作者丨鼎陽科技 唐滿麗

引言

隨著電子產(chǎn)品速度和復(fù)雜度不斷提升，其設(shè)計、檢驗和調(diào)試的難度也隨之增加。

為了保證產(chǎn)品可靠運(yùn)行，設(shè)計人員必須進(jìn)行全面檢驗，尤其是在嵌入式電路設(shè)計領(lǐng)域，面臨著許多新技術(shù)的挑戰(zhàn)。例如更多的總線應(yīng)用、更高速的時鐘和數(shù)字信號、集成度更高的PCB設(shè)計等，在面對這樣的設(shè)計工作時，工程師需要使用相應(yīng)的測試工具來完成比以往更為復(fù)雜的測試任務(wù)。

1、邏輯分析儀

邏輯分析儀能夠按照一定的時間間隔將數(shù)字信號的邏輯狀態(tài)轉(zhuǎn)換為可視化的波形或數(shù)據(jù)流，用于監(jiān)測和分析數(shù)字電路中的信號。

通常，邏輯分析儀只顯示兩種電壓，即邏輯1和0，因此在設(shè)定門限后，邏輯分析儀會通過比較器對被測信號進(jìn)行判定，若信號高于門限，則視為High，即邏輯1；若低于參考電壓，則視為Low，即邏輯0，在High與Low之間形成數(shù)字波形。

邏輯分析儀能夠同時捕獲多個信號的邏輯狀態(tài)，可用于驗證電路功能、分析時序關(guān)系、檢測潛在問題，幫助設(shè)計人員確定和排除電路故障。

2、混合信號示波器

為了深入了解系統(tǒng)的整體工作特性，工程師需要同時分析模擬信號、數(shù)字信號，甚至包括總線信號，如此才能找出引起系統(tǒng)故障的原因并掌握信號和指令的時序以及邏輯關(guān)系。

傳統(tǒng)的示波器顯然無法滿足這一需求，只有帶有數(shù)字邏輯通道的示波器才能完成此類工作，混合信號示波器(MSO)應(yīng)運(yùn)而生。

混合信號示波器其實是專門針對當(dāng)今技術(shù)中流行的嵌入式混合信號系統(tǒng)而設(shè)計的。比如汽車電子系統(tǒng)通常包含數(shù)字控制的模擬馬達(dá)控制器和傳感器，過去人們常常使用傳統(tǒng)示波器來分析這類系統(tǒng)，但是示波器往往缺乏足夠的觸發(fā)能力和輸入通道，因此人們不得不使用邏輯分析儀，而混合信號示波器（MSO）則能夠解決這一問題。

混合信號示波器（MSO）的優(yōu)勢在于增加了8~32個數(shù)字通道，提供了相對模擬通道獨立的采樣和存儲系統(tǒng)。數(shù)字通道不能提供類似于模擬通道那樣的信號分析和顯示能力，一般只有1 bit ADC，也就是說需要針對被測信號設(shè)定門限。混合信號示波器（MSO）可以同時測試多路信號，其次多路信號在總線上與時間相關(guān)，可以利用總線數(shù)據(jù)的特征作為觸發(fā)條件，捕獲數(shù)據(jù)指令產(chǎn)生前的系統(tǒng)狀態(tài)以及數(shù)據(jù)發(fā)出后的變化情況，有利于工程師做系統(tǒng)級的分析和調(diào)試。

混合信號示波器（MSO）還有個明顯優(yōu)勢——使用方式更加簡單容易。

設(shè)計和測試工程師往往不愿意使用邏輯分析儀的一大原因就是掌握邏輯分析儀的使用方法要耗費(fèi)大量時間，在進(jìn)行特定測量時，邏輯分析儀的設(shè)置步驟比示波器要復(fù)雜得多，而且先進(jìn)的測量功能對于MCU、FPGA和DSP的設(shè)計調(diào)試也過于復(fù)雜，相比之下，混合信號示波器（MSO）的使用方法與傳統(tǒng)示波器（研發(fā)環(huán)境中最常用的測試儀器）相同，上手快，對待用戶比較友好。

3、MSO能替代邏輯分析儀嗎？

根據(jù)以上介紹再回到文章標(biāo)題，可以得出結(jié)論：混合信號示波器（MSO）不能完全替代邏輯分析儀。

第一，混合信號示波器（MSO）數(shù)字通道數(shù)量是有限的，而邏輯分析儀可以通過模塊化堆疊甚至機(jī)箱擴(kuò)展提供上千路數(shù)字通道，能夠針對復(fù)雜的并行總線系統(tǒng)如高速存儲總線 DDR4/5 進(jìn)行全方位的調(diào)試分析。

第二，邏輯分析儀支持的數(shù)字觸發(fā)類型、協(xié)議種類、顯示形式往往會更豐富。