Logikanalysen sammanställd

Logikanalysatorn blir allt mer ett verktyg för programutvecklaren medan den traditionella felsökningen av hårdvara minskar.

När man frågar försäljarna vad man ska tänka på vid köp av en logikanalysator blir det enhälliga svaret att man ska tänka igenom vilken processor som man planerar att göra logikanalys på. Sedan ger sig parametrar som antal kanaler, minnesdjup och samplingshastighet automatiskt.

I verkligheten spelar naturligtvis priset också en stor roll. I marknadsnyckeln finns logikanalysatorer från 7 500 kronor upp till 268 000 kronor. Antalet kanaler och prestanda är inte så imponerande för de billigaste instrumenten men för de enklare styrkretsarna kan de ändå vara ett tillräckligt bra alternativ.

De enkla instrumenten består ofta av instickskort och programvara som körs under Windows. En stor fördel med det konceptet är att användargränssnittet känns bekant även för den som inte håller på med logikanalys till vardags.

Vissa Windowsbaserade instrument har hårdvaran i en separat låda i stället för på instickskort. Lådan ansluts via någon av datorns portar, men fungerar i övrigt som instickskorten.

Analyserar program

De dyrare och mer avancerade instrumenten utvecklas allt mer mot programvaruanalys. Här finns visserligen en konkurrent i emulatorerna, men till logikanalysatorns fördel kan räknas att man kan komma igång direkt även med nya processorer. Man behöver bara skaffa en passande prob.

Emulatorerna når ofta marknaden långt efter det att en ny processor har lanserats och de kan också ha många buggar till att börja med. Nu får man visserligen inte samma kontroll över processorn med en logikanalysator som med en emulator. Men en del processorer har så kallad BDM-port, background debug monitor, med vars hjälp man kan starta och stoppa processorn samt läsa ut data från interna register.

En logikanalysator ger dessutom både tids- och tillståndsinformation medan emulatorn enbart ger tillståndsinformation.

Det blir allt vanligare att de avancerade logikanalysatorerna kan anslutas till ett datanät. Datainsamlingen görs då lokalt med instrumentet medan analysen sker i användarens dator. Tidigare har unixbaserade arbetsstationer dominerat, men trenden går mot billigare persondatorer.

Ibland är inte amplitudinformationen från den traditionella logikanalysatorn tillräcklig. För att komma åt exempelvis stigtiden i flanken finns det sedan några år instrument som är hybrider mellan oscilloskop och logikanalysatorer. De har färre kanaler än en riktig logikanalysator men mer än två bitars amplitudupplösning. Man kan alltså inte bara se om en logisk signal är hög eller låg, utan även hur snabbt omslaget sker.

Detta problem kan också lösas genom att förse logikanalysatorn med en styrutgång som används för att trigga ett oscilloskop när man vill få mer amplitudinformation.

Tid eller tillstånd?

Logikanalysatorn har två användningsområden. Som tidsanalysator hjälper den hårdvarukonstruktören att fånga och analysera signaler. Som tillståndsanalysator är den ett hjälpmedel för programmeraren som letar fel.

Skillnaden mellan tillstånds- och tidsanalys ligger i vad som får instrumentet att sampla signalen. Vid tidsanalys samplas signalen med förutbestämda intervall. För att kunna avbilda en signal med tillräcklig noggrannhet bör man därför sampla tre till fyra gånger snabbare än systemklockan.

Vid tillståndsanalys däremot samplar man enbart när det sker en förändring av den logiska nivån. Tidsmarkeringen blir dock inte lika noggrann som vid tidsanalys, och data presenteras normalt i en lista.

Lite förenklat brukar man därför säga att om man vill se vad som händer ska man använda tillståndsanalys och om man vill veta när det hände så ska man använda tidsanalys.

Per Henricsson