Informazione

Cos'è un analizzatore logico

Cos'è un analizzatore logico

Gli analizzatori logici sono strumenti di test ampiamente utilizzati per testare circuiti digitali o logici complessi. Soddisfano le esigenze degli utenti che devono essere in grado di indagare e comprendere il funzionamento di questi circuiti.

Gli oscilloscopi possono eseguire molte delle funzioni di un analizzatore logico, ma l'analizzatore logico è in grado di visualizzare la temporizzazione relativa di un gran numero di segnali. Essenzialmente un analizzatore logico consente di vedere le tracce dei segnali logici in modo tale che il funzionamento di più linee in un circuito digitale possa essere monitorato e studiato.

Tuttavia, molti oscilloscopi sono ora in grado di incorporare molte funzioni di analizzatore logico in quello che può essere definito un oscilloscopio a segnali misti.

Gli analizzatori logici sono disponibili in una varietà di formati. Sebbene sia possibile ottenere quelli che utilizzano una custodia tradizionale per apparecchiature di prova, molti altri sono ora collegati ai computer e in questo modo hanno livelli di flessibilità e potenza di elaborazione molto maggiori.

Sviluppo di analizzatori logici

I primi analizzatori logici sono stati sviluppati dalla necessità di essere in grado di eliminare i bug e di intraprendere la ricerca dei guasti su sistemi basati su microprocessori.

All'inizio degli anni '80, quando questi chip iniziarono ad essere ampiamente utilizzati, nacque l'urgente necessità di sviluppare tecniche che consentissero di monitorare simultaneamente le numerose linee e punti di prova. Gli oscilloscopi esistenti non erano in grado di fornire i livelli di funzionalità richiesti.

Dopo la prima introduzione dei primi analizzatori, la loro complessità è aumentata in linea con la complessità dei circuiti in prova. Il numero di canali è cresciuto, la loro velocità è aumentata e la funzionalità in aree come l'attivazione è migliorata notevolmente.

Caratteristiche dell'analizzatore logico

Esistono diverse caratteristiche chiave di un analizzatore logico che lo separano dagli oscilloscopi multicanale e da altri strumenti di test:

  • Canali multipli: Gli analizzatori logici sono progettati per monitorare un gran numero di linee digitali. Poiché gli analizzatori logici sono ottimizzati per il monitoraggio di un gran numero di circuiti digitali, in genere possono avere ovunque tra circa 32 e oltre 200 canali che possono monitorare, ogni canale che monitora una linea digitale. Tuttavia, alcuni analizzatori logici specializzati sono opportunamente dimensionati per essere in grado di gestire molte più linee e in questo modo consentire il monitoraggio e la ricerca di guasti su sistemi molto più complessi.
  • Fornire una visualizzazione temporale degli stati logici: Gli analizzatori logici possiedono un asse temporale orizzontale e un asse verticale per indicare uno stato logico alto o basso. In questo modo è possibile visualizzare facilmente un'immagine delle linee digitali.
  • Visualizza gli stati logici: Il display verticale sull'analizzatore mostra lo stato logico come uno stato alto o basso. I segnali entrano nei vari canali e vengono convertiti in uno stato alto o basso per un'ulteriore elaborazione all'interno dell'analizzatore. Fornisce un diagramma logico di temporizzazione delle varie linee monitorate.
  • NON visualizza informazioni analogiche: Questi strumenti di test non presentano alcuna informazione analogica e in questo modo differiscono da un oscilloscopio. Hanno lo scopo puramente di monitorare il funzionamento logico del sistema. Se sono necessarie informazioni analogiche, è necessario utilizzare in aggiunta un oscilloscopio.

Confronto tra analizzatore logico e oscilloscopio

Gli oscilloscopi e gli analizzatori logici sono strumenti di test molto diversi. Sebbene entrambi abbiano una forma di visualizzazione molto simile, ovvero la visualizzazione di forme d'onda, utilizzano concetti operativi fondamentalmente diversi.


Confronto tra oscilloscopio e analizzatore logico
Analizzatore logicoOscilloscopio

Un analizzatore logico viene utilizzato per verificare ed eseguire il debug del funzionamento dei progetti digitali alla ricerca di stati e tempi logici.

Applicazioni tipiche dell'analizzatore logico:

  • Correlare un gran numero di segnali digitali
  • Esamina il funzionamento del sistema.
  • Rileva le violazioni dei tempi
  • Traccia il funzionamento del software incorporato.

L'oscilloscopio viene utilizzato per misurare le forme d'onda analogiche: ampiezza, valori di fase o misurazioni dei bordi come tempi di salita, ecc.

Applicazioni tipiche dell'oscilloscopio:

  • Analisi delle forme delle forme d'onda, suoneria, tempo di salita, ecc
  • Misura le ampiezze del segnale.
  • Caratterizza aspetti come il jitter della forma d'onda e la stabilità.
  • Rileva transitori e impulsi indesiderati.

Tipi di analizzatori logici

Sebbene lo sviluppo di questi strumenti di test sia in corso e vengano costantemente lanciate nuove varianti e si ottengano molte innovazioni tecnologiche, esistono alcune categorie principali in cui la maggior parte degli analizzatori logici può essere suddivisa:

  • Analizzatori logici modulari: Questo tipo di analizzatore logico è probabilmente quello che può essere considerato la forma più tipica di strumento di test, sebbene sia l'opzione di costo più elevato che fornisce il più alto livello di funzionalità. Comprende uno chassis e vari moduli, inclusi i moduli dei canali. Il numero di moduli è maggiore per il numero di canali più alto.
  • Analizzatori logici portatili: In un certo numero di casi potrebbe essere necessario un analizzatore più piccolo, possibilmente per budget limitati o per l'assistenza sul campo. Questi strumenti di prova incorporano tutti gli elementi dell'analizzatore in un'unica scatola per un facile trasporto.
  • Analizzatori logici basati su PC: Esiste un numero crescente di analizzatori logici basati su PC. Sono costituiti da un'unità analizzatore collegata a un PC. L'USB è un'opzione ovvia per questo, ma anche Ethernet è ampiamente utilizzata a causa della sua alta velocità. Questa forma di strumento basato su PC utilizza la potenza di elaborazione del PC combinata con il suo display per ridurre il costo dell'intero sistema. Per il futuro è probabile che gli analizzatori logici basati su PC e in particolare gli analizzatori logici USB saranno utilizzati sempre più, soprattutto perché il costo degli analizzatori USB può essere molto inferiore rispetto ad altre forme, e possono offrire alti livelli di prestazioni sfruttando la potenza del computer associato ..

Applicazioni dell'analizzatore logico

L'uso principale degli analizzatori logici è guardare i segnali digitali. Erano uno strumento di prova particolarmente attraente e utile molti anni fa, quando i sistemi digitali complicati venivano realizzati utilizzando molti circuiti integrati diversi. È stato possibile accedere ai vari punti di test ed è stato possibile eseguire il debug dei bus larghi e dell'IO. Ora, con livelli di integrazione molto più elevati, ciò non è sempre possibile perché ci sono più dispositivi embedded che utilizzano System On a Chip, progetti SOC e l'accesso ai punti di test richiesti non è realizzabile.

Nonostante questo ci sono ancora molte potenziali misurazioni per un analizzatore logico, in particolare per l'utilizzo con i molti sistemi di computer di bordo come Arduino, Raspberry Pi e molti altri.

Utilizzando un analizzatore logico è possibile correlare nel tempo un gran numero di segnali su un unico display. Questo può essere citato in giudizio per ottenere una buona visione di altri movimenti di dati ed elaborazione all'interno di molti sistemi embedded o all'interno delle periferiche di piccoli sistemi informatici.

Un esempio di un'applicazione consiste nel monitorare i dati che entrano in un microprocessore UART e poi di nuovo in un dispositivo SPI, forse EEPROM, e infine un pezzo di dati in uscita a un dispositivo I2C. Utilizzando un analizzatore logico è possibile visualizzare tutti questi bus per un periodo prolungato e questo non sarebbe possibile su un oscilloscopio.

Di conseguenza, gli analizzatori logici dalle versioni semplici di analizzatori logici USB a basso costo per produttori / hobbisti fino ai sistemi di sviluppo professionale sono tutti utili nelle loro diverse arene.

Gli analizzatori logici sono una forma importante di strumentazione di prova. Consentono a ingegneri e sviluppatori di vedere esattamente cosa sta succedendo all'interno dei circuiti logici. Osservando i segnali logici su una varietà di linee, sono in grado di fornire un livello molto migliore di comprensione del funzionamento dei circuiti logici rispetto ad altre forme di strumentazione di test.


Guarda il video: Cheap logic analyzer SPI i2c UART (Gennaio 2022).