Größtmöglichen Nutzen aus den Funktionen eines Economy-Klasse-Oszilloskops ziehen Tipps und Tools zum Debugging langsamer serieller Busse

Oszilloskope werden immer leistungsfähiger - nicht nur die High-end-Geräte, sondern auch die der unteren Preisklassen. Doch viele Anwender unterschätzen ihre Geräte und wissen oft nicht, was die »Kleinen« eigentlich leisten können. Wir haben anhand der InfiniiVision-3000-X-Serie von Agilent beleuchtet, wie ein Scope der Economy-Klasse den Anwender bei Messungen an langsamen seriellen Bussen unterstützen kann.

Zur Analyse und zum Debugging langsamer serieller Verbindungen verwendet man üblicherweise ein Oszilloskop. Heutige General-Purpose-Digitaloszilloskope bieten eine Reihe von Messfunktionen, mit denen man schnell eine Verbindung prüfen oder Fehler in einem System finden kann.

Per Lizenzkauf lassen sich weitere Funktionen freischalten, die es ermöglichen, den Verkehr auf einem seriellen Bus im korrekten zeitlichen Zusammenhang in decodierter Form anzuzeigen - entweder im Messkurvenfenster oder in einem separaten Listenfenster. Zudem können komplexe Trigger gesetzt werden, die auf den Inhalt der seriellen Daten reagieren. Protokolldecoder sind zwar hilfreich für die Verifikation der korrekten Funktion, ein Parameterproblem auf dem Bus bekommt man damit aber möglicherweise nicht in den Griff. Welche Methoden und Tricks gibt es also, mit denen der Anwender schnell das erwartete Verhalten verifizieren oder Fehler in einer seriellen Verbindung finden kann?


Geschieht auf der Leitung überhaupt etwas?

»Wenn man ein neues System erstmalig in Betrieb nimmt oder eine fehlerhafte Leiterplatte untersucht, will man zunächst einmal wissen, ob nach dem Einschalten oder beim Ablauf eines Programms auf dem Bus überhaupt etwas geschieht«, erklärt Peter Kasenbacher, Europäischer Product Line Manager für Oszilloskope bei Agilent. »Der Freilaufbetrieb - Roll mode - ist eine einfache, aber weithin unterschätzte Betriebsart eines Oszilloskops; sie liefert einen schnellen Eindruck vom Signal, ohne dass man erst einen Trigger setzen muss. Freilaufbetrieb in Verbindung mit Spitzenerkennung - Peak detect - bietet dem Anwender die Gewähr, dass auch sehr schmale Signale bis herunter zu 500 ps erfasst werden.«

Das Beispiel in Bild 1 zeigt einen SPI-Bus, der im Rahmen der Einschaltsequenz eine PLL mit drei Worten programmiert. Das Oszilloskop läuft im Freilaufbetrieb mit Spitzenerkennung bei 200 ms/div. Die Spitzenerkennung läuft mit 4 GSample/s und speichert Min/max-Paare mit 250 kSample/s. Man legt die Versorgungsspannung an das Testobjekt an, und die Aufzeichnung zeigt wie erwartet auf allen drei Bussignalen drei separate Datenpakete.

Möchte der Anwender in der normalen Betriebsart triggern, während er danach schaut, ob auf dem Bus überhaupt etwas passiert, kann er hierzu bei den Oszillo-skopen der Agilent-3000-X-Serie die Triggerbetriebsart »OR« verwenden. Bei diesem Triggertyp kann man von jeder beliebigen Triggerquelle eine Flanke oder beide zum Triggern verwenden. In Bild 1 könnten zum Beispiel auf die ansteigende oder die fallende oder beide Flanken auf bis zu drei Kanälen getriggert werden. Das Besondere an dieser Trigger¬betriebsart ist, dass sie ein funktionelles »Oder« der Flanken darstellt, nicht etwa ein logisches »Oder« der Triggerkomparatoren. Somit verhindert eine logische Eins aus einem Kanal nicht, dass ein anderes Triggerereignis aus einer anderen Quelle den Trigger nochmals auslöst.