近代电子测量技术-逻辑分析仪

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,数字域测量,逻辑分析仪,数字系统里有什么？,数字系统信号特点,数字域测试的主要特点,数字信号通常是,按时序传递,的；,信号几乎都是,多位传输,的；,信息传递方式是多种多样的；,数字信号的,速度变化范围很宽,；,信号往往是,单次或非周期,的；,数字系统的故障判别与模拟系统有很大的区别。,数字域测量的仪器,数字信号发生器,逻辑分析仪,特征分析仪等,数据域测试系统的组成,数字信号源,作用和功能,为数字系统的功能测试和参数测试提供输入激励信号,产生,图形宽度可编程,的,并行和串行,数据图形,产生输出,电平,和,数据速率,可编程的任意波形,产生可由,选通信号,和,时钟信号,控制的预先规定的数据流,数字信号源的结构,数字信号源的工作原理,序列存储器在初始化期间写入了每个通道的数据，数据存储器的地址由地址计数器提供。在测试过程中，在每一个作用时钟沿上，计数器将地址加,1;,多路器可将多个并行输入位转换成串行数据流。对于低速的数字信号源，多路器可以不要，从数据的每个数输出可直接产生一个串行数据流,;,格式化器将数据流与时钟同步,;,格式化器的输出直接驱动输出放大器，放大器的输出电平可编程,.,特征分析,采用特征分析技术的必要性,对各节点逐一地测试与分析使测试成本巨增,受封装的限制，从多节点观察测试响应受到限制,内测试的需要,特征分析技术,从被测电路的测试响应中提取出,“特征”（,Signature,），,通过对,无故障特征,和,实际特征,的比较进行故障的侦查和定位。,基于特征分析的数字系统故障诊断原理,被测电路的无故障特征或某种故障下的特征可通过电路的逻辑模拟或故障模拟获得。通过事前的模拟建立好,特征,-,故障字典,，便可用于故障诊断。,逻辑分析仪,逻辑分析用于测试和分析多个,信号之间的,逻辑关系,及,时间关系,“,如果我知道问题在哪，我就能解决它”,工程师只有能够“看”到造成问题的根源，才能够解决问题！,逻辑分析仪是最好的实时“看到”,软,/,硬件集成问题,的工具！,逻辑分析仪的发展,逻辑分析仪的特点（与示波器的区别）,逻辑分析仪与分类,逻辑分析仪的基本组成原理,逻辑分析仪的触发方式,逻辑分析仪的显示方式,逻辑分析仪的主要技术指标与发展趋势,逻辑分析仪的应用,逻辑分析仪,逻辑分析仪的发展,20,世纪,70,年代,HP,公司推出,状态分析仪,和,Biomation,公司推出,定时分析仪,，不久之后，状态分析仪与定时分析仪合并成逻辑分析仪。,20,世纪,80,年代后期,逻辑分析仪变得更加复杂，使用起来也就更加困难。,逻辑分析仪的发展趋势,分析速率、通道数、存储深度等技术指标也在不断提高；,功能不断加强；,与时域测试仪器示波器的结合，提高混合信号分析能力；,向逻辑分析系统,（,Logic Analyze System,）,方向发展。,逻辑分析仪与示波器的区别（一）,首先是通道数量不同,，示波器一般最多可同时观察,4,路信号的时间波形，而逻辑分析仪则拥有,32,到,136,等多个通道；,示波器给出的是时域波形的完整信息，而逻辑定时分析仪仅显示逻辑状态随时间的变化，而不是真正被测信号的波形，即不反映被测信号的幅度、边沿、上冲和噪声等模拟量，当逻辑分析仪针对输入信号取样时，它会根据信号相对于电压门限的高低，存储,“,1,”,或,“,0,”,值,逻辑分析仪与示波器的区别（二）,逻辑分析仪有,多种显示方式,；,逻辑分析仪有,完善的触发功能,；,逻辑分析仪有能够有效的,检测数字电路中的毛刺,；,逻辑分析仪有,高密度探头及适配器,，从而简化与待测系统（,SUT,）的连接。,逻辑分析仪有,具有,较大的存储深度,可以观察单次或非周期信号,何时选择使用逻辑分析仪,调试并检验数字系统的运行；,同时跟踪并使多个数字信号相关联；,检测并分析总线中违反时限的操作以及瞬变状态；,跟踪嵌入软件的执行情况。,逻辑分析仪的分类,按工作特点分类,:,(1),逻辑,状态分析仪,（,LSA,，,Logic State Analyzer,）,(2),逻辑,定时分析仪,（,LTA,，,Logic Timer Analyzer,）,目前的逻辑分析基本上都同时具有状态分析和定时分析的功能。,状态分析,逻辑,状态分析,时数据采集的,时钟由被测系统提供,，如利用,CPU,的读、写信号作为时钟，当,CPU,执行读、写操作时,LSA,就显示数据，即,数据采集与被测系统是,同步,的,；,时钟由被测系统产生,当外部时钟有效时, LA,才采集数据,时钟只需和系统时钟一样快，并不是越快越好,使用,：,仅提供状态和状态序列信息,，如观测总线上发生了什么,!,定时分析（一）,逻辑,定时分析,时的数据采集,时钟是由,LTA,内部提供,的，,它与被测系统的工作是,异步,的,；,􀁦􀁦,逻辑分析仪内部产生采样时钟,(,因此该时钟与数据信号无关,),要求内时钟频率远高于被测系统的时钟频率，越快越好,定时分析（二）,内部时钟应比被测量信号快,5,到,10,倍,定时分析（异步时序）的应用场合,定时分析显示的波形真实地反映了被测信号的时序关系，可以准确地测量各信号间的相对时间关系,绝对时间和信号时延,不分辨状态序列，但提供时间信息,，用于,硬件调试，硬件,/,软件联调,。,替代示波器监视许多通道间的时序关系,提供比示波器更强有力,(,或示波器不具备,),的触发能力,分析多个不同总线信号,(,地址线、数据线、控制线,),检测通道,毛刺,时钟偏差问题,准确的脉宽和边沿到边沿测量,发现定时问题,与示波器联合观测，揭示信号完整性问题,结构分类,台式逻辑分析仪,结构分类,便携式逻辑分析仪,结构分类,卡式逻辑分析仪,逻辑分析仪的组成原理,逻辑分析仪主要包括,数据捕获,和,数据显示,两大部分。,信号,输入,信号,外时钟,采样,数据,存储,时钟,选择,内时钟,触发,产生,显示,控制,显示器,数据捕获,数据显示,逻辑分析仪原理结构,门限电平设定,逻辑分析仪的组成原理,逻辑分析仪主要技术指标,定时分析最大速率。,状态分析最大速率。,通道数。,存储深度。,触发方式。,输入信号最小幅度。,输入门限变化范围。,毛刺捕捉能力。,逻辑分析仪探头的功能与要求,提供高质量信号并传递给逻辑分析仪，它利用内部比较器将输入电压与门限相比较，并确定信号的逻辑状态（,0,或,1,），门限由用户设定，范围从,TTL,级别到,CMOS,、,ECL,；,对待测系统产生的电负荷最小；,适合与电路板及设备以多种方式连接,。,Tek-TLA5000,逻辑探头,逻辑分析仪的主要功能,捕获,同时捕获多路数字信号,允许,DUT,全速运行,触发,只观察您关心的数据,定位您怀疑的故障点,存储,存的数据可以用作对纠缠不清的逻辑或代码进行后处理分析,显示,你需要有意义的信息显示,而不是一大堆杂乱无章二进制代码流,逻辑分析仪的触发方式（一）,数据流：逻辑分析仪对被测信号连续采样获得的一系列数据。,通道,1,通道,8,100.1,100.1,000.1,000.0,采样时钟,000.0,000.0,100.0,100.1,100.0,100.0,采样数据,数据流,触发,的含义：由一个事件来控制数据获取，即选择观察窗口的位置。,跟踪,：采集并显示数据的一次过程称为一次跟踪,触发字,数据流,数据窗口,跟踪开始,观察窗口宽度：,逻辑分析仪存储深度,逻辑分析仪的触发方式（二）,组合触发,组合触发：,多通道信号的组合作为触发条件，即,数据字触发,。,每个通道的触发条件可为：,“,1,”,“,0,”,“,x,”,如：,8,个通道的组合触发条件设为：,“,011010X1,”,则：该,8,个通道中出现数据：,01101001,或,01101011,时均触发,延迟触发,延迟触发,：搜索到触发字时，并不立即跟踪，而是延迟一定数量的数据后才开始或停止存储数据，它,可以改变触发字与数据窗口的相对位置,。,触发字,数据流,数据窗口,跟踪开始,延迟数,跟踪结束,数据流,数据窗口,触发字,延迟数,(a),触发开始跟踪加延迟,(b),触发终止跟踪加延迟,序列触发,序列触发：,多个触发字的序列作为触发条件，当数据流中按顺序出现各个触发字时才触发。,导引条件使能,第二级触发,第二级触发,字无效,第二级触发,字有效,第一级触发,B(,导引条件,),子程序,C(,触发条件,),主程序,两级序列触发工作原理,手动触发（随机触发）,无条件的人工强制触发，因此观察窗口在数据流中的位置是随机的。,限定触发,与门,限定条件,触发,识别,数据流,触发信号,限定条件触发产生原理,触发限定,基本的触发跟踪方式,触发起始跟踪,触发终止跟踪,触发字,数据流,数据窗口,跟踪开始,触发起始跟踪,触发字,数据流,数据窗口,跟踪结束,触发终止跟踪,中间触发方式,逻辑分析仪的显示方式,每个通道的信号用一个伪方波显示，多个通道同时显示。,波形显示,(,一,),波形显示,(,二,),例,：毛刺信号的测试,分频,电路,74LS138,A,B,C,G,/G2A,/G2B,逻辑,分析仪,（,a,） 译码电路的测试,（,b,） 译码电路输出定时图,逻辑定时分析仪测试译码电路及其毛刺,/Y,0,/Y,1,/Y,2,/Y,3,/Y,4,/Y,5,/Y,6,/Y,7,数据列表显示,将每个通道采集到的值组合成数据，按采样顺序显示。,反汇编功能，把采集到信息翻译成各种微处理器汇编语言源程序进行显示,反汇编显示,例：,ROM,的指标测试,数据发生器,ROM,逻辑分析仪,频率计,地址,数据,外时钟,ROM,指标参数测试,直方图显示,直方图显示各程序模块执行时间的分布情况,调用概率统计分析,时间直方图,:,测量子程序运行占用,CPU,的时间,(,找到最大值,),地址直方图,:,调用子程序次数和概率分布,图解显示,将屏幕,X,，,Y,方向分别作为时间轴和数据轴,进行显示的一种方式。它将要显示的数据通过,D/A,转换器变为模拟量，按照存储器中取出数据的先后顺序将转换所得的模拟量显示在屏幕上，形成一个图像的点阵。,（,A,）,10,进制计数器的图解显示,0,5,10,（,B,） 程序执行的图解显示,2000H,20FFH,主程序,子程序,循环程序,图解显示,例：,分支程序的跟踪,03CF,042D,03F2,通路,A,通路,B,分支程序的跟踪测试,通路,B,触发条件（,03F2,）,通路,A,导引条件（,042D,）,逻辑分析仪的操作,5,个步骤,硬件设置,连接探头，查看探头的色标，注意数据和,GND,信号线,软件设置,进入,SETUP,窗口，检查探头连接是否良好,您做定时分析还是状态分析？（选择时钟）,根据连接的通道分配自定义组,设置触发条件,新建波形窗口,运行（,RUN,）,逻辑分析仪使用的五个层次,第一个层次,：只要查看硬件系统的一些常见的故障，例如时钟信号和其他信号的波形、信号中是否存在严重影响系统的毛刺信号等故障；,第二个层次,：要对硬件系统的各个信号的时序进行很好的分析，以便最好地利用系统资源，消除由定时分析能够分析出的一些故障；,逻辑分析仪使用的五个层次,第三个层次,：要对硬件对软件的执行情况的分析，以确保写入的程序被硬件系统完整地执行；,第四个层次,：需要实时地监测软件的执行情况，对软件进行实时地调试。,第五个层次,：需要对现有客户系统的软件和硬件进行系统性的解剖分析，达到我们对现有客户系统的软件和硬件系统全面透彻地了解和掌握的功能。,谢谢观看,/,欢迎下载,BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES. BY FAITH I BY FAITH,内容总结,数字域测量逻辑分析仪。对各节点逐一地测试与分析使测试成本巨增。逻辑分析用于测试和分析多个信号之间的逻辑关系及时间关系。逻辑分析仪是最好的实时“看到” 软/硬件集成问题的工具。20世纪80 年代后期逻辑分析仪变得更加复杂，使用起来也就更加困难。分析速率、通道数、存储深度等技术指标也在不断提高。向逻辑分析系统（Logic Analyze System）方向发展。当外部时钟有效时, LA 才采集数据。时钟只需和系统时钟一样快，并不是越快越好。使用：仅提供状态和状态序列信息，如观测总线上发生了什么。逻辑分析仪内部产生采样时钟(因此该时钟与数据信号无关)。要求内时钟频率远高于被测系统的时钟频率，越快越好。提供比示波器更强有力(或示波器不具备)的触发能力。分析多个不同总线信号(地址线、数据线、控制线)。检测通道,毛刺, 时钟偏差问题。准确的脉宽和边沿到边沿测量,发现定时问题。结构分类卡式逻辑分析仪。谢谢观看/欢迎下载,