Быстрый анализ спорадических ошибок с помощью функции сегментированной памяти и архива

Решение от Rohde & Schwarz для длительного сбора данных при максимальном разрешении с помощью функции архивирования

Спорадические ошибки являются существенной помехой с точки зрения затрат временных ресурсов в процессе разработки новых продуктов. Отладка шин на основе протоколов является особо сложной и трудоемкой задачей, поскольку паузы между отдельными пакетами данных могут быть очень длинными. Так, например, датчик будет передавать значение по шине I2C только один раз в минуту. Память осциллографа, как правило, ограничивает длину записи анализируемых ошибок и их архивирование до несколько миллисекунд.

Используя в рамках данных работ осциллографы R&S серий RTB2000 и RTM3000, при оснащении опциями R&S RTB-K15 и RTM-K15 инженер-разработчик получает в арсенал глубокую, сегментированную память в сочетании с определенными настройками запуска, что позволяет решить указанную задачу посредством захвата соответствующих последовательностей без длинных пауз. В таблице 1 представлены осциллографы Rohde & Schwarz, которые подходят для работы в рамках указанной измерительной задачи.

Таблица 1

* Сегментированная память входит в стандартную комплектацию осциллографов R&S RTA4000 и R&S Scope Rider RTH.

Однократный захват данных

Как правило, выборка длинных последовательностей данных происходит с помощью непрерывного однократного захвата. В таком случае, максимальная длина записи данных зависит от доступной памяти и выбранной частоты дискретизации. При максимальной длине записи всего в несколько миллисекунд захват зачастую ограничивается одним пакетом протоколов.

Ограничение захвата только активными элементами сигналов

Во время захвата сигнала в режиме сегментированной памяти доступная память делится на сегменты, каждый из которых содержит заданное количество отсчетов. Инженер может сам определять длину сегментов, исходя их максимальной длины пакета в сигнале. В момент запуска представляющие интерес сегменты сохраняются в памяти вместе с меткой времени запуска. Периоды времени без активности захвачены не будут.

Если требуется минимальное время простоя, используйте режим быстрой сегментации. При включении этого режима подавляется обновление отображения захваченных осциллограмм и их постобработка, а время простоя между двумя захватами сокращается до минимума. Захваченные данные анализируются позже.

Архивная и сегментированная память

Осциллографы R&S серий RTB2000 и RTM3000, оснащенные опциями R&S RTB-K15 и RTM-K15, предлагают функцию архивирования с сегментированной памятью 320/400 млн отсчетов на канал.

В осциллографах R&S RTA4000 и R&S Scope Rider RTH по умолчанию включена сегментированная память 1000 и 500 тыс. отсчетов млн отсчетов на канал. Это уникальный для данного класса приборов объем памяти, обеспечивающий покрытие аналоговых и цифровых каналов. Память можно разделить на несколько частей (см. таблицу 2). При включении режима быстрого сегментирования время простоя сокращается до 200 нс.

Таблица 2

При использовании режима архивирования все захваты можно проанализировать позднее. Высокоточная метка времени обеспечивает точную временную корреляцию сигнальных событий. Индивидуальные маркированные сегменты можно выбрать для отображения в таблице захвата. В качестве альтернативного процесса можно использовать функцию архивирования для автоматического воспроизведения всех сегментов. Все инструменты измерения, включая функцию QuickMeas, испытания по маске и декодирование протоколов, доступны для анализа ошибочного сегмента.

Легкая конфигурация и быстрые результаты

Сигнал I²C на рисунке 1 показывает пакеты протоколов длиной примерно 100 мкс. Эти пакеты протоколов прерываются паузами между пакетами продолжительностью в одну минуту. При включении опции декодирования протоколов R&S RTx-K1 быстро видно, что сегмент длиной 10 тыс. отсчетов (с частотой дискретизации 83,3 млн отсчетов/с) достаточен для надежного декодирования и обнаружения типичной ошибки в сигнале. Пользователь выбирает это значение, и опция автоматически высчитывает количество доступных сегментов. 

В указанном примере приведено примерно 35 000 сегментов, что соответствует максимальной длине записи 24 дней.

Предыдущие выборки доступны при нажатии кнопки функции архивирования, как во время захвата, так и после него. Стандартные испытания по маске и опции навигации, предоставляемые функцией архивирования, помогают инженерам быстро выявлять ошибки в сигнале и их причины. В рассматриваемом случае, сбой в тактовом сигнале системы за несколько пакетов до неисправного был ключом для обнаружения причины ошибки. Временная метка показывает, что ошибка происходила периодически (в утреннее время). Систематические испытания подтвердили, что недостаточное экранирование на линии привело к улавливанию ею импульса, возникающего при включении флуоресцентных ламп в лаборатории. Улучшение экранирования нивелировало проблему.

*При подготовке статьи были использованы следующие материалы:

1. © Rohde & Schwarz; Быстрый анализ спорадических ошибок с помощью функции сегментированной памяти и архива (2021).