应当是:被测系统的字长(数字总线数)+被测系统的控制总线数+时钟线数。这样对于一个16位机系统,就至少需要68个通道。现在几个厂家的主流产品的通道数多达160通道以上。例如北京迪阳公司LA55160等。

2、定时采样速率 :在定时采样分析时,要有足够的 定时分辨率,就应当足够高的定时分析采样速率,我们应当知道,并不是只有高速系统才需要高的采样速率(见下表)现在的主流产品的采样速率高达500MHz/s,在这个速率下,我们可以看到0.1ps时间上的细节。

以下是一些很常见的芯片的工作频率和建立/保持时间的列表,我们可以看出,即使它们的工作频率很低,但在时间分析(Timing)中要求的分辨率也很高。

3、状态分析速率:在状态分析时,逻辑分析仪采样基准时钟就用被测试对象的工作时钟(逻辑分析仪的外部时钟)这个时钟的最高速率就是逻辑分析仪的高状态分析速率。也就是说,该逻辑分析仪可以分析的系统最快的工作频率。现在的主流产品的定时分析速率在100MHz,最高可高达300MHz甚至更高。

4、逻辑分析仪的每通道的内存长度:逻辑分析仪的内存是用于存储它所采样的数据,以用于对比、分析、转换(譬如将其所捕捉到的信号转换成非二进制信号【汇编语言、C语言 、C++ 等】,等在选择内存长度时的基准是“大于我们即将观测的系统可以进行最大分割后的最大块的长度。

5、逻辑分析仪的探头:逻辑分析仪通过探头与被测器件连接,探头起着信号接口的作用,在保持信号完整性中占有重要位置。逻辑分析仪与数字示波器不同,虽然相对上下限值的幅度变化并不重要,但幅度失真一定会转换成定时误差。逻辑分析仪具有几十至几百通道的 探头其频率响应从几十至几百MHz,保证各路探头的相对延时最小和保持幅度的失真较低。这是表征逻辑分析仪探头性能的关键参数。Agilent公司的无源探头和Tektronix公司的有源探头最具代表性,属于逻辑分析仪的高档探头。

逻辑分析仪的强项在于能洞察许多信道中信号的定时关系。可惜的是,如果各个通道之间略有差别便会产生通道的定时偏差,在某些型号的 逻辑分析仪里,这种偏差能减小到最小,但是仍有残留值存在。通用逻辑分析仪,如Tektronix公司的TLA600型或Agilent公司的HP16600型,在所有通道中的时间偏差约为1ns。因而探头非常重要,详见本站“测试附件及连接探头”。

a)探头的阻性负载,也就是探头的接入系统中以后对系统电流的分流作用的大小,在数字系统中,系统的电流负载能力一般在几个KΩ以上,分流效应对系统的影响一般可以忽略,现在流行的几种长逻辑分析仪探头的阻抗一般在20~200KΩ之间。

b)探头的容性负载:容性负载就是探头接入系统时,探头的等效电容,这个值一般在1~30PF之间,在现在的高速系统中,容性负载对电路的影响远远大于阻性负载,如果这个值太大,将会直接影响整个系统中的信号“沿”的形状改变整个电路的性质,改变逻辑分析仪对系统观测的实时性,导致我们看到的并不是系统原有的特性。

c)探头的易用性:是指探头接入系统时的难易程度,随着芯片封装的密度越来越高,出现了BGA、QFP、TQFP、PLCC、SOP等各种各样的封装形式,IC的脚间距最小的已达到0.3mm以下,要很好的将信号引出,特别是BGA封装,确实有困难,并且分立器件的尺寸也越来越小,典型的已达到0.5mm×0.8mm。

d) 与现有电路板上的调试部分的兼容性。

6、系统的开放性:随着数据共享的呼声越来越高,我们所使用的系统的开放性就越来越重要,现在的逻辑分析仪的操作系统也由过去的专用系统发展到使用Windows介面,这样我们在使用时很方便。

小结

如果在你的工作中有数字逻辑信号,你就有机会使用逻辑分析仪。因此应选好一种逻辑分析仪,既符合所用的功能,又不太超越所需的功能。用户多半会找一种容易操作的仪器,它在功能控制上操作步骤较少,菜单种类也不多,而且不太复杂。

从另一方面说,如果需要用最快速度的和最大型的分析能力很强的逻辑分析仪,已有现成的解决方案。这种新颖仪器几乎不会出现通道对通道的延时以及探头的负载影响。如果你稍有疏漏,则可能要花费几万美元的学费才能取得经验。

确实能捕获到信号才是第一重要的事。当你知道正在捕获的 数据是有用的数据时就靠逻辑分析仪能力的发展。(end)
关键字:逻辑分析仪  采样速率  触发功能 引用地址:正确选择和使用逻辑分析仪

上一篇:军用脉冲激光测距仪的特点及通用性能
下一篇:红外扫描测温仪测量塑料聚合物熔体流延温度分布

推荐阅读最新更新时间:2024-03-30 22:39

泰克逻辑分析仪推出新选件 简化DDR2 测试
中国北京,2011年4月15日--全球领先的测试、测量和监测仪器提供商--泰克公司日前宣布,推出完整的 DDR2 协议调试和验证解决方案,基于屡获奖项的 TLA6000 系列逻辑分析仪。TLA6000 系列新选件包含了嵌入式工程师——即使并非DDR2专家——用来验证和调试设计中存储子系统性能所需的各项工具。 DDR2 存储系统广泛用于当前大量嵌入式设计——通常用作微处理器总线或 FPGA 中的模块。DDR2 协议的复杂性以及大量命令/数据/地址信号,既难以直观地了解总线工作情况,也很难隔离潜在的问题。此外,设计人员必须保证信号定时和接口符合 JEDEC 标准。TLA6000 系列新增的 DDR2 选件以更为经济的价格提供
[测试测量]
简单双通道示波器VI控件的触发功能块选择
  触发源功能块的作用主要是利用触发源开关的选择和通道选择开关完成对示波器显示波形的触发源的选择问题,如图所示。 图 触发源功能块设置   触发源 Source 开关和通道选择开关 Select Channel 选择通过And逻辑操作后作为分支选择结构(case-switch)的选择项,若选择结果为真,此时触发通道B,将逻辑选择数值 0 作为触发源 Source ,触发极性 Slope 不口触发电位 Level 属性引用节点的设置数值,打开后两者的功能。如果case选择情况为后者,即采用外触发 EXT ,此时将逻辑选择数值 2 作为逻辑数值输入触发器面板3个控件的属性节点后,使得触发极性和触发电位取消作用。
[测试测量]
简单双通道示波器VI控件的<font color='red'>触发</font>源<font color='red'>功能</font>块选择
5大应用实例分析,迅速搞懂逻辑分析仪
1多输入测量 图1 SPI测量结果 从图1中可以十分明了的观测SPI通讯中收发数据与时钟及片选的关系。不但在测量中可以使用逻辑分析仪对多个输入信号进行测量,平时可以用来当做多输入逻辑示波器使用,对输入的电平随时观察。 2总线时序测量 对于一个微处理器系统的开发,很多时候难免需要外扩一些器件(如RAM,Flash,USB接口芯片等)以增加功能。在开发中经常都遇到这样一个问题,为了获取更高的性能让微处理器跑在比较高的时钟上,但当微处理器时钟上去以后常常会出现一些莫名其妙的问题,其中很大的一部分问题都是出在数据总线的建立和保持时间是否满足器件的时序要求。 以下以PHILIPS LPC22XX系列操作总线来说明逻辑分析仪在总线
[测试测量]
5大应用实例分析,迅速搞懂<font color='red'>逻辑分析仪</font>
逻辑分析仪的工作原理
逻辑分析仪的工作原理   逻辑分析仪的工作过程就是数据采集、存储、触发、显示的过程,由于它采用数字存储技术,可将数据采集工作和显示工作分开进行,也可同时进行,必要时,对存储的数据可以反复进行显示,以利于对问题的分析和研究。   将被测系统接入逻辑分析仪,使用逻辑分析仪的探头(逻辑分析仪的探头是将若干个探极集中起来,其触针细小,以便于探测高密度集成电路)监测被测系统的数据流,形成并行数据送至比较器,数入信号在比较器中与外部设定的门限电平进行比较,大于门限电平值的信号在相应的线上输出高电平,反之输出低电平时对输入波形进行整形。经比较整形后的信号送至采样器,在时钟脉冲控制下进行采样。被采样的信号按顺序存储在存储器中。采样信息以“
[模拟电子]
逻辑分析仪和示波器的区别
一个是逻辑域的工具一个是时间域的工具,不是优势而是完全不同的两个东西! 逻辑分析仪通道数多可以同时查看上千路的逻辑信号,示波器一般是4个通道。 逻辑分析仪只能辨别俩个状态0和1,示波器一般是8位的AD可以以1/256的分辨率对信号进行分析。 逻辑分析仪关心的是定时分辨率和定时深度,示波器关心的是采样率、带宽和存储长度。 逻辑分析仪可以进行16层的嵌套触发(软件调试必备),示波器只能有一个触发(或两层触发)。 逻辑分析仪研究的是逻辑关系、建立保持时间等,示波器研究的而是抖动、过冲、畸变、毛刺、噪声!
[测试测量]
高级搜索和标记功能完善Pinpoint触发系统功能
对迎接信号完整性和定时挑战的设计人员来说,高级搜索和标记是一种强大的工具,完善和增强了泰克DPO7000和MSO/DPO/DSA70000示波器系列中的Pinpoint 触发系统的功能。Pinpoint触发系统与高级搜索和标记结合使用时,提供了前所未的灵活性,提高了在信号中定位关心点的精度,进而提高了调试效率,可以在波形分析中获得更多的信息。 高级搜索和标记( A S M ) 使用的触发类型大部分与Pinpoint 触发系统相同,来分析采集的波形,识别关心的事件。硬件触发一次监测一个事件类型,ASM 则同时扫描多个事件类型。例如,它可以在多条通道上扫描建立时间或保持时间违规,还可以同时扫描突发开始和结束,如DDR 存储器数据波形
[测试测量]
高级搜索和标记<font color='red'>功能</font>完善Pinpoint<font color='red'>触发</font>系统<font color='red'>功能</font>
简易24M逻辑分析仪电路分析
简易24M逻辑分析仪电路分析 最近在写一个I2C外设的驱动程序,奈何一直没有调试通,于是就开始怀疑I2C协议是否存在问题。无奈之前某宝买的逻辑分析仪坏了(20块的那种)。所以就去找了一个开源的逻辑分析仪。正好现在做板子的厂家比较内卷,小尺寸可以免费打样还包邮,于是就薅羊毛了。 原理图如下,就是一个CY7C68013A加一个74HC245和一些辅助元器件。CY7C68013A是一个8051内核的具有USB2.0接口的单片机。这个方案用的24C02存储固件。USB接口部分使用的是TypeC-16Pin。淘宝上20块的分析仪基本也都是这个方案。 焊接完效果如下,因为手里没有对应封装的24M无源晶振,所以就用别的代替了一下。
[测试测量]
简易24M<font color='red'>逻辑分析仪</font>电路分析
高速逻辑分析仪探测
  在过去几十年中,数字设计人员一直把逻辑分析仪作为系统检验的主要工具。近年来,随着时钟速率的加快,迫使设计人员不得不考虑系统所有部分的信号完整性,包括测试能力。逻辑分析仪探头已不再象以往那样任意连接到系统上,就能够保证成功,而是必须考察探头位置、负荷及与传输线的邻近程度等因素。本文考察了在探测高速数字系统时设计人员遇到的部分常见问题和探头的负荷模型以及探测位置的影响。最后,本文还讨论了把探头连接到高速系统最常用的技术:短线探测和阻尼电阻器探测。 图 1 简化的逻辑分析仪探头负荷模型   逻辑分析仪探头的负荷模型   任何类型探头的目标都是尽可能对系统提供最小的电负荷。如果探头对系统性能的影响太大,那么探头将不能帮助设计人员
[测试测量]
小广播
添点儿料...
无论热点新闻、行业分析、技术干货……
热门活动
换一批
更多
最新测试测量文章
更多精选电路图
换一换 更多 相关热搜器件
更多每日新闻
随便看看
电子工程世界版权所有 京B2-20211791 京ICP备10001474号-1 电信业务审批[2006]字第258号函 京公网安备 11010802033920号 Copyright © 2005-2024 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved