狀態(tài)分析儀基礎(chǔ)知識(shí)

　　邏輯電路的“狀態(tài)”是指數(shù)據(jù)有效時(shí)總線或線路的某個(gè)樣點(diǎn)。以簡(jiǎn)單的“D”觸發(fā)電路為例。只有在正向時(shí)鐘邊沿出現(xiàn)時(shí)，“D”輸入上的數(shù)據(jù)才會(huì) 有效。因此，觸發(fā)器的狀態(tài)是正時(shí)鐘邊沿發(fā)生的時(shí)候。假設(shè)同時(shí)有八個(gè)這樣的觸發(fā)器，所有觸發(fā)器都連接到同一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)上。在時(shí)鐘線路上發(fā)生正跳變時(shí)，所有八個(gè)觸發(fā)器將捕獲“D”輸入上的數(shù)據(jù)。每次時(shí)鐘線路上有正跳變時(shí)，狀態(tài)會(huì)再次發(fā)生。這八條線路類似于一條微處理器總線。如果把一臺(tái)狀態(tài)分析儀連接到這八條線路上，告訴狀態(tài)分析儀在時(shí)鐘線路上出現(xiàn)正跳變時(shí)采集數(shù)據(jù)，那么分析儀將采集數(shù)據(jù)。狀態(tài)分析儀將不會(huì)捕獲輸入上的任何活動(dòng)，除非時(shí)鐘變高。定時(shí)分析儀有一個(gè) 內(nèi)部時(shí)鐘控制采樣，因此它以異步方式對(duì)被測(cè)系統(tǒng)采樣。狀態(tài)分析儀以同步方式對(duì)系統(tǒng)采樣，因?yàn)樗鼜南到y(tǒng)中獲得采樣時(shí)鐘。狀態(tài)分析儀一般以列表格式顯示數(shù)據(jù)，定時(shí)分析儀則作為波形圖顯示數(shù)據(jù)。

　　在定時(shí)分析儀中，采樣由單個(gè)內(nèi)部時(shí)鐘控制，因此操作非常簡(jiǎn)單。但在微處理器領(lǐng)域中，一個(gè)系統(tǒng)可能會(huì)有多個(gè)時(shí)鐘。假設(shè)工程師希望觸發(fā)RAM中 的某個(gè)地址，查看這個(gè)地址中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)。假設(shè)系統(tǒng)使用Zilog Z80。為使用狀態(tài)分析儀從Z80中捕獲地址，必須在MREQ線路變低時(shí)捕獲。而為捕獲數(shù)據(jù)，分析儀應(yīng)在寫入周期(WR)線路變低或在讀取周期(RD)變 低時(shí)采樣。某些處理器復(fù)用同一條線路上的數(shù)據(jù)和地址。分析儀必須能夠從同一線路、但從不同時(shí)鐘中輸入時(shí)鐘信息。

 

　　在讀取或?qū)懭胫芷谥�，Z80先把一個(gè)地址放在地址總線上，然后確認(rèn)MREQ，表明這個(gè)地址對(duì)存儲(chǔ)器讀取或?qū)懭胧怯行У�。最后，確認(rèn)RD或 WR線路，具體視操作是讀取還是寫入而定。只有在總線上的數(shù)據(jù)有效后，才確認(rèn)WR線路。因此，定時(shí)分析儀作為解復(fù)用器操作，在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間捕獲地址，然后捕捉同一線路上發(fā)生的數(shù)據(jù)。

　　與定時(shí)分析儀一樣，狀態(tài)分析儀能夠判定希望存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)質(zhì)量。如果在地址總線上查找某個(gè)由邏輯高和低組成的碼型，那么在找到碼型時(shí)，分析儀可以開始存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，一直存儲(chǔ)到分析儀存儲(chǔ)器已滿為止。

 

　　可以以十六進(jìn)制或二進(jìn)制格式顯示信息。把十六進(jìn)制解碼成匯編代碼可能會(huì)更有效。在處理器中，具體的十六進(jìn)制字符包括一條指令。大多數(shù)分析儀制造商設(shè)計(jì)了稱為反匯編程序或反向匯編程序的軟件包。這些軟件包的工作是轉(zhuǎn)換十六進(jìn)制代碼，使它們閱讀起來更容易。

　　狀態(tài)分析儀擁有“序列等級(jí)”，協(xié)助進(jìn)行觸發(fā)和存儲(chǔ)。序列等級(jí)可以比單個(gè)觸發(fā)點(diǎn)更準(zhǔn)確地判定數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。這意味著可以準(zhǔn)確地縮小數(shù)據(jù)范圍，而不必存儲(chǔ)不需要的信息。序列等級(jí)通常采用下面的形式：

　　1 find xxxx
　　else on xxxx go to level x 2 then find xxxx
　　else on xxxx go to level x 3 trigger on xxxx

　　選擇性存儲(chǔ)是指只存儲(chǔ)較大的整個(gè)數(shù)據(jù)集合中的部分?jǐn)?shù)據(jù)。例如，假設(shè)有一個(gè)匯編程序，計(jì)算某個(gè)數(shù)值的平方值。如果這個(gè)程序沒有正確計(jì)算平方值，那么用戶會(huì)告訴狀態(tài)分析儀捕獲該程序。首先，用戶要告訴分析儀找到這個(gè)程序的起點(diǎn)。在找到開始地址時(shí)，它會(huì)尋找結(jié)束地址，同時(shí)存儲(chǔ)開始地址和結(jié)束地址 之間的全部數(shù)據(jù)。在發(fā)現(xiàn)這個(gè)程序結(jié)束時(shí)，分析儀將停止存儲(chǔ)(不存儲(chǔ)任何狀態(tài))。

　　前面我們討論了示波器與定時(shí)分析儀和狀態(tài)分析儀之間的部分區(qū)別。在使用這些新工具之前，我們有必要提一下探測(cè)系統(tǒng)。邏輯分析儀探頭可以把大量的通道簡(jiǎn)便地連接到目標(biāo)系統(tǒng)，但這要以降低被測(cè)信號(hào)的幅度精度為代價(jià)。傳統(tǒng)上，邏輯分析儀使用有源探頭適配夾，適配夾內(nèi)置信號(hào)檢測(cè)電路，可以檢測(cè)8條通 道的電容，每條通道總共16pF。

　　在調(diào)試中，到數(shù)字系統(tǒng)的物理連接必須可靠、方便，為邏輯分析儀提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，而且對(duì)被調(diào)試的目標(biāo)系統(tǒng)的插入影響達(dá)到最小。常見的探測(cè)解決方案是每條電纜16條通道的無源探頭。每條通道兩端帶有100kΩ和8pF端子�？梢詮碾姎饨嵌茸钣行У乇容^無源探頭與示波器探頭。除體積小、可靠性高以 外，無源探測(cè)系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)在于，探頭剛好端接在目標(biāo)系統(tǒng)的連接點(diǎn)上，從而避免了從較大有源適配夾到被測(cè)電路的導(dǎo)線所產(chǎn)生的額外寄生電容。結(jié)果，被測(cè)電路只“ 看到”8pF的負(fù)荷電容，而不是以前探測(cè)系統(tǒng)的16pF負(fù)荷電容。

　　把狀態(tài)分析儀連接到微處理器系統(tǒng)上要求一定的機(jī)械連接和時(shí)鐘選擇工作。記住，在總線上的數(shù)據(jù)或地址有效時(shí)，必須為狀態(tài)分析儀輸入時(shí)鐘。對(duì)某些微處理器，可能必須使用外部電路解碼多個(gè)信號(hào)，為狀態(tài)分析儀導(dǎo)出時(shí)鐘。分析探頭不僅為目標(biāo)系統(tǒng)提供了快速、可靠、正確的機(jī)械連接，還提供了必要的電氣適 配功能，如時(shí)鐘輸入和解復(fù)用，以正確捕獲系統(tǒng)操作。