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在數(shù)字時(shí)代邏輯分析儀應(yīng)用廣泛

邏輯分析儀技術(shù)指標(biāo)
　　通常把邏輯分析儀分為邏輯狀態(tài)分析儀和邏輯定時(shí)分析儀兩種。它們的主要差別是邏輯狀態(tài)分析儀一般用外時(shí)鐘采樣，測試結(jié)果的顯示方式很多，其中主要是把多路信號的狀態(tài)都列在同一行的狀態(tài)表里顯示。狀態(tài)分析儀主要用來分析軟件。邏輯定時(shí)分析儀常采用等間隔的內(nèi)時(shí)鐘采樣，雖然只能知道這些等間隔離散時(shí)間點(diǎn)的信號電平，但大體可以看出信號邏輯的狀態(tài)隨時(shí)間的變化。在顯示方法上通常用一條條邏輯電平變化線分別表示一路信號的狀態(tài)變化，電平變化線的條數(shù)與信號路數(shù)對應(yīng)，這稱為定時(shí)圖。邏輯定時(shí)分析儀主要用來分析硬件。現(xiàn)代智能化的邏輯分析儀常把狀態(tài)和定時(shí)分析儀制作在一臺儀器之中。目前市場上銷售的邏輯分析儀主要是臺式和便攜式的，也有與PC配合使用的插卡式、手持式和采用VXI總線的模塊式等多種形式的產(chǎn)品。　　
　　隨著“數(shù)字”化進(jìn)程的加快，對邏輯分析儀功能、性能上的要求越來越高，需要解決不少關(guān)鍵技術(shù)。首先對邏輯分析儀的測試速度要求不斷加快。以其重要測試對象微處理器為例，它的時(shí)鐘最高頻率在1998年為333MHz，1999年為600MHZ，到了2000年3月飆升至1GHz（即1000MHZ）。若想用邏輯分析儀觀測這種信號的定時(shí)圖，邏輯分析儀的內(nèi)時(shí)鐘應(yīng)比被測速度高幾倍。目前世界上只有少數(shù)廠商的產(chǎn)品達(dá)到幾個(gè)GHz，國內(nèi)產(chǎn)品時(shí)鐘速度只有100MHZ左右。
　　在邏輯分析儀工作中需要考慮被測軟件的分支、跳轉(zhuǎn)、嵌套、循環(huán)、延時(shí)、調(diào)用和被測硬件分析中的時(shí)序、毛刺、信號邊沿狀況等復(fù)雜情況。若想準(zhǔn)確地捕獲感興趣的數(shù)據(jù)，關(guān)鍵是要有強(qiáng)大的觸發(fā)功能。主要是要允許設(shè)置豐富的觸發(fā)能力，例如識別某個(gè)數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)范圍、事件發(fā)生的時(shí)間或時(shí)間范圍、信號邊沿時(shí)間、毛刺等等。同時(shí)，應(yīng)該允許有多個(gè)觸發(fā)序列級，例如檢測經(jīng)過地址A一次、地址B三次并在輸出口地址C輸出的數(shù)據(jù)，判別有無超出某一范圍的數(shù)據(jù)或者超出一定時(shí)間仍無數(shù)據(jù)輸出的情況。上述每個(gè)要求都可構(gòu)成一個(gè)觸發(fā)事件，按要求把它們組織起來稱為一個(gè)觸發(fā)序列，它包含的事件數(shù)目稱為級數(shù)。國外較高的觸發(fā)序列級數(shù)通常大于10，已有27級的產(chǎn)品。國內(nèi)產(chǎn)品尚未見到達(dá)到10級的，觸發(fā)事件的類型也不太多。
　　在定時(shí)分析儀中的所謂躍變定時(shí)技術(shù)，允許用較高的速度采樣，但只有當(dāng)數(shù)據(jù)發(fā)生變化時(shí)才存儲。只要記下數(shù)據(jù)保持不變的次數(shù)，就能在顯示時(shí)恢復(fù)原來的波形。用這種方法存儲的數(shù)據(jù)數(shù)目明顯低于采樣次數(shù)，因而可以節(jié)約內(nèi)存在加大觀測范圍，躍變存儲也是先進(jìn)邏輯分析儀常用的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。
　　邏輯分析儀的主要技術(shù)指標(biāo)，除了前面提到過的最高采樣時(shí)鐘頻率、觸發(fā)序列級數(shù)外，還有最大通道數(shù)目、能檢測的最窄毛刺寬度和存儲深度等等。其中最大通道數(shù)目可根據(jù)需要選擇，一般為十幾至上千路，通常按定時(shí)和狀態(tài)分別給出，有的在一個(gè)輸入探極上可同時(shí)進(jìn)行定時(shí)和狀態(tài)分析。能檢測的最小毛刺寬度一般均可低至幾個(gè)ns，才向ps級進(jìn)軍。存儲深度是指每個(gè)通道能存儲的位數(shù)，一般為數(shù)K至十幾M。存儲深度越深，一次觸發(fā)能觀測的數(shù)據(jù)范圍越大。在性能方面，往往希望邏輯分析儀有多種顯示方式，能提供數(shù)種至數(shù)百種處理器、控制器及總線的反匯編或助記符顯示，具有躍變定時(shí)、數(shù)據(jù)的并行一串行變換、數(shù)據(jù)檢索及比較等功能。

市場現(xiàn)狀及國內(nèi)外主要生產(chǎn)廠商

　　隨著數(shù)字技術(shù)的廣泛應(yīng)用，作為數(shù)字設(shè)備重要檢測儀器的邏輯分析儀市場狀況和前景都很看好，根據(jù)國外某數(shù)據(jù)公司的統(tǒng)計(jì)和預(yù)測，1995~2001年測試儀器的綜合年增長率（CAGR）已走出陰影區(qū)，達(dá)到6.9%。在該公司統(tǒng)計(jì)的三十多類測試儀器中，邏輯分析儀的CAGR為10.5%，估計(jì)2001年銷售額會接近5億美元，年增長速度僅次于移動(dòng)無線測試儀器之后，排名第二位，比其它通用測試儀器都高，這是非常值得注意的。國內(nèi)邏輯分析儀的應(yīng)用不斷增強(qiáng)，但是制造業(yè)發(fā)展不是很快，這主要是因?yàn)橐环矫孢@種儀器應(yīng)用較為復(fù)雜，價(jià)格也較高，國內(nèi)使用還不夠普及。另一方面，即使在國外，該儀器的大部分市場也已被少數(shù)公司占領(lǐng)，所以國內(nèi)市場受進(jìn)口沖擊較嚴(yán)重。
　　邏輯分析儀的生產(chǎn)廠家主要有AGILENT公司和Tektronix公司，他們均為跨國公司，占領(lǐng)的市場份額很大。此外Fluke公司（其邏輯分析儀是由PHILIPS公司并入的）、Nicolet、Gould、Advantest等公司也均有一些市場份額。我國南京電訊儀器廠、上海無線電二十一廠、紅華儀器廠均制造了臺式邏輯分析。但國內(nèi)真正形成市場份額的，是與微計(jì)算機(jī)配合才能工作的邏輯分析儀插卡或外接模塊，它們充分利用微計(jì)算機(jī)資源，補(bǔ)充邏輯分析儀需要的部分，共同完成儀器功能。這種產(chǎn)品價(jià)格較低，便于普及，即使儀器領(lǐng)域頗具影響的AGILENT公司，在生產(chǎn)多種高檔邏輯分析儀的同時(shí)，最近還推出了這種類型的產(chǎn)品。我國生產(chǎn)與微機(jī)配合的這類經(jīng)濟(jì)型儀器，有利于邏輯分析儀在國內(nèi)的普及。這種產(chǎn)品的生產(chǎn)單位主要有清華大學(xué)計(jì)算機(jī)廠、航天部502所、上海無線電二十六廠、電子科技大學(xué)等單位。

邏輯分析儀發(fā)展趨勢

　　邏輯分析儀的發(fā)展有不少值得注意的方面。首先是它與網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合。不少優(yōu)秀的邏輯分析儀都具有網(wǎng)絡(luò)功能，這便于遠(yuǎn)地操作、控制，而且所測數(shù)據(jù)能在網(wǎng)上共享，也便于專家在遠(yuǎn)地指導(dǎo)操作人員利用這種儀器對數(shù)字設(shè)備進(jìn)行高難度維護(hù)、檢修。其次，邏輯分析儀與其它儀器相結(jié)合的趨勢也值得注意。便如AGILENT公司的16500、16600和16700系列和Tektronix公司的9200系列都是模塊化的綜合邏輯分析系統(tǒng)。它們通常包括高性能的邏輯分析儀、數(shù)字信號發(fā)生器和數(shù)字示波器等多種儀器。 AGILENT公司的54645D實(shí)際上是把邏輯分析儀與數(shù)字示波器做在一臺儀器中，便于分析模擬、數(shù)字混合系統(tǒng)。該公司還把邏輯分析儀、數(shù)字電壓表和頻率計(jì)等多種功能做在一個(gè)手持式儀表中，稱為“邏輯飛鏢”。
　　與整個(gè)儀器的發(fā)展趨勢相適應(yīng)，邏輯分析儀也向模塊化、可擴(kuò)展的方向發(fā)展，往往是一個(gè)機(jī)箱可插換多種模塊以利靈活配置，并有模塊化的VXI總線型邏輯分析儀模塊上市。方便使用邏輯分析儀推廣的重要問題，廠商均比較重視。例如對較復(fù)雜的觸發(fā)設(shè)置，一些產(chǎn)品給出觸發(fā)事件庫，用戶只需選擇一下或在圖形化的界面上連接一下就完成了設(shè)置。對整個(gè)邏輯分析儀的操作有的產(chǎn)品也采用Windows界面或類似示波器的操作方式，使用戶感到熟悉、方便。在與被測件連接、顯示方式等方面也盡量簡便。降低售價(jià)是邏輯分析儀普及的重要條件之一，這也是著名儀器公司推出經(jīng)濟(jì)型產(chǎn)品的原因。
　　在21世紀(jì)，“數(shù)字地球”的進(jìn)展將影響著人類生活的各個(gè)領(lǐng)域。隨著“數(shù)字化”、“信息化”的步伐，邏輯分析儀也必將得到更大的發(fā)展。

目前由于臺式邏輯分析儀價(jià)格昂貴，在教學(xué)市場上很難普及，在國內(nèi)高校的市場很小，更談不上普及。但由于邏輯分析儀的大部份硬件電腦就可以替代，諸如鍵盤，顯示部分，CPU，和磁盤驅(qū)動(dòng)器，所以基于PC的邏輯分析儀將大大降低儀器的成本，由硬件+軟件、連接電腦的PC邏輯分析儀，則能很好地滿足高校邏輯分析儀對實(shí)用性和性價(jià)比的要求。