Логический анализатор — это электронный прибор, который захватывает и отображает несколько логических сигналов из цифровой системы или цифровой схемы . Логический анализатор может преобразовывать захваченные данные в временные диаграммы , декоды протоколов, трассировки конечного автомата , коды операций или может сопоставлять коды операций с программным обеспечением исходного уровня. Логические анализаторы обладают расширенными возможностями запуска и полезны, когда пользователю необходимо увидеть временные соотношения между многими сигналами в цифровой системе. [1]
В настоящее время на рынке представлены три различные категории логических анализаторов:
.jpg/1280px-8-Channel_(cropped).jpg)
Логический анализатор может быть запущен при возникновении сложной последовательности цифровых событий, а затем собрать большой объем цифровых данных из тестируемой системы (SUT).
Когда впервые появились логические анализаторы, было принято прикреплять несколько сотен «зажимов» к цифровой системе. Позже стали использоваться специализированные разъемы. Развитие зондов логических анализаторов привело к появлению общей схемы, которую поддерживают несколько поставщиков, что обеспечивает дополнительную свободу для конечных пользователей. Представленная в апреле 2002 года технология без разъемов (идентифицируемая несколькими торговыми наименованиями, специфичными для поставщиков: Compression Probing; Soft Touch; D-Max) стала популярной. Эти зонды обеспечивают прочное, надежное механическое и электрическое соединение между зондом и печатной платой с нагрузкой менее 0,5–0,7 пФ на сигнал.
После подключения зондов пользователь программирует анализатор с именами каждого сигнала и может группировать несколько сигналов вместе для более легкой манипуляции. Затем выбирается режим захвата, либо режим «синхронизации», где входные сигналы отбираются через регулярные интервалы на основе внутреннего или внешнего источника синхронизации, либо режим «состояния», где один или несколько сигналов определяются как «такты», и данные берутся по восходящим или нисходящим фронтам этих тактовых импульсов, опционально используя другие сигналы для квалификации этих тактовых импульсов.
После выбора режима необходимо задать условие срабатывания . Условие срабатывания может быть как простым (например, срабатывание по переднему или заднему фронту одного сигнала), так и очень сложным (например, настройка анализатора для декодирования более высоких уровней стека TCP/IP и срабатывание по определенному пакету HTTP).
На этом этапе пользователь устанавливает анализатор в режим «запуска», который либо запускает его один раз, либо запускает его многократно.
После сбора данных их можно отобразить несколькими способами: от простого (показ форм сигналов или списков состояний) до сложного (показ декодированного трафика протокола Ethernet). Некоторые анализаторы также могут работать в режиме «сравнения», когда они сравнивают каждый захваченный набор данных с ранее записанным набором данных и останавливают сбор или визуально уведомляют оператора, когда этот набор данных совпадает или нет. Это полезно для долгосрочного эмпирического тестирования. Последние анализаторы можно даже настроить на отправку копии тестовых данных инженеру по электронной почте при успешном срабатывании триггера.
Многие цифровые конструкции, включая конструкции ИС , моделируются для обнаружения дефектов до того, как будет построен блок. Моделирование обычно обеспечивает отображение логического анализа. Часто сложная дискретная логика проверяется путем моделирования входов и тестирования выходов с использованием сканирования границ . Логические анализаторы могут обнаруживать аппаратные дефекты, которые не обнаруживаются при моделировании. Эти проблемы, как правило, слишком сложны для моделирования в моделировании или требуют слишком много времени для моделирования и часто пересекают несколько доменов тактовой частоты.
Программируемые логические матрицы стали обычной точкой измерения для логических анализаторов, а также используются для отладки логических схем.
Логические анализаторы также очень полезны, когда дело доходит до анализа последовательных протоколов, таких как I2C , SPI или UART , поскольку они позволяют захватывать длинные логические последовательности, показывающие один или несколько кадров связи. Обычно программное обеспечение логического анализатора также интерпретирует уровень протокола, делая отладку прошивки менее утомительной задачей.
С появлением цифровых вычислений и интегральных схем в 1960-х годах [5] начали возникать новые и сложные проблемы, с которыми осциллографы не могли справиться. Впервые в истории вычислений стало необходимым одновременно просматривать большое количество сигналов. Ранние решения пытались объединить оборудование из нескольких осциллографов в один пакет, но загромождение экрана, отсутствие определенной интерпретации данных, а также ограничения зондирования сделали это решение лишь частично пригодным для использования.
Логический анализатор HP 5000A, представленный в выпуске журнала Hewlett-Packard Journal за октябрь 1973 года , был, вероятно, первым коммерчески доступным прибором, который назывался «логическим анализатором». Однако HP 5000A был ограничен двумя каналами и представлял информацию с помощью двух рядов по 32 светодиода . Первым по-настоящему параллельным прибором был двенадцатиканальный HP 1601L, он был подключаемым модулем для мэйнфреймов осциллографов серии HP 180 и использовал экран осциллографа для представления 16 рядов 12-битных слов в виде единиц и нулей. Он был представлен в журнале Hewlett-Packard Journal за январь 1974 года . [6]
Осциллографы смешанных сигналов объединяют функциональность цифрового запоминающего осциллографа с логическим анализатором. К их многочисленным преимуществам относятся возможность просматривать аналоговые и цифровые сигналы одновременно во времени, а также запускать либо цифровой, либо аналоговый сигнал и захватывать другой. Несколько ограничений осциллографов смешанных сигналов заключаются в том, что они не захватывают данные в режиме состояний, имеют ограниченное количество каналов и не обеспечивают аналитической глубины и проницательности логического анализатора.
