邏輯分析儀基礎(chǔ)

邏輯分析儀基礎(chǔ)邏輯分析的概念

邏輯分析儀也是非常常用的儀表，與示波器一樣，是數(shù)字設(shè)計(jì)和測量的經(jīng)典儀器之一。數(shù)字電路測量時，何時應(yīng)使用示波器呢？一般而言，當(dāng)需要精確參數(shù)信息（如時間間隔和電壓讀數(shù)）時可以使用示波器。具體來講：

當(dāng)需要測量信號的較小電壓偏移（如低于或超出）時。

當(dāng)需要較高的時間間隔精度時。示波器能夠采集精確的參數(shù)信息，如脈沖的上升沿上兩點(diǎn)之間的高精度時間。圖1

示波器用于測量信號的模擬波形一般而言，邏輯分析儀用于查看多個信號之間的定時關(guān)系，或者用于捕獲信號所運(yùn)載的數(shù)據(jù)。當(dāng)被測設(shè)備的信號超過電壓閥值時，邏輯分析儀會表現(xiàn)出與邏輯電路相同的反應(yīng)。它將識別信號的高低。具體來講：當(dāng)需要立即查看多個信號時。邏輯分析儀可以很好地組織和顯示多個信號。一般任務(wù)是將多個信號組成一條總線并分配一個自定義名稱。地址、數(shù)據(jù)和控制總線都是有代表性的示例。當(dāng)需要使用與硬件相同的方式查看系統(tǒng)中的信號時。信號顯示在一個時間軸上，這樣就可以查看相對于其他總線信號或時鐘信號的轉(zhuǎn)變的發(fā)生時間。當(dāng)需要象接收芯片一樣基于時鐘邊沿，捕獲總線中的信息時。接收芯片基于時鐘邊沿判斷總線上的地址、命令和數(shù)據(jù)。邏輯分析儀象一個偵聽器，捕獲總線上傳輸?shù)倪@些信息，并把需要的信息存入存儲器?？稍O(shè)置觸發(fā)條件，捕獲需要關(guān)注的或出問題的總線上的信息，據(jù)此可了解協(xié)議或軟件執(zhí)行的情況。上面已經(jīng)簡短討論了邏輯分析儀的一些用法，現(xiàn)在，讓我們更詳細(xì)地了解一下有關(guān)邏輯分析儀的概念。到目前為止，我們已經(jīng)很廣泛地使用了“邏輯分析儀”這一術(shù)語。實(shí)際上，大多數(shù)邏輯分析儀中都包含兩個分析儀。

1.定時分析儀：

定時分析儀是邏輯分析儀的一部分，它與示波器相似。事實(shí)上，它們之間的關(guān)系非常密切。定時分析儀顯示信息的一般形式，這一點(diǎn)與示波器相同，即橫軸表示時間，縱軸表示電壓振幅。因?yàn)閮蓚€儀器上的波形都取決于時間，所以這種顯示可以說是“時間域”中的顯示。

2.狀態(tài)分析儀：

狀態(tài)分析儀非常適用于跟蹤軟件中的缺陷或硬件中的缺陷組件。它有助于確定問題是出現(xiàn)在軟件代碼中還是出現(xiàn)在某些硬件設(shè)備中。大多數(shù)情況下，狀態(tài)分析儀用于在出現(xiàn)特定時鐘信號時查找總線上存在哪些邏輯電平。換句話說，可以了解在時鐘出現(xiàn)且假設(shè)數(shù)據(jù)有效時將顯示哪些“活動狀態(tài)”。內(nèi)存中采集的數(shù)據(jù)將以列表格式顯示，且?guī)в羞B接到各個狀態(tài)的時間標(biāo)簽。定時分析定時分析儀使用自己的內(nèi)部時鐘控制數(shù)據(jù)采樣。這種類型的時鐘計(jì)時會使邏輯分析儀中的數(shù)據(jù)采樣與被測設(shè)備中的時鐘異步。具體來講：定時分析儀適用于顯示信號活動“相當(dāng)于其他信號”“何時”發(fā)生。

定時分析儀側(cè)重于查看各個信號之間的時序關(guān)系，而不是與被測設(shè)備中控制執(zhí)行的信號之間的時序關(guān)系。

這就是為什么定時分析儀可以對與被測設(shè)備時鐘信號“不同步”或異步的數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣。在定時采集模式下，邏輯分析儀的工作是對輸入波形進(jìn)行采樣，從而確定它們是高電平還是低電平。為了確定高低，邏輯分析儀會將輸入信號的電壓電平與用戶定義的電壓閾值進(jìn)行比較。如果采樣時信號高于閾值，則分析儀將信號顯示為1或高。同樣，低于閾值的信號將顯示為0或低。下圖闡釋了當(dāng)正弦波跨過閾值電平時邏輯分析儀對其進(jìn)行采樣的情況。圖2

定時分析采集原理采集之后采樣點(diǎn)被存儲在內(nèi)存中，并用于重建方形數(shù)字波形。這種要使一切變成方形的處理方式似乎會限制定時分析儀的用處。不過定時分析儀本來也不是打算用作參數(shù)儀器的。若要查看信號的上升時間，可以使用示波器。若需校驗(yàn)幾個或幾百個信號之間的時序關(guān)系，對其同時進(jìn)行查看，則定時分析儀才是正確的選擇。定時分析儀對輸入通道進(jìn)行采樣時，該通道信號或者是高電平或者是低電平。如果在進(jìn)行某一采樣時該通道處于某種狀態(tài)（高或低），而在進(jìn)行下一采樣時變成了相反的狀態(tài)，則分析儀可以“知道”輸入信號已在這兩個采樣之間的某個時候發(fā)生了跳變。但它不知道具體在何時，因此它將跳變點(diǎn)放在了后一個采樣上，如下圖所示。

圖3

定時分析采樣精度（不確定度）對于跳變實(shí)際上是在何時發(fā)生以及分析儀何時顯示跳變，存在著某種含糊性。假如跳變是在前一個采樣點(diǎn)之后立即發(fā)生的，這種不確定性最多也就是一個采樣周期。不過對于這種方法，在精度和總采樣時間之間也存在著一種折衷。請記住，每個采樣點(diǎn)都只使用一個存儲位置。因此，精度越高（采樣頻率越高），采樣周期越短。觸發(fā)定時分析儀：在測量中的某些點(diǎn)，邏輯分析儀必須了解何時采集（存儲）流經(jīng)其內(nèi)存的數(shù)據(jù)。這些點(diǎn)叫做觸發(fā)點(diǎn)。

使分析儀觸發(fā)的一種方法是：相應(yīng)地配置分析儀，使之從一組信號（總線）中查找上限或下限碼型，或者查找單個信號的上升或下降時鐘沿。當(dāng)分析儀在數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)指定的碼型或時鐘沿時，它便觸發(fā)。碼型觸發(fā)：碼型觸發(fā)用于在總線上查找特定的上限和下限碼型。您可以指定不同的標(biāo)準(zhǔn)，如等于、不等于、在或不在某個范圍內(nèi)或者大于/小于。示例：擁有一條包含8條信號線的總線。配置了簡單觸發(fā)以指定分析儀在輸入數(shù)據(jù)等于“AA”碼型時觸發(fā)。

圖4

碼型觸發(fā)為了更便于某些用戶的使用，大多數(shù)分析儀上的觸發(fā)點(diǎn)不僅可以用十六進(jìn)制進(jìn)行設(shè)置，還可以用二進(jìn)制（1和0）、八進(jìn)制、ASCII或十進(jìn)制進(jìn)行設(shè)置。例如，十六進(jìn)制觸發(fā)值A(chǔ)A還可以設(shè)置為等價的二進(jìn)制觸發(fā)值10101010。但是，在16、24、32或64位寬的總線上查找時，使用十六進(jìn)制設(shè)置觸發(fā)點(diǎn)尤其有幫助。時鐘沿觸發(fā)：時鐘沿觸發(fā)對于習(xí)慣使用示波器的用戶來說是一個很熟悉的概念。調(diào)整示波器上的“triggerlevel”（觸發(fā)電平）旋鈕時，可以將其視為設(shè)置電壓比較儀的電平：當(dāng)輸入電壓超過該電平時，電壓比較儀會告知示波器觸發(fā)。定時分析儀的時鐘沿觸發(fā)大體上與此相同，只不過將觸發(fā)電平預(yù)先設(shè)置成了一個邏輯閾值。許多邏輯設(shè)備依賴于電平，而這些設(shè)備的時鐘和控制信號卻往往受時鐘沿的影響。通過時鐘沿觸發(fā)，可以在對設(shè)備進(jìn)行定時的同時開始采集數(shù)據(jù)。示例：試想一個未正確移位數(shù)據(jù)的時鐘沿觸發(fā)移位寄存器。是數(shù)據(jù)有問題還是時鐘沿有問題？為檢測設(shè)備，我們需要在對其進(jìn)行定時的同時檢驗(yàn)數(shù)據(jù)（基于時鐘沿）?？梢愿嬷治鰞x在出現(xiàn)時鐘沿時（無論上升或下降）采集數(shù)據(jù)并獲取移位寄存器的所有輸出。圖5

邊沿觸發(fā)跳變定時：在Transitional/Storequalified（跳變/存儲限定）定時模式中，定時分析儀將定期對數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣，但只有當(dāng)閾電壓電平中存在信號轉(zhuǎn)變時才存儲數(shù)據(jù)。每當(dāng)定義的總線/信號（未排除的）中的任何位發(fā)生轉(zhuǎn)變時，都要存儲所有通道上的數(shù)據(jù)。為每個存儲數(shù)據(jù)樣本存儲一個時間標(biāo)簽，這樣稍后就可以重新構(gòu)建和顯示測量。通常，各個采樣點(diǎn)不會發(fā)生轉(zhuǎn)變。下面將用時間標(biāo)簽2、5、7和14來舉例說明。當(dāng)確實(shí)發(fā)生轉(zhuǎn)變時，為每個轉(zhuǎn)變存儲兩個樣本。因此，存儲1K的轉(zhuǎn)變，就會帶有2K內(nèi)存的樣本。必須去除一個起始點(diǎn)必需的轉(zhuǎn)變才能使存儲的最小轉(zhuǎn)變量達(dá)到1023。如果轉(zhuǎn)變發(fā)生的速率很快，例如每個采樣點(diǎn)都有一個轉(zhuǎn)變，那么如下圖中的時間標(biāo)簽17至21所示，只為每個轉(zhuǎn)變存儲一個樣本。如果整個跟蹤過程始終保持這種狀況，那么存儲的轉(zhuǎn)變數(shù)量為2K樣本。此外，必須去除起始點(diǎn)樣本，這樣才能使存儲的最大跳變量不超過2047。圖6

跳變定時的數(shù)據(jù)存儲大多數(shù)情況下，當(dāng)最小轉(zhuǎn)變量和最大轉(zhuǎn)變量都存在時會存儲跳變時序跟蹤。因此，在此例中存儲的實(shí)際轉(zhuǎn)變量將在1023和2047之間。跳變定時注意事項(xiàng)：檢測到時鐘沿時，在分配給定時分析儀的所有通道中存儲兩個樣本。如果在時鐘沿檢測器重置之前出現(xiàn)第二個時鐘沿（在第一個時鐘沿后），為避免數(shù)據(jù)丟失需要兩個樣本。在跳變定時中，每個序列步驟只有2個分支。在跳變時序中，只有一個全局計(jì)數(shù)器可用。

跳變時序需要有時間標(biāo)簽才能重建數(shù)據(jù)。通過將時間標(biāo)簽與內(nèi)存中的測量數(shù)據(jù)交叉可存儲時間標(biāo)簽。

默認(rèn)情況下，分析儀將查找為邏輯分析儀模塊定義的所有總線/信號上的轉(zhuǎn)變。但是，為增加可用內(nèi)存深度和采集時間，可以在高級觸發(fā)中選擇不存儲某些總線/信號轉(zhuǎn)變（如將無用信息添加到測量中的時鐘或選通脈沖信號）。運(yùn)行測量時，無論總線/信號是否定義或是否分配給邏輯分析儀通道，都將在所有這些通道上采集數(shù)據(jù)。在跳變時序模式中，如果定義的總線/信號（未排除的）上存在轉(zhuǎn)變，將保存采集的樣本。運(yùn)行跳變時序測量后，如果為以前未分配的邏輯分析儀通道定義新的總線/信號，那么將顯示在這些通道上采集的數(shù)據(jù)，但是不可能存儲這些總線/信號上的所有轉(zhuǎn)變；顯示的數(shù)據(jù)好似新的總線/信號在運(yùn)行測量前就已經(jīng)被排除了。在跳變時序中，不需要預(yù)先存儲數(shù)據(jù)（觸發(fā)前獲得的樣本）。因此，與狀態(tài)模式非常相似的是，觸發(fā)位置（起始/中心/結(jié)束）表明觸發(fā)后樣本占用內(nèi)存的百分比。觸發(fā)前獲得/顯示的樣本數(shù)量在不同的測量中會有所變化。狀態(tài)分析狀態(tài)分析儀需要來自被測設(shè)備的采樣時鐘信號。這種類型的時鐘計(jì)時可使邏輯分析儀中的數(shù)據(jù)采樣與被測設(shè)備中的計(jì)時事件同步。具體來講：狀態(tài)分析儀適用于顯示“有效時鐘或控制信號”期間的信號活動是“什么”。狀態(tài)分析儀側(cè)重于查看指定執(zhí)行時間內(nèi)的信號活動，而不是與時序無關(guān)的信號活動。這就是為什么狀態(tài)分析儀需要對與被測設(shè)備時鐘信號“同步化”或同步的數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣。對于微處理器，數(shù)據(jù)和地址可以出現(xiàn)在相同的信號線上。要采集正確的數(shù)據(jù)，邏輯分析儀必須對數(shù)據(jù)采樣加以限制，使之只在所需的數(shù)據(jù)有效并出現(xiàn)在信號線上時進(jìn)行。為此，它會從相同的信號線上采集數(shù)據(jù)樣本，但使用來自被測設(shè)備的不同采樣時鐘。

示例：以下時序圖表明，要采集地址，分析儀需要在MREQ線下降時進(jìn)行采樣。要采集數(shù)據(jù)，分析儀需要在WR線下降（寫周期）或RD線下降（讀周期）時進(jìn)行采樣。圖7

狀態(tài)采集觸發(fā)狀態(tài)分析儀：

與定時分析儀相似，狀態(tài)分析儀也具有限定要存儲的數(shù)據(jù)的功能。如果我們正在查找地址總線的上限和下限的特定碼型，當(dāng)分析儀找到該碼型時，我們可以通知分析儀開始存儲，并且只要分析儀的內(nèi)存未滿就一直存儲。簡單觸發(fā)示例：

請看下面顯示的“D”觸發(fā)器，在正值的時鐘沿出現(xiàn)之前，“D”輸入上的數(shù)據(jù)是無效的。因此，時鐘輸入為上限時，觸發(fā)器的狀態(tài)才有效。圖8

D觸發(fā)器

現(xiàn)在，假設(shè)我們有并行的八個此類觸發(fā)器。如下所示，這八個觸發(fā)器都連接到同一時鐘信號。圖9

接收器

當(dāng)時鐘線上出現(xiàn)高電平時，所有這八個觸發(fā)器都會在其“D”輸入處采集數(shù)據(jù)。此外，每次時鐘線上出現(xiàn)正電平時都會發(fā)生有效狀態(tài)。下面的簡單觸發(fā)指示分析儀在時鐘線上出現(xiàn)高電平時在D0-D7這幾條上收集數(shù)據(jù)。圖10

總線收集的數(shù)據(jù)高級觸發(fā)示例：假設(shè)想查看地址值為406F6時內(nèi)存中存儲了哪些數(shù)據(jù)。對高級觸發(fā)進(jìn)行配置，以在地址總線上查找碼型406F6（十六進(jìn)制）以及在RD（內(nèi)存讀?。r鐘線上查找高電平。圖11

高級觸發(fā)設(shè)置在配置EdgeAndPatterntrigger（時鐘沿和碼型觸發(fā)）對話框時，嘗試將該操作看作是構(gòu)造從左向右讀取的句子。FindthefirstoccurrenceofaBusnamedADDR,andonAllbitsapatternthatEquals406F6Hex,AndaSignalnamedRDwithaHighlevel.ThenTriggerandfillmemorywithAnything.Pod、通道和時間標(biāo)簽存儲Pod和通道的命名約定：Pod是一組邏輯分析儀通道的組合，共有17個通道，其中數(shù)據(jù)16個通道，時鐘1個通道。邏輯分析儀的通道數(shù)是Pod數(shù)的倍數(shù)關(guān)系。34通道的邏輯分析儀對應(yīng)兩個Pod，68通道邏輯分析儀對應(yīng)4個Pod，136通道邏輯分析儀對應(yīng)8個Pod。對于模塊化的邏輯分析儀（或稱為邏輯分析系統(tǒng)），以16900系列邏輯分析系統(tǒng)為例，對應(yīng)關(guān)系如下：

1.插槽從上到下以A至F字母命名。

2.有一條標(biāo)有Pod2的電纜連接著每一個邏輯分析儀模塊。知道某個Pod連接到哪個插槽很重要，因?yàn)槿绻诓宀跘和B中都有邏輯分析儀模塊，則將有兩條盒電纜標(biāo)有Pod2，但操作界面應(yīng)用程序會把一條記作SlotAPod2，把另一條記作SlotBPod2。分清這兩條電纜很重要。

3.SlotAPod2等于PodA2。A2與SlotAPod2可互相替代；同樣，D1與SlotDPod1也可互相替代。

4.時鐘Pod(ClockPod)由模塊中所有Pod的所有時鐘通道組成。

5.每個Pod各有一個時鐘通道。所有時鐘通道按Clk1、Clk2、Clk3等進(jìn)行編號。如果某邏輯分析儀模塊有兩個邏輯分析儀卡，每卡有四個Pod，則該邏輯分析儀的時鐘通道標(biāo)記為Clk1至Clk8。

6.除了Clk1外，時鐘通道還可標(biāo)記為C1。C1和Clk1是一樣的。在16900系列邏輯分析系統(tǒng)中，請勿混淆時鐘通道C2與SlotC中的Pod2，后者記作PodC2。對于時鐘通道，C是Clock的縮寫，不是SlotC的縮寫。為什么有時Pod會丟失？導(dǎo)致所有Pod對邏輯分析儀模塊均不可用的原因有多種：在狀態(tài)采樣模式中，在選擇了一般狀態(tài)模式采樣選項(xiàng)的情況下，選擇最大采集內(nèi)存深度需要將一個Pod對保留用于時間標(biāo)簽存儲。在這種情況下，將內(nèi)存深度設(shè)置為最大值的一半（或更?。⒎祷豍od。

在狀態(tài)采樣模式中，在選擇了高速狀態(tài)模式采樣選項(xiàng)的情況下，會將一個Pod對保留用于時間標(biāo)簽存儲。在定時采樣模式中，在選擇了跳變/存儲限定定時模式采樣選項(xiàng)的情況下：

選擇了最小采樣周期時，會將一個Pod對保留用于時間標(biāo)簽存儲。

選擇了除最小采樣周期之外的采樣周期時，選擇最大采集內(nèi)存深度需要將一個Pod對保留用于時間標(biāo)簽存儲。在這種情況下，將內(nèi)存深度設(shè)置為最大值的一半（或更小）將返回Pod。

該模塊是已分離的邏輯分析儀的一部分。在這種情況下，Pod位于分離分析儀的另一半模塊中。狀態(tài)模式和跳變定時模式下通道數(shù)、內(nèi)存深度和觸發(fā)之間的相互影響：

狀態(tài)采樣模式時，時間標(biāo)簽存儲需要1個Pod或1/2的采集內(nèi)存。

在操作界面應(yīng)用程序中，所有模塊都與時間相關(guān)；不能關(guān)閉timetagstorage（時間標(biāo)簽存儲）（雖然以前的Agilent邏輯分析系統(tǒng)可以）。

要使用1/2以上的模塊采集內(nèi)存，必須將一個Pod保留用于時間標(biāo)簽存儲。要使用所有Pod，內(nèi)存使用量不能超過模塊采集內(nèi)存的1/2。

一般來說，可用定時器數(shù)與那些不屬于為時間標(biāo)簽存儲而保留的Pod數(shù)相同。

默認(rèn)設(shè)置：時間標(biāo)簽存儲始終處于開啟狀態(tài)（并且不能將其關(guān)閉）。

內(nèi)存深度設(shè)置為總采集內(nèi)存的1/2。

所有盒對都可用于采集數(shù)據(jù)。

如果選擇整個內(nèi)存，則要用于時間標(biāo)簽存儲的默認(rèn)Pod是最左邊的盒對，但未分配總線或信號的任何Pod都是可以使用的。跳變定時模式，時間標(biāo)簽存儲需要1個Pod或1/2的采集內(nèi)存：

跳變時序采樣模式也需要時間標(biāo)簽存儲。

當(dāng)選擇最小采樣周期時，必須將一個Pod對保留用于時間標(biāo)簽存儲。在這種情況下，不能使用1/2（或更少）的模塊采集內(nèi)存來替代該P(yáng)od。

對于其他采樣周期，內(nèi)存深度和通道數(shù)的權(quán)衡與狀態(tài)采樣模式下的相同。也就是說，要使用1/2以上的模塊采集內(nèi)存，必須將一個Pod保留用于時間標(biāo)簽存儲。要使用所有Pod，內(nèi)存使用量不能超過模塊采集內(nèi)存的1/2。

一般來說，可用定時器數(shù)與那些不屬于為時間標(biāo)簽存儲而保留的Pod數(shù)相同。狀態(tài)模式采樣位置、眼定位和眼圖掃描同步采樣（狀態(tài)模式）邏輯分析儀與觸發(fā)時鐘沿的觸發(fā)相似，因?yàn)樗鼈兌夹枰斎脒壿嬓盘柌趴梢栽跁r鐘事件前（建立時間）和時鐘事件后（保持時間）的一段時間內(nèi)保持穩(wěn)定，以便正確解釋邏輯電平。組合建立和保持時間被稱為建立/保持窗口。被測設(shè)備（由于其本身的建立/保持要求）可指定數(shù)據(jù)在某段時間內(nèi)在總線上有效。這被稱為數(shù)據(jù)有效窗口。一般情況下，大多總線上的數(shù)據(jù)有效窗口小于總線時間周期的一半。要精確采集總線上的數(shù)據(jù)，需符合以下條件：

邏輯分析儀的建立/保持時間必須在數(shù)據(jù)有效窗口內(nèi)。

圖12

有效采集窗口

由于與總線時鐘有關(guān)的數(shù)據(jù)有效窗口的位置根據(jù)總線類型的不同而有所變化，因此邏輯分析儀的建立/保持窗口的位置在數(shù)據(jù)有效窗口中必須是可調(diào)整的（相對于采樣時鐘，且具有較高分辨率）。例如：

圖13

調(diào)整采樣位置

為了將建立/保持窗口（采樣位置）放置在數(shù)據(jù)有效窗口內(nèi)，邏輯分析儀可在每次采樣輸入時調(diào)整延遲（以定位每個通道的建立/保持窗口）。如果可以在單個通道上調(diào)整采樣位置，可以使邏輯分析儀的建立/保持窗口變小，因?yàn)榭梢孕?zhǔn)由探頭電纜和邏輯分析儀的內(nèi)部電路板跟蹤引起的偏移效應(yīng)，而且還可以看到邏輯分析儀的內(nèi)部采樣電路的建立/保持要求。但是，手動定位每個通道的建立/保持窗口需要花費(fèi)大量時間。對于被測設(shè)備中的每個信號和每個邏輯分析儀通道來說，必須測量與總線時鐘（帶有示波器）相關(guān)的數(shù)據(jù)有效窗口，重復(fù)定位建立/保持窗口并運(yùn)行測量以查看邏輯分析儀是否正確采集數(shù)據(jù)，最后再將建立/保持窗口定位在錯誤采集數(shù)據(jù)的位置之間。使用具有眼定位（eyefinder)功能的邏輯分析儀，在手動調(diào)整（沒有額外的被測設(shè)備）的一小段時間內(nèi)，可以自動：

定位每個通道上的建立/保持窗口。

針對盡可能寬的數(shù)據(jù)有效窗口調(diào)整閾電壓設(shè)置。

眼定位是獲得盡可能小的邏輯分析儀建立/保持窗口的一種簡單方法。眼定位概要：對于指定的狀態(tài)采樣時鐘，眼定位可在時鐘沿前后的一個固定時間范圍內(nèi)查找數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)變（閾電壓交叉點(diǎn)），并為顯示相關(guān)內(nèi)容以幫助設(shè)置最佳采樣位置。為了了解眼定位顯示，需為每個活動時鐘沿拍攝一張有關(guān)該時鐘沿的數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)變的“照片”。將此照片看作快照、定格畫面或頻閃觀測儀（位于時鐘沿中心或與時鐘沿同步）。到達(dá)時鐘沿的時間為T=0。例如，如果選擇盒1上時鐘輸入的上升沿作為狀態(tài)采樣時鐘，每次拍攝“照片”時，都將達(dá)到盒1時鐘上的上升沿。盒1時鐘沿之間的時間是否相同無關(guān)緊要。如果同時在上升沿和下降沿上進(jìn)行采樣，那么在每一個時鐘沿上都會拍攝一張“照片”。此外，在活動沿之間消耗了多少時間也不重要。每一個時鐘沿上都要拍攝“照片”。要構(gòu)建眼定位顯示，需要將無數(shù)張這樣的“照片”堆疊在彼此的頂端。每張“照片”都在T=0時對齊，此時將達(dá)到活動時鐘沿。照片拍自上升沿還是下降沿并沒有關(guān)系；它們會在T=0時對齊。構(gòu)建顯示后，就無法區(qū)分給定信號轉(zhuǎn)變區(qū)域是與時鐘上升沿相關(guān)聯(lián)，還是與下降沿（或兩者）相關(guān)聯(lián)。眼定位工作原理：通過邏輯分析儀使用少量的偏移延遲對每個通道進(jìn)行雙重采樣的功能，以及通過使用獨(dú)有的OR操作比較延遲的樣本可進(jìn)行眼定位測量。

圖14

眼定位工作原理當(dāng)獨(dú)有的OR輸出很高時，延遲的樣本會有所差別，并且會在延遲時間之間檢測到轉(zhuǎn)變。由于采樣信號的不穩(wěn)定和其他變化，眼定位測量將對每對延遲值的多個時鐘進(jìn)行檢查，以便報告兩次延遲時間之間發(fā)生轉(zhuǎn)變的頻率。然后，檢查另一對延遲值，依次類推，直到掃描完轉(zhuǎn)變的整個時間范圍。圖15

延遲值記錄因?yàn)檫壿嫹治鰞x可以調(diào)整通道的閾電壓，所以眼定位測量可在很多閾電壓電平隨著時間的推移對轉(zhuǎn)變進(jìn)行重復(fù)掃描。圖16

眼定位的多閾值掃描通過調(diào)整閾電壓和查看活動指示符，眼定位可查找信號活動信封并確定最佳閾電壓；然后通過在該閾值執(zhí)行全時掃描，眼定位可找出樣本位置。圖17

眼定位的閾值和采樣位置掃描也可以在當(dāng)前閾電壓設(shè)置下運(yùn)行全時掃描，以便僅自動設(shè)置采樣位置。圖18

僅掃描采樣位置自動閾值和采樣位置設(shè)置掃描通常足以確保正確采集數(shù)據(jù)，但它還可以識別您想要進(jìn)一步詳細(xì)查看的信號（例如，如果您想查看延遲、衰減等）。通過在整個信號活動信封內(nèi)執(zhí)行全時掃描，眼定位可以顯示在時間和電壓的小窗口中檢測到的轉(zhuǎn)變。這些掃描稱為眼圖掃描（eyescan）。像示波器一樣，眼圖掃描用于顯示測量數(shù)據(jù)。每個窗口中的轉(zhuǎn)變數(shù)量都會突出顯示。這可以使概覽眼型圖案，并確定是否需要使用示波器來進(jìn)一步詳細(xì)地查看信號。

圖19

眼圖掃描可以運(yùn)行導(dǎo)致自動設(shè)置閾電壓和采樣位置的eyescan，或運(yùn)行只導(dǎo)致自動設(shè)置采樣位置的eyescan。

眼定位測量收集數(shù)據(jù)所基于的通道數(shù)量會影響測量時間。當(dāng)一個模塊中存在多個邏輯分析儀卡時將出現(xiàn)異常；在這種情況下，測量將同時并行運(yùn)行。支持差分信號的邏輯分析儀中的眼圖掃描EyeScan：

支持差分信號的邏輯分析儀（如16962A邏輯分析儀模塊）針對輸入使用真值差分接收器：可編程參考電壓將計(jì)入負(fù)輸入。這是分析儀采用單端探頭時的閾電壓。對于差分探測的相關(guān)操作，通常將參考電壓編寫為0V：隨后將接收器的輸出與0V進(jìn)行比較，從差分輸入信號產(chǎn)生內(nèi)部邏輯信號。請注意，最終比較結(jié)果將對“差分信號高于Vref還是低于Vref？”的問題作出解答：對眼隙的eyescan測量是通過使用不同Vref設(shè)置進(jìn)行一系列eyefinder測量完成的。差分信號的默認(rèn)eyefinder測量使用Vref=0V。通過將Vref增至零以上，我們會找到信號與上升的Vref值交叉的位置。如果Vref升至足夠高，信號的頂部軌跡將通過Vref，我們便會看到眼的頂端。再將Vref升高一點(diǎn)會導(dǎo)致Vcomp保持在Vlo，表示信號不會升至該電平。反之，將Vref移至零以下會看到眼的下半部。eyescan/eyefinder顯示窗口會在每個信號的eyescan圖下方顯示eyefinder交疊部分，以此顯示eyefinder與eyescan之間的這一關(guān)系。通過在eyescan圖中將Vth水平線向上和向下移動，可以獲得距離眼中心該偏移量位置處的eyefinder視圖。無論用戶界面中的閾值如何設(shè)置，邏輯分析儀的差分輸入將始終應(yīng)用于接收器。這意味著可通過將電壓閾值手動設(shè)置為非零值允許在差分對中使用公共模式電壓。如果信號擺幅中心與地線差距大于100mV，eyescan將自動執(zhí)行此操作。邏輯分析儀的觸發(fā)設(shè)置邏輯分析儀觸發(fā)非常困難，而且還需花費(fèi)大量時間。假設(shè)如果知道如何編程，則應(yīng)該可以毫不費(fèi)力地設(shè)置邏輯分析儀觸發(fā)。然而，這是不可能的，因?yàn)樵S多概念對邏輯分析來說都是唯一的。本節(jié)的目的就是介紹這些主要概念及如何有效地使用它們。傳送帶類比：我們可以將邏輯分析儀的內(nèi)存比作一條很長的傳送帶，而從被測設(shè)備(DUT)獲取的樣本就像是傳送帶上的箱子。新的箱子被放置在傳送帶一端，而在另一端落下。換句話說，由于邏輯分析儀內(nèi)存的深度（樣本數(shù)量）有限，因此每當(dāng)采集新樣本時，如果內(nèi)存已滿，將會刪除內(nèi)存中現(xiàn)有的最舊的樣本。如下圖所示。

圖20

邏輯分析儀觸發(fā)的傳送帶類比邏輯分析儀觸發(fā)就像是放置在傳送帶（上面放置有多個箱子）起始位置上的箱子一樣。它們的任務(wù)是“查找特殊的箱子，并在該箱子到達(dá)傳送帶的某一特定位置時停止運(yùn)行傳送帶”。在此類比中，特殊的箱子就是觸發(fā)。邏輯分析儀檢測到與觸發(fā)條件相匹配的樣本后，就表示當(dāng)觸發(fā)位于內(nèi)存中的適當(dāng)位置時應(yīng)停止繼續(xù)采集樣本。觸發(fā)在內(nèi)存中的位置被稱為觸發(fā)位置。通常，觸發(fā)位置被設(shè)置在中間，以便使觸發(fā)前后出現(xiàn)的樣本的最大數(shù)量不超出內(nèi)存范圍。不過，也可以將觸發(fā)位置設(shè)置在內(nèi)存中的任意位置。

由于邏輯分析儀觸發(fā)提供了大量功能，因此下表將對本文中介紹的功能進(jìn)行簡要概述。該表將對這些功能進(jìn)行逐一描述。表1

邏輯分析儀觸發(fā)功能摘要觸發(fā)序列：雖然邏輯分析儀觸發(fā)通常很簡單，但它們卻需要復(fù)雜的程序。例如，可能想在某一信號的上升沿后跟另一信號的上升沿時觸發(fā)。這意味著邏輯分析器必須在開始尋找下一個上升沿之前找到第一個上升沿。由于擁有一個可查找觸發(fā)的步驟序列，因此它被稱為觸發(fā)序列。序列的每個步驟被稱為一個序列步驟。每個序列步驟由兩部分組成：條件和操作。條件是指布爾邏輯表達(dá)式，例如“IfADDR=1000”或“IfthereisarisingedgeonSIG1”。操作是指符合條件時邏輯分析儀應(yīng)當(dāng)執(zhí)行的內(nèi)容。操作的示例包括觸發(fā)邏輯分析儀、轉(zhuǎn)至另一序列步驟以及啟動定時器。這類似于編程中的If/Then語句。觸發(fā)序列中的每個步驟都被指定一個數(shù)字。執(zhí)行的第一個序列步驟總是序列步驟1，但由于“轉(zhuǎn)到”操作，剩余的序列步驟可以以任意順序執(zhí)行。執(zhí)行一個序列步驟且布爾邏輯表達(dá)式均為假時，邏輯分析儀將采集下一樣本并再次執(zhí)行同一序列步驟。例如一個簡單的示例，考慮以下觸發(fā)序列：1.IfDATA=7000thenTrigger

如果采集以下樣本，邏輯分析儀將在采集樣本#6時觸發(fā)。

樣本號ADDRDATA110002000210103000310204000410305000510406000610507000<-此處為邏輯分析儀的觸發(fā)位置710602000

實(shí)際上，序列步驟1相當(dāng)于“KeepacquiringmoresamplesuntilDATA=7000,thentrigger”。如果符合一個序列步驟中的布爾邏輯表達(dá)式，那么在執(zhí)行下一序列步驟之前總是采集另一樣本。換句話說，如果一個樣本符合序列步驟1的條件，在執(zhí)行序列步驟2前將采集另一樣本。這意味著一個單獨(dú)的樣本不可能符合多個序列步驟的條件。每個序列步驟都可以看作是代表了在不同點(diǎn)及時發(fā)生的事件。兩個序列步驟可以從不用于指定同時發(fā)生的兩個事件。例如，考慮以下觸發(fā)序列：

1.IfADDR=1000thenGoto22.IfDATA=2000thenTrigger

如果采集以下樣本，邏輯分析儀將在采集樣本#7時觸發(fā)。

樣本號ADDRDATA110002000<-此樣本符合序列步驟#1中的條件210103000310204000410305000510406000610507000710602000<-此處為邏輯分析儀的觸發(fā)位置

請注意，由于在符合序列步驟1中的條件和測試序列步驟2中的條件二者之間采集了新的樣本，因此邏輯分析儀不會在采集樣本#1時觸發(fā)。可將此觸發(fā)序列看作是“FindADDR=1000followedbyDATA=2000andthentrigger”。觸發(fā)序列中的多序列步驟暗示了“后接”。邏輯分析儀觸發(fā)后，將不會再次觸發(fā)。換句話說，即使度個樣本符合觸發(fā)條件，邏輯分析儀也只觸發(fā)一次。例如，使用“ADDR=1000”作為觸發(fā)，如果邏輯分析器采集以下樣本，它將會在采集樣本#2時觸發(fā)，并且只在采集樣本#2時觸發(fā)。樣本號ADDR1000021000<-此處為邏輯分析儀的觸發(fā)位置3200041000<-邏輯分析儀不會在此處再次觸發(fā)51040

一個經(jīng)常遇到的問題是“如果不符合序列步驟中的條件會怎樣？”例如，有一個條件是“IfADDR=1000ThenTrigger”，那么如果當(dāng)前樣本是ADDR=2000，結(jié)果會怎樣？邏輯分析儀只采集下一樣本并試圖再次執(zhí)行此序列步驟。實(shí)際上，如果觸發(fā)條件是“ADDR=1000”，這相當(dāng)于“持續(xù)采集樣本直到找到條件為ADDR=1000的樣本”。因此，如果設(shè)置一個從不符合的觸發(fā)條件，邏輯分析器將不會觸發(fā)。當(dāng)符合序列步驟中的條件時，使用“轉(zhuǎn)到”操作時下一步將執(zhí)行哪個序列步驟將會非常清楚，但是如果沒有使用“轉(zhuǎn)到”操作，則不可能知道執(zhí)行哪個序列步驟。在一些邏輯分析儀上，如果沒有“轉(zhuǎn)到”，這意味著應(yīng)當(dāng)執(zhí)行下一序列步驟。在其他邏輯分析儀上，意味著將再次執(zhí)行同一序列步驟。由于比較混亂，最好使用“轉(zhuǎn)到”操作而不依靠默認(rèn)。狀態(tài)和定時模塊通過在每個序列步驟中自動包含一個“轉(zhuǎn)到”或“觸發(fā)”操作來解決這一問題。例如：

IfADDR=1000andDATA=2000thenGoto1<-這是自動添加的布爾邏輯表達(dá)式：當(dāng)多個序列步驟表示“后跟”時，可以在序列步驟內(nèi)使用布爾邏輯表達(dá)式。示例：

IfADDR=1000andDATA=2000此表達(dá)式意指在同一樣本中ADDR必須等于1000且DATA等于2000，才能符合此表達(dá)式。換句話說，在ADDR等于1000的同時DATA等于2000。因此，如果要在同時發(fā)生兩個事件時觸發(fā)，則應(yīng)使用布爾邏輯表達(dá)式。常見錯誤是應(yīng)使用布爾邏輯表達(dá)式時嘗試使用兩個序列步驟，或者應(yīng)使用兩個序列步驟時嘗試使用布爾邏輯表達(dá)式。當(dāng)多個事件同時發(fā)生時使用布爾邏輯表達(dá)式，而在一個事件接著一個事件發(fā)生時使用多個序列步驟。分支：分支類似于C編程語言中的Switch語句和Basic中的SelectCase語句。分支可提供測試多個條件的方法。每個分支都有其獨(dú)有的操作。下面是多分支的一個示例：

1.IfADDR<1000thenGoTo2<-ThisisabranchofLevel1ElseIfADDR>2000thenGoTo3<-Thisisa2ndbranchofLevel1ElseIfDATA=2000thenTrigger<-Thisisa3rdbranchofLevel12.IfDATA<=7000thenTrigger3.IfthereisaRisingEdgeonSIG1,thenTrigger在序列步驟1中，存在三個分支，因此存在三個可以采用的操作。如果符合某一分支的條件，則不對其下面的任何分支進(jìn)行測試。換句話說，無法根據(jù)單個樣本執(zhí)行多個分支，即使該樣本可導(dǎo)致符合多個分支條件。也就是說，每個分支都是一個“ElseIf”。

沿：沿表示單個信號從下到上或從上到下的轉(zhuǎn)變。通常，沿被指定為“上升沿”、“下降沿”或“任一時鐘沿”，其中“上升沿”表示從下到上的轉(zhuǎn)變。在大多數(shù)邏輯分析儀上，觸發(fā)序列中最多可包含兩個沿，而有些則只允許包含一個沿。范圍：指定值的范圍是劃分范圍的一種便捷方式，如“1000到2000范圍內(nèi)的ADDR”。大多數(shù)邏輯分析儀還支持“notinrange”功能。范圍是一種方便的快捷方式，因此您無需指定“ADDR>=1000andADDR<=2000”。

標(biāo)志：標(biāo)志是用于從一個模塊向另一個模塊發(fā)送信號的布爾變量。當(dāng)某種情況在某一模塊中發(fā)生而稍后被另一模塊測試時可以設(shè)置標(biāo)志。在下面的示例中，標(biāo)志1用于跟蹤在模塊1的觸發(fā)序列中發(fā)生的情況，以便在模塊2中使用此信息。模塊1的觸發(fā)序列：

1.IfADDR<5000thenSetFlag1Triggerandfillmemory

模塊2的觸發(fā)序列：

1.IfDATA=5000andFlag1issetthenTriggerElseifDATA=1000andnotFlag1thenTrigger

計(jì)數(shù)器：發(fā)生計(jì)數(shù)器用于想要查找事件的“第N次”出現(xiàn)的情況。例如，如果想在ADDR=1000第5次出現(xiàn)時觸發(fā)，可以將觸發(fā)設(shè)置為：

IfADDR=1000occurs5timesthenTrigger

全局計(jì)數(shù)器類似于整數(shù)變量。全局計(jì)數(shù)器比發(fā)生計(jì)數(shù)器更靈活，因?yàn)樗鼈兛捎糜跒閺?fù)雜事件（例如一個時鐘沿后跟另一時鐘沿的事件）計(jì)數(shù)?？梢栽黾?、測試和重新設(shè)置全局計(jì)數(shù)器。默認(rèn)情況下，全局計(jì)數(shù)器以零開頭并且不需要重新設(shè)置，除非已在觸發(fā)序列中使用了它們。一般情況下，如果可能的話，應(yīng)使用發(fā)生計(jì)數(shù)器代替全局計(jì)數(shù)器，原因是發(fā)生計(jì)數(shù)器的用法比較簡單，而且全局計(jì)數(shù)器的數(shù)量有限。定時器：定時器用于檢查事件之間消耗的時間。例如，如果想在出現(xiàn)一個時鐘沿后的500ns內(nèi)出現(xiàn)另一個時鐘沿的情況下引發(fā)觸發(fā)，請使用定時器。使用定時器時要記住的最關(guān)鍵一點(diǎn)是：先啟動定時器，然后再對其進(jìn)行測試。換句話說，定時器無法自動啟動。設(shè)置定時器的關(guān)鍵是確定在何種情況下進(jìn)行啟動和測試。存儲限定：存儲限定用于確定應(yīng)該存儲（即，存入內(nèi)存）還是丟棄已獲得的樣本。這可以避免不需要的樣本占用邏輯分析儀內(nèi)存。設(shè)置存儲限定最簡單的方法是設(shè)置“默認(rèn)存儲”。默認(rèn)存儲表示“如果未經(jīng)序列步驟指定，則進(jìn)行存儲”。例如，可能只想在ADDR的范圍為1000到2000時存儲樣本，那么就應(yīng)將“默認(rèn)存儲”設(shè)置為：

ADDRInRange1000to2000

默認(rèn)情況下，“默認(rèn)存儲”設(shè)置為存儲所有已獲得的樣本。也可以將“默認(rèn)存儲”設(shè)置為不存儲任何樣本，這意味著除非某序列步驟覆蓋該默認(rèn)存儲，否則將不存儲任何樣本。序列步驟存儲限定意味著在某個特定的序列步驟內(nèi)只存儲特定的樣本。這意味著在使用GoTo（轉(zhuǎn)到）或Trigger（觸發(fā)）操作離開此序列步驟之前，應(yīng)用該存儲限定。如果要為每個序列步驟應(yīng)用不同的存儲限定，該存儲限定很有用。例如，可能不希望在ADDR=1000之前存儲任何樣本，而對于其余的測量，只存儲ADDR在1000到2000范圍之內(nèi)的樣本。設(shè)置序列步驟存儲還需要再使用一條分支指令。例如，在查找DATA=005E時，如果只希望存儲ADDR在5000到6FFF范圍之內(nèi)的樣本，某些情況下可使用以下序列步驟：

1.IfDATA=005EthenTriggerElseIfADDRinrange5000to6FFFthenStoreSampleGoto1注意存儲樣本操作的使用。這表示“立即存儲內(nèi)存中最新獲得的樣本”。而不表示“從現(xiàn)在起，開始存儲”。應(yīng)當(dāng)注意，因?yàn)楫?dāng)ADDR不在5000到6FFF范圍之內(nèi)時從不執(zhí)行存儲樣本操作，所以該分支指令實(shí)質(zhì)上是指“在此序列步驟中，只存儲ADDR在5000到6FFF范圍之內(nèi)的樣本”。

上述示例似乎說明將只存儲ADDR在5000到6FFF范圍之內(nèi)的樣本。但是，這取決于默認(rèn)存儲的設(shè)置方式。還是使用上述示例，如果默認(rèn)存儲設(shè)置為“StoreEverything”（存儲所有樣本）并且有一個樣本不在5000到6FFF的范圍之內(nèi)，則不會執(zhí)行ElseIf分支指令，而應(yīng)用該“默認(rèn)存儲”。實(shí)際上，該序列步驟說明了樣本值在特定范圍內(nèi)時要執(zhí)行的操作，但沒有說明樣本值在此范圍之外時應(yīng)執(zhí)行的操作。因此，如果要明確指定序列步驟存儲，請使用以下指令：

1.IfDATA=005EthenTriggerElseIfADDRinrange5000to6FFFthenStoreSampleGoto1ElseIfADDRnotinrange5000to6FFFthenDon'tStoreSampleGoto1此外，如果默認(rèn)存儲設(shè)置為“StoreEverything”（存儲所有樣本），可以使用以下指令：

1.IfDATA=005EthenTriggerElseIfADDRnotinrange5000to6FFFthenDon'tStoreSampleGoto1

總之，序列步驟存儲總會覆蓋默認(rèn)存儲，但只針對序列步驟存儲中特別指定的條件。處理默認(rèn)存儲和序列步驟存儲之間的沖突時一定要謹(jǐn)慎。雖然設(shè)置邏輯分析儀很困難，但觸發(fā)函數(shù)可以大大降低此過程的難度。觸發(fā)函數(shù)是可以組合起來設(shè)置觸發(fā)的常用構(gòu)建塊。由于這些函數(shù)涵蓋了大多數(shù)普通觸發(fā)，因此通過選擇適當(dāng)?shù)暮瘮?shù)并將其填充到數(shù)據(jù)中即可設(shè)置觸發(fā)。下圖顯示了邏輯分析儀觸發(fā)用戶界面。請注意，觸發(fā)函數(shù)位于屏幕左側(cè)的一個醒目位置。圖21

使用觸發(fā)函數(shù)通常，設(shè)置復(fù)雜觸發(fā)的最大難題是對問題進(jìn)行分解。換句話說，就是如何將復(fù)雜觸發(fā)映射到序列步驟、分支和布爾邏輯表達(dá)式。1.將問題分解為不同時發(fā)生的事件。這些事件對應(yīng)于序列步驟。

2.掃描觸發(fā)函數(shù)列表，嘗試找出一些與步驟1中確定的事件相匹配的函數(shù)。

3.將所有剩余事件分解為布爾邏輯表達(dá)式及其相應(yīng)操作。各個布爾邏輯表達(dá)式/操作對分別對應(yīng)于序列步驟中的一個單獨(dú)分支。請記住，可能存在只用于為序列步驟處理存儲限定的“存儲”分支。設(shè)置邏輯分析儀觸發(fā)與編寫軟件大相徑庭。如果使用預(yù)定義的觸發(fā)函數(shù)和較早編寫的文檔完善的觸發(fā)來完成其他工作，就可大大降低設(shè)置邏輯分析儀觸發(fā)的難度。僅在沒有其他可用的資源時，才需要編寫自己的觸發(fā)設(shè)置。最后，當(dāng)設(shè)置較難的觸發(fā)時，可將問題分解為若干較小的部分，然后逐個解決。邏輯分析儀探頭邏輯分析儀的探頭是邏輯分析儀非常重要的一部分。因?yàn)檫壿嫹治鰞x主要用于在線測量，探頭提供了與被測件的電氣和機(jī)械連接，當(dāng)我們選擇探頭時，這兩個方面都是主要考慮因素。如下圖所示，探頭被動的觀察目標(biāo)信號，目標(biāo)信號的一小部分進(jìn)入探頭，通過互連線纜傳遞到邏輯分析儀模塊，邏輯分析儀模塊里面的放大器把這一小部分信號放大，還原原始波形。

探頭的電氣性能主要考慮2個方面，這與示波器探頭的考慮因素是一致的。1）不要干擾目標(biāo)信號（探頭的信號完整性）

2）模塊內(nèi)能夠較精確的復(fù)現(xiàn)被測信號（探頭的信號保真度）圖22

邏輯分析儀的探測探頭的結(jié)構(gòu)細(xì)分下來也是比較復(fù)雜的。探頭與被測傳輸線接觸