4.3.  Wykrywanie błędów pojawiających się nieregularnie

Drugim przykładem wymienionym w rozdziale 1 jest wykrywanie błędów w układzie cyfrowym występujących nieregularnie.  Pod tym względem szczególnie przydatne są maski i możliwości systemu wyzwalania RTO. W tej części zostaną one szczegółowo omówione. Konfiguracja testowa składa się z oscyloskopu i płytki demonstracyjnej RTO. Na płytce występuje sygnał TTL 10 MHz potwierdzający sygnał PRBS (pseudolosowa sekwencja bitów), który następnie jest odbierany przez sondę aktywną (RT-ZS30) i analizowany w oscyloskopie. W sygnałach PRBS występują losowe anomalie.

Aby w rozsądny sposób odnaleźć dotychczas nieznany problem występujący na płytce demonstracyjnej, użytkownik może wykonać trzy następujące kroki. Pierwszym krokiem jest zlokalizowanie problemu. RTO może przedstawić przebieg sygnału w postaci wykresu oczkowego. Anomalie widoczne na wykresie doprowadzą do kroku drugiego. Obserwowane anomalie są bliżej nieokreślone i jedynie wskazują na istnienie jakiegoś problemu (fot. 19). Wygodnym rozwiązaniem jest użycie przycisku AUTOSET do konfiguracji urządzenia. Ustawienie wyzwalania na oba zbocza pozwala uzyskać obraz oczka. Na wykresie oczkowym widoczny jest spadek  poziomu zarówno dla wysokiego, jak i niskiego stanu logicznego. Występują też pewne wahania w połowie, czemu poświęcony jest kolejny krok.

Fot. 19. Wykres oczkowy – obraz nie wygasa

W drugim kroku użytkownik określa dopuszczalną tolerancję maski, kierując się standardem interfejsu lub ograniczeniami projektowymi. W tym wypadku użyta została maska prostokątna wynikająca ze znajomości standardu TTL. Menu maski można wyświetlić przyciskiem „MASK” na panelu przednim. W tym przykładzie wnętrze maski ma granice [5; 95] nanosekund oraz [0,45; 3,05] wolta. Po włączeniu maski oscyloskop wykrywa jej przekroczenia (fot. 20) i tworzy raport ze statystykami.

Fot. 20. Zastosowanie testu z maską – tryb ciągły

Fot. 21. Zastosowanie testu z maską – zatrzymanie po przekroczeniu

Na fot. 21 widać, jak naruszenie obszaru maski spowodowało zatrzymanie akwizycji sygnału. To zachowanie zostało określone w zakładce „Event Actions / Reset” w manu maski. Na pokazanym przebiegu widać zaburzenie w postaci impulsu o szerokości około 10 ns.

Trzeci krok polega na wykorzystaniu informacji zebranych przez użytkownika i zastosowaniu zaawansowanych możliwości systemu wyzwalania. W tym przykładzie został ustawiony tryb wyzwalania „GLITCH” z szerokością impulsu poniżej 25 ns – nie wiemy, czy szerokość ta może się zmieniać. Aby zarejestrować tylko zaburzone impulsy, tryb wyzwalania jest ustawiony na normalny, a rozdzielczość czasowa wynosi 500 ps. Korzystając z zależności przedstawionych w części 4.1, długość rejestracji została ustawiona na 100 tysięcy próbek, co oznacza rejestrację dowolnej liczby odcinków 500-bitowych. Gdy wystąpi błąd, istotne jest, co wydarzyło się przed nim, zatem punkt odniesienia wyzwalania jest ustawiony na 98% wyświetlanego przebiegu (obrazki 22, 23).

W części 4.1 była omawiana głębokość historii. Dla proponowanej konfiguracji oscyloskop ze standardową pamięcią akwizycji 20 Ms na kanał jest w stanie pomieścić do 800 przebiegów z czterech kanałów. Użytkownik może określić konkretną liczbę przebiegów do rejestracji w oknie kontroli wyzwalania. Po skonfigurowaniu zdarzenia wyzwalającego wyzwolenie nastąpi tylko, jeśli pojawi się błąd.

Fot. 22. Wyszukiwanie błędów z użyciem trybu historii

Gdy akwizycja zostanie zakończona, użytkownik może skorzystać z bogatego zestawu funkcji analizy. W tym przykładzie oscyloskop zapisał 500 próbek na każdy przebieg (górne okno na fot. 22). Powiększenie skali czasu pomaga zobaczyć zaburzenie, a kursory pozwalają zmierzyć jego właściwości. Zmieniając zawartość pola „Current acq”, na przykład przy użyciu pokrętła nawigacji, użytkownik może przejrzeć poszczególne przebiegi. Dzięki temu RTO pozwala użytkownikowi szczegółowo zbadać wystąpienie zaburzenia w strumieniu danych i zapewnić wychwycenie wszystkich losowo występujących błędów.

Poza bezpośrednim badaniem istnieje też możliwość analizy zarejestrowanych danych automatycznie w fazie przetwarzania. Na przykład za pomocą funkcji pomiarowych można określić szerokość wszystkich impulsów dodatnich i ujemnych w każdym zapamiętanym przebiegu jednocześnie. Dodatkowo użytkownik może wyświetlić te dane w postaci histogramu wraz ze statystyką. Po uruchomieniu tej funkcji wystarczy odtworzyć historię, aby uzupełnić statystykę danymi.

Na fot. 23 w dolnych dwóch okienkach są wyświetlane funkcje pomiarowe RTO. Można odczytać, że zliczono 401 przebiegów, a minimalna szerokość impulsu będącego zaburzeniem to 9,5 ns. Jest to wiarygodny wynik, gdyż oscyloskop przechwycił wszystkie impulsy o długości do 25 ns, a sprzęt jest w stanie wykryć impulsy o szerokości 100 ns lub wielokrotność tej wartości. Histogram szerokości impulsów zawiera rozdzielne grupy w chwili 100 ns i jej wielokrotnościach i pokazuje ich względną częstotliwość. W sumie wykryto ponad 50.000 impulsów.

Fot. 23. Wyszukiwanie błędów z użyciem trybu historii