探究串行總線內(nèi)部的秘密

對此，Agilent公司的Rick Eads也強(qiáng)調(diào)，工程師需要一段時(shí)間才能對PCI Express(PCIe)總線有所熟悉?；赑CIe的計(jì)算機(jī)啟動時(shí)，通過總線協(xié)商確定通路數(shù)和總線帶寬?？偩€開始時(shí)帶寬為2.5Gbps，但協(xié)商期間計(jì)算機(jī)可能會提高此帶寬。Rick Eads認(rèn)為，“如果不能捕捉串行PCIe通訊數(shù)據(jù)并分析數(shù)據(jù)包及其內(nèi)容，工程師馬上就會碰到麻煩。另外，由于PCIe和許多其他總線采用了8b/10b編碼，工程師需要查看字節(jié)值，而不是10位波形。”

適當(dāng)?shù)挠|發(fā)條件

但是，除非工程師問題的具體位置，否則檢查大量分為字節(jié)或高層數(shù)據(jù)包的串行傳送數(shù)據(jù)，對于找到問題并沒有幫助。與利用觸發(fā)來控制存儲示波器操作的道理一樣，工程師也可以設(shè)置觸發(fā)條件，決定總線分析儀何時(shí)開始或停止采集信息。通?？梢栽诔霈F(xiàn)特定的錯誤狀態(tài)、數(shù)據(jù)包出現(xiàn)不正常數(shù)據(jù)或在某個(gè)錯誤地址出現(xiàn)時(shí)，創(chuàng)建一個(gè)觸發(fā)條件以偵測信息。

在采集內(nèi)存或緩存長度固定的情況下，對于特定的采集速率，可以將觸發(fā)點(diǎn)指向緩存采集期內(nèi)的任何位置。因此，當(dāng)儀器檢測到滿足觸發(fā)條件時(shí)，會開始采集數(shù)據(jù)，也可以利用觸發(fā)停止采集信息。有時(shí)，可能需要將儀器設(shè)置為檢測到觸發(fā)條件之前和之后采集數(shù)據(jù)，以便能看到導(dǎo)致觸發(fā)的事件和隨后發(fā)生的事件。

LeCroy公司Michael Lauterbach博士指出，“觸發(fā)可以依據(jù)多個(gè)條件，在我們的MS-500混合信號產(chǎn)品中，可以在多達(dá)36路數(shù)字通道上設(shè)置電壓閾值、位模式、信號邊沿變化和其他單個(gè)條件或多個(gè)條件的組合。并可以設(shè)置觸發(fā)順序，如僅在發(fā)生事件Y后發(fā)生事件X時(shí)觸發(fā)。還可以選擇性地采集數(shù)據(jù)，例如采集與某個(gè)特定地址有關(guān)的數(shù)據(jù)或是滿足其他條件的數(shù)據(jù)。”

同樣，F(xiàn)inisar Bus Doctor協(xié)議分析儀也提供了12個(gè)觸發(fā)級別，每個(gè)都可以單獨(dú)設(shè)置觸發(fā)條件。觸發(fā)設(shè)置可以視為一個(gè)小型狀態(tài)機(jī)。Finisar公司Eric Lanning解釋說，“可按需要設(shè)置觸發(fā)條件，該儀器可在發(fā)生一個(gè)事件時(shí)觸發(fā)，然后準(zhǔn)備好等待同一觸發(fā)事件再次發(fā)生。由于我們可以捕捉1024個(gè)緩存數(shù)據(jù)，所以工程師可以建立一個(gè)測試，讓它在周末期間運(yùn)行并累積1024組觸發(fā)跟蹤數(shù)據(jù)。”

縮短板卡到示波器之間的引線

“在計(jì)劃購買一臺分析儀或混合信號示波器時(shí)，還需要明確儀器探頭會對信號產(chǎn)生多大影響，”Michael Lauterbach博士提醒說，“人們并不想買一臺能破壞信號的儀器而引入新的麻煩，但是工程師有可能會忽視探頭和待測試信號之間的交互作用。一般來說，從用戶的板卡到混合信號示波器之間的引線應(yīng)盡可能短。”

“我們建議工程師在分析PCI Express信號時(shí)采用中間總線（Mid-bus）探頭，”Tektronix公司Randy White說，“有源探頭連接到專為PCI Express總線連接而設(shè)置的PCB焊盤上，當(dāng)然，工程師事先必須在他們的PCB板上設(shè)計(jì)占位，但他們通常會忽視后續(xù)測試中讀寫PCIe信號的需要。”Tektronix和其它公司為中間總線探頭提供符合工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)械和電氣規(guī)格。它有一個(gè)可拆卸固定模塊，可將中間總線探頭固定在PCB焊盤上。

在最終投產(chǎn)PCB時(shí)，可從最終定型板卡的PCB布線中去掉中間總線探頭的接觸測試焊盤。但是，Randy White指出，許多工程師也會將測試焊盤保留在板上，以便進(jìn)行后續(xù)的測試驗(yàn)證。所以，如果不需要利用該部分空間，可在設(shè)計(jì)中保留測試焊盤。

如果不想或者無法增加專用的接觸焊盤，可在PCIe總線上使用一個(gè)內(nèi)插器。內(nèi)插器插入一個(gè)空的PCIe插槽中，并將總線信號轉(zhuǎn)接入總線分析儀。如果系統(tǒng)所有插槽都插入了板卡，可以拆下一塊卡，插入內(nèi)插器，然后將該卡插入內(nèi)插器上的總線槽。但是，必須備好一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)PCIe連接器，不能連接到PCI信號路徑的隨意位置?？偩€分析儀供應(yīng)商還可提供多種兼容探頭和多種總線的內(nèi)插器卡。

分析串行總線有助于保證產(chǎn)品兼容性，跟蹤高層協(xié)議錯誤。有時(shí)，需要將串行總線操作與外部事件聯(lián)系起來。有時(shí)還會需要一臺具有混合信號分析能力的儀器，用來捕獲、顯示和分析串行和并行信號，以及數(shù)字和模擬信號。例如，如果將一個(gè)智能壓力傳感器連接到CAN總線，具用有總線分析功能的混合信號示波器就可以查看模擬的壓力信號，并將其與CAN總線通訊關(guān)聯(lián)起來。因此，可能需要到考慮總線以外的問題，確?？偩€分析儀可以捕獲和關(guān)聯(lián)總線以外的事件和信號。

參考鏈接

[1]“PCI Express 2.0 Digital Validation and Debug Using Serial Logic Analysis Tools, Tektronix. September 2007. WebID: 11792.
www2.tek.com/cmswpt/tidetails.lotr?ct=TI&cs=Application+Note&ci=11792&lc=EN

[2]“Protocol Analyzers vs. Logic Analyzers: Using the Right Tool for the Job,” Finisar. March 2007.