Tektronix Mso 5000 Karışık, Sinyal Osiloskopu

Ürün ve Uygulamalar
Tektronix Mso 5000 Karışık,
Sinyal Osiloskopu-Mixed, Signal OscilloscopeSayısal Sorun Giderme Çalışmalarına Hız Kazandıran
Yeni Bir Performans Boyutu Ekler
Netes
www.netes.com.tr
■ Günümüzde sayısal sistem tasarımcıları sürekli artan
sistem karmaşıklığının zorlukları yanında, tipik olarak tasarımları ile ilişkili analog sinyaller, yüksek ve alçak hızlı seri haberleşme ve mikro işlemci veri yolları sorunları ile de karşılaşırlar. Sayısal problemlerin temel nedeni,
analog ve sayısal sinyallerin görüntülerinin her ikisininde incelenmesi ile tespit edilir. Sayısal devrelerinin hata
ayıklama ve verifikasyon çalışmalarında Karışık, Sinyal
Osiloskopu (MSO) ideal bir çözümdür.
Netes Mühendislik’in satışını yapmakta olduğu Karışık
Sinyal Osiloskopların en son serisi Tektronix MSO5000,
erişilemeyen osiloskop performası yanında, yüksek performanslı,16 kanallı, her bir kanal için 16.5 Gs/s örnekleme hızı, lojik zamanlama analizörü işlevselliği beraberinde paralel/seri veri yolu protokol tetikleme ve dekoder
özellikleride sunar. Bu neden ile, Karışık Sinyal Osiloskopları (MSO), sayısal devrelerde yüksek hızda hata yakalama, güçlü tetikleme, yüksek çözünürlükte veri edinim kabiliyeti ile tercih edilen analiz aletidir.
Sayısal edinim için hazırlık
MSO ile sayısal edinim yapmaya hazırlanmak için, yapılması gereken belli başlı iki iş bulunmaktadır. Birincisi lojik analizörde olduğu gibi, ölçülecek lojik ailesine uygun olarak kanalların eşik değerlerinin konfigüre edilmesidir. Diğeri ise, bilindiği gibi analog sinyalin yakalanması prob ucunda başlar, Tektronix MSO 5000 yenilikçi pasif problama sistemi ile 3.9 pF kadar olan düşük kapasitif
yükleme ve 1GHz Bant Genişliği ile, skew-kayıklık ( ilgili iki kenar arasındaki zaman farklılığı) ayarları yapılarak,
analog ve sayısal sinyaller arasındaki zaman korelasyonu
hassas bir şekilde sağlanır. Sayısal ölçümleri basitleştirmek için, sayısal prob probagasyon (yayılma) gecikmesi, MSO tarafından kompanse edilebilir, böylece sayısal kanallar için deskew- kayıklığı giderme (compansate probe timing-probe zamanlama kompanzasyonu) ayarı yapmaya gerek kalmaz.
Tektronix MSO, sayısal ve analog sinyallerin belirgin karakteristiklerini yakalayıp, zaman korelasyonu formunda
görüntüleyip, sayısal sinyallerin bütünlüğünün iç görünümünü sunar.
Sayısal eşik değerlerin ayarlanması
Karışık, sinyal osiloskopların sayısal kanalları, “yüksek”
veya “alçak” lojik seviye sinyalleri, sayısal devreler gibi
görür. Bu demektir ki, eğer lojik sinyal, titreme, ani aşırı
gerilim yükselmesi ve toprak atlaması gibi analog karakteristikler nedeni ile geçici ani değişikliklere maruz kalmıyor ise, bu analog karakteristikler MSO tarafından dikkate alınmaz. Lojik analizörde olduğu gibi MSO eşik değerleri gerilimini sinyalin “yüsek” veya “alçak” seviyesini tespit etmek için kullanır.
Tektronix MSO 5000 serisi, her bir kanal için ayrı eşik
değeri ayarlaması ile karışık lojik ailesi devrelerindeki hata giderme çalışmalarında çok yarar sağlar. Diğer
MSO’’larda eşik değeri prob podu ile sınırlıdır ( 8 kanal
bir grup- 8 kanal bir pod’a bağlı), bu durumda TTL sinyaller bir pod’a , LVPECL (Low-Voltage Positive EmitterCoupled Logic) - Alçak-Gerilim Pozitif Emetör Kuplajlı Logic (AGPEKL) -sinyaller diğer pod’a bağlanmalıdır.
36
Şekil 1: 5 V CMOS sinyali için MSO eşik değerinin 2.5V
ayarlanması
Zamanlama (timing) ve Durum (state) edinimi
Sayısal sinyallerin edinimi iki şekilde yapılabilinir: zamanlama veya durum edinimi. Zamanlama ediminde,
MSO belirlenmiş örnekleme hızında, sayısal sinyali düzenli arakılklar ile tarar. Her bir örnekleme noktasında,
MSO sinyalin lojik durumunu hafızaya alıp, sinyalin zamanlama diyagramı yaratılır. Diğer yanda durum ediniminde, sayısal sinyalin durumunun geçerli ve kararlı olduğu belirli zamanlar tarif edilir: bu durum senkron ve
saat darbeli sayısal devrelerde yaygındır. Lojik analizörler hem zamanlama (asenkron) hem de durum (senkron)
ENDÜSTRİ OTOMASYON
Ürün ve Uygulamalar
edinimini sağlarlar. Karışık Sinyal Osiloskopu MSO, sayısal kanallarının sinyal edinimi, lojik analizörlerin zaman
edinimi modunda, sinyal edinimi gibidir. MSO, zamanlama edinimini saat darbeli veri yolu ekranı ve olay tablosu olarak her ikisnide çözer, böylece lojik analizörün durum edinim ekranının benzeri ortaya çıkar.
Şekil 2: MSO serisi ile zaman edinimine örnek. Aygıtın saat sinyali kullanılarak tariflenmiş ve çözülmüş
dört adet paralel veri yolu.
Renk kodlu sayısal dalga şekli ekranı
Sayısal zamanlama dalga şekilleri, analog dalga şekillerine benzemektedir, fakat lojik sinyallerin sadece “yüksek”
ve “ alçak” seviyeleri görülür. Zamanlama edinim analizinde genellikle belirli bir zaman noktasındaki lojik değerlere odaklanılır, bir veya birden fazla dalga şeklinin kenarlarının geçişleri arasındaki zaman ölçülür. Analizi kolaylaştırmak için, MSO renk kodlu sayısal dalga şekli ekranı
özelliğine sahiptir, bu özellik ile örneğin “alçak” lojikler
mavi, “yüksek” lojikler ise yeşil renk ile sayısal dalga şekli üzerinde görülebilinir, böylece geçişler ekran üzerinde görülmese bile lojik değerleri kullanıcı görebilir. Dalga şeklinin etiket rengi prob renk kodu ile uyumlu olması halinde, hangi sinyalin hangi test noktasına ait olduğu
kolaylık ile tespit edilir.
Şekil 3: Prob renk kodları dalga şekli renk kodlaması
ile uyumlu, sinyalin hangi test noktasına aitolduğu kolaylık ile tespit edillir
Sayısal zamanlama dalga şekilleri veri yolu teşkil etmek
üzere gruplandırılır. Bir sayısal sinyal en sağdaki basamak olarak tarif edilir, ve diğer sayısal sinyaller, ikili sayının en soldaki basamağına kadar olan basamakları tanımlar. MSO, veri yolunu ikili veya hex sayı olarak çözer.
MSO aynı zamanda olay tablosuda yaratır. Her bir durum
zaman bilgisi ile etiketlenmiş olduğu için zaman ölçümleri basitleşir.
Yeni Tektronix MSO5000 Serisi karışık sinyal osiloskopu,
paralel veri yollarını saat dabeli veya saat darbesiz formatlar kullanarak çözer. Saat darbeli kod çözmede, MSO,
saat olarak belirlenmiş sinyalin yükselme, düşme veya
her iki kenarındaki zamanda veri yolunun lojik durumunu
belirler. Böylece veri yolunun sadece geçerli değişimleri görülür, verinin geçerli olmadığı tüm değişimler hariç
tutulur. MSO, çözmede saat darbesiz format kullanması
halinde, MSO her bir örnekleme noktasında veri yolunu
çözer, ve veri yolundaki tüm değişimleri gösterir. MSO
saat darbeli çözme yaptığı zaman, çözülmüş veri yolu ekranı ve olay tablosunun görüntüsü, lojik analizörün durum ekranına çok benzer. Veri yolu çözümü edinim sonrası bir proses olduğu için, analiz sırasında çözme formatının değiştirilmesi esnekliği bulunmaktadır.
Tetikleme Kabiliyeti
Yeni MSO5000 serisi komple bir tetikleme seti sunmaktadır, dahil olan tetikleme çeşitleri:runt, lojik-logic,dabe
genliği/glitch- pulse width/glitch, setup/hold violation,
geçiş süresi- transition time, seri paket - serial packet,
ve paralel-veri-parallel data bu tetiklemeler ile ana olaylar hızlı bir şekilde tespit edilir. 20sMpoints- Mnokta veya
daha fazla kayıt uzunluğu ile tekli edinimlerde ilgi doyulan bir çok olay yakanabilir- binlerce seri paket – yüksek
çözünürlükte olmaları nedeni ile münferit sinyal deytaylarını görmek için zum yapılabilinir.
Bu tetikleme kabiliyetleri, MSO’nun otomatik ölçme özelliği ile kullanılması halinde, belirgin bir olay veya olaylar kombinasyonun tetiklemesini gerçekleştirir. Örneğin
enstrüman, imleçler arasındaki pozitif ve negatif darbe
genişliğini ölçmek için konfigüre edilebilinir. “Run” “Başlat” komutu ile çoklu edinimlerin sonucunda ölçme istatistiği üretilir.
Alternatif olarak TTL burst sinyalinin doğrulanması için,
her bir pozitif darbeyi ölçüp, önceden ayarlanmış değerin dışında olan darbe genliğinde tetikleme yapacak şekilde konfigüre edilebinir. Tek çekimli “Single –Shot” modunda kullanılması halinde MSO ölçümü yaptıktan sonra, tetiklemeyi durdurur, böylece uygun olmayan darbenin analizine olanak sağlanır. Hata tetiklemesi ile yapılan
doğrulama teknikleri uzun süreli sinyal izlenmesinde kullanılabilinir. Tasarımın tüm gece veya hafta sonu uzun
süreli denemesi sağlanır.
ENDÜSTRİ OTOMASYON
37
Ürün ve Uygulamalar
Arama araçları
Uzun bir dalga şekli kayıtı üzerinde ilgilenilen bir olayın
tepit edilmesi, uygun arama araçları olmaması halinde
çok zaman kaybına neden olur. Günümüzde yapılan kayıt
uzunluğu, bir çok milyon veri noktasından meydana geldiği için, binlerce sinyal aktivitesinin görüntüsünü kaydırarak taramak gerekir.
Tektronix MSO5000 serisinin güçlü tetiklemesi ile, sinyal hatalarını bulup, seri veya paralel veri yolu içeriğinde tetikleme yaparak, veri edinimi problemli alan üzerine odaklar. Bununla beraber, veri edinimi gerçekleştikten
sonra tetikleme bir daha uygulanmaz. Kayıt üzerinde manüel olarak arama yapmak, sinirlendirici ve zaman kaybına neden olan bir işlemdir.
Belirtilen problemin üstesinden gelebilmek için, bu osiloskoplarda kapsamlı arama ve dalga şekli navigasyon
kabiliyeti sağlayan Wave Inspector® kontrol seti bulunmaktadır. Bu kontroller ile kayıt üzerinde hızlı kaydırma
ve zumlama yapılabilmekte, birkaç saniye içerisinde kullanıcının kaydın bir ucundan diğer ucuna geçmesi sağlanmaktadır. Kullanıcı ilerki bir aşamadaki araştırma için
lokasyon işaretleyebilir veya tarif edilmiş kriter için kayıt arayabilir. Aramaların içeriğinde, analog, sayısal ve
seri veri yolu verilerini içerebilir, tarif edilmiş olay her
gerçekleştiğinde, sistem otomatik olarak işaretler, böylece kullanıcı olaylar arasında hızlı bir şekilde hareket edebilir. Veri bulunduktan ve işaretlendikten sonra, oluşumlar arasındaki navigasyon ön panelde yer alan ‘bir önceki- previous’ ‘sonraki-next’ tuşlarına basılarak basitçe yerine getirilir.
Belirtilen tetikleme tipleri kenar-edge tetiklemesi, darbe genliği tetiklemesi-“pulse widths”, “runt”, “set-up/
hold times”- kurma /durdurma zamanı, lojik-“logic”, yükselme/düşme&değişim zamanları-“rise/fall & transition
time” ve veri yolu değerleri içinde arama araçları mevcuttur.
Özet
Tasarımlarında
sayısal
analog
sinyallerin
etkileşimini,analog ve yazılım veri yolu işlemlerini doğrulamak isteyen tasarımcılar için Karışık–sinyal osiloskopları
“Mixed-signal oscilloscopes” paha biçilemez değerdedir.
Lojik Zamanlama-“Logic Timing’” işlevselliğini, osiloskop kullanmanın kolaylığı ile sunar, yenilikçi yüksek performanslı pasif problama, güçlü sayısal tetikleme , yüksek çözünürlükte 16,5 Gs/s örnekleme hızına kadar edinim kabiliyeti, dahili analiz kabiliyeti ve özel uygulama
paketleri ile sayısal devrelerin hata ayıklaması ve doğrulamasında kullanılan kapsamlı bir araçtır.