Mixed-Signal-Oszilloskop erledigt auch komplexe Logikanalyse-Aufgaben Mixed Signal – mehr sehen

Der Trend zu Embedded-Systemen mit gemischt analogem und digitalem Design nimmt in allen Bereichen rasant zu. 32-bit-Prozessoren, eine steigende Anzahl an I/O-Ports und höhere Auflösungen bei A/D- und D/A-Wandlern machen für einen Entwickler die Fehlersuche immer schwieriger. Ein neues Mixed-Signal-Oszilloskop geht die damit verbundenen Debugging-Herausforderungen an.

Mixed-Signal-Oszilloskop erledigt auch komplexe Logikanalyse-Aufgaben

Der Trend zu Embedded-Systemen mit gemischt analogem und digitalem Design nimmt in allen Bereichen rasant zu. 32-bit-Prozessoren, eine steigende Anzahl an I/O-Ports und höhere Auflösungen bei A/D- und D/A-Wandlern machen für einen Entwickler die Fehlersuche immer schwieriger. Ein neues Mixed-Signal-Oszilloskop geht die damit verbundenen Debugging-Herausforderungen an.

INHALT:
Neue MSO-Architektur notwendig
32 Kanäle richtig gebündelt und dargestellt
32 digitale und vier analoge Kanäle richtig „gemixt“
Analoge und digitale Trigger kombiniert
Bussignale in Echtzeit
Analoge Kurvenformen „rückrechnen“: Wandlern in die Bits geschaut
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Neue MSO-Architektur notwendig

Um den Herausforderungen dieser Trends zu begegnen, reichen die bisherigen Mixed-Signal-Oszilloskop-Konzepte (MSO) für den Labor-, Entwicklungs- und Service-Bereich nicht mehr aus. Sie lassen sich generell in drei Kategorien einteilen:

  • MSO mit 16 Digitaleingängen oder externer Box für Logikkanäle,
  • Logikanalysator mit DSO-Modul,
  • DSO und Logikanalysator extern kombiniert.

Das nun von Yokogawa entwickelte neue MSO namens DL9710L geht auf die erweiterten Anforderungen ein; es kombiniert 32 Logikeingänge mit vier 1-GHz-Analogeingängen (Abtastrate 5 GS/s) in einem Messgerät. Alle Kanäle – sowohl analoge als auch digitale – bieten eine Speicherkapazität von jeweils 6,25 MWorten. Diese Kanal-Speicherkapazität ist unabhängig von der Anzahl der wirklich benutzten Kanäle. Zudem ist die Signalverarbeitungsgeschwindigkeit der analogen Kanäle nicht durch die Anzahl der benutzten digitalen Kanäle beeinträchtigt. Die Kurvenformen der in den vier Analogkanälen erfassten Signale können auf dem auch unter ungünstigen Lichtverhältnissen gut ablesbaren Bildschirm zusammen mit den Pegeldarstellungen der Logikkanäle frei gruppiert und mit zahlreichen Zoom- und Suchfunktionen analysiert werden. Eine tiefgehende Analyse von analogen Kurvenformen mit Messwerten und gleichzeitig digitaler Logikanalyse ist damit auf eine praxisgerechte Art übersichtlich durchführbar (Bild 1).

Das im Scope implementierte Mathematikpaket ist umfassend und rechnet in bis zu acht Traces. Doch eine mathematische Funktion, nützlich bei der Untersuchung an A/D-Umsetzern, ist besonders erwähnenswert: die „Rückrechnung“ aus dem sekundärseitigen Datenwort eines solchen Umsetzers in die entsprechende Analog-Kurvenform, die am Umsetzer zu diesem Wandlungsergebnis geführt hat. Dies ist deshalb wichtig, weil in Mixed-Signal-Designs die A/D-Umsetzer mit ihrer immer höher werdenden Auflösung auch eine immer bedeutendere Rolle spielen. Ein MSO ist in solchen Fällen auch das ideale Diagnose-Instrument, denn es müssen in den meisten Fällen „beide Seiten“ des Umsetzers korreliert zueinander analysiert werden. Und dazu braucht man eine solche „Rückrechnung“, die die am Eingang eines A/D-Umsetzers zu einem bestimmten Zeitpunkt angelegte Analog-Kurvenform aus dem digitalen Ausgangswort „rekonstruiert“.

Dies ist für die schnelle Design-Verifikation äußerst nützlich. Das heißt, der Anwender kann sowohl das echte analoge Eingangssignal als auch ein dergestalt rückgerechnetes analoges Signal direkt vergleichen. Dabei arbeiten die zugehörigen Mathematik-Algorithmen mit ca. 60 Signaldarstellungen pro Sekunde (1 MWort/s).

Als Fazit zu dem neuen Oszilloskop bleibt festzustellen, dass dieses MSO wohl in vielen Fällen einen Logikanalysator, der bisher noch neben einem Scope notwendig war, ersetzen wird, wobei sich zusätzlich der Vorteil der in einem einzigen Gerät integrierten Highspeed-Digitaloszilloskop-Funktionen mit den intelligent gelösten Zoom-, Search- und Analyse-Funktionen unter einer gleichbleibenden Bedienoberfläche ergibt. ha