理解时钟方案有助于对高速总线进行排错(二...

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逻辑分析仪是用于调试同步系统的最有效工具之一，当被正确安装好之后，逻辑分析仪可直接捕获高速同步数据。高速同步数据采集的最大挑战是需要定时和触发具有极高的灵活性，了解双倍采样、双倍采样和源同步器件的工作原理，可让你在正确的时间里捕获正确的数据。

图2给出了采用2X外部采集模式所得到的清单和波形图。在波形图中，标题为“LA1: Mag_Sample”的线条显示了一系列刻度，每个刻度表示125 ps的时间。这是逻辑分析仪的定时采样周期。2X定时模式能够对数据进行同步采样，如LA1: Mag_Data所示，时钟速率为800MHz，得到的采样数据显示为“LA1: Data”的波形。

四倍采样数据是技术的又一次提升。为采集四倍采样数据，一些逻辑分析仪整合了1X定时、双路解复用和双边沿捕获技术。另外，一些逻辑分析仪提供了专用的4X定时模式。在这两种情况下，逻辑分析仪都可以在每个时钟周期内采样四次。

4X方法与上述的双倍采样示例非常相似。同时在前端边沿和未尾边沿对两组信号进行采样?D?D每个周期总共四个采样。两组信号的建立/保持时间设置确定了逻辑分析仪对与每个时钟边沿相关联的数据进行采样的时间。

使用4X模式捕获四倍采样数据可以使逻辑分析仪产生最高的数据速率。为达到这个速度，4X定时模式提供四个组进行数据采样。在这四个组中，解复用目标组收集有效数据，另外来自三个解复用源组的数据则被丢弃。

源同步采集

从源同步总线捕获数据需要特殊的源同步采集模式。在此之前讨论的所有模式都依靠传统的时钟信号将数据定时到逻辑分析仪中。源同步定时使用专用的选通信号，而不是常规的时钟脉冲，有时也会两者都使用。采集本身就比其他同步模式更复杂。大多数逻辑分析仪需要外部接口对源同步采集进行预处理。

但是，某些逻辑分析仪具有执行强制性的源同步采集的内置功能。例如，TLA700系列的TLA7Axx逻辑分析仪模块的核心是“Clock Group Complete”功能，它可以锁存并保持一系列已完成的事件，当最终的启用事件发生时，则显示所有已采集的数据。请注意，这个过程与典型的源同步操作描述非常相似。

图3是一个源同步数据传输的简化时序图。在该图中，传输器件在每个周期内多次分别地发送数据(通过DATA [15:0]和DATA [31:16]组同步)以及与每个数据组相关联的选通信号(选通0和选通1)。接收器件使用选通来锁存数据，然后再使数据与主控时钟重新同步。

源同步金字塔

尽管除了前面讨论的模式之外还有几个步骤，但是专用的源同步模式可以使建立过程更简单。这些步骤可以看作建立“金字塔”的过程，包括多个连续层的配置选择(图4)。这些步骤已经按其通常的执行顺序进行编号。我们不妨“自下向上”研究一下这个过程。

1．指定边沿检测器：每个同步数字系统都需要一个时钟。源同步系统也使用一个或多个选通信号。逻辑分析仪执行边沿检测器以标注这类事件的经过。四个边沿检测器对于每个模块都可用，上升沿和下降沿单独进行逐个地指定。将选通信号连接至检测器为逻辑分析仪完成周期中的数据何时有效的定义。

2．将边沿检测器绑定至时钟组：时钟组由一个或多个上一步骤定义的边沿检测器组成。时钟组依次确切定义需要哪些边沿完成一个事件。

3．定义采样时钟：SUT操作(如读或写)的有效性是由包含数个信号的布尔条件确定的。建立采样时钟为逻辑分析仪作好根据这些布尔等式进行采样的准备。就像时钟组由边沿检测器组成一样，采样时钟则由与使用限定符信号的各种布尔OR和AND调用相关的时钟组构成。

4．设置组定时：组定时设置步骤是在所有上述定义?D?D边沿检测器、时钟组和采样时钟都到位时进行的。组定时菜单还可以将所有逻辑条件上的定时参数编入程序。

5．定义探测解复用：探测解复用指示逻辑分析仪哪些组要进行解复用，以便这些组与源同步采集一致。逻辑分析仪具有各种级别的解复用的缺省映射，这些映射满足源同步采集的要求。因此，本设置步骤仅指定缺省映射。图5显示了源同步采集的结果。在该图中，选通锁存其上升沿上的数据，然后该数据与主控时钟重新同步。

为提高数字系统中的数据吞吐量，创新的数据传输技术正在日益流行。这些技术包括提高基本时钟和数据速度、以差分形式发送数据、减小信号幅值、在一个时钟周期内多次传输数据以及以源同步格式发送数据。

当从实现这些传输属性的总线捕获数字数据时，必须使用先进的逻辑分析仪工具，这种工具可以捕获这些类型的总线而无需前端“预处理器”进行处理，并且可能使数据失真。

满足此要求的新一代逻辑分析仪模块已经出现。这些工具可以处理高速同步时钟并且捕获多路复用的总线数据和源同步数据传输。

作者：James M. Fenton