逻辑分析仪一、概述1、什么叫逻辑分析仪逻辑分析仪（Logic Analyzer）是一种具有多路输入、能存储数字数据的测试仪器。

由于它能对被测试系统的数字信号进行顺序的取样存储，且测试结果又能按照使用者的要求提供多样显示格式，因此，逻辑分析仪在数字域的实际作用，相当于一个高速电子照相机，能将一个复杂的数字电路多通道的动态信号及时拍摄记录下来。

一般的通用示波器在检查、测试复杂而密集的数字电路，以及实时分析数字系统的运行情况和诊断、寻找系统的故障源等方面，由于输入通道数不足、触发功能单一化等缺点，使得示波器在解决数字电路复杂测试问题上无能为力。

逻辑分析仪，特别是现在采用了微处理器技术的智能化逻辑分析仪，不仅能完成示波器难以完成的各项测试任务，而且容易操作。

他可以通过软件目录来引导执行测量过程中的每一步骤，能提供即时出错信号；显示直观清晰，显示方式灵活多样；能将被测数据进行逻辑判断和存储；特别是它具有各种触发功能，如可用组合（字）、延迟（时钟计数）、序列（字或事件）以及毛刺（glitch）等来触发，有助于迅速解决最困难的问题。

2、逻辑分析仪的分类逻辑分析仪主要分为两大类：逻辑定时分析仪（Logic Timing Analyzer）和逻辑状态分析仪（Logic State Analyzer）。

这两类分析仪的基本结构是相似的，主要区别表现在显示和定时时钟上。

分类的目的是便于用户更好地认识和使用。

逻辑定时分析仪是利用逻辑电平和时间关系图来显示检测信号的。

它可以用内部的时钟控制记录数据，不必与被测系统时钟同步。

这类分析仪主要用于对硬件的检测。

该仪器一般具有锁定功能，最适合检测各种不正常的“毛刺”脉冲，便于进行数字电路与系统的调试与维修。

逻辑状态分析仪直接用“1”和“0”组成数据显示被测值，所显示的每一位与各有关通道的输入数据相对应。

它实质上采用状态表（真值表）的形式显示数据，非常直观，可以迅速从大量数据中发现错误。

由于该仪器内部没有时钟发生器，要用被测系统的时钟去控制记录数据，因此必须与被测系统时钟同步。

这类分析主要用于软件检测。

对于现在的智能化逻辑分析仪，采用了微处理器计数，将逻辑定时分析仪和逻辑状态分析仪合二为一，使其具有功能更完善、分析判断更强的综合性分析能力。

3、逻辑分析仪同示波器的比较逻辑分析仪同传统的示波器相比较有如下特点：（1）同时采集和显示多路信号的时序关系因为现在的逻辑分析仪一般具有64个以上的通道，可以同时观测许多并行数据。

而通用示波器一般靠电子开关转换，最多只能同时显示4个信号的波形。

（2）采集非周期的信号逻辑分析仪设有高速采样电路和高速存储器能检测到偶然出错信息，如出现毛刺、干扰能现象，并可以记忆下来，便于寻找故障源。

而通用示波器没有存储信息的能力，很难观测到不重复出现的数字信号。

（3）多样的显示方式通过示波器不能直接显示数字逻辑电路的状态变化情况，因此很难用来测试软件。

而逻辑分析仪则完全可以，因为它具有灵活直观的显示方式。

面对不同的分析方法，都有相应的显示方式，如对系统的功能分析，可通过字符、助记符等显示程序；对时间分析，可以时序图显示等。

（4）多种触发方式逻辑分析仪有多种触发方式，如始端触发、中间触发、终端触发、序列触发等，故可任意对欲观察分析的部分信息做出准确的定位。

而通用示波器只能捕捉和显示触发后的信号波形，且只能观察周期信号，因为要获得稳定的波形显示，触发信号必须是周期性的。

（5）有选择地采集和存储数据逻辑分析仪具有对获取的数据进行鉴别、挑选的能力，可以消除与分析无关的数据，从而提高存储器的利用率。

而通过示波器对此无能为力。

（6）具有比较功能二、逻辑分析仪的基本结构1、数据采集逻辑分析仪依据一个判别电平来决定被测信号是高是低。

如果被测信号在判别电平以上。

逻辑分析仪存储为“1”或高电平；如果输入信号在判别电平以下，则存储为“0”或低电平。

而具体什么时候将采集到的高低信号存入存储器则取决于采样时钟。

采样时钟也叫时基，它可以由逻辑分析仪内部提供，也可以由被测系统提供。

采样后的存储数据与原来的输入信号主要有两点不同：①由于采样时钟是对电平判别的输出信号进行采样，它只能反映高低两种电平，而不能反映原输入信号幅度的变化。

②采样后的输出波形，只能在选择时钟作用沿上才发生跳变，而对两个时钟沿之间的波形变化不予理睬。

因此，输入波形与判别电平香蕉的时刻并不严格等于存储显示信号电平跳变的时刻。

基于以上两点不同，如果把逻辑分析仪采集的数据用波形图显示，则所显示的波形已不是原信号波形，故常把显示的波形叫做伪波形。

（1）异步时钟如果采样时钟由逻辑分析仪产生，则称为内时钟或异步时钟。

异步时钟的频率是可以选择的，通常异步时钟的频率至少要是被测系统最高信号频率的两倍以上，否则就有可能产生严重失真。

通常，为了得到较合适的信号，所选用的采样时钟的频率都在被测信号频率的5～10倍以上。

定时图显示常用异步时钟。

（2）同步时钟如果采样时钟由被测系统提供，则称为外时钟或同步时钟。

在许多情况下，数据只在一些特殊点对被测系统才有意义。

如有些数据只在处理器产生一个有效的地址或指令时，或是在计数器输出下一个计数值时，或是被测系统收到一个从控制面板上来的字符时，才对被测系统有意义。

在这些情况下，由被测系统控制采样时钟的频率，保证逻辑分析仪按被测系统的节拍工作，更容易获得一系列有意义的状态。

采样用的外时钟可以是等时间间隔的，也可以是非等时间间隔的。

同步时钟常用于状态图。

2、显示方式使用逻辑分析仪的一个好处，就是它有能力用适合于应用的方式显示数据。

这使分析被测系统的信息变得更容易。

逻辑分析仪最常见的三种显示方式是：状态表（数据域显示）、时序图（数据的时域显示）、反汇编助记符。

（1）状态表状态表是用列表的形式显示数据。

每行代表一个采样点，每列代表一个通道。

大部分的逻辑分析仪可以用不同的数制（如二进制、八进制、十六进制、ASCII码等）显示数据。

（2）时序图时序图是用伪波形来表示信号高低电平的变化。

每个时序图，纵轴列出用来获取数据的通道；横轴是时间轴，显示出各个采样点是高电平还是低电平。

使用者可以通过改变显示比例来改变所显示的采样点的多少。

（3）反汇编助记符在许多逻辑应用中，需要监视微处理器的地址、数据和控制总线，逻辑分析仪可以分析总线周期，并将逻辑状态译为反汇编助记符。

例如，一个数6,600可能被译为BNE（不相等分支）。

通过分析总线周期和对逻辑状态的译码，逻辑分析仪可以使地址和数据同逻辑状态相关联，然后用反汇编的形式显示信息。

3、触发识别存储示波器由触发事件启动扫描、数据采集及数据存储。

而逻辑分析仪，触发事件可以在一个特定的时钟周期启动或停止数据采集；也就是说逻辑分析仪既可以显示触发事件后的数据，也可以显示触发事件前的数据。

因此，触发事件提供了采集数据的一个参考点。

（1）触发事件和字识别器触发事件是由逻辑分析仪的字识别器电路来检测的。

字识别器允许使用者指定触发事件的类型，如可以指定信号的上升沿或下降沿（单信号输入），也可以指定多个并行通道的高低电平的组合。

字识别器由一系列可编程的与门组成，每个与门的一路输入是数据通道，另一路用于输入可编程的字识别程序的值。

字识别器把每个采集到的数据同触发字相比较，一旦匹配，逻辑分析仪立即停止数据采集并显示结果。

（2）触发点大多数逻辑分析仪允许使用者控制触发点前后存储数据的多少，也就是说可以指定触发事件在存储器中的位置。

如果触发点在存储器的末尾，那么所观察到的数据就都是触发事件前的数据，这是逻辑分析仪的一个主要优点。

4、采集存储器和参考存储器大部分逻辑分析仪有两类存储器，即采集存储器和参考存储器。

（1）采集存储器采集存储器存储最新获取的数据，当数据从被测电路上获取是，信息立刻被存入采集存储器。

（2）参考存储器参考存储器存放过去获取的数据。

通过比较采集存储器和参考存储器上的数据，可检测被测电路。

例如，使用者可以将调试过的正确电路的信息事先存入参考存储器，然后通过比较采集存储器和参考存储器的数据，就可以知道当前被测电路是否也是正确的。

三、逻辑分析仪的主要性能逻辑分析仪的主要性能是指它的主要技术指标和功能，这是表征逻辑分析仪测试功能强弱的重要方面，同时，也是使用者选择逻辑分析仪的参考依据之一。

1、通道数通道数指最大可能的数据输入通道数，不包括限定输入通道和外触发输入通道。

目前常见的产品的通道数量都在64个以上，一般是90～120个，最多的可达510个。

2、时钟频率时钟频率指逻辑分析仪的最高采样时钟频率，常见的内时钟频率有100MHz、200MHz 等，该时钟频率是指在规定采集最少通道时的。

3、存储容量存储容量指每个通道的内存位数（bit）。

常见的有2K、16K（K表示1024bit）等。

4、触发功能除了一般具有的基本触发方式即始端触发、中心触发、终端触发外，还有顺序触发、延迟触发、毛刺触发等。

触发方式越多，体现逻辑分析仪的性能越好。

5、显示方式通用的逻辑分析仪应具有状态显示、时序图显示、反汇编显示、点图显示。

高性能的逻辑分析仪还具有一些特殊的显示方式，如重叠显示、彩色显示等。

6、接口输出一般的逻辑分析仪都提供可选的并行打印机接口、串行RS-232接口和并行的GP-IB （IEEE-488）或HP-IB接口。