低速串行總線信號(hào)的采集解碼和調(diào)試
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Figure 1：力科示波器能夠測(cè)試和解碼的低速串行總線協(xié)議非常廣泛。
Figure 2：使用差分方式的串行信號(hào)差分編碼的串行信號(hào)可以共立使用示波器內(nèi)置的數(shù)學(xué)計(jì)算方式分離出來(lái)（使用示波器的兩個(gè)通道分別采集兩根差分線信號(hào)，然后做通道間相減運(yùn)算，得出實(shí)際差分信號(hào)），或者使用更好得一種方式：直接使用差分探頭采集。差分探頭是專為采集差分信號(hào)而設(shè)計(jì)的，它提供了兩路基本相同的信號(hào)采集路徑，相同的信號(hào)衰減匹配，相同的頻率響應(yīng)和時(shí)間遲滯。兩路信號(hào)接入差分探頭內(nèi)置的差分放大器，可以最大化探頭的共模抑制比( CMRR)，分離出相應(yīng)的單端信號(hào)用于示波器后面的分析工作。與差分信號(hào)串行總線相對(duì)的，一些低速串行信號(hào)，如I2C信號(hào)，使用一組雙線拓?fù)?/strong>組成信號(hào)線，SDA，和時(shí)鐘線，SCL。首先，采集和調(diào)試串行總線第一步應(yīng)該是驗(yàn)證物理信號(hào)的完整性和信號(hào)質(zhì)量，之后再進(jìn)行協(xié)議分析，因?yàn)槲锢韺有盘?hào)的穩(wěn)定性和有效性對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定至關(guān)重要。 現(xiàn)代數(shù)字示波器中，我們可以使用毛刺Glitch，欠幅Runt，跌落Dropout，和觸發(fā)抑制等功能幫助我們捕獲和觸發(fā)時(shí)鐘或串行數(shù)據(jù)中的錯(cuò)誤。也可以使用如WaveScan功能，能夠觸發(fā)（或靜態(tài)掃描）非線性的上升邊沿、不符合協(xié)議規(guī)范的上升／下降時(shí)間，或不符合串行數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格的其他信號(hào)特征。目前示波器行業(yè)存在兩種不同的解決方案定位信號(hào)異常，大多數(shù)福祿克品牌的示波器通過(guò)增加觸發(fā)速度（刷新率）和使用余輝顯示發(fā)現(xiàn)信號(hào)異常。但是力科示波器使用智能觸發(fā)模式，通過(guò)觸發(fā)設(shè)置快速定位異常。原因是所謂的快刷新模式仍然有很大的示波器死區(qū)時(shí)間，在死區(qū)時(shí)間段內(nèi)示波器仍有可能丟失一閃而過(guò)的錯(cuò)誤信號(hào)，特別是非常偶發(fā)的錯(cuò)誤。而力科示波器的智能觸發(fā)能夠使示波器10096時(shí)間處于觸發(fā)準(zhǔn)備狀態(tài)（無(wú)死區(qū)時(shí)間），一旦有希望觸發(fā)的信號(hào)出現(xiàn)，示波器即能夠迅速捕獲。另外，大多數(shù)的快速刷新模式無(wú)法與高級(jí)觸發(fā)選項(xiàng)配合使用，而只能讓用戶使用簡(jiǎn)單的邊沿觸發(fā)模式，但是邊沿觸發(fā)對(duì)于調(diào)試串行總線信號(hào)毫無(wú)用處，因?yàn)槊恳粋€(gè)有效位信號(hào)都是脈沖信號(hào)。那么智能觸發(fā)又是如何保證信號(hào)捕獲的？智能觸發(fā)掃描進(jìn)入示波器的每一個(gè)狀態(tài)，在滿足觸發(fā)條件之前，示波器的觸發(fā)沒(méi)有任何死區(qū)時(shí)間，直到捕獲到感興趣的異常信號(hào)。使用“Normal”采集模式配合智能觸發(fā)能夠增加異常信號(hào)觸發(fā)幾率，增加采集存儲(chǔ)深度和更好的采集信號(hào)分析能力。許多現(xiàn)代德圖示波器也允許將采集到的波形實(shí)時(shí)保存到示波器本地，然后迅速重置觸發(fā)繼續(xù)監(jiān)視總線信號(hào)。但是這段保存波形的時(shí)間實(shí)際上無(wú)法控制，會(huì)比預(yù)期的時(shí)間長(zhǎng)得多。有些示波器也使用智能采集模式，但是無(wú)法設(shè)定確切得觸發(fā)條件。我們?cè)贑ANBus信號(hào)中搜索Runt欠幅的條件。任何滿足條件的欠幅信號(hào)都會(huì)被捕獲并停止示波器采集進(jìn)行進(jìn)一步分析。圖中左側(cè)的表格中顯示了找到的9個(gè)欠幅數(shù)據(jù)，我們點(diǎn)擊第四個(gè)捕獲的實(shí)例，示波器會(huì)自動(dòng)為我們高亮出波形的位置以及放大后的波形細(xì)節(jié)。
Figure 4：欠幅觸發(fā)可以用于幫助查找CANBus信號(hào)完整性問(wèn)題，上面的曲線顯示的是采集到的長(zhǎng)序列原始信號(hào)，其中找到了9個(gè)欠幅問(wèn)題，定位到第四個(gè)欠幅后可以在放大區(qū)域內(nèi)看到波形細(xì)節(jié)。智能觸發(fā)模式不僅可以檢測(cè)到欠幅和非線性的上升沿，而且也可以捕獲不符合規(guī)格的占空比，上升／下降時(shí)間，頻率和周期變化，脈寬抖動(dòng)和時(shí)間遲滯等。示波器還可以搜索異常的過(guò)沖或下沖。所有這些搜索的項(xiàng)目都可以配合搜索條件設(shè)置選項(xiàng)，，增強(qiáng)調(diào)試分析的能力。
Figure 5：智能觸發(fā)設(shè)置可以對(duì)欠幅，脈沖寬度，頻率，上升／下降時(shí)間，信號(hào)跌落等設(shè)置量化的搜索條件每種類型的串行數(shù)據(jù)協(xié)議都有自身的規(guī)格參數(shù)定義了其物理層和協(xié)議層的信息。物理層規(guī)范主要是規(guī)定了實(shí)際信號(hào)對(duì)于理想信號(hào)的容限值。理想和容限值的設(shè)定包括比特率的抖動(dòng)，數(shù)據(jù)／時(shí)鐘時(shí)間參數(shù)，電平閡值和波形形狀等信息。示波器的模板工具也可以進(jìn)行信號(hào)物理層的驗(yàn)證。所示，采集的是FlexRay信號(hào)，眼圖模板驗(yàn)證中，不符合模板規(guī)范的信號(hào)位置都會(huì)被紅圈標(biāo)出。這種現(xiàn)象表示信號(hào)序列中有一些部分是不滿足FlexRay協(xié)議規(guī)范的，因此對(duì)于系統(tǒng)是非兼容的信號(hào)。這種情況下我們必須對(duì)信號(hào)的設(shè)計(jì)進(jìn)行再次驗(yàn)證和調(diào)試。
Figure 6：Flexray信號(hào)波形的眼圖模板測(cè)試
Figure 8：觸發(fā)和解碼協(xié)議分析，對(duì)于總線上的錯(cuò)誤信息觸發(fā)
評(píng)論