混合信號示波器于1993年首次推出,具有兩個模擬通道和8或16個數字通道。在隨后的幾年中,主流MSO的通道數(嵌入式系統設計人員的首選調試工具)實際上已鎖定在2或4個模擬通道和16個數字通道。MSO被嵌入式設計人員所接受,因為它將MSO的可視性從兩個或四個信號擴展到多達20個信號,而無需使用他們的最后手段-邏輯分析儀。
盡管該渠道數量已獲得長期認可并獲得了廣泛的市場認可,但對于當今的嵌入式系統而言,它仍然正確嗎?對于示波器制造商和嵌入式系統設計師而言,這是一個值得一提的問題。制造商需要知道他們是否正在交付客戶真正想要并愿意為此付費的測試功能。設計師需要正確的工具來完成這項工作。
這種想法導致了來自世界各地的嵌入式系統工程師的多個研究項目,使您對范圍通道數這一主題有了更深入的了解。我們所學到的知識啟發了新的5系列MSO的思想,該思想將可用的模擬通道數量增加到6或8,并從8個增加到64個數字通道。數字通道也可以即時配置。
鑒于四通道MSO多年來的成功,可以肯定地說,傳統的模擬和數字通道數量已經為大多數嵌入式設計人員提供了足夠的服務,或者更重要的是,他們已經能夠使其工作。但是,有大量數字(在我們的研究中占35%)表示,理想情況下,他們需要8個模擬通道。
過去,當這些工程師需要4個以上的模擬輸入時,他們會嘗試同時使用兩個示波器。這種“級聯”多個范圍的做法帶來了一些挑戰。要同步采集,必須同時觸發示波器,這需要電纜連接(或雙重探測)和創造性的觸發設置。比較兩個顯示器上的數據非常困難,因此許多工程師從兩個示波器中獲取原始數據,并使用PC合并波形以進行評估。使用兩個相同的作用域模型進行同步非常耗時,但是在使用不同的作用域模型時會變得更加棘手。
在數字方面,事實證明,少花錢與多花錢一樣重要。在某些情況下,當工程師被迫購買16個數字頻道而實際上只需要8個時,他們會感到沮喪。在我們的研究中,大約75%的受訪者表示,他們想要16個數字頻道以外的產品。有些想要更多,有些想要更少。
對于嵌入式系統設計人員而言,其靈活性遠遠超過了通道數量。我們的研究發現,有79%的嵌入式工程師想要“經過驗證的”多功能示波器,以滿足過度緊張的設計團隊的各種需求。
當我們與嵌入式設計師討論設計階段時,他們遇到了對更多通道和靈活性的需求時,最常見的答案是在系統級故障排除期間。當多個子系統,多個處理器,多個電源軌,多個串行總線和多個I / O設備開始融合在一起時,此時系統級可見性就變得至關重要。使用示波器進行故障排除的傳統方法是進行多個兩通道或四通道捕獲,使信號路徑向后退,以找出故障的根本原因。在當今的系統中,這些系統處理來自多個傳感器的輸入以驅動多個執行器,同時通過多個總線進行通信,這種方法可能很痛苦。這些嵌入式計算系統,包括傳感器,執行器,
嵌入式工程師在我們的研究中遇到的另一個痛點是源于當今系統中電源軌的激增。為了同時優化功耗,性能和速度,即使是相對簡單的系統,也可能具有12 V大容量電源,幾個5 V電源,3.3 V電源和1.8 V電源。對這些電源的開啟和關閉順序進行驗證和故障排除,尤其是與板上其他控制或狀態信號有關的故障,需要更多的通道或更多的測試。
一些創意工程師報告說,他們使用數字MSO通道上的可變閾值來檢查電源排序。在這種情況下,他們將數字通道的閾值設置為略低于電源的標稱電壓電平,并使用此設置生成電源,復位線,中斷,狀態線等的“時序圖”。這種方法的明顯缺點是電源以二進制波形表示,而忽略了信號的模擬特性。大多數工程師更喜歡使用模擬通道執行此測試和故障排除。
對于許多應用而言,可能僅需要傳統的4模擬/ 16數字配置。但是,如果出現了新的事物-我們敢打賭它將如此-知道其他一些選擇最終可用可能會令人欣慰。