USB接口逻辑分析仪的软件设计(2)
Keywords: Logic Analyzer; USB; FPGA; Virtual Instrument
第一章 绪论
1.1 课题研究意义
20世纪70年代以来，大规模集成电路、可编程逻辑器件、高速数据信号处理器和计算机技术等高新技术得到迅猛发展，为解决数字设备、计算机及VLSI超大规模集成电路在研制、生产、检修和文护中的测试问题，出现了一类新的测试设备——数据域测试仪器。数据域测试仪器包括逻辑笔、逻辑分析仪、特征分析仪、在线仿真仪、数据图形发生器、嵌入式开发系统、大型测试网络等。其中逻辑分析仪（Logic Analyzer简称LA）简称是最基本、最具有代表性的数据域测试仪器。逻辑分析仪是一种分析数字化设备硬件和软件的测试仪器，主要用于分析数字系统的逻辑关系，有效地解决越来越复杂的数字系统的检测和故障诊断问题。
随着电子技术的迅猛发展，微机的广泛应用，基于PC的虚拟仪器也将是测试仪器领域的一大发展趋势。随着计算机技术的飞速发展，计算机上的传统接口(并口、串口)已经无法满足与PC外部设备之间不断提高的速度以及稳定性、易用性等要求，并且给PC系统的设计者带来了越来越多的麻烦，给用户的使用也带来了诸多不便，限制了计算机的发展。USB(Universal Serial Bus)通用串行总线是一种主流的标准计算机接口，通过USB接口，实现了即插即用与热插拔的特性。它可使用户迅速方便地连接PC主机的各种接口设备。USB接口可以更好地满足用户的需要。因此研究基于USB接口的虚拟逻辑分析仪具有一定的经济效益和现实意义。
1.2 国内外现状分析
第二章 逻辑分析仪简介
2.1 逻辑分析仪的主要技术指标
2.1.1 逻辑分析仪的通道数
在需要逻辑分析仪的地方，要对一个系统进行全面地分析，就应当把所有应当观测的信号全部引入逻辑分析仪当中，这样逻辑分析仪的通道数至少应当是：被测系统的字长（数据总线数）+被测系统的控制总线数+时钟线数。这样对于一个8位机系统，就至少需要34个通道。几个厂家的主流产品的通道数也高达340通道，例Tektronix等，市面上主流的产品是16-34通道的逻辑分析仪。
2.1.2 定时采样速率
在定时采样分析时，要有足够的定时分辨率，就应当有足够高的定时分析采样速率，但是并不是只有高速系统才需要高的采样速率，主流产品的采样速率高达2GS/s，在这个速率下，我们可以看到0.5ns时间上的细节。
2.1.3 状态分析速率
在状态分析时，逻辑分析仪采样基准时钟就用被测试对象的工作时钟（逻辑分析仪的外部时钟）这个时钟的最高速率就是逻辑分析仪的高状态分析速率。也就是说，该逻辑分析仪可以分析的系统最快的工作频率。主流产品的定时分析速率在300MHz，最高可高达500MHz甚至更高。
2.1.4 每通道的记录长度
逻辑分析仪的内存是用于存储它所采样的数据，以用于对比、分析、转换（譬如将其所捕捉到的信号转换成非二进制信号）。
2.1.5 逻辑分析仪的测试夹具
逻辑分析仪通过探头与被测器件连接，测试夹具起着很重要的作用，测试夹具有很多种，如飞行头和苍蝇头等。
2.1.6 逻辑分析仪的探头
逻辑分析仪通过探头与被测器件连接，探头起着信号接口的作用，在保持信号完整性中占有重要位置。逻辑分析仪与数字示波器不同，虽然相对上下限值的幅度变化并不重要，但幅度失真一定会转换成定时误差。逻辑分析仪具有几十至几百通道的探头其频率响应从几十至几百MHz，保证各路探头的相对延时最小和保持幅度的失真较低。这是表征逻辑分析仪探头性能的关键参数。
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