探究串行總線內部的秘密

對此，Agilent公司的Rick Eads也強調，工程師需要一段時間才能對PCI Express(PCIe)總線有所熟悉。基于PCIe的計算機啟動時，通過總線協商確定通路數和總線帶寬。總線開始時帶寬為2.5Gbps，但協商期間計算機可能會提高此帶寬。Rick Eads認為，“如果不能捕捉串行PCIe通訊數據并分析數據包及其內容，工程師馬上就會碰到麻煩。另外，由于PCIe和許多其他總線采用了8b/10b編碼，工程師需要查看字節值，而不是10位波形。”

適當的觸發條件

但是，除非工程師問題的具體位置，否則檢查大量分為字節或高層數據包的串行傳送數據，對于找到問題并沒有幫助。與利用觸發來控制存儲示波器操作的道理一樣，工程師也可以設置觸發條件，決定總線分析儀何時開始或停止采集信息。通常可以在出現特定的錯誤狀態、數據包出現不正常數據或在某個錯誤地址出現時，創建一個觸發條件以偵測信息。

在采集內存或緩存長度固定的情況下，對于特定的采集速率，可以將觸發點指向緩存采集期內的任何位置。因此，當儀器檢測到滿足觸發條件時，會開始采集數據，也可以利用觸發停止采集信息。有時，可能需要將儀器設置為檢測到觸發條件之前和之后采集數據，以便能看到導致觸發的事件和隨后發生的事件。

LeCroy公司Michael Lauterbach博士指出，“觸發可以依據多個條件，在我們的MS-500混合信號產品中，可以在多達36路數字通道上設置電壓閾值、位模式、信號邊沿變化和其他單個條件或多個條件的組合。并可以設置觸發順序，如僅在發生事件Y后發生事件X時觸發。還可以選擇性地采集數據，例如采集與某個特定地址有關的數據或是滿足其他條件的數據。”

同樣，Finisar Bus Doctor協議分析儀也提供了12個觸發級別，每個都可以單獨設置觸發條件。觸發設置可以視為一個小型狀態機。Finisar公司Eric Lanning解釋說，“可按需要設置觸發條件，該儀器可在發生一個事件時觸發，然后準備好等待同一觸發事件再次發生。由于我們可以捕捉1024個緩存數據，所以工程師可以建立一個測試，讓它在周末期間運行并累積1024組觸發跟蹤數據。”

縮短板卡到示波器之間的引線

“在計劃購買一臺分析儀或混合信號示波器時，還需要明確儀器探頭會對信號產生多大影響，”Michael Lauterbach博士提醒說，“人們并不想買一臺能破壞信號的儀器而引入新的麻煩，但是工程師有可能會忽視探頭和待測試信號之間的交互作用。一般來說，從用戶的板卡到混合信號示波器之間的引線應盡可能短。”

“我們建議工程師在分析PCI Express信號時采用中間總線（Mid-bus）探頭，”Tektronix公司Randy White說，“有源探頭連接到專為PCI Express總線連接而設置的PCB焊盤上，當然，工程師事先必須在他們的PCB板上設計占位，但他們通常會忽視后續測試中讀寫PCIe信號的需要。”Tektronix和其它公司為中間總線探頭提供符合工業標準的機械和電氣規格。它有一個可拆卸固定模塊，可將中間總線探頭固定在PCB焊盤上。

在最終投產PCB時，可從最終定型板卡的PCB布線中去掉中間總線探頭的接觸測試焊盤。但是，Randy White指出，許多工程師也會將測試焊盤保留在板上，以便進行后續的測試驗證。所以，如果不需要利用該部分空間，可在設計中保留測試焊盤。

如果不想或者無法增加專用的接觸焊盤，可在PCIe總線上使用一個內插器。內插器插入一個空的PCIe插槽中，并將總線信號轉接入總線分析儀。如果系統所有插槽都插入了板卡，可以拆下一塊卡，插入內插器，然后將該卡插入內插器上的總線槽。但是，必須備好一個標準PCIe連接器，不能連接到PCI信號路徑的隨意位置。總線分析儀供應商還可提供多種兼容探頭和多種總線的內插器卡。

分析串行總線有助于保證產品兼容性，跟蹤高層協議錯誤。有時，需要將串行總線操作與外部事件聯系起來。有時還會需要一臺具有混合信號分析能力的儀器，用來捕獲、顯示和分析串行和并行信號，以及數字和模擬信號。例如，如果將一個智能壓力傳感器連接到CAN總線，具用有總線分析功能的混合信號示波器就可以查看模擬的壓力信號，并將其與CAN總線通訊關聯起來。因此，可能需要到考慮總線以外的問題，確保總線分析儀可以捕獲和關聯總線以外的事件和信號。

參考鏈接

[1]“PCI Express 2.0 Digital Validation and Debug Using Serial Logic Analysis Tools, Tektronix. September 2007. WebID: 11792.
www2.tek.com/cmswpt/tidetails.lotr?ct=TI&cs=Application+Note&ci=11792&lc=EN

[2]“Protocol Analyzers vs. Logic Analyzers: Using the Right Tool for the Job,” Finisar. March 2007.