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邏輯分析儀基礎簡介

作者: 時間:2012-10-20 來源:網絡 收藏
邏輯分析儀是一種類似于示波器的波形測試設備,它可以監測硬件電路工作時的邏輯電平(高或低),并加以存儲,用圖形的方式直觀地表達出來,便于用戶檢測和分析電路設計(硬件設計和軟件設計)中的錯誤。邏輯分析儀是設計中不可缺少的電子測試設備,通過它可以迅速地定位錯誤、解決問題、達到事半功倍的效果。

一、邏輯分析儀的產生和發展

20 世紀 70 年代初研制出微處理器,出現 4 位和 8 位總線,傳統示波器的雙通道輸入無法滿足 8bit 的觀察。微處理器和存儲器的測試需要不同于時域和頻域儀器,所以數域測試儀器應運而生。當時的 HP 公司推出儀和 Biomation 公司推出儀(兩者最初很不相同)之后不久,用戶開始接受這種數域測試儀器作為最終解決數字電路測試的手段,不久儀與儀合并成邏輯分析儀。

20 世紀 80 年代后期,邏輯分析儀變得更加復雜,使用起來也更加困難。例如,引入多電平樹形觸發,以應付條件語句如 IF 、 THEN 、 ELSE 等復雜事件。這類組合觸發必然更加靈活,同時對大多數用戶來說就不是那樣容易掌握了。

邏輯分析儀的基本發展趨勢是計算機與儀器的不斷融合。在 PC 機平臺上使用 Windows ,只要給定正確的軟件和相關工具,即可通過互聯網進行遠程控制,從目標文件格式中提取源碼和符號,而且處理器可運行各種控制操作。

二、邏輯分析儀的分類

目前市場上邏輯分析儀有兩類,一類是獨立式邏輯分析儀,主要供應商有安捷倫和泰克;另一類是價格相對低廉的基于PC的虛擬邏輯分析儀(VI),主要供應商為美國國家儀器公司( National Instruments ,NI),主要產品為圖形化測試測量編程軟件 LabVIEW 。傳統上,在PC上運行的 LabVIEW 軟件被稱為虛擬儀器,但隨著 LabVIEW RT 的推出,這些 VI 可以在多種設備上運行,如便攜式儀器、工業 PC 或基于 Web 的儀器等。

在中國也有一些生產邏輯分析儀的廠家,但大部分是虛擬儀器,由于進口的獨立式邏輯分析儀的價格昂貴,國內很需要一款獨立便攜、使用簡單的邏輯分析儀,向臺灣生產的,北京海洋推出的一款邏輯分析儀就比較適合國內市場。

三、邏輯分析儀的主要技術指標

1、邏輯分析儀的通道數

在需要邏輯分析儀的地方,要對一個系統進行全面地分析,就應當把所有應當觀測的信號全部引入邏輯分析儀當中,這樣邏輯分析儀的通道數至少應當是:被測系統的字長(數據總線數)+被測系統的控制總線數+時鐘線數。這樣對于一個 8 位機系統,就至少需要 34 個通道。現在幾個廠家的主流產品的通道數也高達 340 通道,例 Tektronix 等,市面上主流的產品是 34 通道的邏輯分析儀,用它來分析最常見的 8 位系統,像北京海洋最新推出的 OLA 系列邏輯分析儀就是 34 通道的。

2、定時采樣速率

在定時采樣分析時,要有足夠的定時分辨率,就應當有足夠高的采樣速率,但是并不是只有高速系統才需要高的采樣速率,現在的主流產品的采樣速率高達 2GS/s ,在這個速率下,我們可以看到 0.5ps 時間上的細節。

3、速率

在狀態分析時,邏輯分析儀采樣基準時鐘就用被測試對象的工作時鐘(邏輯分析儀的外部時鐘)這個時鐘的最高速率就是邏輯分析儀的高狀態分析速率。也就是說,該邏輯分析儀可以分析的系統最快的工作頻率。現在的主流產品的定時分析速率在 300MHz ,最高可高達 500MHz 甚至更高。

4、邏輯分析儀的每通道的

邏輯分析儀的內存是用于存儲它所采樣的數據,以用于對比、分析、轉換(譬如將其所捕捉到的信號轉換成非二進制信號)。

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