當(dāng)前所設(shè)計(jì)和生產(chǎn)所有電子產(chǎn)品幾乎都屬于嵌入式系統(tǒng)，其中可能包含微處理器、微控制器、DSP、RAM、閃存、EPROM、FPGA、A/D-D/A及其它I/O。日本橫河電機(jī)株式會社(YOKOGAWA)嵌入式測試項(xiàng)目部部長殷曉剛表示，由于嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要對各種不同的信號進(jìn)行測量，且正越來越多地用串行總線，如I2C、SPI、CAN、UART和LIN代替內(nèi)部并行總線，其復(fù)雜性給設(shè)計(jì)工程師在調(diào)試上帶來了很多挑戰(zhàn)。
另據(jù)一項(xiàng)針對混合信號示波器使用者的調(diào)查顯示，70%的用戶表示需要邏輯輸入功能，36%的用戶認(rèn)為4-8通道就可以滿足他們的測試需求，而最需要8通道邏輯輸入的工程領(lǐng)域則包括處理器調(diào)試、模塊間通信評估和硬件控制。
橫河電機(jī)DLM2000系列混合信號示波器
橫河電機(jī)日前推出的新型DLM2000系列混合信號示波器為解決上述問題提供了有益的解決方案。DLM2000系列采用立式設(shè)計(jì)，配備8.4英寸XGA(1024X768) TFT-LCD顯示屏，共包括六種型號。帶寬范圍為200MHz-500MHz，存儲深度，并同時(shí)提供的采樣率和8位邏輯輸入，能夠以高分辨率捕獲長時(shí)間窗口的信號活動。
殷曉剛強(qiáng)調(diào)說，對于數(shù)字家電或汽車控制等行業(yè)的嵌入式系統(tǒng)，“數(shù)字控制+模擬波形觀測”的要求越來越多。現(xiàn)有4通道模擬示波器的測量通道過少，難以處理某些工程的需要。例如，連接內(nèi)部設(shè)備控制至SPI總線(3線或4線)并觀測電機(jī)驅(qū)動的模擬信號；或觀測汽車引擎控制單元(ECU)中數(shù)字控制信號和內(nèi)部模擬信號之間的時(shí)序等。
DLM2000采用了相對靈活的MSO輸入功能，可以將模擬輸入通道中的一個(gè)通道(CH4)切換為8位邏輯輸入并顯示信號。因此，該系列既可用于傳統(tǒng)的4通道模擬輸入，也可用作混合信號示波器(由3個(gè)模擬通道和1個(gè)8位邏輯輸入通道組成)；4個(gè)模擬通道和8位邏輯輸入的組合可以作為觸發(fā)源使用。如果需要測試5通道以上的信號時(shí)，DLM2000允許使用邏輯輸入同時(shí)分析2種類型總線(I2C和SPI)，并可同步觀測多個(gè)模擬波形。為了讓工程師在高采樣率的情況下能夠長時(shí)間觀測波形，以評估通信波形的質(zhì)量(噪聲、轉(zhuǎn)換時(shí)間等)，DLM2000系列的連續(xù)采集存儲長度被設(shè)計(jì)為。這就意味著，DLM2000可以在時(shí)間長度為5秒的波形采集中，以的采樣率觀測500Kbps的CAN總線信號；而在單次采集模式下，DLM2000的最大存儲深度是125 Mpts，按照公式“采樣率=存儲長度/波形采集時(shí)間”，設(shè)置相同的波形采集時(shí)間后，更長的存儲深度可以較高的采樣率觀測波形。同時(shí)，DLM2000的采集時(shí)間范圍也達(dá)到了500s/div，可以捕捉長達(dá)5000秒的10,000Hz信號。
新的DLM2000系列還加強(qiáng)了歷史存儲功能和時(shí)間標(biāo)記，以便追溯分析過去采集到的波形。當(dāng)存儲長度為時(shí)，DLM2000最多可以累積20000屏的歷史數(shù)據(jù)。但問題也隨之而來，深存儲通常表示相當(dāng)于幾千個(gè)屏幕的信號活動，這使得迅速找到特定問題的相關(guān)信息極為不易。殷曉剛表示，DLM2000一方面配備了搜索引擎，可以通過設(shè)置與觸發(fā)相類似的條件，讓工程師從采集的波形中搜索到想要的數(shù)據(jù)，并能逐屏顯示歷史波形或像DVR一樣自動進(jìn)行回放。另一方面，對保留在內(nèi)存中的波形的時(shí)間標(biāo)記精度進(jìn)行了優(yōu)化，使之從以前的10ms提升至目前的50ns，且分辨率與采樣率成正比。
對系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行調(diào)試時(shí)，確認(rèn)異常現(xiàn)象并在短時(shí)間內(nèi)弄清電路的運(yùn)行條件，對工程師而言是件并不輕松的工作。為了增加捕捉異常現(xiàn)象的機(jī)會，工程師們最常用的手段就是提高數(shù)據(jù)處理性能。例如增加每秒采樣數(shù)量，在大量采樣數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上生成盡可能多的信息，繼而再生成圖像。“ScopeCORE是橫河電機(jī)為檢測異常信號專門開發(fā)的引擎，”殷曉剛指出，“它提供了高波形采集速率、改進(jìn)的數(shù)據(jù)處理能力和波形顯示性能，能夠進(jìn)行信號處理和觸發(fā)檢測。”
據(jù)悉，通過ScopeCORE引擎，模擬與邏輯輸入的切換在數(shù)據(jù)采集部分進(jìn)行。由于每個(gè)通道及邏輯位之間的觸發(fā)延遲小于200ps，且所獲得的邏輯數(shù)據(jù)保存在模擬通道4的區(qū)域內(nèi)，數(shù)據(jù)的流動與模擬數(shù)據(jù)沒有區(qū)別，因此，即使打開邏輯顯示也可以保持高波形采集速率，確保不錯(cuò)過異常信號。同樣，邏輯波形的顯示也與模擬波形的顯示沒有疊加，可以直觀地觀察到模擬信號和邏輯信號之間的時(shí)序關(guān)系。
DLM2000作為一款測試4通道信號的小型示波器，在有限的面板內(nèi)，垂直軸刻度旋鈕被通道1-4所共用。出于對人性化操作的考慮，橫河電機(jī)此次引入了刻度旋鈕LED指示燈，通過LED指示燈顯示的顏色，工程師就立刻知道當(dāng)前刻度旋鈕所控制的通道。此外，該系列還支持雙區(qū)域縮放，工程師可在屏幕上顯示波形數(shù)據(jù)，波形圖像數(shù)據(jù)，波形區(qū)域文件的縮略圖等內(nèi)容
