技術交(jiāo)流
數字示波器在通用串(chuàn)行(háng)總線開(kāi)發中的應用
來源: 發布時間:2016-12-29 浏覽量(liàng):48
在嵌入式系統的(de)開發過程中，串行總線的協議分析(xī)一直是一件令工(gōng)程師頭疼(téng)的工作(zuò)。在有邏輯分析儀的情況下，工程(chéng)師需要進行複雜的觸發條件設定，才能捕獲到需(xū)要的(de)數據(jù)，這樣既需要昂貴的設備(bèi)投資也要(yào)花費大量的時間進行儀器設置;随着示波器技術的不斷發展，串(chuàn)行總線觸發和分(fèn)析功能(néng)在一些高端示波器中出現，并受到嵌入式工(gōng)程師的歡迎。但不同廠(chǎng)家的示波器在串行總線分析方(fāng)面的功能和性能是有很大區别(bié)的(de)。
在嵌入式系統中(zhōng)，往往同時存在兩種甚至兩種以上的串行總線結構，例如汽車電子中CAN和LIN總線經常同時被(bèi)使用，也經常需要分析兩種總線的通訊配合是否出現問題。而多數帶串行總線觸發(fā)功能的示波器同時(shí)隻能觸發一種總線(xiàn)，要實現CAN和LIN總線同時(shí)觸發(fā)，隻能使用兩台(tái)示波器，而兩台示波器的同步(bù)問題也很(hěn)難解決。DLM2000系列示波器(qì)的雙總線觸發功能則可以輕松實現任意兩種串行總線的組合觸發。
在顯示解碼結果的同時，還可以顯示(shì)所有捕獲幀的解(jiě)碼列表，非常便于波形(xíng)與解碼結果(guǒ)的對應(yīng)觀測。
要獲(huò)得正确的解碼結果，需要根據不同的總線參數對示波器進行設置。以CAN總線分析爲例，需要指定總線類型爲CAN，設置CAN信号對應的通道(dào)，通過(guò)調節(jiē)觸發電平(píng)和時間(jiān)軸對CAN總線進行觸發，然後調節比特率，設置隐形電平等，如果是SPI總(zǒng)線，還要指定3線制或(huò)4線制，指定時鍾信号，片選信号。這個設(shè)置過程需要非常仔細，其中任何一項設置得不合适，解(jiě)碼結果都有複雜(zá)的設置過程浪費了一部分調試時間，沒有充分發揮示波器提高開發效率的作用。而DLM2000示波器實現了串行總線觸發和解碼分析的自動設置，用戶隻(zhī)需要設置好總線類型和信号(hào)源通道(dào)，系統便(biàn)可以自動調整比特率，觸發電平，隐形電平等其他設置(zhì)，在短短兩秒鍾内就(jiù)可以将(jiāng)觸發波形和解碼結果(guǒ)同步顯示出來(lái)。這一功(gōng)能使繁瑣的串行總線設置(zhì)變得非常方便，大大提高了工程師的開發效率。
使用(yòng)示波器進(jìn)行串行總線(xiàn)觸發
使(shǐ)用普通示波器隻能進行(háng)一般的邊沿觸發和脈寬觸發，很難捕捉到複雜的(de)串行總線波形(xíng)。而使(shǐ)用帶有串行總線(xiàn)觸發功能(néng)的示波器可以方便地捕獲到需要的串行數據。橫河公司(sī)的DLM2000系列(liè)數字示波器支(zhī)持多種常用串行總線的觸發，包括CAN/LIN/I2C/SPI/UART，甚(shèn)至可(kě)以對用戶自己定義的(de)非(fēi)标準串行總線進行觸發。根據每(měi)種總線結構的不(bú)同，可以設置多種(zhǒng)觸發模式。觸發模式越多，捕獲數據的能力就(jiù)越強。在嵌入式系統中(zhōng)，往往同時存在兩種甚至兩種以上的串行總線結構，例如汽車電子中CAN和LIN總線經常同時被(bèi)使用，也經常需要分析兩種總線的通訊配合是否出現問題。而多數帶串行總線觸發(fā)功能的示波器同時(shí)隻能觸發一種總線(xiàn)，要實現CAN和LIN總線同時(shí)觸發(fā)，隻能使用兩台(tái)示波器，而兩台示波器的同步(bù)問題也很(hěn)難解決。DLM2000系列示波器(qì)的雙總線觸發功能則可以輕松實現任意兩種串行總線的組合觸發。
使用示波(bō)器進行(háng)串(chuàn)行總線解碼分析
觸發到(dào)需要的串行數(shù)據後，工程師面對的仍然是數據的原(yuán)始(shǐ)波形，要想進行高效的總線分析，需要對波形進行解碼。目前，數字示波器中所用的解碼技術包括軟件解碼和硬件解碼(mǎ)。軟件解碼是将波(bō)形數據通過示波器中的軟件進(jìn)行運算獲得解碼結(jié)果(guǒ)，雖(suī)然可以(yǐ)降低硬件成本，但(dàn)對CPU的(de)運算速度要求很(hěn)高。在實際應用中，采用軟件(jiàn)解碼的示波器解碼一次需要幾秒甚至十幾秒的時間。這樣的解碼速度已經失去了實時分析的意義，因爲大多數數據已經(jīng)在等待解碼中丢失了。少(shǎo)數高端示波器采用了硬件解(jiě)碼技術解決了這(zhè)一問題，使實時解碼分析成(chéng)爲可能。在顯示解碼結果的同時，還可以顯示(shì)所有捕獲幀的解(jiě)碼列表，非常便于波形(xíng)與解碼結果(guǒ)的對應(yīng)觀測。
要獲(huò)得正确的解碼結果，需要根據不同的總線參數對示波器進行設置。以CAN總線分析爲例，需要指定總線類型爲CAN，設置CAN信号對應的通道(dào)，通過(guò)調節(jiē)觸發電平(píng)和時間(jiān)軸對CAN總線進行觸發，然後調節比特率，設置隐形電平等，如果是SPI總(zǒng)線，還要指定3線制或(huò)4線制，指定時鍾信号，片選信号。這個設(shè)置過程需要非常仔細，其中任何一項設置得不合适，解(jiě)碼結果都有複雜(zá)的設置過程浪費了一部分調試時間，沒有充分發揮示波器提高開發效率的作用。而DLM2000示波器實現了串行總線觸發和解碼分析的自動設置，用戶隻(zhī)需要設置好總線類型和信号(hào)源通道(dào)，系統便(biàn)可以自動調整比特率，觸發電平，隐形電平等其他設置(zhì)，在短短兩秒鍾内就(jiù)可以将(jiāng)觸發波形和解碼結果(guǒ)同步顯示出來(lái)。這一功(gōng)能使繁瑣的串行總線設置(zhì)變得非常方便，大大提高了工程師的開發效率。