邏輯分析儀是一種類似于示波器的波形測試設備,它可以監(jiān)測硬件電路工作時的邏輯電平(高或低),并加以存儲,用圖形的方式直觀地表達出來,便于用戶檢測,分析電路設計(硬件設計和軟件設計) 中的錯誤,邏輯分析儀是設計中不可缺少的設備,通過它,可以迅速地定位錯誤,解決問題,達到事半功倍的效果。
邏輯分析儀的作用
邏輯分析儀是利用時鐘從測試設備上采集和顯示數(shù)字信號的儀器,最主要作用在于時序判定。由于邏輯分析儀不像示波器那樣有許多電壓等級,通常只顯示兩個電壓(邏輯1和0),因此設定了參考電壓后,邏輯分析儀將被測信號通過比較器進行判定,高于參考電壓者為High,低于參考電壓者為Low,在High與Low之間形成數(shù)字波形。例如:一個待測信號使用200MHz采樣率的邏輯分析儀,當參考電壓設定為1.5V時,在測量時邏輯分析儀就會平均每5ns采取一個點,超過1.5V者為High(邏輯1),低于1.5V者為Low(邏輯0),而后的邏輯1和0可連接成一個簡單波形,工程師便可在此連續(xù)波形中找出異常錯誤(bug)之處。
整體而言,邏輯分析儀測量被測信號時,并不會顯示出電壓值,只是High跟Low的差別;如果要測量電壓就一定需要使用示波器。除了電壓值的顯示不同外,邏輯分析儀與示波器的另一個差別在于通道數(shù)量。一般的示波器只有2個通道或4個通道,而邏輯分析儀可以擁有從16個通道、32個通道、64個通道和上百個通道數(shù)不等,因此邏輯分析儀具備同時進行多通道測試的優(yōu)勢。
根據(jù)硬件設備設計上的差異,目前市面上邏輯分析儀大致上可分為獨立式(或單機型)邏輯分析儀和需結(jié)合電腦的PC-based卡式虛擬邏輯分析儀。獨立式邏輯分析儀是將所有的測試軟件、運算管理元件以及整合在一臺儀器之中;卡式虛擬邏輯分析儀則需要搭配電腦一起使用,顯示屏也與主機分開。
就整體規(guī)格而言,獨立式邏輯分析儀已發(fā)展到相當高標準的產(chǎn)品,例如采樣率可達8GHz、通道數(shù)可擴充到300個通道以上,存儲深度相對也高,獨立式邏輯分析儀以往價格昂貴,從幾萬到數(shù)十萬人民幣不等,一般用戶很少用得起。最近臺灣OItek科技有限公司推出的OLA2032BTM獨立臺式EasyDebugTM邏輯分析儀,不超過2萬元人民幣經(jīng)濟性價格讓每個工程師都用得起。尤其在數(shù)字電路教學中,改變了以往老師為了降低成本使用虛擬邏輯分析儀進而產(chǎn)生的不直觀、麻煩等問題,在同一個價格上,我們可以把臺式獨立邏輯分析儀很輕松地拎起來。
基于計算機接口的卡式虛擬邏輯分析儀,以較小的成本提供了相應的性能,但是卡式虛擬邏輯分析儀也有很大缺點,它需要配備電腦才能使用,尤其數(shù)字測試中,工程師往往會陷入一堆PCB板中,采用旋轉(zhuǎn)按鈕的儀器要比在屏幕上移動鼠標更加方便。技術(shù)的發(fā)展也逐漸把示波器和邏輯分析儀的功能融合在一起,成為混合式的儀器(MSO),也稱混合信號測試儀器。邏輯分析儀與示波器比較如下,這樣我們就會知道什么情況下用邏輯分析儀或示波器了。
邏輯分析儀怎么用_邏輯分析儀的使用方法(教程)
1、硬件通道連接,首先我們要把邏輯分析儀的GND和待測板子的GND連到一起,以保證信號的完整性。然后把邏輯分析儀的通道接到待測引腳上,待測引腳可以用多種方式引出來。
2、通道數(shù)設置,一般情況下,大多數(shù)邏輯分析儀有8通道、16通道、32通道等數(shù)目。而我們采集信號的時候,往往用不到那么多通道,為了我們更清晰的觀察波形,可以把用不到的通道隱藏起來。
3、采樣率和采樣深度設置,首先要對待測信號最高頻率有個大概的評估,把采樣率設置到它的10倍以上,還要大概判斷一下我們要采集的信號的時間長短,在設置采樣深度的時候,盡量設置的有一定的余量。采樣深度除以采樣率,得到的就是我們可以保存信號的時間。
4、觸發(fā)設置,由于邏輯分析儀有深度限制,不可能無限期的保存數(shù)據(jù)。當我們使用邏輯分析儀的時候,如果沒有采用任何觸發(fā)設置的話,從開始抓取就開始計算時間,一直到存滿我們設置的存儲深度后,抓取就停止。在實際操作過程中,開始抓取的一段信號可能是無用信號,有用信號可能就是其中一段,但是無用信號還占據(jù)了我們的存儲空間。在這種情況下,我們就可以通過設置觸發(fā)來提高存儲深度的利用率。比如我們?nèi)绻胱トART串口信號,而串口信號平時沒有數(shù)據(jù)的時候是高電平,因此我們可以設置一個下降沿觸發(fā)。從點擊開始抓取,邏輯分析儀不會把抓到的信號保存到我們的存儲器中,而是會等待一個下降沿的產(chǎn)生,一旦產(chǎn)生了下降沿,才開始進行真正的信號采集,并且把采集到的信號存儲到存儲器中。也就是說,從點擊開始抓取到下降沿這段時間內(nèi)的無用信號,被我們所設置的觸發(fā)給屏蔽掉了,這是一個非常實用的功能。
5、抓取波形,邏輯分析儀和示波器不同,示波器是實時顯示的,而邏輯分析儀需要點擊開始,開始抓取波形,一直到存儲滿了我們所設置的存儲深度結(jié)束,然后我們可以慢慢的去分析我們抓到的信號,因此點擊“開始抓取”這個是必須要有的。
6、設置協(xié)議解析(標準協(xié)議),如果你抓取的波形是標準協(xié)議,比如UART、I2C、SPI這種協(xié)議,邏輯分析儀一般都會配有專門的解碼器,可以通過設置解碼器,不僅僅像示波器那樣把波形顯示出來,還可以直接把數(shù)據(jù)解析出來,以十六進制、二進制、ASCII碼等各種形式顯示出來。
7、數(shù)據(jù)分析,和示波器類似邏輯分析儀也有各種測量標線,可以測量脈沖寬度,測量波形的頻率,占空比等信息,通過數(shù)據(jù)分析,查找我們的波形是否符合我們的要求,從而幫助我們解決問題。