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專訪:Agilent電子量測事業群專案經理潘光平
掌握嵌入式設計與序列匯流排混合訊號的量測要點

【CTIMES/SmartAuto 鍾榮峰 報導】   2008年05月13日 星期二

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嵌入式系統設計應用無所不在,量測工程師在面對同時存在的各種類比訊號和數位混合訊號時,經常會出現一些可預測和不可預測的問題,以及較不常見事件發生機率低的複雜訊號,這時量測工程師需要應用高效能的示波器,在有效時間內捕獲和記錄類比數位混合訊號,並對這些訊號進行回放、解碼,進而深入分析、除錯。但由於混合訊號的複雜性,要實現對各種訊號的同步觸發非常困難。因此,提升示波器針對不可預測混合訊號的捕獲機率以及混合訊號示波器(MSO)的整合功能,兼顧示波器波形捕獲率和取樣率之間的最佳設計,才能強化嵌入式設計和序列匯流排混合訊號除錯量測的效能。

圖為Agilent電子量測事業群行銷處市場專案經理潘光平。(Source:HDC)
圖為Agilent電子量測事業群行銷處市場專案經理潘光平。(Source:HDC)

Agilent電子量測事業群行銷處市場專案經理潘光平表示,嵌入式設計中混合訊號的輸出輸入(I/O)單元是由數位訊號控制,屬於multilane的混合訊號,便擔負整合類比動作與數位控制多重訊息的傳遞重責。例如最為直觀的8-bit數位類比ADC轉換器,其中sample電路便把類比訊號切割為8 bit數位單元送到記憶體中。嵌入式系統混合訊號量測的重要關鍵,便在於MSO混合訊號示波器。早在1998年HP時期,Agilent便率先提出MSO混合訊號示波器,以2~4個類比輸入以及16個數位通道為基礎,就已經達到混合訊號示波器採用最多16個數位通道的技術要求,目前80%以上的MSO示波器多以8~16bit通道數為主,超過32bit以上就交由邏輯分析儀處理。

潘光平進一步指出,當前MSO示波器的設計架構,不僅是測試混合訊號,更要達到同時觸發的要求,讓示波器和邏輯分析儀共享觸發電路,以便讓兩者能同時觸發,同時顯示和更新波形,使MSO示波器就在同一顯示器上看到在時間點對齊的多個類比和數位波形。潘光平強調,在特定數位控制通道範圍內進行同步觸發,回溯檢視類比訊號的不規則性異常突發訊號(Glitches)問題所在,或者在不知何種數位通道範圍調條件,先進行類比通道觸發,反推測試數位訊號的Glitches問題所在,以混合訊號的交替觸發功能作為媒介,進一步提升混合訊號測試效能。

潘光平深入說明強調,嵌入式設計混合訊號量測需求通常不超過1GHz,可支援4GHz的Agilent InfiniiVision 7000混合訊號示波器系列,搭配硬體加速型解碼功能及深度記憶體能提供每秒100000個波形補獲率,能夠測試出較不常見事件發生機率低的異常突發訊號。同時Agilent應用MegaZoom硬體加速技術於解碼、觸發、波形更新等效能上,並支援記憶體分段擷取觸發,對於提升混合訊號量測功能有非常大的幫助。這些比起一般以軟體加速進入記憶體更新較慢、波形捕獲率隨之降低的示波器效能為佳,因為軟體加速的混合訊號示波器若要提高波形捕獲率,取樣率則會跟著降低,類比訊號的還原能力也較為薄弱,這也意味著數位頻寬也跟著降低,那麼也較為不易測試出異常突發訊號所在。

潘光平進一步表示,未來針對I2C、SPI、CAN、LIN、FlexRay、RS-232/UART等數位序列匯流排(serial bus)的解碼及觸發量測,特別是在車用電子匯流排領域,會是MSO混合訊號示波器及應用軟體發展的重點項目。今年Agilent正積極發展應用於車用電子匯流排混合訊號的示波器功能,目前Agilent已與BMW、Benz、豐田、本田以及中國等知名車廠合作數位序列匯流排解碼觸發測試,藉此擴展Agilent在混合訊號示波器解決方案的影響力。

關鍵字: glitch  Telematics  CAN bus  MSO  安捷倫(Agilent潘光平  電信與資料儀器  零件測試儀器 
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