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fpga gtx k码发送规律

fpga gtx k码发送规律

fpga gtx k码发送规律FPGA(现场可编程门阵列)是一种集成电路,可以通过编程来实现特定的功能。

而GTX是一种高速串行收发器,用于在FPGA中实现高速串行通信。

K码是一种编码方式,用于在串行通信中进行数据的编码和解码。

在FPGA中使用GTX进行K码发送时,通常会遵循一定的发送规律。

首先,K码发送规律取决于所选择的K码编码方式,常见的K码编码方式包括8B/10B编码、64B/66B编码等。

这些编码方式都有各自的编码规则,用于将输入数据转换为符合特定规范的编码序列。

在FPGA中使用GTX进行K码发送时,需要根据所选的编码方式来配置GTX的发送端,确保发送的数据符合相应的K码编码规则。

其次,K码发送规律还涉及到时钟和数据的同步问题。

在串行通信中,时钟和数据的同步是非常重要的,FPGA需要确保发送的K码数据与时钟信号保持同步,以确保接收端能够正确解码数据。

因此,在FPGA中配置GTX进行K码发送时,需要考虑时钟和数据的同步设计,通常会采用一定的时序控制和同步技术来保证发送数据的稳定性和准确性。

另外,K码发送规律还会受到通信协议的影响。

不同的通信协议对于K码发送的规律有不同的要求,FPGA需要根据具体的通信协议来配置GTX进行K码发送。

例如,在PCIe通信中常用的8B/10B 编码规则和64B/66B编码规则都有相应的发送规律,FPGA需要根据PCIe协议的要求来配置GTX进行K码发送。

总的来说,FPGA中使用GTX进行K码发送时,需要考虑K码编码方式、时钟和数据同步、通信协议等多个方面的因素,以确保发送的数据符合要求并能够被接收端正确解码。

这涉及到FPGA硬件设计、通信协议规范等多个领域的知识,需要综合考虑和分析,以确保K码发送的规律符合要求并能够稳定可靠地进行串行通信。

新手工程师必看泰克数字示波器使用方法

新手工程师必看泰克数字示波器使用方法
若发现功能模块存在故障,则根据故障 现象进行针对性排查,如更换探头、调
整触发电平等。
若初步检查无问题,则进入下一步,检 查示波器各功能模块是否正常工作,如 通道、触发、采样等。
排查完成后,再次检查示波器是否正常 工作,若问题仍未解决,则考虑联系专 业维修人员进行进一步检修。
实用故障排除技巧总结
熟悉示波器基本操作
04
测量参数设置与调整技巧
垂直系统设置
03
通道耦合
垂直灵敏度
选择适当的通道耦合方式 (AC/DC/GND),以便正确显示信号。 对于交流信号,选择AC耦合可以消除直流 分量;对于直流信号,选择DC耦合。
调整垂直灵敏度(V/div)以适应信号幅 度,确保信号在屏幕上的完整显示。过小 的灵敏度可能导致信号截断,过大的灵敏 度则可能使信号细节难以观察。
THANKS
触发电平调整
调整触发电平以确保示波器在信号的合适位置触发。触发电平过高可能导致示波器无法 触发,触发电平过低则可能导致误触发。
05
高级功能应用实例分析
FFT频谱分析功能应用
FFT功能介绍
FFT(快速傅里叶变换)是一种将时域信号转换为频域信号的算法,通过FFT分析,可以直观地观察信号的频率成分和幅 度。
边缘触发
适用于大多数通用信号测试,可稳定触 发并捕获信号波形。
脉宽触发
针对特定脉宽范围的信号进行测试,提 高测试效率。
欠幅/过幅触发
用于检测信号幅度异常,便于故障排查。
பைடு நூலகம்逻辑触发
支持复杂的逻辑组合触发条件,满足复 杂数字电路的测试需求。
强大数据处理能力
01
02
波形数学运算
泰克数字示波器支持多种波形 数学运算功能,如加法、减法、 乘法、除法等,方便工程师对 信号进行进一步处理和分析。

计算机通信原理

计算机通信原理

计算机通信原理
计算机通信原理指的是计算机之间进行数据传输和交流的原理和方法。

它涉及到的主要内容包括数据的编码和解码、数据的传输方式、数据的传输协议以及通信网络的建立等。

以下是计算机通信原理的详细介绍。

1. 编码和解码:在计算机通信中,需要将数据转换为二进制码后传输。

编码是将数据转换为二进制形式的过程,而解码则是将接收到的二进制码转换为原始数据的过程。

常用的编码方式包括ASCII码、Unicode码等。

2. 数据的传输方式:
- 并行传输:数据的每一位同时通过多条线路传输,适用于短距离高速传输。

- 串行传输:数据的每一位按照顺序通过一条线路传输,适用于长距离传输。

3. 数据的传输协议:
- TCP/IP协议:是互联网中最常用的传输协议,提供可靠的数据传输和数据分组的重组机制,确保数据的正确传输。

- HTTP协议:是应用层协议,用于在客户端和服务器之间传输超文本信息,是Web浏览器和Web服务器之间交换信息的标准方式。

- FTP协议:用于在计算机之间进行文件传输,支持文件的上传、下载和删除等操作。

4. 通信网络的建立:通信网络是指连接不同计算机的物理和逻
辑组网,包括局域网、广域网和互联网等。

通信网络的建立需要考虑网络拓扑结构、网络设备的选择和布局、网络协议的配置等因素。

常用的网络设备包括交换机、路由器、网桥等。

总结:计算机通信原理是计算机之间进行数据传输和交流的基本原理和方法。

它涉及到数据的编码和解码、数据的传输方式、数据的传输协议以及通信网络的建立。

正确理解和应用通信原理能够保证数据的可靠传输和网络的稳定运行。

串行总线原理

串行总线原理

串行总线原理
串行总线是计算机系统中用来传输数据的一种传输方式。

它通过将数据位按照顺序一个接一个地发送,而不是同时发送多个数据位。

这种方式需要较少的电子线路和物理连接,因此可以节省空间和成本。

在串行总线中,发送方将数据位按照一定的顺序发送到接收方。

发送方将每个数据位转换为电信号,并通过物理线路将信号发送给接收方。

接收方将接收到的信号转换为数字信号,并恢复原始的数据位。

串行总线使用起来较为简单,因为数据位是依次发送的,所以在传输过程中不会发生数据冲突。

这意味着可以减少许多数据传输时需要解决的问题。

然而,串行总线的传输速度相对较慢。

由于数据是按顺序一个一个地发送的,所以整个数据包的发送时间较长。

这在需要高速传输大量数据的应用中可能成为一个限制因素。

因此,在实际应用中,通常会采用并行总线来提高传输速度。

并行总线可以同时发送多个数据位,从而加快数据传输的速度。

但是,并行总线需要更多的物理连接和电子线路,因此成本较高。

总的来说,串行总线是一种简单而经济的数据传输方式,适用于对传输速度要求不高的应用场景。

而在需要高速传输大量数据的情况下,则需要采用并行总线。

基于FPGA的串行64B66B编解码IP核设计与研究

基于FPGA的串行64B66B编解码IP核设计与研究

基于FPGA的串行64B/66B编解码IP核设计与研究作者:庞志锋刘毅夫安国臣王晓君来源:《科技风》2018年第25期摘要:串行传输技术具有速度快,成本低的特点,被广泛应用于高速通信领域。

在高速串行系统中,FPGA器件结合了可编程性和高速I /O的优点,实现了高速,稳定的数字通信。

本文基于FPGA开发环境,在vivado开发平台上使用VHDL语言编程设计了64B/66B编解码的IP核,完成了关键模块的功能仿真验证,為高速串行传输系统提供了一种有效的设计方法,具有一定工程意义。

关键词:高速串行传输;VHDL;64B/66B编解码;IP核随着对电子系统吞吐量要求的日益提高,并行数据传输模式已不能满足高带宽应用的传输需求。

高速串行传输技术[1]具有带宽高,延时低,信号完整性好,可扩展性强等优点,已成为数据传输的主流技术,广泛应用于通信网络、数据存储、个人计算机、服务器和嵌入式控制等诸多领域。

广泛应用于通信网络、数据存储、个人计算机、服务器和嵌入式控制等诸多领域。

现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)比数字信号处理器处理速度快,FPGA能够处理复杂的高速逻辑,与专用芯片相比,开发周期更短,灵活性更高。

基于FPGA的系统设计验证具有稳定性高、成本低、处理速度快等优点,FPGA器件已经成为实现串行接口应用[2]的理想连接平台。

IP核(Intellectual property core),就是知识产权核,是一段可以实现特定电路功能的可重用模块,设计人员能够调用IP核来进行现场可编程逻辑门阵列的逻辑设计,能够减少开发周期。

本文主要是基于FPGA的开发环境中使用VHDL语言来设计实现64B/66B编解码[3]功能的IP核,通过加扰、解扰模块以及并串/串并转换[4]模块来设计高速串行传输系统。

1 64B/66B编解码64 B/66B编码是一种高性能的串行数据编码标准,它并不是真正的编码,而是一种基于扰码机制的编解码方式,是 IEEE推荐的10G通信标准编码方式。

力科重新定义示波器上的串行数据解码和调试新标准

力科重新定义示波器上的串行数据解码和调试新标准
对3P C M 9 G PW D A R 的支持、 以及将M O C HDA I 和D— SP 结合 以获得8 b 数据速率 M 4Mp s
力科重新定义示波器上 的串行数据解码和调试 新标准
强大 的解码 选 项 组合 现 在 包括 A I 2 ,S . ,I D PY C12D! R C 4 9UB2 0 M I - H ,8 ,S, N P - Dg F3 和PO 0u M Q i G g Tbs A 串行调试工具集 E
题 ,通过精彩的演讲 、展示 和交流活动 ,为来 自令围9 多 O
所 高校  ̄ 2 o 名参 会 教 帅 奉 献 了 场 炎 于 罔形 化 系统 设 计 9o 余
助 力T 程 敦 育创 幸 的技 术盛 宴 。 斤
另外 ,为 r 感谢高校教师对麻拟仪器技术教学和科研应 用的长期 支持 ,本埘教师 交流 会还 舀次 设 了NI 荣誉教师
Isr me t, 简称N ) n tu n s I
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表示不虚此 行。北京理 : 学 的j 朝民老师说 , “ 高校 夫 l 三 NI
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从理论到实现 ,图形化系统设计助力工程教 育创新
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敬 I 流 会止 是 我 仃 非 常 需 要 的 交 流 乎 台 .我 们从 中 了解 交 ] r 多随 用 NII 设 备的 高 校课 题 组 ,㈦时 与Nl 程 嘶 的 很 3关  ̄ 1 深入 交 流 让 我 f 受 益 匪浅 。 ” 『 ]

串行解串器原理

串行解串器原理

串行解串器原理
串行解串器原理讲解:
串行解串器(serial decoder)是一种常用的接受和处理串行数
据的电路器件。

它允许多位数据被传输,在每一位数据传输完成后产
生一个“解串”应答。

串行解串器具有较强的灵活性,可以接受不同
位数和不同速率下的数据,并可以转换成另一种格式。

换言之,如果
你有一个串行解串器,就可以从一个接受器中接收数据,并将这些数
据转换成另一种格式的信号,可以在有限的时间内传输更多的数据。

串行解串器的组成部分大略可劃分為三大部分:接受器,解串和
转换器。

接受器用于接收串行数据,解串用于从数据中提取特定信息,而转换器则用于将接受的数据格式转换成目标格式。

串行解串器的工作原理也很简单。

首先,串行解串器会将接收的
数据存储在解串队列中,然后串行解串器会按照它的处理程序来处理
接收的数据,最后就可以得到最终的转换结果。

值得一提的是,由于
每一位数据都会进行处理,所以这种设备可以在非常短的时间内传输
大量数据。

总之,串行解串器是一种常用的接受和处理串行数据的电路器件,它可以接收不同位数和不同速率下的数据,并将这些数据转换成另一
种格式的信号。

串行解串器的组成部分大略可劃分为三大部分:接受器、解串和转换器,它们各司其职,最终将接收到的串行数据处理到
最终的结果。

串行通信的工作原理

串行通信的工作原理

串行通信是指将数据按照一定的顺序逐个传输的通信方式。

在串行通信中,数据被分成一系列的位,每个位被称为一位元或一个符号。

每个位元或符号按照一定的顺序依次传输,形成一条连续的数据流。

串行通信的工作原理如下:
1. 数据编码:发送端将要传输的数据转换成一系列的位元或符号,并且按照一定的编码方式进行编码。

2. 数据传输:发送端将编码后的数据通过通信线路逐个传输给接收端。

在传输过程中,每个位元或符号按照一定的顺序依次传输,形成一条连续的数据流。

3. 数据解码:接收端将接收到的数据按照与发送端相同的编码方式进行解码,将连续的数据流还原成原始的数据。

4. 数据处理:接收端对解码后的数据进行处理,例如进行错误检测、纠错等操作。

在串行通信中,数据传输速度通常比较慢,但是由于数据传输的连续性和稳定性,串行通信在一些应用场合中仍然具有重要的作用。

例如,在计算机内部通信、串口通信等场合中,串行通信仍然是一种常用的通信方式。

高速串行收发器原理及芯片设计——基于jesd204b标准

高速串行收发器原理及芯片设计——基于jesd204b标准

高速串行收发器原理及芯片设计——基于jesd204b标准随着通信技术的不断发展,高速数据传输已经成为现代通信系统中的重要组成部分。

在高速数据传输中,高速串行收发器(SerDes)起着至关重要的作用。

本文将介绍高速串行收发器的原理及芯片设计,并以JESD204B标准为基础进行讨论。

高速串行收发器是一种将并行数据转换为串行数据,并通过高速串行链路进行传输的芯片。

它通常由发送端和接收端两部分组成。

发送端将并行数据转换为串行数据,并通过差分驱动器将其发送到传输介质上。

接收端则通过差分接收器将串行数据转换为并行数据。

高速串行收发器的主要功能是实现高速数据的可靠传输。

JESD204B是一种用于高速数据传输的标准,它定义了高速串行收发器的接口和协议。

JESD204B标准采用了多路复用的方式,将多个数据通道通过一个高速串行链路进行传输。

这种方式可以大大减少物理连接的数量,提高系统的可扩展性和灵活性。

在高速串行收发器的芯片设计中,关键的技术包括时钟恢复、数据编码和解码、差分驱动和接收等。

时钟恢复是指在接收端通过接收到的串行数据恢复出发送端的时钟信号。

数据编码和解码是指将并行数据转换为串行数据和将串行数据转换为并行数据的过程。

差分驱动和接收是指通过差分信号进行高速数据的发送和接收。

在JESD204B标准中,时钟恢复采用了多级锁相环(PLL)的方式。

发送端通过PLL产生高速时钟信号,并将其发送到接收端。

接收端通过PLL恢复出发送端的时钟信号,并用于数据的解码和时序控制。

数据编码和解码在JESD204B标准中采用了8B/10B编码方式。

发送端将每8位并行数据编码为10位串行数据,并通过差分驱动器发送到传输介质上。

接收端通过差分接收器将串行数据解码为并行数据。

8B/10B编码方式具有良好的误码性能和时钟恢复能力,适用于高速数据传输。

差分驱动和接收是高速串行收发器中的关键技术。

差分驱动器通过将串行数据转换为差分信号,并通过差分线路发送到传输介质上。

串行通信的工作原理及应用

串行通信的工作原理及应用

串行通信的工作原理及应用1. 什么是串行通信串行通信是一种数据传输方式,在这种方式下,数据位是按照顺序一个一个地传输的。

相对应的是并行通信,它是一种同时传输多个数据位的通信方式。

在串行通信中,数据位通过一个传输线依次传送,每个数据位之间由一个起始位和一个停止位分隔。

这种传输方式的优点是占用较少的传输线资源,但由于需要一个接一个地传输数据位,速度较慢。

2. 串行通信的工作原理串行通信的工作原理包括以下几个要点:2.1 起始位和停止位在每个数据位之间,串行通信需要加入起始位和停止位作为分隔符。

起始位和停止位分别被设置为逻辑低和逻辑高,用于标识每个数据位的开始和结束。

这样接收端可以通过检测起始位和停止位来判断每个数据位的位置,从而正确地解析接收的数据。

2.2 传输速率串行通信的传输速率是指每秒传输的比特数,通常用波特率(bps)来表示。

波特率越高,传输速度越快。

但是在实际应用中,传输速率受到传输线路的限制,不能无限制地提高。

需要在实际应用中根据需求和可用的传输线路选择合适的波特率。

2.3 容错性串行通信在传输过程中需要保证数据的可靠性和完整性。

为了提高容错性,通常会在传输的数据中添加校验位或者奇偶校验位来验证数据的正确性。

接收端通过对接收到的数据进行校验,判断数据是否出错。

如果校验失败,说明数据传输中存在错误,可以通过重新传输或其他方式进行错误处理。

3. 串行通信的应用串行通信在现代通信领域有着广泛的应用,以下列举了一些常见的应用场景:3.1 串行通信接口串行通信接口是计算机与外部设备进行通信的重要方式之一。

例如,通过串口接口(RS232C 或 USB),计算机可以与打印机、调制解调器、传感器等设备进行串行通信。

串行通信接口可以通过串行线缆传输数据,并对数据进行解析和处理。

3.2 串行通信协议串行通信协议是在串行通信中定义数据传输格式和规则的一组约定。

常见的串行通信协议包括UART、SPI、I2C等,并且每个协议都有自己的通信规范和数据传输方式。

串行传输的名词解释

串行传输的名词解释

串行传输的名词解释串行传输是一种数据传输方式,通过逐位地传输数据,相较于并行传输方式,串行传输更为高效和可靠。

串行传输在现代通信和计算机领域得到广泛应用,无论是在全球范围内的互联网传输,还是在内部设备之间的数据传递,串行传输都扮演着至关重要的角色。

首先,我们来探讨串行传输的基本原理。

串行传输是指数据以位为单位按顺序逐个传输的过程,每次传输只能传递一个位。

相比之下,并行传输可以同时传输多个位,但其需要更多的电缆和接口来实现,消耗的资源更多。

而串行传输在数据传输过程中只需一对电缆,极大地简化了传输线路的复杂性。

在串行传输过程中,数据按照字节或帧的方式组织并传输。

字节传输是指将数据按字节单位进行划分,然后逐个传输。

帧传输是指将数据划分为多个帧,每个帧包含了数据字节以及用于校验的冗余检验位等。

这样的划分方式能够增加数据传输的可靠性,一旦某帧出现错误,只需重新传输该帧,而不需要重传整个数据。

在通信和网络领域,常用的串行传输协议包括RS-232、RS-485、USB、以太网等。

串行传输的一个重要优势是其传输速率的可扩展性。

使用并行传输方式时,每个位都需要占用一条传输线路,当要传输的位数增多时,所需的传输线路数量也相应增加。

而串行传输将数据逐位传输,只需一对传输线路,因此可以更轻松地实现高速传输。

同时,串行传输可以通过提高每秒钟传输的位数(波特率)来增加数据传输速率,进一步提高效率。

除了高效和可扩展性,串行传输还具有较低的功耗和抗干扰能力。

相比并行传输,串行传输消耗的能量更少,因为只需维护一对传输线路和相关电子元件即可。

此外,由于只有一对线路传输数据,串行传输对于来自外部的噪声和干扰的抵抗力更强,可以减少数据传输过程中的误码和错误。

当然,串行传输也存在一些限制和挑战。

首先是传输速率的限制,即使通过提高波特率来增加传输速率,但仍然受到传输线路的带宽限制。

其次,由于数据逐位传输,传输时间会相对较长。

此外,在某些特定应用场景下,如高速数据传输或实时音视频传输,可能需要并行传输方式来满足实时性要求。

串行接口的工作原理

串行接口的工作原理

串行接口的工作原理
串行接口(Serial Interface)的工作原理是,通过一条传输线将数据位按照顺序进行传输,而不是同时传输所有数据位。

它一般由两根线组成,分别是发送线(TX)和接收线(RX)。

数据通过发送线以连续的位序列的形式从发送方传输到接收方,接收方通过接收线将接收到的数据重新组装成完整的消息。

在串行通信时,数据通常是按照位的顺序逐个传输的。

发送方将数据位按顺序逐个发送到发送线上,接收方通过接收线逐个接收数据位。

数据位的传输速率由波特率(Baud rate)来控制,波特率指的是每秒传输的位数。

为了确保数据能够被准确地发送和接收,串行口通常还需要使用其他信号线,如数据就绪信号(Ready)和数据结束信号(Stop)。

数据就绪信号用于通知接收方有新的数据即将到来,并准备好接收,而数据结束信号用于表示数据传输的结束。

串行口的工作原理可以被简单概括为发送方将数据按照位的顺序发送给接收方,接收方通过接收线逐个接收数据位,并将其重新组装成完整的消息。

通过控制波特率和使用其他信号线,串行口可以实现可靠的数据传输。

Modbus串行消息帧格式

Modbus串行消息帧格式

Modbus串行消息帧格式ModbusASCII或RTU 模式仅适用于标准的Modbus协议串行网络,它定义了在这些网络上连续传输的消息段的每一个字节,以及决定怎样将信息打包成消息域和如何解码等功能。

1、ASCII 消息帧格式当控制器设为在Modbus网络上以ASCII模式通信时,在消息中每个8位(bit)的字节都将作为两个ASCII字符发送。

这种方式的主要优点是字符发送的时间间隔可达到1秒而不产生错误。

在ASCII模式下,消息以冒号(:)字符(ASCII码0x3A)开始,以回车换行符结束(ASCII码0x0D,0x0A)。

消息帧的其他字段(域)可以使用的传输字符是十六进制的0…9,A…F。

处于网络上的Modbus设备不断侦测“:”字符,当有一个冒号接收到时,每个设备进入解码阶段,并解码下一个字段(地址域)来判断是否是发给自己的。

消息帧中的字符间发送的时间间隔最长不能超过1秒,否则接收的设备将认为发生传输错误。

一个典型的ASCII消息帧格式如表1所示。

2、RTU 消息帧格式传输设备(主/从设备)将Modbus报文放置在带有已知起始和结束点的消息帧中,这就要求接收消息帧的设备在报文的起始处开始接收,并且要知道报文传输何时结束。

另外还必须能够检测到不完整的报文,且能够清晰地设置错误标志。

在RTU 模式中,消息的发送和接收以至少3.5个字符时间的停顿间隔为标志。

实际使用中,网络设备不断侦测网络总线,计算字符间的停顿间隔时间,判断消息帧的起始点。

当接收到第一个域(地址域)时,每个设备都进行解码以判断是否是发给自己的。

在最后一个传输字符结束之后,一个至少3.5个字符时间的停顿标定了消息的结束,而一个新的消息可在此停顿后开始。

另外,在一帧报文中,必须以连续的字符流发送整个报文帧。

如果两个字符之间的空闲间隔大于1.5个字符时间,那么认为报文帧不完整,该报文将被丢弃。

很多初学者面对3.5字符时间间隔的概念时,往往陷入迷茫的状态。

串行解码 上传

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Picoscope6串行解码--示波器显示
示波器控制:通用的控制包括电压范围选择,时基、缓存和通道的选择都被置于工具栏来进行快速访问,所以给波形留下了清晰的显示区域。工具菜单还有更多的先进控制和功能。
工具-->串行解码:解码多种串行数据信号,而且展示数据伴随着物理信号或者以详细表的形式。
工具-->数学通道:方便解码差分串行线:只要创建一个“A-B”的数学通道,然后再串行解码对话框中选择它。
统计按钮显示了每一个数据包的附加的特性,例如帧时间、波特率和电压增量。你可以将统计与分类功能结合:例如,通过电压增量分类是种快速找到由数据总线示波器或者物理故障导致错误的方法。
保存用来分析的数据
你可以通过使用输出按钮来从Pico示波器串行译码窗口中保存数据为XLS格式。
像普通示波器一样使用它
串行解码是整合到Pico示波器的普通示波器软件,因此如果你可以使用示波器,你将会熟悉串行解码。例如,你可以轻松地使用工具栏按钮或者通过在缩放预览窗口点击、拖拽来放大、缩小你的数据。时基、输入范围和采样率设置对于模拟串行数据波形很常见,因此没有什么要学习的新控制。
波特率50,300,1.2k,2.4k,4.8k,9.6k,19.2k,38.4k,57.6k,115.2k,惯例
FLEXRAY
信号数据
数据包参数数量,类型,TSS,FSS,BSS,保留位,有效载荷的前导指标,空帧指示符,同步帧指示,启动帧指示器,标识,有效载荷长度,标头循环校验,循环计数,有效载荷,有效载荷循环校验,FES,DTS,报错,开始时间,终止时间
Picoscope6串行解码
UART/RS-232------------通用异步串行口/异步传输标准接口
一般,一旦RS-232在计算机、调制解调器或者数据终端被找到,那么它就是在串口或者网口处通用异步收发器所使用的串行数据标准。典型的电压摆幅是正负十二伏。最简单的RS-232连接包含两个信号、收发端、一个公共点。

串行总线解码及协议分析概述

串行总线解码及协议分析概述

串行总线解码及协议分析概述简介串行通信总线在现代电子设计中被广泛应用。

相比并行总线通信,串行总线具备显着的成本优势,并在一些性能上有所改进。

首先,在电路板上有较少的信号传输,所以PCB的成本较低。

其次,较少的I/O引脚在每个设备上都是必要的,进而简化组件封装,从而降低器件成本。

最后,一些串行总线使用差分信号,提高抗噪声能力。

串行通信标准很多,每种标准具有不同的特点,包括具体操作条件、设计复杂度、传输速率、功耗、容错,当然,还有成本的不同。

虽然串行总线有很多优点,但是当排除故障和调试系统时,它们也存在缺点,因为数据传输的数据包或帧需要根据使用的编码标准进行译码。

手动译码(或“位计数”)的二进制数据流是错误,并且很耗时。

PicoScope包含流行的标准串行编码的译码和分析,帮助工程师发现他们设计中的问题。

比如,确定程序设计和时序误差、检查信号完整性等其他问题。

时序分析工具有助于显示每个设计元素的性能,使工程师能够确定这些需要改进的设计,以优化整个系统性能。

译码PicoScope具有串行译码功能。

译码后的数据可以以您选择的格式显示:在图中、在表中、或两种显示格式一起。

在图中在表中在图形格式中以总线形式显示译码数据,在一个共同的时序轴中与模拟波形对齐,错误帧用红色标记。

图形可以放大,以便找到与以捕获的模拟通道相对应的时序误差或其他信号完整性问题。

在表格格式中以列表形式显示译码数据,包括所有标志和标识符。

您可以通过设置筛选条件来只显示您感兴趣的帧,搜索具有特定属性的帧,或当程序应该列出数据时定义一个开始模式。

PicoScope可以对1-Wire、ARINC 429、CAN、DCC、DMX512、 Ethernet 10Base-T 和100Base-TX、FlexRay、I²C、I²S、LIN、 PS/2、SENT、SPI、UART(RS-232/RS-422/RS-485)和USB协议数据进行译码,更多协议译码支持正在开发中,在未来可以通过免费更新软件使用。

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IIC 100kHz-5MHz2最基本的类型,如Pico 2205A
IIC典型2.8MHz 3 4通道,如Pico 3404A
CAN达到1Mb/s 1或2深度缓存,如Pico 3204A
LIN达到19.2kb/s 1最基本的类型,如Pico 2205A
FlexRay达到10Mb/s 1深度缓存50MHz,如Pico 3204A
最重要的是,Pico USB虚拟示波器的概念意味着整个电脑屏幕对于详细的数据流和大型数据表的显示是可以用的。仅仅调整Pico窗口的大小来适应你的数据。
选择合适的示波器
协议比特率通道数合适的示波器
RS232/UART达到115kb/s 1最基本的类型,如Pico 2205A
SPI 1M-100MHz 2或3 4通道,带宽大于5倍比特率,如Pico 3404A
视图内串行数据
在视图内显示的是以图表形式来展示的基于与模拟波形相同时基的数字型数据。因为它允许你将数字型数据中的错误与模拟波形的特征相联系,这对于故障查找很有帮助。我们可以将多数据流中的一个置于其它之上来进行通道间比较和时间延迟措施。
内存有效使用
Pico示波器自动决定是否捕获数据来存入示波器的缓存或者计算机的RAM。无论你有什么类型的示波器,你都可以捕获并解码长序列的串行数据为了以后的分析。这意味着你不需要在恰当的时候准确触发:你可以启动捕捉,然后等待数据出现。
统计按钮显示了每一个数据包的附加的特性,例如帧时间、波特率和电压增量。你可以将统计与分类功能结合:例如,通过电压增量分类是种快速找到由数据总线示波器或者物理故障导致错误的方法。
保存用来分析的数据
你可以通过使用输出按钮来从Pico示波器串行译码窗口中保存数据为XLS格式。
像普通示波器一样使用它
串行解码是整合到Pico示波器的普通示波器软件,因此如果你可以使用示波器,你将会熟悉串行解码。例如,你可以轻松地使用工具栏按钮或者通过在缩放预览窗口点击、拖拽来放大、缩小你的数据。时基、输入范围和采样率设置对于模拟串行数据波形很常见,因此没有什么要学习的新控制。
位序:最低有效位起始,最高有效位起始
SPI
信号数据、时钟、芯片选择(可选)
数据包参数数量,类型,数据字节,起始时间,终止时间
波特率自动检测
选择采样时钟基于:上升沿、下降沿
芯片选择状态:低电平有效、高电平有效
数据位:8,16,24,32
位序:最低有效位起始,最高有效位起始
CAN
信号CAN H或CAN L
为了解码IIC,只需要告诉Pico示波器选择哪个通道用于时钟和数据。软件自动检测时钟和数据的阈值电压。
IIS--------------------------------集成电路内置音频总线
IIS总线是一种串行协议,其主要应用于数字音频设备中的CD传输和板上或者板外的数模转换器。它使用三个信号:时钟、字段声道选择、数据。
串行解码
串行解码就是对来自串行总线的数据进行解码。
由于并行总线在传输速率过高时信号间的干扰过大,所以并行总线的发展受到抑制,为了寻求高传输速率取而代之的则是串行总线。(由于差分并行的实用性不高,暂不考虑)
下面对Picoscope6软件中的串行解码功能进行解读
Picoscope6串行解码
支持的协议:通用异步收发处理器/RS-232串行物理接口标准协议,IIC集成电路总线协议,IIS串行数字音频总线协议,SPI高速全ay高速可确定性且具备故障容错总线系统
Picoscope6串行解码
UART/RS-232------------通用异步串行口/异步传输标准接口
一般,一旦RS-232在计算机、调制解调器或者数据终端被找到,那么它就是在串口或者网口处通用异步收发器所使用的串行数据标准。典型的电压摆幅是正负十二伏。最简单的RS-232连接包含两个信号、收发端、一个公共点。
波特率范围取决于示波器的带宽和额最大采样率
输入电压范围由示波器决定,典型+-50mV到+-20V
输入阈值范围由示波器决定,典型+-50mV到+-20V
采样数由高采样率下示波器的缓存和低采样率下的Pico示波器软件所共同决定
时基范围最小值由示波器决定,最大值为5000秒/格
RS-232/UART
信号数据(收取或发送)
工具-->参考通道:在内存或者磁盘中储存波形,然后伴随着恒定激励输入展示它们。对于诊断和产品测试非常理想。
自动设置按钮:为了信号稳定显示配置时基和电压范围。
波形回放工具:Pico示波器自动记录最近的10000个波形。你可以快速扫描来寻找间歇事件。
量尺:每一个轴都有两个可以在屏幕内拖拽来快速测量幅值、时间、频率的量尺。
CAN(H线和L线)-------------控制器局域网络
CAN总线是一种串行协议,其用于汽车和工业机械中微控制器的相互通信。它使用不同的信号(拥有CAN H信号和CAN L信号)来增加噪声鲁棒性。
Pico示波器可以译码CAN H和CAN L信号。为了改善噪声鲁棒性,你可以将两个信号叠加,再使用“A-B”的数学功能来从一个信号中减去另一个信号,然后解码两者的差异。
帧参数数量,标识,类型,RTR,SRR,IDE,R0,R1,DLC,数据字节,CRC序列,CRC的分隔符,ACK槽,应答界定符,错误,开始时间,终止时间
波特率10k,20k,33.3k,50k,83.3k,125k,250k,500k,800k,1M,惯例
LIN
信号数据
帧参数数量,类型,突破,同步,标识,奇偶校验,数据计算,数据字节,校验,报错,开始时间,终止时间
波特率1M,1.25M,2M,2.5M,5M,10M,20M,惯例
统计(所有协议)
Pico示波器软件
操作系统微软XP SP3,Windows Vista,Win7或Win8(不包括Windows RT)
变焦和平移工具:Pico示波器可以进行几百万倍的变焦,当用到深度存储器范围时这很有用。可以使用放大、缩小、平移工具,或者为了导航在变焦预览窗口点击、拖拽。
量尺图例:显示了时间和电压量值的绝对和相关位置。
视图数据:显示和模拟数据相同轴的解码数据,同时允许了测量、变焦、平移。
输出:以Excel表的格式保存解码数据。
数据包参数数量,类型,起始位,数据字节,奇偶校验位,停止位,报错,起始时间,终止时间
波特率50,300,1.2k,2.4k,4.8k,9.6k,19.2k,38.4k,57.6k,115.2k,惯例
选择信号空闲位置:高或低
数据位:5,6,7,8
奇偶校验:无,奇校验,偶校验,Mark校验,Space校验
停止位:1或2
位序:最低有效位起始,最高有效位起始
IIC
信号时钟,数据
数据包参数数量,类型,地址,写/读,数据字节,告知,起始时间,终止时间
波特率自动检测
选择显示地址为:7位的从属地址或者8位的读/写地址
IIS
信号数据,时钟,字段选择
数据包参数数量,类型,数据字节,起始时间,终止时间
波特率自动检测
选择采样时钟基于:下降沿、上升沿
波特率50,300,1.2k,2.4k,4.8k,9.6k,19.2k,38.4k,57.6k,115.2k,惯例
FLEXRAY
信号数据
数据包参数数量,类型,TSS,FSS,BSS,保留位,有效载荷的前导指标,空帧指示符,同步帧指示,启动帧指示器,标识,有效载荷长度,标头循环校验,循环计数,有效载荷,有效载荷循环校验,FES,DTS,报错,开始时间,终止时间
窗口内的串行数据
窗口内的显示是以表格形式列出信息包或者帧。它包括了强大的搜索功能来帮助你分析深度内存Pico示波器可以捕获的百万位数据。这个搜索按钮跳转到指定区域的指定数据类型。双击一个数据包,然后Pico示波器放大到模拟波形和数字波形的相关区域。
过滤按钮选择含有指定值的区域的数据包,因此你只会看到感兴趣的信息。控制当中的开始键将会隐藏所有的数据直到找到指定的数据类型。你可以通过点击一列的标题来按照列对数据进行分类,或者通过右击列的标头来以十六进制、二进制、十进制或者美国信息交换标准代码的形式显示任意一列。查看按钮选择哪一个数据包类型和数据区域被显示,而且设置全局数据格式。
Picoscope6串行解码
快速启动
捕获你的波形,找到工具-->串行译码,选出你的串行协议,然后示波器将会处理其余部分。设置过程是自动的,但是如果你有需要的话,可以通过一些选项来改变默认设置。
混合协议
当解码多种串行数据通道的时候,每个通道都有独立的协议设置。这就意味着你可以按照你想要的来混合多种串行协议,然后看着他们全部瞬间译码。
LIN--------------------------------本地互联网络
LIN是一种串行协议,其用于汽车电子设备中的微控制器与低速外部设备的通信。它使用带有主从拓扑的单线总线。
LIN译码是很简单的,没有什么要担心的选项。Pico示波器允许你修改极性、检查类型和位序,而且可以自动检测其余的每一项。
FlexRay-----------------------------车载网络标准
FlexRay是一种用于高速数据的汽车网络通信协议,速度可达10兆/秒,使用了1对或2对差分信号。它被设计的目的是为了容错。目前应用包括豪车的快速自适应阻尼系统。
Pico示波器需要一个示波器通道来进行FlexRAY解码。仅有的选项是阈值和波特率,而且这两者是自动检测的。
在这个例子中,Pico示波器被用来解码RS-232发射端或者接收端的低电平端,在这里零伏表示空号,五伏表示传号。Pico的串行译码算法检测信号电压,自动选择准确的阈值电压。
IIC------------------------------集成电路总线
IIC总线是一种串行协议,其主要用于基于相同电路板的仪器之间通信的消费类电子产品,同时也是为了使用DDC2标准的计算机与视频图形阵列的外部通信。它主要使用两个信号:时钟和数据。
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