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橫河電機(jī)DLM2000混合信號示波器應(yīng)對嵌入式設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)

http://007sbw.cn 2009-01-07 16:28 來源:橫河電機(jī)

   當(dāng)前所設(shè)計(jì)和生產(chǎn)所有電子產(chǎn)品幾乎都屬于嵌入式系統(tǒng),其中可能包含微處理器、微控制器、DSP、RAM、閃存、EPROM、FPGA、A/D-D/A及其它I/O。日本橫河電機(jī)株式會社(YOKOGAWA)嵌入式測試項(xiàng)目部部長殷曉剛表示,由于嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要對各種不同的信號進(jìn)行測量,且正越來越多地用串行總線,如I2C、SPI、CAN、UART和LIN代替內(nèi)部并行總線,其復(fù)雜性給設(shè)計(jì)工程師在調(diào)試上帶來了很多挑戰(zhàn)。

  另據(jù)一項(xiàng)針對混合信號示波器使用者的調(diào)查顯示,70%的用戶表示需要邏輯輸入功能,36%的用戶認(rèn)為4-8通道就可以滿足他們的測試需求,而最需要8通道邏輯輸入的工程領(lǐng)域則包括處理器調(diào)試、模塊間通信評估和硬件控制。

橫河電機(jī)DLM2000系列混合信號示波器



橫河電機(jī)DLM2000系列混合信號示波器

  橫河電機(jī)日前推出的新型DLM2000系列混合信號示波器為解決上述問題提供了有益的解決方案。DLM2000系列采用立式設(shè)計(jì),配備8.4英寸XGA(1024X768) TFT-LCD顯示屏,共包括六種型號。帶寬范圍為200MHz-500MHz,存儲深度62.5M-125Mpts,并同時提供2.5GS/s的采樣率和8位邏輯輸入,能夠以高分辨率捕獲長時間窗口的信號活動。

  殷曉剛強(qiáng)調(diào)說,對于數(shù)字家電或汽車控制等行業(yè)的嵌入式系統(tǒng),“數(shù)字控制+模擬波形觀測”的要求越來越多?,F(xiàn)有4通道模擬示波器的測量通道過少,難以處理某些工程的需要。例如,連接內(nèi)部設(shè)備控制至SPI總線(3線或4線)并觀測電機(jī)驅(qū)動的模擬信號;或觀測汽車引擎控制單元(ECU)中數(shù)字控制信號和內(nèi)部模擬信號之間的時序等。

  DLM2000采用了相對靈活的MSO輸入功能,可以將模擬輸入通道中的一個通道(CH4)切換為8位邏輯輸入并顯示信號。因此,該系列既可用于傳統(tǒng)的4通道模擬輸入,也可用作混合信號示波器(由3個模擬通道和1個8位邏輯輸入通道組成);4個模擬通道和8位邏輯輸入的組合可以作為觸發(fā)源使用。如果需要測試5通道以上的信號時,DLM2000允許使用邏輯輸入同時分析2種類型總線(I2C和SPI),并可同步觀測多個模擬波形。為了讓工程師在高采樣率的情況下能夠長時間觀測波形,以評估通信波形的質(zhì)量(噪聲、轉(zhuǎn)換時間等),DLM2000系列的連續(xù)采集存儲長度被設(shè)計(jì)為12.5Mpts。這就意味著,DLM2000可以在時間長度為5秒的波形采集中,以2.5MS/s的采樣率觀測500Kbps的CAN總線信號;而在單次采集模式下,DLM2000的最大存儲深度是125 Mpts,按照公式“采樣率=存儲長度/波形采集時間”,設(shè)置相同的波形采集時間后,更長的存儲深度可以較高的采樣率觀測波形。同時,DLM2000的采集時間范圍也達(dá)到了500s/div,可以捕捉長達(dá)5000秒的10,000Hz信號。

  新的DLM2000系列還加強(qiáng)了歷史存儲功能和時間標(biāo)記,以便追溯分析過去采集到的波形。當(dāng)存儲長度為1.25Kpts時,DLM2000最多可以累積20000屏的歷史數(shù)據(jù)。但問題也隨之而來,深存儲通常表示相當(dāng)于幾千個屏幕的信號活動,這使得迅速找到特定問題的相關(guān)信息極為不易。殷曉剛表示,DLM2000一方面配備了搜索引擎,可以通過設(shè)置與觸發(fā)相類似的條件,讓工程師從采集的波形中搜索到想要的數(shù)據(jù),并能逐屏顯示歷史波形或像DVR一樣自動進(jìn)行回放。另一方面,對保留在內(nèi)存中的波形的時間標(biāo)記精度進(jìn)行了優(yōu)化,使之從以前的10ms提升至目前的50ns,且分辨率與采樣率成正比。

  對系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行調(diào)試時,確認(rèn)異?,F(xiàn)象并在短時間內(nèi)弄清電路的運(yùn)行條件,對工程師而言是件并不輕松的工作。為了增加捕捉異常現(xiàn)象的機(jī)會,工程師們最常用的手段就是提高數(shù)據(jù)處理性能。例如增加每秒采樣數(shù)量,在大量采樣數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上生成盡可能多的信息,繼而再生成圖像。“ScopeCORE是橫河電機(jī)為檢測異常信號專門開發(fā)的引擎,”殷曉剛指出,“它提供了高波形采集速率、改進(jìn)的數(shù)據(jù)處理能力和波形顯示性能,能夠進(jìn)行信號處理和觸發(fā)檢測。”

  據(jù)悉,通過ScopeCORE引擎,模擬與邏輯輸入的切換在數(shù)據(jù)采集部分進(jìn)行。由于每個通道及邏輯位之間的觸發(fā)延遲小于200ps,且所獲得的邏輯數(shù)據(jù)保存在模擬通道4的區(qū)域內(nèi),數(shù)據(jù)的流動與模擬數(shù)據(jù)沒有區(qū)別,因此,即使打開邏輯顯示也可以保持高波形采集速率,確保不錯過異常信號。同樣,邏輯波形的顯示也與模擬波形的顯示沒有疊加,可以直觀地觀察到模擬信號和邏輯信號之間的時序關(guān)系。

  DLM2000作為一款測試4通道信號的小型示波器,在有限的面板內(nèi),垂直軸刻度旋鈕被通道1-4所共用。出于對人性化操作的考慮,橫河電機(jī)此次引入了刻度旋鈕LED指示燈,通過LED指示燈顯示的顏色,工程師就立刻知道當(dāng)前刻度旋鈕所控制的通道。此外,該系列還支持雙區(qū)域縮放,工程師可在屏幕上顯示波形數(shù)據(jù),波形圖像數(shù)據(jù),波形區(qū)域文件的縮略圖等內(nèi)容。(邵樂峰)

  

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