Логические анализаторы
Часто при разработке или отладки радиоэлектронных устройств состоящих из нескольких компонентов(микроконтроллер, АЦП, I2C память, итд) хочется посмотреть на общение этих компонентов между собой. Чтобы наконец понять почему всё написано «правильно», но ничего не работает. В целом для этого можно использовать цифровой осциллограф, но осциллографы с 4 каналами стоят достаточно дорого, да и не очень это удобно. Гораздо приятней такая задача решается при помощи логического анализатора. Логический анализатор по сути похож на осциллограф, но если основная задача осциллографа отображение изменение аналогового сигнала с чем он замечательно справляется, то цель логического анализатора запись цифрового(но не всегда только цифрового) сигнала с последующим его анализом в удобных программах.
Ниже я опишу опыт работы с логическими анализаторами Logic Pro 8 от Saleae ценой около 480$ и DSLogic Pro от DreamSourceLab(скорей всего копия) ценой $99 мне достался за 73$.
Кому стало интересно добро пожаловать под кат.
Технические характеристики
Логические анализаторы отличаются друг от друга в основном: количеством и типом каналов, наличием буфера, частотой сэмплирования.
Небольшая сравнительная таблица с характеристиками:
| Logic Pro 8 | DSLogic Pro | Описание | |
|---|---|---|---|
| Число цифровых каналов | 8 | 16 | Чем больше тем лучше, но за год использования больше 4 пока было не особо нужно |
| Число аналоговых каналов | 8 | 0 | Для аналога предпочтительней всё же осциллограф, но иногда бывает удобно увидеть, что творится не только в цифре на канале, но и в аналоге. |
| Интерфейс | USB 2.0 / USB 3.0 | USB 2.0 | USB 3.0 предпочтительней если он у вас есть конечно. Хотя момент спорный, ниже опишу почему. |
| Частота сэмплирования цифровых каналов | 500 MS/s — USB 3.0 100 MS/s — USB 2.0 |
400 MS/s — для 4 каналов 200 MS/s — для 8 каналов 100 MS/s — для 16 каналов |
Чем больше тем лучше, но в случае есть один нюанс, но об этом ниже. |
| Частота сэмплирования аналоговых каналов | 50 MS/s — USB 3.0 10 MS/s — USB 2.0 |
- | Чем больше тем лучше. |
| Диапазон напряжений цифра/аналог: | 1.2V — 5.5V / -10V — +10V | 0V — 5V / - | Тут у Logic Pro 8 на выбор три пороговых напряжения 1.2V/1.8V/3.3V. У DSLogic Pro выбор от 0V до 5V с шагом 0.1V также у него значится защита от перенапряжение -30V — +30V. |
| Внутреннее сопротивление каналов | 1,8 MOm | 250 кOm | Чем больше тем лучше, меньше оказывается наводок на исследуемую схему. |
| Буфер | — | 256Mbits | Чем больше тем лучше, от этого параметра зависит сколько сэмплов может захватить анализатор не передавая их в компьютер. Вещь крайне полезная особенно для UBS 2.0 |
| Глубина выборки | в теории не ограничена | 16MS на канал | Чем больше тем лучше, Logic Pro 8 использует память PC глубина выборки может быть очень большой, однако буфера DSLogic Pro тоже хватает. |
В общем по многим характеристикам Logic Pro 8 имеет перевес, особенно в плане аналоговой части. Однако отсутствие буфера сказывается отрицательно, во-первых скорость падает в два раза при использовании 4 каналов, и в 4 раза при использовании 6 и больше каналов. Но это не все, так как скорость плотно завязана на USB шину то казусы случаются если эта шина загружена, иногда достаточно подключить к одному USB хабу UART кабель, чтобы программа ругнулась и сказала, что скорости не хватает по этому скорость захвата будет снижена. Не то, чтобы это бывает часто и сильно мешает, но помнить про такое стоит.
Из особенностей DSLogic Pro хочется отметить ещё наличия внешней линии клока, и сигналов внешнего входа триггера, и выхода триггера.
Внешний вид и комплектация
Комплект Logic Pro 8:
- сам анализатор
- два коннектора с разноцветными проводами, по 4 канала на конектор
- 16 клипс для соединения с ногами микросхем, проводами, итд
- USB 3.0 кабель USB-A to MictoUSB 3.0
Комплект DSLogic Pro:
- сам анализатор
- широкий коннектор на 16 каналов плюс дополнительные сигналы,
- 16 разноцветных клипс для соединения с ногами микросхем, проводами, итд
- USB 2.0 кабель USB-A to MictoUSB
Сравнение
Если сравнивать комплектацию то она приблизительно одинакова. Однако на мой взгляд коннектор с проводами для Logic Pro 8 гораздо удобнее и приятней в обращении, провода более мягкие и гибкие. Клипсы у Logic Pro 8 в несколько раз удобнее. Во-первых имеют два штыря для соединения с проводом анализатора, что удобно, и во-вторых штыри для соединения находятся сбоку, что упрощает зацепку клипс с уже подключённым к ним проводом. У DSLogic Pro штырь находится сверху, что усложняет его подключение в разы, хотя по хваткости клипсы не отличаются, но общее качество всё же хромает.
Программное обеспечение
Какой бы не был хороший логический анализатор, без хорошего софта удобства работы с ним не будет. Хороший софт должен быстро отображать захваченные данные, позволять смотреть их характеристики такие как частоту, скважность. И очень хорошо, что бы он умел расшифровывать общеизвестные протоколы. Это невообразимо удобно указать где находятся ноги I2C и увидеть, что же именно происходило на шине с точки зрения I2C протокола, а не сидеть и чесать затылок вглядываясь и пытаясь понять так ли оно всё и какой здесь записался адрес. Каждый анализатор комплектуется своей программой:
Saleae Logic
Анализаторы Saleae комплектуются Saleae Logic
Программа мультиплатформенная, поддерживаются все версии Windows начиная с XP(год назад были проблемы с Win 7 и выше, в новой версии Win 7 работает без нареканий, выше не тестировал), Mac OS X 10.7 Lion+ устанавливалась и работала без нареканий, Ubuntu 12.04.2+ у меня так и не заработала(тестировал год назад на старой версии программы сейчас может работает), но я особо и не пытался.
Поддерживает большой список протоколов для анализа I2C/SPI/UART/CAN есть, работают без нареканий. Возможен захват как по ручному старту так и по триггеру на одном из каналов. Из недостатков на длинных выборках начинает достаточно сильно тормозить.
Из фич программы стоит отметить, возможность управление по telnet-подобному протоколу, наличие SDK для написания своих декодеров протоколов. Протоколы пишутся на C++, что усложняет процесс их написания.
DSView
DSLogic Pro комплектуется программой DSView:
Тоже мультиплатформенная программа поддержка Windows начиная с XP, Mac OS X 10.11.4, Linux(прога идёт в исходниках). По возможностям программа превосходит Saleae Logic, имеются более продвинутые триггеры с поддержкой сразу нескольких каналов, список протоколов достаточно обширен. Но тут разработчики пошли дальше и на протокол можно ещё навесить возможность расшифровки работы с конкретной реализацией этого протокола. Например Можно выбрать протокол I2C и реализацию 24СXX и после этого сразу прочитать, что именно происходило на шине с точки зрения данной микросхемы. Как протоколы так и их реализации пишутся при на Python, что по идее должно упростить написание и отладку. Тормозов в работе замечено не было.
Также стоит отметить, что проект является частично OpenSource и на GitHub выложены исходники софта, и HDL части. А на Wiki приведена схематика. Поэтому возможно скоро будет куча клонов данного устройства(возможно у меня тоже клон).
Простое тестирование
Для простой проверки анализаторов была использована дев.плата DE0-Nano-SoC на которой были сгенерированы меандры от 200Mhz каждый следующий получен делением на 2 предыдущего (200/100/50) попробую захватить их имеющимися анализаторами.
На DSLogic Pro удалось захватить 200Mhz/100Mhz/50Mhz ниже и так понятно, что всё идёт отлично. Сказать, что 200 и 100 были захвачены идеально нельзя иногда есть небольшое уплывание частоты и скважности, но в целом нормально, на 50 уже всё идеально.
Seleae нормально не смог снять 200Mhz и 100Mhz, но 50 Mhz уже идёт идеально.
И всё-таки к таким замерам я бы серьёзно не относился, 200Mhz замерять просто «накидными» проводами наверное перебор, но попробовать стоило.
Для эксперимента попробуем захватить передачу данных по I2C(передачи разные поэтому данные не сходятся).
Всё отлично читается, понятно где какое событие наступило, какие адреса и данные были переданы. Никакой возни.
Тоже самое для CAN:
Результат такой же как и в I2C всё наглядно понятно за минимальный промежуток времени.
Выводы
Оба логических анализатора отлично справляются со своими задачами. Не смотря на разницу в цене выделить кого-то в лидеры я бы не смог, у них есть и плюсы и минусы. На стороне Saleae внешний вид, удобные провода, качественные клипсы, USB3.0 и аналоговые каналы, стоит ли за это отдавать 400$ вопрос сложный, если есть возможность то почему бы и нет. На стороне DSView больше каналов, вход для внешнего клока и триггеров, буфер внутри анализатора, OpenSource софт, и цена. И тот и другой может очень сильно облегчить и ускорить работу по наладке своих или чужих схем, и изучению.сторонних протоколов.
Если есть вопросы спрашивайте.
PS. Seleae используется у нас около года проблемы были только с ранними версиями софта под Win7 и выше, DSView купил для личного пользования около недели назад по пока нареканий нет, но и время пользования небольшое…
Автор: VBKesha
