Введение

Анализатор шины — это тип инструмента анализа протокола, используемый для захвата и анализа данных связи по определенной шине интерфейса, обычно встроенной в аппаратную систему. Функциональность анализатора шины помогает инженерам по проектированию, тестированию и валидации проверять, испытывать, отлаживать и подтверждать свои разработки на протяжении всего цикла проектирования аппаратного продукта. Он также полезен на более поздних этапах жизненного цикла продукта при изучении совместимости между системами и компонентами, а также при уточнении вопросов аппаратной поддержки. Анализатор шины предназначен для работы с конкретными параллельными или последовательными архитектурами шин. Хотя термин «анализатор шины» подразумевает анализ физической связи и интерфейса, он иногда используется как синоним «анализатора протокола» или «анализатора пакетов» и может применяться к инструментам анализа беспроводных интерфейсов, таких как беспроводная локальная сеть (например, Wi-Fi), PAN (например, Bluetooth, беспроводной USB) и другие, хотя эти технологии не имеют «проводной» шины. Анализатор шины контролирует и захватывает данные связи шины, декодирует и анализирует их, а затем отображает данные и отчеты об анализе для пользователя. По сути, это логический анализатор с дополнительными знаниями о характеристиках трафика шины. Ключевое отличие между анализатором шины и логическим анализатором заключается в его способности фильтровать и извлекать только релевантный трафик, происходящий в анализируемой шине. Некоторые продвинутые логические анализаторы предлагают параметры квалификации хранения данных, которые также позволяют фильтровать трафик шины, обеспечивая функциональность, аналогичную анализатору шины. Основные различия между анализаторами шины и логическими анализаторами: 1. Стоимость: логические анализаторы обычно дороже анализаторов шин. В то же время логический анализатор может использоваться с различными архитектурами шин, в то время как анализатор шины предназначен только для одной архитектуры. 2. Целевые возможности и предварительное форматирование данных: Анализатор шины может быть разработан для предоставления конкретного контекста для данных, поступающих из шины. Например, анализаторы для последовательных шин, таких как USB, принимают последовательные данные, поступающие в виде потока двоичных 1 и 0, и отображают их в виде логических пакетов, различаемых преамбулой, заголовками, полезной нагрузкой и т. д. 3. Простота использования: в то время как логический анализатор общего назначения может поддерживать несколько шин и интерфейсов, анализатор шины предназначен для конкретного физического интерфейса и обычно позволяет пользователю быстро подключить измерительное оборудование к тестируемой шине, экономя время и усилия. С точки зрения пользователя, упрощенный взгляд может заключаться в том, что разработчикам, которым требуются наиболее полные и целевые возможности для одной архитектуры шины, лучше всего подойдет анализатор шины, а пользователям, работающим с несколькими протоколами параллельно, лучше подойдет логический анализатор, который дешевле нескольких различных анализаторов шин и позволяет изучить один пользовательский интерфейс вместо нескольких. Анализаторы доступны практически для всех существующих компьютерных и встроенных стандартов шин и форм-факторов, таких как PCI Express, DDR, USB, PCI, CompactPCI, PMC, VMEbus, CANbus и LINbus и т. д. Анализаторы шин используются в авиационной промышленности для анализа протоколов MIL STD 1553, ARINC 429, AFDX и других протоколов шин данных авиации. Другие анализаторы шин также используются в индустрии хранения данных для анализа популярных протоколов передачи данных между компьютерами и накопителями. Они охватывают популярные шины данных, такие как NVMe, SATA, SAS, ATA/PI, SCSI и т. д. Эти устройства обычно подключаются последовательно между хост-компьютером и целевым накопителем, где они «перехватывают» трафик шины, захватывают его и представляют в формате, удобном для чтения человеком.

Исполнитель протокола и шины

Для многих архитектур шин, таких как PCI Express, PCI, SAS, SATA и USB, инженеры также используют "Bus Exerciser" или “Protocol Exerciser”. Такие устройства могут эмулировать частичные или полные коммуникационные стеки, соответствующие конкретному стандарту обмена данными по шине, что позволяет инженерам точно контролировать и генерировать трафик шины для тестирования, отладки и валидации их разработок. Эти устройства позволяют генерировать как корректный, так и некорректный трафик шины для тестирования систем восстановления ошибок. Они также часто используются для проверки соответствия стандарту, обеспечивая совместимость устройств, поскольку позволяют воспроизводить известные сценарии в повторяемом режиме. Exerciser'ы обычно используются совместно с анализаторами, предоставляя инженеру полную видимость захваченных данных обмена по шине. Некоторые Exerciser'ы разработаны как автономные системы, а другие интегрированы в системы, используемые для анализа.