Кіріспе
Сұлбадан бірнеше сигналды өлшейтін электрондық сынақ құралы. Логикалық анализатор – цифрлық жүйеден немесе цифрлық тізбектен бірнеше логикалық сигналды тіркеп, дисплейде көрсететін электрондық құрал. Логикалық анализатор тіркелген деректерді уақыт диаграммаларына, протоколдарды түсіндіруге, күй машинасының іздеріне, операциялық кодтарға (опкодтарға) түрлендіре алады немесе опкодтарды бастапқы код деңгейіндегі бағдарламалық жасақтамамен байланыстырады. Логикалық анализаторлар кеңейтілген триггерлеу мүмкіндіктерімен жабдықталған және пайдаланушыға цифрлық жүйедегі көптеген сигналдар арасындағы уақыт байланыстарын көру қажет болғанда тиімді болады.
A logic analyzer is an electronic instrument that captures and displays multiple logic signals from a digital system or digital circuit. A logic analyzer may convert the captured data into timing diagrams, protocol decodes, state machine traces, opcodes, or may correlate opcodes with source level software. Logic analyzers have advanced triggering capabilities, and are useful when a user needs to see the timing relationships between many signals in a digital system.
Операция
Логикалық анализатор күрделі цифрлық оқиғалар тізбегі бойынша іске қосылуы мүмкін, содан кейін сынақтан өткізілетін жүйеден (SUT) көптеген цифрлық деректерді жинақтайды. Логикалық анализаторлар алғаш пайдаланған кезде, цифрлық жүйеге бірнеше жүздеген "қосқыштарды" қосу қалыпты жағдай болды. Кейін арнайы жалғағыштар пайда болды. Логикалық анализатор зондтарының эволюциясы көптеген өндірушілер қолдайтын ортақ форматқа әкелді, бұл соңғы пайдаланушыларға қосымша икемділік береді. 2002 жылдың сәуір айында ұсынылған, жалғағышсыз технология (бірнеше өндірушілердің тіркелген саудалық атауларымен белгіленеді: Сығу арқылы зондтау; Жұмсақ тигізу; D Max) кең таралды. Бұл зондтар зонд пен басылымды тізбек тақтасы арасындағы берік, сенімді механикалық және электрлік байланысты, сигналға 0,5-0,7 пФ-тан кем жүктемемен қамтамасыз етеді. Зондтар қосылғаннан кейін, пайдаланушы анализаторды әр сигналдың атымен бағдарлайды және оңай манипуляциялау үшін бірнеше сигналдарды топтастыра алады. Содан кейін түсіру режимі таңдалады, яғни "уақыт" режимі, онда кіріс сигналдары ішкі немесе сыртқы сағат көзіне негізделген белгілі интервалдармен дискретизацияланады, немесе "күй" режимі, онда бір немесе бірнеше сигналдар "сағаттар" ретінде анықталады және деректер осы сағаттардың өрлеу немесе төмендеу жиегінде алынады, бұл сағаттарды нақтылау үшін басқа сигналдарды қосымша пайдалануға болады. Режим таңдалғаннан кейін, іске қосу шарты орнатылуы керек. Іске қосу шарты қарапайымнан (мысалы, бір сигналдың өрлеу немесе төмендеу жиегінде іске қосу) өте күрделіге дейін (мысалы, TCP/IP стегінің жоғары деңгейлерін декодтау үшін анализаторды конфигурациялау және белгілі бір HTTP пакетіне іске қосу) дейін болуы мүмкін. Осы сәтте пайдаланушы анализаторды "жұмыс істеу" режиміне қояды, бір рет іске қосады немесе қайталап іске қосады. Деректер жиналғаннан кейін, оларды әртүрлі тәсілдермен көрсетуге болады, қарапайымнан (толқын формаларын немесе күй тізімдерін көрсету) күрделіге дейін (декодталған Ethernet протоколы трафигін көрсету). Кейбір анализаторлар "салыстыру" режимінде де жұмыс істей алады, онда олар әрбір жиналған деректер жиынтығын бұрын сақталған деректер жиынтығымен салыстырады және деректер жиынтығы сәйкес келгенде немесе сәйкес келмегенде түсіруді тоқтатады немесе операторды визуалды түрде хабарлайды. Бұл ұзақ мерзімді эмпирикалық сынақтар үшін пайдалы. Жаңа анализаторлар тіпті сәтті іске қосылған кезде инженерге сынақ деректерінің көшірмесін электрондық пошта арқылы жіберуге дайын.
Қолданылуы
Көптеген цифрлық жобалар, оның ішінде интегралдық схемалар, құрылмай тұрып ақауларды анықтау үшін модельдеуден өтеді. Модельдеу көбінесе логикалық талдау нәтижелерін көрсетеді. Күрделі дискретті логиканы кірістік сигналдарды модельдеу арқылы және шығыстарды шекаралық сканерлеу арқылы тексеру жиі кездеседі. Логикалық анализаторлар модельдеуде табылмайтын аппараттық ақауларды анықтауға мүмкіндік береді. Мұндай мәселелерді модельдеу өте қиын немесе модельдеуге тым көп уақыт кетіп, көбінесе әртүрлі такталық домендерде кездеседі. Бағдарламаланатын қақпалар массиві логикалық анализаторлар үшін кең таралған өлшеу нүктесіне айналды және логикалық тізбекті түзетуге де қолданылады. Логикалық анализаторлар I2C, SPI немесе UART сияқты тізбекті протоколдарды талдау үшін де өте пайдалы, себебі олар бір немесе бірнеше байланыс кадрларын көрсететін ұзақ логикалық тізбектерді тіркеуге мүмкіндік береді. Әдетте, логикалық анализатордың бағдарламалық жасақтамасы протокол деңгейін де түсіндіреді, бұл микрокодты түзетуді жеңілдетеді.
Тарих
1960 жылдары цифрлық есептеулер мен интегралды схемалар пайда болғанда, осциллографтардың шеше алмайтын жаңа және күрделі мәселелер туындады. Компьютер тарихында алғаш рет көптеген сигналдарды бір уақытта көру қажеттігі туды. Алғашқы шешімдер бірнеше осциллографтардың жабдықтарын бір құрылғыға біріктіруге бағытталды, бірақ экранның қалың болуы, деректерді нақты түсіндірудің қиындығы және зондтарды қолданудағы шектеулер бұл шешімді тиімсіз етті. "Логикалық анализатор" деп аталатын алғашқы коммерциялық құрал 1973 жылғы қазан айында Hewlett Packard Journal журналында жарияланған HP 5000A логикалық анализаторы болды. Алайда, HP 5000A екі каналмен ғана шектелген және ақпаратты 32 LED-дан тұратын екі қатар арқылы көрсетті. Нағыз параллельді құрал – он екі каналды HP 1601L, ол HP 180 сериялы осциллографтың негізгі блогына қосылып, осциллограф экранында 12 биттік сөздердің 16 қатарын 1 және 0 түрінде көрсетуге мүмкіндік берді. Ол 1974 жылғы қаңтар айында Hewlett Packard Journal журналында таныстырылды.
Қоспа сигналдық осциллоскоптар
Аралас сигналдық осциллоскоптар цифрлық сақтағыш осциллоскоптың мүмкіндіктерін және логикалық анализатордың қызметін біріктіреді. Олардың көптеген артықшылықтары бар, соның ішінде аналогтық және цифрлық сигналдарды бір уақытта қарау мүмкіндігі, сондай-ақ цифрлық немесе аналогтық сигналдар бойынша оқиғаны іске қосып, екіншісін тіркеу мүмкіндігі. Аралас сигналдық осциллоскоптардың кейбір шектеулері бар: олар күй режиміндегі деректерді жазбаға ала алмайды, арналар саны шектеулі, және логикалық анализатордың талдау тереңдігі мен жан-жақтылығын ұсына алмайды.