原创 ES190004: 逻辑分析仪到底是什么?

2017-11-22 17:10 978 5 5 分类: 测试测量 文集: ES


http://www.zlg.cn/la/article/detail/id/217.html


一直以来,逻辑分析仪都披着神秘面纱,虽然大部分研发人员对示波器非常熟悉,但对逻辑分析仪可能仍有几分陌生。或许您猜测它是一台价格昂贵,体积较大,有笨重机箱的仪器,不论对错,至少我在念大学时都还是这样想的,直到毕业参加工作后才真正明白什么是逻辑分析仪。下面就让我们一起来了解一下逻辑分析仪是什么,它的来历和作用。


图1逻辑分析仪是什么?

逻辑分析仪的诞生

1973年,第一台针对数字系统多个信号之间逻辑关系测试的仪器——逻辑分析仪(Logic Analyzer)诞生。最初,这仅是HP与IBM合作的项目,后来HP发现了它的商业价值,并将其作为一种通用仪器进行推广,竟得到工程师们的广泛认可,由此它在数据域测试仪器中崭露头角。伴随数字电路的高速发展,逻辑分析仪的需求量越来越大,并逐步作为调试数字电路的终极工具。

图2现代逻辑分析仪的老前辈逻辑分析仪的发展

逻辑分析仪刚出来的那几年,价格不菲,没几个人听过逻辑分析仪这东西,买的起的企业都是大牌子,能够研发这种仪器的公司更是屈指可数(主要是惠普和泰克)。这一时期,在售的逻辑分析仪几乎都是台式逻辑分析仪。1994年,众多国际半导体公司和电脑公司联合推出了USB通信技术。2000年前后,国内外迅速成长了一批虚拟仪器厂商,而基于PC机的虚拟逻辑分析仪也是在这时推出,且逐渐成为主流。它们普遍使用USB通信,与传统台式逻辑分析仪相比,具有小巧便携,功能丰富,性价比高的优势。

图3各式虚拟逻辑分析仪

目前,虚拟逻辑分析仪已占据了逻辑分析仪的主要市场,在性能上稍弱于台式逻辑分析仪,虽高端逻辑分析仪仍以台式为主,但是两者的性能差距正在缩小,在大部分场合下用户仅需虚拟逻辑分析仪就能解决问题,且采购成本更低,应用更灵活,优势非常明显。

图4 虚拟逻辑分析仪成为主流

虽然虚拟逻辑分析仪已经非常成熟,仍存不足之处,例如在高速采样状态下无法实时显示波形。相信这种情况将不会持续太久,随着技术发展串行通信带宽得到大幅提高(USB 3.0),虚拟逻辑分析仪将有望快速步入波形实时显示时代,且在逻辑分析仪上增加模拟输入通道也成为一种趋势。

逻辑分析仪的作用

逻辑分析仪,从字面理解就知道它是一种分析数字信号逻辑时序的仪器。在数字电路里,信号是通过有序的0和1二进制编码传输,当“序”出现紊乱或前后时间发生偏差时,通信误码率就会很高,导致电子系统工作异常。

在工作机制方面,虚拟逻辑分析仪主要完成数据的高速采集,再利用USB接口将数据上传至计算机,依托于现代计算机强劲的数据处理能力,配套的专用逻辑分析软件可快速完成大量波形数据的高难度分析和显示,同时提供友好简便的人机交互体验。

图5 逻辑分析仪的作用

逻辑分析仪具有极高的采样率,能够精确捕获和显示多路数字信号,并提供完整的测试测量方法,快速发现信号时序问题,这是最常用的功能也是基本功能。

图6 时序分析和测量

当然,逻辑分析仪除了分析信号时序外,更具有众多高级功能,例如根据波形执行反汇编、协议解码和协议分析,实现波形与代码、数据的联合分析,快速定位电路问题。

图7协议分析和解码

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