1. Čo je to logický analyzátor

1. Čo je to logický analyzátor
Elektrolab Pridal  Elektrolab
  454 zobrazení
2
 0
Rádioamatérov almanach

Logické analyzátory sa používajú na vývoj a ladenie elektronických logických obvodov - zobrazujú stopy viacerých logických kanálov a odhaľujú činnosť obvodu. Sú to testovacie prístroje, ktoré sa široko používajú na testovanie zložitých digitálnych alebo logických obvodov. Spĺňajú potrebu používateľov, ktorí musia byť schopní preskúmať a pochopiť fungovanie týchto obvodov.

Osciloskopy môžu rovnako vykonávať mnoho meraní a do určitej miery aj zastať funkcie logického analyzátora, ale logický analyzátor je schopný zobraziť relatívne načasovanie veľkého počtu signálov a v zásade umožňuje vidieť stopy logických signálov takým spôsobom, že je možné monitorovať a skúmať činnosť niekoľkých liniek v digitálnom obvode, čo už prekračuje možnosti osciloskopu. Avšak mnoho osciloskopov je dnes schopných začleniť mnoho funkcií logického analyzátora do toho, čo sa dá nazvať osciloskop so zmiešaným signálom.

Logické analyzátory majú rôzne formáty. Aj keď je možné kúpiť tie, ktoré reprezentujú tradičný model testovacieho zariadenia, oveľa viac je ich dnes prepojených s počítačmi a týmto spôsobom majú oveľa vyššiu úroveň flexibility a výpočtového výkonu, čo umožňuje vytvárať automatizované meracie pracoviská.

Vývoj logického analyzátora

Prvé logické analyzátory boli vyvinuté začiatkom 60. rokov minulého storočia z dôvodu potreby odstraňovania chýb a detekcie chýb v systémoch založených na mikroprocesoroch a logických obvodoch nižšej integrácie. Na začiatku 80. rokov, keď sa tieto čipy začali v širokom meradle používať, vznikla urgentná potreba vyvinúť techniky, ktoré umožnia súčasné sledovanie mnohých liniek a testovacích bodov. Existujúce osciloskopy už neboli schopné poskytnúť požadovanú úroveň zobrazenia a mali veľmi obmedzené použitie jednak voči malej šírke meraného pásma, rýchlosti a najmä počtu meracích liniek.

Po skorom zavedení prvých analyzátorov do praxe sa ich zložitosť neustále zvyšovala v súlade so zložitosťou testovaných obvodov. Počet kanálov naďalej rástol a ich rýchlosť stúpala. Zároveň sa výrazne zlepšila aj ich  funkčnosť v oblastiach, ako je spúšťanie.

Vlastnosti logického analyzátora

Existuje niekoľko kľúčových charakteristík logického analyzátora, ktoré ho oddeľujú od viackanálových osciloskopov a iných testovacích prístrojov:

  • Počet testovacích kanálov: Logické analyzátory sú určené na monitorovanie veľkého počtu digitálnych liniek. Pretože logické analyzátory sú optimalizované na monitorovanie veľkého počtu digitálnych obvodov, môžu byť nasadené pre merania v zapojeniach s počtom kanálov medzi 32 a 200+, ktoré môžu monitorovať, pričom každý kanál monitoruje jednu digitálnu linku. Niektoré špecializované logické analyzátory sú však upravené tak, aby boli schopné zvládať oveľa viac riadkov, a týmto spôsobom umožňujú sledovanie a hľadanie chýb aj v oveľa zložitejších systémoch.
  • Poskytnutie časového zobrazenia logických stavov: Logické analyzátory majú vodorovnú časovú os a zvislú os, ktoré indikujú logické vysoké alebo nízke stavy. Týmto spôsobom je možné ľahko zobraziť obraz digitálnych liniek v čase.
  • Zobrazenie logických stavov: Vertikálny displej na analyzátore zobrazuje logický stav ako stav vysokej a nízkej úrovne. Signály vstupujú do rôznych kanálov a sú prevádzané do vysokého alebo nízkeho stavu na ďalšie spracovanie v analyzátore, ktorý následne poskytuje logický časovací diagram rôznych sledovaných liniek.
  • Nezobrazuje analógové informácie: Tieto testovacie prístroje neposkytujú žiadne analógové informácie a týmto spôsobom sa líšia od osciloskopu. Sú čisto zamerané na monitorovanie logickej činnosti systému. Ak sú potrebné akékoľvek analógové informácie, musí sa do meraného obvodu navyše začleniť aj osciloskop.

Porovnanie logického analyzátora a osciloskopu

Osciloskopy a logické analyzátory sú principiálne veľmi odlišné testovacie prístroje. Aj keď majú obidve veľmi podobnú formu zobrazenia, t. j. zobrazovanie priebehov na obrazovke, používajú zásadne odlišné prevádzkové koncepcie.

Logický Analyzátor Osciloskop

Logický analyzátor sa používa na overenie a ladenie činnosti digitálnych obvodov, kde sa zaznamenávajú logické stavy a časovanie.

Typické aplikácie logického analyzátora:

  • Korelovanie veľkého množstva digitálnych signálov.
  • Skúmanie fungovania systému.
  • Zisťovanie prerušení časovania.
  • Sledovanie činnosti implementovaného softvéru - firmware.

Osciloskop slúži pre merania analógových signálov: amplitúdy, fázových hodnôt alebo meraní údajov, ako sú doby nábehu atď.

Typické aplikácie osciloskopu:

  • Skúmanie tvarov kriviek, doby nábehu atď.
  • Meranie amplitúdy signálu.
  • Charakterizuje aspekty ako chvenie priebehu a stabilita.
  • Detekovanie prechodných javov a nežiaducich impulzov.
  • Meranie veľkosti frekvencie signálov.

 

Typy logických analyzátorov

Aj keď vývoj týchto testovacích prístrojov denno denne neustále pokračuje a neustále sa zavádzajú nové varianty ktoré obsahujú  mnohé technologické inovácie, existuje niekoľko hlavných kategórií, do ktorých je možné väčšinu logických analyzátorov s prehľadom zadeliť:

  • Modulárne logické analyzátory: Tento typ logického analyzátora je pravdepodobne to, čo sa môže považovať za najtypickejšiu formu testovacieho prístroja, hoci je to alternatíva s najvyššími nákladmi, ktorá avšak poskytuje najvyššiu úroveň funkčnosti. Skladá sa z šasi a rôznych zásuvných modulov - vrátane kanálových modulov. Takúto zástavbu je možné podľa ľubovôle rozširovať, ovšem je finančne značne nákladná a teda vhodnejšia pre výskumno vývojové pracoviská a špecializované servisné pracoviská.
  • Prenosné logické analyzátory: V mnohých prípadoch môže byť potrebné použiť menší analyzátor, a to buď pre obmedzený rozpočet alebo pre potreby servisných služieb vykonávaných v teréne. Tieto testovacie prístroje obsahujú všetky potrebné základné prvky analyzátora v jednej krabici najmä pre uľahčenie prepravy. Poväčšine umožňujú krátkodobé napájanie pomocou vstavaného dobíjacieho akumulátora, avšak s obmedzenou výdržou.
  • Logické analyzátory založené na platforme PC: Čoraz viac sa môžme stretnúť s logickým analyzátorom na báze pripojenia k PC. Pozostávajú z jednotky analyzátora pripojenej k počítaču podobnej väčšiemu USB kľúču a sady testovacích sond s obmedzenou dĺžkou. USB je samozrejmou univerzálnou voľbou, ale je rozšírené aj pripojenie Ethernet najmä pre svoju vysokú rýchlosť. Táto forma prístroja založeného na platforme PC využíva výpočtový výkon počítača v kombinácii s jeho displejom na zníženie nákladov na celý systém. Je pravdepodobné, že do budúcnosti sa budú čoraz viac využívať logické analyzátory založené na PC, najmä logické analyzátory pripojiteľné do USB portu, najmä preto, že náklady na USB analyzátory môžu byť oveľa nižšie ako v iných formách a môžu ponúkať vysoký výkon pomocou výkonu pridruženého počítača a je preto je tento typ vhodný aj pre hobby nasadenie.

Aplikácie logického analyzátora

Logické analyzátory sa používajú hlavne na digitálne signály. Boli obzvlášť atraktívnym a užitočným testovacím prístrojom pred mnohými rokmi, keď sa komplikované digitálne systémy vyrábali pomocou mnohých rôznych integrovaných obvodov. Bolo možné získať prístup k rôznym testovacím bodom v zapojení a bolo možné odladiť široké zbernice a integrované obvody. Teraz s oveľa vyššími úrovňami integrácie to nie je vždy možné, pretože existuje čoraz viac jednočipových zariadení, ktoré používajú System On a Chip, teda už nie je možný efektívny prístup k jednotlivým dátovým linkám a testovacím bodom.

Napriek tomu pre logický analyzátor stále existuje ešte veľa potenciálnych meraní, najmä na použitie s mnohými systémami palubných počítačov, alebo embeded platforiem ako sú Arduino, Raspberry Pi a mnohé ďalšie.

Pomocou logického analyzátora je možné časovo korelovať veľké množstvo signálov na jednom displeji. To je možné ukladať, aby ste získali dobrý prehľad o ďalšom pohybe a spracovaní údajov v mnohých zabudovaných systémoch alebo na perifériách malých počítačových systémov.

Jedným z príkladov aplikácií je sledovanie údajov prichádzajúcich do mikroprocesora prostredníctvom UART a jeho následný návrat do zariadenia cez SPI, napríklad EEPROM, a nakoniec presun časti údajov do zariadenia I2C. Pomocou logického analyzátora je možné sledovať všetky tieto zbernice po dlhšiu dobu, čo by na osciloskope nebolo možné.

Logické analyzátory sú dôležitou formou testovacích prístrojov, pretože umožňujú inžinierom a vývojárom presne vidieť, čo sa deje v logických obvodoch. Pri pohľade na logické signály na rôznych linkách sú schopné poskytnúť oveľa lepšiu úroveň pohhľadu do činnosti logických obvodov ako iné formy a druhy testovacích prístrojov.



Páčil sa Vám článok? Pridajte k nemu hodnotenie, alebo podporte jeho autora.
 

     

Komentáre k článku

Zatiaľ nebol pridaný žiadny komentár k článku. Pridáte prvý? Berte prosím na vedomie, že za obsah komentára je zodpovedný užívateľ, nie prevádzkovateľ týchto stránok.
Pre komentovanie sa musíte prihlásiť.

Vyhľadajte niečo na našom blogu

PCBWay Promo
PCBWay Promo
PCBWay Promo
Minalox.sk Promo
Minalox.sk Promo
Minalox.sk Promo
Webwiki Button