力科新一代8ch

摘要：随着云计算、高清视频的出现，整个电子系统已经迈入了大数据时代，需要大容量数据的存储和大数据传输。嵌入式电子系统如智能手机、汽车内的电子控制单元不仅倾向于更加小型化，还需要具备强大的智能处理功能，整个系统变得越来越复杂，总线类型繁多，高速数据线也更多。对于复杂嵌入式系统的调试和分析也将变得更加困难，一是系统的参数要求更加严格，二是涉及到的信号更多，混合有模拟信号和数字信号，需要尽可能的同时捕获多路信号以便进行对比分析。本文将介绍力科的新一代8通道、12bit ADC的高精度示波器HDO8000如何助力复杂嵌入式系统的调试与分析。

一、典型的嵌入式控制系统

下图1所示为典型的电动车电子控制单元(ECU)的架构图，包括有高控制复杂度的处理器，用于控制、连接及处理外围设备;处理器外围接口设备通常包括有串行信号接口(如SPI，I2C，UART，RS232，ENET，USB2，CAN总线等等);传感器和驱动器控制信号;用于连接显示设备的MOST或者LVDS总线;音频总线I2S，SLIMBUS等;内存控制总线SDRAM(现在的智能手机中包含有DDR，LPDDR等);还有电机的控制信号线等。

上述多种总线通常并存于一块面积不大的系统中，且由同一个嵌入式处理器进行控制和数据的处理，因此各类信号之间的干扰也会变得更加严重。

图1 典型的电动车电子控制单元

三、复杂嵌入式系统的主要测试内容及难点

针对嵌入式系统的测试主要包括三个方面：一是电源纹波的测试分析;二是标准信号的一致性分析;三是整个系统的调试包括串扰分析。

1、电源纹波的测试分析

对于小型复杂嵌入式系统如手机有一项重要性能指标是电池充完一次电能够使用多长时间，而且嵌入式系统中也出现了达到几Gbps的小幅差分高速串行信号(如下一代MIPI MPHY信号可以达到6Gbps)，所以系统的供电电压也越来越低，如DDR3L的供电电压为

1.35V，供电电压越低，对电压波动即纹波的要求就越高。如下图2所示为某DDR对电源纹波的要求，要求纹波小于1%1，及 /-15mv：

图2 某DDR对电源纹波的要求

对于如此严格的电源纹波测试要求，传统的示波器测试将会带来更大的误差，原因是传统示波器通常只有8位ADC，量化误差较大，且前端放大器具有更大的噪声。

2、标准信号的一致性测试

对于一些标准的信号如以太网，USB等，有专门的规范规定了需要的测试项目，由于测试项目数量多，靠工程师一项一项的进行测试会非常耗费时间，影响产品开发进度。

3、各类标准信号的联合调试与分析

由于复杂嵌入式系统中有多种不同标准的模拟信号、数字信号、电压信号、电流信号并存于一块非常紧凑的电路板上，因此相互间的串扰会大大增加，通常需要多个信号同时进行测试才能更容易的通过对比分析找到可能的问题。传统的示波器通常只有4个通道，有很多用户会选择使用两台示波器级联的方式实现8个通道，这样的方式可以捕获8个信号，但是无法实现多通道级联触发、多个信号在同一个屏幕上显示、多个信号同时进行分析等。