狀態(tài)分析儀基礎知識

　　邏輯電路的“狀態(tài)”是指數(shù)據(jù)有效時總線或線路的某個樣點。以簡單的“D”觸發(fā)電路為例。只有在正向時鐘邊沿出現(xiàn)時，“D”輸入上的數(shù)據(jù)才會 有效。因此，觸發(fā)器的狀態(tài)是正時鐘邊沿發(fā)生的時候。假設同時有八個這樣的觸發(fā)器，所有觸發(fā)器都連接到同一個時鐘信號上。在時鐘線路上發(fā)生正跳變時，所有八個觸發(fā)器將捕獲“D”輸入上的數(shù)據(jù)。每次時鐘線路上有正跳變時，狀態(tài)會再次發(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)分析儀在時鐘線路上出現(xiàn)正跳變時采集數(shù)據(jù)，那么分析儀將采集數(shù)據(jù)。狀態(tài)分析儀將不會捕獲輸入上的任何活動，除非時鐘變高。定時分析儀有一個 內(nèi)部時鐘控制采樣，因此它以異步方式對被測系統(tǒng)采樣。狀態(tài)分析儀以同步方式對系統(tǒng)采樣，因為它從系統(tǒng)中獲得采樣時鐘。狀態(tài)分析儀一般以列表格式顯示數(shù)據(jù)，定時分析儀則作為波形圖顯示數(shù)據(jù)。

　　在定時分析儀中，采樣由單個內(nèi)部時鐘控制，因此操作非常簡單。但在微處理器領域中，一個系統(tǒng)可能會有多個時鐘。假設工程師希望觸發(fā)RAM中 的某個地址，查看這個地址中存儲的數(shù)據(jù)。假設系統(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線路變低時捕獲。而為捕獲數(shù)據(jù)，分析儀應在寫入周期(WR)線路變低或在讀取周期(RD)變 低時采樣。某些處理器復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、但從不同時鐘中輸入時鐘信息。

 

　　在讀取或?qū)懭胫芷谥�，Z80先把一個地址放在地址總線上，然后確認MREQ，表明這個地址對存儲器讀取或?qū)懭胧怯行У摹Ｗ詈�，確認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WR線路。因此，定時分析儀作為解復用器操作，在適當?shù)臅r間捕獲地址，然后捕捉同一線路上發(fā)生的數(shù)據(jù)。

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

 

　　可以以十六進制或二進制格式顯示信息。把十六進制解碼成匯編代碼可能會更有效。在處理器中，具體的十六進制字符包括一條指令。大多數(shù)分析儀制造商設計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”，協(xié)助進行觸發(fā)和存儲。序列等級可以比單個觸發(fā)點更準確地判定數(shù)據(jù)存儲。這意味著可以準確地縮小數(shù)據(jù)范圍，而不必存儲不需要的信息。序列等級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

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

　　前面我們討論了示波器與定時分析儀和狀態(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系統(tǒng)。邏輯分析儀探頭可以把大量的通道簡便地連接到目標系統(tǒng)，但這要以降低被測信號的幅度精度為代價。傳統(tǒng)上，邏輯分析儀使用有源探頭適配夾，適配夾內(nèi)置信號檢測電路，可以檢測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確的數(shù)據(jù)，而且對被調(diào)試的目標系統(tǒng)的插入影響達到最小。常見的探測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，無源探測系統(tǒng)的優(yōu)勢在于，探頭剛好端接在目標系統(tǒng)的連接點上，從而避免了從較大有源適配夾到被測電路的導線所產(chǎn)生的額外寄生電容。結(jié)果，被測電路只“ 看到”8pF的負荷電容，而不是以前探測系統(tǒng)的16pF負荷電容。

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