混合信号示波器发展
在嵌入式设计中,微处理器和微控制器的普遍应用,往往使系统成为模拟信号和数字信号的组合。在这种混合信号环境中,通常无法准确地预测开发过程中将会出现的问题类型,调试嵌入式设计不要求验证芯片或元器件自身的功能,而是要求查看模拟信号现象及数字信号交互。因此,能同时观测模拟信号和数字信号的混合信号示波器(MSO),正在研发领域逐步的替代传统示波器,成为主流的调试工具。
在复杂的嵌入式数字系统中,传统的2通道或4通道示波器通常已经很难同时在复杂地条件下触发并捕捉足够的数据。1996年,惠普科技(安捷伦科技前身)发明了全球第一台混合信号示波器(MSO),利用增加数字通道和提高信号捕获速度,很好地满足了调试嵌入式设计的需要。目前,混合信号示波器已经在市场上出现了十年,随着嵌入式设计的普及,信号速度的提高,以及系统调试的复杂性与日俱增,MSO的发展却鲜见革新,易用性和性能基准的提高成为了迫切的应用需求。面对巨大的发展空间,示波器制造商纷纷提供了自己的解决方案,针对这些大同小异的各款设备,泰克公司示波器新产品规划市场经理David Hurt先生对MSO的发展和选择提出了明确的观点建议。
选择适合的仪器
在实际的嵌入式调试过程中,人们对仪器的选择往往产生混淆,实际上,混合信号示波器并不能覆盖所有的调试过程,仪器的选择应该取决于在调试中需要观测的特性。David Hurt先生认为,在测试应用中分为基础测试、中端测试和复杂测试。基础信号调试应选择基础示波器;而嵌入式设计的调试属于中端调试,针对模拟信号和数字信号共存的系统设计,选择混合信号示波器调试;对于16位、32位MCU的复杂信号测试,应选择逻辑分析仪进行调试。根据调试和观测对象的复杂性,选择适合的仪器。混合信号示波器的出现并不是取代逻辑分析仪,而是弥补示波器和逻辑分析仪缺乏的功能——观测数字信号与模拟信号之间的关联性。
此外,设备的成本和使用周期也应是决定仪器选择的考虑之一。混合信号示波器使中端示波器功能更加全面和完整,David Hurt先生建议,在应用于测试混合信号环境的同时,还可以针对目前仅有示波器需要,而未来有可能面对混合信号测试的应用。或者在逻辑分析仪利用率不高的情况下,用低成本解决方案替代高额设备。
MSO4000系列
混合信号示波器,顾名思义,依然是以示波器功能为主,部分逻辑分析仪特性为辅的测试设备。在日常工作中,示波器是工程师利用率最高的仪器,尽管混合信号示波器肩负着观测数字信号的任务,但易于操作依然是其必需的特性之一。所以,混合信号示波器需要在逻辑分析仪功能上进行取舍,避免如逻辑分析仪操作的复杂程度及其高额成本,提供经济、易用的解决方案。
对此,泰克日前推出了其第一款混合信号示波器MSO4000系列,带宽范围从350MHz到1 GHz,带有四条模拟通道及16条数字通道,提供了最多20条时间相关通道,并在所有模拟通道和数字通道上标配10M的记录内存。将实时示波器、逻辑分析仪基础功能及Wave Inspector波形搜索引擎这三种功能融合到小型轻便的嵌入式设计和调试设备中。
观测波形是示波器的首要任务,在MSO4000中,无论是10.4英寸XGA彩色显示屏,还是显示技术上的细节设置,都体现了易用性的特点,能够帮助工程师更好的观察波形。Wave Inspector工具的嵌套,可以发现并有效查看、寻找和分析波形数据,使MSO4000的易用性进一步提高,简化了测试的工作过程。
此外,对于串行总线和并行总线架构共存的系统,MSO4000不仅可以监测、触发和解码并行总线及嵌入式设计中最常用的串行总线,如I2C、SPI、CAN和RS-232,并且还具有并行总线触发和分析功能。通过指定哪些通道是时钟线和数据线,用户可以建立并行总线显示,自动解码总线内容。MSO4000可以一次定义和显示由最多四条串行总线或并行总线构成的任意组合,方便工程师查看解码的并行总线数据随时间变化情况。 |