探究串行總線內部的秘密

Finisar公司Bus Doctor產品技術負責人Eric Lanning也表示，“在得到可用芯片之初，工程師就需要檢查和解釋比特流中的數據，工程師在確定其電路符合信號完整性規格要求后，就必須保證信號攜帶的信息是正確的。因此，協議和數據分析工作跨越了從IC測試到開發、制造和現場維修的整個過程。”

串行鏈路簡化傳輸過程

串行鏈路（如RS-485、CAN、I2C和SPI）在簡單網絡中傳輸數據。在此級別下，工程師希望能確保發送器和接收器工作正常，總線上出現的地址和數據信息正確，且設備對指令的響應符合預期。這些網絡中可能會有一些基本協議。總線分析儀可以采集串行通訊數據并以二進制、十六進制和十進制形式表示信息，同時顯示通訊傳輸的類型。例如，在分析CAN總線通訊時，可以使用一臺儀器，以易于分析的格式顯示字節值和其它信息，如確認信息、從機地址和讀/寫狀態。（因為即使看起來簡單的總線也會變得復雜。CAN總線就支持DeviceNet和CANopen等高層協議。)

另一方面，千兆位以太網通訊則需要特別注意信號完整性規格和復雜協議使用是否正確，該復雜協議可能有多個“層”，這些層形成了一個“棧”，起自下面的物理層，或稱電氣連接層，延伸到上層的應用層。應用層中通常包括以太網鏈路電子郵件、網頁瀏覽器等其它應用程序。

在高端總線上（如光纖通道、以太網等），工程師并不想查看和解讀低層次的數據位和字節，而是想查看總線傳輸情況。因為在以太網上進行TCP/IP通訊時，與分析低層數據位相比，顯示標志、源和目的地址、校驗以及服務類型可以提供更多信息。

不幸的是，當工程師將協議棧從數據位轉向高層消息和動作時，經常會采用不同的儀器，這樣會破壞測試信息的連續性。Tektronix公司串行應用工程師Randy White認為，“工程師通常使用一種儀器進行物理層測試，使用另一種儀器分析數據鏈路層和傳輸層，而如果擁有一種集成儀器，將會大大節省測試時間。”

面向通訊問題的各類儀器

串行通信覆蓋了廣泛的應用領域，小至芯片間通訊，大至洲際之間通訊，都在應用串行通信技術，促使一些新的儀器應運而生，這類儀器包括混合信號示波儀器、協議分析儀和總線分析儀。這些儀器可以使工程師查看并快速分析簡單和復雜的數據位流。（本文中使用“總線分析儀”統稱具有上述功能的各類儀器。）

最近，Randy White在訪問一家有通訊問題的公司后表示，“他們的設備在物理層工作良好，但連接到其它廠商的設備時，兩個設備卻無法通訊。”通過使用整合示波儀和數據分析功能的儀器（如Tektronix TLA7000系列邏輯分析儀），工程師就可以給事件加上時標，然后檢查并關聯獨立的傳送情況，以找到問題的根源。“他們花了兩個月的時間試圖解決此問題，在使用了合適的儀器后，幾天就查明的問題所在。”Randy White說。