利用智能示波器加快測試速度

如圖1所示，智能示波器可以使信號捕捉變得非常簡便。先使用autoscale功能，它將自動顯示任何活動信號。示波器處理器對某些初期捕捉到的波形信號進(jìn)行分析后，將自動設(shè)置時基(秒/格)、電壓設(shè)置(電壓/格)和觸發(fā)門限。利用這種功能，設(shè)計人員可以迅速確定數(shù)據(jù)傳輸情況(如果有數(shù)據(jù)在傳輸?shù)脑?。另一個捕捉這些信號的快速方法是使用Infiniium的USB測試選件里自帶的內(nèi)置設(shè)置。由于USB-IF有效地定義了信號及觸發(fā)方式，因此可簡便配置設(shè)置文件，把文件存儲在示波器里，也可使用選件提供的設(shè)置文件。這樣設(shè)置的調(diào)用過程就得以簡化，并可根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)來設(shè)置示波器，完成信號捕捉。

接下來，觸發(fā)功能可確保在示波器上看到期望中的傳輸信號，并加以分析?？紤]一下最簡單的情況，即報文從計算機(jī)下行到集線器。這時的觸發(fā)非常簡單，因為沒有任何其它通信，簡單的一個邊沿觸發(fā)就可以捕捉一個報文。另外一種情況是報文從設(shè)備上行到系統(tǒng)中，此時需要設(shè)置一個唯一的觸發(fā)條件。USB標(biāo)準(zhǔn)定義了這一觸發(fā)條件，即當(dāng)被測器件的D+和D-都變低，而連接集線器的另一臺相鄰設(shè)備的D+為高時觸發(fā)。這種LLH碼型將唯一識別來自被測器件的上行報文(如圖2)。

一旦信息報文被示波器捕捉，就可以開始實際的測量工作了。通過示波器可以進(jìn)行功能測試，檢驗數(shù)據(jù)傳輸是否滿足USB標(biāo)準(zhǔn)；通過自動測量或光標(biāo)測量功能，可以迅速測量報文末尾寬度、脈寬、電壓電平。另外因為信號是以數(shù)據(jù)的形式記錄下來，故而還可利用其它強(qiáng)大的數(shù)學(xué)處理能力分析這一數(shù)據(jù)。

USB存在一套定義規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)，為符合USB規(guī)范，必須進(jìn)行一系列測量。此外，USB-IF不像其它標(biāo)準(zhǔn)那樣，只是列出一長串需要測量的項目，而是使用了 MathWorks的MatLab提供的運行分析腳本,自動完成測量過程。任何USB設(shè)備、集線器和系統(tǒng)的設(shè)計人員都可以從USB網(wǎng)站上 (www.usb.org)免費下載這些腳本，以便與MatLab一起使用。

過去為了利用標(biāo)準(zhǔn)測試腳本，必須把波形數(shù)據(jù)從示波器傳送到PC上，再使用MatLab的USB腳本進(jìn)行分析，一般通過GPIB或軟盤把數(shù)據(jù)傳送給PC。然后還必須正確地修整數(shù)據(jù)，因為實際上只是在分析部分波形記錄，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定只應(yīng)使用記錄開始前一比特數(shù)據(jù)及記錄結(jié)束后一比特的數(shù)據(jù)。在某些情況下，可使用 Excel一次性修整這些數(shù)據(jù)，其它時候則需要使用數(shù)據(jù)采集程序。數(shù)據(jù)記錄必須同時包含兩條信道的時間和電壓值，存儲在用制表符分隔的變量文件中 (.tsv文件)。對數(shù)據(jù)進(jìn)行修整和格式化之前，應(yīng)在PC上啟動MathWorks MatLab，將這些數(shù)據(jù)調(diào)入到從USB網(wǎng)站下載的USB腳本中運行。MatLab腳本會生成一個html文件，顯示各種信號質(zhì)量或涌入電流，或分接/衰減測試情況，指出系統(tǒng)整體是否通過測試，并提供每項的測試結(jié)果和說明。如果沒有智能示波器，即使有這種自動測試腳本也將是一個非常繁瑣費時的工作，所以許多工程師有時會放棄這種測量。

帶有USB測試選件的Infiniium利用內(nèi)置PC，在示波器中嵌入了MathWorks MatLab和USB腳本，可于示波器上完成數(shù)據(jù)報文捕捉和測試分析整個過程，不用把數(shù)據(jù)傳輸?shù)絇C上就可以完成整個USB一致性測試。

我們再看一個信號質(zhì)量測試的執(zhí)行情況。首先，用光標(biāo)標(biāo)出要分析的數(shù)據(jù)報文，左邊的標(biāo)尺放在數(shù)據(jù)開始左邊一個比特時間上，右邊的標(biāo)尺放在報文末尾右邊至少一個比特時間上(如圖1)，然后在顯示屏頂部的工具條中，點擊Analyze(分析)，啟動USB測試，再簡單地選擇相關(guān)的測試(在本例中為信號質(zhì)量)，指明結(jié)果應(yīng)存儲的文件名，開始測試(如圖3)。它不需要把數(shù)據(jù)傳輸?shù)絇C上，也不需要修整和格式化數(shù)據(jù)及啟動MatLab，所有這些都使用智能示波器的 USB測試選件完成。USB測試選件在運行時將MatLab嵌入到示波器中，從而可以像自動測量一樣簡便地完成USB一致性測試。

上面介紹的只是智能示波器提高測量技術(shù)的一個實例，此時設(shè)計工程師不用再把數(shù)據(jù)傳輸?shù)絇C上進(jìn)行分析，新型數(shù)字智能示波器的體系結(jié)構(gòu)已使這種測量應(yīng)用成為現(xiàn)實。利用示波器處理器的處理能力，智能示波器可簡化調(diào)試階段繁瑣耗時的測量工作。