除了物理層之外，虹科Spectrum數(shù)字化儀還可以與第三方程序（如LabVIEW和MATLAB)連接，在這些程序中可以解碼波形數(shù)據(jù)并探索協(xié)議層。經(jīng)驗豐富的程序員可以使用Windows和Linux驅(qū)動程序以C、C+、Python或類似語言創(chuàng)建自定義程序，以開發(fā)自定義解碼操作。

04 信號源仿真

在許多工程項目中，測試可能會因為缺少關(guān)鍵組件或進(jìn)行物理測試太昂貴而被擱置。任意函數(shù)發(fā)生器(AWG)可用于創(chuàng)建幾乎任何波形并模擬丟失的組件。任意波形發(fā)生器是數(shù)字信號源，其操作非常類似于反向數(shù)字化儀。在數(shù)字化儀對模擬波形進(jìn)行采樣、數(shù)字化然后將其存儲在其采集存儲器中的情況下，AWG具有存儲在波形存儲器中的波形的數(shù)字描述。選定的波形樣本被發(fā)送到數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)，然后通過適當(dāng)?shù)臑V波和信號調(diào)理，作為模擬波形輸出。

對于仿真，如果您可以訪問由數(shù)字化儀獲取的缺失部分的響應(yīng)波形，或者可以通過分析創(chuàng)建，您可以使用AWG作為替代。一個常見問題是能夠輸出一系列波形，每個波形代表被測系統(tǒng)的不同狀態(tài)。雖然這可以通過多個生成器和某種切換來完成，但有一種更有效的方法。

具有全功能序列模式的AWG，例如虹科Spectrum M4i.66xx-x8系列（如上圖），能夠在波形之間實時切換，甚至無需重新加載不同波形的時間。AWG的波形存儲器是分段的，可以存儲測試所需的每個波形，每個波形都在自己的段中。AWG在計算機(jī)控制下，根據(jù)存儲在單獨(dú)的序列存儲器中的指令逐步遍歷波形?？梢愿禄蚋男蛄写鎯ζ鞯膬?nèi)容，而不會影響AWG的輸出狀態(tài)。這種序列模式操作允許基于測試結(jié)果自適應(yīng)地改變測試序列。這種能力大大減少了測試時間并提高了測試的徹底性。

圖2 創(chuàng)建曼徹斯特編碼數(shù)據(jù)包需要三個波形段

例如，AWG可用于替代PSI5傳感器，產(chǎn)生一系列可編程輸出代碼。PSI5使用曼徹斯特編碼。曼徹斯特碼總是在每個位周期的中間放置一個轉(zhuǎn)換。它也可能（取決于要傳輸?shù)男畔ⅲ┰谥芷陂_始時有一個過渡。中間位轉(zhuǎn)換的方向指示數(shù)據(jù)。周期邊界的轉(zhuǎn)換不攜帶信息。它們的存在只是為了將信號置于正確的狀態(tài)以允許中間位轉(zhuǎn)換。保證轉(zhuǎn)換允許信號自計時。要生成PSI5數(shù)據(jù)包，需要三個波形段，如圖2所示。邏輯“1”（段1）由高到低的轉(zhuǎn)換指示。邏輯“0”（段0）由低到高的轉(zhuǎn)換指示。

通過使用這些組件定義三個波形段，可以合成任何數(shù)據(jù)模式組合。這意味著通過重新排列這三個段的順序，可以更改數(shù)據(jù)包的內(nèi)容。圖3顯示了PSI5數(shù)據(jù)包的四個示例，每個數(shù)據(jù)包由三個段組成，但每個段具有不同的數(shù)據(jù)內(nèi)容。

圖3 重新排序序列存儲器內(nèi)容產(chǎn)生的四種不同數(shù)據(jù)模式

在此示例中，段設(shè)置為512個樣本的長度，時鐘速率為50MS/s，因此每個組件的持續(xù)時間(TBIT)將為10.24?。數(shù)據(jù)包由持續(xù)超過兩個位時鐘周期的基線信號分隔。AWG是使用MATLAB腳本控制的，該腳本從三個段組裝了四種不同的數(shù)據(jù)模式，用于本次測試。數(shù)據(jù)包之間的切換無縫進(jìn)行，沒有間斷。

05 電源排序

另一個需要關(guān)注的領(lǐng)域是上電或斷電時電源軌的正確排序。嵌入式計算系統(tǒng)通常需要多個電源電壓來為微處理器、存儲器和其他板載設(shè)備供電。大多數(shù)微控制器都有一個規(guī)定的順序，其中必須施加電壓以防止出現(xiàn)鎖定等問題。電源管理IC(PMC)或電源定序器執(zhí)行許多定序任務(wù)。由于大多數(shù)處理器使用多個電壓，因此具有多達(dá)8個輸入的數(shù)字化儀是此類測量的理想儀器。此外，由于上電/斷電序列需要毫秒級，因此還需要大型采集存儲器。

圖4：監(jiān)控5、3.3和1.8伏電源軌以確定正確的上電順序

圖4是一個簡單的電源序列測量示例。監(jiān)控三個電源軌(5、3.3和1.8伏)。所期望的是電壓電平應(yīng)該以期望的順序單調(diào)上升。在此示例中，5伏電源先于其他電源打開，然后是3.3伏和1.8伏線路。