状态分析仪基础知识

中国教育装备采购网2010-11-04 11:43围观114次我要分享

    大多数逻辑分析仪是两种分析仪组合在一起的仪器:第一部分是定时分析仪,第二部分是状态分析仪。
    状态分析仪通常被视为一种软件工具。事实上,它在硬件领域中也有许多用户。由于状态分析仪从被测系统中获得时钟,因此它可以用来在系统时钟上捕捉系统看到的数据。
    如果工程师从未使用过状态分析仪,他可能会认为这是一种异常复杂的仪器,需要大量的时间才能掌握其使用方法。事实上,许多硬件设计人员都认为状态分析仪是一种非常重要的工具。

什么时候使用状态分析仪

    逻辑电路的“状态”是指数据有效时总线或线路的某个样点。以简单的“D”触发电路为例。只有在正向时钟边沿出现时,“D”输入上的数据才会 有效。因此,触发器的状态是正时钟边沿发生的时候。假设同时有八个这样的触发器,所有触发器都连接到同一个时钟信号上。在时钟线路上发生正跳变时,所有八个触发器将捕获“D”输入上的数据。每次时钟线路上有正跳变时,风速计| 照度计| 噪音计| 辐照计| 声级计| 温湿度计| 红外线测温仪| 温湿度仪| 红外线温度计| 露点仪| 亮度计| 温度记录仪|状态会再次发生。这八条线路类似于一条微处理器总线。如果把一台状态分析仪连接到这八条线路上,告诉状态分析仪在时钟线路上出现正跳变时采集数据,那么分析仪将采集数据。状态分析仪将不会捕获输入上的任何活动,除非时钟变高。定时分析仪有一个 内部时钟控制采样,因此它以异步方式对被测系统采样。状态分析仪以同步方式对系统采样,因为它从系统中获得采样时钟。状态分析仪一般以列表格式显示数据,定时分析仪则作为波形图显示数据。

了解时钟

    在定时分析仪中,采样由单个内部时钟控制,因此操作非常简单。但在微处理器领域中,一个系统可能会有多个时钟。假设工程师希望触发RAM中 的某个地址,查看这个地址中存储的数据。假设系统使用Zilog Z80。为使用状态分析仪从Z80中捕获地址,必须在MREQ线路变低时捕获。而为捕获数据,分析仪应在写入周期(WR)线路变低或在读取周期(RD)变 低时采样。某些处理器复用同一条线路上的数据和地址。分析仪必须能够从同一线路、但从不同时钟中输入时钟信息。
 
 
    在读取或写入周期中,Z80先把一个地址放在地址总线上,然后确认MREQ,表明这个地址对存储器读取或写入是有效的。最后,确认RD或 WR线路,具体视操作是读取还是写入而定。只有在总线上的数据有效后,才确认WR线路。因此,定时分析仪作为解复用器操作,在适当的时间捕获地址,然后捕捉同一线路上发生的数据。
触发状态分析仪

    与定时分析仪一样,状态分析仪能够判定希望存储的数据质量。如果在地址总线上查找某个由逻辑高和低组成的码型,那么在找到码型时,分析仪可以开始存储数据,一直存储到分析仪存储器已满为止。
 
    可以以十六进制或二进制格式显示信息。把十六进制解码成汇编代码可能会更有效。在处理器中,具体的十六进制字符包括一条指令。大多数分析仪制造商设计了称为反汇编程序或反向汇编程序的软件包。这些软件包的工作是转换十六进制代码,使它们阅读起来更容易。
了解序列等级

    状态分析仪拥有“序列等级”,协助进行触发和存储。序列等级可以比单个触发点更准确地判定数据存储。这意味着可以准确地缩小数据范围,而不必存储不需要的信息。序列等级通常采用下面的形式:
  1 find xxxx
  else on xxxx go to level x 2 then find xxxx
  else on xxxx go to level x 3 trigger on xxxx

选择性存储,节约存储容量和时间

    选择性存储是指只存储较大的整个数据集合中的部分数据。例如,假设有一个汇编程序,计算某个数值的平方值。如果这个程序没有正确计算平方值,那么用户会告诉状态分析仪捕获该程序。首先,用户要告诉分析仪找到这个程序的起点。在找到开始地址时,它会寻找结束地址,同时存储开始地址和结束地址 之间的全部数据。在发现这个程序结束时,分析仪将停止存储(不存储任何状态)。
怎样连接目标系统

  前面我们讨论了示波器与定时分析仪和状态分析仪之间的部分区别。在使用这些新工具之前,我们有必要提一下探测系统。逻辑分析仪探头可以把大量的通道简便地连接到目标系统,但这要以降低被测信号的幅度精度为代价。传统上,逻辑分析仪使用有源探头适配夹,适配夹内置信号检测电路,可以检测8条通 道的电容,每条通道总共16pF。
探测解决方案

    在调试中,到数字系统的物理连接必须可靠、方便,为逻辑分析仪提供准确的数据,而且对被调试的目标系统的插入影响达到最小。常见的探测解决方案是每条电缆16条通道的无源探头。每条通道两端带有100kΩ和8pF端子。可以从电气角度最有效地比较无源探头与示波器探头。除体积小、可靠性高以 外,无源探测系统的优势在于,探头刚好端接在目标系统的连接点上,从而避免了从较大有源适配夹到被测电路的导线所产生的额外寄生电容。结果,被测电路只“ 看到”8pF的负荷电容,而不是以前探测系统的16pF负荷电容。

分析探头和其他配件

    把状态分析仪连接到微处理器系统上要求一定的机械连接和时钟选择工作。记住,在总线上的数据或地址有效时,必须为状态分析仪输入时钟。对某些微处理器,可能必须使用外部电路解码多个信号,为状态分析仪导出时钟。分析探头不仅为目标系统提供了快速、可靠、正确的机械连接,还提供了必要的电气适 配功能,如时钟输入和解复用,以正确捕获系统操作。
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