應(yīng)對(duì)測(cè)量挑戰(zhàn)的示波器演進(jìn)
加入技術(shù)交流群
變化的帶寬要求
PC技術(shù)的迅速發(fā)展對(duì)工程師開發(fā)非計(jì)算應(yīng)用的嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)生極為重要的影響。在各式各樣的數(shù)字硬件設(shè)計(jì)中，工程師當(dāng)前所采用的技術(shù)是復(fù)雜和昂貴的。這一趨勢(shì)已產(chǎn)生對(duì)"工程師改錐"新的要求，而幾年前尚無人提及這些要求。由于接納PC技術(shù)進(jìn)步，工程師需要能調(diào)試串行數(shù)據(jù)總線，因而需要增加示波器帶寬。增加帶寬的需要受到嵌入式處理器存儲(chǔ)器系統(tǒng)增加速度的驅(qū)動(dòng)。例如幾年前僅能在最高性能計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中看到的200MHzSDRAM存儲(chǔ)器系統(tǒng)，現(xiàn)在已用到嵌入式系統(tǒng)中。
圖4是EmbeddedSystemsProgramming和 EE Times在2004年度嵌入式市場(chǎng)調(diào)查中，所報(bào)告嵌入式系統(tǒng)使用存儲(chǔ)器的情況。由圖中的數(shù)據(jù)分布可看到與系統(tǒng)中所使用主處理器的情況極為吻合。工程師設(shè)計(jì)8bit和16bit處理器基系統(tǒng)時(shí)使用511k或更低的存儲(chǔ)器。在設(shè)計(jì)32bit處理器基或FPGA基系統(tǒng)時(shí)使用32M或更高的存儲(chǔ)器。
對(duì)持續(xù)采樣速度的要求
這些更高系統(tǒng)所使用的串行數(shù)據(jù)通信技術(shù)也源于PC技術(shù)。之所以采用串行總線，是因?yàn)樗鼈円言赑C世界中得到驗(yàn)證，并導(dǎo)致價(jià)格的下降。圖5表明超過70%的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)者會(huì)考慮采用，或已經(jīng)采用某種類型的串行總線，把它作為系統(tǒng)部件間的接口。
傳統(tǒng)淺存儲(chǔ)器DSO可能具有捕獲這些信號(hào)的帶寬，但為觀察整個(gè)數(shù)據(jù)包調(diào)整設(shè)置時(shí)，這些示波器不能保持其采樣速度。圖6是作為掃描速度函數(shù)的TektronixTDS3054B示波器和AgilentDSO6054A示波器的采樣速度圖。
結(jié)論
與上一代工程師相比，今天的硬件開發(fā)工程師需要用更高的帶寬跟上存儲(chǔ)器和處理器技術(shù)的進(jìn)步；用更多的通道觀察用以控制系統(tǒng)的所有信號(hào)；以及為捕獲串行數(shù)據(jù)而需要跨寬時(shí)間范圍的持續(xù)采樣速度。
Agilent新的6000系列示波器所提供的帶寬能對(duì)FPGA基和32bit基系統(tǒng)中的高速信號(hào)進(jìn)行精確觀察。這些示波器的MSO版提供觸發(fā)和觀察嵌入式系統(tǒng)復(fù)雜工作的附加通道。由于有高達(dá)8Mpts的存儲(chǔ)器深度，因此這些示波器能捕獲和分析這類系統(tǒng)中的串行總線。
評(píng)論