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示波器于串行總線量測解決方案
示波器于串行總線量測解決方案
前言
在工業(yè)控制應(yīng)用中,，一直需求著低成本及高速傳輸且高可靠度性的通訊質(zhì)量。目前流行的通訊協(xié)議一般采用串列或并列模式,，尤其是串列模式更為廣泛地應(yīng)用于嵌入式產(chǎn)品中。zui典型的整合串列匯流排是通用異步接收器傳輸匯流排（UART）,、同步外圍設(shè)備接口（SPI）及內(nèi)部積體電路（I2C）的串行傳輸接口,。而在固緯電子所發(fā)表的 GDS-3000系列示波器，可選配串行總線分析軟件,，用戶只要設(shè)定觸發(fā)條件,，便可輕松地完成 UART,、I2C 及 SPI 的譯碼
與分析測試。
如圖1 所示,，使用者可以利用固緯GDS-3000串行總線分析譯碼功能快速地設(shè)定與得到量測結(jié)果,。
UART,I2C及SPI簡介及示波器相關(guān)量測應(yīng)用
1.UART
通用異步收發(fā)傳輸器為 Universal Asynchronous Receiver/Transmitter 的簡稱。硬件的部分是將數(shù)據(jù)由串行傳輸（Serial communication）與并列傳輸 （Parallel communication）間作傳輸轉(zhuǎn)換,。UART通常用在與其他通訊協(xié)議（如EIA RS‐232）的連結(jié)上,。
UART包括了RS232,、RS449,、RS423、RS422和 RS485 等接口標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和總線標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,，是對應(yīng)各種異步串行通信接口標(biāo)準(zhǔn)和總線標(biāo)準(zhǔn),，它規(guī)定了通信的電氣特性、傳輸速率,、連接特性和接口的機械特性等內(nèi)容,。實際上是屬于通信網(wǎng)絡(luò)中的物理層（zui底層）的概念，與通信協(xié)議沒有直接關(guān)系,。其通訊示意圖如圖 2所示,。GDS-3000 針對 UART 的測試與解碼示意如圖3及圖 4所示。
2. I2C
I2C（Inter－Integrated Circuit）總線是由 PHILIPS 公司于 1980 年代初期所開發(fā)的,。原本的目的是為了在電視機內(nèi)部讓處理器 CPU 芯片與周邊芯片更容易連接,。zui初廣泛地應(yīng)用于音頻和視頻設(shè)備開發(fā)，如今主要應(yīng)用在服務(wù)器管理,、溫度感測、電壓準(zhǔn)位轉(zhuǎn)換,、EEPROM,、一般化IO接口、A/D 與D/A 轉(zhuǎn)換,、語音編碼（CODEC）,、微控制器中使用。其中包括單個組件狀態(tài)的通信,，管理員可對各個組件進行查詢，以管理系統(tǒng)的配置或掌握組件的功能狀態(tài),，如電源和系統(tǒng)風(fēng)扇,，可隨時監(jiān)控內(nèi)存,、硬盤,、網(wǎng)絡(luò),、系統(tǒng)溫度等多個參數(shù)以增加了系統(tǒng)的安全性，方便了管理,。資料傳輸率可選擇 7bit 尋址的 100kbits/s 及高速的 10bit尋址的 3.4Mbits/s,。
I2C的特點包含﹕
l 半雙工匯流排,，只需要兩條信號線：串行數(shù)據(jù)線（SDA） 及串行頻率線（SCL）
l 匯流排上每一鏈接的組件皆有獨立有*的地址,，復(fù)雜系統(tǒng)藉由軟件控制尋址功能，而不需要硬件電路進行地址譯碼動作
l 支援多主控端匯流排（Multi‐Master Bus）
其示意圖如圖 5 所示
而透過GDS‐3000串行總線的 I2C譯碼功能,，可實時分析 I2C訊號,，其測試示意及解碼效果如圖 6、7所示,。
3. SPI
序列周邊接口（Serial Peripheral Interface Bus,，SPI），類似 I2C,，是一種 4線同步序列數(shù)據(jù)協(xié)議,，適用于可攜式裝置平臺系統(tǒng)，但使用率較 I2C少,。序列周邊接口一般是 4 線,，有時亦可為 3 線。所以在示波器的選擇上,需要 4通道的機種才能完成 SPI的測試需求,。
其標(biāo)準(zhǔn)的信號全名如下：
SCLK ‐ Serial Clock 串行頻率 （從控制端輸出）
MOSI ‐ Master Output Slave Input 主輸出從輸入（從控制端輸出）
MISO ‐ Master Input Slave Output 主輸入,從輸出（從被控制端輸出）
SS ‐ Slave Select 從選擇 （低準(zhǔn)位動作,、從控制端輸出）
使用者可透過 SPI Master來控制 SPI Slave，接線示意圖如圖8 所示,，GDS-3000測試示意如圖9 所示,。
固緯GDS-3000串行總線譯碼功能已包含 SPI 的分析，其分析效果如圖 10 所示,。
結(jié)語
透過固緯GDS‐3000串行總線的譯碼與分析功能 ,， 用戶可輕易地透過示波器面板的快捷鍵選擇UART， I2C 及SPI 的譯碼功能,?？焖俚淖g碼及分析功能可快速降低量測的時間。
搭配GDS-3000 多樣性的標(biāo)準(zhǔn)功能,，昰 150MHz~350MHz *性價比的波形分析與解碼的量測解決方案,。
GDS-3000系列產(chǎn)品簡介
GDS-3000 系列是一個全新的測試平臺，全系列zui高提供 350MHz 的帶寬,，4個模擬輸入通道,，5GSa / s 取樣率和 VPO 波形顯示技術(shù),。4分割畫面功能可以達(dá)到同時獨立觸發(fā)測試多信號的要求，可運用于測試研究和制造領(lǐng)域,，選配的功率分析軟件和串行總線分析軟件,，可以更方便工程師加速測試和制造相關(guān)產(chǎn)品的發(fā)展速度。
特點
* 全系列 帶寬覆蓋350MHz 范圍, 提供2/4輸入通道,
* 雙取樣模式: 5GSa/s實時取樣率及100GSa/s等效取樣率
* 強大的VPO 訊號處理技術(shù),，快速洞察異常訊號
* 8英吋800*600高分辨率大尺寸畫面, 能更舒適的檢視復(fù)雜訊號的細(xì)節(jié)
* *的分割窗口功能,，能同時獨立觸發(fā)及獨立顯示四個信道的波形訊號
* 彈性的GW App應(yīng)用軟件平臺, 軟件擴充/ 升級更容易
* 可選擇50Ω/75Ω/1MΩ三種不同的輸入阻抗
* 可選配功率量測軟件以進行電源質(zhì)量測試與分析
* 可選配串行總線的觸發(fā)、譯碼功能.軟件可支持I2C, SPI以及UART
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