用创新的技术找出混合信号设计中的问题

InfiniiScan = 问题找寻工具

　　很多时候，想要找出设计中的串行接口与并行总线的潜在问题是相当耗费时间的事情，特别是当问题出现地相当随机和/或出现的频率不高时。设计工程师有时候会修改固化软件(韧体/HDL)，让系统进入一种特殊的反复循环来试着复现问题，也就是藉由强迫出现特定条件的方式，让问题比较容易出现，如前所述。但即使采用这种方法，如果手上没有创新设计的利器，有时候依然很难隔离和找出问题点。

　　您在设计时可能会碰到许多不同类型的信号问题，例如设定（set up）和保持（hold）时间违规、过多的过冲与振铃（ringing）问题、随机出现的毛刺、甚至是可能在不对的时间不对的空间出现不该有的脉冲信号等。要找出这些问题可能会有一定的难度，特别是如果问题不常出现或如果您不知道发生的原因时，又会更加地困难。安捷伦科技的MSO8000系列示波器最近推出了一项称为"InfiniiScan"的新功能，可协助找出各种信号问题--如信号出现在不该出现的地方、或是该出现时却没有出现的问题。举例来说，图4a显示的丛发脉冲串就是在最后一个完全传送的比特之后，原本不应该再

出现脉冲，却又跑出一个脉冲信号的情形，如图4a所示，在最后一个比特之后大约600 ns的地方，有时候会随机出现一个突波。此时您可以使用鼠标（或是用您的手指）在触控式荧屏上操作，在不应该出现信号的范围拉出一个"方框"，告诉示波器如果其显示屏的这个方形区域/范围内出现信号异常状况/脉冲时，就停止反复采集的动作，或是只显示出有问题的状况，接下来示波器就只会显示含有问题脉冲的采集画面了。

　　图4b所示为一个时钟信号的问题，其中的压降造成一个错误的时钟脉冲。为了采集这个特殊的问题，我们利用InfiniiScan设定了一个双区域的扫描范围，第一个区域定义为"信号必须通过" 的范围，第二个区域则定义为"信号不可通过" 的范围。

　　除了指定必须通过/不可通过的"范围"组合之外，InfiniiScan也可以设定为只显示包含"指定之合格和/或不合格参数量测结果"的采集画面。图5是一个设定示波器来同时监测五组量测的例子，当任何一组参数量测的结果超过了指定的限制范围时，就会将波形存储下来或停止波形采集。接下来，您还可以运用InfiniiScan的浏览控制功能，轻松地在"不符合限制测试条件" 的波形上扫视任何位置的波形，查看信号的细节。

　　高阶的应用：LA＋DSO或LA＋MSO？

　　大部分的MCU和DSP内部都有地址和数据线，因此通常由外部无法监测这些地址和数据线。大部分内嵌了MCU/DSP的设计中需要监测的外部信号一般会包括数字I/O（每个通常最多8位）、控制线、串行总线线（如I2C或SPI）、以及一些模拟I/O信号（如A/D、D/A和传感器的输入信号）。不论MCU/DSP 本身是多少位（8、16或32位），使用4+16信道的MSO混合信号示波器来检视这些类型的信号都相当合适不过。然而，对某些需要的通道数超过20个的高阶应用来说，例如有外部总线的微处理器系统，或许需要考虑使用时间相互关联的双机解决方案：逻辑分析仪＋示波器（LA+DSO/MSO）。LA＋DSO/MSO解决方案的主要优点之一是示波器信道和逻辑分析仪信道之间的时间可以相互关联，不仅是模拟和数字波形的时间是相互关联的，而且两部仪器之间的时序光标也可以相互关联，这表示无论您将逻辑分析仪显示屏上的时序光标移到什么地方，示波器上相关联的时序光标也会移到同一个时间关联的位置。这虽是一项简单的功能，但除非您使用的是安捷伦科技的DSO/MSO＋逻辑分析仪，否则目前市面上所有的LA＋DSO解决方案都无法提供这样的功能。

　　由于MSO和逻辑分析仪都能提供多个逻辑采集信道，您可能会直觉地认为将MSO和逻辑分析仪的时间相互关联是多余的，但事实上，当您需要较多的通道时，MSO＋LA通常才是最佳的解决方案（相较于DSO＋LA），主要的原因在于MSO的许多功能都无法由"DSO＋LA"的组合来取代。虽然使用时间上相互关联的DSO＋LA，可以让您在同一个荧屏（LA的荧屏）上显示所有的示波器波形和逻辑波形，但不幸的是，您将无法看到"活生生"、实时更新的显示画面(逻辑信道和示波器信道在一个屏幕上同时更新)。做为一种除错工具，波形更新速率是非常重要的，会影响您能否揭露出设计中隐藏的问题，另外一个实际例子是，若要观察DDR信号的读眼图或写眼图，您必须同时连接时钟信号、片选信号、写使能、行选、列选并把它们状态设置成读操作或写操作，同时用示波器的某个通道观察数据信号的眼图，该测量一方面需要快速波形更新率，另一方面要求逻辑通道的触发抖动很小，这两点都是"DSO＋LA"组合方案无法做到的。此外，安捷伦科技的MSO也是唯一可以同时对示波器信道和逻辑信道同时进行触发条件（混合信号触发）设定的工具。
最后，如果20个混合模拟和数字信号的采集信道对您的大部分应用来说已经够用了，那么MSO就可以做为您的首选工具，而不一定要将两部仪器合在一起，换句话说，您大部分的应用只要使用MSO就够了，唯有在必要时，才需结合MSO和逻辑分析仪，这时利用两台仪器的全局光标功能时间相关地同屏或分屏显示和分析信号。