原创 最快有多快？－谈U4154A逻辑分析仪

        多年以来，逻辑分析仪市场显得有点不温不火：虽然各种高速数字应用层出不穷，但是相对示波器来说，逻辑分析仪近年来无论是在指标上还是在架构上都没有特别明显的突破。直到这一天，2011年3月28日，Agilent推出了业内最快的逻辑分析仪U4154A。 

        初看这款逻辑分析仪，其外观和市面上现有逻辑分析仪有较大区别，它采用的是Agilent近来力推的AXIe的机箱结构，采用模块化设计，可以根据需要灵活配置采集模块的数量。AXIe借鉴通信中AdvancedTCA的成熟架构，具有很好的扩展性，同时适用于需要高密度和需要大量数据处理的应用场合，将成为Agilent未来逻辑分析仪和协议分析仪的主要平台，半年前Agilent推出的U4998A的HDMI协议分析仪就是第一款基于AXIe平台的产品。

        一个U4154A模块是136通道的，所以一个2槽的AXIe机箱里就可以插2个模块，支持272个通道，这已经可以支持目前绝大多数高速测试的应用。如果选用5槽的机箱，呵呵。。。

         一个好的架构只是产品成功的基础，真正体现这款逻辑分析仪性能的是其诸多业内第一的指标，下面我们就来看一下。

 1、状态采集速率

        对于一台逻辑分析仪来说，状态时钟和数据速率是最关键的，状态采集就是用被测系统时钟进行数据同步采样，它决定了这台逻辑分析仪真正能够分析多高速率的并行数字总线。U4154A在全通道模式下可以支持高达2.5GHz的时钟速率，或者在双采样模式下支持4Gbps的数据速率，这个指标比目前业内最高水平高出50％以上。虽然目前如PCIE、SATA等高速串行总线的数据速率已经达到5Gbps甚至8Gbps，但是高速并行总线的数据速率主要还是在1个多Gbps，如DDR3的主流数据速率在1333Mbps或1600Mbps，可见U4154A为支持未来DDR3的更高速率甚至DDR4的标准都留下了充分的裕量。

2、定时采集速率

        除了状态采集模式以外，有时还需要用逻辑分析仪的定时采集模式，定时采集模式是用逻辑分析仪的内部高速时钟对外部数据进行异步采样，一般用于信号间时序关系的记录。U4154A在全通道、深存储模式下可以支持2.5GHz的采样率，这个指标也比目前业内最高水平高出50％以上。如果用户需要多路信号间的时延、信号质量进行精确分析，Agilent的U4154A还支持一种特殊的眼图扫描模式，在这种模式下逻辑分析仪可以迅速完成上百个通道的眼图的扫描，从而快速发现信号中的信号质量问题。眼图扫描时水平采样点分辩率是5ps，相当于200G的等效采样率，是目前业内最高水平的4倍；眼图扫描时水平采样点分辩率是5mV，可以很精确地描绘出信号幅度的变化，这个更是其它逻辑分析仪所不具备的。

3、触发速率

        对于逻辑分析仪来说，通常不是闭着眼睛采数据的，否则采了一大堆没用的数据每什么意义。因此触发就显得很重要，它决定了逻辑分析仪是否能捕获到感兴趣的内容。随着逻辑分析仪采集速度的提高，有些逻辑分析仪的触发电路的工作速度并没有相应提升，从而造成能采集进来但是触发不到的奇怪现象。而对于U4154A来说，其采样时钟的数度提高到了2.5GHz，其触发电路的速率也相应提高到了2.5GHz，是目前业内最高水平的3倍以上。

        下图是一个U4154A的触发设置和相应捕获到的数据。可以看到，触发电路速率和采集速率匹配能够保证对采集到的每一个数据都可以根据需要设置触发。

        除了上面介绍的几点以外，U4154A还有业内最深的存储深度（每通道200M样点）、业内最小的数据采样窗口（仅100mV*100ps）、业内最高的通道密度等一系列革命性的指标。可以说，U4154A的推出为解决目前超高速并行总线的调试和测试提供了有力的支持，也是逻辑分析仪发展的一个里程碑事件。