SPI總線測試和分析
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2、SPI總線測試的需求
工程師對SPI總線測試和分析的需求主要涵蓋以下三個方面：
2.1 了解總線正在發(fā)生什么
軟件工程師設(shè)計了SPI主設(shè)備發(fā)出的消息內(nèi)容，但硬件工程師需要確定消息是不是被準(zhǔn)確無誤的傳送到物理線路上，需要了解總線上真正在發(fā)生什么。傳統(tǒng)的使用示波器的方式是先用探頭把信號捕獲下來，然后根據(jù)電平特點轉(zhuǎn)換成“1”或“0”，然后再去對比SPI協(xié)議，將其還原成有意義的消息幀。這種方式費時費力，對工程師的業(yè)務(wù)能力要求很高，而且儀器使用效率很低。工程師需要儀器能提供一種自動化的方式，直接將采集到的波形翻譯成容易識別的內(nèi)容，再根據(jù)不用類別工程師的需求，以不同的方式動態(tài)顯示在儀器屏幕上。比如硬件工程師可能希望以二進制的方式查看SPI消息內(nèi)容 ，底層驅(qū)動工程師希望以16進制方式分析波形，而應(yīng)用軟件工程師則希望以ASCII文本的方式去了解總線上實際運行的數(shù)據(jù)內(nèi)容。
2.2 調(diào)試總線上有故障的節(jié)點
SPI設(shè)備可以實現(xiàn)一對多的連接，即一個主設(shè)備連接多個從設(shè)備，通過片選信號（SS/CS）來選擇需要操作的從設(shè)備。當(dāng)主設(shè)備切換傳輸對象的時候，我們需要關(guān)注總線所發(fā)送的信息是否與所選擇的從設(shè)備一致。有可能出現(xiàn)所發(fā)送的信息與當(dāng)前所選擇的從設(shè)備并不一致的狀況。
2.3 分析EEPROM或者Falsh內(nèi)存單元的有效性
EERPOM/Falsh是在各類系統(tǒng)單板上廣泛使用的存儲器件，主要作用是保存系統(tǒng)上電時需要導(dǎo)入的信息，比如主內(nèi)存地址、容量、模式，各種設(shè)備初始化狀態(tài)、部分系統(tǒng)信息等，EEPROM/Falsh器件大多通過SPI總線傳遞數(shù)據(jù)。當(dāng)讀寫EEPROM/Falsh配置信息出錯的情況下，我們就不僅僅需要知道是哪片EEPROM出問題，更有意義的是要深入到器件內(nèi)部，定位具體是哪個地址單元出了問題，是讀數(shù)據(jù)過程中有問題還是寫數(shù)據(jù)過程中有問題。
3、力科示波器充分滿足工程師測試SPI總線的需求
廣大工程師用戶日益需要能處理各種通用測量任務(wù)、同時又能滿足分析 SPI總線等低速串行總線的專用需求、且符合有限預(yù)算的解決方案，力科基于Windows操作系統(tǒng)的全系列示波器產(chǎn)品滿足了這些需求，這些系列包括WaveSurfer Xs、WaveRunner Xi、WavePro 7Zi和WaveMaster 8Zi，這些產(chǎn)品一個很重要的的應(yīng)用方面就是調(diào)試串行總線。示波器不僅要能測量信號電平、頻率等常規(guī)項目，還要能提供專門的軟件包以更深入分析和調(diào)試SPI總線。
力科 SPI測試軟件包的總線協(xié)議觸發(fā)功能和總線協(xié)議解碼功能，能夠幫助工程完成設(shè)備調(diào)試：
3、1 總線協(xié)議觸發(fā)
在力科示波器界面下進入菜單項“Trigger”->”Serial Data”->”SPI”，彈出的界面中允許用戶按照特定的模式去觸發(fā)SPI消息幀，如下圖3所示。你可以根據(jù)自己的需求選擇不同的數(shù)據(jù)對總線進行觸發(fā)?？梢赃x擇對SPI總線標(biāo)準(zhǔn)下的某一子集（SPI、SIOP、SSPI）做觸發(fā)?？梢栽O(shè)置時鐘的相位和極性，及數(shù)據(jù)的高位或者低位觸發(fā)?？梢暂斎胄枰|發(fā)的數(shù)據(jù)是多少，且數(shù)據(jù)的位數(shù)是可以調(diào)整的。也可以選擇以2進制還是16進制做為觸發(fā)的數(shù)據(jù)格式。
通過總線觸發(fā)，我們可以對總線所傳輸?shù)男畔⒑涂赡艹霈F(xiàn)的錯誤做分析和調(diào)試
圖3 力科示波器 SPI軟件包設(shè)置觸發(fā)界面
3、2 總線協(xié)議解碼
在力科示波器界面下進入菜單項“Analysis”->”Serial Decode”->”SPI”，用戶對總線正在傳輸?shù)臄?shù)據(jù)內(nèi)容進行實時解碼，解碼后的內(nèi)容能選擇以“二進制”、“十六進制”和“ASCII”三種方式直接顯示在波形上方。例如圖4中的信息，MOSI上的第二個0x05，表示RDSR，查看讀狀態(tài)寄存器，MISO上隨即返回0x02，表示該設(shè)備是可寫的，且處于空閑狀態(tài)。
通過對捕獲到的總線協(xié)議做解碼，我們可以直觀的看到總線上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)是否是工程師實際上發(fā)送和接收所要求的數(shù)據(jù)，從而幫助調(diào)試。
圖4 SPI總線解碼
除了可以直接在波形上顯示解碼結(jié)果以外，力科還提供了列表顯示解碼結(jié)果。例如圖5中的信息，列表顯示了解碼后該字段的相關(guān)信息，可以通過點擊列表的某一行來放大該段數(shù)據(jù)以觀察波形細(xì)節(jié)。
圖5 SPI列表顯示及放大
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