邏輯分析儀原理及應(yīng)用
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您需要同時觀看16位計(jì)數(shù)器的輸入和輸出信號，以確定定時錯誤時，選用不正確的工具將會耗費(fèi)大量時間。采用邏輯分析儀是對于上述問題的最好解決方案。本文將詳細(xì)講述邏輯分析儀的基本原理以及它的功能。
引言
一般來說，邏輯分析儀能看到比示波器更多的信號線。對于觀察總線上的定時關(guān)系或數(shù)據(jù) ——例如微處理器地址、數(shù)據(jù)或控制總線時，邏輯分析儀是特別有用的。邏輯分析儀能夠解碼微處理器的總線信息，并以有意義的形式顯示?？傊?，當(dāng)您通過了參數(shù)設(shè)計(jì)階段，開始關(guān)注許多信號間的定時關(guān)系和需要在邏輯高和低電平碼型上觸發(fā)時，邏輯分析儀就是正確的測試工具。
邏輯分析儀
大多數(shù)邏輯分析儀實(shí)際是合二而一的分析儀：一部分是定時分析儀，另一部分是狀態(tài)分析儀。
定時分析儀的信息顯示形式與示波器的相同，水平軸代表時間，垂直軸代表電壓幅度。由于這兩種儀器上的波形都與時間相關(guān)，因此稱為“時域”顯示儀。
·選擇正確的采樣方法
定時分析儀好像是一臺具有 1bit 垂直分辨率的數(shù)字示波器。由于只有 1bit 分辨率，因此只能實(shí)現(xiàn)兩種狀態(tài) —高或低的顯示。定時分析儀只關(guān)心用戶定義的電壓閾值。如果采樣時信號高于該閾值，就以高或 1 顯示，低于閾值的采樣信號用低或0顯示。從這些采樣點(diǎn)得到一張由 1 和 0 組成，代表輸入波形 1bit 圖的表格。這張表格保存在存儲器中，并可用來重建輸入波形的 1bit 圖，如圖1所示。
圖 1 定時分析儀的采樣點(diǎn)
定時分析儀趨向于把各種信號拉成方波，這似乎會影響到它的可用性，但如果您需要同時觀察幾條甚至幾百條信號線以驗(yàn)證信號間的定時關(guān)系，那么定時分析儀就是正確選擇。應(yīng)記住每個采樣點(diǎn)都要使用一個存儲器位置。分辨率越高(采樣率越快)，采集窗就越短。
·跳變采樣
當(dāng)我們捕獲如圖2 所示帶有數(shù)據(jù)突發(fā)的輸入線上的數(shù)據(jù)時，我們必須把采樣率調(diào)到高分辨率(例如 4ns)，以捕獲開始處的快速脈沖。這意味著具有 4K(4096 樣本)存儲器的定時分析儀在 16.4ms 后將停止采集數(shù)據(jù)，使您不能捕獲到第二個數(shù)據(jù)突發(fā)。
圖2 高分辨率采樣
在通常的調(diào)試工作中，我們采樣和保存了長時間沒有活動的數(shù)據(jù)。它們使用了邏輯分析儀存儲器，卻不能提供更多的信息。如果我們知道跳變何時產(chǎn)生，是正跳變還是負(fù)跳變，就能夠解決這一問題。這一信息是有效使用存儲器的跳變定時基礎(chǔ)。
為實(shí)現(xiàn)跳變定時，我們可在定時分析儀和計(jì)數(shù)器的輸入處使用“跳變探測器”?，F(xiàn)在定時分析儀只保存跳變前的那些樣本，以及兩個跳變之間的時間間隔。采用這種方法，每一跳變就只需使用兩個存儲器位置，輸入無變動時就完全不占用存儲器位置。
在我們的例子中，根據(jù)每一突發(fā)中存在多少脈沖數(shù)，現(xiàn)在能捕獲到第二、第三、第四和第五個突發(fā)。并同時保持達(dá)到 4ns 的高定時分辨率(圖3)。
圖3 使用跳變探測器采樣
·毛刺捕獲
毛刺脈沖因?yàn)闀S機(jī)出現(xiàn)，造成災(zāi)難性的后果而聲名狼藉。定時分析儀可采樣輸入數(shù)據(jù)，保持對采樣間所產(chǎn)生任何跳變的跟蹤，容易捕獲毛刺。在分析儀中，把毛刺定義為相鄰兩次采樣間穿越邏輯閾值一次以上的任何跳變。為了識別毛刺，我們要“教會”分析儀保持對所有多個異常跳變的跟蹤，并將它們作為毛刺顯示。
毛刺顯示是一種很有用的功能，能夠提供毛刺觸發(fā)和顯示超前毛刺的數(shù)據(jù)，從而幫助我們確定毛刺產(chǎn)生的原因。這種能力也使得分析儀只捕獲毛刺產(chǎn)生時所要的數(shù)據(jù)。
回顧本節(jié)開始時提到的例子。我們有一個系統(tǒng)周期性
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