Stavebnice logického analyzátoru Scanalogic-2 EDU-Kit

Začátečníkům bych doporučil nejprve si přečíst článek o osciloskopech.

Logický analyzátor je vynikající nástroj ke snímání více digitálních signálů najednou a k zobrazení jejich vztahů v čase. Proto je velmi užitečný při nastavování či hledání chyb v digitální technice, zejména na sběrnicích.

Nestačí osciloskop?

Běžné digitální osciloskopy mají maximálně 4 vstupy. Osciloskopy pro smíšené signály, které v sobě sdružují funkci klasického digitálního osciloskopu a logického analyzátoru, mívají obvykle 2 až 4 analogové vstupy a 16 až 32 digitálních. Přesto pro řadu případů nestačí. Logické analyzátory mají běžně několik desítek kanálů, ale některé až přes tisíc. Navíc je to jako se vším ostatním – univerzálním přístrojem sice ušetříte peníze za nákup více zařízení, ale vždy musíte současně něco oželet.

Logický analyzátor pracuje obdobně jako osciloskop, ale zobrazuje ve vertikálním směru jen úroveň O nebo 1. Některé dokáží dekódovat informace z časového průběhu podle zvoleného protokolu a v časovém průběhu jednotlivé sekvence popsat nebo barevně odlišit, případně dekódovaná data prezentovat ve formě tabulek. Ty lze poté exportovat do souboru a dále zpracovávat například v Excelu.

Základní parametry logického analyzátoru:

počet vstupních kanálů,
maximální vzorkovací frekvence,
hloubka paměti pro uložení vzorků.

Stavebnice

Scanalogic-2 je levná výuková stavebnice, která vám umožní postavit čtyřkanálový logický analyzátor. Ten se připojuje k PC prostřednictvím USB portu. Pro vizualizaci a analýzu dat na PC slouží bezplatný software ScanaStudio. Výrobcem stavebnice je francouzská firma Ikalogic.

Hlavní rysy Scanalogic-2:

vzorkovací frekvence 20 MS/s,
4 vstupní/výstupní kanály,
hloubka paměti 256 kB na kanál (celkem 1 MB),
dekódování protokolů I2C, SPI, UART, 1-Wire,…,
spouštění vzestupnou či sestupnou hranou na kterémkoli kanálu,
generátor signálů PWM, FM, UART,…,(max. 10 MHz),
spektrální analýza (FFT),
… více viz kompletní specifikace.

Stavebnice je dodávána jako deska s plošnými spoji, na které jsou již připájené komponenty pro povrchovou montáž (mikrokontrolér, paměti, krystal a USB konektor). Zbývá připájet cca 25 součástek. V balení jsou ještě hroty pro sondu.

Na desce plošných spojů je vyznačeno šest funkčních bloků typického logického analyzátoru:

Power Supply Block dodává stabilizované a filtrované napětí 3,6 V pro paměťové čipy.
USB Block upravuje napěťové úrovně mezi USB a mikrokontrolérem.
Clock Block zajišťuje stabilní frekvenci 20 MHz pro mikrokontrolér a pro vzorkování signálu.
MCU Block obsahuje mikrokontrolér ATmega168, který je mozkem celého zařízení.
SRAM Block slouží pro ukládání dat. K dispozici jsou 4 SRAM čipy, jeden pro každý kanál. Každý Byte dat představuje 8 po sobě jdoucích jednobitových vzorků. Pro dosažení maximální rychlosti se vzorky ukládají přímo do paměti, bez účasti mikrokontroléru.
BUFFER Block odděluje vnější svět od logického analyzátoru.

Můžete se podívat na schéma zapojení.

Scanalogic-2 je plug-n-play zařízení, není třeba instalovat žádné ovladače.

Pokud potřebujete dekódovat protokol, který analyzátor standardně neumí, máte dvě možnosti. Buďto průběh vyexportovat do CSV souboru a napsat si vlastní program nebo průběh a popis protokolu zaslat Ikalogic a oni vám zdarma pomohou.

Více informací najdete v návodu nebo na webu výrobce.

Než se rozhodnete stavebnici koupit, můžete si některé možnosti diagnostiky elektroniky vyzkoušet na vzorcích, které jsou součástí ScanaStudio. Cena stavebnice je cca 33 Euro. Pokud byste chtěli „kapotovanou“ verzi, koupíte ji za 49 Euro.

Aktualizace:

Jsou k dispozici nové dekodéry protokolů (USB, JTAG, SENT). Průběžně mohou přibývat další, takže doporučuji občasnou kontrolu stránek.