Анализаторы логических сигналов

АКИП-9104 — современный логический анализатор

С.А. Корнеев, ЗАО «ПриСТ»

В статье описывается достоинства и принцип работы нового логического анализатора АКИП-9104, который совмещает в себе несколько функциональных типов, обладает высокими техническими характеристиками, а также имеет возможность дооснащения генератором кодовых последовательностей и цифровым осциллографом. Невысокая цена и отличные технические возможности прибора делают его прекрасным выбором при необходимости решать задачи тестирования микропроцессорных систем.

АКИП-9104 – портативный 36-канальный логический анализатор на базе ПК с управлением по USB, позволяет выполнять два основных функциональных типа анализа: анализ временных соотношений и анализ состояний, имеет развитый и удобный программный интерфейс, многоуровневую программируемую систему синхронизации.

Логический анализатор АКИП-9104 под управлением портативного компьютера

Логический анализатор – контрольно-измерительный прибор, предназначенный для сбора и анализа цифровых последовательностей. Применяются они для отладки и диагностики многоканальных цифровых систем. Способ захвата цифровых сигналов состоит в том, чтобы преобразовать входной сигнал в логические уровни (0 или 1) и представить этот сигнал в виде формы волны или таблицы. Для преобразования уровня входного напряжения в логические уровни необходимо задать в логическом анализаторе пороговый уровень. Уровень входного сигнала, превышающий этот пороговый уровень, будет фиксироваться логическим анализатором как логическая 1, ниже порогового уровня – логический 0.

Входные каналы анализаторов АКИП-9104 поделены на 4 секции по 9 каналов, в каждой из которой можно задать свой пороговый уровень и выбрать канал синхронизации. Все каналы в каждой из 4 секций имеют разную цветовую маркировку, которая соответственно отображается и в программе. Удобной программной функцией, позволяющей сократить время на настройку подключения к тестируемому устройству, является статус каналов. В отдельном окне представлена таблица всех каналов, где в реальном времени показано состояние каждого из каналов – нет сигнала, высокий уровень, низкий уровень, перепад. Также, программа отображает, какие из пробников подключены в настоящий момент.

Для подключения к объекту измерения (микроконтроллеру, тестовой плате и пр.) используются многоканальные пробники. Такие пробники делаются выносными и должны обладать высоким импедансом. В комплекте к АКИП-9104 поставляются два 18-канальных пассивных пробника. Помимо этого, можно использовать дополнительные активные пробники для уменьшения влияния на схему. Такие пробники изготавливаются в двух вариантах – с высоким входным сопротивлением (>1 МОм) или с малой собственной ёмкостью (< 0,1 пФ). Логические пробники к АКИП-9104 имеют систему автодетектирования. Программа управления АКИП-9104 автоматически определит подключенные пробники и их тип.

Для сбора информации логические анализаторы АКИП-9104 могут использовать внутренний источник тактовых импульсов, частота которых может варьироваться (временной анализ), или использовать для синхронизации внешний сигнал (анализ состояний).

Краткие технические характеристики

Частота тактового импульса до 100 МГц , в режиме SDR (одинарная скорость передачи), минимальный временной интервал 10 нс.

Логический анализатор имеет два варианта конструктивного исполнения. Первый – АКИП-9104 прибор настольного исполнения, имеющий габариты 173 ? 273 ? 67 мм и вес 0,7 кг. Второй вариант — АКИП-9104/1, выполненный в корпусе для монтажа в стандартную 19″ стойку.

Частота дискретизации в логическом анализаторе определяет максимальную частоту исследуемого сигнала. Самые современные контроллеры имеют тактовую частоту сотни МГц. АКИП-9104 имеет частоту дискретизации 500 МГц на всей длине памяти или 1,5 ГГц при ограничении памяти 1 кБит на канал. Режим увеличенной частоты дискретизации особенно полезен для обнаружения различного рода аномалий и глитчей (коротких импульсов). В окне отображения данных, о котором речь пойдёт далее, режим увеличенной дискретизации помечен как HS (High Speed). Для этого режима могут отдельно устанавливаться предзапуск и задержка.

Для захвата длинных посылок требуется большой объём памяти. В АКИП-9104 максимальный объём для записи составляет 4 Мбит на каждый канал. Это позволяет анализаторам АКИП-9104 эффективно записывать различные сложные сигналы и детально их анализировать. Чтобы эффективно использовать имеющуюся память в АКИП-9104 можно регулировать частоту выборки из предлагающегося в меню ряда значений. Таким образом, можно регулировать скорость заполнения памяти и соответственно скорость сбора данных.

Программное обеспечение. Программа управления АКИП-9104 предназначена для работы в операционной системе Windows 2000/XP/Vista. C помощью программного обеспечения осуществляется настройка, регистрация, обработка и визуализация данных, собранных анализатором АКИП-9104. При загрузке программного обеспечения пользователю предлагается 2 варианта:

1) Загрузить уже ранее созданный проект, который можно использовать с уже запрограммированными настройками или изменить эти настройки для нового теста.

2) Создать новый проект, в котором все настройки задаются пользователем заново.

После создания или загрузки проекта в главном окне управления АКИП-9104 появляется окно управления проектом. С помощью функций, которые выбираются в этом окне, можно изменить настройки запуска, выбрать число каналов, сгруппировать сигналы в шину произвести сбор данных и отобразить полученную информацию. Все сохранённые изменения будут записаны в файл проекта. Меню управления проектом разделено на основные функциональные группы, которые объединяют схожие настройки. К примеру в окне “Settings” (“Установка”) выделены основные разделы, где происходит установка параметров: выбор и настройка метода сбора данных, программирование алгоритмов запуска, окно настройки пороговых уровней.

Синхронизация — это наиболее значимый параметр в логических анализаторах. Разнообразные условия и режимы синхронизации позволяют настроить анализатор на захват сложного события и найти причину возникновения проблемы. Анализаторы АКИП-9104 наряду с самыми простыми способами захвата сигнала – по фронту или уровню, могут использовать многоуровневую запрограммированную систему запуска. Для этого предусмотрено 31 уровень синхронизации, в каждом из которых можно задать свои условия запуска, а также комбинацию этих условий. Ниже приведены основные режимы синхронизации АКИП-9104.

По фронту, по спаду, по любому из фронтов, по низкому уровню, по высокому уровню, игнорировать канал, по шаблону (комбинация логических состояний).

  • Условия синхронизации по уровню.

    Когда равно пороговому уровню, когда не равно пороговому уровню, когда не соответствует заданному образцу

  • Комбинации логических условий.

    По фронту или по уровню, по фронту и уровню, по фронту – затем по уровню, по уровню – затем по фронту, запуск всегда разрешён, запуск не возможен

  • Предзапуск.

    Регулирует время начала регистрации, после выполнения условий синхронизации

  • После того, как анализатор выполнит захват данных, они могут быть отображены в одном из двух окон: окно форм сигнала и окно с данными в табличном виде. При использовании логического анализатора АКИП-9104 совместно с осциллографом доступно окно смешанных сигналов.

    Окно форм сигнала. Здесь отображаются логические сигналы, записанные на отобранных каналах, группах каналов и шинах данных. В этом окне сигналы представлены в виде логических импульсов по временной оси или оси дискретизации. В окне можно производить масштабирование сигнала, добавлять маркеры, проводить измерения между метками, производить поиск событий. Также эти данные могут быть распечатаны и сохранены в отдельный файл.

    Окно данных. В этом окне данные представлены в табличном виде. Для отдельных сигналов и групп сигналов можно вывести детальную информацию о составе сигнала: количестве отсчётов дискретизации, временных интервалах, интерпретировать полученные данные и т.д.

    Уникальным решением для тестирования многоканальных контроллеров является возможность синхронизации логических анализаторов АКИП-9104 по специальной шине AT-XSS (Extended Synchronous System), которая служит для объединения 8 логических анализаторов в одну систему и получения большего количества каналов (до 288). Таким образом, с помощью анализаторов АКИП-9104 возможно протестировать самые современные контроллеры и решить задачу любой сложности.

    Окно смешанных сигналов позволяет пользователю визуализировать цифровые и аналоговые данные в одном окне. Аналоговые данные могут быть записаны внешним устройством (осциллографом), связанным с логическим анализатором АКИП-9104, и переданы на компьютер в процессе получения и накопления данных. Это окно разделено на две секции: цифровые сигналы и аналоговые сигналы (до 4-х). Цифровые сигналы отображаются также как в Окне Формы сигнала (рис. 6), аналоговые сигналы эквивалентны тем, которые отображаются на экране осциллографа. Увеличение масштаба изображения, курсор и прочие настройки применимы к обоим типам сигналов.

    Генератор кодовых последовательностей. Для полноценного диагностирования цифрового устройства бывает необходимо не только собирать информацию, но и подавать на вход устройства тестовую последовательность сигналов. Для этой цели используются генераторы кодовых последовательностей. Желательно, чтобы эти генераторы имели большое число каналов, а также объём памяти достаточный для записи необходимого размера тестовых последовательностей, высокую скорость генерации последовательностей, соответствующую частоте работы тестируемого устройства. К анализаторам АКИП-9104 предлагается встраиваемая опция генератора кодовых последовательностей, отвечающая всем перечисленным требованиям. Генератор кодовых последовательностей обладает следующими возможностями:

    • Скорость генерации 125 МГц, скорость сбора 250 МГц
    • Память сбора 2MБ
    • 640 векторов/команд и 512 циклов
    • 36 бит с 2 независимыми адресами
    • Параллельный или 1-, 2-, 4-проводный последовательный операционный режим
    • Условный или безусловный ход выполнения
    • Программируемый фронт/уровень детектора событий
    • Программируемый тактовый генератор
    • Программируемая частота дискретизации
    • Синхронизация нескольких устройств по шине AT-XSS

    Резюмируя сказанное, можно утверждать, что логические анализаторы АКИП-9104 – являются профессиональным оборудованием, предназначенным для тестирования сложных дискретных систем. Высокие технические параметры позволяют использовать эти анализаторы для тестирования современных микроконтроллеров, а расширенная многоуровневая система запуска позволяет отследить любые процессы, происходящие на тестируемом устройстве. Ряд уникальных решений – интеграция с цифровым осциллографом, синхронизация нескольких приборов для получения большего числа каналов и сменные пробники позволяют гибко настраивать анализаторы под различные измерительные задачи.

    Отсутствие ошибок и опечаток не гарантируется. Технические характеристики средств измерений неутвержденного типа могут быть изменены без предупреждения.

    На нашем сайте работает система коррекции ошибок Orphus. Обнаружив неточность в тексте, выделите ее и нажмите Ctrl+Enter. Сообщение об ошибке будет получено администратором сайта. Спасибо за помощь!

    Обзор клона логического анализатора сигналов Saleae logic

    • Каналов: 8
    • Частота выборки: до 24 млн/с
    • Входное сопротивление: 100 кОм

    Микроконтроллер Cypress CY7C68013A, EEPROM Atmel 24C028N и буфер 74HC245.

    С другой стороны:

    Для работы с устройством качаем программу Logic.

    Здесь можно выбрать частоту выборки (24 млн/с) и длительность:

    Чем больше частота и длительность, тем больше потребуется памяти для сбора и хранения данных.

    Для каждого канала можно выбрать ширину полосы, настроить фильтр помех или вообще скрыть канал:

    Теперь для интереса рассмотрим различные сигналы с ардуинки.

    Поморгаем светодиодом с паузой в 100 мс. Такой код:

    Видим, что период получился 0.2 с, и частота 5 Гц. Всё верно.

    Теперь уменьшим задержки до 1 мс:

    Пока всё как мы и ожидали. Период чуть больше 2 мс, частота около 500 Гц.

    Теперь совсем уберём задержку:

    Но что с шириной импульсов? Почему ширина высокого уровня значительно короче, чем низкого? Ведь запись в регистр должна производиться с одинаковой скоростью независимо от содержимого. Есть что-то ещё, что выполняется после функции loop()?

    Попробуем избавиться от стандартного перехода по функции loop и вставим бесконечный цикл:

    Работа с регистрами напрямую очень необходима при работе с устройствами, которые критичны к синхронности импульсов на разных выводах. Посмотрим для примера, как различается импульс на двух контактах. Когда мы ставим друг за другом две команды digitalWrite для разных контактов, то мы считаем, что сигнал появится одновременно и там и там. Но конечно же это не так:

    Прекрасно видно, что разница во времени между импульсами на разных выводах составляет 6.5 мкс:

    А это было при работе с регистрами напрямую, сигналы одномоментны:

    • Async Serial
    • I2C
    • SPI
    • 1-Wire
    • Atmel SWI
    • BiSS C
    • CAN
    • DMX-512
    • HD44780
    • HDLC
    • HDMI CEC
    • I2S / PCM
    • JTAG
    • LIN
    • MDIO
    • Manchester
    • MIDI
    • Modbus
    • PS/2 Keyboard/Mouse
    • UNI/O
    • USB LS и FS

    В программе в окне Analyzers добавим протокол «Async Serial»:

    Теперь мы видим, что именно передаётся по проводу:

    Можно увеличить, и посмотреть каждый распознанный бит:

    Вот такой полезный девайс ??

    Автор сайта, ITшник, программист, системный администратор

    Поиск

    • Arduino (Freeduino) (21)
    • DIR-320 (4)
    • ESP8266 (2)
    • iOS (1)
    • Linux (10)
    • Raspberry Pi (5)
    • STM32 (5)
    • Без рубрики (4)
    • Блог (6)
    • Видео (2)
    • Железная дорога (6)
    • Железо (10)
    • Жизнь (4)
    • Заметки (2)
    • Квадрокоптер (1)
    • Обзор (10)
    • Опрос (1)
    • Программирование (1)
    • Софт (18)
    • Фото (4)
    • Электроника (9)

    Друзья сайта

    При копировании материалов просьба ссылаться на автора.

    Работа с логическим анализатором Saleae Logic Analyzer

    Логический анализатор – незаменимый помощник при отладке цифровой схемотехники. Давайте рассмотрим основные приёмы работы с логическим анализатором Saleae Logic Analyzer и его китайскими аналогами.

    1 Технические характеристики логического анализатора Saleae logic analyzer

    Логический анализатор – это инструмент для временного анализа цифровых сигналов. Это незаменимый, действительно незаменимый инструмент при отладке цифровой электроники. Оригинальные анализаторы от именитых производителей стоят больших денег. У наших китайских друзей можно купить такое устройство за копейки. Поэтому если у вас его ещё нет – обязательно приобретите. Возможности данного небольшого устройства весьма внушительны.

    В таблице перечислены основные параметры логического анализатора, моей китайской копии анализатора фирмы Saleae.

    2 Установка драйверадля логического анализатора Saleae

    Для данного логического анализатора – китайской копии – к счастью, подходит драйвер от оригинала. Заходим на официальный сайт, скачиваем программу для своей операционной системы и устанавливаем её. Драйверы будут установлены вместе с программой. Кстати, обзор возможностей программы в виде инструкции на английском языке приложен в конце данной статьи.

    Скачиваем программу и драйверы для логического анализатора Saleae Logic Analyzer

    Если у вас копия другой фирмы, например, USBee AX Pro, то с большой долей вероятности для него также подойдут драйверы от производителя анализатора-оригинала.

    Для первого эксперимента возьмём преобразователь USB-UART на микросхеме FTD1232. Подключим анализатор к порту USB. Выводы каналов с 1 по 6 подключим к выводам USB-UART преобразователя. По большому счёту, больше всего нас интересует только две линии – Rx и Tx, можно обойтись только ими. Преобразователь определился в системе как COM-порт. Запустим любую терминалку (хорошая программа для работы с COM-портом приложена к этой статье, внизу текста) и подключимся к порту.

    Подключение USB-UART конвертера на микросхеме FTD1232 к логическому анализатору

    Запускаем программу Saleae Logic. Если драйверы для анализатора установлены корректно, в заголовке программы будет указано Connected – подключено. Допустим, мы не знаем на каком канале будет сигнал, а на каком нет, поэтому не будем выставлять триггер для начала захвата сигнала. Просто нажмём на стрелки большой зелёной кнопки Start (Старт) и выставим в поле Duration (Длительность), скажем, 10 секунд. Это время, в течение которого логический анализатор будет собирать приходящие по всем 8-ми каналам данные после нажатия кнопки «Старт». Запускаем захват и одновременно отправляем в COM-порт какое-нибудь сообщение. Через 10 секунд анализатор закончит сбор данных и выведет результат в поле просмотра сигналов. В данном случае сигнал будет лишь на одном канале, который присоединён к выводу Tx (передатчик) USB-UART преобразователя.

    Последовательный сигнал, захваченный логическим анализатором

    Для наглядности можно настроить декодер перехваченных данных. Для этого в правом столбце находим поле Analyzers, нажимаем иконку в виде плюса – «Добавить», указываем тип – Async Serial. Появится окно с выбором настроек. В первое поле вводим номер канала, на котором у вас данные. Остальное оставим как есть. После нажатия кнопки Save (Сохранить), над полем соответствующего канала появятся метки голубого цвета с отображением значений байтов, которые были перехвачены. Нажав на шестерёнку в данном дешифраторе, можно задать режим отображения значений – ASCII, HEX, BIN или DEC. Если вы передавали в COM-порт строку, выберите режим ASCII, и увидите тот текст, который был вами передан в порт.

    Настройки декодера данных

    Тут же, в правом столбце программы Saleae Logic, можно добавлять к перехваченным данным закладки, проводить измерения задержек и длительностей, выставлять всевозможные маркеры и даже проводить поиск по данным для декодированных протоколов.

    Аналогичным образом подключим логический анализатор к преобразователю USB-RS485. Линии данных всего две, поэтому можно установить триггер срабатывания по фронту любого из каналов: сигнал в протоколе RS-485 дифференциальный и фронты импульсов появляются одновременно на каждом из каналов, но в противофазе.

    Подключение конвертера USB-RS485 к логическому анализатору

    Нажмём кнопку «Старт» в программе анализатора. С помощью нашей терминалки подключимся к USB-RS485 конвертеру и передадим какие-нибудь данные. По срабатыванию триггера программа начнёт собирать данные, по завершению выведет их на экран.

    Последовательный сигнал RS485, захваченный логическим анализатором

    Программа Saleae Logic позволяет экспортировать сохранённые данные в виде изображений и текстовых данных, сохранять настройки программы, аннотации и декодеры каналов.

    Последний пример в данном небольшом обзоре – захваченный кадр данных, переданный по последовательному протоколу SPI. В канале 2 виден сигнал выбора ведомого, в канале 0 – тактовые импульсы, а в канале 1 – собственно данные от ведущего устройства к ведомому.

    Последовательный сигнал SPI, захваченный логическим анализатором

    Логический анализатор может быть очень полезен при разработке и настройке всевозможных электронных устройств, при написании программного обеспечения, работающего в связке с железом, при работе с микроконтроллерами, ПЛИС и микропроцессорами, для анализа работы различных устройств и протоколов обмена данными, и для многих других применений. Кроме того, он портативен и не нуждается в отдельном питании.

    • Инструкция по работе с программой для логического анализатора Saleae (1630 Скачиваний)
    • Функциональная программа для работы с COM-портом (1204 Скачиваний)

    Похожие материалы (по тегу)

    Другие материалы в этой категории:

    Полезные советы

    Чтобы использовать собственный пользовательский элемент управления UserControl в качестве шаблона элемента ListViewItem или ListBoxItem, нужно следующее:

    Здесь local – это пространство имён вашей сборки. Например: >.

    При этом в MyUserControl не следует задавать контекст данных DataContext.

    Последние статьи

    Любой компьютерный файл, как известно, состоит из байтов. Байт может принимать значения от 0 до 255. Информационная энтропия…

    Давайте соединим два компьютера с помощью дешёвых радиопередатчика и радиоприёмника и передадим по радиоканалу между компьютерами некоторые данные…

    Все, кто начинает изучать Arduino, знакомы со средой разработки Arduino IDE. Оно позволяет писать скетчи, проверять корректность и…

    Как подключить датчик температуры и влажности DHT11 к Arduino

    Датчик температуры и влажности DHT17 – популярный и дешёвый датчик, который можно использовать в довольно широком диапазоне температур…

    В интернете существует большое количество вариантов расчёта контрольной суммы CRC. Но что же собственно такое контрольная сумма и…

    Производитель осциллографа DSO138 не оставляет своих пользователей и периодически обновляет программное обеспечение («прошивки») для своих приборов. Давайте посмотрим…

    Как подключить сдвиговый регистр 74HC595 к Arduino

    В одной из предыдущих статей мы уже бегло касались применения сдвигового регистра, в частности, 74HC595. Давайте более детально…

    Рассмотрим подключение модуля GY-273 с трёхосевым цифровым компасом HMC5883L фирмы Honeywell. Эта микросхема может использоваться для магнитометрических измерений…

    Драйвер для работы с LPT портом (интегрированным или в виде платы PCI)

    Лет 10-15 назад параллельный порт был довольно востребованным интерфейсом для связи между устройствами. Сегодня производители различных устройств отдают…

    Arduino: что делать при ошибке «not in sync: resp=0x30»?

    Бывает, что пишешь программы для Ардуино, загружаешь их в память, и всё прекрасно работает. А потом вдруг -…

    АКИП-9104 — современный логический анализатор
    АКИП-9104 — современный логический анализатор С.А. Корнеев, ЗАО «ПриСТ» В статье описывается достоинства и принцип работы нового логического анализатора АКИП-9104, который совмещает в себе
    http://prist.ru/info/articles/akip-9104
    Обзор клона логического анализатора сигналов Saleae logic
    Личный блог Гладышева Дмитрия. Arduino, STM32 и другие микроконтроллеры и не только.
    http://student-proger.ru/2016/04/obzor-klona-logicheskogo-analizatora-signalov-saleae-logic/
    Работа с логическим анализатором Saleae Logic Analyzer
    Основные приёмы работы с логическим анализатором Saleae Logic Analyzer и его китайскими аналогами.
    http://soltau.ru/index.php/themes/elektronika/item/414-saleae-logic-analyzer

    COMMENTS