Modalità di acquisizione: tempo e stato

Gli analizzatori logici (o analizzatori di stati logici) possono funzionare con due distinte modalità di campionamento: nel dominio del tempo (time analysis) e nel dominio degli stati (state analysis).

Le due modalità hanno scopi e principi di funzionamento diversi e complementari tra loro.

Quando si vogliono controllare le relazioni temporali tra vari segnali su periodi di tempo anche lungo si utilizza l'analisi temporale utilizzando le tipica visualizzazione e forme d'onda.

Quando, invece, si vuole controllare il comportamento funzionale del sistema, come sequenza di eventi, è utile l'analisi di stato, associata spesso a visualizzazioni di tipo tabellare o di listato.

Alcuni analizzatori logici anche anche la possibilità di funzionare contemporaneamente con la modalità di acquisizione temporale e di stato permettendo di osservare ulteriori correlazioni nel comportamento del sistema in esame.

Numero dei canali: quanti ne servono?

In sintesi, più ce ne sono, meglio è, non si sa mai. Purtroppo i budget a disposizione non sono infiniti, per cui bisogna porsi dei limiti ragionevoli.

Partendo dal vostro progetto e pensando a quanti segnali pensate vi serva visualizzare congiuntamente (come minimo quelli di un bus che dovrete controllare), ricordatevi però che per le acquisizioni in modalità stato vi serviranno dei canali aggiuntivi per i segnali di clock.

Nei progetti moderni più complessi le necessità in termini di numero di canali possono davvero esplodere, per cui è utile che la piattaforma di analisi prescelta possa essere facilmente espansa secondo necessità.

Per esempio, i processori di ultima generazione già richiedono 100/150 canali se si vogliono coprire tutti gli I/O dei dispositivi. Se poi il progetto utilizza architetture multiprocessore, il numero di canali richiesti per una copertura integrale può facilmente raggiungere le centinaia, o addirittura il migliaio di canali.

Ponete però attenzione al fatto che, per alcuni strumenti, non tutti i canali sono uguali. In alcuni casi, solo un numero limitato di canali può funzionare alla massima velocità di acquisizione, mentre i canali supplementare possono funzionare a velocità inferiore. Tenetene conto se pensate che il vostro progetto attuale o futuro possono necessitare di molti canali.

Livelli di soglia

Bisogna verifica che l'analizzatore logico e il suo sistema di sonde supportino i livelli di tensione di soglia utilizzati dai circuiti logici del proprio progetto, in configurazione sbilanciata (single-ended) oppure differenziale (differential).

Un analizzatore logico deve reagire allo stesso modo del circuito logico utilizzato sulla scheda quando un livello di soglia viene attraversato da un segnale per decidere se il suo stato è da considerarsi alto o basso.

E' molto importante impostare correttamente sullo strumento i livelli di soglia da considerare durante le misure, altrimenti i risultati ottenuti sono del tutto inaffidabili.

Modalità tempo: velocità di campionamento

Nella modalità di acquisizione nel dominio del tempo, l'analizzatore logico funziona sostanzialmente come un oscilloscopio con molti canali e memorizza i campioni dei segnali acquisiti nella sua memoria in modo asincrono rispetto al segnale di clock del sistema in esame.

Quindi, più è elevata la frequenza di campionamento, maggiore è la risoluzione delle misure acquisite.

Una maggiore velocità di acquisizione è d'aiuto quando si vogliono analizzare con precisione le relazioni temporali esistenti tra i vari segnali.

Va da sé che a una velocità di acquisizione elevata, deve corrispondere una capacità di memoria altrettanto elevata per riuscire ad accumulare un numero di campioni significativo nel dominio del tempo.

Modalità stato: veloce almeno quanto il bus di sistema

Nella modalità di acquisizione nel dominio degli stati, l'analizzatore logico campiona i segnali in modo sincrono rispetto al segnale di clock del sistema in esame.

Il segnale utilizzato come riferimento per il sistema di campionamento dell'analizzatore è indicato come clock esterno.

Per ottenere misure significative, è importante che i segnali siano stabili durante il campionamento i cui istanti vengono determinati dal segnale di clock esterno.

Ciò che avviene durante un evento di clock usato per il campionamento e il successivo nella modalità di stato non è importante e viene perso.

Per facilitare le impostazione necessaria a una buona acquisizione nella modalità stato, alcuni strumenti sono in grado di analizzare preventivamente i segnali da campionare e di suggerire le impostazioni più adatte per i livelli di transizione e le impostazioni di clock. Si tratta di una caratteristica molto comoda per garantirsi velocemente su tutti i canali la correttezza delle impostazioni che garantiscono la stabilità dei segnali negli istanti di campionamento.

Profondità di memoria: durata per frequenza di campionamento o di clock

La quantità di memoria presente nell'analizzatore logico determina per quanto tempo si può osservare il sistema in esame senza perdere informazioni significative.

Per scegliere la quantità minima di memoria che vi serve, moltiplicate il periodo di tempo di funzionamento del sistema che intendete osservare per la frequenza di campionamento o per la frequenza di clock esterno.

La disponibilità di una grande quantità di memoria aumenta la probabilità di riuscire a catturare degli eventi rari o delle correlazioni tra causa ed effetto che talvolta sono separati notevolmente nel tempo.

Alcuni costruttori hanno introdotto sistemi di gestione della memoria più sofisticati per sfruttarla al meglio in funzione della propria applicazione. Per esempio, in certi strumenti è possibile utilizzare le funzioni di trigger in modo da 'qualificare' i dati che vengono memorizzati nella memoria impedendo che venga inutilmente riempita da eventi non significativi come i cicli di attesa di un processore.

Anche in questo caso, non è sempre semplice definire a priori di quanta memoria si avrà bisogno per affrontare i problemi concreti, per cui è bene che lo strumento scelto possa eventualmente essere espanso in seguito.

Sistema di trigger: la chiave è la semplicità

La definizione del trigger è una delle attività più importanti nella fase di debug.

Niente si può aggiustare se prima non si riesce a vederlo. I sistemi di trigger degli analizzatori logici moderni sono estremamente sofisticati e flessibili e potenzialmente permettono di scovare tutto.

l problema però è farlo con semplicità, senza perdersi nei meandri dei parametri di impostazione del trigger.

Gli strumenti che offrono procedure semplici e chiare per l'impostazione anche dei trigger più complessi sono certamente quelli che saranno i più apprezzati nelle attività di debug.