6.Manual Analizador Logico Tektronix

Manual técnicode analizadores lógicos

Manual técnico de analizadores lógicosManual

3www.tektronix.com/logic_analyzers

Contenido

Introducción --------------------------------------------------4 – 5

Historia 4

Osciloscopio digital 4

Analizador lógico 5

Funcionamiento de un analizador lógico ------------------6 – 13

Conexión al sistema bajo prueba 6

Sonda 6

Configuración 7

Configuración de los modos del reloj 7

Configuración del disparo 8

Adquisición 9

Estado y temporización simultáneos 9

Memoria de adquisición en tiempo real 10

Herramientas para solución de problemas

analógicos-digitales integradas 11

Análisis y presentación 12

Presentación de formas de onda 12

Presentación de listas 13

Medidas automatizadas 14

Términos y consideraciones acerca de las prestaciones 15 – 16

Velocidad de adquisición de temporización 15

Velocidad de adquisición de estado 15

Velocidad de adquisición de MagniVu 15

Longitud de registro 15

Modularidad y recuento de canales 16

Disparo 16

Sistema de sondas 16

Ejemplos de aplicación de un analizador lógico ----------16 – 20

Realización de medidas de temporización de

propósito general 17

Detección y presentación de espurios intermitentes 18

Captura de violaciones de establecimiento o de retención 19

Utilización de almacenamiento de transición para

aumentar la longitud de registro útil 20

Ejemplos de aplicación de analizadores lógicos 21 – 26

FPGA 21

Memoria 23

Integridad de la señal 24

Conformidad, validación y depuración de datos serie 25

Osciloscopios de tiempo real 26

Osciloscopios de muestreo 26

Analizadores lógicos 26

Fuentes de señal 26

Resumen ------------------------------------------------------27

Glosario ------------------------------------------------------------28 – 31


4 www.tektronix.com/logic_analyzers

IntroducciónAl igual que otras muchas herramientas electrónicas demedida y prueba, un analizador lógico permite solucionarun tipo concreto de problemas. Se trata de una herramientaversátil que puede ayudarle con la depuración digital dehardware, la verificación del diseño y la depuración delsoftware imbricado. El analizador lógico es una herramientaindispensable para los ingenieros que diseñan circuitosdigitales.

Los analizadores lógicos se utilizan en las medidas digitalesque implican numerosas señales o unos requisitos dedisparo complicados.

En primer lugar, se tratará el osciloscopio digital y laevolución resultante del analizador lógico. A continuación,se mostrarán los componentes de un analizador lógicobásico. Una vez adquirido este conocimiento básico,aprenderá cuáles de las capacidades de un analizadorlógico son importantes y por qué desempeñan un papelimportante en la elección de la herramienta adecuada parauna aplicación concreta.

HistoriaLos analizadores lógicos se desarrollaron prácticamente altiempo que los primeros microprocesadores comercialessalieron al mercado. Los ingenieros que diseñaban sistemasbasados en estos nuevos dispositivos pronto descubrieronque la depuración de diseños de microprocesadoresrequería más entradas de las que podían ofrecer lososciloscopios.

Los analizadores lógicos, con sus distintas entradas, eran lasolución perfecta a este problema. Estos instrumentos hanaumentado gradualmente tanto su velocidad de adquisicióncomo el recuento de canales para mantenerse a la altura delos rápidos avances en la tecnología digital. El analizadorlógico es una herramienta clave para el desarrollo de lossistemas digitales.

Existen similitudes y diferencias entre los osciloscopios y losanalizadores lógicos. Para comprender mejor cómo cadainstrumento lleva a cabo sus aplicaciones, es muy útilrealizar una comparación de sus capacidades individuales.

Osciloscopio digitalEl osciloscopio digital es una herramienta imprescindiblepara la visualización de señales de propósito general.Gracias a una velocidad de muestra y un ancho de bandamuy elevados pueden capturar muchos puntos de datos enun intervalo de tiempo, lo que proporciona medidas detransiciones de la señal (flancos), eventos transitoriosy pequeños incrementos de tiempo.

Si bien un osciloscopio puede captar las mismas señalesdigitales que un analizador lógico, la mayoría de losusuarios de osciloscopios están interesados en medidasanalógicas como los tiempos de subida y bajada, lasamplitudes pico y el tiempo transcurrido entre los flancos.La Ilustración 1 muestra las capacidades de un osciloscopio.

La forma de onda, aunque tomada de un circuito digital,revela las características analógicas de la señal; todas ellaspueden afectar a la capacidad de la señal para realizar sufunción. En este ejemplo, el osciloscopio ha capturadodetalles que revelan la oscilación, el sobreimpulso, laatenuación progresiva del flanco ascendente y otrasaberraciones que aparecen periódicamente. Con lasherramientas incorporadas en el osciloscopio, como loscursores y las medidas automatizadas, es fácil realizar unseguimiento de aquellos problemas de integridad de laseñal que puedan afectar al diseño. Además, las medidasde temporización como el retardo de propagación y eltiempo de establecimiento y retención son candidatas

Ilustración 1. El osciloscopio revela los datos de la amplitud, el tiempode subida y otras características analógicas de la señal.



naturales para un osciloscopio. Y, por supuesto, hayseñales puramente analógicas, como la salida de unmicrófono o un convertidor analógico/digital, que puedenanalizarse con un instrumento que registre datosanalógicos.

Los osciloscopios suelen tener hasta cuatro canales deentrada. ¿Qué sucede cuando hay que medir cinco señalesdigitales simultáneamente, o un sistema digital con un busde datos de 32 bits y un bus de direcciones de 64 bits? Estoindica la necesidad de una herramienta con muchas másentradas: el analizador lógico.

Analizador lógicoLas capacidades de un analizador lógico son distintas a lasde un osciloscopio. La diferencia más obvia entre los dosinstrumentos es el número de canales (entradas). Lososciloscopios digitales convencionales tienen hasta cuatroentradas de señal. Los analizadores lógicos tienen

entre 34 y 136 canales. Cada canal recibe una señal digital.Algunos diseños de sistemas complejos requieren miles decanales de entrada. Para estas tareas, existen unosanalizadores lógicos especialmente adaptados.

¿Cuándo se debe utilizar un osciloscopio?

Si tiene que medir las características “analógicas” de unnúmero reducido de señales a la vez, el osciloscopiodigital es la solución más eficaz. Cuando necesiteconocer los valores de amplitud, potencia, corrienteo fase de una señal específica, o medidas de flancoscomo los tiempos de subida, un osciloscopio es elinstrumento adecuado.

Utilice un osciloscopio digital si tiene que:

Caracterizar la integridad de la señal (por ejemplo, eltiempo de subida, el sobreimpulso y las oscilaciones)durante la verificación de dispositivos analógicosy digitales

Caracterizar la estabilidad de la señal (por ejemplo, lainestabilidad y el espectro de inestabilidad) en hastacuatro señales a la vez

Medir los flancos y voltajes de la señal para evaluarlos márgenes de temporización (por ejemplo, losvalores de establecimiento/retención y el retardo depropagación)

Detectar los fallos transitorios (por ejemplo, losespurios, los seudopulsos y las transicionesmetaestables)

Medir los parámetros de amplitud y temporización en un número reducido de señales a la vez

¿Cuándo se debe utilizar un analizador lógico?

Los analizadores lógicos son unas herramientasexcelentes para verificar y depurar diseños digitales. Unanalizador lógico verifica que el circuito digital funcionay ayuda a solucionar los posibles problemas. Elanalizador lógico captura y muestra varias señales a lavez y analiza sus relaciones de temporización. En el casode problemas de depuración intermitentes y difíciles decaptar, algunos analizadores lógicos pueden detectarespurios, así como violaciones de tiempo deestablecimiento y retención. Durante la integración desoftware/hardware, los analizadores lógicos trazan laejecución del software imbricado y analizan la eficacia dela ejecución del programa. Algunos analizadores lógicosestablecen una correlación entre el código fuente y lasactividades de hardware específicas del diseño.

Utilice un analizador lógico si tiene que:

Depurar y verificar el funcionamiento de un sistemadigital

Trazar y establecer una correlación entre variasseñales digitales simultáneamente

Detectar y analizar violaciones de temporizacióny eventos transitorios en los buses

Trazar la ejecución del software imbricado

Ilustración 2. Un analizador lógico determina valores lógicosrelativos a un nivel umbral de voltaje.



Un analizador lógico mide y analiza las señales de formadistinta a un osciloscopio. El analizador lógico no mide losdatos analógicos. En su lugar, detecta los niveles de umbrallógicos. Cuando conecta un analizador lógico a un circuitodigital, significa que sólo le interesa el estado lógico de laseñal. Un analizador lógico simplemente busca dos niveleslógicos, como se muestra en la Ilustración 2.

Cuando la entrada es superior al umbral de voltaje (V), sedice que el nivel es “elevado” o “1”; por el contrario, unnivel por debajo de Vth es “bajo” o “0”. Cuando unanalizador lógico realiza una muestra de la entrada, guardaun “1” o un “0” en función del nivel de la señal conrespecto al umbral de voltaje.

Una presentación de la temporización de la forma de ondade un analizador lógico es muy parecida al diagrama detemporización que se encuentra en una hoja de datoso que genera un simulador. Todas las señales estánrelacionadas en el tiempo, de forma que se pueden verdatos como el tiempo de establecimiento y retención, elancho del pulso, y si hay datos extraños o que faltan.Además de su elevado recuento de canales, losanalizadores lógicos ofrecen características importantesque permiten la verificación y depuración del diseño digital.Entre las mismas se incluyen:

Disparo sofisticado que permite especificar lascondiciones en las que el analizador lógico adquiere losdatos

Adaptadores y sondas de alta densidad que facilitan laconexión al sistema bajo prueba (SUT)

Capacidades de análisis que traducen los datoscapturados en instrucciones para el procesadory establecen una correlación con el código fuente

Funcionamiento de un analizadorlógicoEl analizador lógico establece una conexión con las señalesdigitales, que posteriormente adquiere y analiza. Como semuestra en la Ilustración 3, existen cuatro pasos parautilizar un analizador lógico.

1 Conexión

2 Establecimiento

3 Adquisición

4 Análisis y presentación

Conexión al sistema bajo prueba

Sonda

Un analizador lógico se diferencia de un osciloscopio por elelevado número de señales que puede capturar a la vez. Lassondas de adquisición se conectan al SUT. La tensión deentrada se compara con el umbral de voltaje (Vth) en elcomparador interno de la sonda, que es donde se toma ladecisión acerca del estado lógico de la señal (1 ó 0). El usuarioestablece el valor de umbral, que comprende desde los nivelesde TTL hasta CMOS, ECL y valores definidos por el usuario.

Ilustración 5. Sonda multicanal de alta densidad para analizador lógico.

Conexión

paso 1

Estableci-miento

paso 2

Adquisi-ción

paso 3

Análisis y presen-

tación

paso 4

Ilustración 3. Funcionamiento simplificado de un analizador lógico.

Ilustración 4. Sonda de propósito general.



Las sondas del analizador lógico se suministran en variasformas físicas:

Sondas de propósito general con “conjuntos de cablesaéreos” diseñadas para la solución de problemas puntoa punto, como se muestra en la Ilustración 4.

Sondas multicanal de alta densidad que requierenconectores dedicados en la tarjeta de circuito, como semuestra en la Ilustración 5. Estas sondas puedenadquirir señales de alta calidad y tienen una repercusiónmínima en el SUT.

Sondas de compresión de alta densidad que utilizan unaccesorio de sondas sin conector, como se muestra enla Ilustración 6. Este tipo de sonda está recomendadopara aquellas aplicaciones que requieren una mayordensidad de la señal o un mecanismo de instalación desondas sin conectores que permitan conexiones rápidasy fiables al sistema bajo prueba.

La impedancia de las sondas del analizador lógico(capacitancia, resistencia e inductancia) se convierte enparte de la carga general del circuito bajo prueba. Todas lassondas presentan características de carga. La sonda delanalizador lógico debe introducir una carga mínima en elSUT y proporcionar una señal precisa al analizador lógico.

La capacitancia de la sonda tiende a provocar una“atenuación progresiva” de los flancos de las transiciones dela señal, tal como se muestra en la Ilustración 7. Estaatenuación ralentiza la transición del flanco en un período detiempo representado como “tΔ” en la Ilustración 7. ¿Por qué

es importante esto? Porque un flanco más lento cruza elumbral lógico del circuito después e introduce errores detemporización en el SUT. Este problema se agrava a medidaque aumentan las velocidades del reloj. En los sistemas dealta velocidad, una capacitancia de sonda excesiva puedellegar a impedir el funcionamiento del SUT. Por tanto, esesencial elegir la sonda con la menor capacitancia totalposible.

También debe tenerse en cuenta que las pinzas de lasonda y los conjuntos de cables aumentan la cargacapacitiva de los circuitos a los que están conectados.Siempre que sea posible, utilice un adaptadorcorrectamente compensado.

Configuración

Configuración de los modos del reloj

Selección del modo del reloj

Los analizadores lógicos están diseñados para capturardatos de dispositivos de varios pines y buses. El término“velocidad de captura” hace referencia a la frecuencia conque se realiza una muestra de las entradas. Es la mismafunción que la base de tiempos de un osciloscopio. Lostérminos “realizar muestras”, “adquirir” y “capturar” suelenutilizarse de forma indistinta cuando se describen lasoperaciones del analizador lógico.

Existen dos tipos de adquisición de datos o modos de reloj:

La adquisición de temporización captura la informaciónde temporización de la señal. En este modo, se utiliza unreloj interno del analizador lógico para las muestras de losdatos. Cuanto más rápido se realicen estas muestras dedatos, mayor será la resolución de la medida. No existe una

Ilustración 6. Sonda de analizador sin conector D-MaxTM.

Ilustración 7. La impedancia de la sonda del analizador lógico puedeafectar a los tiempos de subida de la señal y a lasmedidas de las relaciones de temporización.


relación de temporización fija entre el dispositivo de destinoy los datos adquiridos por el analizador lógico. Este modode adquisición se utiliza principalmente cuando la relaciónde temporización entre las señales del SUT es de sumaimportancia.

La adquisición de estado se utiliza para adquirir el“estado” del SUT. Una señal del SUT define el punto demuestra (el momento y la frecuencia con que se adquierenlos datos). La señal utilizada para controlar la adquisiciónpuede ser el reloj del sistema, una señal de control en elbus o una señal que provoque un cambio de estado delSUT. Se realiza una muestra de los datos en el flancoactivo, que representan el estado del SUT cuando lasseñales lógicas son estables. El analizador lógico realizalas muestras sólo si las señales elegidas son válidas. Loque sucede entre los eventos del reloj no es relevante eneste caso.

¿Qué determina el tipo de adquisición utilizado? La formaen que desee ver los datos. Si desea capturar un registrolargo e ininterrumpido de datos de temporizacióny luego la adquisición de la temporización, la opcióncorrecta para este trabajo es el reloj interno (o asíncrono).

O, también, puede adquirir los datos del modo en que losrecibe el SUT. En este caso, deberá seleccionar laadquisición de estado (sincrónica). Con la adquisición deestado, se muestra una secuencia de estados sucesivosdel SUT en una ventana de lista. La señal de reloj externoutilizada para la adquisición de estado puede ser cualquierseñal relevante.

Configuración del disparo

El disparo es otra capacidad que diferencia al analizadorlógico de un osciloscopio. Los osciloscopios cuentan coneventos de disparo, pero tienen una capacidadrelativamente limitada para responder a las condicionesbinarias. Por el contrario, se puede evaluar una ampliavariedad de condiciones lógicas (booleanas) paradeterminar cuándo se produce un disparo de analizadorlógico. El objetivo del disparo es seleccionar los datos queel analizador lógico captura. El analizador lógico puederealizar un seguimiento de los estados lógicos del SUTy dispararse cuando se produzca un evento definido por elusuario en el SUT.

Al referirse a los analizadores lógicos, es importantecomprender el término “evento”. Tiene varios significados.Puede ser una simple transición, intencionada o no, en unaúnica línea de señal. Si busca un espurio, entonces ese esel “evento” relevante. Un evento puede ser el momento enque una señal concreta, como una de incremento o dehabilitar, se convierte en válida. También puede ser lacondición lógica definida que resulta de la combinación detransiciones de señales en un bus completo. Sin embargo,en todos los casos, el evento es algo que aparece cuandolas señales cambian de un ciclo al siguiente.

Se pueden utilizar muchas condiciones para disparar unanalizador lógico. Por ejemplo, el analizador lógico puedereconocer un valor binario específico en una salida decontador o bus. Otras opciones de disparo incluyen:

Palabras: patrones lógicos específicos definidos ensistema binario, hexadecimal, etc.

Rangos: eventos que se producen entre un valor inferiory otro superior

Contador: número de eventos programado por el usuarioy registrado por un contador

Sugerencias de configuración del modode reloj

Al configurar un analizador lógico para adquirir datos,se recomienda seguir algunas pautas generales:

1. Adquisición de temporización (asíncrona): lavelocidad del reloj de muestra desempeña un papelimportante a la hora de determinar la resolución dela adquisición. La precisión de temporización decualquier medida siempre incluirá un intervalo demuestra y otros errores especificados por elfabricante. Por ejemplo, si la velocidad del reloj demuestra es de 2 ns, se guardará una nueva muestrade datos en la memoria de adquisición cada 2 ns.Los datos que cambian después del reloj demuestra no se capturan hasta el siguiente reloj demuestra. Como no se puede conocer el momentoexacto en que cambiaron los datos durante esteperíodo de 2 ns, la resolución neta es de 2 ns.

2. Adquisición de estado (síncrona): al adquirir lainformación de estado, el analizador lógico, al igualque cualquier otro dispositivo sincrónico, debe contarcon datos estables en las entradas antes y despuésdel reloj de muestra. De este modo, se podrágarantizar la captura de los datos correctos.



Señal: una señal externa como una reinicialización del sistema

Espurios: pulsos que se producen entre adquisiciones

Temporizador: el tiempo transcurrido entre dos eventoso la duración de un solo evento registrada por untemporizador

Analógico: utilice un osciloscopio para el disparo en unacaracterística analógica y para un disparo recíproco delanalizador lógico

Con todas estas condiciones de disparo disponibles, sepuede realizar un seguimiento de los errores del sistemautilizando una búsqueda general de los fallos de estadoy luego limitando la búsqueda con condiciones de disparocada vez más explícitas.

Adquisición

Estado y temporización simultáneos

Durante la depuración de hardware y software (integracióndel sistema), resulta útil tener información de temporizacióny estado relacionada. Se puede detectar inicialmente unproblema como un estado no válido en el bus. Esto puededeberse, por ejemplo, a una violación de temporización deestablecimiento y retención. Si el analizador lógico nopuede capturar simultáneamente los datos de estadoy temporización, es difícil aislar el problema y llevabastante tiempo.

Algunos analizadores lógicos requieren la conexión de unasonda de temporización independiente para adquirir lainformación de temporización y utilizar hardware deadquisición adicional. Estos instrumentos requieren queconecte dos tipos de sondas al SUT a la vez, como semuestra en la Ilustración 8. Una sonda conecta el SUT almódulo de temporización, mientras que una segundaconecta los mismos puntos de prueba al módulo deestado. Esto se conoce como “sistema doble de sondas”.Es una configuración que puede poner en peligro elentorno de impedancia de sus señales. La utilización dedos sondas a la vez reducirá la carga de la señal, lo quedegradará los tiempos de subida y de bajada, la amplitudy las prestaciones de ruido del SUT. La Ilustración 8 es unejemplo simplificado que muestra sólo algunas conexionesrepresentativas. En una medida real, puede haber conectadoscuatro, ocho o más cables de varios conductores.

Es mejor adquirir los datos de estado y temporizaciónsimultáneamente, con la misma sonda y al mismotiempo, como se muestra en la Ilustración 9. Unaconexión, un establecimiento y una adquisiciónproporcionan datos de estado y de temporización. Estosimplifica la conexión mecánica de las sondas y reducelos problemas. Con una adquisición simultánea de losdatos de temporización y estado, el analizador lógicocaptura toda la información necesaria para realizar elanálisis de temporización y estado.

Sonda de estado

Sonda de temporiza-ción

La confusión de sondas dobles

Ilustración 8. Un sistema doble de sondas requiere dos sondas encada punto de prueba, lo que reduce la calidad de lamedida.

Sondas de temporización/estado

La simplicidad de sondas únicas

Ilustración 9. Un sistema de sondas permite la adquisiciónsimultánea de estado y temporización con la misma sonda, paralograr un entorno de medida más sencillo y limpio.


No hay un segundo paso y, por tanto, la probabilidad deerrores y daños mecánicos es menor que con un sistemadoble de sondas. La repercusión de una única sonda en elcircuito es menor, lo que garantiza unas medidas másprecisas y un menor impacto en el funcionamiento del circuito.Cuanto mayor sea la resolución de la temporización, másdatos podrá ver y utilizarlos para disparar en el diseño,aumentando así las posibilidades de detectar problemas.

Memoria de adquisición en tiempo real

Los sistemas de reloj, disparo y sondas del analizadorlógico sirven para proporcionar datos a la memoria deadquisición en tiempo real. Esta memoria es el núcleo delinstrumento, el destino de todos los datos de la muestradel SUT, y la fuente para todos los análisis y presentacionesdel instrumento.

Los analizadores lógicos disponen de una memoria capazde almacenar datos a la velocidad de muestra delinstrumento. Esta memoria puede considerarse una matrizque tiene un ancho de canal y una profundidad dememoria, como se muestra en la Ilustración 10.

El instrumento acumula un registro de toda la actividad delas señales hasta que se produce un evento de disparo o elusuario le indica que se detenga. El resultado es unaadquisición, básicamente una presentación de forma deonda multicanal que permite ver la interacción de todas lasseñales que ha adquirido con un grado de precisión detemporización muy elevado.

El recuento de canales y la profundidad de memoria sonfactores esenciales en la elección de un analizador lógico.A continuación se muestran algunas sugerencias que leayudarán a determinar el recuento de canales y laprofundidad de memoria:

¿Cuántas señales necesita capturar y analizar?

El recuento de canales del analizador lógico tiene una relacióndirecta con el número de señales que desee capturar. Losbuses del sistema digital se suministran en varios anchosy a menudo es necesario conectar una sonda a otrasseñales (relojes, habilitar, etc.) a la vez que se supervisael bus completo. No olvide tener en cuenta todos losbuses y señales que deberá adquirir simultáneamente.

¿Cuánto “tiempo” necesita adquirir?

Esto determina el requisito de profundidad de memoriadel analizador lógico y es muy importante para laadquisición de temporización. Para una capacidad dememoria determinada, el tiempo total de adquisición

disminuye a medida que aumenta la velocidad de muestra.Por ejemplo, los datos almacenados en una memoria de1 M cubren 1 segundo de tiempo cuando la velocidadde muestra es de 1 ms. Sin embargo, la misma memoriade 1 M cubrirá sólo 10 ms de tiempo para un período dereloj de adquisición de 10 ns.

La adquisición de más muestras (tiempo) aumenta laposibilidad de capturar un error y el fallo que lo provocó(consulte la explicación que se incluye a continuación).

Los analizadores lógicos realizan muestras de datoscontinuamente, llenando la memoria de adquisición entiempo real y evitando el desbordamiento mediante unproceso basado en el principio de que lo primero en entrares lo primero que se elimina, como se muestra en laIlustración 11. De esta manera, siempre hay un flujoconstante de datos en tiempo real por la memoria. Cuandose produce el evento de disparo, comienza el proceso de“detención”, que mantiene los datos en la memoria.

La ubicación del disparo en la memoria es flexible, lo quepermite capturar y examinar los eventos que se hanproducido antes, después y aproximadamente a la vez que elevento de disparo. Se trata de una característica muy útil parala solución de problemas. Si el disparo se produce por unsíntoma, normalmente algún tipo de error, puede configurar elanalizador lógico para que almacene los datos anteriores aldisparo (datos de “predisparo”) y capture el fallo que provocóel síntoma. También puede establecer el analizador lógicopara que almacene una cantidad determinada de datos trasel disparo (datos posteriores al disparo o “postdisparo”) paraver los posibles efectos producidos por el error. Existen otrascombinaciones de ubicación de disparo, como se muestra enlas Ilustraciones 12 y 13.


Ilustración 10. El analizador lógico almacena los datos deadquisición en la memoria profunda, con un canal deprofundidad completa para cada entrada digital.


Una vez configurados los sistemas de sondas, relojes y disparos, el analizador lógico está preparado parautilizarse. El resultado será una memoria de adquisición entiempo real llena de datos que permitirán analizar de variasformas el comportamiento del SUT.

La memoria de adquisición principal del analizador lógicomantiene un registro amplio y completo de la actividad delas señales. Algunos de los analizadores lógicos actualespueden capturar datos a velocidades de varios gigahertziosen cientos de canales, acumulando los resultados en unamplio registro. Esto resulta especialmente útil para unadescripción general de la actividad del bus a largo plazo.

Se considera que cada transición de señal mostrada se haproducido en algún momento del intervalo de muestra

definido por la velocidad del reloj activa. El flanco capturadopuede haberse producido algunos picosegundos despuésde la muestra anterior o unos picosegundos antes de lamuestra siguiente, o en algún punto entre ambos valores.Por ello, el intervalo de la muestra determina la resolucióndel instrumento. La evolución de los dispositivos decomunicación y los buses de cálculo de alta velocidad estáimpulsando la necesidad de una mejora en la resolución detemporización de los analizadores lógicos.

La tecnología de adquisición de MagniVuTM de Tektronix,una característica estándar en la serie TLA, es la respuestaa este desafío. La adquisición de MagniVu se basa en unamemoria buffer de alta velocidad que captura la informacióna mayores intervalos alrededor del punto de disparo.También aquí, las nuevas muestras sustituyenconstantemente a las más antiguas a medida que se llenala memoria. Cada canal cuenta con su propia memoriabuffer de MagniVu. La adquisición de MagniVu mantiene unregistro dinámico y de alta resolución de las transicionesy eventos que pueden resultar invisibles a la resoluciónde las adquisiciones de la memoria principal.

La adquisición de MagniVu es muy importante en lacapacidad líder del sector de la serie TLA para detectarerrores de temporización difíciles de captar como losespurios estrechos y las violaciones deestablecimiento/retención que los analizadores lógicosconvencionales no detectan. Como se muestra en laIlustración 14, este registro de alta resolución se puede veren la pantalla alineado perfectamente con las demásformas de onda de temporización de la memoria principal.


Ilustración 11. El analizador lógico captura y elimina los datosbasándose en el principio de que lo primero en entrar es lo primeroque se elimina, hasta que se produce un evento de disparo.

Ilustración 12. Captura de datos alrededor del disparo: los datos a la izquierda del punto de disparo son los datos previos al disparo(“predisparo”), mientras que los que aparecen a la derecha son losdatos posteriores al disparo (“postdisparo”). El disparo se puedecolocar entre el 0% y el 100% de la memoria.

Ilustración 13. Captura de datos que se produjeron en un número deciclos o momento específicos posteriores al disparo.

Ilustración 14. La adquisición de MagniVuTM muestra un espurio en laseñal del reloj.


Herramientas para solución de problemasanalógicos-digitales integradas

Los diseñadores que desean realizar un seguimiento de loserrores digitales también deben tener en cuenta el dominioanalógico. En los sistemas actuales, con velocidades deflancos y datos muy elevadas, las características analógicassubyacentes a las señales digitales tienen un efecto aúnmayor en el comportamiento del sistema, en concreto, enla fiabilidad y predictibilidad.

Las aberraciones en las señales pueden debersea problemas en el dominio analógico: discrepancia deimpedancias, efectos en la línea de transmisión, etc. Delmismo modo, las aberraciones en las señales puedenderivarse de problemas digitales como las violaciones deestablecimiento y retención. Existe un alto grado deinteracción entre los efectos de la señal digital y analógica.

La detección inicial de una anomalía y su repercusión en eldominio digital se produce normalmente en el analizadorlógico. Esta es la herramienta que captura decenaso incluso cientos de canales a la vez y durante períodos detiempo prolongados; por tanto, es el instrumento deadquisición que posiblemente estará conectado a la señalcorrecta en el momento adecuado.

La caracterización de las aberraciones en las señales, unavez descubiertas, es tarea del osciloscopio en tiempo real.Esta herramienta puede adquirir los espurios y lastransiciones con todo detalle, además de información deamplitud y temporización muy precisa. El seguimiento deestas características analógicas suele ser el medio másrápido para resolver un problema digital.

Una solución de problemas eficaz requiere herramientasy métodos que puedan aplicarse en ambos dominios. Lacaptura de la interacción entre los dos dominios, y supresentación en formas analógicas y digitales, es la clavepara una solución de problemas eficaz.

Algunas soluciones modernas, especialmente losanalizadores lógicos de la serie TLA y los osciloscopios dela serie TDS de Tektronix, incluyen características paraintegrar las dos plataformas. El conjunto de herramientasiLinkTM de Tektronix permite que el analizador lógico y elosciloscopio “colaboren”, compartiendo los disparos y laspresentaciones relacionadas en el tiempo.

El conjunto de herramientas iLinkTM incluye varios elementosdiseñados para acelerar la detección de problemas y susolución:

El multiplexado de iCaptureTM permite laadquisición digital y analógica simultánea medianteuna única sonda de analizador lógico.

La presentación de iViewTM ofrece medidas delosciloscopio y el analizador lógico relacionadas en eltiempo e integradas en la pantalla del analizador lógico.

El análisis de iVerifyTM permite un análisis de busmulticanal y una comprobación de la validación mediantediagramas de ojo generados por el osciloscopio.

La Ilustración 15 muestra una presentación de iView en unanalizador lógico de la serie TLA. La señal aparece tanto ensu forma digital como analógica, ya que el analizador lógicode la serie TLA relaciona en el tiempo la traza delosciloscopio TDS integrado.

Análisis y presentaciónLos datos almacenados en la memoria de adquisición entiempo real se pueden utilizar en una serie de modos depresentación y análisis. Una vez que la información estáalmacenada en el sistema, se puede ver en formatos queincluyen desde formas de onda de temporización hastainstrucciones mnemónicas relacionadas con el código fuente.

Presentación de formas de onda

La presentación de la forma de onda es una vista multicanaldetallada que permite ver la relación en el tiempo de todaslas señales capturadas, de forma muy parecida a la de un


Ilustración 15. Vista analógica/digital relacionada en el tiempo deuna anomalía.


osciloscopio. La Ilustración 16 muestra una presentaciónsimplificada de una forma de onda. En la ilustración, se hanagregado marcas de reloj de muestra para indicar lospuntos en los que se han tomado las muestras.

La presentación de la forma de onda suele utilizarse en losanálisis de temporización y es muy útil para:

Diagnosticar problemas de temporización en el hardwaredel SUT

Verificar el correcto funcionamiento del hardware comparandolos resultados grabados con una salida del simuladoro diagramas de temporización de una hoja de datos

Medir las características del hardware relacionadas conla temporización:

– Condiciones de urgencia

– Retardos de propagación

– Ausencia o presencia de pulsos

Analizar espurios

Presentación de listas

La presentación de listas proporciona información de estadoen un formato alfanumérico que puede seleccionar el usuario.Los valores de datos de la lista se desarrollan a partir de lasmuestras capturadas en todo un bus y pueden representarse,entre otros, en formato hexadecimal.

Como muestra la Ilustración 17, consiste en tomar una“sección” vertical de todas las formas de onda de un bus.La sección transversal del bus de cuatro bits representauna muestra que está almacenada en la memoria deadquisición en tiempo real. En la Ilustración 17, los números

de la sección sombreada son lo que mostraría el analizadorlógico, normalmente en formato hexadecimal.

El objetivo de la presentación de listas es mostrar el estadodel SUT. La presentación de listas de la Ilustración 18 permitever el flujo de información exactamente como lo detecta elSUT: un flujo de palabras de datos.

Los datos de estado se muestran en varios formatos. La trazade instrucciones en tiempo real desglosa cada una de lastransacciones del bus y determina exactamente las instruccionesque se han leído en el mismo. Coloca la instrucción mnemónicaadecuada y la dirección asociada en la pantalla del analizadorlógico. La Ilustración 19 es un ejemplo de una presentaciónde traza de instrucciones en tiempo real.

Una pantalla adicional, la de depuración del código fuente,permite que el trabajo de depuración sea más eficaz alrelacionar el código fuente con el historial de la traza deinstrucciones. Muestra al instante lo que está sucediendocuando se ejecuta una instrucción. La Ilustración 20 es unapresentación del código fuente relacionada con la traza de


Ilustración 16. Presentación de forma de onda del analizador lógico(simplificada).

Ilustración 17. La adquisición de estado captura una “sección” delos datos de un bus cuando la señal de reloj externopermite una adquisición.

Muestra ContadorContador Estampado de tiempos

01234567

01111111000010000100110000101010

7F084C2A

0 ps 114.000 ns228.000 ns342.000 ns457.000 ns570.500 ns685.000 ns799.000 ns

Ilustración 18. Presentación de listas.


instrucciones en tiempo real de la Ilustración 19. Con la ayudade paquetes de soporte específicos para el procesador, losdatos del análisis de estado se pueden mostrar en un formatomnemónico. Esto facilita la depuración de problemas desoftware en el SUT. Con este conocimiento, puede accedera una presentación de estado de nivel inferior (por ejemplo,hexadecimal) o a una presentación de diagrama detemporización para realizar un seguimiento del origen del error.

Las aplicaciones de análisis de estado incluyen:

Análisis paramétricos y de márgenes(por ejemplo, valores de establecimiento y retención)

Detección de violaciones de temporización deestablecimiento y retención

Depuración e integración de hardware/software

Depuración del estado de la máquina

Optimización del sistema

Seguimiento de los datos de un diseño completo

Medidas automatizadas

La opción de arrastrar y soltar las medidas automatizadaspermite realizar medidas sofisticadas con los datos deadquisición del analizador lógico. Existe una amplia gamade opciones de medida similares a las de un osciloscopio,como la frecuencia, el período, el ancho de pulso, el ciclode trabajo y el recuento de flancos. Las medidasautomatizadas ofrecen resultados de medida sumamentecompletos y rápidos obtenidos en tamaños de muestrasmuy grandes. La realización de una medida es sencilla:haga clic en un icono de medida seleccionado de un grupode iconos relacionados que aparecen en el panel de fichas,arrastre el icono hasta la traza de la forma de onda en laventana principal y suéltelo. El analizador lógico configura lamedida, realiza cualquier paso de análisis necesario (porejemplo, calcula el ancho del pulso) y muestra el resultadocomo se ve en la Ilustración 21. Tenga en cuenta que estospasos están completamente automatizados, evitando losprolongados métodos de medida manual que se utilizabananteriormente.

Términos y consideraciones acercade las prestacionesEl analizador lógico cuenta con una serie de indicadorescuantitativos que ofrecen información sobre susprestaciones y eficacia. Algunos de estos indicadores estánrelacionados con la velocidad de muestra utilizada comoeje de frecuencia de medida, un elemento análogo al anchode banda de un osciloscopio de almacenamiento digital(DSO). Aunque el usuario de un DSO también conocerá


Ilustración 21. Mejora en la productividad mediante medidasautomatizadas.

Ilustración 19. Presentación de trazas de instrucciones en tiempo real.

Ilustración 20. Presentación del código fuente. La línea 27 de estapresentación está relacionada con la muestra 120 dela presentación de traza de instrucciones de laIlustración 19.


algunos de los términos asociados a los sistemas desondas y disparo, existen muchos atributos que sonexclusivos del dominio digital del analizador lógico. Comoel analizador lógico no intenta capturar ni reconstruir unaseñal analógica, algunos aspectos como los modos derecuento de canales y de sincronización (reloj) son muyimportantes, mientras que los factores analógicos como laprecisión vertical son secundarios.

La siguiente lista de términos y consideraciones acerca delas prestaciones hace referencia a los analizadores lógicosde la serie TLA de Tektronix, una solución líder del sectorque satisface las necesidades de las aplicaciones dediseño digital más exigentes.

Velocidad de adquisición de temporización

La misión más básica del analizador lógico es crear undiagrama de temporización basado en los datos que haadquirido. Si el DUT funciona correctamente y se haconfigurado bien la adquisición, la presentación detemporización del analizador lógico será virtualmenteidéntica al diagrama de temporización procedente delsimulador de diseño o del libro de datos.

Sin embargo, esto depende de la resolución del analizadorlógico, su velocidad de muestra. La adquisición detemporización es asíncrona; es decir, el reloj de muestrafunciona independientemente de la señal de entrada.Cuanto mayor sea la velocidad de muestra, másposibilidades existen de que una muestra detecte de formaprecisa la temporización de un evento como una transición.

Por ejemplo, un analizador lógico de la serie TLA con unafrecuencia de muestra de 2 GHz tendría una resolución de500 ps. Por tanto, en el peor de los casos, la presentaciónde temporización refleja la ubicación de flancos a 500 psdel flanco real.

Velocidad de adquisición de estado

La adquisición de estado es sincrónica. Depende de undisparo externo del DUT para controlar el tiempo de lasadquisiciones. La adquisición de estado está diseñada paraayudar a los ingenieros a realizar un seguimiento del flujode datos y a programar la ejecución de los procesadoresy buses. Los analizadores lógicos, como la serie TLA,

pueden ofrecer frecuencias de adquisición de estado de450 MHz, con una ventana de establecimiento/retención de625 ps en todos los canales para garantizar una capturaprecisa de los datos.

Tenga en cuenta que esta frecuencia es relevante para lastransacciones de E/S y del bus que el analizador lógicosupervisará, aunque no para la velocidad del reloj internodel DUT. Si bien la velocidad interna del dispositivo puedeestar en el rango de varios gigahertzios, su comunicacióncon los buses y otros dispositivos se encuentra en elmismo orden que la frecuencia de adquisición de estadodel analizador lógico.

Velocidad de adquisición de MagniVu

La adquisición de MagniVu es válida para los modos deadquisición de estado o de temporización. La adquisiciónde MagniVu proporciona una mayor resolución de muestreoen todos los canales y acumula muestras adicionalesalrededor del punto de disparo, permitiendo detectar losproblemas difíciles con mayor facilidad. Entre lascapacidades adicionales se incluyen velocidades demuestra de MagniVu ajustables, posiciones de disparomóviles y una acción de disparo adicional de MagniVu quepuede activarse independientemente del disparo principal.

Longitud de registro

La longitud de registro es otra especificación clave delanalizador lógico. Un analizador lógico capaz de almacenarmás “tiempo” en forma de datos de muestra resulta muyútil, ya que el síntoma que dispara una adquisición puedeproducirse bastante después de su causa. Con una mayorlongitud de registro, a menudo es posible capturar y verambos, lo que simplifica en gran medida el proceso desolución de errores.

Los analizadores lógicos de la serie TLA se puedenconfigurar con varias longitudes de registro. También esposible concatenar la memoria desde cuatro canales hastael cuádruple de la profundidad disponible. Si es necesario,esto permite crear longitudes de registro muy grandesu obtener las prestaciones de una longitud de registroextensa a partir de una configuración más pequeña y demenor coste.



Modularidad y recuento de canales

El recuento de canales del analizador lógico es la base parapoder admitir buses amplios o varios puntos de prueba enun sistema. El recuento de canales también es importantecuando se vuelve a configurar la longitud de registro delinstrumento: para duplicar o cuadruplicar la longitud delregistro se necesitan dos o cuatro canales, respectivamente.

Con la tendencia actual hacia buses en serie de altavelocidad, el recuento de canales es más importante quenunca. Por ejemplo, un paquete de datos en serie de 32bits debe distribuirse no sólo a uno, sino a 32 canales deanalizador lógico. En otras palabras, la transición dearquitecturas paralelas a en serie no ha influido en lanecesidad de un recuento de canales.

Los analizadores lógicos de la serie TLA independientes sepueden configurar con un rango de recuentos de canalesmuy amplio. Los analizadores lógicos de la serie TLA puedenintegrar distintos módulos de adquisición y conectarse entre sípara un recuento todavía mayor de canales. En últimainstancia, el sistema tiene cabida para miles de canales deadquisición. Una de las características específicas de laserie TLA es su capacidad de mantener la sincronizacióny unos tiempos muertos bajos de un módulo a otro, aunqueestos se encuentren en unidades centrales distintas.

Disparo

La flexibilidad de disparo es la clave para una detecciónrápida y eficaz de problemas pasados por alto. En unanalizador lógico, el disparo consiste en establecer lascondiciones que, cuando se cumplen, capturarán laadquisición y mostrarán el resultado. El hecho de que laadquisición se detenga indica que se ha producido lacondición (a menos que se haya especificado unaexcepción de tiempo de espera).

Actualmente, la configuración de disparo se ve simplificadagracias al proceso de arrastrar y soltar el disparo para unaconfiguración más sencilla de los tipos de disparohabituales. Estos disparos evitan que el usuario tenga queelaborar unas complicadas configuraciones de disparo paralos problemas de temporización diarios. Como demostraránlos ejemplos de aplicación que se incluyen en estedocumento, los analizadores lógicos también permiten unamayor especialización de estos disparos para poderafrontar problemas más complejos.

Asimismo, los analizadores lógicos proporcionan variosestados de disparo, reconocedores de palabras,

reconocedores de transiciones/flancos, reconocedores derangos, temporizadores/contadores y un reconocedor deinstantáneas, además de los disparos de espuriosy establecimiento/retención.

Sistema de sondas

A medida que las densidades y velocidades de los circuitosaumentan significativamente con cada nueva generación deproductos electrónicos, las soluciones de sistemas desondas constituyen un componente cada vez más importantede la solución general del analizador lógico. Las sondasdeben proporcionar densidades de canal que se ajustena los dispositivos de destino y, al mismo tiempo, ofrecerconexiones positivas y preservar la calidad de la señal.

La tecnología D-Max™ integrada en las sondas de losanalizadores lógicos sin conectores de Tektronix constituyeun método innovador para dar respuesta a estos desafíos.Proporcionan una conexión eléctrica y mecánica fiabley duradera entre la sonda y la tarjeta de circuito. Sucapacitancia de entrada líder del sector minimiza losefectos de carga de las sondas en la señal. Estas sondasde compresión están diseñadas para conectarse mediantesencillas pastillas de acoplamiento en la placa de circuito, loque permite contar con más espacio en la placa y minimizael coste y la complejidad del diseño.

Ejemplos de medida conun analizador lógicoLos siguientes ejemplos ilustrarán varios problemas comunesde medida y sus soluciones. Las explicaciones se hansimplificado para centrarse en algunas técnicas básicas deadquisición del analizador lógico y la presentación de los datosresultantes. Algunos pasos y detalles de configuración se hanomitido para una mayor brevedad. Para obtener informacióndetallada adicional, consulte la documentación del instrumento,las notas de aplicación y otra información técnica.

Realización de medidas de temporizaciónde propósito general

Uno de los pasos esenciales del proceso de validación esgarantizar la relación de temporización adecuada entre lasseñales críticas de un sistema digital. Se debe evaluar unaamplia serie de parámetros y señales de temporización:retardo de propagación, ancho del pulso, características deestablecimiento y retención, desviación de la señal, etc.



Para que las medidas de temporización resulten eficaces senecesita una herramienta que pueda ofrecer una adquisiciónde alta resolución en numerosos canales y, todo ello, conuna mínima carga en el circuito que se está midiendo. Estaherramienta debe contar con capacidades de disparo flexiblesque ayuden al diseñador a localizar rápidamente los problemasdefiniendo condiciones de disparo explícitas. Además, debeofrecer capacidades de presentación y análisis quesimplifiquen la interpretación de registros extensos.

Normalmente, las medidas de temporización son necesariasal validar un nuevo diseño digital. El ejemplo siguientemuestra una medida de temporización en un circuitobasculante en “D” con las conexiones que se indican en laIlustración 22. Este ejemplo está basado en lascaracterísticas de los analizadores lógicos de la serie TLA deTektronix. En el mundo real, dicha medida puede adquirirsimultáneamente cientos o incluso miles de señales. Sinembargo, el principio es el mismo en cualquier caso y, comomuestra el ejemplo, las medidas de temporización sonrápidas, fáciles de realizar y precisas.

Configure el disparo y el reloj. Este ejemplo utiliza laconfiguración “IF Anything, THEN Trigger” (si hay evento,disparo) y el reloj interno (asíncrono). También existe unpaso de configuración, que no entra en el ámbito deeste documento, para aplicar un nombre a las señales y asignarlas a canales específicos del analizador lógico.

Tras realizar una operación “Run” (Ejecutar) para adquirirlos datos de la señal, utilice el control de posiciónhorizontal o la barra de desplazamiento de memoriapara colocar los datos en pantalla de forma que elindicador de disparo (marcado con una “T”) se vea.

Coloque el puntero del ratón en el flanco anterior de laseñal Q y haga clic con el botón derecho del ratón. Sise selecciona “Move cursor 1 here” (Mover el cursor 1aquí) en el menú resultante, el cursor de la primeramedida se moverá hasta esta ubicación. A continuación,puede “desplazar” el cursor hasta el flanco anteriorutilizando la característica de arrastrar y soltar. Estaposición se convierte en el comienzo de la franja detiempo que se medirá.

Coloque el cursor del ratón en el flanco posterior de laseñal Q. Haga clic con el botón derecho y seleccione“Move cursor 2 here” (Mover el cursor 2 aquí) paracolocar el cursor. De nuevo, puede utilizar lacaracterística de “desplazar” el cursor para alinear deforma más sencilla el cursor con el flanco. Este será elfinal de la franja de tiempo que se va a medir.

Como el eje Y de la presentación indica el tiempo, ladiferencia entre el Cursor 2 y el Cursor 1 es la medida deltiempo. El resultado de 52 ns aparece en la lectura “DeltaTime” (Tiempo relativo) de la presentación. La resoluciónde la medida depende de la velocidad de muestra; en laIlustración 23 se trata de 2 ns, como indican las marcasde la pista de muestra. Tenga en cuenta que la medida“Delta Time” (Tiempo relativo) no puede tener unaresolución superior a la velocidad de muestra.

Detección y presentación de espuriosintermitentes

Los espurios son una molestia continua para losdiseñadores de sistemas digitales. Estos pulsos erráticosson intermitentes y pueden ser irregulares en amplitud


Q

T

D

CK

Muestreo de A.L.

Ilustración 22. Ejemplo de circuito basculante en “D” de velocidadde muestra en relación con la resolución.

Ilustración 23. Velocidad de muestra en relación con la resolución.


y duración. Además, son irremediablemente difíciles dedetectar y capturar; sin embargo, los efectos de un espurioimpredecible pueden impedir el correcto funcionamiento de unsistema. Por ejemplo, un elemento lógico puede malinterpretarfácilmente un espurio como un pulso de reloj. Esto a su vezpuede enviar datos por el bus de forma prematura, creandoerrores que se extenderán por todo el sistema.

Hay una serie de condiciones que pueden provocarespurios: diafonía, acoplamiento inductivo, condiciones deurgencia, violaciones de temporización, etc. Los espuriospueden eludir las medidas de temporización de unanalizador lógico convencional porque su duración es muybreve. Un espurio puede fácilmente aparecer y luegodesvanecerse en el tiempo entre dos adquisiciones delanalizador lógico.

Sólo un analizador lógico con una resolución detemporización muy elevada (es decir, una alta frecuencia dereloj cuando se ejecuta en modo asíncrono) tienecapacidad para capturar estos eventos tan breves. Enteoría, el analizador lógico resaltará automáticamente elespurio y el canal.

El siguiente ejemplo muestra el proceso de captura de unespurio estrecho mediante un analizador lógico de la serieTLA. De nuevo, el dispositivo bajo prueba (DUT) es uncircuito basculante en “D” con la temporización de la señalque se muestra en la Ilustración 24. La resolución detemporización de MagniVu se utiliza para detectar y mostrarel espurio con gran precisión. Como el ejemplo no pretendeser un tutorial detallado, algunos pasos se han omitido paramantener la coherencia con los objetivos de este manual.

En las configuraciones de disparo anteriores, hemosadquirido formas de onda en nuestra ventana de formasde onda. La captura de un espurio resulta sencilla conla característica de arrastrar y soltar el disparo.

Haga clic en la ficha “Trigger” (Disparo) de la parteinferior de la pantalla.

Haga clic en la opción Glitch trigger (Disparo de espurio) dela cesta, y arrastre y suéltela en la forma de onda del bus.

Ahora, haga clic en el botón Run (Ejecutar). Losespurios de dichos buses se capturarán y mostrarán enla ventana de formas de onda.

La adquisición se muestra en la Ilustración 25. Esta pantallaincluye varios canales que se han agregado (mediante otropaso de configuración que no requiere una segundaadquisición) para mostrar el contenido de la adquisición dealta resolución de MagniVu.

En la traza de la forma de onda de salida Q, observe elmarcador rojo a la izquierda (anterior) del indicador dedisparo. Este indica que se ha detectado un espurio enalgún lugar del área roja entre el punto de muestra dedisparo y el punto de muestra de datos inmediatamenteanterior. El canal de MagniVu de la salida Q (traza inferior)revela exactamente dónde se ha producido el espurio. Eneste punto, la temporización del espurio ya se conoce y sepueden utilizar las características de ampliación y cursor delinstrumento para medir el ancho del pulso.


Ilustración 25. El disparo de espurio con adquisición de MagniVuofrece una mayor resolución.

QEspurio

D

CK

Muestreo de MagniVu

Ilustración 24. Ejemplo de circuito basculante en “D” de adquisiciónde MagniVu con mayor resolución.


Captura de violaciones de establecimientoo de retención

El tiempo de establecimiento se define como el tiempomínimo que los datos de entrada deben ser válidosy estables antes de que se produzca el pulso de la señaldel reloj (consulte la Ilustración 26) que los modifica en eldispositivo. El tiempo de retención es el tiempo mínimo quelos datos deben ser válidos y estables después de que seproduzca el pulso de la señal del reloj.

Los fabricantes de dispositivos digitales especifican losparámetros de establecimiento y retención; por tanto, losingenieros deben esforzarse en garantizar que sus diseñosno incumplan las especificaciones. Sin embargo, la aplicaciónactual de niveles de tolerancia más estrictos y el uso generalizadode componentes más rápidos que aumentan la fluidez desalida convierten a las violaciones de establecimiento y retenciónen problemas cada vez más habituales.

Estas violaciones pueden hacer que la salida del dispositivosea inestable (una condición conocida como “metaestabilidad”),además de provocar espurios imprevistos y otros errores. Losdiseñadores deben comprobar sus circuitos con atenciónpara determinar si las violaciones de las normas de diseñoestán causando problemas de establecimiento y retención.

En los últimos años, los requisitos de establecimiento y retenciónse han ajustado hasta el punto de que resulta difícil para lamayoría de los analizadores lógicos de propósito generalconvencionales detectar y capturar los eventos. La únicarespuesta real es un analizador lógico con una resoluciónde muestreo inferior a un nanosegundo. Los analizadoreslógicos de la serie TLA de Tektronix con sus características

de adquisición de MagniVu son una solución demostradapara las medidas de establecimiento y retención.

El siguiente ejemplo presenta el modo de adquisición sincrónica,que se basa en una señal de reloj externo para controlar elmuestreo. Independientemente del modo, la característicade MagniVu está siempre disponible y proporciona un bufferde datos de muestras de alta resolución alrededor del puntode disparo. De nuevo, el DUT es un circuito basculante en“D” con una única salida, pero el ejemplo es también válidopara un dispositivo con cientos de salidas.

El uso de la adquisición de MagniVu para ver los datos nospermite la máxima resolución de temporización posible.Debe tenerse en cuenta que para este tutorial se ha creadouna ventana de datos que sólo incluye adquisiciones deMagniVu. Como el disparo se realizará en una violación deestablecimiento o retención, la característica de MagniVupuede ofrecer la mejor resolución de temporización posiblealrededor de la violación.

En este ejemplo, el DUT proporciona la señal de reloj externoque controla las adquisiciones sincrónicas. La capacidadde arrastrar y soltar el disparo del analizador lógico puedeutilizarse para crear un disparo de establecimiento y retención.Una característica exclusiva de este modo es la capacidadpara definir fácilmente parámetros explícitos de violación deestablecimiento y retención, como se muestra en laIlustración 27. Los menús secundarios adicionales de laventana de configuración permiten delimitar otros aspectos


Q

D

CLK exter-na

Establecimiento

Muestreo de MagniVu

Retención

Ilustración 26. Relaciones de temporización de establecimientoy retención.

Ilustración 27. Presentación de eventos de establecimiento y retención.

Ilustración 28. La presentación resultante muestra la temporizaciónde establecimiento y retención.


de la definición de la señal, como las condiciones lógicasy los términos de pulso negativo o positivo.

Cuando se ejecuta la prueba, el analizador lógico evalúa cadaflanco ascendente del reloj en busca de una violación deestablecimiento o retención. Supervisa millones de eventosy captura sólo los que no cumplen con los requisitos deestablecimiento o retención. La presentación resultante semuestra en la Ilustración 28. En este caso, el tiempo deestablecimiento es de 2,375 ns, bastante menor que ellímite definido de 10 ns.

Utilización de almacenamiento de transiciónpara aumentar la longitud de registro útil

En ocasiones, el dispositivo bajo prueba emite una señalque consta de grupos ocasionales de eventos separadospor largos intervalos de inactividad. Por ejemplo, algunostipos de sistemas de radar activan sus convertidores D/Ainternos con salvas de datos muy separadas.

Esto puede suponer un problema cuando se utilizan técnicasconvencionales de almacenamiento y adquisición del analizadorlógico. El instrumento utiliza una ubicación de memoria paracada intervalo de muestras, un método que se llama muyadecuadamente “Store All” (almacenar todo). Esto puede llenarrápidamente la memoria de adquisición con datos que no varían,lo que consume una valiosa capacidad necesaria para capturarlos datos que realmente interesan: las salvas de la señal activa.

Un método conocido como “Transitional Storage”(almacenamiento transitorio) soluciona el problemaalmacenando los datos únicamente cuando se produce unatransición. La Ilustración 29 muestra este concepto. El analizadorlógico realiza las muestras sólo si los datos cambian. Las salvasque se encuentran a segundos, minutos, horas o incluso díaspueden capturarse con la resolución completa de la memoriade muestras principal del analizador lógico. El instrumentoespera durante los largos períodos sin actividad. Tenga encuenta que estos períodos prolongados de inactividad nose “ignoran”. Por el contrario, se supervisan en todo momento,pero no se registran.

El siguiente ejemplo muestra la solución que ofrece unanalizador lógico de la serie TLA. La versatilidad del algoritmode disparo IF/THEN es de nuevo la mejor herramienta paradistinguir las circunstancias únicas que requieren unalmacenamiento transitorio.

La interfaz de la serie TLA proporciona un menú desplegablede almacenamiento para seleccionar “Transitional” (transitorio)en vez de “All” (todos) los eventos. De esta forma aparece un

menú en el que se puede invocar el modo “IF ChannelBurst=High THEN Trigger”.

La realización de la prueba con estas condiciones especificadasproducirá una presentación en pantalla parecida a la que semuestra en la Ilustración 30. Aquí, la salva contiene nueve gruposde ocho pulsos, de 22 ns de ancho, con los grupos separadospor intervalos de inactividad de 428 ns. El almacenamientotransitorio ha permitido que el instrumento capture los dieciséisgrupos de salvas, incluidos los siete restantes que no aparecenen pantalla, con un consumo de tan sólo 256 K de longitudde registro. La ventana de tiempo representa al menos3,8 milisegundos de tiempo de adquisición, donde losgrupos se repiten cada 2 milisegundos.

Por contra, el modo de adquisición “Store All” (almacenar todo)habría capturado sólo uno de los grupos de salvas utilizandodos mil veces el espacio de memoria de 512 K. La memoriaasignada se llenará aproximadamente en1 microsegundo, congran parte del espacio ocupado por ciclos inactivos en “blanco”.El almacenamiento transitorio permitirá registrar mucha másinformación útil cada vez que ejecute una adquisición.


Salva de datos

Muestra almacenada en transición

Ilustración 29. La técnica de almacenamiento transitorio sóloalmacena datos cuando se producen lastransiciones.

Ilustración 30. Presentación que muestra la técnica dealmacenamiento transitorio.


Ejemplos de aplicaciónde analizadores lógicosLa sección siguiente proporciona una descripción de losrequisitos de medida y las consideraciones que necesitanser tenidas en cuenta en algunas de las aplicaciones másimportantes de hoy en día.

FPGA

El espectacular crecimiento en el tamaño y la complejidad deldiseño hace del proceso de verificación del diseño un cuellode botella crítico para los sistemas actuales basados enFPGAs. El acceso limitado a las señales internas, los paquetesavanzados de FPGA y el ruido eléctrico de la tarjeta del circuitoimpreso (PCB) contribuyen en su conjunto a que la eliminaciónde errores y la verificación sean los procesos más difícilesdel ciclo de diseño. Se puede fácilmente pasar más del 50%de la duración del ciclo de diseño depurando y verificando undiseño. Para ayudar en el proceso de depuración y verificacióndel diseño, se requieren nuevas herramientas que ayudena eliminar los errores de diseño mientras la FPGA funcionaa plena velocidad.

Una de las decisiones más importantes que es necesariotomar en la fase de diseño es la elección de la metodologíaa utilizar para depurar la FPGA. Idealmente, se desea unametodología que sea transportable a todos los diseños deFPGAs, que proporcione penetración en el funcionamiento dela FPGA y en el funcionamiento del sistema y que proporcionela capacidad para establecer y analizar claramente los problemasdifíciles. Hay realmente dos metodologías básicas de depuraciónde FPGAs cuando están ya instaladas en el circuito: la primeraconsiste en la utilización de un analizador lógico embebidoy la segunda en la utilización de un analizador lógico externo.La selección de la metodología a utilizar depende de lasnecesidades de depuración del proyecto.

Cada uno de los vendedores de FPGAs ofrece un núcleode analizador lógico embebido. Estos bloques de propiedadintelectual se insertan en el diseño de la FPGA y proporcionancapacidades de disparo y almacenaje. Es importante observarque los propios recursos de la lógica de la FPGA se utilizanpara el circuito de disparo y que los bloques de memoriade la FPGA se utilizan para implementar la capacidad delalmacenaje. Típicamente, se utiliza un JTAG para configurarel funcionamiento del núcleo y luego se utiliza para pasarlos datos capturados a un PC para su visualización. Debidoa que el analizador lógico embebido utiliza recursos internos

de la FPGA su uso es más frecuente con FPGAs más grandesque pueden absorber mejor el consumo de recursos porparte del núcleo. Como en cualquier metodología dedepuración, el analizador lógico embebido tiene algunoscompromisos que se deben conocer.

Debido a las limitaciones de la metodología del analizadorlógico embebido, muchos diseñadores de FPGAs hanadoptado una metodología que utiliza la flexibilidad de laFPGA y la potencia de un analizador lógico externo tal comola serie TLA de analizadores lógicos. Con esta metodología,las señales internas de interés se encaminan a los terminalesde las FPGAs los cuales se conectan a su vez a un analizadorlógico externo. Este método ofrece una memoria de granprofundidad que es útil para depurar problemas allí donde elsíntoma y la causa real están separados por una gran cantidadde tiempo. También ofrece la capacidad de correlacionar lasseñales internas de la FPGA con otras actividades en elsistema. Como en el caso de la metodología del analizadorlógico embebido, aquí también hay compromisos a teneren consideración.

Ventajas DesventajasSe requieren algunos El tamaño del núcleo limita su uso terminales más a FPGAs de gran tamañoSistema de sonda simple Se debe dedicar parte de la memoria

internaRelativamente baratos Solo admite el análisis en el modo

de estadosVelocidad limitadaNo hay correlación entre la traza de datos de la FPGA y otras trazas del sistema

Ventajas DesventajasUsa pocos o ninguno Requiere más terminales en la FPGAde los recursos de la lógica de la FPGANo usa memoria Un cambio de los puntos donde se de la FPGA aplican las sondas puede requerir

una recompilación del diseñoFunciona en los modos Requiere una actualización manual de estados y tiempos de los nombres de las señales

en el analizador lógicoExiste correlación entre las señales de la FPGA y otras señales del sistema





Ambas metodologías pueden ser útiles dependiendo de lasituación. El reto es determinar cual es el método apropiadopara el diseño. Se deben hacer las preguntas siguientes.¿Cuáles son los problemas que se pueden anticipar? Si sepiensa que serán problemas funcionales aislados dentro dela FPGA, el uso de un analizador lógico embebido puede sertoda la capacidad de depuración que se necesita. Si, sinembargo, se prevén problemas mayores de depuraciónque pueden requerir la verificación de los márgenes desincronización, la correlación de la actividad interna de laFPGA con otra actividad de la tarjeta o una capacidad dedisparo más potente para aislar el problema, el uso de unanalizador lógico externo es más adecuado para lasnecesidades de depuración.

Vamos ahora a echar un vistazo con más detalle al métodobasado en el analizador lógico externo. Esencialmente, estemétodo hace uso del P en la FPGA para reprogramar eldispositivo como sea necesario para encaminar las señalesinternas de interés a lo que típicamente es una pequeñacantidad de terminales. Esto es un método muy útil perotiene limitaciones. Cada vez que se necesita mirar a unconjunto diferente de señales internas puede ser necesariocambiar de diseño (bien al nivel de RTL o usando unaherramienta de edición de FPGAs) para encaminar el conjuntode señales deseado a los terminales de depuración. Esto esno sólo consume una gran cantidad de tiempo sino que

requiere una recompilación del diseño que llevará aún mástiempo y potencialmente puede llegar a ocultar el problemaal cambiar la sincronización del diseño. Hay una pequeñacantidad de terminales de depuración y la relación 1:1 entrelas señales internas y los terminales de depuración limitanla visibilidad y la capacidad de penetración en el diseño.

Para superar estas limitaciones, se ha creado un nuevométodo de depuración de FPGAs que proporciona todaslas ventajas del método basado en el analizador lógicoexterno al mismo tiempo que se eliminan sus limitacionesprimarias. El paquete de software First Silicon Solution’sFPGAView, cuando se utiliza con un analizador lógico de laserie TLA de Tektronix, proporciona una solución completapara depurar las FPGAs de Altera o Xilinx y el hardwarecircundante.

La combinación de FPGAView y un analizador lógico TLApermite ver lo que ocurre dentro del diseño de la FPGA y lacorrelación de las señales internas con las señales externas.Se consigue aumentar la productividad porque el procesode recompilación del diseño, que consume mucho tiempo,es eliminado y se dispone de acceso a las señales internasmúltiples por los terminales de depuración. Además, FPGAViewpuede manejar núcleos múltiples de prueba en un solodispositivo. Esto es útil cuando se necesita supervisardiferentes dominios de reloj dentro de la FPGA. Se puedenmanejar también varias FPGAs en una cadena de JTAG.

Altera Quartus® II v5.1Interfaz

de analizador lógico

JTAG

USB-Blaster™ ó ByteBlaster™

Sonda del analizador lógico de Tektronix

Software FPGAView™

FPGA

Tarjeta de PC

Figura 31. Implementación típica de FPGAView



La solución completa consiste de cuatro partes. En este ejemplola primera pieza es un multiplexor de prueba proporcionadopor Altera en Quartus® II software suite. Este multiplexor deprueba está disponible para todos los usuarios del softwareQuartus II. La segunda parte es el paquete de softwareFPGAView que permite que el usuario controle Test Muxe integre las otras piezas en una potente herramienta. Latercera parte es un analizador lógico de la serie TLA paraadquirir y analizar los datos. Y la parte final es un cable deprogramación JTAG usado para controlar el multiplexor deprueba dentro de la FPGA.

La combinación de FPGAView y un analizador lógico de laserie TLA puede simplificar muchas de las tareas de depuracióncon respecto a las FPGAs. Este conjunto de herramientaspermite que se pueda mirar dentro del diseño de la FPGAy que se puedan correlacionar las señales internas con lasseñales externas. Se consigue aumentar la productividadporque el proceso de recompilación del diseño, que consumemucho tiempo, es eliminado y se dispone de acceso a múltiplesseñales internas por terminal.

Memoria

La memoria dinámica de acceso aleatorio ha evolucionadoa lo largo del tiempo impulsada por los requisitos para laobtención de memorias más rápidas, grandes, de bajoconsumo y de tamaños físicos más pequeños. El primerpaso fue la memoria RAM dinámica-síncrona que proporcionóun flanco de reloj para sincronizar su funcionamiento con elcontrolador de la memoria. Entonces la velocidad de datosaumentó usando la velocidad de datos doble (DDR: DoubleData Rate). Y entonces para superar los problemas de laintegridad de la señal, las memorias DDR2 SDRAM y DDR3SDRAM evolucionaron para ir más rápidamente.

Para guardar el paso con los ciclos más complejos y máscortos del diseño, los diseñadores de memoria necesitanvarios equipos distintos de prueba para comprobar el diseño.Si se está examinado la impedancia y la longitud de las pistasse deberán utilizar osciloscopios de muestreo. Si se estánexaminando las señales eléctricas, desde la potencia a laintegridad de señal de los relojes, jitter, etc., se deberán utilizarosciloscopios de fósforo digital. Si se están examinando lassecuencias de comandos y los protocolos, se deberán utilizaranalizadores lógicos para verificar el funcionamiento delsistema de memoria.

Figura 32. Nexus Technology, Inc. NEX-FBD-NEXVu ventana de listado con datos de lectura de una DDR2 SDRAM de patrón alternado5555,5555,5555,5555 hex y AAAA,AAAA,AAAA,AAAA hex.



Integridad de la señal

La observación y la medida directa de la señal es la únicamanera de descubrir las causas de los problemas relacionadoscon la integridad de la señal. Como siempre, la elección dela herramienta correcta simplificará el trabajo. En la mayorparte de los casos, las medidas de la integridad de señal serealizan por los mismos instrumentos familiares encontradosen casi cualquier laboratorio electrónico de ingeniería. Entreestos instrumentos se incluyen el analizador lógico y elosciloscopio. Las sondas y el software completan el conjuntobásico de herramientas. Además, las fuentes de la señal sepueden utilizar para proporcionar señales distorsionadaspara las pruebas de tolerancia y la evaluación de nuevosdispositivos y sistemas.

Cuando llega el momento de ajustar un sistema de medidade la integridad de la señal las consideraciones principalesse centran alrededor de:

– La utilización de sondas

– El ancho de banda y la respuesta al escalón

– La resolución temporal

– La longitud del registro

– El disparo

– La integración

Cuando se buscan problemas de integridad en señalesdigitales, especialmente en sistemas complejos con numerososbuses, entradas y salidas, el analizador lógico es la primeralínea de defensa. Este instrumento dispone de un elevadonúmero de canales, una memoria profunda y un disparoavanzado para adquirir la información digital de muchospuntos de prueba y después visualizarla de una formacoherente. Puesto que es un instrumento verdaderamente

digital, el analizador lógico detecta los cruces del umbral detensión por las señales que está supervisando y despuésmuestra las señales lógicas según son vistas por los chipslógicos (ICs). Las formas de onda de la sincronización resultanteson claras y comprensibles, y se pueden comparar fácilmentecon datos previstos para confirmar que las cosas estánfuncionando correctamente. Estas formas de ondasincronizadas son generalmente el punto de partida en labúsqueda de los problemas de la señal que comprometenla integridad de señal. Estos resultados se pueden interpretarmás a fondo con la ayuda de los desensambladores y delos paquetes de soporte de los procesadores, que permitenque el analizador lógico correlacione el trazado del softwareen tiempo real (correlacionado con el código de fuente) conla actividad del hardware de bajo nivel.

Figura 33. Un analizador lógico mostrando las formas de ondasincronizadas y la correlación de la traza del softwareen tiempo real con el código fuente.



Sin embargo, no todos los analizadores lógicos estáncualificados para el análisis de la integridad de señal a lasextremas (¡y en aumento!) velocidades de transmisión delos datos de hoy en día. En la figura 34 se proporcionanalgunas directrices sobre las especificaciones que debenser consideradas al elegir un analizador lógico para lalocalización avanzada de averías relativas a la integridad deseñal. Si todo el énfasis se realiza sobre la velocidad demuestreo y la capacidad de la memoria, es fácil pasar poralto las características de disparo de un analizador lógico.El disparo aún es a menudo la manera más rápida deencontrar un problema. Después de todo, si un analizadorlógico dispara sobre un error, es una prueba de que haocurrido un error. La mayoría de los analizadores lógicosactuales incluyen disparos que detectan ciertos eventosque comprometen la integridad de la señal, tales comoespurios y violaciones de los tiempos de establecimientoy retención. Estas condiciones de disparo se pueden aplicara través de centenares de canales a la vez – es un puntofuerte exclusivo de los analizadores lógicos.

Conformidad, validación y depuraciónde datos serie

El nivel de estandarización de los sistemas, subsistemasy componentes en las industrias de ordenadoresy comunicaciones son los fundamentos sobre los quese cimienta la tecnología. El rango de ejemplos deestandarización va desde la señalización de LVDS al busserie PCI Express diseñado para sustituir a la tecnologíaactual PCI. Los estándares invaden las arquitecturas desemiconductores, los protocolos de red y los componentesde software. Y para cada estándar, deben existir mediosque permitan la certificación, en otras palabras, algunaforma de probar que los productos nuevos están deacuerdo con el estándar.

Las arquitecturas de datos serie y los estándares que lassoportan, son la frontera siguiente en el diseño digital. Loscomités de la industria anuncian nuevos estándares serieo refinamientos en casi cada evento importante de la industria.De forma inevitable, los estándares que emergen requierenprocedimientos de certificación que implican al equipoelectrónico de prueba y medida: osciloscopios, analizadoreslógicos, fuentes de la señal y otros más. Hay una necesidadurgente por parte del experto de soluciones eficientes quepueden acelerar el proceso de conformidad, validacióny depuración de los datos serie.

Figura 34. El análisis de la integridad de la señal requiere la utilización de alguno de los analizadores lógicos de más altas prestaciones disponible.

Característica del analizador lógico Capacidad recomendada para el análisis de SIIntegración de un osciloscopio Trazas del osciloscopio alineadas con respecto al tiempo en la pantalla del osciloscopio,

diagramas de ojo multi-canalSistema de sondas Adquisición simultánea en tiempos, estados y analógica mediante la misma sonda

del analizador lógicoResolución de las medidas temporales 125 ps (con un reloj de 8 GHz)Velocidad de la adquisición en estados Hasta 800 MHzDisparo Hasta 256 MLongitud de la memoria de adquisición Flanco (edge), espurios (glitch), lógico, establecimiento/retención (Setup/Hold), etc.Análisis Paquetes para soporte de procesadores y desensambladoresVisualización en la pantalla Pantallas múltiples



Osciloscopios de tiempo real

La herramienta seleccionada para medir la parte eléctricade la capa física es un osciloscopio de tiempo real (RT) dealtas prestaciones. Los osciloscopios avanzados de memoriadigital (DSO) y los osciloscopios de fósforo digital (DPO)pueden capturar datos continuos y contiguos en el rangode varios gigabits con muy buena integridad de señal. Elosciloscopio de tiempo real (RT) es una plataforma idealpara la validación de datos serie, depuración y pruebasde conformidad.

Osciloscopios de muestreo

Los únicos osciloscopios disponibles para observar laintegridad de las señales analógicas de muy alta velocidadson los osciloscopios de muestreo de alta velocidad. Conun ancho de banda máximo de algo más de 70GHz, estosinstrumentos son capaces de analizar señales ópticasy eléctricas de 40GBp/s y más allá. Una extensa librería demedidas incorporadas hace que estos sean la herramientaideal para las pruebas de caracterización y conformidad decomponentes, sistemas transmisores/receptores y sistemasde muy de alta velocidad de transmisión.

Analizadores lógicos

La herramienta preferida para medir los datos serie que siguenun formato (en comparación con características individualesde los pulsos) es el analizador lógico. A diferencia de lososciloscopios de tiempo real (RT) y de muestreo, losanalizadores lógicos capturan datos binarios y los expresanen términos de relojes, ciclos y transiciones de flancos. Elpropósito del analizador lógico es el de simplificar la adquisicióny el análisis de los aspectos puramente digitales de lastransmisiones serie. Para llevar a buen fin la misión dedepuración de los datos serie, se deben proporcionar unascaracterísticas consistentes con las necesidades de los busesde alta velocidad: alta velocidad de muestreo, memoriaprofunda, disparo y sincronización flexibles y otras más.

Fuentes de señal

Dentro de las buenas prácticas de la ingeniería de alta velocidadse incluyen la prueba de diseños bajo condiciones “del mundoreal”. La herramienta correcta para reproducir de la formamás parecida posible esas condiciones es una fuenteprogramable de señal. La generación de señales de pruebaa las velocidades de datos de hoy en día requiere la utilizaciónde generadores de datos sincronizados (DTG) y de generadoresarbitrarios de formas de onda (AWG). Sin estos instrumentosno habría manera de probar y validar los nuevos diseños dela capa física. Muchas fuentes de la señal pueden replicarde nuevo las señales que se han capturado con un osciloscopio.Las señales pueden actuar como señales de referenciao se pueden modificar para realizar pruebas de toleranciaal dispositivo bajo prueba.

ResumenLos analizadores lógicos son una herramienta indispensablepara la solución de problemas digitales en todos los niveles.A medida que los dispositivos digitales son más rápidosy complejos, las soluciones de analizadores lógicos debenresponder a esta nueva situación. Deben proporcionar lavelocidad necesaria para capturar las anomalías más rápidasy fugaces de un diseño, la capacidad para ver todos loscanales con una alta resolución y la profundidad de memoriapara desentrañar las relaciones entre decenas, centenaso incluso miles de señales en varios ciclos.

Este documento hace referencia a la serie TLA de analizadoreslógicos de Tektronix que cumple con estos requisitos. Hemosobservado que variables como el disparo (y la forma en quese utiliza), el muestreo de alta resolución e innovaciones comola adquisición simultánea de temporización y estado medianteuna sola sonda pueden contribuir a mejorar la eficacia delanalizador lógico.

El disparo puede confirmar un problema que se sospechao descubrir un error completamente inesperado. Y, aún másimportante, el disparo ofrece un conjunto de diversasherramientas para comprobar hipótesis acerca de falloso localizar eventos intermitentes. El rango de opciones dedisparo del analizador lógico es una muestra de su versatilidad.

Arquitecturas de muestreo de alta resolución como laadquisición de MagniVu pueden revelar detalles no detectadosacerca de los comportamientos de la señal. Un muestreomás frecuente, como el que realiza la adquisición de MagniVu,aumenta las posibilidades de detectar cambios, intencionadoso no, en los datos binarios.

La adquisición con una única sonda de los datos de temporizaciónde alta velocidad y de estado es un concepto actual. Cadadía más, esta capacidad ayuda a los diseñadores a recopilarvolúmenes de datos acerca de sus dispositivos y, luego, a analizarla relación entre el diagrama de temporización y la actividadde estado de nivel superior. Otras vistas relacionadas entresí también facilitan el proceso de solución de problemas: formasde ondas analógicas y digitales relacionadas en el tiempo,vistas de protocolos y listas, diagramas de ojo multicanal,trazas de software en tiempo real, histogramas, etc.

Una serie de características adicionales como la memoriade adquisición, las características de presentación y análisis,la integración con herramientas analógicas e incluso lamodularidad hacen de los analizadores lógicos la herramientaperfecta para encontrar con rapidez problemas digitalesy poder cumplir con los programas de diseño más exigentes.La serie TLA de analizadores lógicos líder del sector cumplecon los desafíos actuales y continuará afrontando los nuevosdesafíos a medida que surjan.

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Glosario(Para una referencia rápida, el glosario también incluyetérminos habituales no utilizados en este documento).

Adquisición de MagniVu™: una arquitectura de muestreo dealta resolución exclusiva que constituye la base de todos losanalizadores lógicos de la serie TLA. La adquisición deMagniVu ofrece un registro dinámico de la actividad de laseñal alrededor del punto de disparo con una mayorresolución.

Amplitud: la magnitud de una cantidad o fuerza de una señal.En electrónica, este término suele hacer referencia al voltajeo la potencia.

Análisis de iVerify™: ofrece pruebas de validación y análisisde bus multicanal mediante diagramas de ojo generados porosciloscopio.

Analizador lógico: un instrumento utilizado para mostrar losestados lógicos de muchas señales digitales en un período detiempo. Analiza los datos digitales y puede representarloscomo ejecución de software en tiempo real, valores de flujo dedatos, secuencias de estado, etc.

Ancho de banda: un rango de frecuencias, normalmentelimitado por 3 dB.

Ancho de pulso: el tiempo que invierte un pulso paradesplazarse de abajo a arriba y de nuevo a abajo; suelemedirse al 50% del voltaje completo.

Asíncrono: no sincronizado. El analizador lógico ejecuta supropio reloj de muestreo. Dicho reloj es independiente y notiene en cuenta la temporización del dispositivo bajo prueba.Esta es la base del modo de adquisición de “temporización”.

Atenuación: una disminución en la amplitud de la señaldurante su transmisión de un punto a otro.

Bit: un carácter binario cuyo estado puede ser 1 ó 0.

Byte: una unidad de información digital que constanormalmente de ocho bits.

Carga: una interacción imprevista de la sonda y elosciloscopio con el circuito que se está probando y quedistorsiona la señal.

Circuito integrado (IC): un conjunto de componentes y susinterconexiones grabados o impresos en un chip.

Conjunto de herramientas iLink™: consta de varioselementos diseñados para acelerar la detección de problemasy su solución, entre los que se incluyen: el multiplexado deiCapture™, la presentación de iView™ y el análisis de iVerify™.

Convertidor análogico/digital (ADC): un componenteelectrónico digital que convierte la señal eléctrica en valoresbinarios discretos.

Cursor: un marcador en pantalla que se puede alinear conuna forma de onda para realizar medidas más precisas.

Decibelio (dB): unidad que expresa la diferencia relativa depotencia entre dos señales eléctricas; es igual a diez veces ellogaritmo común de la relación de los dos niveles.



Digitalizar: el proceso por el que un convertidoranalógico/digital (ADC) del sistema horizontal realiza lamuestra de una señal en puntos discretos en el tiempoy convierte el voltaje de la señal de dichos puntos en valoresdigitales llamados puntos de muestra.

Disparo: el circuito que hace referencia a un barrido horizontalen un instrumento de medida. Retención del disparo: uncontrol que permite ajustar el período de tiempo durante elcual el instrumento no puede realizar otro disparo tras undisparo válido.

Dispositivo bajo prueba (DUT): el dispositivo que se estáprobando con el instrumento de medida.

Entrada/Salida (E/S): normalmente, hace referencia a lasseñales que entran o salen de un dispositivo.

Espurio: un error intermitente de alta velocidad en un circuito.

Frecuencia: el número de veces que se repite una señal enun segundo; se mide en Hertzios (ciclos por segundo). Lafrecuencia es igual a 1/período.

Fuente de señal: un dispositivo de prueba utilizado parainyectar una señal en una entrada de circuito; a continuación,un instrumento de medida lee la salida del circuito. Tambiénse conoce como generador de señal.

Gigabit (Gb): mil millones de bits de información.

Gigabyte (GB): mil millones de bytes de información.

Gigahertzio (GHz): mil millones de Hertzios.

Gigatransferencias por segundo (GT/s): mil millones detransferencias de datos por segundo. Hertzio (Hz) un ciclo porsegundo. Se considera la unidad de frecuencia.

Integridad de la señal: la reconstrucción precisa de unaseñal; está determinada por el sistema, las prestaciones de uninstrumento y la sonda utilizada para adquirir la señal.

Kilohertzios (kHz): mil Hertzios.

Longitud de registro: el número de puntos de forma de ondautilizados para crear el registro de una señal.

Matriz de retícula de bolas (BGA): un paquete de circuitosintegrados.

Matriz de retícula de bolas fina (FBGA): un paquete decircuitos integrados.

Megabit (Mb): un millón de bits de información.

Megabyte (MB): un millón de bytes de información.

Megahertzio (MHz): un millón de Hertzios.

Megamuestras por segundo (MS/s): una unidad develocidad de muestra equivalente a un millón de muestras porsegundo.

Megatransferencias por segundo (MT/s): un millón detransferencias de datos por segundo.

Memoria de acceso aleatorio (RAM): un dispositivo dememoria en el que se puede acceder a la información encualquier orden.

Memoria dinámica de acceso aleatorio (DRAM): un tipo dememoria que almacena cada bit de datos en un condensadorindependiente.




Microsegundo (µs): una unidad de tiempo equivalentea 0,000001 segundos.

Milisegundo (ms): una unidad de tiempo equivalente a 0,001segundos.

Módulo de memoria doble en línea (DIMM): el esquema depaquetes más utilizado para los componentes de memoriadinámica de acceso aleatorio en plataformas de PC.

Módulo de memoria doble en línea con buffer completo

(FB-DIMM): una arquitectura de memoria de últimageneración.

Muestreo: la conversión de una parte de la señal de entradaen un número de valores eléctricos discretos para sualmacenamiento, procesamiento o presentación por mediode un instrumento.

Multiplexado de iCapture™: proporciona adquisición digitaly analógica simultánea a través de una sola sonda deanalizador lógico.

Nanosegundo (ns): una unidad de tiempo equivalentea 0,000000001 segundos.

Nivel de disparo: el nivel de voltaje que una señal de origende disparo debe alcanzar antes de que el circuito de disparoinicie un barrido.

Onda: el término genérico para designar un patrón que serepite en un período de tiempo. Los tipos más habituales son:sinusoidal, cuadrada, rectangular, en diente de sierra,triangular, de paso, pulsatoria, periódica, no periódica,sincrónica y asíncrona.

Osciloscopio de almacenamiento digital (DSO): unosciloscopio digital que adquiere señales mediante unmuestreo digital (utilizando un convertidor analógico/digital).

Utiliza una arquitectura de procesamiento en serie paracontrolar la adquisición, la interfaz de usuario y lapresentación entramada.

Osciloscopio de muestreo digital: un tipo de osciloscopiodigital que utiliza un método de muestreo en tiempoequivalente para capturar y presentar muestras de una señal;es perfecto para capturar de forma precisa las señales cuyoscomponentes de frecuencia son mucho mayores que lavelocidad de muestra del osciloscopio.

Osciloscopio digital de fósforo (DPO): un tipo deosciloscopio digital que modela de forma precisa lascaracterísticas de presentación de un osciloscopio analógico,al tiempo que ofrece las ventajas de un osciloscopio digitaltradicional (almacenamiento de forma de onda, medidasautomatizadas, etc.). El DPO utiliza una arquitectura deprocesamiento paralelo para enviar la señal a una pantalla debarrido y ofrecer una visualización con graduación deintensidad de las características de la señal en tiempo real.El DPO muestra las señales en tres dimensiones: amplitud,tiempo y distribución de la amplitud en un período de tiempo.

Osciloscopio digital: un tipo de osciloscopio que utiliza unconvertidor analógico/digital (ADC) para convertir el voltajemedido en información digital. Existen tres tipos:osciloscopios de almacenamiento digital, de fósforo digital yde muestreo digital.

Osciloscopio: un instrumento utilizado para mostrar loscambios de voltaje en un período de tiempo. La palabraosciloscopio procede del verbo “oscilar”, ya que lososciloscopios se utilizan a menudo para medir voltajesoscilantes.


Período: el tiempo que invierte una onda en completar unciclo. El período es igual a 1/frecuencia.

Placa base: la tarjeta de circuito principal del sistema de unordenador. Contiene, entre otros elementos, el procesador, elcontrolador de memoria, el controlador del disco duro y elchipset de interfaz de entrada/salida. Otras tarjetas decircuito, como los módulos DIMM y las tarjetas de vídeo, seconectan a la placa base.

Presentación de iView™: muestra medidas de osciloscopioy analizador lógico integradas y relacionadas en el tiempo enla pantalla del analizador lógico.

Pulso: una forma de onda habitual que tiene un flancoascendente rápido, un ancho y un flanco descendente rápido.

Punto de muestra: los datos sin procesar de un ADCutilizados para calcular los puntos de forma de onda.

Rampas: las transiciones entre niveles de voltaje de ondassinusoidales que cambian a una velocidad constante.

Ruido: voltaje o corriente no deseados en un circuitoeléctrico.

Señal analógica: una señal con voltajes constantementevariables.

Señal digital: una señal cuyas muestras de voltaje serepresentan mediante números binarios discretos.

Sincrónico: sincronizado. Se considera que la adquisición deestado de un analizador lógico es sincrónica porque recibe lainformación de su reloj de una fuente externa, normalmente elDUT. Por ello, los dos sistemas están sincronizados y elanalizador lógico sólo adquiere los datos cuando el DUT estáactivo. Esto se conoce como el modo de adquisición de “estado”.

Sistema bajo prueba (SUT): el sistema que se estáprobando con el instrumento de medida.

Sonda: un dispositivo de entrada del instrumento de medida,normalmente con un extremo de metal en punta paraestablecer contacto eléctrico con un elemento del circuito, uncable para conectar con la referencia a tierra del circuito y uncable flexible para transmitir la señal y tierra al instrumento.

Tiempo de subida: el tiempo invertido por el flanco anteriorde un pulso para subir desde su valor bajo a su valor alto;suele medirse entre el 10% y el 90%.

Tren de pulsos: una serie de pulsos que viajan juntos.

Velocidad de muestra: la frecuencia con que un instrumentode medida digital toma una muestra de la señal; se especificaen muestras por segundo (S/s).

Visualización del “predisparo”: la capacidad de uninstrumento digital para capturar el comportamiento de unaseñal antes de un evento de disparo. Determina la longitud dela señal visible anterior y posterior a un punto de disparo.

Voltaje: la diferencia de potencial eléctrico, expresada envoltios, entre dos puntos.

Voltio (V): la unidad de diferencia de potencial eléctrico.



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Última actualización: 15 de septiembre de 2006

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