利用新的邏輯分析工具加快調試和驗證

　　在新的嵌入式系統設計中，不但需要測試和調試2.5 GHz串行總線(xiàn)及其相關(guān)的高級協(xié)議，還要面臨如何讓32位傳統總線(xiàn)工作在800 MHz高數據率下的問(wèn)題，因此，復雜高速嵌入式系統的設計、開(kāi)發(fā)、測試和調試面臨著(zhù)新的挑戰，本文介紹如何利用最新的邏輯分析儀功能解決這些棘手問(wèn)題。

　　要想成功開(kāi)發(fā)一個(gè)新型嵌入式系統，上市時(shí)間和系統可靠性是兩個(gè)最重要的因素，但現代嵌入式系統日益增大的復雜性使這一目標很難達成。傳統的嵌入式系統結構包含各種組件和互連總線(xiàn),總線(xiàn)通常有并行互連總線(xiàn)和標準外設總線(xiàn)。

　　如今的系統中除了引入RapidIO 和 PCI Express等新的高速串行互連和外設總線(xiàn)以外，并行總線(xiàn)在短期內仍將存在。于是，在新的嵌入式系統設計中，不但需要測試和調試新的2.5 GHz串行總線(xiàn)及其相關(guān)的高級協(xié)議，還要面臨如何讓32位的傳統總線(xiàn)工作在今天800 MHz的高數據率下的問(wèn)題。如今使用的傳統總線(xiàn)帶寬很寬，而且數據率已經(jīng)接近銅質(zhì)并行總線(xiàn)可達到的數據率上限。因此，新的復雜高速嵌入式系統的設計、開(kāi)發(fā)、測試和調試就面臨著(zhù)新的挑戰。這種挑戰不僅限于高端計算和通信應用，在處理主流的信號(例如運行速度高達100 MHz的微處理器應用中的信號)或高端信號(例如一個(gè)數據率高于2.5 GS/s的PCI Express 串行數據流)時(shí)，工程師都可能面臨這樣的問(wèn)題。

　　信號完整性問(wèn)題

　　要保證數字信號具備足夠的信號完整性，需要在設計階段進(jìn)行詳細分析，并利用經(jīng)驗測量法對設計原型進(jìn)行特性描述，以驗證設計建模方法的有效性。當設計師面臨的是PCI Express和 SATA III等多道高速串行總線(xiàn)，或FB-DIMM(全緩沖雙列直插內存模塊)等新的雙數據率存儲器技術(shù)，以及移動(dòng)通信市場(chǎng)上最新的處理器和總線(xiàn)系統之類(lèi)高速和高度復雜的設計時(shí)，信號完整性問(wèn)題就變得越發(fā)重要。

　　工程師在遇到這樣的挑戰時(shí)，就應該選擇邏輯分析儀來(lái)幫助設計。近年來(lái)，邏輯分析儀的性能和易用性都有突飛猛進(jìn)的發(fā)展，而對于具備視窗用戶(hù)接口和基于視窗的開(kāi)放式PC控制器、所有數據按照時(shí)間關(guān)系自動(dòng)顯示在同一屏幕上的現代儀器，如今的工程師們也都很熟悉，而且這種一體化的模塊化結構也方便針對特定的應用對其進(jìn)行精簡(jiǎn)或者擴充其功能以滿(mǎn)足將來(lái)的要求。

　　然而，考慮到市場(chǎng)需求變化迅速的本質(zhì)，測試測量?jì)x器廠(chǎng)商往往需要不斷改進(jìn)產(chǎn)品。最近一項詳盡的調查顯示，工程師們希望邏輯分析儀中能夠增加以下這些特性：

*增大便攜式主機上的內部顯示屏；

*面板上設置更多快捷鍵(盡管許多用戶(hù)都希望保留控制旋鈕用于某些操作)；

*導航步驟更簡(jiǎn)單，每一操作的步驟也更少；

*用戶(hù)接口的響應更多；

*數據上載更快；

*采用帶有新式外設的先進(jìn)的PC 控制器；

*自動(dòng)化數據測量；

*能夠在一臺PC上以主機模式運行邏輯分析儀應用；

*主機電纜更緊湊、更易擴充；

　　同時(shí)，為了保護自身的投資(這一投資通常相當大)，用戶(hù)需要一種簡(jiǎn)單的能夠從已有的邏輯分析儀升級的方案。

　　隨著(zhù)TLA7012 便攜式主機和TLA7016臺式主機兩種新型邏輯分析儀的出現，這些問(wèn)題都已得到解決。在滿(mǎn)足上述的兼容性需求的同時(shí)，這些新儀器提供了3倍于老型號主機的數據吞吐量，可以更快捷地分析數據、更迅速地放大、搜索、濾波和滾屏。兩種新儀器都使用Windows XP專(zhuān)業(yè)版和最新的Intel Pentium處理器，是其同級競爭對手分析速度的兩倍。

　　信號探測問(wèn)題

　　由于新的更快速的嵌入式系統總線(xiàn)及其相關(guān)信號完整性問(wèn)題的出現，我們必須重新安排設計周期。如今，數字設計工程師必須在設計周期的更早階段就開(kāi)始考慮設計的測試和調試。在設計周期中，導致任務(wù)分配產(chǎn)生變化的根本原因就是在現代嵌入式系統的探測中出現了新的挑戰。過(guò)去，一個(gè)系統的測試和調試是在設計過(guò)程的最后階段才考慮的，然而，若要滿(mǎn)足上市時(shí)間的要求，就必須對當今這些高性能嵌入式系統的設計過(guò)程進(jìn)行重新考慮?，F在，在設計周期的初始階段，設計者就需要考慮在哪里進(jìn)行探測、使用哪種類(lèi)型的探頭。

　　探測高速信號的邊緣需要高阻探頭，為滿(mǎn)足這種需要，邏輯分析儀制造廠(chǎng)商提供了一種電容小于半皮法的探頭。最新的有源硅／鍺低阻無(wú)座探頭，它為今天的設計師們提供了測試和調試現代嵌入式系統時(shí)所需要的探測特性。由于許多原因，標準的邏輯分析儀連接系統所帶來(lái)的好處對嵌入式系統工業(yè)而言十分重要。

　　新的緊湊式PCB無(wú)座引腳所具有的占地小的特點(diǎn)使開(kāi)發(fā)人員能夠采用一種低成本的連接來(lái)進(jìn)行產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和產(chǎn)品測試。此外，這帶來(lái)的一個(gè)更大的好處則是示波器上也可以使用邏輯分析儀探頭，從而允許開(kāi)發(fā)者在一臺邏輯分析儀的顯示屏上同時(shí)看到數字信號和相應的模擬信號。這一功能對于發(fā)現微小的信號完整性問(wèn)題和調試邊沿變化快的嵌入式系統，均十分重要。

　　為了檢測現代系統中如地彈(ground bounce)、串擾和阻抗失配等信號完整性問(wèn)題，最佳方案是采用能夠同時(shí)觀(guān)察數字和模擬信號的儀器。

　　應用軟件

　　速度最快的硬件如果不能配以同樣優(yōu)秀的軟件，必然會(huì )阻礙其性能的發(fā)揮。因此我們也提供了一套新的基于視窗的應用軟件包。新的5.0版TLA應用軟件將過(guò)去通過(guò)人工完成的許多測量任務(wù)自動(dòng)化，而且還提供了邊沿計數、頻率測量、脈寬測量和通道－通道延遲測量等新的參數測量功能，因而開(kāi)發(fā)人員能夠更快地驗證和調試其設計。

　　“拖放”觸發(fā)功能簡(jiǎn)化了對問(wèn)題和感興趣數據的隔離操作。這一特性允許用戶(hù)簡(jiǎn)單地拖動(dòng)常規觸發(fā)事件，例如當需要在上升沿或總線(xiàn)等于某值時(shí)觸發(fā)，只需從選擇板中把這些觸發(fā)事件拖進(jìn)波形窗口。

　　新軟件的用戶(hù)接口更直觀(guān)，操作也更簡(jiǎn)單，減少了執行標準任務(wù)所需的步驟。例如，一個(gè)標為“explorer”的窗口容許單擊切換到感興趣的窗口，如觸發(fā)窗口、設置窗口或波形窗口，減少了用戶(hù)用于操作的時(shí)間而把更多的時(shí)間用于解決問(wèn)題。波形和列表窗口的可用性也得到增強，從而允許用戶(hù)更深入地觀(guān)察數據。

　　軟件可以安裝在任何運行Windows XP Professional 或 Windows 2000的計算機上，安裝后就可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò )來(lái)連接和控制新型邏輯分析儀。利用最新的PCI-Express技術(shù)全速運行的快速千兆局域網(wǎng)接口加快了計算機和邏輯分析儀之間的數據傳輸。兩個(gè)部分都使用了改進(jìn)的底板技術(shù)，比以前的型號增加了300%的數據吞吐量。

　　本文小結

　　邏輯分析儀的這些新發(fā)展使其在易用性、速度和性能方面有了新的提高，因而設計工程師們得以看到更多信息，并更快獲得他們所需的答案。除此以外，他們還能向后兼容現有的邏輯分析儀模塊，從而為客戶(hù)提供了一種十分理想的升級方案。相關(guān)軟件中還提供了包括自動(dòng)化測量在內的許多新功能，用戶(hù)接口也有很大改善。軟、硬件結合起來(lái)，就為用戶(hù)提供了一套具備先進(jìn)的信號捕捉和分析能力以及優(yōu)秀的易用性的邏輯分析儀工具。