Bus-Analyse
Fehlersuche an USB-Bussen mit dem Oszilloskop
Fortsetzung des Artikels von Teil 2
Fehlersuche leicht gemacht
Für die Prüfung eines USB mit einem Standard-Oszilloskop müssen die erfassten Einsen und Nullen manuell decodiert werden. Auf diese Weise kann es schon mehrere Minuten in Anspruch nehmen, nur eine einzige Nachricht eines erfassten langen Signals zu decodieren. Wurde nicht die richtige Nachricht erfasst, muss der Vorgang so oft erneut gestartet werden, bis die gewünschte Nachricht erfasst wurde. Mit einem Oszilloskop, das über erweiterte Funktionen verfügt, können Ingenieure die Vorteile der seriellen USB-Triggerung und -Analyse nutzen. Diese Oszilloskope bieten die Möglichkeit, auf einen speziellen Paketinhalt zu triggern, das gesamte erfasste Signal automatisch zu decodieren und sogar automatisch nach einem speziellen Ereignis zu suchen, z.B. einer speziellen Adresse oder einem Datenpaket.
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In diesem Beispiel wird ein Tektronix- Oszilloskop der Serie MSO/ DPO4000 (Bild 4) verwendet, um die Latenz eines Full-Speed-USB-Speichergeräts zu prüfen. Dabei wird überprüft, ob das Speichergerät mit einem NAK-Token auf die IN-Token-Anforderung des Computers nach Daten vom Speichergerät antwortet. Zur Messung am USB-Verlängerungskabel zwischen Computer und USB-Speichergerät wird ein Differenz-Tastkopf verwendet. Um am Oszilloskop die Einstellungen für das Decodieren des erfassten Signals vorzunehmen, müssen einige Parameter des Busses festgelegt werden: Geschwindigkeit, Eingangskanäle, Art des Signals (unsymmetrisch oder differenziell) und Schwellenwerte.
Im ersten Schritt wird der Enumerationsvorgang durch Triggern auf das SETUP-Token geprüft. Nach der Enumeration werden die SOF-Pakete durch direktes Triggern auf die Pakete und durch Prüfen der Busgeschwindigkeit verifiziert. Dies geschieht durch das Überprüfen eines positiven, inaktiven J-Zustands und durch Messen der Bitbreite des SOF-SYNC-Felds.
Als Nächstes wird das Oszilloskop für die Triggerung auf ein NAK-Token konfiguriert und auf Einzelerfassungsmodus eingestellt. Dann wird der Computer auf die Anforderung von Daten vom Speichergerät eingestellt. Ist das Speichergerät zur Datenübertragung bereit, triggert das Oszilloskop nicht. Ist das Speichergerät jedoch nicht zur Datenübertragung bereit, sendet es eine NAKNachricht als Antwort auf das IN-Token des Host-Computers, und das Oszilloskop triggert auf die NAK-Nachricht (Bild 5).
Die Triggereinstellungen des Oszilloskops können kopiert und als Sucheinstellung für die Sonderfunktion „Wave Inspector“ verwendet werden. Dann durchsucht das Oszilloskop automatisch das gesamte erfasste Signal nach NAK-Nachrichten. In diesem Fall wurden elf NAK-Nachrichten gefunden. Die erste NAK-Nachricht befindet sich auf der Triggerposition, die weiteren zehn NAK-Nachrichten folgen nach dem Trigger. Alle NAKNachrichten sind Antworten an den Host-Computer, der wiederum IN-Token zurücksendet.
USB gewinnt an Bedeutung
USB gewinnt in modernen eingebetteten Systemkonstruktionen zunehmend an Bedeutung. Dies trifft sowohl für die System-zu-System- als auch für die Chip-zu-Chip-Kommunikation zu. Das bedeutet, dass sich Ingenieure mit dieser Bus-Architektur vertraut machen müssen, können aber zum Austesten der Busse auf einfach zu bedienende Prüf- und Messgeräte zurückgreifen. Durch den Einsatz von Oszilloskopen mit erweiterten Funktionen können sie auf spezielle Paketinhalte triggern, das gesamte erfasste Signal automatisch decodieren und nach speziellen Paketen suchen. Dadurch werden sowohl die Prüfung als auch die Fehlersuche vereinfacht.
Über die Autorin:
| Gina Bonini |
|---|
| ist Embedded Systems Technical Marketing Manager bei Tektronix in Amerika. Sie hat über 15 Jahre Erfahrung in verschiedenen Aufgaben-bereichen der Prüf- und Messtechnik. Ihr Studium schloss sie an der University of California, Berkeley, und der Stanford University mit den Abschlüssen BSChE und MSEE ab. |
Petra.Quaedvlieg@tektronix.com
- Fehlersuche an USB-Bussen mit dem Oszilloskop
- Aufbau der Pakete
- Fehlersuche leicht gemacht
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