混和信號(hào)數(shù)字示波器在通用串行總線開發(fā)中的應(yīng)用

　　在嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)過程中，串行總線的協(xié)議分析一直是一件令工程師頭疼的工作。在有邏輯分析儀的情況下，工程師需要進(jìn)行復(fù)雜的觸發(fā)條件設(shè)定，才能捕獲到需要的數(shù)據(jù)，這樣既需要昂貴的設(shè)備投資也要花費(fèi)大量的時(shí)間進(jìn)行儀器設(shè)置;隨著示波器技術(shù)的不斷發(fā)展，串行總線觸發(fā)和分析功能在一些高端示波器中出現(xiàn)，并受到嵌入式工程師的歡迎。但不同廠家的示波器在串行總線分析方面的功能和性能是有很大區(qū)別的。

　　使用示波器進(jìn)行串行總線觸發(fā)

　　使用普通示波器只能進(jìn)行一般的邊沿觸發(fā)和脈寬觸發(fā)，很難捕捉到復(fù)雜的串行總線波形。而使用帶有串行總線觸發(fā)功能的示波器可以方便地捕獲到需要的串行數(shù)據(jù)。橫河公司的DLM2000系列數(shù)字示波器支持多種常用串行總線的觸發(fā)，包括CAN/LIN/I2C/SPI/UART，甚至可以對(duì)用戶自己定義的非標(biāo)準(zhǔn)串行總線進(jìn)行觸發(fā)。根據(jù)每種總線結(jié)構(gòu)的不同，可以設(shè)置多種觸發(fā)模式。觸發(fā)模式越多，捕獲數(shù)據(jù)的能力就越強(qiáng)。

　　在嵌入式系統(tǒng)中，往往同時(shí)存在兩種甚至兩種以上的串行總線結(jié)構(gòu)，例如汽車電子中CAN和LIN總線經(jīng)常同時(shí)被使用，也經(jīng)常需要分析兩種總線的通訊配合是否出現(xiàn)問題。而多數(shù)帶串行總線觸發(fā)功能的示波器同時(shí)只能觸發(fā)一種總線，要實(shí)現(xiàn)CAN和LIN總線同時(shí)觸發(fā)，只能使用兩臺(tái)示波器，而兩臺(tái)示波器的同步問題也很難解決。DLM2000系列示波器的雙總線觸發(fā)功能則可以輕松實(shí)現(xiàn)任意兩種串行總線的組合觸發(fā)。

　　使用示波器進(jìn)行串行總線解碼分析

　　觸發(fā)到需要的串行數(shù)據(jù)后，工程師面對(duì)的仍然是數(shù)據(jù)的原始波形，要想進(jìn)行高效的總線分析，需要對(duì)波形進(jìn)行解碼。目前，數(shù)字示波器中所用的解碼技術(shù)包括軟件解碼和硬件解碼。軟件解碼是將波形數(shù)據(jù)通過示波器中的軟件進(jìn)行運(yùn)算獲得解碼結(jié)果，雖然可以降低硬件成本，但對(duì)CPU的運(yùn)算速度要求很高。在實(shí)際應(yīng)用中，采用軟件解碼的示波器解碼一次需要幾秒甚至十幾秒的時(shí)間。這樣的解碼速度已經(jīng)失去了實(shí)時(shí)分析的意義，因?yàn)榇蠖鄶?shù)數(shù)據(jù)已經(jīng)在等待解碼中丟失了。少數(shù)高端示波器采用了硬件解碼技術(shù)解決了這一問題，使實(shí)時(shí)解碼分析成為可能。

　　在顯示解碼結(jié)果的同時(shí)，還可以顯示所有捕獲幀的解碼列表，非常便于波形與解碼結(jié)果的對(duì)應(yīng)觀測(cè)。

　　要獲得正確的解碼結(jié)果，需要根據(jù)不同的總線參數(shù)對(duì)示波器進(jìn)行設(shè)置。以CAN總線分析為例，需要指定總線類型為CAN，設(shè)置CAN信號(hào)對(duì)應(yīng)的通道，通過調(diào)節(jié)觸發(fā)電平和時(shí)間軸對(duì)CAN總線進(jìn)行觸發(fā)，然后調(diào)節(jié)比特率，設(shè)置隱形電平等，如果是SPI總線，還要指定3線制或4線制，指定時(shí)鐘信號(hào)，片選信號(hào)。這個(gè)設(shè)置過程需要非常仔細(xì)，其中任何一項(xiàng)設(shè)置得不合適，解碼結(jié)果都有可能出不來。尤其是比特率設(shè)置，稍有誤差，得到的解碼結(jié)果有可能就是錯(cuò)的。

　　復(fù)雜的設(shè)置過程浪費(fèi)了一部分調(diào)試時(shí)間，沒有充分發(fā)揮示波器提高開發(fā)效率的作用。而DLM2000示波器實(shí)現(xiàn)了串行總線觸發(fā)和解碼分析的自動(dòng)設(shè)置，用戶只需要設(shè)置好總線類型和信號(hào)源通道，系統(tǒng)便可以自動(dòng)調(diào)整比特率，觸發(fā)電平，隱形電平等其他設(shè)置，在短短兩秒鐘內(nèi)就可以將觸發(fā)波形和解碼結(jié)果同步顯示出來。這一功能使繁瑣的串行總線設(shè)置變得非常方便，大大提高了工程師的開發(fā)效率。