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有關數字示波器在通用串行總線開發中的應用

來源: 訪問:時間:2017-12-25 18:30:55

隨著示波器技術的不斷發展,串行總線觸發和分析功能在一些高端示波器中出現,並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麵的功能和性能是有很大區別的。

    使用普通示波器隻能進行一般的邊沿觸發和脈寬觸發,很難捕捉到複雜的串行總線波形。而使用帶有串行總線觸發功能的示波器可以方便地捕獲到需要的串行數據。橫河公司的DLM2000係列數字示波器支持多種常用串行總線的觸發,包括CAN/LIN/I2C/SPI/UART,甚至可以對用戶自己定義的非標準串行總線進行觸發。根據每種總線結構的不同,可以設置多種觸發模式。觸發模式越多,捕獲數據的能力就越強。

    在嵌入式係統中,往往同時存在兩種甚至兩種以上的串行總線結構,例如汽車電子中CAN和LIN總線經常同時被使用,也經常需要分析兩種總線的通訊配合是否出現問題。而多數帶串行總線觸發功能的示波器同時隻能觸發一種總線,要實現CAN和LIN總線同時觸發,隻能使用兩台示波器,而兩台示波器的同步問題也很難解決。DLM2000係列示波器的雙總線觸發功能則可以輕鬆實現任意兩種串行總線的組合觸發。

    使用示波器進行串行總線解碼分析

    觸發到需要的串行數據後,工程師麵對的仍然是數據的原始波形,要想進行高效的總線分析,需要對波形進行解碼。目前,數字示波器中所用的解碼技術包括軟件解碼和硬件解碼。軟件解碼是將波形數據通過示波器中的軟件進行運算獲得解碼結果,雖然可以降低硬件成本,但對CPU的運算速度要求很高。在實際應用中,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間。這樣的解碼速度已經失去了實時分析的意義,因為大多數數據已經在等待解碼中丟失了。少數高端示波器采用了硬件解碼技術解決了這一問題,使實時解碼分析成為可能。

    在顯示解碼結果的同時,還可以顯示所有捕獲幀的解碼列表,非常便於波形與解碼結果的對應觀測。

    要獲得正確的解碼結果,需要根據不同的總線參數對示波器進行設置。以CAN總線分析為例,需要指定總線類型為CAN,設置CAN信號對應的通道,通過調節觸發電平和時間軸對CAN總線進行觸發,然後調節比特率,設置隱形電平等,如果是SPI總線,還要指定3線製或4線製,指定時鍾信號,片選信號。這個設置過程需要非常仔細,其中任何一項設置得不合適,解碼結果都有可能出不來。尤其是比特率設置,稍有誤差,得到的解碼結果有可能就是錯的。

    複雜的設置過程浪費了一部分調試時間,沒有充分發揮示波器提高開發效率的作用。而DLM2000示波器實現了串行總線觸發和解碼分析的自動設置,用戶隻需要設置好總線類型和信號源通道,係統便可以自動調整比特率,觸發電平,隱形電平等其他設置,在短短兩秒鍾內就可以將觸發波形和解碼結果同步顯示出來。這一功能使繁瑣的串行總線設置變得非常方便,大大提高了工程師的開發效率。


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