低速串行總線信號的采集解碼和調(diào)試
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Figure 1：力科示波器能夠測試和解碼的低速串行總線協(xié)議非常廣泛。
Figure 2：使用差分方式的串行信號差分編碼的串行信號可以共立使用示波器內(nèi)置的數(shù)學(xué)計(jì)算方式分離出來（使用示波器的兩個(gè)通道分別采集兩根差分線信號，然后做通道間相減運(yùn)算，得出實(shí)際差分信號），或者使用更好得一種方式：直接使用差分探頭采集。差分探頭是專為采集差分信號而設(shè)計(jì)的，它提供了兩路基本相同的信號采集路徑，相同的信號衰減匹配，相同的頻率響應(yīng)和時(shí)間遲滯。兩路信號接入差分探頭內(nèi)置的差分放大器，可以最大化探頭的共模抑制比( CMRR)，分離出相應(yīng)的單端信號用于示波器后面的分析工作。與差分信號串行總線相對的，一些低速串行信號，如I2C信號，使用一組雙線拓?fù)?/strong>組成信號線，SDA，和時(shí)鐘線，SCL。首先，采集和調(diào)試串行總線第一步應(yīng)該是驗(yàn)證物理信號的完整性和信號質(zhì)量，之后再進(jìn)行協(xié)議分析，因?yàn)槲锢韺有盘柕姆€(wěn)定性和有效性對于整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定至關(guān)重要。 現(xiàn)代數(shù)字示波器中，我們可以使用毛刺Glitch，欠幅Runt，跌落Dropout，和觸發(fā)抑制等功能幫助我們捕獲和觸發(fā)時(shí)鐘或串行數(shù)據(jù)中的錯(cuò)誤。也可以使用如WaveScan功能，能夠觸發(fā)（或靜態(tài)掃描）非線性的上升邊沿、不符合協(xié)議規(guī)范的上升／下降時(shí)間，或不符合串行數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格的其他信號特征。目前示波器行業(yè)存在兩種不同的解決方案定位信號異常，大多數(shù)福祿克品牌的示波器通過增加觸發(fā)速度（刷新率）和使用余輝顯示發(fā)現(xiàn)信號異常。但是力科示波器使用智能觸發(fā)模式，通過觸發(fā)設(shè)置快速定位異常。原因是所謂的快刷新模式仍然有很大的示波器死區(qū)時(shí)間，在死區(qū)時(shí)間段內(nèi)示波器仍有可能丟失一閃而過的錯(cuò)誤信號，特別是非常偶發(fā)的錯(cuò)誤。而力科示波器的智能觸發(fā)能夠使示波器10096時(shí)間處于觸發(fā)準(zhǔn)備狀態(tài)（無死區(qū)時(shí)間），一旦有希望觸發(fā)的信號出現(xiàn)，示波器即能夠迅速捕獲。另外，大多數(shù)的快速刷新模式無法與高級觸發(fā)選項(xiàng)配合使用，而只能讓用戶使用簡單的邊沿觸發(fā)模式，但是邊沿觸發(fā)對于調(diào)試串行總線信號毫無用處，因?yàn)槊恳粋€(gè)有效位信號都是脈沖信號。那么智能觸發(fā)又是如何保證信號捕獲的？智能觸發(fā)掃描進(jìn)入示波器的每一個(gè)狀態(tài)，在滿足觸發(fā)條件之前，示波器的觸發(fā)沒有任何死區(qū)時(shí)間，直到捕獲到感興趣的異常信號。使用“Normal”采集模式配合智能觸發(fā)能夠增加異常信號觸發(fā)幾率，增加采集存儲深度和更好的采集信號分析能力。許多現(xiàn)代德圖示波器也允許將采集到的波形實(shí)時(shí)保存到示波器本地，然后迅速重置觸發(fā)繼續(xù)監(jiān)視總線信號。但是這段保存波形的時(shí)間實(shí)際上無法控制，會比預(yù)期的時(shí)間長得多。有些示波器也使用智能采集模式，但是無法設(shè)定確切得觸發(fā)條件。我們在CANBus信號中搜索Runt欠幅的條件。任何滿足條件的欠幅信號都會被捕獲并停止示波器采集進(jìn)行進(jìn)一步分析。圖中左側(cè)的表格中顯示了找到的9個(gè)欠幅數(shù)據(jù)，我們點(diǎn)擊第四個(gè)捕獲的實(shí)例，示波器會自動為我們高亮出波形的位置以及放大后的波形細(xì)節(jié)。
Figure 4：欠幅觸發(fā)可以用于幫助查找CANBus信號完整性問題，上面的曲線顯示的是采集到的長序列原始信號，其中找到了9個(gè)欠幅問題，定位到第四個(gè)欠幅后可以在放大區(qū)域內(nèi)看到波形細(xì)節(jié)。智能觸發(fā)模式不僅可以檢測到欠幅和非線性的上升沿，而且也可以捕獲不符合規(guī)格的占空比，上升／下降時(shí)間，頻率和周期變化，脈寬抖動和時(shí)間遲滯等。示波器還可以搜索異常的過沖或下沖。所有這些搜索的項(xiàng)目都可以配合搜索條件設(shè)置選項(xiàng)，，增強(qiáng)調(diào)試分析的能力。
Figure 5：智能觸發(fā)設(shè)置可以對欠幅，脈沖寬度，頻率，上升／下降時(shí)間，信號跌落等設(shè)置量化的搜索條件每種類型的串行數(shù)據(jù)協(xié)議都有自身的規(guī)格參數(shù)定義了其物理層和協(xié)議層的信息。物理層規(guī)范主要是規(guī)定了實(shí)際信號對于理想信號的容限值。理想和容限值的設(shè)定包括比特率的抖動，數(shù)據(jù)／時(shí)鐘時(shí)間參數(shù)，電平閡值和波形形狀等信息。示波器的模板工具也可以進(jìn)行信號物理層的驗(yàn)證。所示，采集的是FlexRay信號，眼圖模板驗(yàn)證中，不符合模板規(guī)范的信號位置都會被紅圈標(biāo)出。這種現(xiàn)象表示信號序列中有一些部分是不滿足FlexRay協(xié)議規(guī)范的，因此對于系統(tǒng)是非兼容的信號。這種情況下我們必須對信號的設(shè)計(jì)進(jìn)行再次驗(yàn)證和調(diào)試。
Figure 6：Flexray信號波形的眼圖模板測試
Figure 8：觸發(fā)和解碼協(xié)議分析，對于總線上的錯(cuò)誤信息觸發(fā)
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