混合信號(hào)示波器的模擬通道和數(shù)字通道
混合信號(hào)示波器于1993年首次出現(xiàn),有兩個(gè)模擬通道,8個(gè)或16個(gè)數(shù)字通道。在接下來(lái)的幾年里,主流MSO基本上鎖定了2或4個(gè)模擬通道和16個(gè)數(shù)字通道。作為嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)師的必要調(diào)試工具,通道數(shù)量基本上鎖定在2或4個(gè)模擬通道和16個(gè)數(shù)字通道上。嵌入式設(shè)計(jì)師使用MSO是因?yàn)樗梢詮膬蓚€(gè)或四個(gè)信號(hào)擴(kuò)展到最多20個(gè)信號(hào),而不需要尋求最終工具-邏輯分析儀的幫助。
雖然這個(gè)渠道的數(shù)量長(zhǎng)期以來(lái)一直被市場(chǎng)廣泛接受,但它仍然適合今天的嵌入式系統(tǒng)嗎?這對(duì)示波器制造商和嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)師來(lái)說(shuō)是一個(gè)值得思考的問(wèn)題。制造商必須知道它是否提供了客戶實(shí)際需要的測(cè)試功能,并愿意付費(fèi)購(gòu)買。設(shè)計(jì)師需要適合操作的工具。
思考這個(gè)問(wèn)題促進(jìn)了許多科研項(xiàng)目的實(shí)施。來(lái)自世界各地的嵌入式系統(tǒng)工程師正在更深入地調(diào)查示波器通道的數(shù)量。最新的5系列MSO反映了這些研究結(jié)果,將提供的模擬通道數(shù)量增加到6或8,并提供8~64個(gè)數(shù)字通道。此外,數(shù)字通道也可以在運(yùn)行過(guò)程中重新配置。
鑒于MSO在過(guò)去幾年取得了令人印象深刻的成就,可以說(shuō),傳統(tǒng)的數(shù)字模擬通道和數(shù)字通道可以完全滿足大多數(shù)嵌入式設(shè)計(jì)師的需求,更確切地說(shuō),設(shè)計(jì)師試圖使4個(gè)通道足夠。但大量的工程師(我們的研究是35%)聲稱,他們需要8個(gè)理想的模擬通道。
在過(guò)去,當(dāng)這些工程師需要四個(gè)以上的模擬輸入時(shí),他們會(huì)試圖同時(shí)使用兩個(gè)示波器。這種將多個(gè)示波器“連接”起來(lái)的做法將帶來(lái)許多挑戰(zhàn)。為了同步采集,必須同時(shí)觸發(fā)多個(gè)示波器,這不僅需要電纜(或雙探頭),還需要?jiǎng)?chuàng)造性的觸發(fā)設(shè)置。此外,很難比較兩個(gè)顯示屏上的數(shù)據(jù),因此許多工程師從兩個(gè)示波器中獲取數(shù)據(jù),然后使用計(jì)算機(jī)關(guān)閉波形進(jìn)行評(píng)估。即使兩個(gè)示波器型號(hào)完全相同,這種同步仍然需要很長(zhǎng)時(shí)間,如果使用不同的示波器型號(hào),也會(huì)有更多的問(wèn)題。
在數(shù)字通道方面,數(shù)量減少和數(shù)量增加一樣重要。在某些情況下,許多工程師感到沮喪,因?yàn)樗麄儽黄荣?gòu)買16個(gè)數(shù)字通道,但實(shí)際上只需要8個(gè)數(shù)字通道。在我們的研究中,大約75%的受訪者聲稱他們不想要16個(gè)數(shù)字通道,有些人想要更多,有些人想要更少。
對(duì)于嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)師來(lái)說(shuō),在示波器的許多特性中,靈活性比通道數(shù)量更重要。我們的研究發(fā)現(xiàn),79%的嵌入式工程師希望示波器具有多種功能,以滿足壓力巨大的設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)的需求。
當(dāng)我們與嵌入式設(shè)計(jì)師討論在哪個(gè)階段需要更多的通道和更高的靈活性時(shí),最常見(jiàn)的答案是在系統(tǒng)級(jí)調(diào)試期間。當(dāng)多個(gè)子系統(tǒng)開(kāi)始集成時(shí),多個(gè)處理器、多個(gè)電源、多個(gè)串行總線和多個(gè)I/O設(shè)備,系統(tǒng)級(jí)檢查能力將變得至關(guān)重要。在傳統(tǒng)的示波器調(diào)試方法中,工程師應(yīng)多次使用2或4個(gè)通道捕獲數(shù)據(jù),追溯信號(hào)路徑,找出問(wèn)題的根本原因。如今,許多系統(tǒng)需要處理來(lái)自多個(gè)傳感器的輸入,驅(qū)動(dòng)多個(gè)驅(qū)動(dòng)器,并通過(guò)多個(gè)總線通信,傳統(tǒng)的調(diào)試方法可能會(huì)遇到許多問(wèn)題。這些嵌入式計(jì)算系統(tǒng)包括傳感器、加速器、處理能力和通信,以及不斷增長(zhǎng)的物聯(lián)網(wǎng)(IoT)構(gòu)成分布式智能設(shè)備。
我們發(fā)現(xiàn),嵌入式工程師的另一個(gè)痛點(diǎn)來(lái)自于當(dāng)今系統(tǒng)中電源數(shù)量的激增。為了優(yōu)化功耗、性能和速度,即使是相對(duì)簡(jiǎn)單的系統(tǒng)也可能有12V整體供電裝置、多個(gè)5V電源、3.3V電源和1.8V電源。檢查和調(diào)試這些電源的啟動(dòng)和關(guān)閉順序,特別是與電路板上的其他控制信號(hào)或狀態(tài)信號(hào)相比,需要更多的通道和測(cè)試。
一些有創(chuàng)意的工程師報(bào)告說(shuō),他們使用數(shù)字MSO通道上的可變閾值來(lái)檢查電源順序。在這種情況下,他們將數(shù)字通道的閾值設(shè)置為略低于電源的標(biāo)稱電壓,并使用該設(shè)置來(lái)生成電源、復(fù)位線、中斷線、狀態(tài)線等的“時(shí)間圖”。該方法有一個(gè)明顯的缺陷,即電源由二進(jìn)制波形表示,忽略了信號(hào)的模擬特性。大多數(shù)工程師更喜歡使用模擬通道來(lái)進(jìn)行測(cè)試和調(diào)試。
對(duì)于許多應(yīng)用程序來(lái)說(shuō),傳統(tǒng)的四個(gè)模擬通道/16個(gè)數(shù)字通道配置可能就足夠了。但如果我們遇到新的問(wèn)題,我們肯定會(huì)遇到新的問(wèn)題,我們?nèi)匀恢肋€有其他一些選擇。
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2.必須記住嵌入式系統(tǒng)語(yǔ)言的常見(jiàn)算法分析。
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以上是多少個(gè)適合混合信號(hào)示波器的通道。如果您在使用中有其他問(wèn)題,請(qǐng)登錄安泰測(cè)試。
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