广告

【360度看新一代示波器】:使用FlexChannel应对多总线系统调试

2019-12-09 泰克科技 阅读:
【360度看新一代示波器】:使用FlexChannel应对多总线系统调试
多数嵌入式系统都采用多总线结构,为了观察这些系统,调试和检验工具必须能够显示多条总线的活动,以及传感器、促动器、显示器和接口信号。挑战在于不仅要查看多条总线,而且每条总线都要求不同的信令传送方法,因此需要不同的探测方法。某些总线可以使用单端测量观察,其他总线则要求差分测量。为了查看多条总线,您可能要利用数字逻辑通道,大大扩展通道数量。

多数嵌入式系统都采用多总线结构,为了观察这些系统,调试和检验工具必须能够显示多条总线的活动,以及传感器、促动器、显示器和接口信号。挑战在于不仅要查看多条总线,而且每条总线都要求不同的信令传送方法,因此需要不同的探测方法。某些总线可以使用单端测量观察,其他总线则要求差分测量。为了查看多条总线,您可能要利用数字逻辑通道,大大扩展通道数量。tSiednc

新型FlexChannel 输入通道可以使用范围最广泛的探头,满足测量多个不同信号的需求。每条FlexChannel 可以测量:tSiednc

  • 使用无源探头测量一个单端模拟信号
  • 使用 TLP058 逻辑探头接入 8 条数字通道,测量 8 个数字逻辑信号。
  • 使用 TekVPI®差分电压探头测量 1 个差分电压信号。
  • 使用 IsoVuTM 隔离测量系统测量1 个光隔离差分电压信号
  • 使用 TekVPI®电流探头测量 1 个电流信号

031ednc20191205tSiednc

泰克新4系列MSO示波器的FlexChannel技术使每个通道的输入都可以用作一个模拟通道或8个数字逻辑输入(使用TLP058逻辑探头),或同时使用模拟和频谱视图,每个域都有独立的采集控制,可以根据需求进行灵活配置。要想捕获高保真总线信号,需要重点考虑几个方面的因素。tSiednc

采集单端总线信号

许多常用的低速和中速总线都采用单端信令,用相对于系统接地的特定电压表示数字信号。一般使用示波器标配无源电压探头或使用混合信号示波器上的数字探头捕获这些模拟信号。FlexChannel 输入同时支持这两种探头类型,应考虑的部分重要因素包括:tSiednc

  • 地线要尽可能短。为了成功地采集模拟信号,首先要保证每条通道的基准电压通过低电感路径连接到示波器上。
  • 确保测量系统的上升时间小于信号上升时间的五分之一。示波器和探头的性能必须能够充分真实地表示信号。常用准则是确保测量系统的带宽至少是信号带宽的五倍,采样率至少是信号带宽的3-5 倍。
  • 对 MSO 上的数字逻辑电路,示波器和探头的综合系统带宽应足以捕获信号,数字通道上的采样率应至少是信号频率的10 倍。性能通常用带宽或可以检测的最小脉宽表示。
  • 确保探头阻抗相对于信号源阻抗很大,最大限度地降低探头负载对信号的影响。
  • 对低功率电路,这主要是探头的输入电阻;对高速信号,这主要是探头的输入电容。

采集差分总线信号

为改善总线抗噪声能力,同时为了改善更高速的总线的信号完整性,通常会使用差分信令。与单端信令不同,差分信令用两个信号之间的电压差表示。对某些低频率应用,可以使用单端探头捕获差分信号的每一侧,示波器可以计算数学差。在实践中,由于探头增益、传播延迟和补偿差异,这种技术特别容易发生错误。捕获差分信号最可靠的方式是使用有源差分探头,其在探头尖端采用差分放大器,来传感电压差异。tSiednc

上面列明的单端探头的性能考虑因素同样也适用于数字探头。但是,必须注意差分探头能够忽略或抑制共模信号。这些探头的一个主要指标是关心的频率上的共模抑制比(CMRR)。泰克提供了各种不同性能的差分探头,包括为最苛刻的测量环境设计的光隔离IsoVuTM 差分测量系统。tSiednc

对所有信令方式 - 阈值是关键

不管采用哪种技术捕获信号,总线信号的模拟表示一般都连接到示波器上。在正确解释总线信号前,模拟信号必须与阈值对比,如果超过阈值,那么一般解释为高(“1”);如果低于阈值,那么一般解释为(“0”)。( 在某些情况下,模拟电压会与数字逻辑探头内部的阈值进行对比。)tSiednc

许多嵌入式设计基于多个逻辑家族,要求使用各种数字阈值。有的示波器支持每条通道设置专用阈值,可以实现最大的调试灵活性和采集保真度。tSiednc

使用波形触发模式隔离信号完整性问题tSiednc

在调试并行总线或串行总线的信号完整性问题时,首先应使用高级示波器中的标准触发模式,捕获违反设计规范的信号:tSiednc

  • 可以使用脉宽触发,隔离时钟线和数据线上的毛刺和最小脉宽违规。
  • 可以使用超时触发,隔离漏掉的脉冲,如时钟信号中。
  • 可以使用上升时间和下降时间触发,隔离设计中太快或太慢的信号边沿。
  • 可以使用欠幅脉冲和窗口触发,隔离幅度不正确、太低或太高的数字信号。
  • 多通道建立时间和保持时间触发功能会把一个或多个数据信号的定时与时钟信号进行对比,检测元器件建立时间和保持时间违规。

嵌入式系统设计越来越复杂,集成的信号种类越来越多。一旦解决了任何信号完整性问题,接下来要检验更广泛的系统的工作方式是否符合预期。新系列MSO为调试和检验多总线系统提供了最优秀的工具,它采用15.6 英寸超大高清显示器,显示区域是10.4 英寸显示器的两倍,高清分辨率可以支持多个信号和总线。tSiednc

 tSiednc

本文为EDN电子技术设计 原创文章,禁止转载。请尊重知识产权,违者本司保留追究责任的权利。
  • 微信扫一扫
    一键转发
  • 最前沿的电子设计资讯
    请关注“电子技术设计微信公众号”
  • 摩擦起电会是能量采集的下一个来源吗? 我们为何不持续寻找一种新的能量采集方式?因为它通常是免费的(忽略前期成本)、方便,并解决了许多实际的安装/更换问题。但是在能量达到可以采集之前,电子和负载方面有两个前端问题需要解决…
  • 小小被动元器件也有大学问 在“高性能被动元器件发展论坛”上,七家厂商分享了有关高性能被动元器件的发展趋势及技术挑战等热门主题。会议最后还召开“国产高性能被动器件的机会和挑战”的圆桌论坛,共同探讨了被动元器件之高性能与挑战、国产化进程、缺货涨价和应对方法,以及市场应用四个重要议题。
  • 高精度极限电阻的测试技巧 在“高性能被动元器件发展论坛”上,是德科技饶骞分析了传统的极限电阻测试中存在的问题,提出了针对不同阻值的极限电阻的精确测量手段和方法,包括三个部分:小电阻的高精度测量、超高电阻测量、材料漏电流或绝缘阻抗测量。
  • DDR5对比DDR4,重新做电路设计时要注意什么? DDR5是为了满足从客户端系统到高性能服务器的广泛应用,在省电性能方面持续增加的需求所设计;特别是后者正面临密集的云端与企业数据中心应用越来越高的性能压力...
  • 华为也要进军无人机? 无人机是一个看似高大上,实则非常难做而且目前市场容量还很小,但是不排除未来能够普及爆发,因此各大厂商都曾经或者想要进入。最近,看到华为也在储备这方面的专利。
  • 为什么高速数据通道需要重定时器? 转接驱动器和重定时器这类信号调节技术在许多系统环境中都非常有用,但当数据速率超过10Gbps时,转接驱动器便不再适合许多应用。在OIF/以太网、PCIe以及USB生态系统中,重定时器实现了所需的信号完整性,提供了稳健、明确的发展线路以及低成本的系统解决方案,可以充分满足消费者的需求。
广告
热门推荐
广告
广告
EE直播间
在线研讨会
广告
广告
面包芯语
广告
向右滑动:上一篇 向左滑动:下一篇 我知道了