[UART/RS232] Analiza protokołów szeregowych oscyloskopami Rohde&Schwarz, część 1

Badanie protokołów komunikacyjnych jest już obowiązkową funkcją oscyloskopów cyfrowych co najmniej średniej klasy. Nadal jednak jest ona udostępniana najczęściej jako opcjonalne rozszerzenie oprogramowania firmowego. Zwykle w cenie oscyloskopu mieści się tylko kilka najbardziej popularnych protokołów, np. SPI i UART. W cyklu artykułów (tu jest dostępna część druga, poświęcona analizie protokołów interfejsów SPI i I2C) przedstawiono rozwiązania dotyczące analizy protokołów zastosowane w oscyloskopach Rohde&Schwarz.

Możliwość badania komunikacyjnych interfejsów szeregowych mają oscyloskopy wszystkich rodzin znajdujących się w ofercie firmy Rohde&Schwarz, a więc: RTO, RTE i RTM. Analiza protokołów jest też dostępna w oscyloskopach HMO znanych wcześniej jako wyroby Hamega, obecnie sprzedawanych z logo Rohde&Schwarz.

W cyklu artykułów o analizie protokołów jako model odniesienia przyjęto oscyloskop RTE1034, ale oprogramowanie firmowe wszystkich rodzin jest na tyle do siebie podobne, że przedstawione tu informacje będą przydatne dla wszystkich oscyloskopów RTO, RTE i RTM. Analiza poszczególnych protokołów może być prowadzona pod warunkiem zainstalowania opcji R&S RTE-Ki (lub analogicznych opcji dla innych rodzin – tab. 1) udostępniających odpowiednie funkcje wyzwalania i dekodowania. Wyzwalanie protokołów I2C, SPI, UART/RS-232/RS-422/RS-485 jest objęte standardem w oscyloskopach RTO. Pomiary interfejsów szeregowych mogą być wykonywane z zastosowaniem standardowych sond analogowych. Obowiązują wówczas ograniczenia wynikające z takich parametrów technicznych oscyloskopu jak: pasmo, szybkość próbkowania, długość rekordu akwizycji itp. Możliwości te są rozszerzane po zainstalowaniu opcji MSO obsługującej dodatkowo kanały cyfrowe. Mogą być one wykorzystywane również do analizy protokołów. Zestawienie możliwości poszczególnych rodzin przedstawiono w tab. 1. W tab. 2 zestawiono natomiast parametry pomiaru sygnałów cyfrowych oscyloskopem z opcją MSO.

 

Tab. 1. Zestawienie opcji wykorzystywanych do analizy protokołów w oscyloskopach Rohde&Schwarz rodzin RTO, RTE i RTM

RTO
Typ interfejsu Opcje wymagane do wyzwalania Opcje wymagane do dekodowania
I2C/ SPI Standard R&S RTO-K1
UART/RS-232/RS-422/RS-485 Standard R&S RTO-K2
CAN/ LIN R&S RTO-K3 R&S RTO-K3
FlexRay R&S RTO-K4 R&S RTO-K4
I2S/LJ/RJ/TDM R&S RTO-K5 R&S RTO-K5
MIL-STD-1553 R&S RTO-K6 R&S RTO-K6
ARINC429 R&S RTO-K7 R&S RTO-K7
CAN FD R&S RTO-K9 R&S RTO-K9
MIPI RFFE R&S RTO-K40 R&S RTO-K40
MDIO R&S RTO-K55 R&S RTO-K55
USB1.0/1.1/2.0/HSIC R&S RTO-K60 R&S RTO-K60
RTE
Typ interfejsu Opcje dla wyzwalania i dekodowania
I2C/SPI R&S RTE-K1
UART/RS-232/RS-422/RS-485 R&S RTE-K2
CAN/LIN R&S RTE-K3
FlexRay R&S RTE-K4
I2S/LJ/RJ/TDM R&S RTE-K5
MIL-STD-1553 R&S RTE-K6
ARINC 429 R&S RTE-K7
MDIO R&S RTE-K55
RTM
Typ interfejsu Opcje dla wyzwalania i dekodowania
I2C/SPI R&S RTM-K1
UART/RS-232/RS-422/RS-4852 R&S RTM-K2
CAN/LIN R&S RTM-K3
Audio (I2S/LJ/RJ/TDM) R&S RTM-K5
MIL-STD-1553 R&S RTM-K6
ARINC 429 R&S RTM-K7

 

Tab. 2. Parametry pomiaru sygnałów cyfrowych

Liczba kanałów cyfrowych 16
Maksymalna częstotliwość sygnału cyfrowego 400 MHz
Minimalna amplituda sygnału cyfrowego 500 mVpp
Szybkość próbkowania 5 GSa/s
Długość rekordu akwizycji 100 Mpróbek dla każdego kanału
Szybkość akwizycji >200000 przebiegów/s
Bogaty zestaw opcji wyzwalania  

 

Jak widać z danych zamieszczonych w tab. 1 możliwości analizy nieznacznie różnią się pomiędzy poszczególnymi rodzinami. Najszersze ma najbardziej zaawansowana technicznie rodzina RTO, mniejsze RTE i najmniejsze RTM. Należy zauważyć, że podstawowe interfejsy są obsługiwane przez wszystkie oscyloskopy R&S, a dodatkowo w rodzinie RTO zawarto w standardzie funkcje wyzwalania dla interfejsów SPI, I2C oraz UART/RS232/RS422/RS485.

 

O autorze

Jarosław Doliński

Jarosław Doliński jest absolwentem Wydziału Elektroniki na Politechnice Warszawskiej. Pracował w Przemysłowymi Instytucie Telekomunikacji oraz Instytucie Fizyki Plazmy i Laserowej Mikrosyntezy, gdzie zajmował się konstruowaniem urządzeń transmisji danych. Współpracował z Zakładem Urządzeń Teatralnych m.in. w zakresie konstrukcji interkomów teatralnych i urządzeń dla inspicjentów. Brał także udział w pracach projektowych rejestratorów urządzeń wiertniczych i elektroniki montowanej na żurawiach mobilnych.
Obecnie prowadzi firmę zajmująca się konstruowaniem i produkcją urządzeń elektronicznych dla rehabilitacji i wspomagania treningu sportowego.
Jest autorem czterech książek poświęconych elektronice i mikrokontrolerom, współpracuje ponadto z miesięcznikami „Elektronika Praktyczna”, „Elektronik” oraz „Świat Radio”.