如何改善示波器测试低速串行总线的能力办法
2013-05-16
1. 使用符号解码更深入理解总线通信量
大多数富有经验的工程师都知道，示波器通常是与内部打印机一起出售的。打印机用来建立“条形图”。工程师建立条形图可通过一次长时间缓慢采集，或多次快速采集（纸带是重要的实验室工具）。然后将条形图贴到实验室的墙壁上，之后设计师以手动方式对示波器迹线的含义进行解码。
显然，这个过程十分繁琐而容易出错。另一个问题是这种手动方法难以从结果推导出一个高度抽象的概念。他们必须将波形转化为二进制，然后是数据包，并进一步变为数据包内容，最后是数据包内容的 ASCII 或符号意义。许多工程师仍在使用从此项技术衍生出的其他方法。最好的衍生方法使他们能够观察显示结果，并推断出系统中发生的情况。即便如此，他们也不能一边解释显示结果，一边分析其在系统中的含义。
现代数字示波器可在内部进行这种分析，只需几秒钟的配置，即可查看读/写数据，数据包内容和误差代码。甚至还能在硬件内进行这种分析，因而不会影响示波器的性能。基于软件的解码可能会影响性能。
2. 采用数字通道提高灵活性
对于嵌入式设计，芯片间和系统内通信总线通常只是其中的一小部分，其他组成部分还包括 DAC（数模转换器）、ADC（模数转换器）、传感器、显示器、控制环路、处理器和机电元件，所有这些组成部分都必须协调一致地工作。
如果示波器只有 2 个或 4 个通道，低速串行总线可能很快就会占用所有调试资源。因此，混合信号示波器能提高分析工具的灵活性。
混合信号示波器（MSO）不仅拥有模拟通道，还拥有许多（至少 16 个）数字通道。设计优良的 MSO 能将数字通道与模拟通道保持完美同步，并支持模拟数据和数字数据的无缝交叉触发，而不会因为使用数字通道而导致性能下降。在显示器上同时使用 20 个或更多时间同步通道时，可以灵活分析多模拟事件、数字事件和串行事件之间的相互作用。
嵌入式系统分析的最大好处在于，可以将数字通道分配给串行总线定时和解码，从而让出模拟通道对其他部分进行时间同步分析。可以用模拟通道检验串行总线部分的物理层性能，之后切换到数字通道查看定时和协议层，然后测量事件从传感器到处理器再到输出的延迟时间，或者验证对争用总线资源的多个输入的优先级仲裁。
3. 利用计数器快速表征总线活动
计数器好比了解总线健康状况的听诊器。总线就像人的动脉，错误的数据会阻塞总线，从而限制正确数据的流动。系统就像心脏，可能存在威胁系统完整性的异常现象（如误码）。使用事件计数器可快速检查总线上的通信量的状态。
在以下例子中，我们查看了用于 CAN 总线上通信量的计数器。在分析完100000 个数据包之后，可以看出没有过载帧信号，但大约 2% 的帧信号包含有错误信息。还可以看出，总线利用率约为 24%。这与观察示波器显示屏上半部分所预期的利用率一致。还可对特定类型的误码、总线事件或数据值进行触发，通过计数器进行参数测量并作更细致的分析。
采用计数器分析时，解码性能很重要。示波器处理串行迹线的速度越快，就能越快获得有意义的统计结果，这里指的是快速测试，而不是指长时间分析。
如果示波器没有这些计数器，可将外部计数器连接到示波器的触发输出（Trigger Out）端口。虽然无法提供完整的总线性能，但可以了解发生了多少次特定触发事件。
