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測(cè)量：匯流排與信號(hào)的設(shè)定很重要 利用邏輯分析儀進(jìn)行位數(shù)除錯(cuò)

邏輯分析儀是分析待測(cè)裝置(DUT)數(shù)位信號(hào)的常用工具,，這使其必須正確地標(biāo)示所有匯流排與信號(hào),，例如，如果DUT有8位元的資料匯流排,、8位元的定址匯流排,，以及另外8位元的控制信號(hào)，若僅是將信號(hào)標(biāo)示為Sig1到Sig24,，則使用者將無法瞭解這些軌跡的內(nèi)容,。 

設(shè)定匯流排與信號(hào)時(shí)如果發(fā)生錯(cuò)誤將造成極高的成本負(fù)擔(dān)。例如,，如果兩組控制信號(hào)互換,，則使用者可能會(huì)獲得錯(cuò)誤的結(jié)論，以為其DUT不正常運(yùn)作,，并嘗試修復(fù)不存在的問題,。 

很容易想像如果使用者必須手動(dòng)指定哪個(gè)邏輯分析儀頻道對(duì)應(yīng)每個(gè)信號(hào)的情況下，將很容易出錯(cuò),，尤其是當(dāng)信號(hào)量極大時(shí),。同時(shí)，在邏輯分析儀上設(shè)定50組以上的信號(hào)并非不常見,，尤其有可能要設(shè)定上千組信號(hào),。因此，設(shè)定邏輯分析儀上的匯流排與信號(hào)是數(shù)位除錯(cuò)的關(guān)鍵作業(yè),。幸運(yùn)的是,，現(xiàn)有的策略已經(jīng)可以大符簡(jiǎn)化這個(gè)流程，并降低錯(cuò)誤發(fā)生的機(jī)會(huì),。 

浮動(dòng)導(dǎo)線的「一次一個(gè)」法 

浮動(dòng)導(dǎo)線是邏輯分析儀與DUT之間的傳統(tǒng)連接方式,。每組導(dǎo)線會(huì)將DUT中的單一信號(hào)連接到邏輯分析儀中的單一頻道。避免錯(cuò)誤的最佳方法是指派兩名工程師,，一位從事浮動(dòng)導(dǎo)線與個(gè)別信號(hào)間的實(shí)體接線作業(yè),，另一位則負(fù)責(zé)設(shè)定邏輯分析儀GUI中的信號(hào)。圖1為Agilent 16900A邏輯分析儀中匯流排/信號(hào)設(shè)定標(biāo)籤的范例畫面,。第一位工程師坐在附有原理圖的DUT前,，如此他們才知道每個(gè)信號(hào)的實(shí)際位置。每當(dāng)他們連接一組導(dǎo)線時(shí),，他們會(huì)報(bào)出邏輯分析儀接線盒,、頻道與信號(hào)名稱。第二位工程師立刻將每個(gè)信號(hào)輸入GUI,，并回報(bào)邏輯分析儀接盒,、頻道與信號(hào)，讓第一位工程師進(jìn)行驗(yàn)證，并繼續(xù)這個(gè)程序直到所有信號(hào)都設(shè)定完畢為止,。 

一次輸入一組信號(hào)的過程可能有點(diǎn)繁雜,，但這是因?yàn)閰R流排的每個(gè)位元都必須以正確的順序輸入(換句話說，不可以突然切換匯流排中的第一與第二位元),。邏輯分析儀GUI提供位元順序模式,，可讓整個(gè)輸入?yún)R流排位元的過程變得較為簡(jiǎn)單。在這個(gè)個(gè)案中,，當(dāng)使用者輸入每個(gè)匯流排位元時(shí),，位元數(shù)便會(huì)增加，如圖2所示,。注意,，匯流排的該位元數(shù)也會(huì)清楚地出現(xiàn)。 

使用浮動(dòng)導(dǎo)線時(shí),，驗(yàn)證設(shè)定是否正確是非常重要的工作,。最簡(jiǎn)單的方法是啟動(dòng)DUT，并觀察匯流排/信號(hào)設(shè)定頁籤中的活動(dòng)指標(biāo),。注意圖3的紅色雙箭頭,，這些表示信號(hào)在高與低之間移動(dòng)?；顒?dòng)指標(biāo)是一種快速方法,，可判斷電氣連接的所有信號(hào)是否良好(浮動(dòng)導(dǎo)線滑落的情況常常發(fā)生)。同時(shí),，活動(dòng)指標(biāo)可以清楚地指出頻道是否設(shè)定錯(cuò)誤,，因?yàn)槲词褂玫念l道可能會(huì)出現(xiàn)活動(dòng)。 

匯流排/信號(hào)設(shè)定頁籤中的另一種簡(jiǎn)易測(cè)試方式是,，檢查每個(gè)匯流排與信號(hào)的寬度,，如圖1最左欄所示。因?yàn)閰R流排寬度為已知,，因此很容易發(fā)現(xiàn)「差一個(gè)」的錯(cuò)誤,，例如17位元的匯流排，而不是16位元,。最后的驗(yàn)證是開啟DUT執(zhí)行邏輯分析儀,，并將其觸發(fā)器設(shè)為「立即」,。然后,，驗(yàn)證邏輯分析儀上所顯示的每個(gè)信號(hào)形狀是否恰當(dāng)。 

接頭 

無法利用浮動(dòng)導(dǎo)線探測(cè)的零件已愈來愈常見,，也因?yàn)檫@個(gè)因素,，接頭成為更普及的探測(cè)方式。所謂接頭,，是放置在DUT上的某個(gè)零件,，可以加速與邏輯分析儀之間的連線,，同時(shí)，工程師可以將感興趣的信號(hào)配送到接頭的接腳,，而邏輯分析儀探棒則直接插入接頭,，目前邏輯分析儀接頭的范例為Mictors與Samtecs。 

近來,，業(yè)者推出許多新型的「無接頭式」探棒,，而這些「無接頭式」探棒可以填塞到DUT，而非接頭,，而且它們比接頭擁有更小的電氣影響,。然而，針對(duì)討論的目的,，接頭與無接頭式探棒都會(huì)造成相同的匯流排與信號(hào)設(shè)定問題,。 

當(dāng)接頭與焊墊解決了浮動(dòng)導(dǎo)線所無法提供的電氣信號(hào)存取之際，同時(shí)也出現(xiàn)一個(gè)間接性的問題,。設(shè)計(jì)DUT的工程師知道該將哪些信號(hào)送到接頭的接腳,，因?yàn)樗麄儠?huì)出現(xiàn)在DEA工具(如Agilent EEsof的ADS2004A)所產(chǎn)生的原理圖。但是,，邏輯分析儀需要定義邏輯分析儀頻道中的匯流排與信號(hào),，而不是接頭接腳中的信號(hào)，而接頭接腳與邏輯分析儀頻道間的對(duì)應(yīng)并不明顯,，圖4能仔細(xì)地說明此問題,。DUT上有個(gè)Mictor接頭，名為J1,，工程師將信號(hào)由DUT的另一個(gè)零件配送到接頭的接腳,，并讓邏輯分析儀可以取得這些信號(hào)(此范例中，假設(shè)圖4匯流排ADDR的位元0會(huì)被送到接頭J1的第38支接腳),。 

在圖5中,，Mictor探棒插入接頭J1。探棒插入2個(gè)邏輯分析儀接盒：A1與A2,。A1插入「Odd」接盒接線,，A2插入「Even」接盒接線(「Odd」與「Even」是Agilent E5346A Mictor探棒判斷兩個(gè)接盒接線的方式)。每個(gè)邏輯分析儀接盒含有頻道0到15,，加上一個(gè)時(shí)脈頻道,。除了電源與接地接腳之外，此探棒每個(gè)接腳與邏輯分析儀頻道間都有一個(gè)1對(duì)1的對(duì)應(yīng)關(guān)係,。例如,，接頭J1(J1-5)的第38支接腳會(huì)連接到接盒A1的頻道0，因?yàn)檫@個(gè)接盒被接入E5346A探棒的「Odd」接盒接線。接頭接腳與邏輯分析儀頻道間的完整對(duì)應(yīng)關(guān)係,，則於邏輯分析儀的探棒文件中說明,。 

這圖4與圖5清楚地說明如何將信號(hào)傳送到接頭接腳，以及如何將接頭連接至邏輯分析儀,。然而,，匯流排與信號(hào)仍必須透過匯流排/信號(hào)設(shè)定頁籤來定義。這表示工程師仍必須將接頭接腳轉(zhuǎn)為相對(duì)的邏輯分析儀頻道,。接頭接腳與邏輯分析儀頻道間的完整對(duì)應(yīng)關(guān)係於邏輯分析儀的探棒文件中有說明,，因此工程師必須花時(shí)間找到適當(dāng)?shù)奈募⑹謩?dòng)進(jìn)行接頭接腳與邏輯分析儀頻道的轉(zhuǎn)換,。這個(gè)程序可以隨處進(jìn)行,，由數(shù)分鐘到數(shù)天，視頻道個(gè)數(shù)而定(一位工程師告訴我,，那曾經(jīng)花了他2個(gè)星期才完成此特別復(fù)雜系統(tǒng)的作業(yè)),。 

不過若舉Agilent 16900A為例，其將接頭接腳與邏輯分析儀頻道對(duì)應(yīng)關(guān)係置入邏輯分析儀GUI本身中,，則可以簡(jiǎn)化此問題,。工程師先指定下列已經(jīng)備妥的資訊： 

?所用的探棒型號(hào)(這定義DUT的接頭類型) 

?接頭原理圖使用的名稱(以區(qū)別不同的接頭) 

?連接到探棒的邏輯分析儀接盒 

提供這些資訊后，邏輯分析儀才可以在匯流排/信號(hào)設(shè)定頁籤中顯示出每個(gè)邏輯分析儀頻道的接頭接腳,。這表示工程師不需要進(jìn)行手動(dòng)轉(zhuǎn)換,，因?yàn)檫壿嫹治鰞x允許匯流排與信號(hào)規(guī)格可以採(cǎi)用工程師由原理圖中所直接讀到的資訊。這將大大地簡(jiǎn)化整個(gè)程序,，并降低錯(cuò)誤機(jī)會(huì),。圖6表示定義E5346A Mictor探棒的范例，而圖7表示匯流排/信號(hào)設(shè)定頁籤中所顯示的接頭接腳,。為確保最佳可能驗(yàn)證,，有個(gè)接腳對(duì)應(yīng)視窗會(huì)嘗試著模仿原理圖，圖8則為范例,，并注意,，其與圖4的相似性。 

由ASCII Netlist匯入?yún)R流排與信號(hào) 

當(dāng)匯流排/信號(hào)設(shè)定頁面中的接頭接腳畫面簡(jiǎn)化此流程的同時(shí),，仍存在數(shù)個(gè)手動(dòng)操作步驟,，如輸入?yún)R流排/信號(hào)名稱與選擇正確的接腳。這會(huì)花一些時(shí)間,，也可能導(dǎo)致錯(cuò)誤,。最好的方法是可以直接將由EDA工具所產(chǎn)生的ASCII Netlist匯入?yún)R流排與信號(hào)的資訊。從連線匯入資料,，這個(gè)程序會(huì)變成全自動(dòng)化,，而且安全。 

ASCII Netlists含有接頭接腳的信號(hào)對(duì)應(yīng)(即使也有許多其他內(nèi)部連線資訊),。每個(gè)接頭接腳都會(huì)以檔案及格式「J1-38」來辨識(shí),，其中J1是接頭，而38是接腳,。選定上述所介紹的方法來定義探棒,，則可能可以針對(duì)這些信號(hào)，辨識(shí)出對(duì)應(yīng)至外部接腳與邏輯分析儀的信號(hào),。因此,，設(shè)定匯流排與信號(hào)就變成非常簡(jiǎn)單，只需定義邏輯分析儀的探棒,，然后指定要匯入的連線檔案即可,。 

以范例說明，考慮ASCII連線的下列數(shù)行：NET /ADDR(0) J1-38 

這表示ADDR的位元0對(duì)應(yīng)至接頭J1的接腳38,。假設(shè)使用者將J1定義為連接至E5346A邏輯分析儀探棒,，而接盒A1接入Odd接線，則信號(hào)會(huì)被連接至接盒A1的頻道0,。 

這個(gè)相同的程序也可以適用於連線中的所有信號(hào),，即使可能有些信號(hào)沒有對(duì)應(yīng)到已經(jīng)定義的接頭，這些信號(hào)會(huì)被忽略,，因?yàn)樗麄儫o法被送至外接接腳,。簡(jiǎn)而言之，匯入ASCII連線會(huì)將匯流排與信號(hào)的定義直接由EDA工具傳送到邏輯分析儀,。 

FPGA動(dòng)態(tài)探棒 

目前所描述的方法都僅能處理可外部存取的探測(cè)信號(hào),，而FPGA動(dòng)態(tài)探棒，如Agilent B4655A則能允許使用者特測(cè)內(nèi)接至FPGA的信號(hào),。這可以利用在FPGA中放置MUX來達(dá)到,，以便將各內(nèi)部信號(hào)傳送到除錯(cuò)接腳。透過JTAG與MUX溝通,，B4655A允許工程師選擇要將哪組內(nèi)部信號(hào)送到除錯(cuò)接腳,。同時(shí)會(huì)自動(dòng)設(shè)定邏輯分析儀中的匯流排與信號(hào)。簡(jiǎn)而言之,，B4655A讓邏輯分析儀GUI得以快速地(以秒計(jì))在不同內(nèi)部信號(hào)之間切換,。 

測(cè)量：匯流排與信號(hào)的設(shè)定很重要利用邏輯分析儀進(jìn)行位數(shù)除錯(cuò)

探棒摘要 

前述內(nèi)文中所提的設(shè)定匯流排與信號(hào)方法都著重于以目前的探測(cè)方法來設(shè)定匯流排與信號(hào)，但是,，如果使用者必須由邏輯分析儀中拔除其DUT,，以便讓另一個(gè)工程師使用，他可能會(huì)經(jīng)常需要重新將探棒以相同的方式重新連接,，如此儲(chǔ)存於其邏輯分析儀檔案中的匯流排/信號(hào)設(shè)定才能繼續(xù)使用,。 

所以邏輯分析儀的探棒摘要功能是針對(duì)簡(jiǎn)化此程序而設(shè)計(jì)的,，而探棒摘要的目的是告訴使用者，如何在目前的匯流排/信號(hào)設(shè)定基礎(chǔ)下,，連接探棒,。例如，在圖9中,，探棒摘要告訴使用者如何利用浮動(dòng)導(dǎo)線(沒有連接已定義探棒的匯流排或信號(hào)會(huì)被假設(shè)是透過浮動(dòng)導(dǎo)線所連接的)連接匯流排與信號(hào),。可以列印這個(gè)畫面,，以便更簡(jiǎn)易地重新連接浮動(dòng)導(dǎo)線,。 

這個(gè)探棒摘要同時(shí)也說明了如何如圖10所示地，重新連接探棒,。在這個(gè)范例中,，E5346A探棒可以重新連接至稱為J1的接頭與連接至Odd接盒接線的接盒A1，及連接至Even接盒接線的接盒A2,。 

邏輯分析儀新探測(cè)方法大幅 

簡(jiǎn)化匯流排與信號(hào)的設(shè)定 

當(dāng)邏輯分析儀的新探測(cè)方法出爐時(shí),，新的設(shè)定匯流排與信號(hào)策略也會(huì)同時(shí)出現(xiàn)。即使邏輯分析儀長(zhǎng)久以來都被認(rèn)為很難設(shè)定,，幸運(yùn)的是,，邏輯分析儀的加強(qiáng)功能可以透過新的策略(如顯示接頭接腳、匯入ASCII Netlist,、FPGA動(dòng)態(tài)探測(cè)及探棒摘要)等,，已經(jīng)可以大幅簡(jiǎn)化匯流排與信號(hào)的設(shè)定。 

總而言之,，這些加強(qiáng)功能讓設(shè)定匯流排與信號(hào)的工作變得容易許多,，這可減輕利用邏輯分析儀辨識(shí)數(shù)位除錯(cuò)問題的負(fù)荷。