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逻辑分析仪不再是硬件设计工程师的无奈选择
内容导读:
长期以来,逻辑分析仪一直是数字硬件的调试工具。但它从未象其它工具,比如示波器那样得到广泛的使用。Agilent公司期望找到问题的原因,并看看在鼓励客户把逻辑分析仪看作“首先选择的工具”上能够做些什么。

易用性

  什么原因造成客户难以使用逻辑分析仪?存在着几个因素。调查结果发现“易于使用”至少可分解成两个层面:⑴第一次学习使用该仪器的容易程度,称为可学习性;⑵在您学完后,该仪器操作的容易程度,也就是可使用性。在与客户的交谈中发现市场上没有一种逻辑分析仪是非常易学或易用的。逻辑分析仪的操作,没有一样是非常熟悉的,虽然它也是仪器,但完全不象示波器,虽然它也有CPU和人机界面,但也不象计算机。

  几乎每一名数字硬件设计师都非常熟悉的一种技术是个人计算机(PC机)。虽然已有把PC机作为硬件平台,Microsoft Windows(r)作为操作系统的逻辑分析仪面世。但逻辑分析仪应用软件没有以硬件工程师或其他人熟悉的方式运行。

  在字处理软件(Word)中,有一个本垒(主操作界面),从本垒可直接观察文档,如果用户要检查拼写,可在本垒中点击图标或菜单,弹出一个对话框,用户选择某种设置,然后点击OK。在操作完成后用户返回文档,也就是本垒。电子表格软件(Excel)也同样如此。

  但逻辑分析仪应用软件没有了本垒,每一种重要的设置操作和分析工具都存在一个分立的屏幕。每一屏幕都可从任何其它屏幕访问,这就造成没有逻辑规律,因此也就没有了可学习性。如何来解决该问题呢? 那就是建立逻辑分析仪的本垒,从本垒中观察波形和列表数据。所有其它要做事情由本垒顶部弹出对话框。一旦用户关闭对话框,就直接返回本垒,也就是直接观察采集的数据。

  设计出真正在Microsoft Windows(r)上运行PC应用软件的逻辑分析仪能带来许多好处。数据和位图的复制和粘贴使客户能用观察到的数据注释文档,或把图像添加到实验记录中。在任何地方的通用PC机上对数据的脱机分析是另一项好处。可在任何PC机上安装逻辑分析仪软件,在与采集硬件连接时打开保存的数据文件,就好象坐在仪器前面一样。您可采集和保存被测器件的数据,把它传送到任何地方的PC机,以进行进一步分析或验证。Windows上的运行大大增加了熟悉程度,使客户能更容易地完成各项公共任务,例如接到打印机或局域网上。

  为简化数字设计师对观察数据的操纵,设计组初步构想了几种方法。PC应用软件中使用的滚动条和缩放放大镜图标成为解决方案的组成部分。许多客户希望逻辑分析仪应该象一台有极高通道数的示波器,操作方法也应相似。为此做了许多试验,并让客户自己设计前面板界面。用旋钮调节观察记录数据的标度和位置,减少按钮数是客户设计的共同主题,这些都融入了前面板的最后版本中。

  硬件设计师遇到的另一困难是在设计中出现任何异常时需要立刻观察大量信号。工程师在这种情况下使用逻辑分析仪时不需要标记、工具条或下拉菜单。现在用鼠标点击调用“全屏模式”,从而消除了混乱的屏幕,把显示的最大部分用于数据。

  设计组也注意到客户用标记/光标测量会耗费大量时间。今天市场上的许多逻辑分析仪的标记设置和使用都很复杂。波形观察中的跳变沿/跳变沿测量是很普通的测量。解决方案是为用户提供两个缺省和使用就绪的标记。使用PC应用程序中的拖放功能,能容易地将这些标记放到波形的跳变沿上。此外,标记/标记时间作为仪器的缺省设置,并能在屏幕上显示。为帮助更快和更精确地设置标记位置,增加了“抓拍跳变沿(snap-to-edge)”功能。在放开鼠标按钮时,该功能可自动把标记放置在最近的跳变沿上。

触发

  在整个客户调查中,客户反映遇到的最大挫折是触发。现在逻辑分析仪的触发系统足以应付几乎任何数字设计中所需的触发条件。只有极少情况下,数字设计师才会用逻辑分析仪设置极端复杂的触发条件。目前,大量时间还是耗费在对简单事件,如跳变沿和具体某一总线值的触发上。我们在推出产品前,向许多客户展示了多种不同触发操作界面,他们同时提出不希望新的逻辑分析仪产品在触发功能上比以前的产品少。既要保持功能和以前一样强大, 又要保证操作变得容易,在新设计产品中,为解决这一两难问题,我们把触发设置界面分成三个层面,以满足客户的不同需要。

  高级触发是用来设置复杂触发条件的。高级触发的操作和普通PC软件的操作一样简单,如拖放图标和工具提示,工程师在使用时,只是拖放对应各种触发设置的图标,修改要跟踪的状态。即使如此,也仍然需要一定的设置时间。为进一步帮助这样的用户,我们对触发保存和调用功能进行了测试。触发保存/调用保存触发设置,在每次运行或重复运行时直接调用该设置。这样,就不需重新设置触发,节约了时间,用户可通过已成功的触发,向前或向后进一步分析,以找出之所以出现屏幕上您感兴趣数据的原因。

  简单触发是对最常用的触发条件,即边沿触发和码型触发, 而设计的。将该功能的操作界面放在波形显示的左边一列,和列表显示的上面一行。该操作界面始终显示在数据屏幕上,用户可通过鼠标单击设置跳变沿触发或码型触发。该简单触发的构想使测量能力的可用性提高了10倍。这种方法占客户所用触发条件的80%左右。

  最后一项改进是针对已经出现在数据屏幕上,但您认为该数据有异常的情况。这就是快速触发功能.快速触发允许用户围绕屏幕上您感兴趣的显示数据画一个方框,随即将该数据特征定义为下一次采集的触发条件。通常在调试多子系统时,硬件工程师可能会注意到某子系统信号不正确。用户可利用快速触发在可疑信号周围画出方框,同时连接另一子系统信号,运行逻辑分析仪,检查异常是否来自这一子系统。这样的测试概念,只需几次鼠标点击就能完成这种功能强大的触发方法。

价格

  我们向客户询问在考虑购买逻辑分析仪时,要求什么样的价格。发现有些客户要求大幅度降低售价。传统降低成本的方法,如使用低价格的商用元件是不够的。进一步的元件集成需要很大的工作量。所以诞生了“以PC为主控机”这种形式的逻辑分析仪。主控部分在客户的PC机上运行。从而在逻辑分析仪的总价格中扣除了计算机和显示器的价格。逻辑分析仪的采集硬件包含在它自己的机箱结构中,并通过IEEE 1394卡接到客户的PC机。这种新的“以PC为主控机”的形式使Agilent公司能符合数字硬件设计师的预算要求。

机箱结构

  客户强烈希望能有更大的显示和占用更小的桌面空间。大显示的优点是容易观察数据。由于标准化的办公和实验区并不宽裕,因此要求仪器尽量少占桌面空间。因而,我们设计出这一比传统逻辑分析仪有更大显示屏和占用更小的桌面空间的新产品。

  另一个常见的问题是“为什么探头电缆不从仪器前面引出?”要把电缆从仪器前面引出,将会影响到显示器大小、前面板控制区或产品的高度。创新的设计要允许从仪器前面引出电缆,而没有上述的负面影响。为此开发了一种电缆盘,使探头电缆能容易地接到产品前面。也能从电缆盘中拿出电缆,使电缆仍从仪器后面引出。这样,逻辑分析仪就能适合放在测试车上的情况,也适合在更大的系统中通过盘绕电缆把仪器接到目标对象上。电缆盘能将剩余的电缆长度放到仪器下面或后面,而不会影响到目标系统。

  附件袋用于保存一些小附件,象飞线适配器。因而最好在附件袋中有许多分割的小袋。但通常逻辑分析仪是公用仪器,需要经常搬动。此时附件袋中要放入鼠标和探头电缆,可能还要放键盘。为适应这两种应用情况,设计了一种可张大的附件袋,上面增加了一条拉链,当打开时,附件袋的容量能增加一倍。

  逻辑分析仪是一种数字设计工具,它已经历了几代的改进。但由于存在许多或大或小的壁垒,所以至今仍未得到充分的利用。我们为此作了通盘考虑,由客户调查方法确定存在的所有问题并努力加以解决。其成果就是Agilent 1680和1690系列逻辑分析仪,这是为数字硬件设计师迅速提供所需信息的非常优秀的仪器,真正把逻辑分析仪变成他们“第一选择工具”。

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来源:今日电子 作者:Tim Figge 时间:2001/9/1 0:00:00
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