邏輯分析儀的使用
發布時間:2011-06-13
中心議題:
- 何時需要使用邏輯分析儀
- 邏輯分析儀的使用步驟
邏(luo)輯(ji)分(fen)析(xi)儀(yi)是(shi)數(shu)字(zi)設(she)計(ji)驗(yan)證(zheng)與(yu)調(tiao)試(shi)過(guo)程(cheng)中(zhong)公(gong)認(ren)最(zui)出(chu)色(se)的(de)工(gong)具(ju),它(ta)能(neng)夠(gou)檢(jian)驗(yan)數(shu)字(zi)電(dian)路(lu)是(shi)否(fou)正(zheng)常(chang)工(gong)作(zuo),並(bing)幫(bang)助(zhu)用(yong)戶(hu)查(zha)找(zhao)並(bing)排(pai)除(chu)故(gu)障(zhang)。它(ta)每(mei)次(ci)可(ke)捕(bu)獲(huo)並(bing)顯(xian)示(shi)多(duo)個(ge)信(xin)號(hao),分(fen)析(xi)這(zhe)些(xie)信(xin)號(hao)的(de)時(shi)間(jian)關(guan)係(xi)和(he)邏(luo)輯(ji)關(guan)係(xi);對於調試難以捕獲的、間斷性故障,某些邏輯分析儀可以檢測低頻瞬態幹擾,以及是否違反建立、保(bao)持(chi)時(shi)間(jian)。在(zai)軟(ruan)硬(ying)件(jian)係(xi)統(tong)集(ji)成(cheng)中(zhong),邏(luo)輯(ji)分(fen)析(xi)儀(yi)可(ke)以(yi)跟(gen)蹤(zong)嵌(qian)入(ru)軟(ruan)件(jian)的(de)執(zhi)行(xing)情(qing)況(kuang),並(bing)分(fen)析(xi)程(cheng)序(xu)執(zhi)行(xing)的(de)效(xiao)率(lv),便(bian)於(yu)係(xi)統(tong)最(zui)後(hou)的(de)優(you)化(hua)。另(ling)外(wai),某(mou)些(xie)邏(luo)輯(ji)分(fen)析(xi)儀(yi)可(ke)將(jiang)源(yuan)代(dai)碼(ma)與(yu)設(she)計(ji)中(zhong)的(de)特(te)定(ding)硬(ying)件(jian)活(huo)動(dong)相(xiang)互(hu)關(guan)聯(lian)。邏(luo)輯(ji)分(fen)析(xi)儀(yi)可(ke)將(jiang)源(yuan)代(dai)碼(ma)與(yu)設(she)計(ji)中(zhong)的(de)特(te)定(ding)硬(ying)件(jian)活(huo)動(dong)相(xiang)互(hu)關(guan)聯(lian)。
以下情況需使用邏輯分析儀:
①調試並檢驗數字係統的運行;
②同時跟蹤並使多個數字信號相關聯;
③檢驗並分析總線中違反時限的操作以及瞬變狀態;
④跟蹤嵌入軟件的執行情況。
邏輯分析儀的使用步驟
使用邏輯分析儀與數字信號相連、捕獲數字信號並進行分析,一般有以下4個步驟:
①用邏輯探頭與被測係統(DUT)相連;
②設置時鍾模式和觸發條件;
③捕獲被測信號;
④分析與顯示捕獲的數據。
以下,我們逐步介紹邏輯分析儀使用的每個步驟:
邏輯探頭
在使用邏輯分析儀測試中,首先選擇合適的邏輯探頭與被測係統(DUT)相連,探頭利用內部比較器將輸入電壓與門限電壓相比較,確定信號的邏輯狀態(1或 0)。門限值由用戶設定,範圍由邏輯分析儀本身決定,常用的邏輯電平為TTL電平、CMOS電平、ECL電平等等。
邏輯分析儀的探頭有各種各樣的形狀、大小,用戶可以根據自己的需要,選擇合適的探頭夾具。常用的探頭有用於點到點故障查找的“夾子狀”,有用在電路板上專用的連接器高密度、多(duo)通(tong)道(dao)型(xing)探(tan)頭(tou)。邏(luo)輯(ji)探(tan)頭(tou)應(ying)能(neng)夠(gou)捕(bu)獲(huo)高(gao)質(zhi)量(liang)的(de)信(xin)號(hao),並(bing)且(qie)對(dui)被(bei)測(ce)係(xi)統(tong)的(de)影(ying)響(xiang)最(zui)小(xiao)。另(ling)外(wai),邏(luo)輯(ji)分(fen)析(xi)儀(yi)的(de)探(tan)頭(tou)應(ying)能(neng)提(ti)供(gong)高(gao)質(zhi)量(liang)信(xin)號(hao)並(bing)傳(chuan)遞(di)給(gei)邏(luo)輯(ji)分(fen)析(xi)儀(yi),並(bing)且(qie)對(dui)被(bei)測(ce)係(xi)統(tong)造(zao)成(cheng)的(de)負(fu)載(zai)最(zui)小(xiao),而(er)且(qie)要(yao)適(shi)合(he)與(yu)電(dian)路(lu)板(ban)及(ji)設(she)備(bei)以(yi)多(duo)種(zhong)方(fang)式(shi)連(lian)接(jie)。
設置時鍾模式和觸發條件
在邏輯分析儀與被測係統連接好之後,需要設置時鍾模式與觸發條件。邏輯分析儀的數據捕獲方式不同於示波器,tayouliangzhongbuhuofangshi,fenbieshiyibubuhuo,huoquxinhaodeshijianxinxihetongbubuhuo,yongyuhuoqubeicexitongdezhuangtaixinxi。qizhongyibufenxigengleisiyushiboqideshujubuhuofangshi,qizhongcaiyanglv、波形捕獲率等概念都與示波器的相關概念類似。
1、異步捕獲模式
在(zai)這(zhe)個(ge)模(mo)式(shi)中(zhong),邏(luo)輯(ji)分(fen)析(xi)儀(yi)用(yong)內(nei)部(bu)時(shi)鍾(zhong)進(jin)行(xing)數(shu)據(ju)采(cai)樣(yang),采(cai)樣(yang)速(su)度(du)越(yue)快(kuai),測(ce)試(shi)分(fen)辨(bian)率(lv)越(yue)高(gao)。采(cai)樣(yang)速(su)率(lv)對(dui)於(yu)異(yi)步(bu)定(ding)時(shi)分(fen)析(xi)非(fei)常(chang)重(zhong)要(yao),例(li)如(ru),當(dang)采(cai)樣(yang)間(jian)隔(ge)為(wei)2ns時,即每隔2ns捕獲新的數據存入存儲器中,在采樣時鍾到來之後改變的數據不會被捕獲,直到下一個采樣時鍾到來,由於無法確定2ns中不會被捕獲的數據,直到下一個采樣時鍾到來,由於無法確定2ns中數據是否發生變化,所以最終分辨率是2ns。這(zhe)種(zhong)異(yi)步(bu)捕(bu)獲(huo)模(mo)式(shi)常(chang)用(yong)在(zai)目(mu)標(biao)設(she)備(bei)與(yu)分(fen)析(xi)儀(yi)捕(bu)獲(huo)的(de)數(shu)據(ju)之(zhi)間(jian)沒(mei)有(you)固(gu)定(ding)的(de)時(shi)間(jian)關(guan)係(xi),而(er)且(qie)被(bei)測(ce)係(xi)統(tong)的(de)信(xin)號(hao)間(jian)的(de)時(shi)間(jian)關(guan)係(xi)為(wei)主(zhu)要(yao)考(kao)慮(lv)因(yin)素(su)時(shi),通(tong)常(chang)使(shi)用(yong)這(zhe)種(zhong)捕(bu)獲(huo)模(mo)式(shi)。
2、同步捕獲模式
同步捕獲模式是用一個源自被測係統的信號做采樣時鍾信號,這種模式中用於為捕獲確定時間的信號,可以是係統時鍾、zongxiankongzhixinhaohuoyigeyinfabeicexitonggaibianzhuangtaidexinhao。luojifenxiyizaiwaibushizhongxinhaodebianyuancaiyang,caidaodeshujudaibiaoluojixinhaowendingshibeicedianlusuochudezhuangtai。duiyuyinrudeshizhongxinhaoshiyouxianzhide,yibanyaoxiaoyumouyigudingpinlv,zheyipinlvbeichengweiluojifenxiyidezuidazhuangtaisulv,youdechangjiachengzhiweiluojifenxiyidedaikuan。zaizhezhongmoshixia,bukaolvlianggeshizhongshijianzhijiandezhuangtai。
3、設置觸發方式
chufafangshidequbieshiluojifenxiyiyushiboqidelingyixiangzhongyaoqubie。shiboqitongyangpeiyouchufaqi,danduiyuduotongdaodeerjinzhixinhaoeryan,shiboqidechufagongnengshouxian。xiangfan,luojifenxiyizhongkeyiduigezhongluojitiaojianjinxingchufa。chufademudezaiyuweiluojifenxiyishedingshenmeshihoukaishibuhuoshuju、捕(bu)獲(huo)哪(na)些(xie)數(shu)據(ju),使(shi)邏(luo)輯(ji)分(fen)析(xi)儀(yi)跟(gen)蹤(zong)被(bei)測(ce)電(dian)路(lu)的(de)邏(luo)輯(ji)狀(zhuang)態(tai),並(bing)在(zai)被(bei)測(ce)係(xi)統(tong)中(zhong)用(yong)戶(hu)定(ding)義(yi)的(de)事(shi)件(jian)處(chu)觸(chu)發(fa)。不(bu)同(tong)廠(chang)家(jia)的(de)邏(luo)輯(ji)分(fen)析(xi)儀(yi)有(you)著(zhe)各(ge)種(zhong)的(de)不(bu)同(tong)的(de)觸(chu)發(fa)條(tiao)件(jian)的(de)設(she)定(ding),可(ke)以(yi)分(fen)為(wei)兩(liang)大(da)類(lei):對單一通道的觸發條件的設定;通道間觸發條件的設計。單一通道的觸發類似於示波器的觸發。
例如,高/低電平觸發,上升沿/下降沿觸發,脈衝寬度觸發器等觸發方式;而(er)通(tong)道(dao)間(jian)的(de)邏(luo)輯(ji)觸(chu)發(fa)對(dui)於(yu)邏(luo)輯(ji)分(fen)析(xi)儀(yi)而(er)言(yan)更(geng)為(wei)重(zhong)要(yao),因(yin)為(wei)邏(luo)輯(ji)分(fen)析(xi)儀(yi)主(zhu)要(yao)用(yong)來(lai)觀(guan)察(cha)通(tong)道(dao)間(jian)的(de)邏(luo)輯(ji)關(guan)係(xi)以(yi)及(ji)邏(luo)輯(ji)狀(zhuang)態(tai)。通(tong)道(dao)間(jian)的(de)邏(luo)輯(ji)觸(chu)發(fa)也(ye)可(ke)分(fen)為(wei)兩(liang)大(da)類(lei):一類為單純為每一通道設置觸發條件,例如,當1、2通道為高電平,3、4通道為低電平,5通道為上升沿時觸發;另一類稱為碼型觸發或事件觸發,例如,8根信號線可以看成8bit的碼型(事件),這8bit可以用十六進製或二進製表示,設置值為0A(十六進製)時觸發,即為碼型觸發。另外,有些廠家有更高級的按階層觸發,普通的碼型觸發即可以看作一階觸發,另外還有二階、三階、或階觸發,這些觸發對於數字電路中包頭、包尾的識別非常有用。
捕獲測試數據
邏輯分析儀探頭、觸發器和時鍾係統均用於為實時捕獲存儲器傳遞數據。該存儲器是測量儀的中心——不僅是來自被測係統的所有采樣數據的最終目的地,也是測量儀進行分析和顯示的數據源。
選xuan擇ze邏luo輯ji分fen析xi儀yi時shi,通tong道dao數shu和he存cun儲chu深shen度du是shi非fei常chang重zhong要yao的de指zhi標biao,為wei了le決jue定ding邏luo輯ji分fen析xi儀yi的de通tong道dao數shu和he存cun儲chu深shen度du,首shou先xian確que定ding要yao對dui多duo少shao信xin號hao進jin行xing捕bu獲huo與yu分fen析xi?邏luo輯ji分fen析xi儀yi的de通tong道dao數shu應ying與yu需xu捕bu獲huo的de信xin號hao數shu相xiang對dui應ying。數shu字zi係xi統tong總zong線xian具ju有you各ge自zi不bu同tong的de寬kuan度du,通tong道dao數shu一yi般ban為wei總zong線xian寬kuan度du的de3-4倍(數據線+地址線+控製線+時鍾)。例如,對一個8位的數字係統進行測試,32tongdaodeluojifenxiyibijiaoheshi,yaoquebaokaolvdaoxutongshibuhuodesuoyouxinhaodezongxian。qici,quedingbuhuocaozuojiangchixuduochangshijian?zheyibujuedingluojifenxiyidecunchushendu,liru,caiyangjiangewei 1ns時,存儲1s,存儲深度為1M。存儲深度越長,發現錯誤的幾率越大。
分析與顯示捕獲的數據
存(cun)儲(chu)於(yu)實(shi)時(shi)捕(bu)獲(huo)存(cun)儲(chu)器(qi)中(zhong)的(de)數(shu)據(ju)可(ke)用(yong)於(yu)各(ge)種(zhong)顯(xian)示(shi)和(he)分(fen)析(xi)模(mo)式(shi)。一(yi)旦(dan)數(shu)據(ju)在(zai)係(xi)統(tong)中(zhong)存(cun)儲(chu),它(ta)就(jiu)能(neng)夠(gou)以(yi)各(ge)種(zhong)不(bu)同(tong)的(de)格(ge)式(shi)查(zha)看(kan),如(ru)時(shi)間(jian)波(bo)形(xing),與(yu)二(er)進(jin)製(zhi)代(dai)碼(ma)等(deng)。對(dui)於(yu)大(da)多(duo)數(shu)的(de)測(ce)試(shi)需(xu)要(yao),用(yong)戶(hu)都(dou)比(bi)較(jiao)習(xi)慣(guan)於(yu)使(shi)用(yong)總(zong)線(xian)形(xing)式(shi)顯(xian)示(shi)捕(bu)獲(huo)的(de)數(shu)據(ju),而(er)且(qie),一(yi)般(ban)的(de)邏(luo)輯(ji)分(fen)析(xi)儀(yi)可(ke)以(yi)同(tong)時(shi)觀(guan)察(cha)幾(ji)組(zu)並(bing)行(xing)總(zong)線(xian),並(bing)觀(guan)察(cha)他(ta)們(men)之(zhi)間(jian)的(de)數(shu)據(ju)關(guan)係(xi),了(le)解(jie)邏(luo)輯(ji)代(dai)碼(ma)的(de)真(zhen)正(zheng)用(yong)意(yi)。在(zai)使(shi)用(yong)邏(luo)輯(ji)分(fen)析(xi)儀(yi)觀(guan)察(cha)並(bing)行(xing)總(zong)線(xian)時(shi),一(yi)般(ban)都(dou)會(hui)先(xian)觀(guan)察(cha)同(tong)步(bu)狀(zhuang)態(tai)數(shu)據(ju),如(ru)果(guo)狀(zhuang)態(tai)數(shu)據(ju)存(cun)在(zai)問(wen)題(ti),在(zai)觀(guan)察(cha)異(yi)步(bu)時(shi)鍾(zhong)數(shu)據(ju),尋(xun)找(zhao)問(wen)題(ti)所(suo)在(zai)。
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