全面認識邏輯分析儀(下)
在測試運行時,邏輯分析儀實際評估時鐘的每個上升沿,確定建立時間或保持時間違規。它監測數百萬個事件,只捕獲未能滿足建立時間或保持時間要求的事件。圖7顯示了得到的顯示畫面。這里,建立時間為2.375 ns,遠遠低于規定的限制10 ns。
7.在邏輯分析儀評估時鐘的每個上升沿以后,它顯示建立時間和保持時間違規。
信號完整性
直觀觀測和測量信號是發現與信號完整性有關的問題的唯一途徑。在極大程度上,人們在幾乎任何電氣工程實驗室中熟悉的相同儀器都是用來測量信號完整性的。這些儀器包括邏輯分析儀和示波器,以及完善基本工具箱的探頭和應用軟件。此外,可以使用信號源,提供失真的信號,進行壓力測試,評估新器件和新系統。
在調試數字信號完整性問題時,特別是在擁有大量總線、輸入和輸出的復雜系統中,邏輯分析儀是第一條防線。它提供了高通道數量、深內存和高級觸發,從多個測試點采集數字信號,然后以相干方式顯示信息。由于它是一種數字儀器,邏輯分析儀檢測其監測的信號上的門限交點,然后顯示邏輯IC看見的邏輯信號。
得到的定時波形是清楚的、可以理解的,它們可以簡便地與預計數據進行對比,確認一切正常。這些定時波形通常是搜索損害信號完整性的信號問題的起點。在反匯編程序和處理器配套軟件包的幫助下,可以進一步解釋這些結果,通過這些工具,邏輯分析儀可以把實時軟件軌跡(與源代碼相關)與低級硬件活動關聯起來(圖8)。

8.這個邏輯分析儀畫面顯示了與源代碼相關的定時波形和實時軟件軌跡。
但是,并不是每臺邏輯分析儀都適合在當今極高的(且日益提高的)數字數據速率下執行信號完整性分析。下表提供了某些技術數據指引,在進行高級信號完整性調試,選擇邏輯分析儀時,應考慮這些指引。如果把所有重點都放在采樣率和內存容量上,那么很容易會忽視邏輯分析儀中的觸發功能。
而觸發通常是找到問題最快速的方式。畢竟,如果邏輯分析儀觸發錯誤,那么證明錯誤已經發生。大多數當前邏輯分析儀包括多種觸發,可以檢測損害信號完整性的特定事件,比如毛刺及建立時間和保持時間違規之類的事件。這些觸發條件可以一次應用到數百條通道中,這是邏輯分析儀的獨特優勢。
小結
邏輯分析儀對各級數字調試都必不可少。隨著數字器件越來越快、越來越復雜,邏輯分析儀也在與時俱進。它們提供了相應的速度,可以捕獲設計中最快速、最短暫的異常事件;它們提供了相應的容量,可以以高分辨率觀察所有通道;它們提供了相應的存儲深度,可以解開多個周期中數十個、數百個、甚至數千個信號之間的關系。
觸發可以確認懷疑的問題,或發現完全意想不到的錯誤。最重要的是,觸發提供了各種各樣的工具,可以試驗與故障有關的假設,或定義間歇性事件。邏輯分析儀的一系列觸發選項是其通用性的標志。此外,高分辨率采樣結構可以揭示與信號特點有關的看不見的細節。
使用一只探頭同時采集狀態數據和高速定時數據,可以幫助設計人員收集與其器件有關的大量數量,然后分析定時圖和高級狀態活動之間的關系。其它特點如采集內存、顯示和分析功能、整合模擬工具、甚至模塊化特點融合在一起,使得邏輯分析儀成為查找數字問題、滿足緊迫的設計時間表的首選工具。
邏輯分析儀對信號完整性測試的要求
邏輯分析儀特點 | 信號完整性推薦功能 |
示波器集成 | 邏輯分析儀屏幕上對應時間的示波器軌跡,多通道眼圖 |
探測 | 通過同一只邏輯分析儀探頭同時采集定時數據、狀態數據和模擬數據 |
定時測量分辨率 | 20 ps (50-GHz時鐘速率) |
狀態采集速率 | 高達1.4 GHz |
采集記錄長度 | 高達256M |
觸發 | 邊沿,毛刺,邏輯,建立時間/保持時間,等等 |
分析 | 處理器配套軟件包和反匯編程序 |
顯示畫面 | 多個顯示畫面 |
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