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(tǒng)設計中，不但需要測試和調試2.5 GHz串行總線及其相關的高級協(xié)議，還要面臨如何讓32位傳統(tǒng)總線工作在800 MHz高數(shù)據(jù)率下的問題，因此，復雜高速嵌入式系統(tǒng)的設計、開發(fā)、測試和調試面臨著新的挑戰(zhàn)，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題。

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

　　如今的系統(tǒng)中除了引入RapidIO 和 PCI Express等新的高速串行互連和外設總線以外，并行總線在短期內(nèi)仍將存在。于是，在新的嵌入式系統(tǒng)設計中，不但需要測試和調試新的2.5 GHz串行總線及其相關的高級協(xié)議，還要面臨如何讓32位的傳統(tǒng)總線工作在今天800 MHz的高數(shù)據(jù)率下的問題。如今使用的傳統(tǒng)總線帶寬很寬，而且數(shù)據(jù)率已經(jīng)接近銅質并行總線可達到的數(shù)據(jù)率上限。因此，新的復雜高速嵌入式系統(tǒng)的設計、開發(fā)、測試和調試就面臨著新的挑戰(zhàn)。這種挑戰(zhàn)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(例如一個數(shù)據(jù)率高于2.5 GS/s的PCI Express 串行數(shù)據(jù)流)時，工程師都可能面臨這樣的問題。

　　信號完整性問題

　　要保證數(shù)字信號具備足夠的信號完整性，需要在設計階段進行詳細分析，并利用經(jīng)驗測量法對設計原型進行特性描述，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，或FB-DIMM(全緩沖雙列直插內(nèi)存模塊)等新的雙數(shù)據(jù)率存儲器技術，以及移動通信市場上最新的處理器和總線系統(tǒng)之類高速和高度復雜的設計時，信號完整性問題就變得越發(fā)重要。

　　工程師在遇到這樣的挑戰(zhàn)時，就應該選擇邏輯分析儀來幫助設計。近年來，邏輯分析儀的性能和易用性都有突飛猛進的發(fā)展，而對于具備視窗用戶接口和基于視窗的開放式PC控制器、所有數(shù)據(jù)按照時間關系自動顯示在同一屏幕上的現(xiàn)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行精簡或者擴充其功能以滿足將來的要求。

　　然而，考慮到市場需求變化迅速的本質，測試測量儀器廠商往往需要不斷改進產(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(nèi)部顯示屏；

*面板上設置更多快捷鍵(盡管許多用戶都希望保留控制旋鈕用于某些操作)；

*導航步驟更簡單，每一操作的步驟也更少；

*用戶接口的響應更多；

*數(shù)據(jù)上載更快；

*采用帶有新式外設的先進的PC 控制器；

*自動化數(shù)據(jù)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，為了保護自身的投資(這一投資通常相當大)，用戶需要一種簡單的能夠從已有的邏輯分析儀升級的方案。

　　隨著TLA7012 便攜式主機和TLA7016臺式主機兩種新型邏輯分析儀的出現(xiàn)，這些問題都已得到解決。在滿足上述的兼容性需求的同時，這些新儀器提供了3倍于老型號主機的數(shù)據(jù)吞吐量，可以更快捷地分析數(shù)據(jù)、更迅速地放大、搜索、濾波和滾屏。兩種新儀器都使用Windows XP專業(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。

　　信號探測問題

　　由于新的更快速的嵌入式系統(tǒng)總線及其相關信號完整性問題的出現(xiàn)，我們必須重新安排設計周期。如今，數(shù)字設計工程師必須在設計周期的更早階段就開始考慮設計的測試和調試。在設計周期中，導致任務分配產(chǎn)生變化的根本原因就是在現(xiàn)代嵌入式系統(tǒng)的探測中出現(xiàn)了新的挑戰(zhàn)。過去，一個系統(tǒng)的測試和調試是在設計過程的最后階段才考慮的，然而，若要滿足上市時間的要求，就必須對當今這些高性能嵌入式系統(tǒng)的設計過程進行重新考慮。現(xiàn)在，在設計周期的初始階段，設計者就需要考慮在哪里進行探測、使用哪種類型的探頭。

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

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

　　為了檢測現(xiàn)代系統(tǒng)中如地彈(ground bounce)、串擾和阻抗失配等信號完整性問題，最佳方案是采用能夠同時觀察數(shù)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應用軟件將過去通過人工完成的許多測量任務自動化，而且還提供了邊沿計數(shù)、頻率測量、脈寬測量和通道－通道延遲測量等新的參數(shù)測量功能，因而開發(fā)人員能夠更快地驗證和調試其設計。

　　“拖放”觸發(fā)功能簡化了對問題和感興趣數(shù)據(jù)的隔離操作。這一特性允許用戶簡單地拖動常規(guī)觸發(fā)事件，例如當需要在上升沿或總線等于某值時觸發(fā)，只需從選擇板中把這些觸發(fā)事件拖進波形窗口。

　　新軟件的用戶接口更直觀，操作也更簡單，減少了執(zhí)行標準任務所需的步驟。例如，一個標為“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，減少了用戶用于操作的時間而把更多的時間用于解決問題。波形和列表窗口的可用性也得到增強，從而允許用戶更深入地觀察數(shù)據(jù)。

　　軟件可以安裝在任何運行Windows XP Professional 或 Windows 2000的計算機上，安裝后就可以通過網(wǎng)絡來連接和控制新型邏輯分析儀。利用最新的PCI-Express技術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(shù)據(jù)傳輸。兩個部分都使用了改進的底板技術，比以前的型號增加了300%的數(shù)據(jù)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(xiàn)有的邏輯分析儀模塊，從而為客戶提供了一種十分理想的升級方案。相關軟件中還提供了包括自動化測量在內(nèi)的許多新功能，用戶接口也有很大改善。軟、硬件結合起來，就為用戶提供了一套具備先進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。