Agilent Logic Analyzer для отладки протоколов

В этой статье мы рассмотрим:

• Основные принципы работы логических анализаторов
• Как подключить Agilent Logic Analyzer к целевой системе
• Анализ популярных протоколов (SPI, I2C, UART, CAN, USB)
• Практические советы по поиску и устранению ошибок
• Примеры использования и интерпретации данных

Логический анализатор — это прибор, который захватывает и отображает цифровые сигналы на шине данных. В отличие от осциллографа, который показывает аналоговые сигналы, логический анализатор работает с логическими уровнями (0 и 1) и позволяет декодировать протоколы.

Преимущества Agilent Logic Analyzer:

• Высокая скорость выборки (до нескольких ГГц)
• Поддержка множества протоколов (SPI, I2C, UART, CAN, USB и др.)
• Глубокий буфер памяти для длительных записей
• Удобный интерфейс для декодирования и анализа данных

Подключение Agilent Logic Analyzer к целевой системе

Шаг 1: Выбор пробников

Agilent поддерживает различные типы пробников:

• Пробники с зажимами — для быстрого подключения к контактам.
• Пробники с микрозажимами — для работы с мелкими контактами (например, на платах с BGA-корпусами).
• Дифференциальные пробники — для высокоскоростных сигналов.

Шаг 2: Подключение к шине

• Подключите пробники к сигнальным линиям (CLK, MOSI, MISO, CS для SPI; SDA, SCL для I2C).
• Убедитесь, что заземление анализатора и целевой системы соединены.

Шаг 3: Настройка программного обеспечения

• Запустите программное обеспечение Agilent (например, Agilent 16800/16900 Series).
• Выберите тип протокола и настройте параметры (скорость, разрядность данных, полярность сигналов).

Анализ популярных протоколов

SPI Serial Peripheral Interface

Особенности: Полнодуплексный протокол с 4 основными сигналами (CLK, MOSI, MISO, CS).

Типичные ошибки:

• Неправильная полярность тактового сигнала.
• Несинхронизированные данные (MOSI/MISO).
• Проблемы с выбором устройства (CS).

Как отлаживать:

• Проверьте форму сигнала CLK.
• Убедитесь, что данные передаются по фронту или спаду тактового сигнала (в зависимости от режима SPI).
• Проверьте сигнал CS — он должен активироваться перед передачей данных.

I2C Inter-Integrated Circuit

Особенности: Двухпроводной протокол (SDA, SCL) с адресацией устройств.

Типичные ошибки:

• Конфликты адресов на шине.
• Отсутствие подтверждения (ACK) от ведомого устройства.
• Зависание шины из-за неправильной реализации.

Как отлаживать:

• Проверьте адреса устройств.
• Убедитесь, что ведомое устройство отправляет ACK после каждого байта.
• Используйте функцию I2C Bus Scan в Agilent для поиска подключенных устройств.

UART Universal Asynchronous Receiver/Transmitter

Особенности: Асинхронный протокол с передачей данных по одному проводу (TX/RX).

Типичные ошибки:

• Неправильная скорость передачи (baud rate).
• Ошибки четности (parity).
• Потеря данных из-за переполнения буфера.

Как отлаживать:

• Проверьте настройки скорости передачи.
• Убедитесь, что данные передаются без искажений.
• Используйте функцию UART Decode для визуализации передаваемых символов.

Практические советы по отладке

• Используйте триггеры: Настройте триггеры на конкретные события (например, ошибку CRC в CAN или отсутствие ACK в I2C).
• Сравнивайте сигналы с эталонными: Если у вас есть рабочий пример, сравните сигналы с неработающим устройством.
• Анализируйте временные диаграммы: Проверьте временные задержки между сигналами (например, время удержания данных в SPI).
• Используйте функцию декодирования протоколов: Agilent позволяет автоматически декодировать данные и отображать их в удобном виде.

Примеры использования

Пример 1: Отладка SPI-шины

Проблема: Устройство не отвечает на команды.

Решение:

• Подключите анализатор к линиям SPI.
• Проверьте, что сигнал CS активируется перед передачей данных.
• Убедитесь, что данные передаются по правильному фронту тактового сигнала.

Пример 2: Поиск ошибок в I2C

Проблема: Ведомое устройство не отвечает.

Решение:

• Проверьте адрес устройства.
• Убедитесь, что ведомое устройство отправляет ACK.
• Проверьте, нет ли конфликтов на шине.

Agilent Logic Analyzer — незаменимый инструмент для отладки цифровых протоколов. Он позволяет быстро находить и устранять ошибки, сокращая время разработки и тестирования. Правильное использование триггеров, декодирование протоколов и анализ временных диаграмм помогут вам эффективно решать задачи отладки.