1多輸入測量

一般的示波器只有兩路通道輸入，對于需要多個通道輸入的測量（如常用的SPI、SSI、Microwire等）就顯得無能為力了，但邏輯分析儀一般都有16個通道以上的輸入，可以輕松應(yīng)付多通道輸入的測量。SPI通訊通常由CS，SCK，SI，SO四個信號組成，SPI接口的芯片應(yīng)用廣泛，有E2PROM，I/O擴展，復(fù)位芯片，USB接口等，在日常電子產(chǎn)品設(shè)計中使用非常廣泛。圖1為使用邏輯分析儀對SPI總線進行測量的結(jié)果。

圖1 SPI測量結(jié)果

從圖1中可以十分明了的觀測SPI通訊中收發(fā)數(shù)據(jù)與時鐘及片選的關(guān)系。不但在測量中可以使用邏輯分析儀對多個輸入信號進行測量，平時可以用來當(dāng)做多輸入邏輯示波器使用，對輸入的電平隨時觀察。

2總線時序測量

對于一個微處理器系統(tǒng)的開發(fā)，很多時候難免需要外擴一些器件（如RAM，F(xiàn)lash，USB接口芯片等）以增加功能。在開發(fā)中經(jīng)常都遇到這樣一個問題，為了獲取更高的性能讓微處理器跑在比較高的時鐘上，但當(dāng)微處理器時鐘上去以后常常會出現(xiàn)一些莫名其妙的問題，其中很大的一部分問題都是出在數(shù)據(jù)總線的建立和保持時間是否滿足器件的時序要求。

以下以PHILIPS LPC22XX系列操作總線來說明邏輯分析儀在總線時序測量上的使用。當(dāng)使用LPC22xx外擴SST39VF160-90的flash芯片時，如何才能使微處理器獲得最好的性能。圖2為SST39VF160-90芯片的讀時序要求，其動態(tài)特性參數(shù)表1所示。

圖2SST39VF160讀時序

表1.1 SST39VF160動態(tài)特性

從表1.1中可以得出TRC、TCE、TAA、TCHZ(TOHZ)對正常讀取數(shù)據(jù)起著關(guān)鍵作用。當(dāng)TRC、TCE、TAA不能滿足時序要求時，讀取的數(shù)據(jù)就會出錯。當(dāng)TCHZ(TOHZ)操作不滿足時序要求時，就會引起總線的沖突，不但會造成數(shù)據(jù)出錯，同時也會給硬件帶來損害。因為在ARM架構(gòu)中OE和CE是一起輸出，所以TOE就可以忽略了。

圖3所示為LPC22xx讀取外部Flash的實際時序?？梢允秩菀椎臏y量出微控制器操作flash的時序是否符合要求。其中TRC讀取周期為 130ns，滿足flash器件的最小要求90ns。TCHZ(TOHZ)為40ns也滿足了flash的要求。這樣就保證了程序的可靠運行了，同時也知道微控制器讀取flash的速度還可以配置得更快一些，從而可以加快系統(tǒng)的運行速度。

圖3PHILIPS ARM7讀取外部Flash時序

當(dāng)使用總線方式外擴功能芯片時，時序的配合的問題就顯得更加突出，使用邏輯分析儀對總線時序進行分析就顯得更加重要了，同時也是系統(tǒng)正常運行的有力保證。

3觸發(fā)功能

功能完善的觸發(fā)設(shè)置是邏輯分析儀的一大特色，與示波器只能觸發(fā)電平和邊沿的觸發(fā)相比，邏輯分析儀設(shè)置的觸發(fā)方式可以說是五花八門、多種多樣。一個完善的邏輯分析儀應(yīng)具備以下的觸發(fā)設(shè)置，如表1.2所示。

表1.2 邏輯分析儀常用觸發(fā)方式

利用上述的觸發(fā)方式，可以很輕松的把隱藏在大量的信息中的bug查找出來。以上的觸發(fā)方式是常為使用的邏輯分析儀觸發(fā)方式，對于一些難以用上述觸發(fā)方式來描述的觸發(fā)功能，在高檔的邏輯分析儀中還提供如可視觸發(fā)、語言描述等觸發(fā)控制方式。

4分析功能

示波器的分析功能只是針對輸入通道進行頻率、占空比、峰峰值等單一的通道進行測量。而邏輯分析儀則可以針對一個或多個輸入通道進行時序和狀態(tài)的分析。對于單片機UART發(fā)出的數(shù)據(jù)，使用示波器和邏輯分析儀都可以對其進行測量，如圖4為示波器測量的結(jié)果，可以觀測到UART的高低電平時間，但數(shù)據(jù)是什么就無從而知了。

圖4示波器測量UART結(jié)果

對一個信號使用邏輯分析儀進行測量比較，如圖5所示。邏輯分析儀除了可以測量出UART的高低電平時間外，還可以通過插件的形式對數(shù)據(jù)進行分析。只要輸入UART的參數(shù)，邏輯分析儀即可對UART傳輸數(shù)據(jù)進行分析，并把結(jié)果顯示出來，讓開發(fā)工程師可以更加直觀的知道傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。

圖5邏輯分析儀測量UART結(jié)果

UART測量只是在應(yīng)用邏輯分析儀中一個很小的例子，功能強大的邏輯分析儀除了能夠針對總線電平傳輸（如UART、I2C、SPI、SSI、Microwire、1－wire等）進行串并轉(zhuǎn)換分析外，更應(yīng)具有協(xié)議分析和輔助開發(fā)的功能。

高級的邏輯分析儀除了能對總線電平傳輸進行分析外，還可以對一些高級的協(xié)議進行分析，如SD/MMC卡SPI模式協(xié)議分析、CF卡TrueIDE模式協(xié)議分析、MODBus協(xié)議分析等。在開發(fā)的工程中可以更加直觀的對協(xié)議進行觀測如圖6為SD卡傳輸?shù)膮f(xié)議分析。

圖6 SD卡協(xié)議分析

圖6中CS、SCK、MOSI、MISO為原通訊數(shù)據(jù)，DataIn、DataOut為進行SPI總線分析的結(jié)果，InCmd、OutCmd為進行協(xié)議分析的結(jié)果。

5查錯功能

利用邏輯分析儀強大的觸發(fā)功能來進行錯誤捕獲。例如，以80C51單片機為例子，當(dāng)程序跑到非用戶程序區(qū)時，單片機使用PSEN對外部程序進行取指，使用邏輯分析儀可以設(shè)置觸發(fā)條件，當(dāng)使用PSEN對外部程序進行取指時進行記錄，把出錯情況前后的狀態(tài)記錄下來進行分析，查找出錯原因。

如80C51的取指范圍正確為0x0000~0x3fff，則當(dāng)對0x3fff以上地址進行取指時為程序跑飛。利用邏輯分析儀高級觸發(fā)功能，設(shè)置的條件為地址總線>0x3fff和PSEN下降沿。當(dāng)單片機對0x3fff以上地址取指時，邏輯分析儀就開始記錄出錯狀態(tài)了。