Analiza protokołów

Analizatory stanów logicznych są idealnym narzędziem do badania interfejsów komunikacyjnych, co nie ogranicza się oczywiście wyłącznie do oglądania przebiegów. Istotą takiego pomiaru jest dekodowanie danych przesyłanych liniami sygnałowymi. Wiąże się to również z wykrywaniem specyficznych dla danego standardu zdarzeń, takich jak początek i koniec ramki, bity startu lub stopu, adresy urządzeń itp. Analizator jest więc przyrządem nieodzownym przy wszelkich pracach niemal z każdym współczesnym urządzeniem. Interfejsy szeregowe są wykorzystywane nie tylko do komunikacji między urządzeniami, ale też do komunikacji pomiędzy blokami wewnętrznymi.

Funkcja analizatora protokołów jest oferowana zwykle jako opcja dla oscyloskopów MSO, ale także dla analizatorów stanów logicznych. Zeroplus stosuje niestety podobną strategię, przy czym w standardzie, bez opłat dodatkowych, zawarto kilka najczęściej wykorzystywanych protokołów (tabela 1).

Parametry badanego interfejsu są ustawiane w oknie konfiguracji kanałów Add Channels/Bus z zaznaczoną opcją Protocol Analyzer. Wszystkie czynności są wykonywane w kilku krokach. Ustalany jest więc typ interfejsu (rysunek 7a), a następnie definiowane są wszystkie parametry. Na rysunku 7b pokazano przykład konfiguracji interfejsu SPI. Jak widać, wszystkie linie (SS, SCLK, DATA) są grupowane w jedną magistralę. Dla interfejsu UART konieczne byłoby na przykład podanie szybkości transmisji, określenie liczby bitów stopu, zadeklarowanie wykorzystywania bitu parzystości/nieparzystości. Podobnie postępuje się z innymi interfejsami. Można też podać format wyświetlania zdekodowanych danych (binary, decimal, decimal-signed, hexadecimal, ASCII, Gray, complement). Niestety w standardowej wersji oprogramowania nie ma możliwości ustawiania punktów wyzwalania na określone zdarzenia występujące w interfejsie. Dostępne są tylko tryby podstawowe, czyli wyzwalanie zboczem lub stanem poszczególnych linii. Z rozszerzonych trybów można korzystać po wykupieniu stosownych opcji. W testowanej wersji oprogramowania „smart+” – Standard V1.01.00 nie działała też funkcja wyszukiwania danych w ramce, chociaż teoretycznie była dostępna. Wyszukiwanie działa natomiast bez problemu w standardowej konfiguracji programu „Logic Analyzer” obsługującego analizator np. LAP-C (16032). Przykład dekodowania danych w interfejsie SPI przedstawiono na rysunku 8.

Rysunek 7. Konfigurowanie interfejsu SPI analizatora protokołów

Rysunek 8. Badanie danych przesyłanych interfejsem SPI z zastosowaniem funkcji analizatora protokołów

Inne pomiary i opcje konfiguracyjne

Analizator LAP-C (162000+) wraz z programem „smart+” stanowi profesjonalne narzędzie wykorzystywane przez wielu producentów sprzętu elektronicznego. Pozwala ono dokładnie analizować badane przebiegi cyfrowe nie tylko w postaci graficznej, ale też numerycznej. Dostępne są m.in. statystyki sygnałów cyfrowych, alfanumeryczny podgląd przechwytywanych pakietów przesyłanych badanymi interfejsami z dokładną lokalizacją ich w czasie (rysunek 9).

Rysunek 9. Statystyki i znakowy tryb pracy analizatora protokołów

Program „smart+” umożliwia porównywanie przebiegów na dwóch magistralach cyfrowych. Jest to funkcja Data contrast. Przebiegi są przechwytywane do dwóch zakładek. Na rysunku 10 przedstawiono wynik takiego porównania. W rubryce „Error Stat” podawana jest liczba wykrytych różnic (w przedstawionym przykładzie występują 4 błędy na linii A0 i 1 błąd na linii A6). Po naciśnięciu przycisków Next lub Previous wykres jest przesuwany do punktów, w których występują różnice. Ważne jest odpowiednie ustawienie tolerancji, błędy mogą bowiem być rejestrowane na skutek dużego jitteru lub nieodpowiedniej częstotliwości próbkowania.

Rysunek 10. Porównywanie przebiegów cyfrowych funkcją Data Contrast

Pełna wersja programu umożliwia wyświetlanie interpretacji analogowej sygnałów cyfrowych, łączenie kilku urządzeń w jeden wielokanałowy analizator wirtualny, a także bezpośrednią współpracę z niektórymi modelami oscyloskopów DSO kilku producentów (m.in.: Tektronix, OWON, PICO, Gwinstek, Agilent, BK Precision).

Liczne możliwości programu „smart+” stanowią niewątpliwą jego zaletę, ale też wymagają od użytkownika pewnej wprawy w posługiwaniu się tym narzędziem. Dzięki parametrom technicznym analizatora LAP-C i funkcjonalności oprogramowania firmowego przyrząd ten doskonale nadaje się do zastosowań profesjonalnych i jest niezbędnym elementem wyposażenia warsztatu elektronika.