多数嵌入式系统都采用多总线结构,为了观察这些系统,调试和检验工具必须能够显示多条总线的活动,以及传感器、促动器、显示器和接口信号。挑战在于不仅要查看多条总线,而且每条总线都要求不同的信令传送方法,因此需要不同的探测方法。某些总线可以使用单端测量观察,其他总线则要求差分测量。为了查看多条总线,您可能要利用数字逻辑通道,大大扩展通道数量。
新型FlexChannel 输入通道可以使用范围最广泛的探头,满足测量多个不同信号的需求。每条FlexChannel 可以测量:
泰克新4系列MSO示波器的FlexChannel技术使每个通道的输入都可以用作一个模拟通道或8个数字逻辑输入(使用TLP058逻辑探头),或同时使用模拟和频谱视图,每个域都有独立的采集控制,可以根据需求进行灵活配置。要想捕获高保真总线信号,需要重点考虑几个方面的因素。
许多常用的低速和中速总线都采用单端信令,用相对于系统接地的特定电压表示数字信号。一般使用示波器标配无源电压探头或使用混合信号示波器上的数字探头捕获这些模拟信号。FlexChannel 输入同时支持这两种探头类型,应考虑的部分重要因素包括:
为改善总线抗噪声能力,同时为了改善更高速的总线的信号完整性,通常会使用差分信令。与单端信令不同,差分信令用两个信号之间的电压差表示。对某些低频率应用,可以使用单端探头捕获差分信号的每一侧,示波器可以计算数学差。在实践中,由于探头增益、传播延迟和补偿差异,这种技术特别容易发生错误。捕获差分信号最可靠的方式是使用有源差分探头,其在探头尖端采用差分放大器,来传感电压差异。
上面列明的单端探头的性能考虑因素同样也适用于数字探头。但是,必须注意差分探头能够忽略或抑制共模信号。这些探头的一个主要指标是关心的频率上的共模抑制比(CMRR)。泰克提供了各种不同性能的差分探头,包括为最苛刻的测量环境设计的光隔离IsoVuTM 差分测量系统。
不管采用哪种技术捕获信号,总线信号的模拟表示一般都连接到示波器上。在正确解释总线信号前,模拟信号必须与阈值对比,如果超过阈值,那么一般解释为高(“1”);如果低于阈值,那么一般解释为(“0”)。( 在某些情况下,模拟电压会与数字逻辑探头内部的阈值进行对比。)
许多嵌入式设计基于多个逻辑家族,要求使用各种数字阈值。有的示波器支持每条通道设置专用阈值,可以实现最大的调试灵活性和采集保真度。
使用波形触发模式隔离信号完整性问题
在调试并行总线或串行总线的信号完整性问题时,首先应使用高级示波器中的标准触发模式,捕获违反设计规范的信号:
嵌入式系统设计越来越复杂,集成的信号种类越来越多。一旦解决了任何信号完整性问题,接下来要检验更广泛的系统的工作方式是否符合预期。新系列MSO为调试和检验多总线系统提供了最优秀的工具,它采用15.6 英寸超大高清显示器,显示区域是10.4 英寸显示器的两倍,高清分辨率可以支持多个信号和总线。