工程師做數(shù)電系統(tǒng)開發(fā)不可或缺的調(diào)試神器——邏輯分析儀

背景

電子產(chǎn)品開發(fā)過程中最常用的是示波器，但是隨著微處理器如ARM、X86、MIPS等架構(gòu)、GPU、深度學(xué)習(xí)處理器等芯片的發(fā)展，以及智能硬件如雨后春筍般的成長，硬件出現(xiàn)的各種邏輯類bug是經(jīng)常遇到的，當(dāng)SOC（片上系統(tǒng)）的各種接口如SPI、USB、I2C、UART等出現(xiàn)問題的時(shí)候示波器還能勉強(qiáng)應(yīng)付，當(dāng)測量一些總線信號如AXI、PCIe或者需要同時(shí)測量芯片或者板卡上很多引腳信號的時(shí)候，示波器望著那么多的引腳只能道一聲：“臣妾做不到”。這時(shí)候就需要一種專業(yè)的設(shè)備，那就是邏輯分析儀，它是利用時(shí)鐘從測試設(shè)備上采集和顯示數(shù)字信號的儀器，最主要作用在于時(shí)序判定，電子工程師需要分析數(shù)字系統(tǒng)的邏輯關(guān)系。邏輯分析儀不但解決了示波器輸入通道不足的問題，還提供了更加強(qiáng)大的觸發(fā)功能和分析功能，對于數(shù)字電路開發(fā)系統(tǒng)來說，邏輯分析儀是一種很棒的工具。

邏輯分析儀大致可以分為獨(dú)立式和卡式兩種。獨(dú)立式邏輯分析儀是將所有的測試軟件、運(yùn)算管理元件以及整合在一臺儀器之中；卡式虛擬邏輯分析儀則需要搭配電腦一起使用，顯示屏也與主機(jī)分開。ZeroPlus公司推出的LAP-F1是一種卡式邏輯分析儀，采用Xilinx Kintex-7 160T FPGA，這款產(chǎn)品具有64個(gè)通道，對于時(shí)序分析的最高采樣率能夠達(dá)到1G samples/秒，對于狀態(tài)分析的頻率能夠達(dá)到200MHz。能夠完成從信號的捕獲和采集信息存儲到它的DDR3-1600MHz的內(nèi)存里面，到觸發(fā)、按照協(xié)議解碼等一系列的功能，并通過圖形化的方式展示給開發(fā)人員，開發(fā)人員可以根據(jù)信號按照協(xié)議分析是否出錯(cuò)。憑借Xilinx強(qiáng)大的Kintex-7系列產(chǎn)品，這款邏輯分析儀具有較低的功耗和更高的數(shù)字信號處理能力，能夠支持現(xiàn)在主流的PCIe Gen3和10Gigabit 以太網(wǎng)的數(shù)字信號的測量和分析，以及平板顯示器和視頻IP模塊等的邏輯信號的測量和分析。Xilinx FPGA不僅可以為全定制芯片的驗(yàn)證立下悍馬功耗，而且在芯片數(shù)字系統(tǒng)的Debug過程當(dāng)中也能發(fā)揮這么強(qiáng)勁的功能，可謂是文能治國平天下，武能鎮(zhèn)四海威遠(yuǎn)揚(yáng)。

總結(jié)

邏輯分析儀的優(yōu)點(diǎn)在于同時(shí)檢測多路輸入、完善的觸發(fā)功能、強(qiáng)大的分析功能。主要表現(xiàn)在觀察測量波形中是否存在毛刺、干擾、頻率是否正確，對被測量信號進(jìn)行時(shí)序分析，排除操作沖突、時(shí)序協(xié)調(diào)等，對總線信號或高級協(xié)議進(jìn)行分析，加快開發(fā)進(jìn)度，以及用觸發(fā)功能來進(jìn)行錯(cuò)誤捕獲，排除隱藏在系統(tǒng)里面的錯(cuò)誤，增加產(chǎn)品的可靠性等方面。這么多的功能需要一個(gè)強(qiáng)大的大腦來進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析和處理，Xilinx FPGA系列產(chǎn)品會針對目前主流的總線和各種高性能外設(shè)接口的需求開發(fā)出更出色的產(chǎn)品，為更多的硬件產(chǎn)品開發(fā)過程提供更加全方位、多層次、寬領(lǐng)域的服務(wù)。