Poiché la maggior parte dei circuiti elettronici oggi opera prevalentemente nel dominio digitale, l'acquisto di un analizzatore logico è sicuramente un buon investimento. I modelli economici sono, per la maggior parte, con connessione USB. Esaminiamone qualcuno.
Introduzione
Se si è coinvolti nella progettazione o nella riparazione di dispositivi digitali, un analizzatore di stati logici è più utile di un oscilloscopio, per tracciare i segnali attraverso i circuiti. Tuttavia, questo non significa che occorre affrontare una grossa spesa per l'acquisto. Gli strumenti dei principali produttori sono troppo costosi per l'uso domestico o hobbistico e le alternative a basso costo non sono di qualità. Fortunatamente questa situazione sta lentamente cambiando.
Quattro modelli
La società francese Ikalogic ha realizzato moduli di analizzatori logici dotati di porta USB per la connessione a un laptop o un PC desktop (vedi Figura 1). Molti di questi modelli sono dotati di quattro canali. Perché non otto o più canali? La risposta è semplice: la maggior parte dei moderni microcontrollori e circuiti digitali utilizzano collegamenti seriali per risparmiare spazio e numero di pin. Sensori, EEPROM, comunicazione con il mondo esterno: funzionano tutti con I2C, I2S, 1-Wire, USB e così via. Per il loro funzionamento occorrono solo due, tre o quattro linee. Pertanto un numero di quattro canali è un valore più che sufficiente.
Figura 1: le parti interne di ScanaQuad comprendono principalmente un FPGA Spartan prodotto da Xilinx e una memoria veloce
La serie ScanaQuad è composta da quattro moduli (SQ25, SQ50, SQ100 e SQ200), che differiscono principalmente per le frequenze di campionamento. Il numero finale del modello (25, 50, 100 e 200) indica tale frequenza, espressa in MHz per canale (ad esempio, SQ25 significa 25 MHz), indipendentemente dal numero di canali utilizzati. Rispetto ai moduli di fascia bassa, i due moduli di fascia alta hanno un intervallo di tensione d'ingresso più ampio (+/- 15 V), con configurazioni di input e output e capacità di misurazione differenziale. Tutte e quattro le porte sono definibili dall'utente, ad esempio possono essere identificate come linee SCA e SCL di un bus I2C. Ogni porta può anche fungere da output. Un'uscita può fornire un segnale a impulsi con frequenza e ciclo di lavoro regolabili, ma è anche possibile definire sequenze di dati complesse, utilizzando i comandi JavaScript. Ciò vale anche per i protocolli dei decodificatori (è possibile crearne uno proprio, ma ci sono già molti protocolli predefiniti tra cui scegliere). E' anche possibile memorizzare i dati campionati, opzionalmente modificarli e quindi "riprodurli" tramite uno dei canali. I protocolli attualmente disponibili sono:
- 1-Wire;
- CAN;
- DHT11/22;
- DMX-512;
- HC-SR04;
- I2C;
- I2S;
- JTAG;
- LCD a 4 bit;
- LIN;
- Manchester;
- Maple;
- MIDI;
- NMEA 0183;
- nRF24L01;
- Oregon Scientific;
- Bus parallelo;
- PWM;
- SENT;
- SPI;
- SPI WIZnet W5100;
- UART;
- Atmel SWI;
- Modbus;
- HDMI-CEC;
- USB1.1.
E' inoltre disponibile il supporto integrato per dispositivi specifici, come alcuni sensori di temperatura 1-Wire e umidità I2C.
Prove pratiche
Il modulo attuale dell'analizzatore misura solo 5x5 cm (circa 2x2 pollici). Tuttavia, esso contiene tutto l'hardware necessario per un analizzatore veloce a quattro canali. Il pacchetto include anche un cavo di collegamento USB e un cavo di misura a cinque pin con clip per sonda. Il software ScanaStudio incluso (disponibile online per Windows, OS X e Linux) si installa rapidamente. Il programma è molto intuitivo (vedi Figura 2) e, dopo averlo provato un pò, si comprendono rapidamente le funzioni principali. Alcune cose (la creazione di un protocollo, ad esempio) risultano complicate, ma si vede chiaramente che questo programma è stato scritto da tecnici per tecnici. Quando si avvia il programma è possibile configurare i quattro canali. E' possibile aprire più aree di lavoro contemporaneamente, ciascuna configurata con un protocollo diverso o altri parametri. Ciò consente di passare da una configurazione all'altra in maniera molto semplice. E' possibile anche disabilitare un canale. Un menù di configurazione consente di impostare i parametri per ogni ingresso o uscita: il livello logico da misurare, se la porta è un ingresso o un'uscita, open-drain o I2C, ingresso RS232, il valore della resistenza di terminazione pull-down o pull-up. Si possono coprire, praticamente, tutte le situazioni possibili.
Figura 2: la semplice e ordinata area di lavoro del software ScanaStudio. E' possibile scegliere di visualizzare i dati in formato esadecimale o in pacchetti. Il generatore di segnale contiene modelli che è possibile utilizzare come esempi
Il numero di opzioni è quasi illimitato. Insieme alla scelta di avvio manuale, fronte di salita o di discesa, è possibile configurare una serie di livelli e fronti. E' anche possibile immettere un valore decimale, ASCII o esadecimale come valore di trigger. Dopo gli eventi del trigger, il buffer interno dell'analizzatore contiene molti dati. La dimensione del buffer è compresa tra 1 e 16 MB, a seconda del modello. L'analizzatore non trasmette i dati via USB, poiché il buffer del dispositivo è molto più veloce e la capacità è in genere sufficiente per tenere traccia di tutti i dati desiderati. Nella finestra del display è possibile scorrere il buffer e ingrandire o ridurre la videata. E' possibile impostare dei marker ed effettuare vari tipi di misure, inclusa la misurazione del duty cycle o il conteggio del numero di fronti in salita o in discesa tra due marker. Si può anche aprire una finestra aggiuntiva per visualizzare i dati in formato esadecimale o pacchetti di dati con dei timestamp corrispondenti. Più si lavora con ScanaQuad e più si apprezza la sua interfaccia utente, semplice ma molto ampia. Praticamente non vi sono aspetti negativi. E' solo un tantino complicata la procedura per definire i propri protocolli, specialmente per i principianti. Lo ScanaQuad possiede, infine, un buon rapporto qualità prezzo.
Web Link
ARTICOLO ORIGINALE IN INGLESE AL LINK: Scanaquad, the Tiniest Logic Analyzer
