邏輯分析儀測試在基于FPGA的LCD顯示控制中的應(yīng)用

3、連接方式

在邏輯分析儀與被測電路相連時，一般邏輯分析儀的標準配件有兩種連接形式，一種是插針連接方式，這需要實驗板上預(yù)留排針式的測試端口，這種情況一般出現(xiàn)在專業(yè)的測試板上，連接比較輕松；另一種是飛機頭連接方式，這種連接方式測試鉤非常小巧，可以隨意鉤在實驗板的測試管腳，對實驗板沒有特殊要求，如圖6所示。另外，我們北京海洋興業(yè)科技有限公司與美國Pomona公司合作提供很多其它形式的連接方式，如微型SMD測試夾、集成電路測試夾等等，根據(jù)用戶的需求建立不同的邏輯分析儀測試方案。

圖6 邏輯分析儀通過飛機頭連接被測電路
4、邏輯分析儀的使用

為了更方便、更快捷的解決設(shè)計中存在的問題，我們需要很好的使用邏輯分析儀，利用其獨有的特點和豐富的功能調(diào)試棘手的問題，所謂磨刀不誤砍柴工，如果可以很好地駕馭測試手段，就可以達到事半功倍的效果。下面我們主要介紹OLA2032B邏輯分析儀在這個設(shè)計實驗中如何最大的發(fā)揮作用。

1) Auto-Scale功能

將邏輯分析儀的測試線與被測電路中想要觀察的信號管腳連接好之后，不需要任何設(shè)置，只要按下Auto-Scale功能鍵，待測信號便可以在屏幕上顯示，類似于數(shù)字示波器的Auto-Set功能，給邏輯分析儀的使用帶來前所未有的方便。如圖7所示，接入的13路信號全部顯示在屏幕上。

圖7 Auto-Scale功能

2) 總線形式顯示

由于邏輯分析儀的通道數(shù)很多，OLA2032B擁有32路數(shù)據(jù)通道，如果同時顯示這些信號，未免會顯得雜亂無章，這是我們需要總線形式顯示一組或幾組信號，每組的通道個數(shù)可根據(jù)實際情況設(shè)定，并且每組的信號有高位或地位的順序關(guān)系。例如，此實驗中，S0-S7是讀寫指令共用的數(shù)據(jù)通道，其它S8-S12為5路控制線，為了方便，可以將S0-S7設(shè)置成總線形式，并以十六進制或者十進制顯示，這樣可清晰的理解設(shè)計者的指令，如圖8所示，可以看出大部分時間寫入的數(shù)據(jù)為0，對照液晶顯示控制指令表，可以看出寫入的是液晶屏上空白的地方。

圖8 總線形式顯示

3) 通道命名

由于邏輯分析儀的通道數(shù)比較多，可以通過顏色來區(qū)分不同的通道，也可以給每一個通道命名，如圖所示，我們給每個通道定義與實際意義相符的名字，這樣就非常好區(qū)分，方便觀察時序關(guān)系。通道的命名可以在儀器上操作，也可以在計算機軟件上操作，后者使用計算機鍵盤，更加快捷。

4) 計算機軟件

OLA2032B邏輯分析儀可以通過一根USB電纜與計算機相連，通過配套軟件，可以讀取采集的信號數(shù)據(jù)和設(shè)置，可以在PC上控制儀器，并且讀取數(shù)據(jù)和控制儀器的速度都非常快，均可以達到USB2.0的速度，在計算機上顯示的信號波形基本與計算機上的波形同步，沒有延時。圖7圖8均為計算機存儲的圖片。

5) 觸發(fā)功能

同示波器類似，OLA2032B邏輯分析儀也具備豐富的觸發(fā)功能，包括高階的多階觸發(fā)、或階觸發(fā)等等。首先可以設(shè)置每個通道的狀態(tài)進行觸發(fā)，如上升沿、下降沿、高電平、低電平等狀態(tài)；其次可以進行脈沖寬度觸發(fā)，捕獲毛刺；另外可以進行多階觸發(fā)、或階觸發(fā)，我們稱之為既并行又串行的觸發(fā)，這種觸發(fā)方式可以用來分析數(shù)據(jù)的包頭、包尾等。在我們的實驗中，我們可以根據(jù)信號的時序關(guān)系觸發(fā)指定位置，例如圖8的觸發(fā)方式為使能端EN的下降沿，這里只用到了最簡單的單通道下降沿觸發(fā)方式。

6) 觀察時序使用測量功能

如前所述，對于液晶屏幕的讀寫時序有嚴格的時間限制，如果顯示出現(xiàn)錯誤，很可能是因為讀寫時序以及其持續(xù)時間不滿足要求，所以我們需要使用邏輯分析儀的光標測量功能來查找問題所在。OLA2032B提供了三組六根光標，可以測量每根光標對應(yīng)基準位置的時間差和沒組光標兩根之間的時間差，這樣便可以將測量結(jié)果與液晶顯示器參數(shù)對照，查找問題所在。請對比圖8與圖3的時序關(guān)系。

四、使用邏輯分析儀的注意事項

1、輸入信號的電壓

由于數(shù)字信號的電平均較低，一般在5V以內(nèi)，所以邏輯分析儀的耐壓能力較差，所以盡量不要將電壓較高的信號，長時間的接入邏輯分析中。例如，邏輯分析儀有時也可以用來測量和分析一些串行總線，如I2C、SPI等串行總線，但是一般不用邏輯分析儀分析RS232總線，因為RS232的電平較高，超過了邏輯分析儀的耐壓能力。

2、信號閾值

閾值是判決信號為高電平或低電平的門限電平，所以對于同一個信號，對應(yīng)不同的閾值可能得到不同的結(jié)果，所以我們要根據(jù)實際情況選擇閾值大小，有些用戶想要雙閾值的判決，可是大多數(shù)邏輯分析儀沒有這項功能，一般將邏輯的域值設(shè)置成高電平的門限即可。

3、存儲深度

邏輯分析儀在采集信號時都會將采集到的信號存儲到存儲器(Memory)中，根據(jù)用戶的要求，需要采集多長時間、定時分辨率為多少來設(shè)置存儲深度，OLA2032B最大存儲深度為512Kbit/每通道。

4、數(shù)字信號與模擬信號的相關(guān)性

邏輯分析儀觀測到的信號，我們稱之為“偽信號”，只有高低電平之分，也就是說邏輯分析儀觀察到的信號只有水平軸是有意義的，它反映信號的時間關(guān)系，而垂直軸是沒有意義的，它并不代表幅度，如果信號出現(xiàn)了問題，尤其是串?dāng)_、毛刺等現(xiàn)象，我們要是想知道其來源以及產(chǎn)生原因，還需要與其它儀器相配合，如示波器、頻譜分析儀等等。

小結(jié)

本文介紹了邏輯分析儀在EDA教學(xué)中的應(yīng)用，通過OLA2032B邏輯分析儀調(diào)試基于FPGA的LCD顯示控制設(shè)計方案的實驗。在測試的過程中，我們可以發(fā)現(xiàn)邏輯分析儀在基礎(chǔ)教學(xué)中起著很重要的作用，比示波器更適合調(diào)試數(shù)字電路。實踐證明，邏輯分析儀可以縮短我們的設(shè)計時間，解決其它儀器或者軟件解決不了的問題，并且它是多通道的時序分析的唯一解決方案，它可以同時看到硬件電路實際輸出的多路信號。我們北京海洋興業(yè)科技有限公司推出的OLA2032B邏輯分析儀，希望可以解決邏輯分析儀在基礎(chǔ)教學(xué)中作壁上觀的現(xiàn)狀，較高的性價比真正做到讓數(shù)字電路教學(xué)用得起邏輯分析儀。在這里非常感謝清華大學(xué)的老師給我們這樣好的平臺，使我們對我們的產(chǎn)品更有信心。

參考文獻
[1] 許忠信. LCD顯示控制器設(shè)計. 清華大學(xué)EDA實驗實驗教程.
[2] 康世胤. 基于FPGA的隨機序列發(fā)生器和LCD控制器. 清華大學(xué).
[3] 王樂. 邏輯分析儀基礎(chǔ)知識簡介. 北京海洋科技有限公司網(wǎng)站. 06.12.25.
[4] 王樂. 邏輯分析儀的使用. 北京海洋科技有限公司網(wǎng)站. 07.05.08.
[5] 周家明. 邏輯分析儀與示波器的比較. 北京海洋科技有限公司網(wǎng)站. 07.02.15