在新的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，不但需要測(cè)試和調(diào)試2.5 GHz串行總線及其相關(guān)的高級(jí)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(wèn)題，因此，復(fù)雜高速嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)、測(cè)試和調(diào)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(wèn)題。

要想成功開(kāi)發(fā)一個(gè)新型嵌入式系統(tǒng)，上市時(shí)間和系統(tǒng)可靠性是兩個(gè)最重要的因素，但現(xiàn)代嵌入式系統(tǒng)日益增大的復(fù)雜性使這一目標(biāo)很難達(dá)成。傳統(tǒng)的嵌入式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)包含各種組件和互連總線，總線通常有并行互連總線和標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)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(shè)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(shè)計(jì)中，不但需要測(cè)試和調(diào)試新的2.5 GHz串行總線及其相關(guān)的高級(jí)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(wèn)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(zhì)并行總線可達(dá)到的數(shù)據(jù)率上限。因此，新的復(fù)雜高速嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)、測(cè)試和調(diào)試就面臨著新的挑戰(zhàn)。這種挑戰(zhàn)不僅限于高端計(jì)算和通信應(yīng)用，在處理主流的信號(hào)（例如運(yùn)行速度高達(dá)100 MHz的微處理器應(yīng)用中的信號(hào)）或高端信號(hào)（例如一個(gè)數(shù)據(jù)率高于2.5 GS/s的PCI Express 串行數(shù)據(jù)流）時(shí)，工程師都可能面臨這樣的問(wèn)題。

信號(hào)完整性問(wèn)題

要保證數(shù)字信號(hào)具備足夠的信號(hào)完整性，需要在設(shè)計(jì)階段進(jìn)行詳細(xì)分析，并利用經(jīng)驗(yàn)測(cè)量法對(duì)設(shè)計(jì)原型進(jìn)行特性描述，以驗(yàn)證設(shè)計(jì)建模方法的有效性。當(dāng)設(shè)計(jì)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(chǔ)器技術(shù)，以及移動(dòng)通信市場(chǎng)上最新的處理器和總線系統(tǒng)之類(lèi)高速和高度復(fù)雜的設(shè)計(jì)時(shí)，信號(hào)完整性問(wèn)題就變得越發(fā)重要。

工程師在遇到這樣的挑戰(zhàn)時(shí)，就應(yīng)該選擇邏輯分析儀來(lái)幫助設(shè)計(jì)。近年來(lái)，邏輯分析儀的性能和易用性都有突飛猛進(jìn)的發(fā)展，而對(duì)于具備視窗用戶(hù)接口和基于視窗的開(kāi)放式PC控制器、所有數(shù)據(jù)按照時(shí)間關(guān)系自動(dòng)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(jié)構(gòu)也方便針對(duì)特定的應(yīng)用對(duì)其進(jìn)行精簡(jiǎn)或者擴(kuò)充其功能以滿(mǎn)足將來(lái)的要求。

然而，考慮到市場(chǎng)需求變化迅速的本質(zhì)，測(cè)試測(cè)量儀器廠商往往需要不斷改進(jìn)產(chǎn)品。最近一項(xiàng)詳盡的調(diào)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(jī)上的內(nèi)部顯示屏；

*面板上設(shè)置更多快捷鍵（盡管許多用戶(hù)都希望保留控制旋鈕用于某些操作）；

*導(dǎo)航步驟更簡(jiǎn)單，每一操作的步驟也更少；

*用戶(hù)接口的響應(yīng)更多；

*數(shù)據(jù)上載更快；

*采用帶有新式外設(shè)的先進(jìn)的PC 控制器；

*自動(dòng)化數(shù)據(jù)測(cè)量；

*能夠在一臺(tái)PC上以主機(jī)模式運(yùn)行邏輯分析儀應(yīng)用；

*主機(jī)電纜更緊湊、更易擴(kuò)充；

同時(shí)，為了保護(hù)自身的投資（這一投資通常相當(dāng)大），用戶(hù)需要一種簡(jiǎn)單的能夠從已有的邏輯分析儀升級(jí)的方案。

隨著TLA7012 便攜式主機(jī)和TLA7016臺(tái)式主機(jī)兩種新型邏輯分析儀的出現(xiàn)，這些問(wèn)題都已得到解決。在滿(mǎn)足上述的兼容性需求的同時(shí)，這些新儀器提供了3倍于老型號(hào)主機(jī)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(zhuān)業(yè)版和最新的Intel Pentium處理器，是其同級(jí)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手分析速度的兩倍。

信號(hào)探測(cè)問(wèn)題

由于新的更快速的嵌入式系統(tǒng)總線及其相關(guān)信號(hào)完整性問(wèn)題的出現(xiàn)，我們必須重新安排設(shè)計(jì)周期。如今，數(shù)字設(shè)計(jì)工程師必須在設(shè)計(jì)周期的更早階段就開(kāi)始考慮設(shè)計(jì)的測(cè)試和調(diào)試。在設(shè)計(jì)周期中，導(dǎo)致任務(wù)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(cè)中出現(xiàn)了新的挑戰(zhàn)。過(guò)去，一個(gè)系統(tǒng)的測(cè)試和調(diào)試是在設(shè)計(jì)過(guò)程的最后階段才考慮的，然而，若要滿(mǎn)足上市時(shí)間的要求，就必須對(duì)當(dāng)今這些高性能嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程進(jìn)行重新考慮。現(xiàn)在，在設(shè)計(jì)周期的初始階段，設(shè)計(jì)者就需要考慮在哪里進(jìn)行探測(cè)、使用哪種類(lèi)型的探頭。

探測(cè)高速信號(hào)的邊緣需要高阻探頭，為滿(mǎn)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(wú)座探頭，它為今天的設(shè)計(jì)師們提供了測(cè)試和調(diào)試現(xiàn)代嵌入式系統(tǒng)時(shí)所需要的探測(cè)特性。由于許多原因，標(biāo)準(zhǔn)的邏輯分析儀連接系統(tǒng)所帶來(lái)的好處對(duì)嵌入式系統(tǒng)工業(yè)而言十分重要。

新的緊湊式PCB無(wú)座引腳所具有的占地小的特點(diǎn)使開(kāi)發(fā)人員能夠采用一種低成本的連接來(lái)進(jìn)行產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和產(chǎn)品測(cè)試。此外，這帶來(lái)的一個(gè)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(kāi)發(fā)者在一臺(tái)邏輯分析儀的顯示屏上同時(shí)看到數(shù)字信號(hào)和相應(yīng)的模擬信號(hào)。這一功能對(duì)于發(fā)現(xiàn)微小的信號(hào)完整性問(wèn)題和調(diào)試邊沿變化快的嵌入式系統(tǒng)，均十分重要。

為了檢測(cè)現(xiàn)代系統(tǒng)中如地彈（ground bounce）、串?dāng)_和阻抗失配等信號(hào)完整性問(wèn)題，最佳方案是采用能夠同時(shí)觀察數(shù)字和模擬信號(hào)的儀器。

應(yīng)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(huì)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(yīng)用軟件包。新的5.0版TLA應(yīng)用軟件將過(guò)去通過(guò)人工完成的許多測(cè)量任務(wù)自動(dòng)化，而且還提供了邊沿計(jì)數(shù)、頻率測(cè)量、脈寬測(cè)量和通道－通道延遲測(cè)量等新的參數(shù)測(cè)量功能，因而開(kāi)發(fā)人員能夠更快地驗(yàn)證和調(diào)試其設(shè)計(jì)。

“拖放”觸發(fā)功能簡(jiǎn)化了對(duì)問(wèn)題和感興趣數(shù)據(jù)的隔離操作。這一特性允許用戶(hù)簡(jiǎn)單地拖動(dòng)常規(guī)觸發(fā)事件，例如當(dāng)需要在上升沿或總線等于某值時(shí)觸發(fā)，只需從選擇板中把這些觸發(fā)事件拖進(jìn)波形窗口。

新軟件的用戶(hù)接口更直觀，操作也更簡(jiǎn)單，減少了執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)任務(wù)所需的步驟。例如，一個(gè)標(biāo)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(shè)置窗口或波形窗口，減少了用戶(hù)用于操作的時(shí)間而把更多的時(shí)間用于解決問(wèn)題。波形和列表窗口的可用性也得到增強(qiáng)，從而允許用戶(hù)更深入地觀察數(shù)據(jù)。

軟件可以安裝在任何運(yùn)行Windows XP Professional 或 Windows 2000的計(jì)算機(jī)上，安裝后就可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)來(lái)連接和控制新型邏輯分析儀。利用最新的PCI-Express技術(shù)全速運(yùn)行的快速千兆局域網(wǎng)接口加快了計(jì)算機(jī)和邏輯分析儀之間的數(shù)據(jù)傳輸。兩個(gè)部分都使用了改進(jìn)的底板技術(shù)，比以前的型號(hào)增加了300%的數(shù)據(jù)吞吐量。

本文小結(jié)

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(shè)計(jì)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(hù)提供了一種十分理想的升級(jí)方案。相關(guān)軟件中還提供了包括自動(dòng)化測(cè)量在內(nèi)的許多新功能，用戶(hù)接口也有很大改善。軟、硬件結(jié)合起來(lái)，就為用戶(hù)提供了一套具備先進(jìn)的信號(hào)捕捉和分析能力以及優(yōu)秀的易用性的邏輯分析儀工具。

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