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摘要：本文主要介紹邏輯分析儀的使用步驟與方法，從探頭與被測系統連接、設置時鐘模式和觸發功能、捕獲、分析、顯示波形數據等幾個方面介紹，重點介紹設置邏輯分析儀的時鐘模式和觸發條件，為初步使用邏輯分析儀的讀者打下基礎。
關鍵詞：邏輯探頭、異步定時捕獲、同步狀態捕獲、觸發方式

一、何時需要使用邏輯分析儀

邏輯分析儀是數字設計驗證與調試過程中公認最出色的工具，它能夠檢驗數字電路是否正常工作，并幫助用戶查找并排除故障。它每次可捕獲并顯示多個信號，分析這些信號的時間關系和邏輯關系；對于調試難以捕獲的、間斷性故障，某些邏輯分析儀可以檢測低頻瞬態干擾，以及是否違反建立、保持時間。在軟硬件系統集成中，邏輯分析儀可以跟蹤嵌入軟件的執行情況，并分析程序執行的效率，便于系統最后的優化。另外，某些邏輯分析儀可將源代碼與設計中的特定硬件活動相互關聯。邏輯分析儀可將源代碼與設計中的特定硬件活動相互關聯。

當您需要完成下列工作時，請使用邏輯分析儀：

·調試并檢驗數字系統的運行；
·同時跟蹤并使多個數字信號相關聯；
·檢驗并分析總線中違反時限的操作以及瞬變狀態；
·跟蹤嵌入軟件的執行情況。

二、邏輯分析儀的使用步驟

使用邏輯分析儀與數字信號相連、捕獲數字信號并進行分析，一般有以下4個步驟：

①用邏輯探頭與被測系統（DUT）相連；
②設置時鐘模式和觸發條件；
③捕獲被測信號；
④分析與顯示捕獲的數據。

  以下，我們逐步介紹邏輯分析儀使用的每個步驟：

三、 邏輯探頭

在使用邏輯分析儀測試中，首先選擇合適的邏輯探頭與被測系統（DUT）相連，探頭利用內部比較器將輸入電壓與門限電壓相比較，確定信號的邏輯狀態（1或0）。門限值由用戶設定，范圍由邏輯分析儀本身決定，常用的邏輯電平為TTL電平、CMOS電平、ECL電平等等。

邏輯分析儀的探頭有各種各樣的形狀、大小，用戶可以根據自己的需要，選擇合適的探頭夾具。常用的探頭有用于點到點故障查找的“夾子狀”，有用在電路板上專用的連接器高密度、多通道型探頭。邏輯探頭應能夠捕獲高質量的信號，并且對被測系統的影響最小。另外，邏輯分析儀的探頭應能提供高質量信號并傳遞給邏輯分析儀，并且對被測系統造成的負載最小，而且要適合與電路板及設備以多種方式連接。

四、設置時鐘模式和觸發條件

在邏輯分析儀與被測系統連接好之后，需要設置時鐘模式與觸發條件。邏輯分析儀的數據捕獲方式不同于示波器，它有兩種捕獲方式，分別是異步捕獲，獲取信號的時間信息和同步捕獲，用于獲取被測系統的狀態信息。其中異步分析更類似于示波器的數據捕獲方式，其中采樣率、波形捕獲率等概念都與示波器的相關概念類似。

1、異步捕獲模式

在這個模式中，邏輯分析儀用內部時鐘進行數據采樣，采樣速度越快，測試分辨率越高。采樣速率對于異步定時分析非常重要，例如，當采樣間隔為2ns時，即每隔2ns捕獲新的數據存入存儲器中，在采樣時鐘到來之后改變的數據不會被捕獲，直到下一個采樣時鐘到來，由于無法確定2ns中不會被捕獲的數據，直到下一個采樣時鐘到來，由于無法確定2ns中數據是否發生變化，所以最終分辨率是2ns。這種異步捕獲模式常用在目標設備與分析儀捕獲的數據之間沒有固定的時間關系，而且被測系統的信號間的時間關系為主要考慮因素時，通常使用這種捕獲模式。

2、同步捕獲模式

同步捕獲模式是用一個源自被測系統的信號做采樣時鐘信號，這種模式中用于為捕獲確定時間的信號，可以是系統時鐘、總線控制信號或一個引發被測系統改變狀態的信號。邏輯分析儀在外部時鐘信號的邊緣采樣，采到的數據代表邏輯信號穩定時被測電路所處的狀態。對于引入的時鐘信號是有限制的，一般要小于某一固定頻率，這一頻率被稱為邏輯分析儀的最大狀態速率，有的廠家稱之為邏輯分析儀的帶寬。在這種模式下，不考慮兩個時鐘事件之間的狀態。

3、設置觸發方式

觸發方式的區別是邏輯分析儀與示波器的另一項重要區別。示波器同樣配有觸發器，但對于多通道的二進制信號而言，示波器的觸發功能受限。相反，邏輯分析儀中可以對各種邏輯條件進行觸發。觸發的目的在于為邏輯分析儀設定什么時候開始捕獲數據、捕獲哪些數據，使邏輯分析儀跟蹤被測電路的邏輯狀態，并在被測系統中用戶定義的事件處觸發。

不同廠家的邏輯分析儀有著各種的不同的觸發條件的設定，可以分為兩大類：對單一通道的觸發條件的設定；通道間觸發條件的設計。單一通道的觸發類似于示波器的觸發。例如，高/低電平觸發，上升沿/下降沿觸發，脈沖寬度觸發器等觸發方式；而通道間的邏輯觸發對于邏輯分析儀而言更為重要，因為邏輯分析儀主要用來觀察通道間的邏輯關系以及邏輯狀態。通道間的邏輯觸發也可分為兩大類：一類為單純為每一通道設置觸發條件，例如，當1、2通道為高電平，3、4通道為低電平，5通道為上升沿時觸發；另一類稱為碼型觸發或事件觸發，例如，8根信號線可以看成8bit的碼型（事件），這8bit可以用十六進制或二進制表示，設置值為0A（十六進制）時觸發，即為碼型觸發。

另外，有些廠家有更高級的按階層觸發，普通的碼型觸發即可以看作一階觸發，另外還有二階、三階、或階觸發，這些觸發對于數字電路中包頭、包尾的識別非常有用。我們北京海洋興業科技有限公司最新推出的OLA2032B邏輯分析儀具有以上介紹的全部觸發方式。

五、捕獲測試數據

邏輯分析儀探頭、觸發器和時鐘系統均用于為實時捕獲存儲器傳遞數據。該存儲器是測量儀的中心——不僅是來自被測系統的所有采樣數據的最終目的地，也是測量儀進行分析和顯示的數據源。

選擇邏輯分析儀時，通道數和存儲深度是非常重要的指標，為了決定邏輯分析儀的通道數和存儲深度，首先確定要對多少信號進行捕獲與分析？邏輯分析儀的通道數應與需捕獲的信號數相對應。數字系統總線具有各自不同的寬度，通道數一般為總線寬度的3－4倍（數據線+地址線+控制線+時鐘）。例如，對一個8位的數字系統進行測試，32通道的邏輯分析儀比較合適，要確保考慮到需同時捕獲的所有信號的總線。其次，確定捕獲操作將持續多長時間？這一步決定邏輯分析儀的存儲深度，例如，采樣間隔為1ns時，存儲1s，存儲深度為1M。存儲深度越長，發現錯誤的幾率越大。

六、分析與顯示捕獲的數據

存儲于實時捕獲存儲器中的數據可用于各種顯示和分析模式。一旦數據在系統中存儲，它就能夠以各種不同的格式查看，如時間波形，與二進制代碼等。對于大多數的測試需要，用戶都比較習慣于使用總線形式顯示捕獲的數據，而且，一般的邏輯分析儀可以同時觀察幾組并行總線，并觀察他們之間的數據關系，了解邏輯代碼的真正用意。在使用邏輯分析儀觀察并行總線時，一般都會先觀察同步狀態數據，如果狀態數據存在問題，在觀察異步時鐘數據，尋找問題所在。另外，有些邏輯分析儀，例如OLA2032B還有類似于某些示波器的波形搜索功能，更加方便于對已捕獲的數據的分析。

綜上，介紹了邏輯分析儀的使用步驟與方法，但大部分邏輯分析儀的操作對于剛剛接觸邏輯分析儀的用戶都顯得有些復雜，我們北京海洋興業科技有限公司為您提供了靈活的解決方案。其一是OLA2032B獨立臺式邏輯分析儀可以完全不需要設置，只要按下Auto-Scan，便可以檢測到接入的被測信號，并在屏幕上顯示出被測信號，或者按下Auto-Store，便可以記錄下您需要觀察的信號數據，到整個存儲空間存滿為止。其二是泰克新近推出的MSO4000系列混合信號示波器，可以像使用示波器一樣使用邏輯分析儀。兩種方案都非常簡便易用，前者可以測試32路信號，后者16個通道。以上兩種方案可以保證讓您放心的使用邏輯分析儀，沒有后顧之憂。