सरल डिजिटल सर्किट डिबग करने के लिए सबसे अच्छा उपकरण?


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मैं एक पेशेवर सॉफ्टवेयर डेवलपर हूं जो एकीकृत डिबगर्स की विलासिता के लिए उपयोग किया जाता है। अभी कुछ समय से, मैं Arduino प्लेटफ़ॉर्म के साथ प्रयोग कर रहा हूं। हालांकि, मुझे लगता है कि डलास DS1820 डिजिटल तापमान सेंसर जैसे घटकों के साथ इंटरफेस करने का प्रयास अंधेरे में चारों ओर घूमने जैसा है।

$ 200 या तो के ढीले बजट को मानते हुए, मुझे यह देखने में मदद करने के लिए किस तरह के उपकरण हैं? मैंने लिंक इंस्ट्रूमेंट्स MSO-19 को देखा है, लेकिन मैं ईमानदारी से एक आस्टसीलस्कप और एक लॉजिक एनालाइज़र के बीच के अंतर के बारे में बहुत कुछ नहीं जानता।

मुझे कैसे पता चलेगा कि जो डिवाइस मैं खरीद रहा हूं वह मेरे द्वारा उपयोग किए जा रहे (सरल) घटकों के प्रकारों को मापने में सक्षम होगा?

जवाबों:


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अनिवार्य रूप से, एक आस्टसीलस्कप आपको लाइन पर वोल्टेज का एक ग्रेडिंग रीडिंग देता है जबकि एक लॉजिक एनालाइजर आपको केवल यह बताएगा कि यह 0 या "उच्च" है ("उच्च" का मूल्य संभवतः 5 वी, 3.3 वी या 1.8 वी पर निर्भर करता है) आपका सर्किट)। आप अक्सर देखेंगे कि लॉजिक एनालाइज़र के पास आवश्यक रिज़ॉल्यूशन कम होने के कारण ऑसिलोस्कोप की तुलना में कई अधिक चैनल (लाइनें एक साथ पढ़ी जा सकती हैं) हैं।

एक विशिष्ट उपकरण के रूप में, मैंने सलाई लॉजिक के बारे में बहुत अच्छी बातें सुनी हैं । यह 24MHz पर नमूने; इसका मतलब यह है कि यह जाँच करता है कि एक विशेष जांच पर वोल्टेज एक सेकंड में 24 मिलियन या कम है। सॉफ्टवेयर भी डिबगिंग की सहायता के लिए सामान्य एम्बेडेड प्रोटोकॉल का कुछ ज्ञान रखता है। मुझे लगता है कि Arduino के काम के लिए 24MHz पर्याप्त होगा क्योंकि Atmegaxx8 की अधिकतम घड़ी की गति 20MHz है।


आधे से अधिक दिनों के शोध के बाद, मैं कह सकता हूं कि मेरे लिए अभी जो विचार हैं, उनमें से 90% सालिया लॉजिक मेरी मदद करें। सॉफ्टवेयर खुद के रूप में एक हार्डवेयर "बाहरी व्यक्ति" के लिए पॉलिश और सहज दिखता है। मैं देख सकता हूं कि कैसे एक आस्टसीलस्कप काफी मददगार होगा, लेकिन सरल परियोजनाओं के प्रकारों के लिए, एक यूएसबी लॉजिक विश्लेषक एक अच्छे ट्रेडऑफ की तरह लगता है।
ओवेन थॉमस

में The soul of a new machineट्रेसी किडर कहते हैं (टीका) कि cavemen एक आस्टसीलस्कप इस्तेमाल किया देखने के लिए क्यों आग जला नहीं होगा। :-)
स्टीवन्वह

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यह केवल पेनजुइन के उत्तर के लिए एक अतिरिक्त है क्योंकि यह एक टिप्पणी में फिट नहीं हुआ और उसका उत्तर आम तौर पर सही है। बस अपने जवाब में एक निहितार्थ स्पष्ट करना चाहते हैं।

इसकी बैंडविड्थ / सैंपलिंग दर के आधार पर माप उपकरण चुनने में बहुत सावधानी बरतें। 25mhz नमूना दर के साथ एक उपकरण 25mhz डिजिटल घड़ी सिग्नल का सही नमूना नहीं दे सकता है, करीब भी नहीं।

यदि आप 25mhz पर डिजिटल क्लॉक सिग्नल लेते हैं और इसे 25mhz की बैंडविड्थ के साथ ओ-स्कोप में फीड करते हैं, तो आप साइन लहर के करीब कुछ देखेंगे। एक 25mhz नमूना दर के साथ एक गुंजाइश शायद Nyquist के बाद से डीसी स्तर दिखाएगा, इस तरह के गुंजाइश का उच्चतम आवृत्ति संकेत 12.5mhz हो सकता है।

एक वर्ग तरंग में मौलिक आवृत्ति होती है जो इसकी घड़ी की दर है, इस उदाहरण के लिए 25mhz। इसमें बड़े विषम हार्मोनिक्स भी शामिल हैं जो इसकी चौकोर आकृति देते हैं, 25mhz डिजिटल घड़ी सिग्नल को सटीकता के साथ देखने के लिए आपको न केवल 25mhz बल्कि 75, 125, 175, 225 आदि को देखना होगा। आपको कितनी दूर जाने की आवश्यकता है अपनी इच्छित सटीकता या ट्रान्सीवर के बेअंत दर तक।

जबकि यह एक तर्क विश्लेषक के लिए थोड़ा कम महत्वपूर्ण है फिर भी बहुत महत्वपूर्ण है। तर्क विश्लेषक ऊपर या नीचे किसी 'उच्च' और 'कम' की तलाश में है। यदि जो देखता है वह आ रहा है एक साइन लहर है आप कृत्रिम रूप से छोटे उच्च और निम्न राज्यों और बिट्स के बीच कृत्रिम रूप से लंबे स्थान देखेंगे। यह कुछ हद तक विश्लेषक की वास्तुकला पर निर्भर हो सकता है।

यह विभिन्न संचारित मोड से संबंधित समस्याओं का निदान असंभव बना सकता है। उदाहरण के लिए, SPI में डेटा के आधार पर 4 अलग-अलग मोड होते हैं, जो बढ़ते या गिरते हुए घड़ी के किनारों पर मान्य होते हैं और डेटा पोलरिटी पर भी (यह 1 या 0 उच्च है?)। अन्य ट्रांसमिशन प्रोटोकॉल में भी यह समस्या है (उदाहरण के लिए I2S और संबंधित ऑडियो प्रारूप)। यदि आप सटीक रूप से यह पहचान नहीं कर सकते हैं कि एज ट्रांज़िशन तब निर्धारित करना असंभव है, जब बस विनिर्देश के भीतर कार्य कर रही हो।

आम तौर पर आपको अपने इच्छित लक्ष्य डेटा दर की तुलना में बैंडविड्थ / नमूने दरों की बहुत अधिक आवश्यकता होती है। यदि आप एक 40khz I2C बस का नमूना लेना चाहते हैं, तो 100mhz की नमूना दर के साथ एक तर्क विश्लेषक पर्याप्त से अधिक है। यदि आपको 25mhz SPI बस का नमूना लेने की आवश्यकता है, तो आपको बहुत अधिक बैंडविड्थ के साथ गुंजाइश / विश्लेषक की आवश्यकता है, 500mhz के पास कुछ अगर आपको वास्तविक सटीकता की आवश्यकता है, साथ ही एक नमूना दर जो उस आवृत्ति रेंज में माप की अनुमति देता है।

तो 24mhz के नमूने दर के साथ अनुशंसित डिवाइस पेन्जूइन केवल डिजिटल संकेतों की सटीक माप प्रदान कर सकता है जो उस डेटा दर के लिए प्रशंसनीय दर के साथ ~ 2mhz से कम हो।


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आप बिल्कुल सही हैं, इससे मेरा दिमाग पूरी तरह से फिसल गया। इस प्रभाव को और अधिक स्पष्ट करने में मदद करने के लिए, मैंने अपने ऑसिलोस्कोप में 1khz वर्ग की लहर को खिलाया और परिणामी फूरियर रूपांतरण का स्क्रीन डंप लिया (x अक्ष मूल रूप से आवृत्ति है): i.imgur.com/lJvtD.png । हार्मोनिक्स दोहराई जाने वाली चोटियां हैं।
जेरेमी

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@ जेनुजीन सही चित्रण। ओवेन के लिए मेरे जवाब को स्पष्ट करने के लिए, अनुशंसित डिवाइस पेन्जूइन एक ardunio से निपटने में बहुत सक्षम है, क्योंकि आपको संभवतः डिवाइस के उस वर्ग के साथ> 2mhz पर चलने वाले इंटरफ़ेस से निपटने की आवश्यकता नहीं होगी। मैं सिर्फ यह सुनिश्चित करना चाहता था कि वह इसे अंगूठे के नियम के रूप में न लें और अगर बाद में वह उच्च गति वाले उपकरणों / इंटरफेस पर आगे बढ़ता है, तो यह उसे काटता है।
मार्क

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चर थ्रेशोल्ड के साथ एक लॉजिक एनालाइज़र आमतौर पर सिग्नल फ्रीक्वेंसी की तुलना में केवल कुछ कारकों पर लॉजिक का विश्लेषण करने के लिए पर्याप्त रिज़ॉल्यूशन प्रदान करता है। समस्या यह है कि संकेत प्राप्त करने वाला नियंत्रक 1.2V से नीचे की किसी भी चीज़ के लिए तर्क शून्य पर स्विच कर देगा (उदाहरण के लिए) और तर्क 1 से ऊपर 2.2V (उदाहरण के लिए) जबकि तर्क विश्लेषक 1.7V बनाने पर स्विच कर सकता है समय कम सटीक। कई मामलों में एक डिजिटल सर्किट में लगभग 2-3 गुना तेजी से एक नमूना दर यह समझने के लिए पर्याप्त है कि क्या चल रहा है।
राउटर सिमन्स

बैंडविड्थ और नमूने दर को भ्रमित न करने के लिए @wouter simons सावधान (मैं वास्तव में उत्तर में भी मेरे शब्द उपयोग को साफ करता हूं)। 2x की नमूना दर आपके संकेत की आवृत्ति उस संकेत का पता लगाने के लिए न्यूनतम है। प्रथाओं में स्कोप और विशेष रूप से एनालाइज़र आमतौर पर बहुत अधिक निरीक्षण करते हैं। उदाहरण के लिए मेरे टेक स्कोप में 100mhz बैंडविड्थ है लेकिन 2.5ghz पर नमूने।
मार्क

बहुत बढ़िया जवाब। मैंने आपकी पोस्ट का ठीक-ठीक पालन किया है और शायद अभी भी यह माप सकता हूं कि मुझे वहां से एक सस्ती डिवाइस के साथ क्या चाहिए। जब मैं अधिक जटिल घटकों का पता लगाता हूँ, तो मैं सीमाओं पर नज़र रखूँगा।
ओवेन थॉमस

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यदि आप मुख्य रूप से डिजिटल सर्किट पर काम करने की योजना बनाते हैं, तो लॉजिक एनालाइज़र वही है जो आप चाहते हैं। ओस्सिलोस्कोप्स अपेक्षाकृत कम (उदाहरण के लिए, 2-4) एनालॉग संकेतों को दिखाते हुए उत्कृष्ट रूप से दिखाते हैं, जबकि लॉजिक एनालाइजर, क्योंकि वे मुख्य रूप से उच्च-बनाम-कम के साथ संबंध रखते हैं, आमतौर पर बहुत अधिक इनपुट होते हैं।

आप लॉजिक एनालाइज़र के रूप में निश्चित रूप से O- स्कोप का उपयोग कर सकते हैं, लेकिन बाद वाला लाभ यह है कि एक साथ दर्जनों सिग्नल देखने में सक्षम होने से 'बड़ी पिक्चर' प्राप्त करना आसान है।



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जहां तक ​​तर्क का विश्लेषण करने वाले जाते हैं, मैंने (अपेक्षाकृत) सस्ती लोगों की एक बुनियादी तुलना लिखी है:

पीसी-आधारित लॉजिक एनालाइजर की तुलना

नमूने की गति के बारे में ध्यान देने वाली एक बात, अंगूठे का एक नियम यह है कि एक सटीक रीडिंग प्राप्त करने के लिए आपको आमतौर पर कम से कम 4x अपने डेटा दर की आवश्यकता होती है, और 10x तक बेहतर होता है। इसलिए यदि आप 8MHz सिग्नल (जिसे आप आसानी से उदाहरण के लिए SPI में एक सस्ती AVR से उत्पन्न कर सकते हैं) की निगरानी करना चाहते हैं, तो आप एक 32-80MHz नमूना दर विश्लेषक चाहते हैं। यह केवल 'async' मोड में कैप्चर करने पर लागू होता है। यदि आप 'सिंक्रोनस' मोड (जैसे घड़ी संकेत के साथ) में कैप्चर कर रहे हैं, तो आपके नमूने की दर को केवल घड़ी संकेत की दर से मेल खाना चाहिए। तो उस मामले में उदाहरण के लिए, 8MHz तुल्यकालिक नमूना 8MHz SPI सिग्नल (क्योंकि यह एक समर्पित घड़ी संकेत है) को पकड़ने के लिए पर्याप्त होगा।


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मैं एमएसओ -19 का मालिक हूं और इसे बहुत पसंद करता हूं। काश यह एक से अधिक एनालॉग चैनल होता, लेकिन यह एक आस्टसीलस्कप और एक तर्क विश्लेषक दोनों के रूप में कार्य करता है। कीमत के लिए, मुझे लगता है कि यह उपकरण का एक अच्छा टुकड़ा है (और OS X पर VMWare में अच्छा चलता है)। O'scope ने मुझे यह देखने में मदद की कि सर्किट के एक हिस्से में वास्तव में क्या हो रहा है, और आपको एक डिजिटल लाइन की उच्च / निम्न स्थिति नहीं दिखाती है, जैसा कि एक तर्क विश्लेषक करता है। यह आपके मानक मल्टीमीटर की तुलना में कहीं अधिक सटीक (और तेजी से प्रतिक्रिया देने वाला) वोल्ट मीटर है। यह वास्तव में अच्छा होगा अगर यह सीरियल डेटा को डिकोड कर सकता है, हालांकि, सिर्फ I2C और SPI के बजाय ...


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यह उत्तर शायद आपके लिए ardunio का उपयोग करने के लिए बहुत उपयोग नहीं है, लेकिन सामान्य प्रश्न का उत्तर है।

मैं अपने pickit2 के लॉजिक एनालाइज़र कार्यों का भरपूर उपयोग करता हूँ। स्पष्ट रूप से यह प्रोग्रामिंग PIC के लिए है, लेकिन इसमें एक 3 चैनल लॉजिक एनालाइज़र मोड भी है, जिसका उपयोग मैं हर समय डिजिटल सिग्नल देखने के लिए करता हूं। मैं अभी भी इसका उपयोग करता हूं, भले ही मैं अपनी वर्तमान परियोजनाओं के लिए कॉर्टेक्स-एम 3 का उपयोग कर रहा हूं। स्पष्ट रूप से उचित गियर के मानक द्वारा इसका एक अत्यंत आदिम उपकरण है, लेकिन फिर भी मुझे यह अविश्वसनीय रूप से उपयोगी लगता है

मैंने इसका उपयोग I2C सर्किट और टीवी आउटपुट संकेतों को डीबग करने के लिए किया है, उदाहरण के लिए यहां मेरी पोस्ट देखें


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यह बहुत अच्छा है, और वास्तव में सस्ता है: http://www.seeedstudio.com/depot/preorder-open-workbench-logic-sniffer-p-612.html?cPath=75

यह सभ्य नमूना दर है, और आप एक शांत खुला HW परियोजना का समर्थन कर सकते हैं। ऐसा लगता है कि यह अभी भी एक प्रकार के बीटा चरण में है, इसलिए यह सबसे बड़ी बात नहीं हो सकती है यदि आप केवल कुछ प्लग इन करना चाहते हैं और यह काम करता है।


मैंने अभी एक महीने पहले इसे खरीदा था, क्योंकि मैं मुख्य रूप से एक नेटबुक के साथ काम कर रहा था, मेरे पास मेरे कंप्यूटर के स्क्रीन साइज़ के साथ "कैप्चर" बटन पर क्लिक करने में सक्षम होने के लिए समस्या थी, लेकिन अगर आपके पास सामान्य आकार का लैपटॉप या डेस्कटॉप कंप्यूटर है 'ठीक रहेगा। मैंने इसे बड़े पैमाने पर इस्तेमाल नहीं किया है, लेकिन मेरे पास जो थोड़ा है वह मुझे पसंद है, और कीमत भी अच्छी है!
onaclov2000

मैं इस ला का काफी उपयोग कर रहा हूं, और चूंकि यह मेरा पहला ला है, इसलिए मैं संभवतः 50% से कम बिजली / कार्यक्षमता का उपयोग कर रहा हूं। एलए की विभिन्न अन्य कम लागतों की तुलना में, मैंने इसे एलए के सर्वोत्तम मूल्य वाले धन में से एक माना। सॉफ्टवेयर बुरा नहीं है। वास्तव में मैंने पाया कि यह मेरे उद्देश्यों के लिए काफी अच्छा है। यदि आप यह देखना चाहते हैं कि मैंने इसका उपयोग कैसे किया है, तो बस मेरे प्रोफ़ाइल पर क्लिक करें और मेरे द्वारा पूछे गए प्रश्नों को देखें।
icarus74
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