رفتن به محتوای اصلی

وردپرس

وردپرس یکی از ارائه دهندگان بزرگ خدمات وردپرس فارسی می باشد که در سال 1395 توسط دو نفر از توسعه دهندگان ارشد فعلی بنا شده است. که فعالیت اصلی آن در زمینه ارائه قالب ، افزونه و آموزش وردپرس می باشد.

با ما تماس بگیرید

Email: support@total.com
Phone: 1-800-Total-Theme
Address: Las Vegas, Nevada

موقعیت مکانی ما

0911 319 2750 - 0911 319 4750 info@BornaProcess.ir
آموزش کار با لاجیک آنالایزر

آموزش کار با لاجیک آنالایزر

به نام عزیزترین

لاجیک آنالایزر (Logic Analyzer) چیست و چطور با آن کار کنیم؟

سلام! در این آموزش در برنا فراگرد، نحوه  کار با یک لاجیک آنالایزر را به شما خواهیم آموخت.

یک logic analyzer میتواند به ما کمک کند تا نحوه انتقال داده را از طریق خطوط داده بررسی کنیم . دستگاه این کار را با تبدیل ولتاژهای ثبت شده در طول زمان به یک سری داده های باینری (1 و 0) انجام می دهد.

در ابتدا اصطلاح کلیدی را تعریف میکنیم. و بعد مثالهایی را از کارهایی که در هر مرحله برای کمک به تجزیه و تحلیل سیستم تان لازم است انجام دهید ، ارائه خواهیم کرد .

در ادامه این آموزش ، پنج مرحله اصلی را که به طور معمول برای ثبت و تجزیه و تحلیل داده ها با استفاده از لاجیک آنالایزر انجام می شود ، بررسی خواهیم کرد:

  1. پروب ها را به سیستم تحت آزمایش وصل کنید.
  2. حالت نمونه گیری خود را تنظیم کنید.
  3. موقعیت تریگر را پیکربندی کنید.
  4. اطلاعات سیگنال را بدست آورید.
  5. شکل موج را نمایش داده و تجزیه و تحلیل کنید.

چند تعریف اولیه :

این تعاریف به ما در مسیر یادگیری نحوه کار با لاجیک آالایزر کمک خواهد کرد :

کانال (Channel) : هر کانال یک خط سیگنال منفرد روی سیستم مورد آزمایش است. اغلب لاجیک آنالایزر ها قادر به تحلیل و بررسی چندین کانال به صورت همزمان هستند.

ولتاژ آستانه (Threshold) : سطح ولتاژ تنظیم شده توسط لاجیک آنالایزر یا کاربر است. ولتاژهای شناسایی شده توسط دستگاه اگر زیر ولتاژ آستانه باشند، یک منطق “0” .و اگر بالای آستانه باشند یک “1” در نظر گرفته میشوند.

نمونه(Sample) : یک نقطه داده واحد که توسط دستگاه در یک لحظه خاص از زمان گرفته می شود. لاجیک آنالایزر به طور همزمان ولتاژهای شناسایی شده بر روی همه پراب ها را با ولتاژ آستانه مقایسه می کند . آنها را به منطق 1 و 0 ترجمه کرده و این داده ها را در حافظه ذخیره می کند.

سرعت نمونه برداری (Sample Rate) : سرعتی که لاجیک آنالایزر با آن نمونه ها را در یک بازه زمانی مشخص ثبت می کند. حداکثر میزان سرعت نمونه برداری  غالباً در واحد مگا هرتز (MHz) یا مگا سمپل در ثانیه (MSps) ارائه می شود. در هر دو حالت ، یک واحد (1 مگاهرتز یا 1 مگابیت در ثانیه) با ثبت یک میلیون نمونه متوالی در ثانیه برابر است

ظرفیت حافظه : میزان حافظه موجود برای ذخیره نمونه ها است. بیشترین ظرفیت حافظه برای اکثر لاجیک آنالایزرها، اغلب همان تعداد نمونه هایی است که می تواند در هر کانال ذخیره شود.

محرک (Trigger) : شرایطی که لازم است تا لاجیک آنالایزر شروع به نمونه برداری و ثبت داده ها کند. به عنوان مثال ، یک ولتاژ بالا یا پایین بر روی یک کانال خاص یا یک الگوی خاص 1 و 0 در چندین کانال می تواند به عنوان محرک استفاده شود.

 

بررسی کنترل های معمول دستگاه :

دستگاه های لاجیک انالایزر را میتوان با دکمه های قرار داده شده روی آنها تنظیم کرد. موقعیت و نحوه نمایش سیگنال ها روی نمایشگر و شرایط ثبت داده ها را میتوان با این دکمه ها تنظیم کرد. لاجیک آنالایزر های مبتنی بر کامپیوتر هم به طور معمول از طریق “دکمه های” مجازی واقع در رابط کاربری نرم افزار در رایانه کنترل می شوند.

اکثر لاجیک انالایزرها، راهی برای تعیین حالت نمونه برداری ( sampling mode)، سرعت نمونه برداری ( sampling rate) و محرک ها ( triggers ) از طریق مجموعه ای از منوهای روی صفحه دارند. محرک ها و الگوها را می توان با استفاده از یک صفحه کلید عددی ، اغلب با ورودی های هگزادسیمال (0-9 ، a-f) یا با یک صفحه کلید کامل تنظیم یا جستجو کرد.

پس از ثبت اطلاعات ، می توانید الگوها را جستجو کنید. کلیدهای جهت دار یا یک دکمه نشانگر به شما امکان می دهد تا در داده ها جستجو کنید. یا قسمتهای خاصی را بزرگنمایی کنید.

لاجیک انالایزر ها دارای چند پراب جهت اتصال به دستگاه و سیستم تحت آزمایش هستند. که باید آنها را به سیم یا پایه سیگنالی که قصد بررسی ان را دارید متصل کنید.

بعد ، مطمئن شوید سیستم یا دستگاهی که می خواهید آزمایش کنید خاموش است. ما نمی خواهیم به طور تصادفی چیزی را در مدار خود با یک پراب کوتاه کنیم. پراب “زمین” یا “مشترک” را پیدا کنید و آن را به زمین سیستم خود متصل کنید. هنگام نمونه برداری از خطوط سیگنال ، از زمین به عنوان ولتاژ مرجع استفاده می شود. توجه داشته باشید که برای بعضی از آنالایزرهای منطقی ، فقط باید یک پراب زمین را برای کل سیم مهار کنید. با سایر آنالایزرها ، باید برای هر پراب سیگنال یک پراب زمین متصل کنید. بهتر است به دفترچه راهنمای لاجیک آنالایزر خود مراجعه کنید.

در آخر ، خطوط سیگنال موجود در مدار خود که می خواهید بررسی کنید را ، پیدا کنید. که میتواند خطوط GPIO یا یک گذرگاه ارتباطی مانند UART ، SPI یا I2C باشد. به هر خط سیگنال یک پراب وصل کنید. لاجبک آنالایزر تفاوت بین ولتاژ مرجع و ولتاژ سیگنال را در هر خط اندازه گیری می کند.

لاجیک آنالایزر چیست
مثالی از نحوه اتصال پراب های لاجیک آنالایزر برای گرفتن داده های خطوط I2C

بیشتر آنلابزرهای منطقی دارای پروب های کلیپ هستند. که می توان آنها را به هدرها ، قطعات سوراخ اندود (PTH) یا حتی برخی از دستگاه های بزرگتر روی سطح (SMD) وصل کرد. اگر در حال کار با قطعات کوچک SMD بدون هیچگونه محل اتصال در معرض هستید ، می توانید سیم نازک را به  صفحه مدار چاپی در معرض (PCB) لحیم کنید. تا به شما امکان دسترسی به سیگنال را بدهد.

پروب کلیپس متصل به یک قطعه SMD از طریق سیم لحیم شده
دیتالاگر برنا فراگرد

پروب های کلیپس مستقیماً به یک قسمت SMD متصل شده اند

حالت های نمونه برداری

بیشتر آنالایزرهای منطقی دو روش برای گرفتن و نمایش داده ها دارند: مد زمان بندی (Timing mode) و مد حالت (state mode). مد زمان بندی برای مشاهده داده ها به عنوان یک شکل موج مفید است. که با گذشت زمان تغییر می کند. در حالی که مد حالت به شما امکان می دهد داده ها را به صورت لیستی همزمان با کلاک تجسم کنید.

در مد زمان بندی ، که به عنوان “حالت غیرهمزمان” (asynchronous mode) نیز شناخته می شود. داده ها با توجه به کلاک داخلی لاجیک انالایزر ، در فواصل زمانی دقیق گرفته می شوند. نرخ نمونه برداری اغلب توسط کاربر تعیین می شود. به عنوان مثال ، اگر نرخ نمونه را روی 1 کیلوهرتز تنظیم کنید ، دستگاه داده ها را 1000 بار در ثانیه ثبت می کند. (به عبارت دیگر ، هر میلی ثانیه یک بار از خطوط پراب نمونه برداری میشود.)

Timing Mode
مثالی از نمونه برداری از یک موج سینوسی در حالت زمان بندی

در تصویر بالا ، می بینیم که چگونه یک کانال لاجیک آنالایزر ، یک موج سینوسی را در فواصل زمانی دقیق نمونه برداری می کند. ولتاژ در هر نمونه با ولتاژ آستانه مقایسه می شود. یک سیگنال دیجیتالی از 1s و 0s گرفته شده بازسازی می شود تا شکل موج را به کاربر نشان دهد.

در مد حالت که “حالت همزمان”(synchronous mode) نیز نامیده می شود ، یکی از کانال ها را باید به عنوان کلاک تعریف کرد. از سیگنالهای سایر خطوط داده در لبه (های) سیگنال کلاک نمونه برداری می شود. اگر یک گذرگاه انتقال به خط کلاک متکی باشد . این روش میتواند یک راه مناسب برای تجسم داده ها به همان روشی باشد که گیرنده شما آن را می بیند.

در مثال زیر ، دو عدد فلیپ فلاپ D داریم. هر یک دارای یک خط “data in” (با برچسب D0 یا D1) ، یک خط “data out” (با برچسب Q0 یا Q1) و یک خط کلاک (clk) است. در هر لبه بالارونده سیگنال کلاک ، سطح منطقی پین “data in” بسته شده .و روی پین “data out” تکثیر می شود.

اگر 2 پراب یک آنالایزر منطقی را به پین ​​های ورودی دیتا (D0-D1) وپراب سوم را به خط clk وصل کنیم ، می توانیم از مد حالت استفاده کنیم. تا ببینیم داده ها در خروجی ها چگونه خواهند بود. توجه داشته باشید که داده های مد حالت اغلب در قالب لیست ارائه می شوند. اگر به خروجی ها دسترسی نداشته باشیم، (مثلاً آنها داخل یک IC هستند) . این روش می تواند به ما کمک کند ببینیم چه اتفاقی می تواند در داخل سیستم رخ میدهد.

مثالی از نمونه برداری از ورودی های D flip-f در مد حالت

تنظیم محرک (Trigger) :

قبل از شروع نمونه برداری، باید شرایط ،Trigger را پیکربندی کنید. بهتر است چند گزینه را بررسی کنید تا بتوانید به راحتی داده های مورد نیازتان را بگیرید.

بدون راه انداز (No trigger) :  در این حالت لاجیک انالایزر نمونه برداری و ثبت داده ها را به محض اینکه دکمه استارت یا run را فشار دهید، شروع میکند.

راه انداز لبه (Edge Trigger):  میتوانید دستگاه را به گونه ای تنظیم کنید تا در لبه بالا رونذه یا پایین رونده سگنال یک کانال ، شروع به نونه برداری و ثبت داده ها کند.

راه انداز الگو (Pattern Trigger) : اگر در حال ثبت داده های چندین کانال باشید ، می توانید لاجیک آنالایزر  را در این حالت تنظیم کنید. تا هنگام مشاهده یک الگوی 1 و 0 در چندین کانال ، روند ثبت را شروع کند. اگر قصد انتقال یک فریم در خطوط موازی را داشته باشید، این نوع محرک بسیار مفید خواهد بود.

راه انداز پیچیده (Complex Trigger): برخی از لاجیک انالایزرهای پیشرفته به شما امکان می دهند مجموعه ای از دستورات if-then-else را برای ایجاد محرک (trigger) تنظیم کنید. مثلا، برای جستجوی انتقال به یک آدرس خاص در یک باس ، این نوع راه اندازها می توانند مفید باشند.

اکثر آنالایزرهای منطقی به شما امکان می دهند با انتخاب یک کانال با منوی روی صفحه ، یک تریگر را پیکربندی کنید. از جمله لبه بالارونده ، لبه پایین رونده ، عرض پالس ، و …

جمع آوری داده ها :

در اکثر آنالایزرهای منطقی ، دکمه ای به نام “Start” یا “Run” را وجود دارد. اگر محرک را تنظیم نکرده باشید ، دستگاه شروع به نمونه برداری و ذخیره اطلاعات می کند. تا حافظه پر شود.

از طرف دیگر، اگر محرک را پیکربندی کنید ، آنالایزر شروع به ثبت داده ها می کند. اما نمونه های قبلی به بیرون پرتاب می شوند تا جای نمونه های جدید فراهم شود. هنگامی که شرط محرک برآورده شود ، لاجیک انالایزر به ضبط داده ادامه می دهد. تا زمانی که حافظه آن پر شود. برخی از آنالایزرهای منطقی بخشی از داده ها را قبل از نقطه محرک حفظ و نمایش می دهند. اطلاعات نشان داده شده قبل از مجرک به عنوان “زمان منفی” شناخته می شود.

Logic analyzer
مثالی از نمایش داده های قبل از نقطه تریگر در لاجیک آنالایزر

برخی از آنالیزها حالت ثبت “تکرار” یا “مداوم” دارند. که به طور مداوم و بدون توقف داده ها را در زمان واقعی ضبط و نمایش می دهد. این حالت می تواند برای جستجوی سیگنال هایی مفید باشد که شاید هنوز از وجود آنها اطلاع نداشته باشید.

نمایش و تجزیه و تحلیل داده ها :

بیشتر آنالایزرهای منطقی داده ها را به صورت شکل موج با زمان در محور x و حالت منطقی (1 یا 0) در محور y نمایش می دهند. این نوع نمایش برای دیدن همبستگی بین چندین سیگنال در حوزه زمان مفید است.

برخی از لاجیک انالایزرها توانایی رمزگشایی پروتکل های مختلف ارتباطی مانند UART ، SPI ، I2C و غیره را دارند. رمزگشاها ممکن است داده ها را به صورت شکل موج نشان دهند. اما داده ها را به صورت اعشاری ، هگزادسیمال ، ASCII و غیره نیز ارائه می دهند. رمزگشایی پروتکل ها می تواند در عیب یابی مشکلات در باس های ارتباطی بسیار مفید باشد.

آنالیز داده ها توسط لاجیک آنالایزر

مثالی از رمزگشایی کاراکتر اسکی a در خط Tx پروتکلUART

یک انالایزر منطقی پیشرفته حتی می تواند به رمزگشایی هایی مجهز باشد. که قادر به تجزیه و تحلیل زبان ماشین و تبدیل آن به کد اسمبلی باشند. این نوع تحلیل نیاز به نرم افزاری دارد که مخصوص هر نوع پردازنده یا مجموعه دستورالعمل باشد.

برای مشاهده اطلاعات گرفته شده با جزئیات بیشتر ، اکثرلاجیک انالایزرها به شما امکان می دهند با استفاده از دکمه ها جستجو یا بزرگنمایی کنید. بسیاری از آنالایزرها با وارد کردن اعداد یا کاراکترهای ASCII به شما امکان می دهند الگوها را جستجو کنید. تنظیم رمزگشاها معمولاً شامل انتخاب یک لیست موجود در یکی از منوهای تجزیه و تحلیل است.

در پایان میتوان گفت لاجیک انالایزر ابزاری قدرتمند برای تجزیه و تحلیل سیستم های دیجیتال است. و درک حالت ها و عوامل مختلف می تواند به شما کمک کند داده ها را به روش صحیح ثبت کنید.

امیدواریم این آموزش برای شما مفید و کاربردی باشد 🙂

یک نظر برای این نوشته موجود است

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

برگشت به بالا