Mixed-Signal-Oszilloskope Debugging an analogen und digitalen Entwürfen

Analoge Signale und Parallelbus-Dekodierung.

Das Mixed-Signal-Oszilloskop ist bei der Entwicklung und beim Debugging integrierter Entwürfe nicht mehr wegzudenken. Wichtige Funktionen dabei sind etwa eine leistungsfähige digitale Triggerung, hochauflösende Erfassungsmodi und integrierte Analyse-Tools. Und doch kommt es immer mehr auf die gut durchdachten Feinheiten bei den Funktionen an.

Je schneller elektronische Produkte arbeiten und je komplexer sie werden, desto schwieriger gestalten sich deren Entwicklung, Prüfung und Fehlersuche. Um die einwandfreie Funktion des Endprodukts zu gewährleisten, müssen Designer umfangreiche Tests ihrer Designs durchführen. Treten Probleme auf, müssen die Ursachen möglichst schnell erkannt und behoben werden. Bei vielen digitalen Fehlern lässt sich die Ursache leichter ermitteln, wenn man das Signal sowohl in analoger als auch in digitaler Form darstellen kann. Hier hat sich vor allem das Mixed-Signal-Oszilloskop (MSO) bewährt.

Betrachtet man die Funktionen eines Oszilloskops, sind drei wesentliche Bereiche zu berücksichtigen:

  • Erfassung: Reicht die Leistungsfähigkeit des Oszilloskops aus, um alle zu untersuchenden Signalereignisse zu erfassen und anzuzeigen? Wichtig dabei sind unter anderem die Bandbreite, Abtastrate, Aufzeichnungslänge, Genauigkeit und die Triggeroptionen.
  • Suche: Lassen sich die in den Analogsignalen enthaltenen Daten mit dem Scope einfach dekodieren, die zu untersuchenden Punkte festlegen und kann man zwischen diesen navigieren?
  • Analyse: Nach Erfassung der Daten und Identifikation der zu untersuchenden Punkte gilt es, diese zu verstehen. Hier kommt es auf durchdachte Analysewerkzeuge an, mit denen sich Debugging- und Entwicklungsprozesse beschleunigen lassen.

Erfassung – Ursachenforschung

Um einen Designfehler zu beheben, muss zunächst festgestellt werden, ob dieser wirklich existiert. Um diesen Vorgang möglichst zeitsparend zu gestalten, sind die richtigen Debugging-Tools gefragt. Weil es dabei maßgeblich auf die jeweilige Anwendung ankommt, bietet Tektronix unterschiedliche Scope-Serien an, vom tragbaren und preisgünstigen MSO2000 z.B. für Anwendungen im Bereich Fahrzeugelektronik oder Ausbildung bis hin zum MSO7000 für den Einsatz an komplexen Entwürfen wie z.B. bei der Speicherbus-Analyse oder der Zertifizierungsprüfung.

Die Mixed-Signal-Serien verfügen über diverse Trigger-Optionen, mit deren Hilfe der Anwender Problemsignale identifizieren und/oder bestimmte Signalabschnitte isoliert darstellen kann. Je nach Modell bieten sie Funktionen wie Runt, Logik, Pulsbreite/Glitch, Setup/Hold-Störungen, serielle Pakete und parallele Daten. Für komplexere Entwürfe bietet die erweiterte Pinpoint-Triggerung des MSO7000 mehr als 1400 Triggereinstellungs-Kombinationen sowie Logik-Trigger zur Erfassung von Ereignissen, die nur während spezieller Buszyklen auftreten. Das beschleunigt die Prüfung komplexer Signale wie bei PCI Express oder DDR-Speichern erheblich.