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調(diào)試嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的串行總線-DPO3000示波器
日期：2025-01-10 17:05
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摘要：
調(diào)試嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的串行總線-DPO3000示波器
如果不是，您需要在下一條消息上重新開(kāi)始這一麻煩的、容易出錯(cuò)的過(guò)程。*好只觸發(fā)查找的消息內(nèi)容，但多年來(lái)示波器的邏輯分析儀上使用的狀態(tài)觸發(fā)和碼型觸發(fā)并不能發(fā)揮作
調(diào)試嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的串行總線應(yīng)用指南
用。它們是為了考察多條通道中同時(shí)發(fā)生的問(wèn)題設(shè)計(jì)的。為處理串行總線，其觸發(fā)引擎深度必需有幾千種狀態(tài)(每個(gè)bit位一個(gè)狀態(tài))。即使存在這種觸發(fā)功能，但為所有這些bit位逐個(gè)狀態(tài)編程也不是件好玩的事。必須找到一種更好的方式！
通過(guò)MSO/DO系列－MSO/DPO4000、MSO/DPO3000和MSO/DPO2000 系列示波器，現(xiàn)在可以有一種更好的方式。下面幾節(jié)重點(diǎn)介紹了可以怎樣在嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)*常用的低速串行標(biāo)準(zhǔn)中采用MSO/DPO系列。
調(diào)試嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的串行總線I2C背景知識(shí)
I2C 或“I squaredC”是指集成電路間總線。它*初是飛利浦公司在20 世紀(jì)80年代研制的，為把控制器連接到電視機(jī)上的外設(shè)芯片提供了一種低成本方式，但之后其已經(jīng)發(fā)展成為嵌入式系統(tǒng)設(shè)備之間通信的一項(xiàng)全球標(biāo)準(zhǔn)。它采用簡(jiǎn)單的兩線設(shè)計(jì)，廣泛用于**芯片制造商生產(chǎn)的各種芯片中，如I/O、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器、溫度傳感器、微控制器和微處理器，芯片制造商則包括:AnalogDevices, Atmel, Infineon, Cyprus, 英特爾, Maxim,飛利浦, SiliconLaboratories, ST Microelectronics, 德州儀器, Xicor 等等。
調(diào)試嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的串行總線工作方式
I2C的物理兩線接口由雙向串行時(shí)鐘(SCL)和數(shù)據(jù)(SDA)線組成。I2C支持總線上多個(gè)主從設(shè)備，但一次只能激活一個(gè)主設(shè)備。任何I2C設(shè)備可以連接到總線上，允許任何主設(shè)備與從設(shè)備交換信息。每臺(tái)設(shè)備都使用**的地址識(shí)別，它可以作為發(fā)射機(jī)或接收機(jī)操作，具體取決
于設(shè)備功能。在開(kāi)始時(shí)，I2C 只使用7 位地址，但隨著時(shí)間推移，它演變成也支持10 位地址。它支持三種位速率：100 kb/s(標(biāo)準(zhǔn)模式), 400 kb/s (快速模式)和3.4Mb/s (高速模式)。*大設(shè)備數(shù)量取決于400 pf的*大容量，或大約支持20-30 臺(tái)設(shè)備。I2C 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了下述格式，如圖4 所示：
Start － 表明設(shè)備控制總線，一條消息將開(kāi)始傳送
Address － 7 位或10 位數(shù)字，表示將要讀取或?qū)懭氲脑O(shè)備地址
R/W Bit － 1 位，表明是否將從設(shè)備中讀取數(shù)據(jù)或向設(shè)備寫入數(shù)據(jù)
Ack － 1 位，來(lái)自從設(shè)備，確認(rèn)主設(shè)備的操作。通常每個(gè)地址和數(shù)據(jù)字節(jié)有一個(gè)確認(rèn)位，但不總是有確認(rèn)位
Data － 從設(shè)備中讀取或?qū)懭朐O(shè)備的字節(jié)的整數(shù)
Stop － 表明消息結(jié)束，主設(shè)備已經(jīng)釋放總線
有兩種方式對(duì)I2C分組、以進(jìn)行解碼：7 位+ 讀或?qū)?R/W)位方案，8 位(1字節(jié))、其中作為地址的一部分包括R/W位。7位地址方案是固件和軟件設(shè)計(jì)工程師遵守的指定方案。但是，許多其它工程師使用8位地址方案。MSO/DPO系列示波器可以在任一方案中解碼數(shù)據(jù)。
調(diào)試嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的串行總線處理I2C
通過(guò)DPOxEMBD串行觸發(fā)和分析應(yīng)用模塊，MSO/DPO系列示波器成為處理I2C總線的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員的強(qiáng)大工具。前面板有多個(gè)Bus按鈕，允許用戶把到示波器的輸入定義為一條總線。I2C 總線的設(shè)置菜單如圖5所示。通過(guò)簡(jiǎn)單地定義時(shí)鐘和數(shù)據(jù)位于哪條通道上及用來(lái)確定邏輯1和0的門限，示波器可以理解通過(guò)總線傳輸?shù)膮f(xié)議。有了這些知識(shí)，示波器可以觸發(fā)任何指定的消息級(jí)信息，然后把得到的采集數(shù)據(jù)解碼成有意義的、容易理解的結(jié)果。邊沿觸發(fā)已經(jīng)過(guò)了好多天了，希望您已經(jīng)采集到感興趣的事件，然后逐條消息手動(dòng)解碼消息，同時(shí)查找問(wèn)題。
例如，考慮一下圖6 中的嵌入式系統(tǒng)。I2C 總線連接到
多臺(tái)設(shè)備上，包括CPU、EEPROM、風(fēng)扇速度控制器、
調(diào)試嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的串行總線數(shù)模轉(zhuǎn)換器和大量的溫度傳感器。
這部?jī)x器被退回工程部分析故障，該產(chǎn)品持續(xù)過(guò)熱，自動(dòng)關(guān)機(jī)。要檢查的**件事是風(fēng)扇控制器和風(fēng)扇本身，但似乎一切正常。然后要檢查溫度傳感器是否有問(wèn)題。風(fēng)扇速度控制器定期輪詢兩個(gè)溫度傳感器(位于儀器中不同的區(qū)域)，調(diào)節(jié)風(fēng)扇速度，穩(wěn)定內(nèi)部溫度。您懷疑其中一個(gè)或兩個(gè)溫度傳感器讀數(shù)不正確。為查看傳感器與風(fēng)扇速度控制器之間的交互。我們只需連接到I2C時(shí)鐘和
數(shù)據(jù)線，在MSO/DPO 系列上設(shè)置總線。我們知道，兩個(gè)傳感器在I2C 總線上的地址分別是18和19，因此我們決定設(shè)置觸發(fā)事件，查找地址18 上的寫入操作(風(fēng)扇速度控制器輪詢傳感器的當(dāng)前溫度)。觸發(fā)的采集結(jié)果如
圖7 中的屏幕圖所示。