כיצד לבחור באוסילוסקופ המתאים לפיענוח אפיקים טוריים?
23 פברואר, 2012
מה הם המאפיינים שאותם יש לקחת בחשבון כאשר בוחרים באוסילוסקופ שעשוי לשמש גם לבדיקת פרוטוקולים באפיקים טוריים? להלן שבע שאלות מרכזיות שמומלץ לענות עליהן בתהליך בחירת האוסילוסקופ
מה הם המאפיינים שאותם יש לקחת בחשבון כאשר בוחרים באוסילוסקופ שעשוי לשמש גם לבדיקת פרוטוקולים באפיקים טוריים? להלן שבע שאלות מרכזיות שמומלץ לענות עליהן בתהליך בחירת האוסילוסקופ
מאת: Joel Woodward, חברת Agilent Technologies
איזה פרוטוקולים ניתמכים, ובאיזה מידה?
בדרך-כלל מוצעים יישומי בדיקות הפרוטוקולים כאופציות תוכנה שניתן להוסיפן לסקופ. בדוק אילו פרוטוקולים נתמכים על-ידי משפחות הסקופים הספציפיות. גיליון הנתונים של הפרוטוקול באוסילוסקופ כולל בד"כ פרטים לגבי רמת התמיכה המוצעת. רוב היצרנים מספקים רישיונות התנסות לתקופה קצרה. חלק מספקים דוגמיות להורדה מהירה ולחיבור ליעד ספציפי לצורך התנסות. הרץ את יישום הבדיקה בסקופ כדי לקבוע את מידת התמיכה בפרוטוקול הדרוש.
כך למשל, אם אתה משתמש ב-SPI כדי לבדוק מהו קצב הנתונים המהיר ביותר הניתמך. האם היישום הנבדק תומך ב-SPI של 2, 3 או 4 חוטים, או רק ב-subset? אם אתה משתמש ב-USB 2.0, תבדוק האם היישום הנבדק תומך בגרסת מיפרט איטית, מלאה או מהירוה וב-HSIC?
אם אתה משתמש ב-I2C, תברר האם היישום הנבדק תומך בגרסה שבה סיבית הקריאה/הכתיבה כלולה בשדה הכתובת. במקרה הצורך, יש לבדוק באיזו מידה הסקופ מאפשר לבצע פיענוח של מספק אפיקים בו-זמנית והאם הוא מאפשר לנווט בין האפיקים או לשנות את האפיק שמשמש כמקור ה-Trigger.
עד כמה קל להגדיר תצורה לצורך פיענוח?
הכנת האוסילוסקופ למדידות פרוטוקולים אמורה להיות משימה שניתנת לביצוע לכל היותר בתוך דקה. קביעת התצורה כוללת בחירת הערוצים המשמשים לבחינת האותות הספציפיים והגדרת ערך הסף שיאפשר לקבוע מהי רמת האות. בעת הגדרת פיענוח פרוטוקולים עבור אפיק טורי שבו 3, 4 או 5 אותות, המשימה נעשית מורכבת מהצפוי. כשמדובר במספר אפיקים טוריים במקביל, המשימה קשה עוד יותר.
חלק מהיצרנים מציעים כיול אוטומטי לצורך פיענוח. לאחר הקצאת הערוצים על-ידי המשתמש, תהליך ההגדרה האוטומטית פועל במידה מסוימת כמו אופציית ASutoscale. הוא קובע את ערך הסף הנכון עבור כל אות ומכוון את בסיס הזמן בהתאם. תכונה זו שימושית במיוחד עבור משתמשים שאינם מבצעים מדידות פיענוח לעתים מזומנות.
כיצד מוצגות תוצאות הפיענוח?
הצג את פיענוח הפרוטוקולים עבור האפיק שבו אתה מעוניין על-גבי הסקופ שאותו אתה בוחן. פיענוח צורות הגל (Annotating) במהלך הדגימה היא שיטה נפוצה להצגת מנות המידע של הפרוטוקול. יצרנים מסוימים משתמשים בצבעים כדי להקל על זיהוי רצפי המנות גם כאשר מדובר בהגדרות בסיס זמן רחבות יותר וכאשר פרטי המנות דחוסים מכדי שניתן יהיה להבחין בהם בצורה מדויקת.
חלק מהיצרנים מפענחים את זיכרון הלכידה במלואו, בעוד שאחרים מפענחים רק את המידע המופיע על המסך. פיענוח המידע המוצג על המסך בלבד עלול להיות בעייתי. אם מנת הנתונים אינה מוצגת במלואה על המסך הסקופ לא יפענח אותה, או גרוע מכך – עלול לפענח אותה בצורה שגויה.
רוב היצרנים מספקים Lister המאפשר להציג פיענוח של מנות נתונים רציפות. הרישומים מאפשרים לצפות בזרימת המנות בפורמט "מכווץ" יותר, בלי קשר להגדרות בסיס הזמן. בעת הערכת הפיענוח באוסילוסקופים הכוללים Lister, יש לוודא שהיצרן מספק יכולת כיול זמן (Time Alignment) בין שורות ה-Lister עבור האותות המופיעים בתצוגת צורת הגל. הדבר מאפשר מעבר מהיר ובטוח בין השכבה הפיזית לשכבת מנות הנתונים. חלק מהיצרנים מספקים רישומים עם כיול זמן מזערי או אפסי, המקשים מאוד על איתור באגים.
איזה טריגרים כלולים ביישום בדיקות הפרוטוקול?
בדרך כלל, יצרני הסקופים משלבים טריגרים מבוססי מנות בכל יישום פיענוח. טריגרים מבוססי חומרה של פרוטוקולים טוריים מוטמעים לרוב ברכיבי FPGA: מכונת מצבים (State Machine) מנהלת מעקב בזמן-אמת אחר תכולת המנות הנכנסות ומעוררת את הטריגר כאשר מזוהה התנאי המוגדר. טריגרים מבוססי חומרה שיפעילו בצורה אבסולוטית את הסקופ, בלי קשר למידת הנדירות של האירוע.
טריגרים מבוססי תוכנה הם איטיים יותר. לאחר כל לכידה, התוכנה מחפשת בזיכרון את רישום החבילה שנלכדה. אם התוכנה לא מאתרת את תנאי הטריגר שהוגדר, הסקופ מבטל את הלכידה ומבצע לכידה חדשה. בגלל כמות העיבוד הגדולה לאחר כל לכידה, טריגר מבוסס תוכנה מתאפיין ב"זמנים מתים" ארוכים בין הלכידות, ולכן פוחת הסיכוי לזהות מצבים נדירים. ככל שגדל עומק הזיכרון, מתארך גם זמן העיבוד ועימו "הזמנים המתים".
מומלץ לבצע בדיקת טריגר טורי בסקופ הקיים במעבדה עבור הפרוטוקול שעמו עובדים. בדוק איזה טריגרים מבוססי חבילות עומדים לרשותך, ואם הם מבוססי חומרה או תוכנה.
מהו עומק הזיכרון ללכידת חבילות?
רוב האוסילוסקופים מצוידים בזיכרון בסיסי כלשהו וברישיונות אופציונליים להפעלת זיכרון נוסף. הסקופים מבצעים לכידה באופן א-סינכרוני ולכן השימוש שלהם בזיכרון מהיר יותר מנתחי פרוטוקולים או נתחים לוגיים מבוססי מצבים. מכאן שיישום ניתוח פרוטוקולים מרוויח מזיכרון עמוק בסקופ. האם הסקופ שלך מאפשר לכוון בצורה נוחה את עומק הזיכרון, קצב הדגימה ובסיס הזמן? יכולות אלה מקילות על לכידת אותות תוך שימוש במלוא עומק הזיכרון. ללא תכונות אלה, המשתמשים צריכים ללכוד את האותות על מלוא המסך ואז להגדיל ולחפש במקטעים הנדרשים.
לעתים קרובות, התעבורה הטורית מתאפיינת בפרק זמן של פעילות צפופה שלאחריה פרקי זמן ממושכים יחסית של חוסר פעילות. השימוש במצב זיכרון מקוטע (Segmented Mode) מאפשר ללכוד פרקי זמן ממושכים תוך ניצול כמות זהה של זיכרון. כל מקטע מתחיל כאשר הסקופ מזהה תנאי הפעלה מוגדר. לדוגמה, כאשר התקן USB סופר מספר מסוים של מנות שנשלחו, כשכל אחת מהן מכילה מנת SETUP. באמצעות זיכרון מקוטע, ניתן ללכוד רצף אירועים זה תוך ניצול כמות זיכרון קטנה פי 100 (50Kpts במקום 5Mpts).
באיזה מהירות האוסילוסקופ מעבד ומציג חבילות טוריות?
רק יצרנים בודדים מדווחים באיזו מהירות הם מפענחים מנות טוריות, במיוחד כשמדובר בשימוש בזיכרון עמוק. קצבי עידכון איטיים הם בעייתיים מאוד כשיש צורך לפענח פרוטוקולים. קצבי עידכון נמוכים פוגעים ברמת הפירוט של האותות המופיעה בסקופ, מונעים הצגת אירועים נדירים וגורמים תסכול בגלל בקרת מכשירים איטית.
מה הם היתרונות של MSO בניתוח פרוטוקולים טוריים?
למכשירי Mixed Signal oscilloscopes יתרונות רבים בניתוח פרוטוקולים: הם מפנים את הערוצים האנלוגיים לצפייה בפעילויות אחרות. הם מאפשרים צפייה באפיקים טוריים רבים, בניגוד לכשירי DSO המספקים עד 4 ערוצים. חלק מהיצרנים מספק כמות גדולה יותר של זיכרון MSO סטנדרטי מאשר הכמות הזמינה בערוצי הסקופ, כך שמתאפשרת לכידה של מנות נוספות בעת שימוש בערוצי ה-MSO הדיגיטליים ולא בערוצים האנלוגיים של הסקופ.
יצרנים רבים לא תומכים בזיכרון מקוטע עבור ערוצי MSO דיגיטליים. המשמעות היא שערוצי ה-MSO לא יכולים לספק פיענוח פרוטוקולים במצב זיכרון מקוטע. בדוק אם יצרן הסקופ שלך תומך בזיכרון מקוטע בערוצי ה-MSO.
הוספת יכולות של ניתוח פרוטוקולים לסקופ מאפשרת לצוותים לבצע איתור באגים עבור מגוון רחב יותר של בעיות, במהירות גבוהה יותר. הערכת יכולתו הבסיסית של הסקופ לבצע ביעילות הפעלה ופיענוח מבוססי מנות, ובדיקת התאמתו לצורכי הפיענוח הספציפיים, יביאו לבחירה באוסילוסקופ המתאים ביותר.
פורסם בקטגוריות: חדשות , צב"ד , ציוד בדיקה
כתבות נוספות העשויות לעניין אותך
