邏輯分析儀是一種類(lèi)似于示波器的波形測(cè)試設(shè)備,它可以監(jiān)測(cè)硬件電路工作時(shí)的邏輯電平(高或低),并加以存儲(chǔ),用圖形的方式直觀地表達(dá)出來(lái),便于用戶(hù)檢測(cè)和分析電路設(shè)計(jì)(硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì))中的錯(cuò)誤。邏輯分析儀是設(shè)計(jì)中不可缺少的電子測(cè)試設(shè)備,通過(guò)它可以迅速地定位錯(cuò)誤、解決問(wèn)題、達(dá)到事半功倍的效果。
一、邏輯分析儀的產(chǎn)生和發(fā)展
20 世紀(jì) 70 年代初研制出微處理器,出現(xiàn) 4 位和 8 位總線(xiàn),傳統(tǒng)示波器的雙通道輸入無(wú)法滿(mǎn)足 8bit 的觀察。微處理器和存儲(chǔ)器的測(cè)試需要不同于時(shí)域和頻域儀器,所以數(shù)域測(cè)試儀器應(yīng)運(yùn)而生。當(dāng)時(shí)的 HP 公司推出狀態(tài)分析儀和 Biomation 公司推出定時(shí)分析儀(兩者*初很不相同)之后不久,用戶(hù)開(kāi)始接受這種數(shù)域測(cè)試儀器作為*終解決數(shù)字電路測(cè)試的手段,不久狀態(tài)分析儀與定時(shí)分析儀合并成邏輯分析儀。
20 世紀(jì) 80 年代后期,邏輯分析儀變得更加復(fù)雜,使用起來(lái)也更加困難。例如,引入多電平樹(shù)形觸發(fā),以應(yīng)付條件語(yǔ)句如 IF 、 THEN 、 ELSE 等復(fù)雜事件。這類(lèi)組合觸發(fā)必然更加靈活,同時(shí)對(duì)大多數(shù)用戶(hù)來(lái)說(shuō)就不是那樣容易掌握了。
邏輯分析儀的基本發(fā)展趨勢(shì)是計(jì)算機(jī)與儀器的不斷融合。在 PC 機(jī)平臺(tái)上使用 Windows ,只要給定正確的軟件和相關(guān)工具,即可通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制,從目標(biāo)文件格式中提取源碼和符號(hào),而且處理器可運(yùn)行各種控制操作。
二、邏輯分析儀的分類(lèi)
目前市場(chǎng)上邏輯分析儀有兩類(lèi),一類(lèi)是獨(dú)立式邏輯分析儀,主要供應(yīng)商有安捷倫和泰克;另一類(lèi)是價(jià)格相對(duì)低廉的基于PC的虛擬邏輯分析儀(VI),主要供應(yīng)商為美國(guó)國(guó)家儀器公司( National Instruments ,NI),主要產(chǎn)品為圖形化測(cè)試測(cè)量編程軟件 LabVIEW 。傳統(tǒng)上,在PC上運(yùn)行的 LabVIEW 軟件被稱(chēng)為虛擬儀器,但隨著 LabVIEW RT 的推出,這些 VI 可以在多種設(shè)備上運(yùn)行,如便攜式儀器、工業(yè) PC 或基于 Web 的儀器等。
在中國(guó)也有一些生產(chǎn)邏輯分析儀的廠家,但大部分是虛擬儀器,由于進(jìn)口的獨(dú)立式邏輯分析儀的價(jià)格昂貴,國(guó)內(nèi)很需要一款獨(dú)立便攜、使用簡(jiǎn)單的邏輯分析儀。
三、邏輯分析儀的主要技術(shù)指標(biāo)
1、邏輯分析儀的通道數(shù)
在需要邏輯分析儀的地方,要對(duì)一個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行**地分析,就應(yīng)當(dāng)把所有應(yīng)當(dāng)觀測(cè)的信號(hào)全部引入邏輯分析儀當(dāng)中,這樣邏輯分析儀的通道數(shù)至少應(yīng)當(dāng)是:被測(cè)系統(tǒng)的字長(zhǎng)(數(shù)據(jù)總線(xiàn)數(shù))+被測(cè)系統(tǒng)的控制總線(xiàn)數(shù)+時(shí)鐘線(xiàn)數(shù)。這樣對(duì)于一個(gè) 8 位機(jī)系統(tǒng),就至少需要 34 個(gè)通道?,F(xiàn)在幾個(gè)廠家的主流產(chǎn)品的通道數(shù)也高達(dá) 340 通道,例 Tektronix 等,市面上主流的產(chǎn)品是 34 通道的邏輯分析儀,用它來(lái)分析*常見(jiàn)的 8 位系統(tǒng),像北京海洋*新推出的 OLA 系列邏輯分析儀就是 34 通道的。
2、定時(shí)采樣速率
在定時(shí)采樣分析時(shí),要有足夠的定時(shí)分辨率,就應(yīng)當(dāng)有足夠高的定時(shí)分析采樣速率,但是并不是只有高速系統(tǒng)才需要高的采樣速率,現(xiàn)在的主流產(chǎn)品的采樣速率高達(dá) 2GS/s ,在這個(gè)速率下,我們可以看到 0.5ps 時(shí)間上的細(xì)節(jié)。
3、狀態(tài)分析速率
在狀態(tài)分析時(shí),邏輯分析儀采樣基準(zhǔn)時(shí)鐘就用被測(cè)試對(duì)象的工作時(shí)鐘(邏輯分析儀的外部時(shí)鐘)這個(gè)時(shí)鐘的*高速率就是邏輯分析儀的高狀態(tài)分析速率。也就是說(shuō),該邏輯分析儀可以分析的系統(tǒng)*快的工作頻率。現(xiàn)在的主流產(chǎn)品的定時(shí)分析速率在 300MHz ,*高可高達(dá) 500MHz 甚至更高。
4、邏輯分析儀的每通道的記錄長(zhǎng)度
邏輯分析儀的內(nèi)存是用于存儲(chǔ)它所采樣的數(shù)據(jù),以用于對(duì)比、分析、轉(zhuǎn)換(譬如將其所捕捉到的信號(hào)轉(zhuǎn)換成非二進(jìn)制信號(hào))。
5、邏輯分析儀的測(cè)試夾具
邏輯分析儀通過(guò)探頭與被測(cè)器件連接,測(cè)試夾具起著很重要的作用,測(cè)試夾具有很多種,如飛行頭和蒼蠅頭等。