应 用 指 南 引 言 今 天, 嵌 入 式 系 统 几 乎 遍 布 在 人 类 社 会 的 每 个 角 落 嵌 入 式 系 统 可 以 简 单 定 义 为 属 于 大 型 系 统 或 机 器 一 部 分 的 一 种 专 用 计 算 机 系 统, 其 目 的 是 为 该 系 统 或 机 器 提 供

调 试 嵌 入 式 系 统 设 计 中 的 串 行 总 线 应 用 指 南 您 将 学 习 哪 些 内 容 : 怎 样 使 用 泰 克 示 波 器 强 大 的 触 发 解 码 和 搜 索 功 能, 高 效 解 决 嵌 入 式 系 统 设 计 问 题

应 用 指 南 引 言 今 天, 嵌 入 式 系 统 几 乎 遍 布 在 人 类 社 会 的 每 个 角 落 嵌 入 式 系 统 可 以 简 单 定 义 为 属 于 大 型 系 统 或 机 器 一 部 分 的 一 种 专 用 计 算 机 系 统, 其 目 的 是 为 该 系 统 或 机 器 提 供 监 测 和 控 制 服 务 典 型 的 嵌 入 式 系 统 在 开 机 时 会 开 始 运 行 某 些 专 用 应 用, 直 到 关 闭 时 才 会 停 止 当 前 设 计 和 生 产 的 几 乎 每 个 电 子 设 备 都 是 嵌 入 式 系 统 嵌 入 式 系 统 实 例 包 括 : 电 子 闹 表 自 动 柜 员 机 移 动 电 话 计 算 机 打 印 机 防 抱 死 刹 车 控 制 器 微 波 炉 导 弹 使 用 的 惯 性 引 导 系 统 DVD 播 放 机 个 人 数 字 助 理 (PDA) 工 业 自 动 化 和 监 测 使 用 的 可 编 程 逻 辑 控 制 器 (PLC) 便 携 式 音 乐 播 放 机 可 能 还 包 括 烤 面 包 机 嵌 入 式 系 统 可 能 包 含 许 多 不 同 类 型 的 设 备, 包 括 微 处 理 器 微 控 制 器 DSP RAM EPROM FPGA 模 数 转 换 器 数 模 转 换 器 和 I/O 这 些 设 备 在 传 统 上 一 直 使 用 宽 并 行 总 线 相 互 通 信 及 与 外 部 世 界 通 信 然 而 今 天, 嵌 入 式 系 统 设 计 中 使 用 的 越 来 越 多 的 构 件 将 用 串 行 总 线 代 替 宽 并 行 总 线, 原 因 如 下 : 图 1. 逻 辑 分 析 仪 采 集 的 微 控 制 器 的 时 钟 地 址 总 线 数 据 总 线 和 控 制 线 尽 管 串 行 总 线 提 供 了 大 量 的 优 势, 但 它 们 也 给 嵌 入 式 系 统 设 计 人 员 带 来 了 某 些 重 大 挑 战, 因 为 它 以 串 行 方 式 传 送 信 息, 而 不 是 以 并 行 方 式 传 送 信 息 本 应 用 指 南 讨 论 了 嵌 入 式 系 统 设 计 人 员 的 常 用 挑 战, 及 怎 样 使 用 下 述 系 列 示 波 器 中 的 功 能 迎 接 这 些 挑 战 :DPO/DSA/MSO70000C/D DPO7000C MSO/ DPO5000 MDO/MSO/DPO4000B MSO/DPO3000 和 MSO/DPO2000 系 列 减 少 了 要 布 线 的 信 号 数 量, 降 低 了 要 求 的 电 路 板 空 间 降 低 了 成 本 降 低 了 功 率 要 求 减 少 了 封 装 上 的 针 脚 数 量 嵌 入 式 时 钟 差 分 信 令, 改 善 抗 噪 声 能 力 采 用 标 准 串 行 接 口 的 器 件 大 量 供 应 2 cn.tektronix.com.cn/oscilloscopes

调 试 嵌 入 式 系 统 设 计 中 的 串 行 总 线 图 2. 从 CAN 总 线 中 采 集 的 一 条 消 息 图 3. 从 I 2 C 总 线 中 采 集 的 一 条 消 息 并 行 结 构 与 串 行 结 构 比 较 在 并 行 结 构 中, 总 线 的 每 个 组 件 都 有 自 己 的 信 号 路 径 可 能 有 16 条 地 址 线 16 条 数 据 线 一 条 时 钟 线 和 各 种 其 它 控 制 信 号 通 过 总 线 发 送 的 地 址 或 数 据 值 会 通 过 所 有 并 行 线 路 同 时 传 送 因 此, 使 用 大 多 数 示 波 器 和 逻 辑 分 析 仪 中 的 状 态 触 发 或 码 型 触 发 功 能 触 发 关 心 的 事 件 相 对 简 便 同 时, 可 以 简 便 地 一 目 了 然 地 了 解 在 示 波 器 或 逻 辑 分 析 仪 显 示 屏 上 捕 获 的 数 据 例 如, 在 图 1 中, 我 们 使 用 逻 辑 分 析 仪 从 微 控 制 器 中 采 集 时 钟 线 地 址 线 数 据 线 和 控 制 线 通 过 使 用 状 态 触 发, 我 们 隔 离 了 我 们 查 找 的 总 线 为 解 码 总 线 上 发 生 的 情 况, 我 们 需 要 查 看 每 条 地 址 线 数 据 线 和 控 制 线 的 逻 辑 状 态 在 串 行 总 线 中, 所 有 这 些 信 息 都 必 须 以 串 行 方 式 在 相 同 的 少 数 导 线 ( 有 时 是 一 条 ) 上 发 送 这 意 味 着 一 个 信 号 可 能 包 括 地 址 信 息 控 制 信 息 数 据 信 息 和 时 钟 信 息 例 如, 看 一 下 图 2 中 所 示 的 控 制 器 区 域 网 (CAN) 串 行 信 号 这 条 消 息 包 含 帧 头 标 识 符 ( 地 址 ) 数 据 长 度 代 码 数 据 CRC 和 帧 尾 及 少 量 其 它 控 制 位 时 钟 嵌 入 在 数 据 中, 使 用 填 充 位 保 证 接 收 设 备 拥 有 数 量 充 足 的 边 沿 锁 定 时 钟, 这 使 情 况 变 得 进 一 步 复 杂 化 即 使 是 经 过 训 练 的 眼 睛, 也 很 难 迅 速 了 解 这 一 消 息 的 内 容 现 在 想 象 一 下 这 是 一 条 有 问 题 的 消 息, 一 天 只 发 生 一 次, 您 需 要 触 发 采 集 这 条 消 息 传 统 示 波 器 和 逻 辑 分 析 仪 不 能 有 效 处 理 这 类 信 号 即 使 是 比 较 简 单 的 串 行 标 准, 如 I 2 C, 与 并 行 协 议 相 比, 观 察 总 线 上 传 输 的 内 容 仍 要 明 显 困 难 得 多 I 2 C 采 用 分 开 的 时 钟 线 和 数 据 线, 因 此 至 少 在 本 例 中, 您 可 以 使 用 时 钟 作 为 参 考 点 但 是, 您 仍 需 要 找 到 消 息 开 头 ( 数 据 变 低, 时 钟 为 高 ), 手 动 检 查 和 记 下 每 个 时 钟 上 升 沿 上 的 数 据 值, 然 后 把 各 个 位 整 理 成 消 息 结 构 在 长 采 集 中 解 码 一 条 消 息 就 会 需 要 几 分 钟 时 间, 而 您 不 知 道 这 是 不 是 实 际 要 找 的 消 息 如 果 不 是, 您 需 要 在 下 一 条 消 息 上 重 新 开 始 这 一 麻 烦 的 容 易 出 错 的 过 程 最 好 只 触 发 查 找 的 消 息 内 容, 但 多 年 来 示 波 器 的 逻 辑 分 析 仪 上 使 用 的 状 态 触 发 和 码 型 触 发 并 不 能 发 挥 作 用 它 们 是 为 了 考 察 多 条 通 道 中 同 时 发 生 的 问 题 设 计 的 为 处 理 串 行 总 线, 其 触 发 引 擎 深 度 必 需 有 几 千 种 状 态 ( 每 个 bit 位 一 个 状 态 ) 即 使 存 在 这 种 触 发 功 能, 但 为 所 有 这 些 bit 位 逐 个 状 态 编 程 也 不 是 件 好 玩 的 事 必 须 找 到 一 种 更 好 的 方 式! 现 在 有 一 种 更 好 的 方 式 下 面 几 节 重 点 介 绍 了 怎 样 使 用 泰 克 示 波 器 1, 测 试 嵌 入 式 系 统 设 计 中 使 用 的 最 常 用 的 低 速 串 行 标 准 注 1: 支 持 的 串 行 总 线 标 准 视 示 波 器 型 号 变 化 如 需 了 解 不 同 泰 克 示 波 器 支 持 的 总 线, 请 参 阅 附 录 A 或 访 问 cn.tektronix.com cn.tektronix.com/oscilloscopes 3

应 用 指 南 开 始 地 址 R/W 确 认 数 据 0 确 认 0 数 据 1 确 认 1... 数 据 N 确 认 N 结 束 7 或 10 位 1 位 1 位 8 位 1 位 8 位 1 位 1 位 8 位 1 位 图 4. I 2 C 消 息 结 构 I 2 C 背 景 知 识 I 2 C 或 I squared C 是 指 集 成 电 路 间 总 线 它 最 初 是 飞 利 浦 公 司 在 20 世 纪 80 年 代 研 制 的, 为 把 控 制 器 连 接 到 电 视 机 上 的 外 设 芯 片 提 供 了 一 种 低 成 本 方 式, 但 之 后 其 已 经 发 展 成 为 嵌 入 式 系 统 设 备 之 间 通 信 的 一 项 全 球 标 准 它 采 用 简 单 的 两 线 设 计, 广 泛 用 于 领 先 芯 片 制 造 商 生 产 的 各 种 芯 片 中, 如 I/O 模 数 转 换 器 数 模 转 换 器 温 度 传 感 器 微 控 制 器 和 微 处 理 器, 芯 片 制 造 商 则 包 括 :Analog Devices, Atmel, Infineon, Cyprus, 英 特 尔, Maxim, 飞 利 浦, Silicon Laboratories, ST Microelectronics, 德 州 仪 器, Xicor 等 等 工 作 方 式 I 2 C 的 物 理 两 线 接 口 由 双 向 串 行 时 钟 (SCL) 和 数 据 (SDA) 线 组 成 I 2 C 支 持 总 线 上 多 个 主 从 设 备, 但 一 次 只 能 激 活 一 个 主 设 备 任 何 I 2 C 设 备 可 以 连 接 到 总 线 上, 允 许 任 何 主 设 备 与 从 设 备 交 换 信 息 每 台 设 备 都 使 用 唯 一 的 地 址 识 别, 它 可 以 作 为 发 射 机 或 接 收 机 操 作, 具 体 取 决 于 设 备 功 能 在 开 始 时,I 2 C 只 使 用 7 位 地 址, 但 随 着 时 间 推 移, 它 演 变 成 也 支 持 10 位 地 址 它 支 持 三 种 位 速 率 :100 kb/s ( 标 准 模 式 ) 400 kb/s ( 快 速 模 式 ) 和 3.4 Mb/s ( 高 速 模 式 ) 最 大 设 备 数 量 取 决 于 400 pf 的 最 大 容 量, 或 大 约 支 持 20-30 台 设 备 I 2 C 标 准 规 定 了 下 述 格 式, 如 图 4 所 示 : Start - 表 明 设 备 控 制 总 线, 一 条 消 息 将 开 始 传 送 Address - 7 位 或 10 位 数 字, 表 示 将 要 读 取 或 写 入 的 设 备 地 址 R/W Bit - 1 位, 表 明 是 否 将 从 设 备 中 读 取 数 据 或 向 设 备 写 入 数 据 Ack - 1 位, 来 自 从 设 备, 确 认 主 设 备 的 操 作 通 常 每 个 地 址 和 数 据 字 节 有 一 个 确 认 位, 但 不 总 是 有 确 认 位 Data - 从 设 备 中 读 取 或 写 入 设 备 的 字 节 的 整 数 Stop - 表 明 消 息 结 束, 主 设 备 已 经 释 放 总 线 有 两 种 方 式 对 I 2 C 分 组 以 进 行 解 码 :7 位 + 读 或 写 (R/ W) 位 方 案,8 位 (1 字 节 ) 其 中 作 为 地 址 的 一 部 分 包 括 R/W 位 7 位 地 址 方 案 是 固 件 和 软 件 设 计 工 程 师 遵 守 的 指 定 方 案 但 是, 许 多 其 它 工 程 师 使 用 8 位 地 址 方 案 泰 克 示 波 器 可 以 在 任 一 方 案 中 解 码 数 据 4 cn.tektronix.com.cn/oscilloscopes

调 试 嵌 入 式 系 统 设 计 中 的 串 行 总 线 处 理 I 2 C 通 过 DPOxEMBD 串 行 触 发 和 分 析 应 用 模 块 或 SR- EMBD 应 用 软 件, 泰 克 示 波 器 为 处 理 I 2 C 总 线 的 嵌 入 式 系 统 设 计 人 员 提 供 了 强 大 的 工 具 前 面 板 有 多 个 Bus 按 钮, 允 许 用 户 把 到 示 波 器 的 输 入 定 义 为 一 条 总 线 I 2 C 总 线 的 设 置 菜 单 如 图 5 所 示 通 过 简 单 地 定 义 时 钟 和 数 据 位 于 哪 条 通 道 上 及 用 来 确 定 逻 辑 1 和 0 的 门 限, 示 波 器 可 以 理 解 通 过 总 线 传 输 的 协 议 有 了 这 些 知 识, 示 波 器 可 以 触 发 任 何 指 定 的 消 息 级 信 息, 然 后 把 得 到 的 采 集 数 据 解 码 成 有 意 义 的 容 易 理 解 的 结 果 边 沿 触 发 已 经 过 了 好 多 天 了, 希 望 您 已 经 采 集 到 关 心 的 事 件, 然 后 逐 条 消 息 手 动 解 码 消 息, 同 时 查 找 问 题 总 线 图 5. I 2 C 总 线 设 置 菜 单 CPU SCLK ( 时 钟 ) SDA ( 数 据 ) 风 扇 速 度 控 制 器 图 6. I 2 C 总 线 实 例 定 义 输 入 门 限 显 示 为 总 线 总 线 解 码 十 六 进 制 EEPROM DAC 温 度 传 感 器 #1 温 度 传 感 器 #2 例 如, 考 虑 一 下 图 6 中 的 嵌 入 式 系 统 I 2 C 总 线 连 接 到 多 台 设 备 上, 包 括 CPU EEPROM 风 扇 速 度 控 制 器 数 模 转 换 器 和 大 量 的 温 度 传 感 器 这 部 仪 器 被 退 回 工 程 部 分 析 故 障, 该 产 品 持 续 过 热, 自 动 关 机 要 检 查 的 第 一 件 事 是 风 扇 控 制 器 和 风 扇 本 身, 但 似 乎 一 切 正 常 然 后 要 检 查 温 度 传 感 器 是 否 有 问 题 风 扇 速 度 控 制 器 定 期 轮 询 两 个 温 度 传 感 器 ( 位 于 仪 器 中 不 同 的 区 域 ), 调 节 风 扇 速 度, 稳 定 内 部 温 度 我 们 怀 疑 其 中 一 个 或 两 个 温 度 传 感 器 读 数 不 正 确 为 查 看 传 感 器 与 风 扇 速 度 控 制 器 之 间 的 交 互 我 们 只 需 连 接 到 I 2 C 时 钟 和 数 据 线, 设 置 总 线 我 们 知 道, 两 个 传 感 器 在 I 2 C 总 线 上 的 地 址 分 别 是 18 和 19, 因 此 我 们 决 定 设 置 触 发 事 件, 查 找 地 址 18 上 的 写 入 操 作 图 7. I 2 C 地 址 和 数 据 总 线 波 形 解 码 ( 风 扇 速 度 控 制 器 轮 询 传 感 器 的 当 前 温 度 ) 触 发 的 采 集 结 果 如 图 7 中 的 屏 幕 图 所 示 cn.tektronix.com/oscilloscopes 5

应 用 指 南 总 线 条 件 指 示 : Starts 用 垂 直 绿 条 表 示 在 显 示 另 一 个 开 始 而 没 有 上 一 个 Stop 时, 会 发 生 重 复 开 始 地 址 用 黄 框 显 示,[W] 表 示 写 入,[R] 表 示 读 取 地 址 值 可 以 用 十 六 进 制 显 示, 也 可 以 用 二 进 制 显 示 数 据 用 青 框 显 示 数 据 值 可 以 用 十 六 进 制 显 示, 也 可 以 用 二 进 制 显 示 Missing Acks 用 红 框 内 的 感 叹 号 表 示 Stops 用 红 色 竖 条 表 示 表 1. 总 线 条 件 在 这 种 情 况 下, 通 道 1 ( 黄 色 ) 连 接 到 SCLK, 通 道 2 ( 青 色 ) 连 接 到 SDA 紫 色 波 形 是 我 们 向 示 波 器 中 输 入 一 些 简 单 的 参 数 定 义 的 I 2 C 总 线 显 示 器 的 上 方 部 分 显 示 了 整 个 采 集 在 这 种 情 况 下, 我 们 已 经 捕 获 了 大 量 的 总 线 空 闲 时 间, 中 间 是 我 们 放 大 的 突 发 活 动 显 示 屏 下 方 的 较 大 部 分 是 缩 放 窗 口 您 可 以 看 出, 示 波 器 已 经 解 码 了 经 过 总 线 的 每 条 消 息 的 内 容 总 线 使 用 表 1 中 的 颜 色 和 标 记, 表 明 消 息 中 的 重 要 部 分 看 一 下 采 集 的 波 形, 我 们 可 以 看 到, 示 波 器 触 发 地 址 18 上 的 写 入 操 作 ( 如 显 示 屏 左 下 方 所 示 ) 事 实 上, 风 扇 速 度 控 制 器 试 图 写 入 地 址 18 两 次, 但 在 这 两 种 情 况 下, 在 试 图 写 入 温 度 传 感 器 时 它 没 有 收 到 确 认 然 后 它 检 查 地 址 19 上 的 温 度 传 感 器, 收 回 希 望 的 信 息 因 此, 为 什 么 第 一 个 温 度 传 感 器 没 有 对 风 扇 控 制 器 做 出 响 应 呢? 看 一 下 电 路 板 上 的 实 际 部 件, 我 们 发 现 其 中 一 条 地 址 线 焊 接 不 当 温 度 传 感 器 不 能 在 总 线 上 通 信, 结 果 导 致 设 备 过 热 由 于 示 波 器 的 I 2 C 触 发 和 总 线 解 码 功 能, 我 们 只 需 几 分 钟 时 钟, 就 成 功 地 隔 离 了 这 个 潜 在 的 难 检 问 题 在 图 7 所 示 的 实 例 中, 我 们 触 发 了 写 入 操 作, 但 示 波 器 强 大 的 I 2 C 触 发 还 包 括 许 多 其 它 功 能 Start - 在 SDA 变 低 SCL 为 高 时 触 发 Repeated Start - 在 没 有 上 一 个 停 止 条 件 下 发 生 开 始 条 件 时 触 发 这 通 常 是 主 设 备 发 送 多 条 消 息 而 没 有 释 放 总 线 时 发 生 的 情 况 Stop -SDA 为 高 SCL 为 高 时 触 发 Missing Ack - 从 设 备 通 常 配 置 成 在 每 个 地 址 和 数 据 字 节 后 发 送 确 认 在 从 设 备 没 有 生 成 确 认 位 的 情 况 下 示 波 器 可 以 触 发 采 集 Address - 触 发 用 户 指 定 的 地 址 或 任 何 预 先 编 程 的 专 用 地 址, 包 括 全 呼 开 始 字 节 HS 模 式 EEPROM 或 CBUS 地 址 可 以 是 7 位 或 10 位 地 址, 以 二 进 制 或 十 六 进 制 输 入 数 据 - 触 发 二 进 制 或 十 六 进 制 输 入 的 最 多 12 字 节 的 用 户 指 定 数 据 值 地 址 和 数 据 - 可 以 输 入 地 址 数 据 值 及 读 写, 捕 获 确 切 的 关 心 的 事 件 这 些 触 发 可 以 隔 离 您 关 心 的 特 定 总 线 业 务, 解 码 功 能 则 可 以 即 时 查 看 采 集 中 总 线 上 传 输 的 每 条 消 息 的 内 容 6 cn.tektronix.com.cn/oscilloscopes

调 试 嵌 入 式 系 统 设 计 中 的 串 行 总 线 SCLK Slave #1 SS1 SCLK SCLK SCLK SPI Master MOSI MISO SS1 MOSI MISO SS Slave #1 MOSI MOSI MISO SS2 SS3 SCLK MOSI MISO SS Slave #2 SPI Master SS1 SS2 SS3 SCLK SS2 Slave #2 MOSI MISO SCLK MOSI MISO Slave #3 MISO Slave #3 SS SCLK MOSI SS3 MISO 图 8. 常 用 的 SPI 配 置 图 9. 串 联 SPI 配 置 SPI 背 景 知 识 串 行 外 设 接 口 总 线 (SPI) 最 初 是 摩 托 罗 拉 在 20 世 纪 80 年 代 末 为 其 68000 系 列 微 控 制 器 研 制 的 由 于 该 总 线 简 单 流 行, 许 多 其 它 制 造 商 也 已 经 采 用 这 一 标 准 它 现 在 用 于 嵌 入 式 系 统 设 计 常 用 的 各 种 器 件 中 SPI 主 要 用 于 微 控 制 器 和 直 接 外 设 之 间 它 通 常 用 于 移 动 电 话 PDA 和 其 它 移 动 设 备 中, 在 CPU 键 盘 显 示 器 和 内 存 芯 片 之 间 通 信 工 作 方 式 SPI 总 线 是 一 种 主 / 从 结 构 的 4 线 串 行 通 信 总 线 4 个 信 号 是 时 钟 (SCLK), 主 输 出 / 从 输 入 (MOSI), 主 输 入 / 从 输 出 (MISO) 和 从 选 择 (SS) 在 两 台 设 备 通 信 时, 一 台 设 备 称 为 主 设 备, 另 一 台 设 备 称 为 从 设 备 主 设 备 驱 动 串 行 时 钟 它 同 时 收 发 数 据, 因 此 是 一 种 全 双 工 协 议 SPI 使 用 SS 线 路 指 明 与 哪 台 设 备 传 送 数 据, 而 不 是 总 线 上 的 每 台 设 备 都 有 一 个 唯 一 的 地 址 这 样, 总 线 上 的 每 台 唯 一 的 设 备 都 需 要 从 主 设 备 提 供 自 己 的 SS 信 号 如 果 有 3 台 从 设 备, 那 么 主 设 备 有 3 条 SS 引 线, 每 条 引 线 都 连 接 到 每 台 从 设 备 上, 如 图 8 所 示 在 图 8 中, 每 台 从 设 备 只 与 主 设 备 通 话 但 是,SPI 可 以 串 联 多 台 从 设 备, 每 台 从 设 备 依 次 进 行 操 作, 然 后 把 结 果 发 回 主 设 备, 如 图 9 所 示 因 此 您 可 以 看 到,SPI 实 现 方 案 没 有 标 准 在 某 些 情 况 下, 在 不 要 求 从 设 备 向 回 到 主 设 备 通 信 时,MISO 信 号 可 以 完 全 省 略 在 其 它 情 况 下, 只 有 一 台 主 设 备 和 一 台 从 设 备,SS 信 号 捆 到 接 地 上, 这 通 常 称 为 2 线 SPI 在 SPI 数 据 传 送 发 生 时,8 位 数 据 字 移 出 MOSI, 不 同 的 8 位 数 据 字 移 入 MISO 这 可 以 视 为 16 位 循 环 位 移 寄 存 器 在 传 送 发 生 时, 这 个 16 位 位 移 寄 存 器 位 移 8 个 位 置, 从 而 在 主 设 备 和 从 设 备 之 间 交 换 8 位 数 据 一 对 寄 存 器 - 时 钟 极 性 (CPOL) 和 时 钟 相 位 (CPHA) 决 定 着 驱 动 数 据 的 时 钟 边 沿 每 个 寄 存 器 有 两 种 可 能 的 状 态, 支 持 四 种 可 能 的 组 合, 所 有 这 些 组 合 互 不 兼 容 因 此, 主 / 从 设 备 对 必 须 使 用 相 同 的 参 数 值 进 行 通 信 如 果 使 用 多 个 固 定 在 不 同 配 置 的 从 设 备, 那 么 每 次 需 要 与 不 同 的 从 设 备 通 信 时, 主 设 备 必 须 重 新 进 行 配 置 cn.tektronix.com/oscilloscopes 7

应 用 指 南 处 理 SPI DPOxEMBD 串 行 触 发 和 分 析 应 用 模 块 或 SR-EMBD 应 用 软 件 可 以 解 码 和 触 发 SPI 总 线 我 们 可 以 再 次 使 用 前 面 板 的 Bus 按 钮, 简 单 地 输 入 总 线 基 本 参 数, 包 括 SCLK, SS, MOSI 和 MISO 位 于 哪 条 通 道 上 门 限 和 极 性, 来 定 义 一 条 SPI 总 线 ( 参 见 图 10) 例 如, 考 虑 一 下 图 11 中 的 嵌 入 式 系 统 图 10. SPI 总 线 设 置 菜 单 SCLK MOSI SCLK SS1 MOSI 合 成 器 VCO 一 条 SPI 总 线 连 接 到 一 个 合 成 器 一 个 DAC 及 某 个 I/O 上 合 成 器 连 接 到 VCO 上,VCO 为 其 余 系 统 提 供 一 个 2.5 GHz 时 钟 在 启 动 时,CPU 应 该 对 合 成 器 编 程 但 是 不 知 道 哪 里 出 了 问 题,VCO 在 产 生 3 GHz 的 信 号 调 试 这 个 问 题 的 第 一 步 是 考 察 CPU 和 合 成 器 之 间 的 信 号, 确 定 存 在 信 号, 没 有 物 理 连 接 问 题, 但 我 们 找 不 到 发 生 了 什 么 问 题 然 后, 我 们 决 定 看 一 下 SPI 总 线 上 传 送 的 合 成 器 编 程 使 用 的 实 际 信 息 为 捕 获 这 些 信 息, 我 们 把 示 波 器 设 成 在 合 成 器 Slave Select 信 号 激 活 时 触 发 采 集, 并 对 DUT 通 电, 捕 获 启 动 编 程 命 令 采 集 结 果 如 图 12 所 示 通 道 1 ( 黄 色 ) 是 SCLK, 通 道 2 ( 青 色 ) 是 MOSI, 通 道 3 ( 洋 红 色 ) 是 SS 为 确 定 我 们 是 否 对 设 备 正 确 编 程, 我 们 看 一 下 合 成 器 的 产 品 资 料 总 线 上 的 前 三 个 消 息 假 设 是 初 始 化 合 成 器 加 载 分 路 器 比 率 锁 存 数 据 根 据 技 术 数 据, 前 三 个 传 送 中 最 后 半 个 字 节 ( 一 个 十 六 进 制 字 符 ) 应 该 分 别 是 3, 0 和 1, 但 我 们 看 到 的 是 0, 0 和 0 8 位 CPU 8 位 CPU ( 主 设 备 ) SS1 ( 主 设 备 ) SS2 SS3 图 11. 通 过 SPI 控 制 的 合 成 器 SCLK SS2 MOSI SCLK SS3 MOSI DAC I/O 图 12. 采 集 SPI 总 线 之 外 的 合 成 器 配 置 消 息 8 cn.tektronix.com.cn/oscilloscopes

调 试 嵌 入 式 系 统 设 计 中 的 串 行 总 线 在 上 面 的 实 例 中, 我 们 使 用 简 单 的 SS Active 触 发 泰 克 示 波 器 完 整 的 SPI 触 发 功 能 包 括 下 述 类 型 : SS Active - 在 从 设 备 选 择 行 对 从 设 备 变 真 时 触 发 Start of Frame - 在 使 用 时 钟 空 闲 时 间 定 义 帧 时 序 时 触 发 帧 头 MOSI - 在 从 主 设 备 到 从 设 备 用 户 指 定 最 多 16 个 字 节 时 触 发 MISO - 在 从 设 备 到 主 设 备 用 户 指 定 最 多 16 个 字 节 时 触 发 图 13. 正 确 的 合 成 器 配 置 消 息 在 消 息 末 尾 全 是 0 时, 我 们 认 识 到, 我 们 在 SPI 中 犯 了 一 个 最 常 见 的 错 误, 即 在 软 件 中 以 相 反 的 顺 序 在 每 个 24 位 字 中 对 各 个 位 编 程 在 迅 速 改 变 软 件 配 置 后, 得 到 下 面 的 采 集,VCO 正 确 锁 定 在 2.5 GHz, 如 图 13 所 示 MOSI/MISO - 在 主 设 备 到 从 设 备 及 从 设 备 到 主 设 备 用 户 指 定 最 多 16 个 字 节 时 触 发 ( 只 在 DPOxEMBD 应 用 模 块 上 提 供 ) 这 些 触 发 也 可 以 隔 离 关 心 的 特 定 总 线 业 务, 解 码 功 能 则 可 以 立 即 查 看 采 集 中 总 线 传 送 的 每 条 消 息 的 内 容 cn.tektronix.com/oscilloscopes 9

应 用 指 南 USB 速 度 位 速 率 位 周 期 低 速 USB 2.0 1.5 Mbps 667 ns 主 控 制 器 全 速 USB 2.0 12 Mbps 83.3 ns 高 速 USB 2.0 480 Mbps 2.8 ns SuperSpeed USB 3.0 5 Gbps 200 ps 集 线 器 设 备 集 线 器 设 备 表 2. USB 速 度 USB 背 景 通 用 串 行 总 线 (USB) 已 经 成 为 当 前 个 人 电 脑 上 的 主 要 接 口, 代 替 了 以 前 使 用 的 许 多 外 部 串 行 总 线 和 并 行 总 线 自 其 1995 年 问 世 以 来,USB 的 用 途 已 经 不 再 局 限 于 最 初 的 个 人 电 脑, 而 是 成 为 许 多 电 子 设 备 中 广 泛 使 用 的 接 口 2000 年 发 布 的 USB 2.0 规 范 涵 盖 了 目 前 使 用 的 大 多 数 USB 设 备 USB 2.0 代 替 了 USB 1.1 规 范, 在 USB 1.1 规 范 的 低 速 接 口 和 全 速 接 口 中 增 加 了 一 个 高 速 接 口 ( 参 见 表 2) USB 已 经 不 再 局 限 于 系 统 间 通 信 例 如, 芯 片 间 USB (IC_USB) 和 高 速 芯 片 间 (HSIC) USB 已 经 用 于 芯 片 到 芯 片 通 信 IC_USB HSIC 和 其 它 增 强 技 术 完 善 了 USB 2.0 规 范 2008 年,USB 3.0 规 范 发 布 USB 3.0 称 为 SuperSpeed USB, 其 速 度 比 高 速 USB 2.0 快 了 10 倍 SuperSpeed USB 可 以 向 下 兼 容 USB 2.0 设 备 USB 3.0 是 一 种 附 加 规 范, 与 USB 2.0 规 范 一 起 使 用, 而 不 是 代 替 USB 2.0 SuperSpeed USB 设 备 必 须 实 现 USB 2.0 设 备 框 架 命 令 和 描 述 符 设 备 设 备 集 线 器 设 备 设 备 设 备 设 备 设 备 设 备 图 14. USB 分 层 星 形 拓 扑 采 用 集 线 器, 扩 展 了 总 线 USB 实 现 者 论 坛 (USB-IF) 负 责 管 理 和 推 广 USB 标 准 和 USB 技 术 USB 规 范 可 以 参 阅 USB-IF 网 站 : www.usb.org 工 作 方 式 USB 配 置 采 用 一 个 主 控 制 器 带 1-127 台 设 备 USB 采 用 分 级 星 形 拓 扑, 选 配 多 个 集 线 器, 扩 展 了 总 线 ( 图 14) 主 机 是 唯 一 的 主 设 备, 控 制 着 所 有 总 线 业 务 主 机 发 起 到 各 个 设 备 的 所 有 通 信, 各 个 设 备 不 能 中 断 主 机 表 2 显 示 了 4 种 USB 速 度 高 速 设 备 先 以 全 速 开 始 操 作, 然 后 转 换 到 高 速 USB 2.0 总 线 的 速 度 受 到 与 主 控 制 器 相 连 的 速 度 最 低 的 设 备 限 制 SuperSpeed USB 使 用 两 个 主 控 制 器 : 一 个 用 于 SuperSpeed USB 设 备, 一 个 用 于 USB 2.0 设 备 与 USB 2.0 系 统 一 样, 包 括 USB 2.0 设 备 的 总 线 速 度 受 到 最 低 速 度 的 限 制 10 cn.tektronix.com.cn/oscilloscopes

调 试 嵌 入 式 系 统 设 计 中 的 串 行 总 线 主 控 制 器 主 控 制 器 A 连 接 器 源 端 管 道 设 备 地 址 0-127 端 点 0 数 据 接 收 端 接 收 端 管 道 USB 电 缆 5V D - D + Gnd 上 行 端 口 下 行 端 口 端 点 0 数 据 源 端 点 15 数 据 源 端 点 15 数 据 接 收 端 B 连 接 器 设 备 图 15. USB 端 点 是 设 备 的 数 据 源 和 数 据 接 收 端, 拥 有 到 应 用 软 件 的 逻 辑 管 道 图 16. USB 4 线 电 缆 在 上 行 端 口 采 用 A 连 接 器, 在 下 行 端 口 采 用 B 连 接 器 设 备 端 点 设 备 端 点 是 设 备 中 的 数 据 源 和 接 收 端 每 台 设 备 最 多 可 以 有 16 个 数 据 端 点 ( 图 15) 端 点 0 是 必 须 的, 主 机 使 用 它 与 设 备 通 信 管 道 是 主 机 中 的 应 用 软 件 与 设 备 端 点 之 间 的 逻 辑 连 接 枚 举 枚 举 是 开 机 或 设 备 热 插 拔 时 发 生 的 配 置 过 程 主 机 检 测 到 USB 总 线 上 存 在 设 备, 然 后 主 机 借 助 SETUP 令 牌 轮 询 设 备, 令 牌 使 用 地 址 0 和 端 点 0 然 后, 主 机 为 设 备 分 配 一 个 唯 一 的 地 址, 范 围 为 1-127 此 外, 主 机 还 识 别 设 备 速 度 和 数 据 传 送 类 型 在 枚 举 过 程 中, 会 确 定 设 备 的 种 类 设 备 种 类 定 义 设 备 的 功 能, 如 打 印 机 海 量 存 储 器 视 频 音 频 人 机 接 口 等 等 电 气 配 置 主 机 使 用 上 行 A 连 接 器, 设 备 使 用 下 行 B 连 接 器 每 个 连 接 器 有 三 个 版 本 : 标 准 型, 迷 你 型, 微 型 USB 2.0 电 缆 有 四 条 线, 如 图 16 所 示 两 条 线 用 来 从 主 机 供 电 :5 V 电 源 ( 红 线 ) 和 接 地 ( 黑 线 ) 这 些 连 接 器 的 设 计 是 先 连 接 电 源 引 脚 和 接 地 引 脚, 然 后 再 连 接 数 据 数 据 引 脚 主 机 提 供 100 ma - 500 ma 的 电 流, 并 拥 有 智 能 电 源 管 理 功 能 例 如, 可 以 由 主 机 或 集 线 器 监 测 为 设 备 提 供 的 电 源, 在 发 生 过 流 情 况 时 关 闭 电 源 cn.tektronix.com/oscilloscopes 11

应 用 指 南 USB 速 度 状 态 低 状 态 高 低 速 <0.3V >2.8V 全 速 <0.3V >2.8V 高 速 0 V±10% 400 mv±10% 表 3. 电 信 号 特 点 PID 类 型 PID 名 称 PID 令 牌 OUT 0001 IN 1001 SOF 0101 SETUP 1101 数 据 DATA0 0011 DATA1 1011 DATA2 0111 MDATA 1111 握 手 ACK 0010 NAK 1010 STALL 1110 NYET 0110 特 殊 PRE 1100 ERR 1100 SPLIT 1000 PING 0100 Reserved 0000 表 4. USB 数 据 包 类 型 差 分 双 绞 线 Data+ (D+ 绿 线 ) 和 Data-(D- 白 线 ) 用 于 使 用 主 机 控 制 的 半 双 工 差 分 信 令 实 现 双 向 通 信 表 3 列 出 了 信 号 电 平 总 线 采 用 DC 耦 合 在 没 有 连 接 设 备 时, 主 机 会 同 时 拉 低 D+ 和 D-, 这 称 为 单 端 零 (SE0) 状 态 在 设 备 连 接 到 USB 总 线 上 时, USB 总 线 电 压 会 拉 到 正 或 拉 到 负, 极 性 表 明 了 设 备 速 度 K J K J K J K K 图 17. 低 速 和 高 速 SYNC 字 段 在 J 空 闲 状 态 下, 低 速 设 备 会 拉 高 D-, 得 到 负 差 分 电 压 全 速 设 备 会 拉 高 D+, 得 到 正 差 分 电 压 K 状 态 与 J 状 态 相 反 数 据 使 用 非 归 零 反 向 (NRZI) 编 码 和 位 填 充 技 术, 保 证 跳 变 数 达 到 最 小 最 低 有 效 位 先 传 送, 最 高 有 效 位 后 传 送 数 据 包 数 据 包 是 USB 通 信 的 基 本 要 素 数 据 包 开 头 是 一 个 同 步 字 段, 后 面 是 数 据 包 标 识 符 数 据 包 标 识 符 后 面 没 有 字 段 或 者 有 其 它 字 段, 具 体 视 数 据 包 类 型 而 定 包 尾 字 段 结 束 数 据 包 从 J 空 闲 状 态 开 始, 对 低 速 和 全 速 USB, 数 据 包 开 头 是 一 个 8 位 同 步 (SYNC) 字 段 SYNC 是 3 KJ 对, 后 面 跟 着 两 个 Ks ( 图 17) 高 速 USB 的 SYNC 字 段 是 15 KJ 对 后 面 跟 着 两 个 K, 允 许 使 用 集 线 器 把 重 复 的 SYNC 字 段 减 少 到 5KJ 对, 后 面 跟 着 两 个 K 数 据 包 标 识 符 (PID) 是 第 二 个 数 据 包 字 节, 其 中 包 括 一 个 4 位 PID 及 其 4 位 PID 补 数, 用 来 校 验 错 误 在 第 一 个 PID 4 位 与 最 后 PID 4 位 补 数 不 匹 配 时, 会 发 生 PID 编 码 错 误 这 些 位 先 发 送 到 总 线 最 低 有 效 位 上, 最 后 发 送 到 最 高 有 效 位 上 PID 4 位 值 识 别 17 种 数 据 包, 如 表 4 所 示 注 意, 数 据 包 PRE 和 ERR 的 PID 代 码 相 同 数 据 包 类 型 分 为 令 牌 包 数 据 包 握 手 包 和 特 殊 包 包 尾 (EOP) 长 3 位 EOP 开 头 是 两 位 的 SE0, 结 尾 是 一 位 J 状 态 12 cn.tektronix.com.cn/oscilloscopes

调 试 嵌 入 式 系 统 设 计 中 的 串 行 总 线 Sync PID EOP Sync PID 11 位 地 址 5 位 CRC EOP 图 18. 握 手 包 的 组 织 结 构 图 19. OUT IN 和 SETUP 令 牌 包 的 组 织 结 构 Sync PID Data 16 位 CRC EOP Sync PID 5 位 CRC EOP 图 20. 数 据 包, 带 有 DATA0 或 DATA1 的 PID 图 21. 包 头 握 手 包 如 图 18 所 示, 握 手 包 由 Sync 字 节 PID 字 节 和 EOP 组 成, 如 确 认 的 数 据 包 (ACK) 和 否 认 的 数 据 包 (NAK) 令 牌 包 主 机 发 送 的 令 牌 包 由 SYNC 和 PID 组 成, 后 面 是 两 个 字 节, 其 中 包 括 一 个 11 位 地 址 和 5 位 循 冗 余 校 验 (CRC) ( 图 19) OUT IN 和 SETUP 令 牌 11 位 地 址 分 成 一 个 7 位 设 备 地 址 和 一 个 4 位 端 点 标 识 符 地 址 零 是 专 用 的, 用 于 在 枚 举 过 程 开 始 时 没 有 指 配 地 址 的 设 备 在 之 后 的 枚 举 过 程 中, 主 机 会 为 设 备 指 配 一 个 非 零 地 址 所 有 设 备 都 有 一 个 端 点 零 端 点 零 用 于 设 备 控 制 和 状 态 其 它 设 备 端 点 用 于 数 据 源 和 / 或 接 收 端 主 机 向 设 备 发 送 一 个 OUT 令 牌, 然 后 是 一 个 数 据 包 主 机 向 设 备 发 送 一 个 IN 令 牌, 预 计 会 从 设 备 收 到 一 个 数 据 包 或 握 手 包, 如 NAK 数 据 包 数 据 包 包 含 一 个 PID 字 节 多 个 数 据 字 节 和 16 位 CRC, 如 图 20 所 示 DATA0 和 DATA1 数 据 包 有 一 个 1 位 序 列 号, 用 来 停 止 和 等 待 自 动 重 复 请 求 握 手 DATA0 和 DATA1 数 据 包 在 无 差 错 传 输 中 交 替 在 发 生 传 输 错 误 时, 会 使 用 相 同 序 列 号 重 发 数 据 包 无 差 错 数 据 事 务 是 指 在 主 机 向 设 备 发 送 一 个 DATA0 数 据 包 时, 设 备 会 发 送 一 个 握 手 ACK 包, 然 后 主 机 发 送 一 个 DATA1 包 如 果 主 机 没 有 收 到 握 手 ACK 包 或 从 设 备 收 到 NAK, 那 么 它 会 重 发 DATA0 数 据 包 如 果 设 备 发 送 一 个 ACK 包, 收 到 拥 有 相 同 序 列 号 的 数 据 包, 那 么 设 备 会 确 认 数 据 包, 但 会 作 为 重 复 数 据 而 忽 略 数 据 帧 头 如 图 21 所 示, 帧 头 (SOF) 包 用 来 同 步 异 步 数 据 和 被 轮 询 的 数 据 流 在 每 个 连 续 SOF 中,11 位 帧 号 会 递 增 1 cn.tektronix.com/oscilloscopes 13

应 用 指 南 例 如, 通 过 查 看 存 储 器 设 备 是 否 对 来 自 存 储 器 设 备 的 数 据 IN 令 牌 请 求 应 答 NAK, 可 以 检 查 全 速 存 储 器 设 备 的 数 据 时 延 性 能 TDP1000 差 分 探 头 用 来 探 测 计 算 机 与 USB 存 储 器 设 备 之 间 的 USB 延 伸 电 缆 在 把 探 头 连 接 到 电 缆 上 时, 我 们 使 用 探 头 上 的 TDP1000 菜 单 按 钮,AutoZero ( 自 动 清 零 ) 探 头 的 4.25 V 范 围 图 22. 全 速 存 储 器 设 备 对 光 标 A 处 主 机 第 一 个 IN 令 牌 请 求 应 答 NAK 处 理 USB 2.0 DPO4USB 和 SR-USB 应 用 软 件 可 以 在 部 分 泰 克 示 波 器 上 支 持 USB 串 行 触 发 和 分 析 对 低 速 和 全 速 USB, 所 有 示 波 器 型 号 都 提 供 了 触 发 解 码 和 搜 索 支 持 对 高 速 USB, 要 求 1 GHz 型 号 示 波 器, 以 利 用 DPO4USB 和 SR-USB 提 供 的 触 发 解 码 和 搜 索 功 能 为 定 义 USB 总 线, 我 们 进 入 总 线 菜 单, 从 支 持 的 标 准 列 表 中 选 择 USB 然 后, 我 们 从 左 到 右 使 用 设 置 按 钮, 定 义 总 线 的 各 个 参 数 : 速 度 源 通 道 探 头 类 型 和 门 限 本 例 中 使 用 全 速 预 置 1.4 V 和 -1.4 V 门 限 首 先, 我 可 以 触 发 SETUP 令 牌, 检 查 枚 举 过 程 在 枚 举 后, 我 们 可 以 触 发 帧 头 (SOF) 包, 检 查 J 空 闲 状 态 是 否 为 正 或 测 量 SOF SYNC 字 段 的 位 宽 度, 检 验 速 度, 检 查 帧 头 (SOF) 包 然 后, 我 们 可 以 配 置 示 波 器, 触 发 NAK 令 牌, 然 后 把 示 波 器 置 入 Single 采 集 模 式 然 后, 我 们 可 以 从 存 储 器 设 备 发 出 计 算 机 请 求 数 据 如 果 存 储 器 设 备 准 备 传 送 数 据, 示 波 器 将 不 会 触 发 但 是, 如 果 存 储 器 设 备 没 有 准 备 传 送 数 据, 那 么 它 将 发 送 一 个 NAK, 应 答 计 算 机 主 机 IN 令 牌, 示 波 器 将 触 发 NAK 图 22 说 明 了 NAK 采 集 14 cn.tektronix.com.cn/oscilloscopes

调 试 嵌 入 式 系 统 设 计 中 的 串 行 总 线 提 供 的 USB 触 发 功 能 包 括 : 图 23. 使 用 配 有 选 项 SR-USB 的 MSO5024 上 的 串 行 触 发 功 能 捕 获 的 解 码 后 的 高 速 USB 2.0 波 形 我 们 还 可 以 复 制 示 波 器 触 发 设 置, 作 为 Wave Inspector 的 搜 索 指 标 Wave Inspector 将 搜 索 整 个 采 集, 查 找 NAK 的 每 个 例 程 在 本 例 中,Wave Inspector 找 到 11 个 NAK 第 一 个 NAK 在 触 发 位 置, 其 它 10 个 NAK 在 触 发 后 所 有 NAK 都 是 对 重 发 IN 令 牌 的 计 算 机 主 机 作 出 的 应 答 通 过 使 用 Wave Inspector next 和 previous 前 面 板 按 钮, 跳 到 每 个 标 明 的 NAK, 可 以 简 便 地 查 看 每 个 NAK 同 步 复 位 暂 停 恢 复 包 尾 (EOP) 令 牌 ( 地 址 ) 包 - SETUP, IN, OUT 和 SOF 数 据 包 - 任 意 数 据 值, DATA0, DATA1, DATA2 或 MDATA - 数 据 匹 配, 支 持 最 多 16 个 数 据 字 节 的 码 型 握 手 包 - 任 意 握 手 值, 或 ACK, NAK, STALL, 或 NYET 专 用 包 - Reserved, PRE, 或 PRE, ERR, SPLIT, 或 PING 错 误 类 型 包 括 PID 校 验 位, 令 牌 CRC5, 数 据 CRC16 和 位 填 充 Wave Inspector 还 可 以 搜 索 触 发 使 用 的 所 有 相 同 指 标 通 过 泰 克 示 波 器, 您 可 以 简 便 地 捕 获 和 分 析 USB 2.0 信 号 协 议 和 数 据, 然 后 把 它 们 与 其 它 模 拟 信 号 和 数 字 信 号 关 联 起 来, 使 您 能 够 全 面 了 解 设 计 特 点 cn.tektronix.com/oscilloscopes 15

应 用 指 南 数 据 + 帧 校 验 类 型 前 置 码 帧 头 分 界 符 目 的 地 址 源 地 址 长 度 / 类 型 填 充 位 顺 序 字 节 7 1 6 6 2 46-1500 4 图 24. IEEE 802.3 标 准 以 太 网 帧 格 式 以 太 网 背 景 以 太 网 是 局 域 网 (LAN) 使 用 的 一 系 列 基 于 帧 的 计 算 机 网 络 技 术, 最 初 是 施 乐 PARC 于 20 世 纪 70 年 代 开 发 的 电 气 和 电 子 工 程 师 学 会 (IEEE) 在 1980 年 出 版 了 第 一 个 草 议 标 准 IEEE 802.3 CSMA/CD 于 1982 年 获 批, 国 际 ISO/IEEE 802.3 标 准 于 1984 年 获 批 工 作 方 式 两 种 最 常 用 的 以 太 网 版 本 是 大 多 数 个 人 电 脑 上 使 用 的 10BASE-T 和 100BASE-TX 前 面 的 数 字 表 示 以 Mb/ s 为 单 位 的 数 据 速 率 BASE 表 示 信 号 是 基 带 信 号, 因 此 没 有 RF 信 号 调 制 T 表 示 网 络 节 点 之 间 使 用 的 局 域 网 电 缆 中 的 双 绞 线 10BASE-T 和 100BASE-TX 的 流 行 及 硬 件 实 现 成 本 不 断 下 降, 使 得 越 来 越 多 的 嵌 入 式 系 统 设 计 采 用 以 太 网 技 术 以 太 网 提 供 了 基 于 分 组 的 对 等 通 信, 实 现 直 接 点 到 点 通 信 在 物 理 层,10BASE-T 和 100BASE-TX 信 号 传 送 地 址 信 息 控 制 信 息 数 据 信 息 和 时 钟 信 息 数 据 按 数 据 字 节 顺 序 传 送, 称 为 数 据 包 以 太 网 数 据 包 可 以 在 内 部 承 载 其 它 更 高 级 的 协 议 数 据 包 例 如, 以 太 网 数 据 包 可 以 包 含 互 联 网 协 议 (IP) 数 据 包,IP 数 据 包 又 可 以 包 含 传 送 控 制 协 议 (TCP) 数 据 包 这 种 复 杂 的 信 号 使 得 分 析 10BASE-T 和 100BASE-TX 波 形 时 很 难 隔 离 关 心 的 事 件 IEEE 802.3 标 准 规 定 了 以 太 网 数 据 帧 格 式, 其 中 包 含 多 个 字 段, 如 图 24 所 示 前 置 码 长 7 个 字 节, 由 同 步 使 用 的 1 和 0 交 替 的 码 型 组 成 起 始 帧 分 界 符 长 一 个 字 节, 包 括 交 替 的 1 和 0, 但 末 尾 是 两 个 1 目 的 和 源 介 质 访 问 控 制 (MAC) 地 址 都 长 6 个 字 节, 从 最 有 效 位 到 最 无 效 位 顺 序 传 送 每 个 以 太 网 节 点 被 分 配 一 个 唯 一 的 MAC 地 址, 用 来 指 定 每 个 数 据 包 的 目 的 地 址 和 源 地 址 这 样, 它 构 成 了 大 多 数 链 路 层 (OSI 第 二 层 2) 网 络 的 基 础, 上 层 协 议 依 赖 链 路 层, 生 成 复 杂 的 运 行 网 络 长 度 / 类 型 字 段 是 一 个 长 两 字 节 的 值 如 果 长 度 / 类 型 的 十 进 制 值 1500, 那 么 它 表 示 数 据 字 段 中 的 数 据 字 节 数 如 果 长 度 / 类 型 值 >1536 (0x0600), 那 么 它 是 一 个 EtherType 值, 指 明 了 以 太 网 帧 净 荷 中 封 装 的 协 议 ( 例 如,IPv4 的 EtherType 设 置 成 0x0800) 数 据 包 包 含 46-1500 个 字 节 如 果 数 据 长 度 小 于 46 个 字 节, 那 么 数 据 字 段 将 填 充 到 长 46 个 字 节 帧 校 验 顺 序 是 32 位 循 环 冗 余 校 验 (CRC), 在 目 的 地 址 源 地 址 长 度 / 类 型 和 数 据 字 段 中 提 供 了 错 误 校 验 功 能 最 后, 在 发 送 每 个 帧 后, 发 射 机 必 须 发 送 最 低 12 个 字 节 的 空 闲 字 符, 然 后 才 能 传 送 下 一 个 帧, 或 者 发 射 机 必 须 通 过 反 确 认 发 送 启 用 信 号, 保 持 空 闲 状 态 同 等 数 量 的 时 间 16 cn.tektronix.com.cn/oscilloscopes

调 试 嵌 入 式 系 统 设 计 中 的 串 行 总 线 示 波 器 可 以 触 发 以 太 网 数 据 包 内 容, 如 起 始 帧 分 界 符 MAC 地 址 MAC 长 度 / 类 型 MAC 客 户 端 数 据 Q 标 记 控 制 信 息 IP 包 头 TCP 包 头 TCP/IPv4 客 户 端 数 据 包 尾 空 闲 ( 仅 适 用 于 100BASETX 和 DPO4ENET) 和 FCS (CRC) 错 误 解 码 后 的 显 示 画 面 为 构 成 10BASE-T 和 100BASE-TX 的 各 个 信 号 提 供 了 更 高 级 的 综 合 视 图, 可 以 简 便 地 识 别 数 据 包 开 始 位 置 和 结 束 位 置, 识 别 子 数 据 包 成 分, 如 前 置 码 SFD MAC 地 址 数 据 FCS 错 误 等 等 总 线 上 每 个 数 据 包 都 被 解 码, 取 值 可 以 在 总 线 波 形 中 用 十 六 进 制 二 进 制 或 ASCII 显 示 图 25. 10BASE-T 解 码 显 示 画 面 处 理 以 太 网 以 太 网 正 广 泛 用 于 当 前 嵌 入 式 设 计 中 通 过 在 物 理 层 和 协 议 层 分 析 以 太 网 业 务, 可 以 了 解 嵌 入 式 设 计 其 它 子 系 统 的 运 行 情 况 但 是, 一 个 差 分 以 太 网 信 号 中 包 含 着 地 址 信 息 控 制 信 息 数 据 信 息 和 时 钟 信 息, 很 难 隔 离 关 心 的 事 件 DPO4ENET 和 SR-ENET 以 太 网 串 行 触 发 和 分 析 应 用 模 块 把 部 分 泰 克 示 波 器 转 换 成 强 大 的 工 具, 支 持 自 动 触 发 解 码 和 搜 索, 可 以 调 试 基 于 10BASE-T 和 100BASE-TX 的 系 统 除 查 看 总 线 波 形 本 身 上 解 码 后 的 数 据 包 数 据 外, 您 可 以 以 表 格 方 式 查 看 捕 获 的 所 有 数 据 包, 这 在 很 大 程 度 上 与 软 件 列 表 的 查 看 方 式 类 似 数 据 包 带 有 时 间 标 记, 连 续 列 出 每 个 成 分 栏 ( 时 间 目 的 地 址 源 地 址 长 度 数 据 FCS/CRC 错 误 ) 串 行 触 发 特 别 适 合 隔 离 关 心 的 事 件, 但 在 捕 获 事 件 后, 需 要 分 析 周 围 数 据 时, 您 该 怎 么 办 呢? DPO4ENET 和 SR-ENET 应 用 模 块 使 得 Wave Inspector 能 够 自 动 搜 索 采 集 的 数 据, 查 找 用 户 自 定 义 标 准, 如 串 行 数 据 包 内 容 每 个 发 生 时 点 都 用 搜 索 标 记 突 出 显 示 您 只 需 按 示 波 器 前 面 板 上 的 Previous ( ) 和 Next ( ) 按 钮, 就 可 以 在 不 同 标 记 之 间 快 速 移 动 cn.tektronix.com/oscilloscopes 17

应 用 指 南 RS-232 背 景 知 识 RS-232 是 近 距 离 的 两 台 设 备 之 间 进 行 串 行 通 信 广 泛 使 用 的 标 准, 它 主 要 用 于 PC 串 行 端 口, 另 外 也 用 于 嵌 入 式 系 统, 作 为 调 试 端 口 使 用 或 连 接 两 台 设 备 RS-232-C 标 准 于 1969 年 问 世, 之 后 标 准 修 订 了 两 次, 但 变 化 很 小, 其 信 号 能 够 与 RS-232-C 互 通 业 内 还 有 几 个 相 关 标 准, 如 RS-422 和 RS-485, 这 些 标 准 类 似, 但 使 用 差 分 信 令 在 远 距 离 内 通 信 工 作 方 式 两 台 设 备 称 为 DTE ( 数 据 终 端 设 备 ) 和 DCE ( 数 据 电 路 端 接 设 备 ) 在 某 些 应 用 中,DTE 设 备 控 制 着 DCE 设 备 ; 在 其 它 应 用 中, 这 两 台 设 备 是 对 等 的,DTE 和 DCE 之 间 的 区 别 可 以 是 任 意 的 RS-232 标 准 规 定 了 各 种 各 样 的 信 号, 许 多 信 号 并 不 常 用 两 个 最 重 要 的 信 号 是 发 送 的 数 据 (Tx) 和 接 收 的 数 据 (Rx) Tx 把 数 据 从 DTE 传 送 到 DCE DTE 设 备 的 Tx 线 路 是 DCE 设 备 的 Rx 线 路 类 似 的,Rx 把 数 据 从 DCE 传 送 到 DTE RS-232 标 准 没 有 规 定 使 用 哪 些 连 接 器 最 常 用 的 连 接 器 是 25 针 连 接 器 和 9 针 连 接 器 也 可 以 使 用 10 针 8 针 或 6 针 连 接 器 还 可 以 在 不 使 用 标 准 连 接 器 的 情 况 下, 把 同 一 块 电 路 板 上 的 两 台 RS-232 设 备 连 接 起 来 信 号 缩 写 针 脚 Carrier Detect ( 载 波 检 测 ) DCD 1 Received Data ( 接 收 的 数 据 ) Rx 2 Transmitted Data ( 发 送 的 数 据 ) Tx 3 Data Terminal Ready ( 数 据 端 子 就 绪 ) DTR 4 Common Ground ( 公 共 接 地 ) G 5 Data Set Ready ( 数 据 集 就 绪 ) DSR 6 Request to Send ( 请 求 发 送 ) RTS 7 Clear to Send ( 清 除 发 送 ) CTS 8 Ring Indicator ( 振 铃 指 示 符 ) RI 9 表 5. 常 用 的 RS-232 连 接 器 针 脚 输 出 在 连 接 两 台 RS-232 设 备 时, 通 常 要 求 零 讯 号 调 制 器 这 种 设 备 交 换 多 条 线 路, 包 括 Tx 和 Rx 线 路 通 过 这 种 方 式, 每 台 设 备 可 以 在 Tx 线 路 上 发 送 数 据, 在 Rx 线 路 上 接 收 数 据 表 5 显 示 了 RS-232 信 号 常 用 的 9 针 连 接 器 使 用 的 针 脚 输 出 记 住, 如 果 信 号 已 经 传 过 零 讯 号 调 制 解 调 器, 那 么 许 多 信 号 将 被 交 换 最 重 要 的 是, 将 交 换 Tx 和 Rx 在 探 测 RS-232 信 号 时, 通 常 要 使 用 接 续 盒 这 种 设 备 允 许 简 便 地 探 测 RS-232 电 缆 内 部 的 信 号 接 续 盒 成 本 低, 可 以 从 电 子 器 件 经 销 商 处 购 买 18 cn.tektronix.com.cn/oscilloscopes

调 试 嵌 入 式 系 统 设 计 中 的 串 行 总 线 开 始 数 据 0 数 据 1 数 据 2 数 据 3 数 据 4 数 据 5 数 据 6 数 据 7 奇 偶 性 停 止 ( 可 选 ) ( 可 选 ) 1 位 1 位 1 位 1 位 1 位 1 位 1 位 1 位 1 位 1 位 1-2 位 图 26. RS-232 字 节 结 构 RS-232 标 准 没 有 规 定 通 过 总 线 传 送 的 内 容 ASCII 文 本 是 最 常 见 的 内 容, 但 也 使 用 二 进 制 数 据 数 据 通 常 会 划 分 成 数 据 包 在 ASCII 文 本 中, 数 据 包 最 后 通 常 带 有 新 行 符 或 回 车 符 在 二 进 制 数 据 中, 通 常 使 用 其 它 值, 如 00 或 FF 十 六 进 制 设 备 通 常 使 用 通 用 异 步 接 收 机 / 发 射 机 (UART) 实 现 RS-232 UART 在 市 面 上 流 行 的 部 件 中 广 泛 使 用 UART 采 用 位 移 寄 存 器, 把 一 个 数 据 字 节 转 换 成 串 行 流, 反 之 亦 然 在 嵌 入 式 设 计 中,UART 还 直 接 通 信, 而 不 需 使 用 RS-232 收 发 机 图 26 显 示 了 RS-232 数 据 的 一 个 字 节 这 个 字 节 由 下 述 位 组 成 : 开 始 位 - 字 节 的 开 头 是 一 个 开 始 位 数 据 位 - 后 面 跟 着 多 个 数 据 位 最 常 见 的 是 8 个 数 据 位, 某 些 应 用 使 用 7 个 数 据 位 即 使 在 只 传 送 7 个 位 时, 数 据 通 常 也 会 非 正 式 地 称 为 一 个 字 节 在 UART 到 UART 通 信 中, 有 时 会 使 用 9 位 数 据 字 奇 偶 性 - 一 个 可 选 的 奇 偶 性 位 结 束 位 -1 个 1.5 个 或 2 个 结 束 位 RS-232 总 线 没 有 时 钟 线 路 每 台 设 备 使 用 自 己 的 时 钟, 确 定 什 么 时 候 对 数 据 线 路 采 样 在 许 多 设 计 中, UART 使 用 Tx 和 Rx 信 号 的 上 升 沿, 把 自 己 的 时 钟 与 其 它 设 备 的 时 钟 同 步 起 来 cn.tektronix.com/oscilloscopes 19

应 用 指 南 处 理 RS-232 DPOxCOMP 应 用 模 块 或 SR-COMP 应 用 软 件 支 持 串 行 触 发 和 分 析 RS-232 总 线 您 可 以 在 示 波 器 上 方 便 地 查 看 RS-232 RS-422 RS-485 或 UART 数 据, 而 不 需 连 接 PC 或 专 用 解 码 器 图 27. RS-232 总 线 设 置 菜 单 通 过 使 用 前 面 板 总 线 按 钮, 我 们 可 以 输 入 基 本 参 数, 如 使 用 的 通 道 位 速 率 和 奇 偶 性, 定 义 RS-232 总 线 ( 参 见 图 27) 在 本 例 中, 我 们 选 择 了 ASCII 解 码 ; 示 波 器 还 以 二 进 制 或 十 六 进 制 方 式 显 示 RS-232 数 据 想 象 一 下 您 有 一 台 设 备 轮 询 传 感 器, 请 求 通 过 RS- 232 总 线 传 送 数 据 传 感 器 没 有 对 数 据 请 求 作 出 应 答 您 想 确 定 传 感 器 是 不 是 没 有 收 到 请 求, 或 者 是 不 是 收 到 请 求 但 忽 略 了 请 求 首 先, 探 测 Tx 和 Rx 线 路, 在 示 波 器 上 设 置 一 条 总 线 然 后 把 示 波 器 设 置 成 在 通 过 Tx 线 路 发 送 数 据 请 求 时 触 发 采 集 触 发 后 的 采 集 如 图 28 所 示 在 这 里, 我 们 可 以 看 到 数 字 通 道 1 上 的 Tx 线 路 及 数 字 通 道 0 上 的 Rx 线 路 但 是, 我 们 更 关 心 解 码 的 数 据, 其 显 示 在 原 始 波 形 上 方 我 们 放 大 查 看 传 感 器 的 响 应 概 况 显 示 了 Tx 线 路 上 的 请 求 及 Rx 线 路 上 的 响 应 光 标 显 示 在 请 求 结 束 后 大 约 37ms 时 发 出 回 复 提 高 控 制 器 的 超 时 可 以 解 决 这 个 问 题, 因 为 它 为 传 感 器 回 复 提 供 了 足 够 的 时 间 图 28. 测 量 两 条 RS-232 总 线 上 的 消 息 时 延 示 波 器 的 RS-232 触 发 包 括 下 述 功 能 : Tx 开 始 位 - 在 表 明 字 节 开 始 的 位 上 触 发 Tx 数 据 包 尾 - 在 数 据 包 最 后 一 个 字 节 上 触 发 数 据 包 可 以 以 某 个 字 节 结 尾 : 零 (00 十 六 进 制 ), 换 行 (0A 十 六 进 制 ), 回 车 (0D 十 六 进 制 ), 空 格 (20 十 六 进 制 ) 或 FF 十 六 进 制 Tx 数 据 - 触 发 最 多 10 个 字 节 的 用 户 指 定 数 据 值 Rx 开 始 位 Rx 数 据 包 尾 和 Rx 数 据 - 这 些 与 Tx 触 发 类 似, 但 发 生 在 Rx 线 路 上 通 过 泰 克 示 波 器, 可 以 简 便 地 查 看 RS-232 信 号, 分 析 信 号, 把 这 些 信 号 与 设 备 中 的 其 它 活 动 关 联 起 来 20 cn.tektronix.com.cn/oscilloscopes

调 试 嵌 入 式 系 统 设 计 中 的 串 行 总 线 CAN 背 景 知 识 CAN ( 控 制 器 区 域 网 ) 总 线 是 博 世 公 司 在 20 世 纪 80 年 代 专 门 研 制 的 一 种 分 层 串 行 数 据 通 信 协 议, 以 在 电 气 噪 声 环 境 中 作 为 设 备 之 间 的 通 信 总 线 1992 年, 梅 塞 德 兹 - 奔 驰 率 先 在 其 汽 车 系 统 中 采 用 CAN 今 天, 每 个 汽 车 制 造 商 都 在 使 用 CAN 控 制 器 和 网 络, 控 制 汽 车 中 的 各 种 设 备 业 内 研 制 了 一 种 更 新 的 成 本 更 低 的 总 线, 称 为 LIN( 后 面 将 对 此 讨 论 ), 以 满 足 不 需 要 CAN 总 线 那 么 高 的 成 本 通 用 性 和 速 度 的 应 用 需 求 LIN 在 许 多 应 用 中 已 经 取 代 了 CAN, 但 CAN 仍 是 引 擎 定 时 控 制 防 抱 死 刹 车 系 统 和 传 动 系 控 制 等 使 用 的 主 要 总 线 由 于 能 够 容 忍 电 气 噪 声 减 少 连 线 校 验 错 误 及 高 速 传 送 速 率,CAN 正 迅 速 扩 展 到 其 它 应 用 中, 如 工 业 控 制 舰 队 医 疗 航 空 等 领 域 工 作 方 式 CAN 总 线 是 一 种 平 衡 的 ( 差 分 ) 2 线 接 口, 在 屏 蔽 双 绞 线 (STP) 非 屏 蔽 双 绞 线 (UTP) 或 带 状 电 缆 上 运 行 每 个 节 点 使 用 公 头 9 针 连 接 器 非 归 零 (NRZ) 位 编 码 与 位 填 充 一 起 使 用, 保 证 紧 凑 的 消 息 及 最 小 的 转 换 数 量 和 高 抗 噪 声 能 力 CAN 总 线 接 口 采 用 异 步 传 输 方 案, 在 总 线 空 闲 时 每 个 节 点 可 以 开 始 传 送 信 息 消 息 广 播 到 网 络 上 的 所 有 节 点 在 多 个 节 点 同 时 发 起 消 息 时, 位 仲 裁 用 来 确 定 哪 条 消 息 的 优 先 权 较 高 消 息 可 以 是 四 种 类 型 中 的 一 种 : 数 据 帧 远 程 传 输 请 求 (RTR) 帧 错 帧 或 过 载 帧 总 线 上 检 测 到 错 误 的 任 何 节 点 会 传 输 一 个 错 帧, 导 致 总 线 上 所 有 节 点 能 够 看 到 当 前 消 息 不 完 整, 传 输 节 点 会 重 新 发 送 消 息 接 收 设 备 发 起 过 载 帧, 表 明 还 没 有 准 备 好 接 收 数 据 数 据 帧 用 来 传 输 数 SOF 1 位 仲 裁 字 段 11 位 ( 标 准 ID) 29 位 ( 外 部 ID) 控 制 字 段 6 位 图 29. CAN 数 据 / 远 程 帧 数 据 字 段 CRC 字 段 0-8 字 节 16 位 EOF 7 位 ACK 2 位 INT 3 位 据, 远 程 帧 由 用 来 请 求 数 据 数 据 帧 和 远 程 帧 由 每 个 帧 开 头 和 结 束 的 开 始 位 和 停 止 位 控 制, 包 括 下 述 字 段 : 仲 裁 字 段 控 制 字 段 数 据 字 段 CRC 字 段 和 ACK 字 段, 如 图 29 所 示 SOF - 帧 以 帧 头 (SOF) 位 开 始 仲 裁 - 仲 裁 字 段 包 括 标 识 符 ( 地 址 ) 和 远 程 传 输 请 求 (RTR) 位, 用 来 区 分 数 据 帧 和 数 据 请 求 帧, 其 也 称 为 远 程 帧 标 识 符 可 以 采 取 标 准 格 式 (11 位 - 2.0A 版 ) 或 扩 展 格 式 (29 位 - 2.0B 版 ) 控 制 - 控 制 字 段 由 6 个 位 组 成, 包 括 标 识 符 扩 展 (IDE) 位, 它 区 分 CAN 2.0A (11 位 标 识 符 ) 标 准 帧 和 CAN 2.0B (29 位 标 识 符 ) 扩 展 帧 控 制 字 段 还 包 括 数 据 长 度 代 码 (DLC) DLC 长 4 位, 表 明 数 据 帧 中 数 据 字 段 的 字 节 数 或 远 程 帧 请 求 的 字 节 数 数 据 - 数 据 字 段 由 0-8 个 数 据 字 节 组 成 CRC - 15 位 循 环 冗 余 校 验 代 码 和 隐 性 分 隔 符 位 ACK - 确 认 字 段 长 两 位 第 一 个 位 是 时 隙 位, 作 为 隐 性 位 传 输, 但 之 后 被 成 功 地 收 到 传 输 消 息 的 任 何 节 点 传 送 的 显 性 位 覆 盖 第 二 个 位 是 是 隐 性 分 隔 符 位 EOF - 七 个 隐 性 位, 表 明 帧 尾 (EOF) cn.tektronix.com/oscilloscopes 21

应 用 指 南 三 个 隐 性 位 的 间 断 (INT) 字 段 表 明 总 线 空 闲 总 线 空 闲 时 间 可 以 是 任 意 长 度, 包 括 零 它 定 义 了 大 量 的 不 同 数 据 速 率, 最 高 数 据 速 率 为 1Mb/s, 最 低 数 据 速 率 为 5kb/s 所 有 模 块 必 须 支 持 至 少 20kb/s 的 速 率 电 缆 长 度 取 决 于 使 用 的 数 据 速 率 正 常 情 况 下, 系 统 中 所 有 设 备 都 以 统 一 的 固 定 位 速 率 传 送 信 息 最 大 线 路 长 度 在 低 速 时 可 以 达 到 几 千 米 ; 典 型 情 况 是 1Mb/s 时 40 米 在 电 缆 每 端 使 用 端 接 电 阻 器 处 理 CAN DPOxAUTO 和 DPO4AUTOMAX 串 行 触 发 和 分 析 应 用 模 块 和 SR-AUTO 应 用 软 件 可 以 对 CAN 总 线 实 现 类 似 的 触 发 和 分 析 功 能 ( 选 项 VNM 还 支 持 CAN 解 码, 选 项 LSA 支 持 在 某 些 示 波 器 上 进 行 CAN 触 发 和 解 码 ) 我 们 可 以 使 用 前 面 板 Bus 按 钮, 简 单 地 输 入 总 线 的 基 本 参 数, 包 括 探 测 的 CAN 信 号 类 型 及 位 于 哪 条 通 道 上 位 速 率 门 限 和 样 点 ( 位 时 间 的 百 分 比 ), 来 定 义 CAN 总 线, 参 见 图 30 想 象 一 下 您 需 要 进 行 相 关 定 时 测 量, 确 定 从 司 机 在 司 机 车 门 仪 表 板 上 按 下 摇 车 窗 开 关 开 始 到 车 窗 实 际 开 始 移 动 之 间 的 时 延 通 过 指 定 司 机 车 门 中 CAN 模 块 的 ID 及 与 摇 下 车 窗 命 令 有 关 的 数 据, 您 可 以 触 发 采 集 正 在 查 找 的 数 据 帧 通 过 同 时 探 测 司 机 车 门 的 下 摇 车 窗 开 关 及 车 门 中 的 马 达 驱 动, 可 以 非 常 简 便 地 完 成 这 一 定 时 测 量, 如 图 31 所 示 图 30. CAN 总 线 设 置 菜 单 图 31. 触 发 CAN 总 线 上 的 特 定 标 识 符 和 数 据, 解 码 采 集 中 的 所 有 消 息 图 中 的 白 三 角 形 是 我 们 放 在 波 形 上 作 为 参 考 点 的 标 记 通 过 简 单 地 按 示 波 器 前 面 板 上 Set/Clear Mark ( 设 置 / 清 除 标 记 ) 按 钮, 可 以 在 屏 幕 中 增 加 或 从 屏 幕 中 删 除 标 记 按 前 面 板 上 的 Previous 和 Next 按 钮, 缩 放 窗 口 从 一 个 标 记 跳 到 另 一 个 标 记, 从 而 可 以 简 便 地 在 采 集 中 关 心 的 事 件 之 间 导 航 22 cn.tektronix.com.cn/oscilloscopes

调 试 嵌 入 式 系 统 设 计 中 的 串 行 总 线 现 在 想 象 一 下, 如 果 没 有 这 些 功 能 会 怎 样 执 行 这 一 任 务 如 果 没 有 CAN 触 发 功 能, 您 将 不 得 不 触 发 开 关 本 身, 捕 获 时 间 窗 口 足 够 长 的 活 动, 然 后 在 CAN 总 线 上 逐 帧 手 动 解 码, 直 到 最 终 找 到 适 当 的 帧 以 前 需 要 几 十 分 钟 或 几 个 小 时 完 成 的 工 作, 现 在 只 需 要 一 会 儿 就 可 以 完 成 示 波 器 强 大 的 CAN 触 发 功 能 包 括 下 述 类 型 : 帧 头 - 触 发 SOF 字 段 帧 类 型 - 选 项 有 数 据 帧, 远 程 帧, 错 帧 和 过 载 帧 标 识 符 - 使 用 读 / 写 判 定 触 发 特 定 的 11 位 或 29 位 标 识 符 数 据 - 触 发 1-8 字 节 用 户 指 定 的 数 据 Missing Ack - 在 接 收 设 备 没 有 提 供 确 认 时 触 发 帧 尾 - 触 发 EOF 字 段 这 些 触 发 类 型 可 以 轻 松 隔 离 CAN 总 线 上 查 找 的 几 乎 任 何 项 目 但 触 发 只 是 开 始 调 试 通 常 要 求 检 查 触 发 前 和 触 发 后 的 消 息 内 容 可 以 通 过 事 件 表 简 单 地 查 看 一 次 采 集 中 的 多 个 消 息 的 内 容, 如 图 32 所 示 图 32. CAN 事 件 表 事 件 表 以 带 时 戳 的 表 格 形 式 显 示 了 采 集 中 每 条 消 息 解 码 的 消 息 内 容 它 不 仅 可 以 简 便 地 查 看 总 线 上 的 所 有 业 务, 还 可 以 简 便 地 在 消 息 之 间 进 行 定 时 测 量 事 件 表 还 可 以 用 于 示 波 器 支 持 的 所 有 总 线 类 型 cn.tektronix.com/oscilloscopes 23

应 用 指 南 帧 响 应 空 格 包 头 响 应 中 断 字 段 同 步 字 段 标 识 符 字 段 数 据 1 数 据 2 数 据 N 校 验 和 字 段 图 33. LIN 帧 的 结 构 LIN 背 景 知 识 本 地 互 连 网 络 (LIN) 总 线 是 LIN 联 盟 在 1999 年 开 发 的, 在 不 需 要 CAN 总 线 那 么 高 的 成 本 通 用 性 和 速 度 的 应 用 中, 作 为 CAN 总 线 的 低 成 本 替 代 方 案 这 些 应 用 一 般 包 括 智 能 传 感 器 和 制 动 器 之 间 的 通 信, 如 车 窗 控 制 门 锁 雨 水 传 感 器 雨 刷 控 制 气 候 控 制 等 等 但 是, 由 于 能 够 容 忍 电 气 噪 声 错 误 检 测 功 能 及 高 速 数 据 传 送,CAN 目 前 仍 用 于 引 擎 定 时 控 制 防 抱 死 刹 车 系 统 传 动 系 控 制 等 应 用 中 工 作 方 式 LIN 总 线 是 一 种 基 于 增 强 ISO9141 标 准 的 低 成 本 单 线 实 现 方 案 LIN 网 络 有 一 个 主 设 备, 有 一 个 或 多 个 从 设 备 所 有 消 息 都 由 主 设 备 发 起, 每 条 消 息 只 有 一 个 从 设 备 作 出 响 应, 因 此 不 象 CAN 那 样 需 要 碰 撞 检 测 和 仲 裁 功 能 通 信 基 于 UART/SCI, 数 据 在 8 位 字 节 中 与 开 始 位 结 束 位 和 非 奇 偶 性 位 一 起 传 送 数 据 速 率 在 1kb/s - 20kb/s 之 间, 尽 管 听 起 来 很 慢, 但 它 适 合 许 多 预 计 的 应 用, 使 EMI 达 到 最 小 LIN 总 线 总 是 处 于 两 种 状 态 中 的 一 种 状 态 : 活 动 状 态 或 睡 眠 状 态 在 活 动 状 态 下, 总 线 上 所 有 节 点 是 醒 着 的, 收 听 相 关 的 总 线 命 令 通 过 使 用 主 设 备 签 发 Sleep Frame( 睡 眠 帧 ), 或 总 线 不 活 动 时 间 长 于 预 先 确 定 的 时 间, 可 以 使 总 线 上 的 节 点 进 入 睡 眠 状 态 然 后 在 任 何 节 点 请 求 唤 醒 或 主 设 备 签 发 中 断 字 段 时, 总 线 会 被 唤 醒 LIN 帧 由 两 个 主 要 部 分 组 成 : 包 头 和 响 应 包 头 由 主 设 备 发 出, 响 应 则 由 从 设 备 发 出 包 头 和 响 应 都 有 自 己 的 构 成, 如 图 33 所 示 24 cn.tektronix.com.cn/oscilloscopes

调 试 嵌 入 式 系 统 设 计 中 的 串 行 总 线 包 头 构 成 : 中 断 字 段 - 中 断 字 段 用 来 表 明 新 帧 的 开 头 它 激 活 和 命 令 所 有 从 设 备 接 听 包 头 的 其 余 部 分 同 步 字 段 - 从 设 备 使 用 同 步 字 段 确 定 主 节 点 使 用 的 波 特 率, 相 应 地 进 行 同 步 标 识 符 字 段 - 标 识 符 指 明 哪 台 从 设 备 采 取 行 动 响 应 构 成 : 数 据 - 指 定 的 从 设 备 应 答 1-8 个 字 节 的 数 据 校 验 和 - 计 算 得 出 的 字 段, 用 来 检 测 数 据 传 输 中 的 错 误 LIN 标 准 已 经 演 进 了 多 个 版 本, 使 用 两 种 不 同 形 式 的 校 验 和 典 型 的 校 验 和 只 在 数 据 字 节 上 计 算, 用 于 1.x 版 LIN 系 统 中 增 强 校 验 和 在 数 据 字 节 和 标 识 符 上 计 算, 用 于 2.x 版 LIN 系 统 中 处 理 LIN 泰 克 示 波 器 通 过 DPOxAUTO 或 DPO4AUTOMAX 串 行 触 发 和 分 析 应 用 模 块 和 SR-ATUO 应 用 软 件 提 供 LIN 支 持 ( 选 项 VNM 和 LSA 还 在 某 些 示 波 器 上 支 持 LIN 解 码 ) 使 用 前 面 板 Bus 按 钮, 我 们 可 以 简 单 地 图 34. LIN 总 线 设 置 菜 单 和 解 码 后 的 帧 输 入 总 线 的 基 本 参 数, 如 使 用 的 LIN 版 本 位 速 率 极 性 门 限 及 在 哪 里 对 数 据 采 样 ( 位 时 间 的 百 分 比 ), 定 义 一 条 LIN 总 线 LIN 设 置 菜 单 及 解 码 后 的 LN 帧 如 图 34 所 示 cn.tektronix.com/oscilloscopes 25

应 用 指 南 泰 克 示 波 器 拥 有 一 种 强 大 的 功 能, 能 够 同 时 定 义 和 解 码 最 多 16 条 串 行 总 线 回 到 前 面 的 CAN 总 线 实 例, 现 在 想 象 一 下 LIN 总 线 运 行 车 窗 控 制 装 置 在 司 机 按 下 Passenger Window Down( 摇 下 乘 客 车 窗 ) 控 制 装 置 时, 司 机 窗 户 中 的 LIN 总 线 上 会 发 起 一 条 消 息, 这 条 消 息 传 过 中 央 CAN 网 关, 然 后 发 送 到 司 机 车 门 的 另 一 个 LIN 网 络 中 在 这 种 情 况 下, 我 们 可 以 触 发 其 中 一 条 总 线 上 的 相 关 消 息, 同 时 捕 获 和 解 码 全 部 三 条 总 线, 在 业 务 通 过 系 统 从 一 条 总 线 传 送 到 另 一 条 总 线 时, 可 以 非 常 简 便 地 查 看 业 务 如 图 35 所 示, 我 们 触 发 了 第 一 条 LIN 消 息, 捕 获 了 全 部 三 条 总 线 示 波 器 LIN 触 发 功 能 包 括 下 述 类 型 : 同 步 - 触 发 同 步 字 段 标 识 符 - 触 发 特 定 的 标 识 符 数 据 - 触 发 1-8 个 字 节 的 特 定 数 据 值 或 数 据 值 范 围 标 识 符 和 数 据 - 触 发 标 识 符 和 数 据 组 合 图 35. 触 发 帧 号 和 循 环 数, 搜 索 采 集 的 数 据, 找 到 启 动 帧 这 些 触 发 类 型 允 许 比 以 前 更 快 地 隔 离 LIN 总 线 上 查 找 的 一 切 特 性 通 过 泰 克 示 波 器 中 的 其 它 高 级 串 行 功 能, 如 事 件 表 及 搜 索 和 标 记 功 能, 调 试 基 于 LIN 的 汽 车 设 计 变 得 前 所 未 有 的 简 便 唤 醒 帧 - 触 发 唤 醒 帧 睡 眠 帧 - 触 发 睡 眠 帧 错 误 - 触 发 同 步 错 误 ID 奇 偶 性 错 误 或 校 验 和 错 误 26 cn.tektronix.com.cn/oscilloscopes

调 试 嵌 入 式 系 统 设 计 中 的 串 行 总 线 命 令 字 同 步 终 端 地 址 T/R 子 地 址 模 式 字 数 / 模 式 代 码 奇 偶 性 位 数 3 5 1 5 5 1 图 36. MIL-STD-1553 命 令 字 格 式 数 据 字 同 步 数 据 (D15- D0) 奇 偶 性 位 数 3 16 1 图 37. MIL-STD-1553 数 据 字 格 式 MIL-STD-1553 背 景 与 计 算 机 行 业 的 LAN 类 似,MIL-STD-1553 是 一 种 军 用 标 准, 规 定 了 串 行 总 线 的 电 气 和 协 议 特 点, 而 这 种 总 线 最 初 是 为 航 空 电 子 应 用 中 的 数 据 通 信 设 计 的 MIL-STD-1553 源 于 汽 车 工 程 师 协 会 (SAE) 在 1970 年 开 发 的 A2-K 草 议 标 准 在 政 府 和 军 队 复 核 修 订 之 后, 它 于 1973 年 作 为 MIL-STD-1553 (USAF) 发 布 MIL-STD-1553A 于 1975 年 发 布, 支 持 军 用 标 准 的 所 有 分 支, 之 后 SAE 发 布 并 冻 结 了 MIL-STD-1553B 标 准, 以 使 元 器 件 制 造 商 能 够 设 计 标 准 产 品 最 新 变 化 称 为 Notice 2, 于 1986 年 发 布, 提 供 了 一 套 常 用 的 运 行 特 点 现 在 该 标 准 作 为 商 用 文 件 AS15531 由 SAE 负 责 监 管 尽 管 这 一 标 准 广 泛 用 于 美 国 军 事 应 用 中, 但 它 还 以 商 用 方 式 用 于 大 众 运 输 宇 宙 飞 船 和 制 造 应 用 中, 已 经 被 NATO 及 许 多 其 它 政 府 认 可 和 实 现 工 作 方 式 MIL-STD-1553 以 异 步 方 式 通 过 屏 蔽 双 绞 线 和 双 轴 同 轴 电 缆, 以 高 达 10 Mb/s 的 位 速 率 传 送 由 最 多 32 个 16 位 数 据 字 组 成 的 消 息 1553 网 络 采 用 时 分 复 用 半 双 工 通 信 技 术, 通 过 一 条 电 缆 传 送 数 据 对 安 全 至 关 重 要 的 应 用, 通 常 采 用 双 冗 余 总 线, 提 供 更 可 靠 的 通 信 它 采 用 Manchester II 双 相 编 码, 实 现 直 接 耦 合 或 变 压 器 耦 合 Manchester 编 码 自 行 提 供 时 钟, 独 立 于 位 顺 序, 实 现 DC 均 衡 由 于 Manchester 编 码 信 号 实 际 包 含 在 零 交 点 的 极 性 和 定 时 中,1553 总 线 能 够 容 忍 很 大 的 信 号 电 平 变 化 MIL-STD-1553 规 定 了 三 种 不 同 的 字 类 型 : 命 令 字 数 据 字 和 状 态 字 所 有 字 都 采 用 20 位 结 构, 带 有 一 个 3 位 同 步 字 段 一 个 16 位 信 息 字 段 最 后 是 一 个 简 单 检 测 错 误 的 奇 数 位 同 步 字 段 是 无 效 的 Manchester 信 号, 第 二 个 位 时 间 中 间 有 一 个 跳 变 命 令 / 状 态 同 步 在 中 间 有 一 个 负 跳 变, 数 据 同 步 有 一 个 正 跳 变 有 源 总 线 控 制 器 发 出 的 命 令 字 指 明 远 程 终 端 要 执 行 的 功 能 16 位 信 息 字 段 包 含 一 个 5 位 终 端 地 址, 它 唯 一 地 识 别 终 端, 字 段 中 还 包 含 一 个 发 送 / 接 收 位 5 个 子 地 址 或 模 式 位 以 及 5 个 字 数 位 或 模 式 代 码 总 线 控 制 器 或 远 程 终 端 传 送 数 据 字, 以 最 有 效 位 优 先 的 原 则 发 送 cn.tektronix.com/oscilloscopes 27

应 用 指 南 状 态 字 同 步 终 端 地 址 ME IB SR 预 留 位 BCR 忙 SF DBA TF 奇 偶 性 位 数 3 5 1 1 1 3 1 1 1 1 1 1 图 38. MIL-STD-1553 状 态 字 格 式 处 理 MIL-STD-1553 DPOxAERO 航 空 串 行 触 发 和 分 析 模 块 及 SR-AERRO 应 用 软 件 可 以 触 发 MIL-STD-1553 总 线 上 的 数 据 包 级 信 息, 显 示 信 号 解 码 后 的 总 线 视 图 和 数 字 视 图, 提 供 解 码 后 的 值 组 成 的 带 时 标 的 事 件 表, 增 强 Wave Inspector, 实 现 MIL-STD-1553 搜 索 标 记 和 导 航 可 以 使 用 任 意 模 拟 通 道 上 的 无 源 探 头, 简 便 地 连 接 1553 总 线, 按 前 面 板 上 的 总 线 按 钮 和 屏 幕 菜 单, 设 置 总 线 参 数 如 果 想 隔 离 MIL-STD-1553 总 线 上 的 特 定 事 件, 示 波 器 可 以 触 发 同 步 字 类 型 数 据 字 值 和 奇 偶 性 错 误 图 39. MIL-STD-1553 总 线 解 码 后 的 显 示 画 面 远 程 终 端 返 回 状 态 字, 应 答 控 制 器 发 出 的 有 效 消 息, 确 认 收 到 消 息 或 传 递 远 程 终 端 状 态 16 位 信 息 字 段 中 的 前 5 位 是 终 端 地 址 其 余 位 表 示 特 定 的 状 态 信 息, 包 括 消 息 错 误 仪 器 位 服 务 请 求 收 到 广 播 命 令 忙 子 系 统 标 记 动 态 总 线 接 纳 和 终 端 标 记 通 过 DPOxAERO 应 用 模 块 或 SR-AERO 应 用 软 件, 可 以 简 便 地 查 看 MIL-STD-1553 串 行 信 号, 分 析 信 号, 把 它 们 与 设 计 中 的 其 它 事 件 关 联 起 来 28 cn.tektronix.com.cn/oscilloscopes

调 试 嵌 入 式 系 统 设 计 中 的 串 行 总 线 预 留 位 净 荷 前 置 码 指 示 符 空 帧 指 示 符 同 步 帧 指 示 符 启 动 帧 指 示 符 帧 号 ID 净 荷 长 度 包 头 CRC 循 环 数 量 数 据 0 数 据 1 数 据 2 数 据 n CRC CRC CRC 11 位 7 位 11 位 6 位 0 254 个 字 节 24 位 1 1 11 1 包 头 段 净 荷 段 包 尾 段 FlexRay 帧 5 + (0 254) + 3 个 字 节 图 40. FlexRay 帧 结 构 FlexRay 背 景 知 识 FlexRay 是 一 种 相 对 较 新 的 汽 车 总 线, 目 前, 由 领 先 汽 车 公 司 和 供 应 商 组 成 的 集 团 ( 称 为 FlexRay 联 盟 ) 对 这 一 总 线 的 开 发 工 作 仍 在 进 行 中 随 着 汽 车 智 能 化 程 度 不 断 提 高 及 电 子 器 件 进 入 越 来 越 多 的 汽 车 应 用, 制 造 商 发 现 现 有 的 汽 车 串 行 标 准 ( 如 CAN 和 LIN) 没 有 满 足 X-by-wire 应 用 要 求 的 速 度 可 靠 性 或 冗 余 性, 如 线 路 制 动 或 线 路 转 向 应 用 今 天, 这 些 功 能 主 要 采 用 机 械 系 统 和 水 压 系 统 将 来, 它 们 将 被 代 之 以 由 传 感 器 和 高 度 可 靠 的 电 子 组 成 的 网 络, 这 不 仅 可 以 降 低 汽 车 的 成 本, 还 可 以 明 显 提 高 乘 客 的 安 全 性, 因 为 它 提 供 了 许 多 基 于 智 能 电 子 的 功 能, 如 提 前 制 动 避 免 碰 撞 自 适 应 巡 航 控 制 等 等 工 作 方 式 FlexRay 是 在 屏 蔽 双 绞 线 (STP) 或 非 屏 蔽 双 绞 线 (UTP) 上 运 行 的 一 种 速 率 高 达 10 Mb/s 的 差 分 总 线, 其 速 度 明 显 高 于 LIN 的 20 kb/s 或 CAN 的 1 Mb/s 速 率 FlexRay 采 用 双 通 道 结 构, 有 两 大 优 势 第 一, 可 以 配 置 两 条 通 道, 在 关 键 安 全 应 用 中 提 供 冗 余 通 信, 如 x-by-wire 应 用, 保 证 消 息 通 过 第 二, 可 以 配 置 两 条 通 道, 在 每 条 通 道 上 以 10 Mb/s 速 率 发 送 唯 一 的 信 息, 在 安 全 重 要 程 度 较 低 的 应 用 中 实 现 20 Mb/s 的 整 体 总 线 传 送 速 率 FlexRay 采 用 时 间 触 发 协 议, 通 过 同 时 包 含 静 态 帧 和 动 态 帧 的 通 信 周 期, 实 现 了 以 前 的 同 步 协 议 和 异 步 协 议 的 优 势 静 态 帧 是 为 总 线 上 每 台 设 备 分 配 的 时 隙 或 预 定 长 度, 以 在 每 个 周 期 期 间 通 信 总 线 上 的 每 台 设 备 也 有 机 会 通 过 动 态 帧 在 每 个 周 期 中 通 信, 动 态 帧 的 长 度 ( 和 时 间 ) 可 能 会 变 化 FlexRay 帧 由 三 个 主 要 段 组 成 : 包 头 段 净 荷 段 和 包 尾 段 每 个 段 都 有 自 己 的 构 成, 如 图 40 所 示 cn.tektronix.com/oscilloscopes 29

应 用 指 南 包 头 段 的 构 成 : 指 示 符 位 - 前 5 个 位 称 为 指 示 符 位, 表 明 传 送 的 帧 的 类 型 选 项 包 括 正 常 帧 净 荷 帧 空 帧 同 步 帧 和 启 动 帧 图 41. FlexRay 总 线 设 置 菜 单 帧 号 - 帧 号 定 义 了 应 该 在 哪 个 时 隙 中 传 送 帧 帧 号 在 1-2047 之 间, 在 通 信 周 期 中 每 条 通 道 内 任 何 单 独 帧 号 使 用 的 次 数 不 多 于 一 次 净 荷 长 度 - 净 荷 长 度 字 段 用 来 指 明 净 荷 字 段 中 有 多 少 个 数 据 字 包 头 CRC - 使 用 同 步 帧 指 示 符 启 动 帧 指 示 符 帧 号 和 净 荷 长 度 计 算 得 出 的 循 环 冗 余 校 验 (CRC) 代 码 循 环 数 量 - 当 前 通 信 周 期 的 值, 范 围 为 0-63 净 荷 段 的 构 成 : 数 据 - 数 据 字 段 包 含 最 多 254 字 节 的 数 据 对 在 静 态 段 中 传 送 的 帧, 净 荷 段 的 前 0-12 个 字 节 可 以 选 择 作 为 网 络 管 理 矢 量 使 用 帧 包 头 中 的 净 荷 前 置 码 指 示 符 指 明 净 荷 段 是 否 包 含 网 络 管 理 矢 量 对 在 动 态 段 中 传 送 的 帧, 净 荷 段 的 前 两 个 字 节 可 以 选 择 作 为 消 息 ID 字 段 使 用, 允 许 接 收 节 点 根 据 这 个 字 段 的 内 容 过 滤 或 掌 控 数 据 帧 包 头 中 的 净 荷 前 置 码 指 示 符 指 明 净 荷 段 是 否 包 含 消 息 ID 图 42. 触 发 帧 号 和 循 环 数, 搜 索 采 集 的 数 据, 找 到 启 动 帧 包 尾 段 构 成 : CRC- 使 用 帧 的 包 头 段 和 净 荷 估 计 算 得 出 的 循 环 冗 余 校 验 (CRC) 代 码 动 态 帧 有 一 个 额 外 的 成 分, 位 于 包 尾 CRC 后 面, 称 为 动 态 尾 部 序 列 (DTS), 防 止 总 线 接 收 机 过 早 地 检 测 通 道 空 闲 状 态 30 cn.tektronix.com.cn/oscilloscopes

调 试 嵌 入 式 系 统 设 计 中 的 串 行 总 线 处 理 FlexRay MSO/DPO 系 列 通 过 DPO4AUTOMAX 和 DPO3FLEX 应 用 模 块 和 SR-AUTO 应 用 软 件 提 供 FlexRay 串 行 触 发 和 分 析 功 能 为 定 义 FlexRay 总 线, 我 们 进 入 总 线 菜 单, 从 支 持 的 标 准 列 表 中 选 择 FlexRay FlexRay 设 置 菜 单 如 图 41 所 示 然 后, 我 们 使 用 Define Inputs 菜 单, 告 诉 示 波 器 我 们 是 在 查 看 FlexRay 通 道 A 还 是 通 道 B 我 们 正 在 探 测 哪 类 信 号 ( 差 分 半 差 分 对 或 控 制 器 和 总 线 驱 动 器 之 间 的 逻 辑 信 号 ), 然 后 设 置 门 限 和 位 速 率 FlexRay 在 查 看 非 Tx/Rx 信 号 时 要 求 设 置 两 个 门 限, 因 为 它 是 一 种 三 电 平 总 线 这 样, 示 波 器 可 以 识 别 Data High 和 Data Low 及 两 个 信 号 电 压 相 同 的 空 闲 状 态 泰 克 示 波 器 强 大 的 FlexRay 功 能 集 如 图 42 所 示, 其 中 我 们 触 发 了 Frame ID = 4 和 Cycle Count = 0 组 合, 捕 获 了 大 约 80 个 FlexRay 帧, 解 码 了 整 个 采 集, 然 后 让 示 波 器 搜 索 采 集 数 据, 找 到 和 标 记 发 生 的 所 有 同 步 帧 所 有 这 一 切 只 需 使 用 100,000 点 的 记 录 长 度 完 成 MDO/MSO/DPO4000B 系 列 在 所 有 通 道 上 可 以 实 现 最 深 20M 点 的 记 录 长 度,MSO/DPO5000 DPO7000C 和 DPO/DSA/MSO70000C/D 系 列 则 提 供 了 长 达 250M 点 的 记 录 长 度, 可 以 捕 获 串 行 活 动 的 长 时 间 窗 口 泰 克 示 波 器 FlexRay 触 发 功 能 包 括 下 述 类 型 : 帧 头 - 触 发 帧 头 序 列 (FSS) 的 后 沿 指 示 符 位 - 触 发 正 常 帧 净 荷 帧 空 帧 同 步 帧 或 启 动 帧 标 识 符 - 触 发 特 定 帧 号 或 一 个 帧 号 范 围 循 环 数 量 - 触 发 特 定 的 循 环 数 量 值 或 一 个 循 环 数 量 值 范 围 包 头 字 段 - 触 发 任 意 包 头 字 段 或 所 有 包 头 字 段 中 用 户 指 定 值 的 组 合, 包 括 指 示 符 位 帧 号 净 荷 长 度 包 头 CRC 和 循 环 数 量 图 43. FlexRay 信 号 的 眼 图 分 析 数 据 - 触 发 最 多 16 个 字 节 的 数 据 数 据 窗 口 可 以 偏 移 帧 中 用 户 指 定 字 节 数 及 非 常 长 的 数 据 净 荷 可 以 作 为 特 定 值 或 取 值 范 围 指 定 所 需 的 数 据 标 识 符 和 数 据 - 触 发 帧 号 和 数 据 组 合 帧 尾 - 触 发 静 态 帧 动 态 帧 或 所 有 帧 错 误 - 触 发 大 量 的 不 同 错 误 类 型, 包 括 包 头 CRC 错 误 包 尾 CRC 错 误 空 帧 错 误 同 步 帧 错 误 和 启 动 帧 错 误 除 上 面 介 绍 的 触 发 和 解 码 功 能 外,DPO4AUTOMAX 还 提 供 了 FlexRay 眼 图 分 析 功 能, 帮 助 诊 断 物 理 层 问 题 用 户 只 需 把 软 件 包 装 到 PC 上, 通 过 LAN 或 USB 把 PC 连 接 到 示 波 器, 点 击 Acquire Data 按 钮, 就 可 以 获 得 信 息 丰 富 的 显 示 画 面, 如 图 43 所 示 分 析 功 能 包 括 : 眼 图 - 使 用 采 集 中 的 所 有 信 息 构 建 眼 图, 当 前 选 择 的 帧 用 蓝 色 突 出 显 示 与 TP1 或 TP4 模 板 简 便 地 进 行 对 比, 违 规 的 地 方 用 红 色 突 出 显 示 解 码 - 在 模 拟 波 形 上 解 码 当 前 选 择 的 帧, 整 个 采 集 在 下 面 的 表 格 中 解 码 cn.tektronix.com/oscilloscopes 31

应 用 指 南 时 间 间 隔 误 差 (TIE) 图 - 简 便 地 目 测 帧 内 的 抖 动 错 误 校 验 - 错 误 用 红 色 突 出 显 示 计 算 包 头 和 包 尾 CRC, 并 与 传 送 的 帧 进 行 对 比 定 时 测 量 - 上 升 时 间 下 降 时 间 TSS 时 长 帧 时 间 平 均 位 时 间 前 一 个 同 步 下 一 个 同 步 前 一 个 周 期 帧 下 一 个 周 期 帧 查 找 - 根 据 分 组 内 容 隔 离 关 心 的 特 定 帧 保 存 - 把 解 码 后 的 采 集 保 存 到.csv 文 件 中, 以 进 一 步 离 线 分 析 由 于 这 套 完 善 的 FlexRay 触 发 功 能 及 上 述 CAN 和 LIN 功 能, 泰 克 示 波 器 提 供 了 最 优 秀 的 汽 车 设 计 调 试 工 具 图 44. 在 CAN 总 线 采 集 中 搜 索 指 定 标 识 符 和 数 据 32 cn.tektronix.com.cn/oscilloscopes

调 试 嵌 入 式 系 统 设 计 中 的 串 行 总 线 发 射 机 时 钟 字 选 择 WS 数 据 SD 发 射 机 = 主 设 备 接 收 机 发 射 机 接 收 机 SCK WS SD 接 收 机 = 主 设 备 控 制 器 发 射 机 SCK WS SD 接 收 机 图 45. 不 同 的 I 2 S 总 线 配 置 控 制 器 = 主 设 备 音 频 总 线 背 景 知 识 I 2 S 或 I squared S 是 IC 间 声 音 的 缩 写 它 最 初 是 由 飞 利 浦 公 司 在 20 世 纪 80 年 代 中 期 开 发 的, 为 消 费 电 子 设 备 中 的 数 字 音 频 信 号 提 供 标 准 化 通 信 路 径, 如 唱 片 机 和 数 字 电 视 在 过 去 20 年 中, 消 费 电 子 市 场 持 续 演 变,I 2 S 应 用 应 运 而 生 今 天, 它 已 成 为 手 机 MP3 播 放 机 机 顶 盒 专 业 音 频 设 备 和 游 戏 系 统 中 常 见 的 总 线 工 作 方 式 I 2 S 总 线 是 一 种 主 从 3 线 串 行 通 信 总 线, 三 个 信 号 是 时 钟 (SCK) 字 选 择 (WS) 和 数 据 (SD) 一 般 来 说, 发 射 机 是 主 设 备, 接 收 机 是 从 设 备 但 在 某 些 情 况 下, 通 过 生 成 时 钟 和 字 选 择 信 号, 接 收 机 可 以 作 为 主 设 备 在 需 要 时, 可 以 由 另 一 台 设 备 控 制 发 射 机 和 接 收 机 图 38 说 明 了 这 些 配 置 方 案 串 行 数 据 以 2 的 补 数 传 送, 最 高 有 效 位 (MSB) 先 传 送 之 所 以 先 传 送 MSB, 是 因 为 发 射 机 和 接 收 机 可 能 有 不 同 的 字 长 度 发 射 机 没 必 要 知 道 接 收 机 可 以 处 理 多 少 个 位, 接 收 机 也 没 必 要 知 道 传 送 多 少 位 在 系 统 字 长 度 大 于 发 射 机 字 长 度 时, 字 会 被 截 短 ( 最 低 有 效 数 据 位 设 为 0 ), 以 进 行 数 据 传 送 如 果 接 收 机 发 送 的 位 数 超 出 了 字 长 度, 那 么 最 低 有 效 位 (LSB) 后 面 的 位 会 被 忽 略 另 一 方 面, 如 果 接 收 机 收 到 的 位 数 低 于 字 长 度, 那 么 漏 掉 的 位 会 在 内 部 设 置 为 零 这 样,MSB 有 固 定 的 位 置, 而 LSB 的 位 置 则 视 字 长 度 而 定 发 射 机 一 直 在 WS 变 化 后 一 个 时 钟 周 期 时 发 送 下 一 个 字 的 MSB cn.tektronix.com/oscilloscopes 33

应 用 指 南 SCK WS SD MSB LSB MSB 图 46 第 一 部 分. I 2 S 格 式 第 n-1 个 字 右 通 道 第 n 个 字 左 通 道 第 n+1 个 字 右 通 道 WS 左 通 道 右 通 道 SCK SD MSB LSB MSB LSB 图 46 第 二 部 分. LJ 格 式 WS SCK SD MSB LSB MSB LSB 图 46 第 三 部 分. RJ 格 式 34 cn.tektronix.com.cn/oscilloscopes

调 试 嵌 入 式 系 统 设 计 中 的 串 行 总 线 图 47. TDM 格 式 I 2 S 总 线 有 多 种 常 用 的 变 通 方 案, 称 为 左 对 齐 (LJ) 右 对 齐 (RJ) 和 时 分 复 用 (TDM) I 2 S LJ 和 RJ 之 间 的 主 要 区 别 在 于 数 据 相 对 于 Word Select 信 号 的 时 间 位 置 在 I 2 S 中,MSB 在 WS 后 延 迟 一 个 时 钟 在 LJ, 数 据 位 与 WS 对 齐 在 RJ 中, 数 据 位 与 WS 右 对 齐, 如 图 46 所 示 (NXP Online)* TDM 与 I 2 S LJ 和 RJ 类 似, 但 支 持 两 条 以 上 的 音 频 通 道 图 40 所 示 实 例 拥 有 8 条 音 频 通 道, 每 条 通 道 有 32 个 数 据 位 所 有 这 些 数 字 音 频 总 线 都 采 用 非 常 简 单 的 结 构 我 们 在 本 应 用 指 南 中 考 察 的 许 多 其 它 总 线 都 有 地 址 字 段 CRC 字 段 奇 偶 位 开 始 / 结 束 位 和 各 种 其 它 指 示 符 位, 但 数 字 音 频 总 线 对 每 条 通 道 只 有 数 据 值 cn.tektronix.com/oscilloscopes 35

应 用 指 南 处 理 音 频 总 线 通 过 DPOxAUDIO 串 行 触 发 和 分 析 应 用 模 块, 可 以 支 持 数 字 音 频 总 线 通 过 使 用 前 面 板 上 的 Bus 按 钮, 我 们 可 以 简 单 地 输 入 基 本 总 线 参 数, 如 字 长 度 信 号 极 性 位 顺 序 和 门 限, 定 义 一 条 音 频 总 线 TDM 定 义 还 要 求 提 供 每 条 通 道 数 据 位 数 每 条 通 道 时 钟 位 数 位 延 迟 和 每 个 帧 通 道 数 在 设 置 总 线 后, 可 以 迅 速 触 发 总 线 上 的 特 定 数 据 内 容, 解 码 整 个 采 集, 搜 索 采 集 数 据, 找 到 要 查 找 的 特 定 数 据 在 下 面 的 实 例 中, 我 们 将 考 察 模 数 转 换 器 (ADC) 驱 动 的 一 条 I 2 S 总 线 通 道 1 ( 黄 色 ) 是 时 钟 信 号, 通 道 2 ( 蓝 色 ) 是 字 选 择 信 号, 通 道 3 ( 粉 红 色 ) 是 数 据 信 号 我 们 把 触 发 设 置 成 查 找 指 定 范 围 外 的 数 据 值, 看 我 们 采 样 的 信 号 是 否 落 在 ADC 的 限 制 内 如 图 48 所 示, 我 们 使 用 这 种 Outside Range 触 发 捕 获 了 一 个 极 端 值 (-128) 泰 克 示 波 器 强 大 的 音 频 触 发 功 能 包 括 下 述 触 发 类 型 : Word Select - 触 发 I 2 S LJ 和 RJ 总 线 中 帧 开 始 的 Word Select 的 边 沿 Frame Sync - 触 发 TDM 中 帧 开 始 的 Frame Sync 信 号 TDM Data - 触 发 I 2 S LJ 和 RJ 中 Left Word Right Word 或 Either Word 中 的 用 户 指 定 数 据 在 TDM 中, 可 以 指 定 通 道 编 号, 查 找 其 中 的 数 据 值 数 据 判 定 符 包 括 = < > 范 围 内 和 范 围 外 与 泰 克 示 波 器 支 持 的 所 有 其 它 串 行 总 线 类 型 一 样, 这 些 触 发 指 标 也 作 为 搜 索 指 标 提 供, 以 考 察 长 采 集 数 据, 然 后 可 以 以 事 件 表 方 式, 表 示 解 码 后 的 音 频 数 据 图 48. 在 I 2 S 总 线 上 落 在 取 值 范 围 时 触 发 采 集 MIPI DSI-1 / CSI-2 总 线 背 景 与 本 文 中 其 它 标 准 已 经 上 市 数 十 年 不 同, 移 动 行 业 处 理 器 接 口 (MIPI) 标 准 相 对 较 新, 在 某 些 情 况 下 仍 在 发 展 MIPI 联 盟 (www.mipi.org) 指 出 : 这 些 规 范 确 立 了 硬 件 和 软 件 接 口 标 准, 推 动 着 新 技 术 发 展, 可 以 在 移 动 生 态 系 统 中 更 快 地 部 署 新 功 能 和 新 服 务 移 动 行 业 深 受 接 口 太 多 之 苦, 这 些 接 口 不 能 相 互 兼 容, 一 般 没 有 什 么 特 色 这 会 导 致 产 品 之 间 不 兼 容, 工 程 投 资 冗 余 以 保 持 多 种 接 口 技 术, 最 终 会 导 致 更 高 的 成 本 ( 但 最 可 能 的 情 况 是 并 非 更 高 的 利 润 率 / 价 值 ) 通 过 开 发 极 具 吸 引 力 的 融 合 方 案, MIPI 预 计 将 消 除 这 种 分 隔 状 态, 这 些 方 案 将 较 专 有 方 案 提 供 大 量 的 技 术 优 势 和 知 识 产 权 优 势 MIPI 联 盟 已 经 完 成 了 多 项 规 范, 许 多 移 动 产 品 正 在 采 用 这 些 规 范, 其 中 两 项 规 范 :DSI-1 和 CSI-2 是 协 议 级 规 范, 规 定 了 怎 样 在 主 处 理 器 和 显 示 芯 片 之 间 (DSI-1) 及 在 主 处 理 器 和 摄 像 机 芯 片 之 间 (CSI-2) 传 送 信 息 这 两 种 协 议 都 采 用 MIP 联 盟 开 发 的 相 同 的 底 层 物 理 层 接 口 :D-PHY 和 M-PHY 36 cn.tektronix.com.cn/oscilloscopes

调 试 嵌 入 式 系 统 设 计 中 的 串 行 总 线 数 据 标 识 符 低 功 率 传 输 开 始 虚 拟 通 道 数 据 类 型 数 据 包 数 据 ECC: 8 位 传 输 结 束 低 功 率 状 态 状 态 (VC):2 位 (DT):6 位 (PD):16 位 图 49. 短 MPIP 数 据 包 短 数 据 包 数 据 标 识 符 低 功 率 传 输 开 始 虚 拟 通 道 数 据 类 型 字 数 (WC): ECC:8 位 净 荷 ( 数 据 ): 校 验 和 : 传 输 结 束 低 功 率 状 态 状 态 (VC):2 位 (DT):6 位 16 位 0-216 -1 字 节 16 位 图 50. 长 MIPI 数 据 包 长 数 据 包 工 作 方 式 D-PHY 物 理 层 规 定 了 主 处 理 器 与 另 一 台 设 备 ( 如 显 示 器 或 摄 像 机 ) 之 间 的 高 速 串 行 链 路 最 低 总 线 配 置 是 一 条 时 钟 通 路 和 一 条 数 据 通 路, 但 可 以 使 用 最 多 4 条 数 据 通 路, 提 高 总 线 带 宽 总 线 有 两 种 工 作 模 式 : 低 功 率 模 式 和 高 速 模 式 低 功 率 模 式 采 用 单 端 信 令, 把 时 钟 嵌 入 数 据 中 它 一 般 用 于 命 令 和 控 制 目 的, 最 大 数 据 传 送 速 率 为 10 Mb/s 高 速 模 式 采 用 差 分 信 令, 一 般 用 于 快 速 数 据 传 送 例 如, 可 以 在 低 功 率 模 式 下 传 送 手 机 显 示 屏 的 垂 直 和 水 平 同 步 信 息, 因 为 需 要 传 送 的 信 息 相 对 较 少, 低 传 送 速 率 足 够 了 但 是, 手 机 上 显 示 的 实 际 视 频 内 容 则 要 求 大 的 高 速 数 据 传 送, 以 支 持 当 前 高 清 显 示, 因 此 要 采 用 高 速 模 式 尽 管 高 速 模 式 下 实 际 最 大 传 送 速 率 视 不 同 实 现 方 案 不 同, 但 整 个 总 线 的 工 作 范 围 一 般 为 每 路 80 Mb/s -1 Gb/s DSI-1 和 CSI-2 协 议 规 定 使 用 短 数 据 包 和 长 数 据 包 组 合, 通 过 D-PHY 物 理 层 传 送 信 息 短 数 据 包 一 般 用 于 命 令 控 制 型 信 息, 如 同 步 和 配 置 ; 长 数 据 包 一 般 用 于 视 频 内 容 短 数 据 包 的 结 构 如 下 : Data Identifier( 数 据 标 识 符 ) - 长 8 位, 其 中 包 括 下 面 介 绍 的 Virtual Channel( 虚 拟 通 道 ) 字 段 和 Data Type ( 数 据 类 型 ) 字 段 Virtual Channel( 虚 拟 通 道 ) - 虚 拟 通 道 字 段 指 明 在 总 线 上 启 动 一 台 以 上 的 摄 像 机 或 显 示 设 备 时, 数 据 包 预 计 传 送 到 总 线 上 的 哪 台 设 备 这 个 字 段 长 两 位, 最 多 4 台 设 备 可 以 共 享 一 条 总 线 Data Type( 数 据 类 型 ) - 这 个 字 段 长 6 位, 指 明 发 送 哪 类 命 令 或 操 作, 以 及 Packet Data ( 数 据 包 数 据 ) 字 段 中 的 数 据 代 表 什 么 以 及 其 结 构 ECC - 这 是 一 个 纠 错 字 段, 可 以 纠 正 单 位 错 误, 可 以 检 测 短 数 据 包 中 的 2 位 错 误 长 数 据 包 有 更 多 的 字 段 长 数 据 包 的 结 构 如 下 : 虚 拟 通 道 数 据 类 型 和 ECC 与 短 数 据 包 相 同, 其 与 短 数 据 包 的 区 别 有 : Word Count( 字 数 ) - 长 数 据 包 用 字 数 代 替 了 数 据 包 数 据 这 个 16 位 值 指 明 了 净 荷 数 据 中 包 括 的 字 节 数 Payload( 净 荷 ) - 这 个 字 段 一 般 用 来 通 过 大 量 不 同 的 视 频 格 式 发 送 大 量 的 视 频 数 据 每 种 格 式 都 有 自 己 的 Data Type( 数 据 类 型 ) 净 荷 字 段 可 以 长 0-65,535 (216-1) 字 节 Checksum( 校 验 和 ) - 这 个 字 段 校 验 净 荷 中 的 错 误 cn.tektronix.com/oscilloscopes 37

应 用 指 南 图 51. MIPI DSI-1 总 线 设 置 图 52. MSO70000C 数 字 通 道 解 码 后 的 封 装 像 素 流 24 位 RGB 8-8-8 格 式 长 数 据 包 显 示 画 面 图 53. MSO70000C 模 拟 通 道 解 码 后 的 封 装 像 素 流 显 示 画 面, 显 示 了 校 验 和 错 误 处 理 DSI-1 和 CSI-2 SR-DPHY 应 用 软 件 可 以 解 码 DSI-1 和 CSI-2 总 线 在 设 置 总 线 时, 您 只 需 进 入 Bus Setup Menu 菜 单, 选 择 Serial, 然 后 选 择 MIPI DSI-1 或 MIPI CSI-2 在 下 面 的 截 图 中, 我 们 选 择 了 DSI-1 在 配 置 总 线 时, 我 们 需 要 指 定 通 道 类 型 ( 模 拟 通 道 或 数 字 通 道 ) 及 探 测 总 线 使 用 的 探 头 在 使 用 模 拟 通 道 时, 应 使 用 差 分 探 头 探 测 时 钟, 使 用 两 只 单 端 探 头 探 测 数 据 通 路 P6780 差 分 探 头 使 得 MSO70000C 系 列 能 够 使 用 数 字 通 道 探 测 一 条 或 多 条 通 路 一 条 通 道 用 来 探 测 时 钟, 一 条 通 道 探 测 差 分 信 号 D+/D-, 一 条 通 道 探 测 单 端 信 号 D+/GND, 一 条 通 道 探 测 单 端 信 号 D-/GND 因 此 要 求 三 条 模 拟 通 道 或 四 条 数 字 通 道, 才 能 探 测 单 路 DSI-1 或 CSI-2 实 现 方 案 在 配 置 和 显 示 之 后, 总 线 表 单 显 示 短 数 据 包 和 长 数 据 包 解 码 后 的 所 有 成 分, 以 及 其 它 通 信 类 型, 如 总 线 往 返 周 期 (BTA) 及 逃 脱 模 式 命 令 在 默 认 情 况 下, 虚 拟 通 道 和 字 数 字 段 用 十 进 制 显 示 数 据 类 型 字 段 指 明 数 据 包 的 类 型 ECC 和 校 验 和 都 用 十 六 进 制 显 示 最 后, 对 规 定 的 数 据 类 型, 净 荷 字 段 解 码 传 送 到 相 关 显 示 型 信 息 中 的 数 据 在 上 面 的 实 例 中, 净 荷 中 发 送 的 第 一 个 像 素 值 的 Red 值 是 255 Green 值 是 216 Blue 值 是 0 除 解 码 DSI-1 / CSI-2 采 集 外, 您 还 可 以 搜 索 长 采 集 数 据, 找 到 下 述 类 型 的 数 据 包 内 容 发 生 的 所 有 时 点 : 短 数 据 包 ( 指 明 VC, DT, 方 向 和 数 据 包 数 据 值 ) 长 数 据 包 ( 指 明 VC, DT, 方 向, WC 和 数 据 净 荷, 包 括 像 素 值 ) 停 止 传 输 开 始 (SoT) 传 输 结 束 (EoT) 总 线 往 返 周 期 ( 仅 适 用 于 DSI-1) 逃 脱 模 式 ECC 警 告 ECC 错 误 校 验 和 错 误 通 过 SR-DPHY 应 用 软 件 和 相 应 的 泰 克 示 波 器, 您 可 以 简 便 地 解 码 和 查 看 DSI-1 和 CSI-2 串 行 总 线 数 据 包, 分 析 数 据 包, 然 后 把 它 们 与 器 件 中 其 它 活 动 关 联 起 来 38 cn.tektronix.com.cn/oscilloscopes

调 试 嵌 入 式 系 统 设 计 中 的 串 行 总 线 触 发 与 搜 索 正 如 我 们 在 本 应 用 指 南 中 讨 论 的 那 样, 必 需 拥 有 强 大 的 触 发 系 统, 隔 离 串 行 总 线 上 关 心 的 事 件 但 是, 一 旦 已 经 采 集 了 数 据 ( 示 波 器 被 停 止 ), 而 且 想 分 析 数 据, 那 么 触 发 就 没 有 什 么 用 了 如 果 示 波 器 具 有 类 似 触 发 的 资 源 分 析 停 止 的 波 形 数 据 不 是 更 好 吗? 泰 克 示 波 器 提 供 了 Wave Inspector 和 高 级 搜 索 和 标 记 功 能, 以 及 强 大 的 搜 索 能 力 本 文 中 讨 论 的 所 有 总 线 触 发 功 能 还 作 为 已 采 集 数 据 的 搜 索 标 准 使 用 例 如, 在 图 44 中, 示 波 器 已 经 在 长 采 集 记 录 中 搜 索 了 具 有 特 定 地 址 和 数 据 内 容 的 每 条 CAN 消 息, 并 在 显 示 屏 顶 部 在 每 条 消 息 上 标 明 空 心 的 白 三 角 形 为 在 发 生 的 消 息 之 间 导 航, 用 户 只 需 按 前 面 板 上 的 Previous 和 Next 按 钮 即 可 当 然, 搜 索 也 可 以 用 于 比 较 传 统 的 触 发 类 型 搜 索 类 型 包 括 边 沿 脉 宽 欠 幅 脉 冲 建 立 时 间 和 保 持 时 间 逻 辑 和 上 升 时 间 / 下 降 时 间 总 结 尽 管 嵌 入 式 系 统 设 计 从 并 行 总 线 转 向 串 行 总 线 带 来 了 许 多 好 处, 但 它 也 给 设 计 工 程 师 带 来 了 许 多 挑 战 通 过 传 统 测 试 测 量 工 具, 触 发 查 找 的 事 件 要 困 难 得 多, 这 些 工 具 仅 仅 查 看 模 拟 信 号, 几 乎 不 可 能 告 诉 用 户 其 提 供 了 哪 些 信 息, 而 且 手 动 解 码 长 时 间 的 总 线 活 动 诊 断 问 题 是 非 常 耗 时 非 常 容 易 出 错 的 过 程 泰 克 示 波 器 系 列 改 变 了 这 一 切 由 于 其 强 大 的 触 发 解 码 和 搜 索 功 能, 当 前 的 设 计 工 程 师 可 以 以 极 高 的 效 率 解 决 嵌 入 式 系 统 设 计 问 题 附 录 A: 泰 克 提 供 多 种 示 波 器, 可 以 满 足 您 的 需 求 和 预 算 DSA/DPO70000D 系 列 MSO/DSA/ DPO70000C 系 列 DPO7000C 系 列 MSO/DPO5000 系 列 MDO4000B 系 列 MSO/DPO4000B 系 列 MSO/DPO3000 系 列 MSO/DPO2000 系 列 带 宽 33 GHz, 25 GHz 20 GHz, 16 GHz, 12.5 GHz, 8 GHz, 3.5 GHz, 2.5 GHz, 1 GHz, 500 MHz 2 GHz, 1 GHz, 500 MHz, 350 MHz 1 GHz, 500 MHz, 350 MHz, 1 GHz, 500 MHz, 350 MHz, 500 MHz, 300 MHz, 200 MHz, 100 MHz 6 GHz, 4 GHz 100 MHz 100 MHz 100 MHz 通 道 4 条 模 拟 通 道 4 条 模 拟 通 道, 4 条 模 拟 通 道 4 条 模 拟 通 道, 4 条 模 拟 通 道, 2 条 或 4 条 2 条 或 4 条 模 拟 通 2 条 或 4 条 模 拟 16 条 数 字 通 道 (MSO 系 列 ) 16 条 数 字 通 道 (MSO 系 列 ) 16 条 数 字 通 道, 1 条 RF 通 道 模 拟 通 道, 16 条 数 字 通 道 道, 16 条 数 字 通 道 (MSO 系 列 ) 通 道, 16 条 数 字 通 道 (MSO 系 列 ) (MSO 系 列 ) 记 录 长 度 最 高 31 M( 标 配 ), 最 高 31 M( 标 配 ), 12.5 M ( 标 配 ), 最 高 12.5 M ( 标 配 ), 最 20 M 最 高 20 M 5 M 1 M ( 所 有 通 道 ) 最 高 250 M ( 选 配 ) 最 高 250 M ( 选 配 ) 125 M( 选 配 ) 高 125 M( 选 配 ) 采 样 率 最 高 100 GS/s 最 高 100 GS/s 最 高 40 GS/s 最 高 10 GS/s 最 高 5 GS/s 最 高 5 GS/s 2.5 GS/s 1 GS/s ( 模 拟 ) 彩 色 显 示 器 12.1 英 寸 XGA 12.1 英 寸 XGA 12.1 英 寸 XGA 10.4 英 寸 XGA 10.4 英 寸 XGA 10.4 英 寸 XGA 9 英 寸 WVGA 7 英 寸 WQVGA 串 行 触 发 和 分 析 应 用 同 时 显 示 的 串 行 总 线 数 量 SR-EMBD: I 2 C, SPI SR-COMP: RS- 232/422/485/UART SR-USB: USB 2.0 SR-DPHY: MIPI 解 码 SR-AERO: MIL- STD-1553 SR-AUTO: CAN, LIN, FlexRay SR-810B: 8b/10b 解 码 SR-PCIE: PCI Express SR-ENET: 10/100BASE-T 以 太 网 解 码 SR-EMBD: I 2 C, SPI SR-COMP: RS-232 /422/ 485/UART SR-USB: USB 2.0 SR-DPHY: MIPI 解 码 SR-AERO: MIL- STD-1553 SR-AUTO: CAN, LIN, FlexRay SR-810B: 8b/10b 解 码 SR-PCIE: PCI Express SR-ENET: 10/100BASE-T 以 太 网 解 码 SR-EMBD: I 2 C, SPI SR-COMP: RS- 232/422/485/UART SR-USB: USB 2.0 SR-DP HY: MIPI 解 码 LSA: CAN, LIN 解 码 SR-AERO: MIL-STD-1553 SR-AUTO: CAN, LIN, FlexRay SR-810B: 8b/10b 解 码 SR-PCIE: PCI Express 解 码 SR-ENET: 10/100BASE-T 以 太 网 解 码 SR-EMBD: I 2 C, SPI SR-COMP: RS-232/422/ 485/UART SR-USB: USB 2.0 SR-DPHY: MIPI 解 码 VNM: CAN, LIN 解 码 SR-AERO: MIL- STD-1553 SR-AUTO: CAN, LIN, FlexRay SR-810B: 8b/10b 解 码 SR-PCIE: PCI Express 解 码 SR-ENET: 10/100BASE-T 以 太 网 DPO4EMBD: I 2 C, SPI DPO4USB: USB 2.0 DPO4COMP: RS-232/422/485/ UART DPO4AUTO: CAN, LIN DPO4AUTOMAX: CAN, LIN,FlexRay DPO4AUDIO: I 2 S/LJ/RJ/TDM DPO4ENET: 10/100BASE-T 以 太 网 DPO4AERO: MIL-STD-1553 DPO4EMBD: I 2 C, SPI DPO4USB: USB 2.0 DPO4COMP: RS-232/422/485/ UART DPO4AUTO: CAN, LIN DPO4AUTOMAX: CAN, LIN, FlexRay DPO4AUDIO: I 2 S/LJ/RJ/TDM DPO4ENET: 10/100BASE-T 以 太 网 DPO4AERO: MIL-STD-1553 DPO3EMBD: I 2 C, SPI DPO3COMP: RS-232/422/ 485/UART DPO3AUTO: CAN, LIN DPO3FLEX: FlexRay DPO3AUDIO: I 2 S/LJ/RJ/TDM DPO3AERO: MIL-STD-1553 DPO2EMBD: I 2 C, SPI DPO2COMP: RS-232/422/ 485/UART DPO2AUTO: CAN, LIN 16 16 16 16 4 4 2 2 cn.tektronix.com/oscilloscopes 39