混合信号为嵌入式测量出了难题

现代生活中遍布了很多嵌入式产品，从家庭中使用的电子时钟、数控电熨斗、温控咖啡壶，以及MP3播放器、手机等都包含了嵌入式系统，因此可以说嵌入式系统无处不在。如何把嵌入式系统做好，如何把混合信号调试做好，成为众多工程师所面临的问题，以前模拟信号设计中用传统示波器就可以完成调试工作，现在设计中不止涉及到模拟和数字电路，数字电路本身又包含不同类型，这些给调试工作带来了极大的挑战。

在调试一个嵌入式系统时，会涉及到AD/DA转换器调试、DSP调试、FPGA调试和内存调试，在复杂系统中还会包含嵌入式CPU调试，电源调试也日益成为一个重要因素，很多便携式设备要求有更低的系统功耗。

高 性能的微控制器逐步成为嵌入式系统的核心器件，而微处理器速度的加快，会产生更快的边沿。另外所有系统都会用到各式各样的并行总线和串行总线，所有挑战都需要一个完善、一体化的工具来快速完成这些调试工作。

泰克提供非常丰富的示波器产品线，对于嵌入式系统和混合信号调试方面也有很多的解决方案，包括对于复杂系统调试的逻辑分析仪，以及带有示波器模块的逻辑分析仪。此外泰克iView技术，可以把独立的示波器和独立的分析仪组成完整系统，进行时间相关性的调节。

为什么在众多调试工具中工程师更偏爱选择示波器作为实验室的首选调试工具？首先示波器是最基本的电子设备，工程师对示波器的使用操作非常熟悉；另外示波器性能发展非常迅速，目前示波器的实时带宽可以达到20G，其性能指标能够满足工程师大部分的测试需求；此外，由于工程师对示波器熟悉，比较相信示波器的测量结果。

何为混合信号示波器？

但 示波器也有弱点，目前示波器最多只有4个通道，对于嵌入式系统中调试多条总线是远远不够的。针对这样的市场需求，泰克推出了MSO4000系列的混合信号示波器。

混合信号示波器是在普通示波器上增加了16条逻辑通道，所有的操作和示波器基本类似。混合信号示波器之所以能够成为嵌入式调试的首选工具，因为其操作和设置简单，性能指标很高。

泰克MSO4000系列

目 前泰克MSO4000系列提供带宽从350M到1G四个型号，采样速率达到2.5G-5G，每个通道有10M的存储深度，另外配备16条逻辑通道，每个通道长度也是10M，可以进行采集、触发、串行和并行总线解码的工作，数字采样率最高可达16.5 G，达到最小60.6ps的时间分辨率，最小毛刺脉冲宽度可以做到1.5ns。此外泰克还提供了模拟和数字通道间的实时更新，可以进行实时分析。

MSO4000延续了泰克DPO4000示波器中的重点理念“Wave Inspector”功能，这个功能是一个创新性的功能，能够把示波器的长存储内存灵活的运用起来，帮助工程师快速地检索波形。另外，MSO4000系列里标配了16通道数字探头P6516，它使用特殊材料，因此逻辑通道之间的连接线不会缠绕在一起，而且探头上配有色环标识，与屏幕上显示的色环一致， 同时 与电子工程师常用的电阻色环的对应也非常方便。

泰克MSO嵌入式系统调试工具可以在同一个屏幕上看到同一时刻的4个模拟波形和16个数字，做到波形时间相关。另外还可以对并行总线进行触发和解码分析，泰克还对此提出了“定时数据”概念，以前的MSO不能把外部时钟引入到系统里面作为系统时钟，现在泰克产品可以定义一路信号作为时钟，根据时钟的有效信号到来的时间进行分析，选择有意义的解码。此外泰克MSO还提供现在应用广泛的RS-232触发和解码功能，以及其衍生标准RS-422、RS-485、UART等总线。此前示波器无法将RS-232总线解码，用户不得不用手工的方式解码，效率非常低，泰克MSO的RS-232总线解码，不仅可以解出二进制形式，还可以解成ASIC码。

建立时间/保持时间违规是很多电路设计中面临的问题，由于信号布线和阻抗体问题，有一些时钟数据到来的时候会发生偏差，产生建立/保持时间限定范围之外的问题，甚至导致总线竞争或者产生冲突信号，造成系统不能正常工作。以前调试此类问题时，示波器只能用一个通道作为时钟，一个通道作为数据，对于8位或16位总线，只有进行反复工作才能把问题隔离出来。现在泰克MSO可以将任何的逻辑通道和数字通道设成时钟，其他设成数据通道，进行同时分析。其中若有一路数据的建立保持时间违规，便可立即捕捉排查，目前泰克MSO可以同时做19-20路的通道建立时间和保持时间的违规分析。
以前MSO示波器最多只能作两组逻辑电平设置。现在面临的问题是电路板上不仅有两种逻辑器件，泰克MSO可以在16个逻辑通道上对每个通道上进行单独逻辑电平设置，从理论上可以设置16个逻辑电平，可以真正实现混合调试分析，不仅包括模拟和数字的混合，而且包括不同逻辑家族的混合。

现在MSO4000除了触发解码并行总线的功能，还具有I 2 C、SPI、CAN总线等触发和解码功能，因此将混合信号概念进一步扩大，拓展至不同总线的混合都可以用MSO调试。一个月前泰克发布了新的功能模块：高级视频模块，兼容了包括高清标准在内的所有视频标准，均可用泰克MSO进行处理分析，甚至包括自定义视频标准。

泰克MSO还集成了FPGAview软件功能，支持FPGA领导厂家Altera和Xilinx的 产品开发。以往开发FPGA时，大多使用Altera或者Xilinx的嵌入式逻辑分析仪完成，这是将逻辑分析仪功能集合到片上，功能有限并且占用FPGA内 存，调试很不方便。使用泰克MSO，通过相关适配器把FPGA信号连接到示波器上，通过软件直接对FPGA进行管脚设定和分配读取，也可通过软件结合示波器对FPGA进行设置。结合了混合信号示波器方案以后，既可以做外部管脚的波形测试，也能够探测到FPGA各个逻辑门的分配。