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(huì)社(YOKOGAWA)嵌入式測(cè)試項(xiàng)目部部長(zhǎng)殷曉剛表示，由于嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要對(duì)各種不同的信號(hào)進(jìn)行測(cè)量，且正越來(lái)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(lái)了很多挑戰(zhàn)。
另?yè)?jù)一項(xiàng)針對(duì)混合信號(hào)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(cè)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(píng)估和硬件控制。
橫河電機(jī)DLM2000系列混合信號(hào)示波器
橫河電機(jī)日前推出的新型DLM2000系列混合信號(hào)示波器為解決上述問(wèn)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(hào)。帶寬范圍為200MHz-500MHz，存儲(chǔ)深度，并同時(shí)提供的采樣率和8位邏輯輸入，能夠以高分辨率捕獲長(zhǎng)時(shí)間窗口的信號(hào)活動(dòng)。
殷曉剛強(qiáng)調(diào)說(shuō)，對(duì)于數(shù)字家電或汽車(chē)控制等行業(yè)的嵌入式系統(tǒng)，“數(shù)字控制+模擬波形觀測(cè)”的要求越來(lái)越多。現(xiàn)有4通道模擬示波器的測(cè)量通道過(guò)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(cè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的模擬信號(hào)；或觀測(cè)汽車(chē)引擎控制單元(ECU)中數(shù)字控制信號(hào)和內(nèi)部模擬信號(hào)之間的時(shí)序等。
DLM2000采用了相對(duì)靈活的MSO輸入功能，可以將模擬輸入通道中的一個(gè)通道(CH4)切換為8位邏輯輸入并顯示信號(hào)。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(hào)示波器(由3個(gè)模擬通道和1個(gè)8位邏輯輸入通道組成)；4個(gè)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(cè)試5通道以上的信號(hào)時(shí)，DLM2000允許使用邏輯輸入同時(shí)分析2種類(lèi)型總線(I2C和SPI)，并可同步觀測(cè)多個(gè)模擬波形。為了讓工程師在高采樣率的情況下能夠長(zhǎng)時(shí)間觀測(cè)波形，以評(píng)估通信波形的質(zhì)量(噪聲、轉(zhuǎn)換時(shí)間等)，DLM2000系列的連續(xù)采集存儲(chǔ)長(zhǎng)度被設(shè)計(jì)為。這就意味著，DLM2000可以在時(shí)間長(zhǎng)度為5秒的波形采集中，以的采樣率觀測(cè)500Kbps的CAN總線信號(hào)；而在單次采集模式下，DLM2000的最大存儲(chǔ)深度是125 Mpts，按照公式“采樣率=存儲(chǔ)長(zhǎng)度/波形采集時(shí)間”，設(shè)置相同的波形采集時(shí)間后，更長(zhǎng)的存儲(chǔ)深度可以較高的采樣率觀測(cè)波形。同時(shí)，DLM2000的采集時(shí)間范圍也達(dá)到了500s/div，可以捕捉長(zhǎng)達(dá)5000秒的10,000Hz信號(hào)。
新的DLM2000系列還加強(qiáng)了歷史存儲(chǔ)功能和時(shí)間標(biāo)記，以便追溯分析過(guò)去采集到的波形。當(dāng)存儲(chǔ)長(zhǎng)度為時(shí)，DLM2000最多可以累積20000屏的歷史數(shù)據(jù)。但問(wèn)題也隨之而來(lái)，深存儲(chǔ)通常表示相當(dāng)于幾千個(gè)屏幕的信號(hào)活動(dòng)，這使得迅速找到特定問(wèn)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(guò)設(shè)置與觸發(fā)相類(lèi)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(dòng)進(jìn)行回放。另一方面，對(duì)保留在內(nèi)存中的波形的時(shí)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(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行調(diào)試時(shí)，確認(rèn)異?，F(xiàn)象并在短時(shí)間內(nèi)弄清電路的運(yùn)行條件，對(duì)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(huì)，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?！癝copeCORE是橫河電機(jī)為檢測(cè)異常信號(hào)專(zhuān)門(mén)開(kāi)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(hào)處理和觸發(fā)檢測(cè)?！?/span>
據(jù)悉，通過(guò)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(gè)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(dòng)與模擬數(shù)據(jù)沒(méi)有區(qū)別，因此，即使打開(kāi)邏輯顯示也可以保持高波形采集速率，確保不錯(cuò)過(guò)異常信號(hào)。同樣，邏輯波形的顯示也與模擬波形的顯示沒(méi)有疊加，可以直觀地觀察到模擬信號(hào)和邏輯信號(hào)之間的時(shí)序關(guān)系。
DLM2000作為一款測(cè)試4通道信號(hào)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(duì)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(guò)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
