Правильная ссылка на эту страницу
http://az-design.ru/Support/HardWare/Gould/D19890126Elc019.shtml

Модульный логический анализатор на базе персонального компьютера

УДК 681.327.22:621.317.791

Боб Милн (Bob Milne)
Редакция Electronics

Bob Milne. Modular logic analyzer relies on Mac II, ED, 1989, No.1, pp.141,142,144.

Рассматривается логический анализатор с изменяемой конфигурацией, объединенный с персональным компьютером Macintosh II. Этот 384-канальный прибор функционирует подобно четырем независимым логическим анализаторам и управляется посредством графического интерфейса пользователя.

По всей вероятности, разработать хороший интерфейс пользователя сложнее всего для тех приборов, которые относятся к классу логических анализаторов. Если учесть все функции, в том числе подготовку к работе, запуск, управление процессом регистрации и выбор режимов отображения информации, то количество параметров, которое должен принимать во внимание оператор, становится очень большим.

Имея это в виду, рассмотрим проблему создания интерфейса пользователя для прибора, функционирующего подобно четырем независимым логическим анализаторам. С такой головоломкой столкнулись разработчики Системы логического анализа с изменяемой конфигурацией CLAS 4000 фирмы Gould. Их решение предполагало передачу функций управления анализатором компьютеру Macintosh II компании Apple, располагающему цветным дисплеем и мощным полиэкранным графическим интерфейсом пользователя.

Однако это только часть особенностей системы CLAS 4000. Не менее интересен и сам анализатор. Этот гибкий прибор в одном базовом измерительном блоке объединяет до 384 каналов, которые могут функционировать в различных конфигурациях, содержащих от одного до четырех независимых логических анализаторов. Базовый блок, в который устанавливается до четырех измерительных модулей, подключается к компьютеру Mac II, через быстродействующий интерфейс SCSI (Интерфейс малых вычислительных систем). Один компьютер Mac II может управлять даже несколькими базовыми блоками логического анализа. Более того, анализатор функционирует как с 200-МГц, так и с 1-ГТц скоростью регистрации данных. При решении менее сложных задач анализатор допускается эксплуатировать с компьютером Macintosh SE.

Прибор CLAS 4000, сочетающий гибкость и значительные измерительные возможности, предназначен для разработчиков аппаратных и программных средств, занятых отладкой новейших изделий, например процессоров со сложным (CISC) или сокращенным (RISC) набором команд, компьютеров с высокопроизводительными или оригинальными архитектурами, а также специализированных ИС.

Благодаря широкому набору пакетов микропроцессорного анализа (Microprocessor Analysis Package — MAP) система работает с большинством распространенных микропроцессоров. Поставляются пакеты для RISC- и CISC-процессоров, например 68020, 68030 и 88000 фирмы Motorola, 80286, 80386 фирмы Intel, SPARC фирмы Sun, R-3000 фирмы MIPS и Am29000 фирмы AMD. Кроме того, можно приобрести пакеты и для большинства 8- и 16-разрядных процессоров.

Для проектирования, например, высокоскоростных CISC- или RISC-процессоров конфигурация системы CLAS 4000 изменяется таким образом, чтобы предоставить в распоряжение инженера от одного до четырех независимых 96-канальных анализаторов. Это позволяет наблюдать за работой нескольких микропроцессоров, сопроцессоров и устройств управления памятью или периферийных устройств.

В других ситуациях, когда выполняется отладка сложных микропроцессоров, шин с большим числом линий или проектирование сложных специализированных ИС, несколько 96-канальных измерительных модулей объединяются в систему логического анализа со 192, 288 или 384 каналами. Любой измерительный модуль, не вошедший в состав такой системы, продолжает функционировать в качестве независимого анализатора.

В ходе интеграции аппаратных и программных средств независимые анализаторы могут одновременно следить за процессами взаимодействия в различных точках проектируемой системы. В таком случае разработчики имеют возможность контролировать асинхронные и синхронные линии обмена данными. Поскольку каждый анализатор формирует метки времени, информация различных моделей отображается на единой временной оси.

При верификации временных диаграмм в быстродействующих логических схемах или специализированных ИС система функционирует с 5- и 1-нс разрешением соответственно по 96 и 64 каналам. Дополнительное средство, названное указателем правил проектирования (Design Ruler), облегчает верификацию работы отдельных компонентов по логическим схемам и техническим условиям на временные параметры.

Графический интерфейс пользователя, в котором применяется пиктографическое представление информации, упрощает выполнение таких традиционно-сложных операций, как определение точек подключения и изменение назначения зондов, запуск и внешняя синхронизация. Одновременно на экране может быть представлено до 16 окон, содержащих сведения о конфигурации прибора и состояниях, а также данные в различных форматах, отнесенные к единой шкале времени.

В настоящее время поставляются измерительные модули двух типов: Pyramid и Magnifying Glass. Используя модуль общего применения Pyramid, разработчик исследует свою конструкцию в различных режимах регистрации данных с анализом временных диаграмм, логических состояний, переходных процессов, а также в режиме анализа заданной окрестности. Новый режим регистрации предусматривает возможность автоматической записи данных до и после каждого вызывающего запуск события в серии таких событий.

Модуль Pyramid работает с разной скоростью регистрации и числом каналов: пользователь может выбрать конфигурацию с 96 каналами и частотой 50 МГц (разрешение 20 не) или с 48 каналами и частотой 100 МГц (разрешение 10 нс) для внутренних или нескольких внешних источников тактовых сигналов, а также 24-канальную конфигурацию с частотой 200 МГц (разрешение 5 нс) и внутренним тактовым сигналом.

С помощью матричного коммутатора порядок подключения любого из 96 входных зондов модуля может быть изменен в соответствии с требованиями измерительной процедуры. Кроме того, допускается изменять назначение зондов, подключая их к измерительным входам, обладающим высоким разрешением.

В каждом модуле Pyramid используются две КМОП матрицы с 50000 вентилей, выполняющие функции регистрации сигналов, выравнивания, распознавания событий и управления памятью данных. В ходе регистрации информация записывается в ЗУПВ на ЭСЛ-элементах емкостью 4000 отсчет/канал.

Высокоскоростная дискретизация

Другой модуль, Magnifying Glass, располагает 16 каналами регистрации данных, функционирующими на скорости до 1 ГГц (разрешение 1 нс) с двумя уровнями распознавания событий, которые управляют записью в память. Модуль этого типа работает в режиме автономного анализатора или объединяется с модулем Pyramid двунаправленными каналами запуска управления регистрацией.

Специалисты фирмы Gould разрабатывают также модули высокоскоростного анализа логических состояний с внешней тактовой синхронизацией на частотах до 250 МГц, расширенную память регистрации данных и интерфейс для осциллографа с цифровым запоминанием.

Группы модулей объединяют функции запуска-управления регистрацией и формирования временных меток. Поскольку все операции управления регистрацией сводятся в отдельную функцию базового блока, анализатор принимает решения на основе информации, одновременно поступающей во все измерительные модули и независимо от конкретных параметров последних. Схема управления регистрацией может, кроме того, инициировать процесс сбора данных в любом заданном модуле, когда определенные пользователем условия удовлетворяются на входах всех модулей.

Функции управления регистрацией анализатора CLAS 4000 по сравнению с традиционными приборами более разнообразны. Среди них — распознавание множества кодовых последовательностей с условиями И, ИЛИ и НЕ, задержка процесса регистрации на заданные интервалы времени, определенное число тактовых периодов или количество кодовых комбинаций, распознавание адресов в заданных диапазонах и импульсный запуск. Управление регистрацией может инициироваться при помощи предварительно запрограммированных последовательностей, а также .через соответствующие графические функции интерфейса пользователя или условный оператор языка программирования.

Пользователь управляет анализатором посредством графических средств, воспринимаемых на интуитивном уровне, и манипулятора типа «мышь». После выбора требуемой функции на экране появляются зоны соответствующих разделов меню, представляющие оператору множество значений параметров управления прибором.

Такой интерфейс пользователя упрощает также выбор сложных функций запуска и управления регистрацией. Графический интерфейс управления регистрацией содержит библиотеку предварительно заданных последовательностей запуска с пиктографическими обозначениями. В результате пользователю остается только определить нужную цифровую комбинацию, которая вызовет запуск прибора. Программируются также и детализированные функции управления регистрацией.

Упрощение работы с зондами

В процессе совершенствования функций управления разработчики прибора CLAS 4000 занимались и вопросами подключения зондов. В результате был введен режим так называемого графического назначения функций зонда, предусматривающий использование идентификационной клавиши каждого модуля подключения. При нажатии этой клавиши на экране компьютера отображается текущая точка подключения отдельного зонда, а также выделенные данному зонду каналы анализатора, имена которых определяет пользователь.

Еще одно усовершенствование состоит в том, что прибор не имеет специальных зондов для связи с источниками внешних тактовых сигналов. Любая комбинация из восьми каналов может быть выделена для выполнения функции преобразования внешних тактовых последовательностей в соответствии с заданными уравнениями. Более того, уравнения преобразования тактовых сигналов достаточно просто задаются средствами графического.представления тактовых последовательностей, которые отображают на дисплее анализатора эквивалентную схему их формирователя и результирующие булевы функции.

Цена прибора CLAS 4000 составляет от 19 950 до 50 270 долл. в зависимости от конфигурации. Фирма Gould Inc. (Design and Test Systems, 19050 Pruneridge Ave., Cupertino, CA 95014; (800) 538-9320) поставляет прибор в течение 90 дней.

Выходные данные:

Журнал "Электроника" том 62, No.02 (807), 1989г - пер. с англ. М.: Мир, 1989, стр.68

Electronics Design Vol.37 No.1 January 12, 1990 A VNU Bisiness Publication

Electronics Design Vol.37 No.2 January 26, 1990 A VNU Bisiness Publication

Bob Milne. Modular logic analyzer relies on Mac II, ED, 1989, No.1, pp.141,142,144.

Раздел: МЕТОДЫ, СХЕМЫ, АППАРАТУРА

Тема:     Измерительные приборы





Дата последнего изменения:
Thursday, 21-Aug-2014 09:10:44 MSK


Постоянный адрес статьи:
http://az-design.ru/Support/HardWare/Gould/D19890126Elc019.shtml