【西安安泰】 逻辑分析仪应用案例的触发

随着逻辑分析仪的功能不断完善，协议分析与触发在现代的数字设计中得到飞速发展和广泛应用。协议触发是协议分析的伴随产物，简单地说，它根据某一特定的协议的一个特定触发字而进行的触发。
  以UART（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，即通用异步收发传输器）协议触发为例。UART协议是数据链路层的协议，可以使用多种不同的物理层协议来传输数据，包括RS-232、RS-422、RS-485串口通信或红外(IrDA)等等。UART协议作为一种低速通信协议，广泛应用于通信领域等各种场合。
  异步串口通信协议作为UART的一种，工作原理是将传输数据的每个字符移位传输。图 1给出了其工作模式：
其中各位的意义如下：
起始位：先发出一个逻辑“0”的信号，表示传输字符的开始。
数据位：紧接着起始位之后。数据位的个数可以是4、5、6、7、8等，构成一个字符。通常采用ASCII码，从低位开始传送。
奇偶校验位：数据位加上这一位后，使得“1”的位数应为偶数(偶校验)或奇数(奇校验)，以此来校验数据传送的正确性。
停止位：它是一个字符数据的结束标志。可以是1位、1.5位、2位的高电平。
空闲位：处于逻辑“1”状态，表示当前线路上没有数据传送。
当需要捕捉UART开始传输的个数据就可以使用UART协议中的起始位作为触发条件。当UART开始传输数据时总线上的状态由空闲位变为起始位，表明数据传输开始，逻辑分析仪在该时刻触发，用户就能捕捉到传输的个数据。
  在虚拟仪器不断发展的今天，协议触发在基于通用PC平台和可编程器件的虚拟仪器上得到了很好地发展，可以分析的协议包括UART、高速SPI、SSI、I2C、MODBUS、Wiegend、1-Wire等，由广州致远电子有限公司生产的系列逻辑分析仪更是支持了包括所有以上非常实用的协议。通过不断地更新现有的PC端的用户软件，生产厂商可以及时解决协议分析触发功能的bug，不断增强完善旧有的协议触发功能，同时开发新的协议触发功能以适应新的需要，而用户只需要花费很少地代价通过Internet下载生产厂商提供的用户软件，取得授权后使用新的功能而不需要改动硬件设备。
综合触发
  综合触发根据逻辑分析仪的设计，实现难度较大。一般分为两类，一类是组合触发，另一类是多级触发。
  组合触发是结合多个条件同时满足时进行触发。在触发具有复杂关系信号的时候，通过组合多个条件可以更为地捕捉到所需要的数据。例如在数字设计中要捕捉微处理器写入某个地址的数据，就可以组合边沿触发与码型触发，将写信号设置为有效边沿触发，同时设置地址线为特定地址触发，就可以捕捉到所需要的数据。
  如果说单独用一个触发字是简单的触发方式，那么多级触发就是能适应多种触发要求的复杂触发方式。通常可以把上一级触发结果作为下一级触发事件，各触发事件相连构成触发序列，甚至可以在每个事件中使用组合触发。用这种触发序列进行触发，能跟踪更加复杂的程序，无论是对于分析程序的分支、跳转、嵌套和循环还是对于分析其他复杂系统都带来很多方便。
  多级触发一般具有复位功能，以便在某种情况下重新开始辨认触发事件序列，多级触发也可以和计数、计时功能配合应用，完成计数统计事件次数和计算响应时间、程序执行时间等。
立即触发
  立即触发是一种人工强制触发，也称为手动触发。立即触发是一种无条件的触发，在使用该触发方式时，逻辑分析仪不会搜索任何触发字，只要启动采样就即进行触发，一般是在逻辑分析仪存储器满的时候自动停止采样或有在存储器还未存满的时候有用户手动停止采样，然后并显示数据。由于该方式下观察窗口在数据流中的位置没有规律随机出现的，也有称该触发方式为随机触发。
LAB系列逻辑分析仪触发优势
  广州致远电子经过了几年的艰苦摸索，出品的LAB系列逻辑分析仪除了拥有以上所有的触发功能以外，更是拥有了自己独到的触发新特性，在逻辑分析仪触发设计上形成了自己强有力的独特行业优势。在定时触发中实现了范围触发，可以限定一个时间范围来触发，触发功能不再局限于单一的等于某个时间宽度，可以实现=、<、>、≤、≥以及相互组合的触发；在码字触发和部分协议触发方面实现了模糊触发，可以运用“?”作为通配符匹配无关的信号；在综合触发领域实现了触发不仅可以进行组合，也可以利用外部信号来控制触发起停，在触发暂停的时候只记录时间而不记录数据，更加有效地利用了有限的存储空间；高速队列触发可以对40级的500MHz的队列进行触发；对于SPI协议高可以触发到40位（自定义SPI）的200MHz的SPI信号；除此以外，更是独创了可视触发，在波形显示界面，对已经出现过的波形，只需用鼠标框选该波形，并设置为触发条件，软件即会自动设置正确的触发条件，在该波形再次到来时进行触发。
结语
  随着数字技术不断进步，软件功能不断增强，更多新技术的出现使得逻辑分析仪的功能日渐强盛，逻辑分析仪必然会在未来的数字设计中占据越来越显要的地位。
  近整理了我们逻辑分析仪客户的一些资料，发现很大部分是纺织行业的，都在使用我们的LA2532，另外还有一些纺织行业客户对我们的逻辑分析仪比较有兴趣。
  我向相关技术人员和公司的工程师询问我们逻辑分析仪的应用情况，其中某客户使用我们的逻辑分析仪测试正交编码信号，这个信号是纺织机机头上的一个传感器输出并经过后级电路整形得到的，通过识别这个信号来对纺织机机头进行控制。正交信号由两路组成，通过测量正交信号的相位差获知机头的运动情况。客户发现这个信号通过整形之后有许多错误信息，所以使用我们的逻辑分析仪LA2532进行测试，捕捉的数据见图1。    
  LA2532的高采样频率为200M，带宽为70M左右，带有32路输入通道，每个通道有1M的存储深度，具有丰富的触发方式。使用MyBus0[1]下降沿作为触发，得到图1的数据，仔细检查这个图形数据，见图2，在69.2ms左右MyBus0[0]有一个下降沿，把这个边沿放大之后发现在信号的下降沿抖动比较明显，而且这个抖动信号的脉宽在100ns左右，如此就导致了错误信息的出现。客户修改电路和软件之后就把这个问题解决了，大大提高了开放进度。
  另一个客户是做提花机的，主要使用IO口控制勾针的上下运动，从而勾出不同的花纹。客户使用我们的逻辑分析仪主要是因为需要测量的通道数比较多，而且采集的时间比较长。客户在开发过程中发现勾出的花纹有错误，利用我们的逻辑分析仪测试后发现是IO口时序控制不匹配导致的。
  通过这两个客户我们可以发现，如果用示波器或其他工具去查获这些出错原因需要花去大量的时间，而使用逻辑分析仪就可以在短时间内搞定。

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