一、邏輯分析儀的發(fā)展　

自20世紀70 年代初研制成微處理器出現4位和8位總線(xiàn)傳統示波器的雙通道輸入無(wú)法滿(mǎn)足8位字節的觀(guān)察。微處理器和存儲器的測試需要不同于時(shí)域和頻域儀器。數域測試儀器應運而生。HP公司推出狀態(tài)分析儀和Biomation公司推出定時(shí)分析儀（兩者最初很不相同）之后不久用戶(hù)開(kāi)始接受這種數域測試儀器作為最終解決數字電路測試的手段不久狀態(tài)分析儀與定時(shí)分析儀合并成邏輯分析儀。　20世紀80 年代后期邏輯分析儀變得更加復雜當然使用起來(lái)也就更加困難。例如，引入多電平樹(shù)形觸發(fā)以應付條件語(yǔ)句如IF、THEN、ELSE等復雜事件。這類(lèi)組合觸發(fā)必然更加靈活同時(shí)對大多數用戶(hù)來(lái)說(shuō)就不是那樣容易掌握了。　邏輯分析儀的探頭日益顯得重要。需用夾子夾住穿孔式元件上的16根引腳和雙列直插式元件上的只有0.1″間隙的引腳時(shí)就出現探頭問(wèn)題。今天的邏輯分析儀提供幾百個(gè)工作在200MHz頻率上的通道信號連接就是個(gè)現實(shí)問(wèn)題。適配器、夾子和輔助爪鉤等多種多樣但是最好的辦法的是設計一種廉價(jià)的測試夾具邏輯分析儀直接連接到夾具上形成可靠和緊湊的接觸。

今天的發(fā)展趨勢 

邏輯分析儀的基本取向近年來(lái)在計算機與儀器的不斷融合中找到了解決的辦法。Tektronix公司TLA600系列邏輯分析儀著(zhù)重解決導向和發(fā)展能力亦即儀器如何動(dòng)作和如何構建有特色的結構。導向采用微軟的Windows接口它非常容易驅動(dòng)。改進(jìn)信號發(fā)現能力必然涉及到儀器結構的變動(dòng)。在所有要處理的數據中著(zhù)重處理與時(shí)間有關(guān)聯(lián)的數據不同類(lèi)型的信息采用多窗口顯示。例如對于微處理器來(lái)說(shuō)最好能同時(shí)觀(guān)察定時(shí)和狀態(tài)以及反匯編源碼，而且各窗口上的光標彼此跟蹤相連。　關(guān)于觸發(fā)總是傳統邏輯分析儀中的難題。TLA600系列邏輯分析儀為用戶(hù)提供觸發(fā)庫使復雜觸發(fā)事件的設置簡(jiǎn)單化保證你精力集中解決測試問(wèn)題上而不必花時(shí)間去調整邏輯分析儀的觸發(fā)設置。該庫中包含有許多易于掌握的觸發(fā)設置可以作為通常需要修改的觸發(fā)起始點(diǎn)。需要特殊的觸發(fā)能力只是問(wèn)題的一部分。除了由錯誤事件直接觸發(fā)外用戶(hù)還希望從過(guò)去的時(shí)段去觀(guān)察信號找出造成錯誤的根源和它前后的關(guān)系。精細的觸發(fā)和深存儲器可提高超前觸發(fā)能力。　在PC機平臺上使用Windows除了為廣大用戶(hù)提供了許多熟知的好處之外只要給定正確的軟件和相關(guān)工具即可通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行遠程控制從目標文件格式中提取源碼和符號支持微軟公司的CMO/DCOM標準而且處理器可運行各種控制操作。
二、邏輯分析儀的選擇 
如果數字電路出現故障我們一般優(yōu)先就考慮使用邏輯分析儀來(lái)檢查數字電路的完整性不難發(fā)現存在的故障；但是在其他情況下你是否考慮到使用邏輯分析儀呢？譬如說(shuō)：第一點(diǎn)如何觀(guān)察測試系統在執行我們事先編制好的程序時(shí)是不是真正地在按照我們設計好的程序來(lái)執行呢？如果我們向系統寫(xiě)入的是（MOV A,B）而系統則是執行的（ADD A,B）那會(huì )造成什么樣的后果？第二點(diǎn)：怎么樣真正地監測軟件系統的實(shí)際工作狀態(tài)而不是用DEBUG等方式進(jìn)行設置斷點(diǎn)后查看預先設定的某些變量或內存中的數據是我們預先想得到的值。在這里我們有第三、第四等等很多問(wèn)題有待解決。
通常我們將數字系統分成硬件部分和軟件部分在研發(fā)設計這些系統時(shí)我們有很多事情要做譬如硬件電路的初步設計、軟件的方案制定和初步編制、硬件電路的調試、 軟件的調試、以及最終的系統的定型等等工作在這些工作中幾乎每一步工作都要邏輯分析儀的幫助但是鑒于每個(gè)單位的經(jīng)濟實(shí)力和人員狀況不同并且在很多系統的使用中都不是要把以上的每個(gè)部分都進(jìn)行一 遍這樣我們就把邏輯分析儀的使用分成以下幾個(gè)層次： 
第一個(gè)層次：只要查看硬件系統的一些常見(jiàn)的故障例如時(shí)鐘信號和其他信號的波形、信號中是否存在嚴重影響系統的毛刺信號等故障； 
第二個(gè)層次：要對硬件系統的各個(gè)信號的時(shí)序進(jìn)行很好的分析以便最好地利用系統資源消除由定時(shí)分析能夠分析出的一些故障； 
第三個(gè)層次：要對硬件對軟件的執行情況的分析以確保寫(xiě)入的程序被硬件系統完整地執行； 
第四個(gè)層次：需要實(shí)時(shí)地監測軟件的執行情況對軟件進(jìn)行實(shí)時(shí)地調試。 
第五個(gè)層次：需要進(jìn)行現有客戶(hù)系統的軟件和硬件系統性的解剖分析達到我們對現有客戶(hù)系統的軟件和硬件系統全面透徹地了解和掌握的功能。 
對以上的幾個(gè)層次的要求我們可以看出他們并不都需要很高檔的邏輯分析儀對于第一層次的使用者他們甚至用一臺功能比較好的示波器就可以解決問(wèn)題針對以上的幾個(gè)使用層次在選擇儀器時(shí)可以選用相應的儀器。實(shí)際上邏輯分析儀也有幾個(gè)層次他們有： 
1、 普通2～4通道的數字存儲器例如TDS3000系列（加上TDS3TRG高級觸發(fā)模塊）利用它的一些高級觸發(fā)功能（例如脈沖寬度觸發(fā)、欠幅脈沖觸發(fā)、各個(gè)通道之間的一定的與、或、與或、異或關(guān)系的觸發(fā)）就可以找到我們希望看到的信號發(fā)現并排除一些故障況且示波器的功能還可以作為其他使用在這里我們只不過(guò)用了一臺示波器的附加功能可以說(shuō)這種方式是最節省的方式。
2、當示波器的通道數不夠時(shí)也可以選用一些帶有簡(jiǎn)單的定時(shí)分析功能的多通道定時(shí)分析儀器如早期的邏輯分析儀和現在市面上還有的混合信號示波器如Agilent的546××D示波器。
3、一些功能比較簡(jiǎn)單速度不是特別快的的計算機插卡 式基于Windows、絕大部分功能都由軟件來(lái)完成的虛擬儀器這類(lèi)產(chǎn)品在國內的很多廠(chǎng)家都有生產(chǎn)。
4、采樣速率、觸發(fā)功能、分析功能都很強大的不可擴展的固定式整機。例TLA600系列。
5、功能更強擴展性更好的模塊化插卡式整機；對不同的用戶(hù)可以針對需要，超聲波探傷儀器選擇不同檔次的儀器。
邏輯分析儀的一些技術(shù)指標： 
1、邏輯分析儀的通道數 ：在需要邏輯分析儀的地方要對一個(gè)系統進(jìn)行全面地分析就應當把所有應當觀(guān)測的信號全部引入邏輯分析儀當中這樣邏輯分析儀的通道數至少應當是：被測系統的字長(cháng)（數字總線(xiàn)數）＋被測系統的控制總線(xiàn)數＋時(shí)鐘線(xiàn)數。這樣對于一個(gè)16位機系統就至少需要68個(gè)通道。現在幾個(gè)廠(chǎng)家的主流產(chǎn)品的通道數多達340通道以上。例Tektronix等。
2、定時(shí)采樣速率 ：在定時(shí)采樣分析時(shí)要有足夠的 定時(shí)分辨率就應當足夠高的定時(shí)分析采樣速率我們應當知道并不是只有高速系統才需要高的采樣速率（見(jiàn)下表）現在的主流產(chǎn)品的采樣速率高達2Gs/S在這個(gè)速率下我們可以看到0.5ps時(shí)間上的細節。
以下是一些很常見(jiàn)的芯片的工作頻率和建立/保持時(shí)間的列表我們可以看出即使它們的工作頻率很低但在時(shí)間分析（Timing)中要求的分辨率也很高。 
表一：典型的數字設備 
3、狀態(tài)分析速率：在狀態(tài)分析時(shí)邏輯分析儀采樣基準時(shí)鐘就用被測試對象的工作時(shí)鐘（邏輯分析儀的外部時(shí)鐘）這個(gè)時(shí)鐘的最高速率就是邏輯分析儀的高狀態(tài)分析速率。也就是說(shuō)該邏輯分析儀可以分析的系統最快的工作頻率。現在的主流產(chǎn)品的定時(shí)分析速率在100MHz最高可高達300MHz甚至更高。
4、邏輯分析儀的每通道的內存長(cháng)度：邏輯分析儀的內存是用于存儲它所采樣的數據以用于對比、分析、轉換(譬如將其所捕捉到的信號轉換成非二進(jìn)制信號【匯編語(yǔ)言、C語(yǔ)言 、C++ 等】等在選擇內存長(cháng)度時(shí)的基準是“大于我們即將觀(guān)測的系統可以進(jìn)行最大分割后的最大塊的長(cháng)度。　
5、邏輯分析儀的探頭：邏輯分析儀通過(guò)探頭與被測器件連接探頭起著(zhù)信號接口的作用在保持信號完整性中占有重要位置。邏輯分析儀與數字示波器不同雖然相對上下限值的幅度變化并不重要但幅度失真一定會(huì )轉換成定時(shí)誤差。邏輯分析儀具有幾十至幾百通道的 探頭其頻率響應從幾十至幾百MHz,保證各路探頭的相對延時(shí)最小和保持幅度的失真較低。這是表征邏輯分析儀探頭性能的關(guān)鍵參數。Agilent公司的無(wú)源探頭和Tektronix公司的有源探頭最具代表性屬于邏輯分析儀的高檔探頭。
邏輯分析儀的強項在于能洞察許多信道中信號的定時(shí)關(guān)系。可惜的是如果各個(gè)通道之間略有差別便會(huì )產(chǎn)生通道的定時(shí)偏差在某些型號的 邏輯分析儀里這種偏差能減小到最小但是仍有殘留值存在。通用邏輯分析儀如Tektronix公司的TLA600型或Agilent公司的HP16600型在所有通道中的時(shí)間偏差約為1ns。因而探頭非常重要詳見(jiàn)本站“測試附件及連接探頭”。
a）探頭的阻性負載也就是探頭的接入系統中以后對系統電流的分流作用的大小在數字系統中系統的電流負載能力一般在幾個(gè)KΩ以上分流效應對系統的影響一般可以忽略現在流行的幾種長(cháng)邏輯分析儀探頭的阻抗一般在20～200KΩ之間。
b）探頭的容性負載：容性負載就是探頭接入系統時(shí)探頭的等效電容這個(gè)值一般在1～30PF之間在現在的高速系統中容性負載對電路的影響遠遠大于阻性負載如果這個(gè)值太大將會(huì )直接影響整個(gè)系統中的信號“沿”的形狀改變整個(gè)電路的性質(zhì)改變邏輯分析儀對系統觀(guān)測的實(shí)時(shí)性導致我們看到的并不是系統原有的特性。
c）探頭的易用性：是指探頭接入系統時(shí)的難易程度隨著(zhù)芯片封裝的密度越來(lái)越高出現了BGA、QFP、TQFP、PLCC、SOP等各種各樣的封裝形式IC的腳間距最小的已達到0.3mm以下要很好的將信號引出特別是BGA封裝確實(shí)有困難并且分立器件的尺寸也越來(lái)越小典型的已達到0.5mm×0.8mm。
d) 與現有電路板上的調試部分的兼容性。
6、系統的開(kāi)放性：隨著(zhù)數據共享的呼聲越來(lái)越高我們所使用的系統的開(kāi)放性就越來(lái)越重要現在的邏輯分析儀的操作系統也由過(guò)去的專(zhuān)用系統發(fā)展到使用Windows介面這樣我們在使用時(shí)很方便。
小結 
如果在你的工作中有數字邏輯信號你就有機會(huì )使用邏輯分析儀。因此應選好一種邏輯分析儀既符合所用的功能又不太超越所需的功能。用戶(hù)多半會(huì )找一種容易操作的儀器它在功能控制上操作步驟較少菜單種類(lèi)也不多而且不太復雜。 
從另一方面說(shuō)如果需要用最快速度的和最大型的分析能力很強的邏輯分析儀已有現成的解決方案。這種新穎儀器幾乎不會(huì )出現通道對通道的延時(shí)以及探頭的負載影響。如果你稍有疏漏則可能要花費幾萬(wàn)美元的學(xué)費才能取得經(jīng)驗。 
確實(shí)能捕獲到信號才是第一重要的事。當你知道正在捕獲的 數據是有用的數據時(shí)就靠邏輯分析儀能力的發(fā)揮了。