电子产品开发过程中最常用的是示波器，但是随着微处理器如ARM、GPU、深度学习处理器等芯片的发展，以及智能硬件如雨后春笋般的成长，硬件出现的各种逻辑类bug是经常遇到的，当SOC（片上系统）的各种接口如USB、I2C、UART等出现问题的时候示波器还能勉强应付，当测量一些总线信号如AXI或者需要同时测量芯片或者板卡上很多引脚信号的时候，示波器望着那么多的引脚只能道一声：“臣妾做不到”。这时候就需要一种专业的设备，那就是逻辑分析仪！
关于逻辑分析仪？
逻辑分析仪是一种类似于示波器的波形测试设备，它是用于监测硬件电路工作时的逻辑电平，并加以存储，用图形的方式直观地表达出来，便于用户检测、分析电路设计（硬件设计和软件设计） 中的错误。逻辑分析仪是设计特别是数字设计中不可缺少的设备，通过它可以迅速地定位错误和解决问题，达到事半功倍的效果。
工作原理？
逻辑分析仪主要包括数据捕获和数据显示两大部分。逻辑分析仪一般采用先进行数据采集并存储，然后进行数据分析显示方式。数据捕获部分包括信号输入、比较采样、触发控制、数据存储和时钟电路等。外部被测信号通过探头送到信号输入电路，在比较器中与设定的门限电压进行比较，大于门限电压值的信号为高电平，反之为低电平。采样电路在采样时钟（外时钟或内时钟）控制下对信号进行采样，并将数据流送到触发模块中，产生触发信号。数据存储电路在触发信号的作用下进行相应的数据存储控制。数据捕获完成后，由分析显示电路将存储的数据处理之后以适当方式显示出来。
大多数逻辑分析仪实际是由定时分析仪和状态分析仪组成的。
定时分析：也称为异步时序分析。在逻辑分析仪内部高速采样时钟的驱动下，对输入信号进行异步数据采样，采样的数据用方波的形式进行显示。逻辑分析仪在内部高速时钟的驱动下对信号输入进行异步采样，其测量结果用于分辨相关信号间的时序关系，例如建立时间、保持时间、协议应答等。根据采样定理，内部采样时钟要高于被测信号最高频率的3倍以上到正确的采样数据，内部采样时钟频率越高，定时分辨率就越高，精确度也越高，时序关系就越精准。
状态分析：也称为同步时序分析。在外部同步时钟的驱动下，逻辑分析仪对输入信号进行同步数据采样，显示的时候，用二进制码或配合软件用映射图或反汇编成助记符，由于采集到的状态数据与被测信号数据流状态完全一致，因此可以用于直接观测程序的源代码。状态分析模式一般用于对系统软件进行测试。
逻辑分析仪分类 ？
目前市场上逻辑分析仪有两类，一类是独立式逻辑分析仪，主要供应商有安捷伦和泰克；另一类是价格相对低廉的基于PC的虚拟逻辑分析仪（VI），主要供应商为美国国家仪器公司（NI），主要产品为图形化测试测量编程软件LabVIEW 。传统上，在PC上运行的LabVIEW软件被称为虚拟仪器，但随着LabVIEW RT的推出，这些VI可以在多种设备上运行，如便携式仪器、工业PC或基于 Web 的仪器等。在中国也有一些生产逻辑分析仪的厂家，但大部分是虚拟仪器。
主要技术指标 ？
（1）通道数
在需要逻辑分析仪的地方，要对一个系统进行全面地分析，就应当把所有应当观测的信号全部引入逻辑分析仪当中，这样逻辑分析仪的通道数至少应当是：被测系统的字长（数据总线数）＋被测系统的控制总线数＋时钟线数。这样对于一个 8 位机系统，就至少需要 34 个通道。现在几个厂家的主流产品的通道数也高达 340 通道，例 Tektronix 等，市面上主流的产品是 34 通道的逻辑分析仪，用它来分析最常见的 8 位系统，像北京海洋最新推出的 OLA 系列逻辑分析仪就是 34 通道的。
（2）定时采样速率
在定时采样分析时，要有足够的定时分辨率，就应当有足够高的定时分析采样速率，但是并不是只有高速系统才需要高的采样速率，现在的主流产品的采样速率高达 2GS/s ;
（3）状态分析速率
在状态分析时，逻辑分析仪采样基准时钟就用被测试对象的工作时钟（逻辑分析仪的外部时钟）这个时钟的最高速率就是逻辑分析仪的高状态分析速率。也就是说，该逻辑分析仪可以分析的系统最快的工作频率。现在的主流产品的定时分析速率在 300MHz ，最高可高达 500MHz 甚至更高;
（4）每通道的记录长度
逻辑分析仪的内存是用于存储它所采样的数据，以用于对比、分析、转换（譬如将其所捕捉到的信号转换成非二进制信号）;
（5）测试夹具
逻辑分析仪通过探头与被测器件连接，测试夹具起着很重要的作用。
逻辑分析仪的功能 ？
（1）定时分析
定时分析是逻辑分析仪中类似示波器的部分，它与示波器显示信息的方式相同，水平轴代表时间，垂直轴代表电压幅度。定时分析首先对输入波形的采样，然后使用用户定义的电压阈值，确定信号的高低电平。定时分析只能确定波形是高还是低，不存在中间电平。所以定时分析就像一台只有一位垂直分辨率的数字示波器。但是，定时分析并不能用于测试参量，如果用定时分析测量信号的上升时间，那就用错了仪器。如果要检验几条线上的信号的定时关系，定时分析就是合理的选择。如果定时分析前一次采样的信号是一种状态，这一次采样的信号是另一种状态，那么它就知道在两次采样之间的某个时刻输入信号发生了跳变。
（2）跳变定时
如果我们要对一个长时间没有变化的采样并保存数据，跳变定时能有效地利用存储器。使用跳变定时，定时分析只保存信号跳变后采集的样本，以及与上次跳变的时间。
（3）毛刺捕获
数字系统中毛刺是令人头疼的问题，某些定时分析仪具有毛刺捕获和触发能力，可以很容易的跟踪难以预料的毛刺。定时分析可以对输入数据进行有效地采样，跟踪采样间产生的任何跳变，从而容易识别毛刺。在定时分析中，毛刺的定义是：采样间穿越逻辑阈值多次的任何跳变。显示毛刺是一种很有用的功能，有助于对毛刺触发和显示毛刺产生前的数据，从而帮助我们确定毛刺产生的原因。
（4）状态分析
逻辑电路的状态是：数据有效时，对总线或信号线采样的样本。定时分析与状态分析的主要区别是：定时分析由内部时钟控制采样，采样与被测系统是异步的；状态分析由被测系统时钟控制采样，采样与被测系统是同步的。用定时分析查看事件 “ 什么时候 ” 发生，用状态分析检查发生了“ 什么 ”事件。定时分析通常用波形显示数据，状态分析通常用列表显示数据。
逻辑分析仪结合了状态分析和定时分析的功能，是用户在开发中不可或缺的强大调试工具。了解了这些基础知识，用户就可以满怀信心地运用逻辑分析仪来进行数字辅助开发和排错，从而很好地缩短了研发周期，更快研发出优质的产品。
电子产品开发过程中最常用的是示波器，但是随着微处理器如ARM、GPU、深度学习处理器等芯片的发展，以及智能硬件如雨后春笋般的成长，硬件出现的各种逻辑类bug是经常遇到的，当SOC（片上系统）的各种接口如USB、I2C、UART等出现问题的时候示波器还能勉强应付，当测量一些总线信号如AXI或者需要同时测量芯片或者板卡上很多引脚信号的时候，示波器望着那么多的引脚只能道一声：“臣妾做不到”。这时候就需要一种专业的设备，那就是逻辑分析仪！
关于逻辑分析仪？
逻辑分析仪是一种类似于示波器的波形测试设备，它是用于监测硬件电路工作时的逻辑电平，并加以存储，用图形的方式直观地表达出来，便于用户检测、分析电路设计（硬件设计和软件设计） 中的错误。逻辑分析仪是设计特别是数字设计中不可缺少的设备，通过它可以迅速地定位错误和解决问题，达到事半功倍的效果。
工作原理？
逻辑分析仪主要包括数据捕获和数据显示两大部分。逻辑分析仪一般采用先进行数据采集并存储，然后进行数据分析显示方式。数据捕获部分包括信号输入、比较采样、触发控制、数据存储和时钟电路等。外部被测信号通过探头送到信号输入电路，在比较器中与设定的门限电压进行比较，大于门限电压值的信号为高电平，反之为低电平。采样电路在采样时钟（外时钟或内时钟）控制下对信号进行采样，并将数据流送到触发模块中，产生触发信号。数据存储电路在触发信号的作用下进行相应的数据存储控制。数据捕获完成后，由分析显示电路将存储的数据处理之后以适当方式显示出来。
大多数逻辑分析仪实际是由定时分析仪和状态分析仪组成的。
定时分析：也称为异步时序分析。在逻辑分析仪内部高速采样时钟的驱动下，对输入信号进行异步数据采样，采样的数据用方波的形式进行显示。逻辑分析仪在内部高速时钟的驱动下对信号输入进行异步采样，其测量结果用于分辨相关信号间的时序关系，例如建立时间、保持时间、协议应答等。根据采样定理，内部采样时钟要高于被测信号最高频率的3倍以上到正确的采样数据，内部采样时钟频率越高，定时分辨率就越高，精确度也越高，时序关系就越精准。
状态分析：也称为同步时序分析。在外部同步时钟的驱动下，逻辑分析仪对输入信号进行同步数据采样，显示的时候，用二进制码或配合软件用映射图或反汇编成助记符，由于采集到的状态数据与被测信号数据流状态完全一致，因此可以用于直接观测程序的源代码。状态分析模式一般用于对系统软件进行测试。
逻辑分析仪分类 ？
目前市场上逻辑分析仪有两类，一类是独立式逻辑分析仪，主要供应商有安捷伦和泰克；另一类是价格相对低廉的基于PC的虚拟逻辑分析仪（VI），主要供应商为美国国家仪器公司（NI），主要产品为图形化测试测量编程软件LabVIEW 。传统上，在PC上运行的LabVIEW软件被称为虚拟仪器，但随着LabVIEW RT的推出，这些VI可以在多种设备上运行，如便携式仪器、工业PC或基于 Web 的仪器等。在中国也有一些生产逻辑分析仪的厂家，但大部分是虚拟仪器。
主要技术指标 ？
（1）通道数
在需要逻辑分析仪的地方，要对一个系统进行全面地分析，就应当把所有应当观测的信号全部引入逻辑分析仪当中，这样逻辑分析仪的通道数至少应当是：被测系统的字长（数据总线数）＋被测系统的控制总线数＋时钟线数。这样对于一个 8 位机系统，就至少需要 34 个通道。现在几个厂家的主流产品的通道数也高达 340 通道，例 Tektronix 等，市面上主流的产品是 34 通道的逻辑分析仪，用它来分析最常见的 8 位系统，像北京海洋最新推出的 OLA 系列逻辑分析仪就是 34 通道的。
（2）定时采样速率
在定时采样分析时，要有足够的定时分辨率，就应当有足够高的定时分析采样速率，但是并不是只有高速系统才需要高的采样速率，现在的主流产品的采样速率高达 2GS/s ;
（3）状态分析速率
在状态分析时，逻辑分析仪采样基准时钟就用被测试对象的工作时钟（逻辑分析仪的外部时钟）这个时钟的最高速率就是逻辑分析仪的高状态分析速率。也就是说，该逻辑分析仪可以分析的系统最快的工作频率。现在的主流产品的定时分析速率在 300MHz ，最高可高达 500MHz 甚至更高;
（4）每通道的记录长度
逻辑分析仪的内存是用于存储它所采样的数据，以用于对比、分析、转换（譬如将其所捕捉到的信号转换成非二进制信号）;
（5）测试夹具
逻辑分析仪通过探头与被测器件连接，测试夹具起着很重要的作用。
逻辑分析仪的功能 ？
（1）定时分析
定时分析是逻辑分析仪中类似示波器的部分，它与示波器显示信息的方式相同，水平轴代表时间，垂直轴代表电压幅度。定时分析首先对输入波形的采样，然后使用用户定义的电压阈值，确定信号的高低电平。定时分析只能确定波形是高还是低，不存在中间电平。所以定时分析就像一台只有一位垂直分辨率的数字示波器。但是，定时分析并不能用于测试参量，如果用定时分析测量信号的上升时间，那就用错了仪器。如果要检验几条线上的信号的定时关系，定时分析就是合理的选择。如果定时分析前一次采样的信号是一种状态，这一次采样的信号是另一种状态，那么它就知道在两次采样之间的某个时刻输入信号发生了跳变。
（2）跳变定时
如果我们要对一个长时间没有变化的采样并保存数据，跳变定时能有效地利用存储器。使用跳变定时，定时分析只保存信号跳变后采集的样本，以及与上次跳变的时间。
（3）毛刺捕获
数字系统中毛刺是令人头疼的问题，某些定时分析仪具有毛刺捕获和触发能力，可以很容易的跟踪难以预料的毛刺。定时分析可以对输入数据进行有效地采样，跟踪采样间产生的任何跳变，从而容易识别毛刺。在定时分析中，毛刺的定义是：采样间穿越逻辑阈值多次的任何跳变。显示毛刺是一种很有用的功能，有助于对毛刺触发和显示毛刺产生前的数据，从而帮助我们确定毛刺产生的原因。
（4）状态分析
逻辑电路的状态是：数据有效时，对总线或信号线采样的样本。定时分析与状态分析的主要区别是：定时分析由内部时钟控制采样，采样与被测系统是异步的；状态分析由被测系统时钟控制采样，采样与被测系统是同步的。用定时分析查看事件 “ 什么时候 ” 发生，用状态分析检查发生了“ 什么 ”事件。定时分析通常用波形显示数据，状态分析通常用列表显示数据。
逻辑分析仪结合了状态分析和定时分析的功能，是用户在开发中不可或缺的强大调试工具。了解了这些基础知识，用户就可以满怀信心地运用逻辑分析仪来进行数字辅助开发和排错，从而很好地缩短了研发周期，更快研发出优质的产品。
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