逻辑分析仪基础
仪器信息网 · 2011-03-24 00:19 · 14569 次点击
摘要:本文介绍了逻辑分析仪的基本概念、历史由来与发展、基本分类、技术指标和基本功能等等,并且介绍了逻辑分析仪和示波器的区别与联系,通过这些介绍了逻辑分析仪的基础知识。
关键词:定时分析状态分析记录长度
逻辑分析仪是一种类似于示波器的波形测试设备,它可以监测硬件电路工作时的逻辑电平(高或低),并加以存储,用图形的方式直观地表达出来,便于用户检测和分析电路设计(硬件设计和软件设计)中的错误。逻辑分析仪是设计中不可缺少的电子测试设备,通过它可以迅速地定位错误、解决问题、达到事半功倍的效果。
一、逻辑分析仪的产生和发展
20世纪70年代初研制出微处理器,出现4位和8位总线,传统示波器的双通道输入无法满足8bit的观察。微处理器和存储器的测试需要不同于时域和频域仪器,所以数域测试仪器应运而生。当时的HP公司推出状态分析仪和Biomation公司推出定时分析仪(两者最初很不相同)之后不久,用户开始接受这种数域测试仪器作为最终解决数字电路测试的手段,不久状态分析仪与定时分析仪合并成逻辑分析仪。
20世纪80年代后期,逻辑分析仪变得更加复杂,使用起来也更加困难。例如,引入多电平树形触发,以应付条件语句如IF、THEN、ELSE等复杂事件。这类组合触发必然更加灵活,同时对大多数用户来说就不是那样容易掌握了。
逻辑分析仪的基本发展趋势是计算机与仪器的不断融合。在PC机平台上使用Windows,只要给定正确的软件和相关工具,即可通过互联网进行远程控制,从目标文件格式中提取源码和符号,而且处理器可运行各种控制操作。
二、逻辑分析仪的分类
目前市场上逻辑分析仪有两类,一类是独立式逻辑分析仪,主要供应商有安捷伦和泰克;另一类是价格相对低廉的基于PC的虚拟逻辑分析仪(VI),主要供应商为美国国家仪器公司(NationalInstruments,NI),主要产品为图形化测试测量编程软件LabVIEW。传统上,在PC上运行的LabVIEW软件被称为虚拟仪器,但随着LabVIEWRT的推出,这些VI可以在多种设备上运行,如便携式仪器、工业PC或基于Web的仪器等。
在中国也有一些生产逻辑分析仪的厂家,但大部分是虚拟仪器,由于进口的独立式逻辑分析仪的价格昂贵,国内很需要一款独立便携、使用简单的逻辑分析仪。
三、逻辑分析仪的主要技术指标
1、逻辑分析仪的通道数
在需要逻辑分析仪的地方,要对一个系统进行全面地分析,就应当把所有应当观测的信号全部引入逻辑分析仪当中,这样逻辑分析仪的通道数至少应当是:被测系统的字长(数据总线数)+被测系统的控制总线数+时钟线数。这样对于一个8位机系统,就至少需要34个通道。现在几个厂家的主流产品的通道数也高达340通道,例Tektronix等,市面上主流的产品是34通道的逻辑分析仪,用它来分析最常见的8位系统,像北京海洋最新推出的OLA系列逻辑分析仪就是34通道的。
2、定时采样速率
在定时采样分析时,要有足够的定时分辨率,就应当有足够高的定时分析采样速率,但是并不是只有高速系统才需要高的采样速率,现在的主流产品的采样速率高达2GS/s,在这个速率下,我们可以看到0.5ps时间上的细节。
3、状态分析速率
在状态分析时,逻辑分析仪采样基准时钟就用被测试对象的工作时钟(逻辑分析仪的外部时钟)这个时钟的最高速率就是逻辑分析仪的高状态分析速率。也就是说,该逻辑分析仪可以分析的系统最快的工作频率。现在的主流产品的定时分析速率在300MHz,最高可高达500MHz甚至更高。
4、逻辑分析仪的每通道的记录长度
逻辑分析仪的内存是用于存储它所采样的数据,以用于对比、分析、转换(譬如将其所捕捉到的信号转换成非二进制信号)。
5、逻辑分析仪的测试夹具
逻辑分析仪通过探头与被测器件连接,测试夹具起着很重要的作用,测试夹具有很多种,如飞行头和苍蝇头等。