#量測 #數位儲存示波器 #串列匯流排除錯
【數位儲存示波器，晉身多能工】
為縮減電子產品體積、功率和成本，越來越多的設計在嵌入式裝置中採用串列匯流排。儘管串列匯流排可減少資料傳輸所需的腳位數、功耗和空間，但設計也更複雜，需要更快速的方法進行除錯和驗證；許多串列標準具有「非同步」本質，為擷取和解碼增添挑戰。在尋找串列匯流排上的功能和時序問題時，協定分析儀雖是很好的工具，但其實利用「示波器」此一基礎量測儀器，也可協助找出雜訊來源、擷取暫態波形、執行實體層相符性測試以及量測功耗。
當示波器內建串列觸發和解碼功能時，即可變身功能強大的多合一工具，非常適合嵌入式硬體工程師使用。然而，早期問市的示波器並未內建串列解碼器，工程師必須以手動方式對串列訊框解碼，相當費時，且該訊號甚至可能不是我們想要的訊框；故須對多個串列訊框進行解碼，需花費的時間亦更加可觀！此時，內建串列解碼和觸發功能的示波器，將發揮最大的效益，還能利用分段式記憶體擷取偶發串列事件。
假設有一個設計含有多顆IC、透過 I2C 與微控制器進行通訊，當我們想要查看寫入一顆特定 IC 的所有資料時，只需在 IC 的寫入位址上設定一個觸發點就能輕鬆完成；示波器會設定成任何時候只要看到該位址就進行觸發，但還是很難從示波器預設顯示的單一波形畫面，綜觀傳送的所有資料。此時，分段式記憶體可讓示波器持續等待直到符合觸發條件，再將波形存到記憶體中並記錄時間標籤，重新準備觸發並等待下一次的觸發。
如此，就可清楚看到哪些資料寫入 IC？寫入頻率多高？還能檢視每個訊框的實際訊號；若訊框異常，工程師就可在條列清單中選擇該訊框，然後檢查實際訊號完整性。一旦確認存在暫態訊號，觸控螢幕示波器的「區域觸發」功能，可輕鬆捕捉。此外，若串列匯流排未出現隨機暫態訊號，而是持續出現耦合雜訊、無法觸發時，就須藉助示波器的 FFT (快速傅立葉轉換) 數學運算功能找出雜訊來源。FFT 會將時域訊號轉換成「頻域」呈現，以確認耦合雜訊的頻率成份。
延伸閱讀：
《利用示波器進行嵌入式串列匯流排除錯》
http://compotechasia.com/a/ji___yong/2016/0418/31700.html
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