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數(shù)字示波器在通用串行總線開發(fā)中的應用
來源: 發(fā)布時間:2016-12-29 瀏覽量:1657
在嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)過程中，串行總線的協(xié)議分析一直是一件令工程師頭疼的工作。在有邏輯分析儀的情況下，工程師需要進行復雜的觸發(fā)條件設定，才能捕獲到需要的數(shù)據(jù)，這樣既需要昂貴的設備投資也要花費大量的時間進行儀器設置;隨著示波器技術的不斷發(fā)展，串行總線觸發(fā)和分析功能在一些高端示波器中出現(xiàn)，并受到嵌入式工程師的歡迎。但不同廠家的示波器在串行總線分析方面的功能和性能是有很大區(qū)別的。
在嵌入式系統(tǒng)中，往往同時存在兩種甚至兩種以上的串行總線結構，例如汽車電子中CAN和LIN總線經常同時被使用，也經常需要分析兩種總線的通訊配合是否出現(xiàn)問題。而多數(shù)帶串行總線觸發(fā)功能的示波器同時只能觸發(fā)一種總線，要實現(xiàn)CAN和LIN總線同時觸發(fā)，只能使用兩臺示波器，而兩臺示波器的同步問題也很難解決。DLM2000系列示波器的雙總線觸發(fā)功能則可以輕松實現(xiàn)任意兩種串行總線的組合觸發(fā)。
在顯示解碼結果的同時，還可以顯示所有捕獲幀的解碼列表，非常便于波形與解碼結果的對應觀測。
要獲得正確的解碼結果，需要根據(jù)不同的總線參數(shù)對示波器進行設置。以CAN總線分析為例，需要指定總線類型為CAN，設置CAN信號對應的通道，通過調節(jié)觸發(fā)電平和時間軸對CAN總線進行觸發(fā)，然后調節(jié)比特率，設置隱形電平等，如果是SPI總線，還要指定3線制或4線制，指定時鐘信號，片選信號。這個設置過程需要非常仔細，其中任何一項設置得不合適，解碼結果都有復雜的設置過程浪費了一部分調試時間，沒有充分發(fā)揮示波器提高開發(fā)效率的作用。而DLM2000示波器實現(xiàn)了串行總線觸發(fā)和解碼分析的自動設置，用戶只需要設置好總線類型和信號源通道，系統(tǒng)便可以自動調整比特率，觸發(fā)電平，隱形電平等其他設置，在短短兩秒鐘內就可以將觸發(fā)波形和解碼結果同步顯示出來。這一功能使繁瑣的串行總線設置變得非常方便，大大提高了工程師的開發(fā)效率。
使用示波器進行串行總線觸發(fā)
使用普通示波器只能進行一般的邊沿觸發(fā)和脈寬觸發(fā)，很難捕捉到復雜的串行總線波形。而使用帶有串行總線觸發(fā)功能的示波器可以方便地捕獲到需要的串行數(shù)據(jù)。橫河公司的DLM2000系列數(shù)字示波器支持多種常用串行總線的觸發(fā)，包括CAN/LIN/I2C/SPI/UART，甚至可以對用戶自己定義的非標準串行總線進行觸發(fā)。根據(jù)每種總線結構的不同，可以設置多種觸發(fā)模式。觸發(fā)模式越多，捕獲數(shù)據(jù)的能力就越強。在嵌入式系統(tǒng)中，往往同時存在兩種甚至兩種以上的串行總線結構，例如汽車電子中CAN和LIN總線經常同時被使用，也經常需要分析兩種總線的通訊配合是否出現(xiàn)問題。而多數(shù)帶串行總線觸發(fā)功能的示波器同時只能觸發(fā)一種總線，要實現(xiàn)CAN和LIN總線同時觸發(fā)，只能使用兩臺示波器，而兩臺示波器的同步問題也很難解決。DLM2000系列示波器的雙總線觸發(fā)功能則可以輕松實現(xiàn)任意兩種串行總線的組合觸發(fā)。
使用示波器進行串行總線解碼分析
觸發(fā)到需要的串行數(shù)據(jù)后，工程師面對的仍然是數(shù)據(jù)的原始波形，要想進行高效的總線分析，需要對波形進行解碼。目前，數(shù)字示波器中所用的解碼技術包括軟件解碼和硬件解碼。軟件解碼是將波形數(shù)據(jù)通過示波器中的軟件進行運算獲得解碼結果，雖然可以降低硬件成本，但對CPU的運算速度要求很高。在實際應用中，采用軟件解碼的示波器解碼一次需要幾秒甚至十幾秒的時間。這樣的解碼速度已經失去了實時分析的意義，因為大多數(shù)數(shù)據(jù)已經在等待解碼中丟失了。少數(shù)高端示波器采用了硬件解碼技術解決了這一問題，使實時解碼分析成為可能。在顯示解碼結果的同時，還可以顯示所有捕獲幀的解碼列表，非常便于波形與解碼結果的對應觀測。
要獲得正確的解碼結果，需要根據(jù)不同的總線參數(shù)對示波器進行設置。以CAN總線分析為例，需要指定總線類型為CAN，設置CAN信號對應的通道，通過調節(jié)觸發(fā)電平和時間軸對CAN總線進行觸發(fā)，然后調節(jié)比特率，設置隱形電平等，如果是SPI總線，還要指定3線制或4線制，指定時鐘信號，片選信號。這個設置過程需要非常仔細，其中任何一項設置得不合適，解碼結果都有復雜的設置過程浪費了一部分調試時間，沒有充分發(fā)揮示波器提高開發(fā)效率的作用。而DLM2000示波器實現(xiàn)了串行總線觸發(fā)和解碼分析的自動設置，用戶只需要設置好總線類型和信號源通道，系統(tǒng)便可以自動調整比特率，觸發(fā)電平，隱形電平等其他設置，在短短兩秒鐘內就可以將觸發(fā)波形和解碼結果同步顯示出來。這一功能使繁瑣的串行總線設置變得非常方便，大大提高了工程師的開發(fā)效率。