2 листопада 2007 р.

Особливості логічних аналізаторів

Число вхідних каналів логічного аналізатора в більшому або меншому ступені визначається можливостями приладу. Наприклад, якщо застосовується для аналізу 8-розрядної логічний аналізатор мікропроцесорної системи з 16-розрядною адресною шиною, 8-розрядною шиною даних і п'ятьма або шістьма лініями керування, то мінімальне число необхідних вхідних каналів аналізатора ідеально дорівнює 30. Для повного аналізу 16-розрядної мікропроцесорної системи аналогічно буде потрібно логічний аналізатор приблизно з 46 вхідними каналами. Його повний вхідний опір подібно осцилографам звичайно дорівнює 1 МОм, а номінал паралельно включеної ємності 10-15 пФ.
Іншим чинником, що визначає характеристики логічного аналізатора, є гнучкість запуску. На відміну від осцилографа, що звичайно запускається при першому перетинанні вхідним сигналом заздалегідь заданого граничного значення, логічний аналізатор повинний мати декілька додаткових режимів запуску. Найважливішими з них є такі:
1. Запуск при появі заданого слова даних, тобто аналізатор запускається, коли вхідні сигнали формують окрему (часткову) комбінацію даних;
2. Передзапуск/післязапуск, що використовуються для запам'ятовування, а якщо необхідно, то й для індикації вхідних даних, що прийшли до поступленого слова і після нього;
3. Запуск, коли виникає визначена різниця між очікуваними сигналами й отриманими вхідними даними;
4. Запам'ятовування й індикація даних, прийнятих за визначений часовий інтервал (звичайно визначається числом циклів тактового генератора) після поступаючого слова;
5. Запам'ятовування й індикація даних, прийнятих після визначеного числа появ поступаючого слова;
6. Порівняння подій по фактичним даним з очікуваними подіями і запуск тільки в тому випадку, якщо вони не збігаються.
Важливими чинниками, що визначають характеристики аналізатора, є обсяг пам'яті і швидкість зчитування. Пам'ять часто виконується секційовано і складається з декількох сегментів, необхідних для запам'ятовування різноманітних типів даних (еталонних, фактично запам’ятованих і інформації про сигнали, що швидко змінюються). Користувач сам визначає, який сегмент пам'яті варто використовувати для виконання визначених функцій. Типовий обсяг пам'яті одного сегмента складає від 64 слів до 2К слів.
Тимчасове вікно, тобто проміжок часу, протягом якого можуть спостерігатися сигнальні дані, безпосередньо визначається загальним обсягом пам'яті логічного аналізатора. У ситуаціях, коли немає необхідності у використанні усіх вхідних сигнальних каналів логічного аналізатора, сегменти пам'яті об'єднуються в послідовні ланки таким чином, щоб менша кількість вхідних сигналів можна було спостерігати в більш тривалому тимчасовому вікні.
Часто в аналізатор вбудовують цифровий генератор слів, що забезпечує стимулюючі впливи на досліджувану мікропроцесорну систему. У цьому випадку аналізатор може застосовуватися для спостереження за тим, що відбувається в системі під дією цих стимулюючих сигналів.
Більш складні логічні аналізатори мають енергетично-незалежну пам'ять (ЕНПЗП, КМОП, ОЗП з батарейним живленням і т.п.) для зчитування, запису вхідних даних, розміщення в ній інформації користувача або еталонної інформації, а також для її порівняння з інформацією, що надходить. У ряді випадків, якщо потрібно великий обсяг пам'яті даних, використовується пам'ять на гнучких-дисках. Багато логічних аналізаторів припускають проведення прямих порівнянь між новими поступаючими й еталонними даними. Іноді логічні аналізатори оснащуються двома і навіть трьома тактовими системами, що дозволяють здійснювати ввід даних, наприклад, із мультиплексованих мікропроцесорних систем.
Розглянуті в цьому параграфі особливості аналізаторів не є заданими раз і назавжди. Вони в більшому ступені залежать від вимог користувача. Оскільки самі по собі логічні аналізатори є приладами, спроектованими на основі мікропроцесорів, то їхні характеристики іноді можуть змінюватися вже на стадії виготовлення за рахунок модифікації програмного забезпечення.

Логічні аналізатори

Логічний аналізатор є однією з модифікацій цифрового запам’ятовуючого осцилографа і виконує необхідні функції представлення інформації в не реальному часі Замість максимум чотирьох сигнальних входів як в осцилографа, аналізатор має 8, 16, 32, 48 і більш сигнальних входів у залежності від конструкції і, звичайно, вартості. Слід зазначити, проте, що на цьому аналогія між цифровим запам’ятовуючим осцилографом і логічним аналізатором закінчується. Осцилограф є апаратним випробовувальним приладом, побудованим для спеціальних цілей відображення сигналів у часовій області, тоді як логічний аналізатор - це прилад із мікропроцесорним керуванням і програмним забезпеченням, що володіє значно більшими можливостями, ніж просто індикація в часовій області запам’ятованих сигналів. Логічний аналізатор може маніпулювати запам’ятованими сигналами, перетворювати їх в алфавітно-цифрові дані для індикації і навіть дозволяє спостерігати по кроках за роботою програмного забезпечення досліджуваної мікропроцесорної системи.
Оскільки логічний аналізатор є мікропроцесорною системою з власними правилами побудови, роздивимося прилад «зсередини».
Більшість логічних аналізаторів, побудованих на основі мікропроцесорів, є універсальними не тільки з погляду виконуваних ними функцій, але й у тому відношенні, що вони можуть бути використані для виміру сигналів будь-яких типів. Підключення універсального мікропроцесорних системлогічного аналізатора до окремої мікропроцесорної системи провадиться через спеціалізований інтерфейсний модуль, що синхронізує аналізатор із мікропроцесорною системою. Для передачі даних із мікропроцесорної системи в аналізатор використовуються необхідні електричні і механічні з'єднання.
Таким чином, один інтерфейсний модуль може застосовуватися для з'єднання логічного аналізатора з будь-якою системою, побудованою на основі мікропроцесора Z-80, тоді як інший модуль використовується для приєднання аналізатора до будь-якої системи, основаної на мікропроцесорі 8085, і т.д.
Різні виробники устаткування дають різні назви інтерфейсним модулям, наприклад модулі персоніфікації або «препроцесори», але найбільш часто їх називають подами (Pod - окремий відсік). Звичайно модулі персоніфікації є окремими приладами і зв'язуються з логічним аналізатором і мікропроцесорною системою за допомогою гнучких кабелів і змінних роз’ємів. Проте в ряді випадків, особливо в спеціалізованих логічних аналізаторах, функції подів реалізуються на друкарських платах, вмонтованих в аналізатор.
При з'єднанні з мікропроцесорною системою через модуль персоніфікації універсальний аналізатор стає комбінованим логічним аналізатором.
Деякі логічні аналізатори випускаються як і випробовувальна апаратура, спеціалізована під мікропроцесор, але це, очевидно, обмежує область застосування тільки одним типом мікропроцесорних систем, і тому такі аналізатори дуже специфічні і мають високу вартість.