認識邏輯分析儀掌握其存儲注意事項

發布時間：2020-04-30                1310

認識邏輯分析儀掌握其存儲注意事項

邏輯分析儀為檢驗和調試複雜的數字電路提供了理想的工具。邏輯分析儀和示波器之間最明顯的差異是通道數量。邏輯分析儀的通道數量在34條到幾百條、甚至幾千條之間，而典型示波器隻有2～4條通道。
一個更本質的差別是邏輯分析儀采集信號的方式不同於示波器。示波器一般使用8位模數轉換器(ADC)對信號采樣，在示波器顯示屏上真實地複現信號及其所有細微的模擬特點。邏輯分析儀則隻是把輸入信號與用戶自定義門限進行比較。如果信號大於門限，那麽把它視為邏輯1；如果信號低於門限，那麽把它視為邏輯0。由於采集方法具有本質差別，因此同一個脈衝會以不同的方式顯示，
    示波器和邏輯分析儀之間的另一個差別是觸發。示波器提供了以分離異常模擬特點(毛刺、欠幅脈衝、轉換速率等)為重點的基本觸發模式以及基本數字條件，如建立時間/保持時間違規或在兩條或四條輸入通道上定義的一個邏輯碼型。邏輯分析儀則提供了廣泛的邏輯資源，如各種字比較器、計數器和定時器，用戶可以定義複雜的多狀態IF-THEN-ELSE型觸發，在複雜的係統環境中分離問題。邏輯分析儀還擁有全麵的一係列微處理器支持套件。這些套件一般會提供硬件單元和軟件單元。硬件與前端的微處理器總線建立物理連接，軟件則把采集反匯編成可讀的軟件執行。
    邏輯分析儀的另一個優勢是它能夠在一台儀器上監測與時間相關多條係統總線。例如，設計人員可能想追蹤前端總線的軟件執行情況，同時讀寫存儲器。邏輯分析儀的擴展能力使其成為要求廣泛的查看能力、高級觸發和軟件分析的複雜應用的理想選擇。
   現代邏輯分析儀存儲數據的帶寬大多都非常巨大，例如廣州致遠電子有限公司的LAB6052邏輯分析儀的存儲帶寬為500MSps×32bit即16Gbps，而無論是數據傳輸（USB2.0數據速率為480Mbps）還是數據分析（PC軟件）過程，都無法實時完成，因此，邏輯分析儀隻能將數據先暫存在存儲器中，然後再交給分析器分析。
    如果需要不間斷的捕捉數據流，則要求邏輯分析儀有足夠大的存儲器以便記錄整個事件。存儲深度與采樣速度密切相關，您所需要的存儲深度取決於要測量的總時間跨度和所要求的時間分辨率，單次測量的時間越長、采樣頻率越高所需求的存儲深度就越大。
在傳統模式下，存儲深度×采樣分辨率=采樣時間，這意味著在保證采樣分辨率的前提下，大的存儲深度直接提高了單次采樣時間，即能觀察分析更多的波形數據；而在保證采樣時間的條件下，則可以提高采樣頻率，觀察到更真實的信號。
傳統存儲模式
     通常，邏輯分析儀可以分為定時(Timing)分析儀和狀態(State)分析儀兩類。定時分析儀是采用內部高速時鍾控製記錄數據，與被測係統異步工作，因此，其數據存儲是按照內部采樣時鍾節拍進行的，采樣時鍾越高，存儲的數據帶寬就越大，單次采樣的時間直接由采樣時鍾和存儲容量決定。例如一個每通道2Mbit存儲深度的邏輯分析儀在500MHz的采樣時鍾條件下的單次采樣時間為2097152×2ns即4.2ms。狀態分析儀則是使用被測係統的時鍾來控製記錄數據，與被測係統同步工作，通常用於檢查係統時鍾作用下總線上的狀態信息，在這種模式下，數據存儲也是按照被測係統的時鍾節拍進行的。
     無論是定時模式還是狀態模式，存儲控製單元都沒有對數據進行進一步的處理，因此存儲器的利用率是沒有得到任何改善的。
如何高效利用存儲器
     邏輯分析儀的儲存深度是有限的，那麽如何充分利用這有限的存儲空間來觀察分析盡可能多的數據呢？正確的觸發條件可以快速定位目標數據並減少數據查找過程，同時因為能直接存儲需要分析的數據，也就是間接的提高了存儲空間的利用率。
    數據壓縮----Timing-State跳變存儲技術
    從推出邏輯分析儀開始，Timing-State模式就可以看作是利用一種數據壓縮技術來達到延長記錄時間的目的，其理論最大壓縮比為無窮大，在存儲容量不變的條件下，極大的提高了記錄時間。
    看一個應用：在某些特殊場合，信號線上的數據變化速率跨度較大，因為有高速數據的存在，采樣頻率必須盡可能的高，這像是一把雙刃劍，在提高了采樣分辨率的同時減少了單次采樣的記錄時間。比如UART數據，在大多數時刻，信號線上是處於空閑狀態的，隻有在極少數情況下才會有數據。如果使用普通存儲模式，邏輯分析儀隻能存儲觸發點前後很少的數據，這是因為在空閑時長時間不變的信號會迅速填充滿存儲器。而如果采用跳變存儲技術，在空閑時因為信號線上沒有跳變信號，所以並不占用存儲空間，這樣總的存儲時間就會提高。

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