Analizador lógico

Analizador lógico

Un analizador lógico es un instrumento electrónico que captura y muestra múltiples señales de un sistema o circuito digital. Un analizador lógico puede convertir los datos capturados en diagramas de tiempo, decodificación de protocolos, trazas de máquinas de estado, lenguaje ensamblador o puede correlacionar el ensamblado con el software de nivel fuente. Los analizadores lógicos tienen capacidades de activación avanzadas y son útiles cuando un usuario necesita ver las relaciones de tiempo entre muchas señales en un sistema digital.

Resumen

Actualmente, hay tres categorías distintas de analizadores lógicos disponibles en el mercado:

• Modular Los LAs, que consisten en módulos de chasis o mainframe y analizador lógico. El mainframe/chassis contiene la pantalla, controles, ordenador de control y múltiples ranuras en las que se instala el hardware de captura de datos. Cada módulo tiene un número específico de canales, y se pueden combinar varios módulos para obtener un recuento de canales muy alto. Si bien los analizadores de lógica modulares son generalmente más caros, la capacidad de combinar múltiples módulos para obtener un alto recuento de canales y el rendimiento generalmente más alto de los analizadores de lógica modulares a menudo justifica el precio. Para los analizadores de lógica modulares de extremo muy alto, el usuario debe proporcionar su propio PC host o comprar un controlador integrado compatible con el sistema.

Analizador de lógica USB de 8 canales

• Portable Los Ángeles, a veces se refieren como LAs independientes. Los analizadores de lógica portátiles integran todo en un solo paquete, con opciones instaladas en la fábrica. Aunque los analizadores lógicos portátiles generalmente tienen menor rendimiento que sus contrapartes modulares, a menudo se utilizan para la depuración de propósito general por los usuarios conscientes de costos.
• Basado en PC Los Ángeles. El hardware se conecta a un ordenador a través de una conexión USB o Ethernet y transmite las señales capturadas al software en el ordenador. Estos dispositivos son generalmente mucho más pequeños y menos costosos porque hacen uso del teclado, pantalla y CPU existente de un PC.

Operación

Se puede activar un analizador lógico en una secuencia complicada de eventos digitales y luego capturar una gran cantidad de datos digitales del sistema bajo prueba (SUT).

Cuando se empezaron a usar los analizadores lógicos, era común adjuntar varios cientos de "clips" a un sistema digital. Más tarde, se empezaron a utilizar conectores especializados. La evolución de las sondas del analizador lógico ha dado lugar a un espacio común que admiten varios proveedores, lo que proporciona mayor libertad a los usuarios finales. Presentada en abril de 2002, la tecnología sin conector (identificada por varios nombres comerciales específicos de proveedores: Compression Probing; Soft Touch; D-Max) se ha hecho popular. Estas sondas proporcionan una conexión eléctrica y mecánica duradera y confiable entre la sonda y la placa de circuito con menos de 0,5 a 0,7 pF de carga por señal.

Una vez que las sondas están conectadas, el usuario programa el analizador con los nombres de cada señal y puede agrupar varias señales para facilitar la manipulación. A continuación, se elige un modo de captura, ya sea "timing" modo, donde las señales de entrada se muestrean a intervalos regulares en función de una fuente de reloj interna o externa, o "estado" modo, donde una o más de las señales se definen como 'relojes', y los datos se toman en los flancos ascendentes o descendentes de estos relojes, opcionalmente usando otras señales para calificar estos relojes.

Después de elegir el modo, se debe establecer una condición de activación. Una condición de activación puede variar desde simple (como la activación en un flanco ascendente o descendente de una sola señal) hasta muy compleja (como la configuración del analizador para decodificar los niveles más altos de la pila TCP/IP y la activación en un determinado paquete HTTP).).

En este punto, el usuario configura el analizador para "ejecutar" modo, ya sea disparando una vez o disparando repetidamente.

Una vez que se capturan los datos, se pueden mostrar de varias formas, desde las más simples (mostrando formas de onda o listas de estados) hasta las más complejas (mostrando tráfico de protocolo Ethernet decodificado). Algunos analizadores también pueden operar en modo "comparar" en el que comparan cada conjunto de datos capturado con un conjunto de datos registrado previamente y detienen la captura o notifican visualmente al operador cuando este conjunto de datos coincide o no. Esto es útil para pruebas empíricas a largo plazo. Los analizadores recientes incluso se pueden configurar para enviar por correo electrónico una copia de los datos de prueba al ingeniero en un disparo exitoso.

Usos

Muchos diseños digitales, incluidos los de circuitos integrados, se simulan para detectar defectos antes de que se construya la unidad. La simulación generalmente proporciona pantallas de análisis lógico. A menudo, la lógica discreta compleja se verifica simulando entradas y probando salidas mediante exploración de límites. Los analizadores lógicos pueden descubrir defectos de hardware que no se encuentran en la simulación. Estos problemas suelen ser demasiado difíciles de modelar en la simulación, o requieren demasiado tiempo para simularlos y, a menudo, cruzan múltiples dominios de reloj.

Las matrices de puertas programables en campo se han convertido en un punto de medición común para los analizadores lógicos y también se utilizan para depurar el circuito lógico.

Historia

A medida que surgieron la computación digital y los circuitos integrados en la década de 1960, comenzaron a surgir problemas nuevos y difíciles, problemas que los osciloscopios tenían problemas para manejar. Por primera vez en la historia de la computación, se volvió esencial ver simultáneamente un gran número de señales. Las primeras soluciones intentaron combinar el hardware de múltiples osciloscopios en un solo paquete, pero el desorden de la pantalla, la falta de una interpretación de datos definitiva, así como las limitaciones de sondeo, hicieron que esta solución solo se pudiera utilizar marginalmente.

El analizador lógico HP 5000A, presentado en la edición de octubre de 1973 del Hewlett-Packard Journal, fue probablemente el primer instrumento comercialmente disponible denominado "Analizador lógico". Sin embargo, el HP 5000A estaba limitado a dos canales y presentaba información por medio de dos filas de 32 LED. El primer instrumento verdaderamente paralelo fue el HP 1601L de doce canales, era un complemento para los mainframes del osciloscopio de la serie HP 180 y usaba la pantalla del osciloscopio para presentar 16 filas de palabras de 12 bits como 1 y 0. Se presentó en el Hewlett-Packard Journal de enero de 1974.

Osciloscopios de señal mixta

Los osciloscopios de señal mixta combinan la funcionalidad de un osciloscopio de almacenamiento digital con un analizador lógico. Los diversos beneficios de estos incluyen la capacidad de ver señales analógicas y digitales juntas en el tiempo, y disparar en señales digitales o analógicas y capturar en la otra. Algunas limitaciones de los osciloscopios de señal mixta son que no capturan datos en modo de estado, tienen un recuento de canales limitado y no brindan la profundidad analítica y el conocimiento de un analizador lógico.