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1、 广州致远电子有限公司 产品用户手册产品用户手册 SPI 时序分析软件时序分析软件用户手册用户手册 ZDS4000 系列示波器系列示波器 User Manual UM01708161 V1 10 Date 2017 08 16 类别 内容 关键词 SPI 时序分析 参数测量 摘 要 本文主要介绍ZDS4000示波器上SPI时序分析 软件使用 及各项参数的测试原理 广州致远电子有限公司广州致远电子有限公司 ZDS4000 系列示波器 产品用户手册产品用户手册 2017 Guangzhou ZHIYUAN Electronics CO LTD i SPI 时序分析软件时序分析软件用户手册用户手册
2、修订历史修订历史 版本 日期 原因 V1 00 2016 11 01 完成初稿 V1 10 2017 08 16 增加信号质量测试项 毛刺 过冲 说明 增加统计功能说明 增加配置文件的格式解释 更新 UI 截图 广州致远电子有限公司广州致远电子有限公司 ZDS4000 系列示波器 产品用户手册产品用户手册 2017Guangzhou ZHIYUAN Electronics CO LTD 1 SPI 时序分析软件时序分析软件用户手册用户手册 目 录 1 简介 1 2 快速入门 3 2 1 简介 3 2 2 具体使用步骤 3 2 2 1 SPI 信号的接入与捕获 3 2 2 2 SPI 信号的调节
3、与解码 3 2 2 3 SPI 信号的时序分析测试 5 2 2 4 SPI 时序测试数据细节分析 8 2 2 5 导出报表 9 3 SPI 参数测量项目 11 3 1 基本项目解析 11 3 2 信号质量项目解析 13 3 2 1 毛刺的判定原理 13 3 2 2 过冲判定原理 14 4 快速切换测试参数 15 4 1 ini 文件格式 15 4 2 ini 文件配置参数说明 16 5 长时间统计功能 17 5 1 1 停止条件 17 5 1 2 失败操作 17 5 1 3 历史统计 17 6 SPI 总线介绍 18 6 1 概述 18 6 2 SPI 协议 18 6 2 1 SPI 的信号线
4、 18 7 免责声明 19 广州致远电子有限公司广州致远电子有限公司 ZDS4000 系列示波器 产品用户手册产品用户手册 2017 Guangzhou ZHIYUAN Electronics CO LTD 1 SPI 时序分析软件时序分析软件用户手册用户手册 1 简介简介 致远电子 ZDS4000 系列示波器支持 SPI 时序分析软件 它是一款能够自动测试 SPI 总 线电气特性的插件 它能够在极短的时间内完成总线信号的 DC 特性和 AC 特性分析 并与 器件手册标称参数做对比 直接输出测试结果 Pass Fail 同时支持报表导出 该插件适用于所有应用 SPI 协议时序分析测试 能够在几
5、分钟内完成传统方案 30 60 分钟的工作量 软件测试界面如图 1 1 所示 测试项目如表 1 1 所列 图 1 1 SPI 时序分析界面 主要特点主要特点 支持 上升沿 下降沿 SPI 协议时序分析 支持电压 毛剌等信号质量测试 支持时钟频率筛选 适用于双速率 高 低速 SPI 总线时序分析 基于全屏统计 直接定位最差时序波形 支持长时间全自动统计测试 轻松验证 SPI 稳定性 支持多种测试条件快速切换 不同被测试设备无缝对应 自动生成测试报告 点击测量项可跳转到对应的波形截图 表 1 1 测量项目 测量项目 描述 测量项目 描述 VIL 信号的低电平电压 tHD CS 片选信号保持时间 V
6、IH 信号的高电平电压 tSU SDI 数据输入建立时间 Freq 时钟频率 tHD SDI 数据输入保持时间 tR 时钟上升时间 tV SDO 数据输出有效最大时间 tF 时钟下降时间 tHD SDO 数据输出保持时间 tLOW 时钟低电平时间 tDIS SDO CS 无效到数据关闭的最小时间 tHIGH 时钟高电平时间 质量测试 毛刺 过冲等测试 tSU CS 片选信号建立时间 广州致远电子有限公司广州致远电子有限公司 ZDS4000 系列示波器 产品用户手册产品用户手册 2017 Guangzhou ZHIYUAN Electronics CO LTD 2 SPI 时序分析软件时序分析软
7、件用户手册用户手册 测试报告测试报告 测试报告可直接导出 支持网页报表 html 和 CSV 两个数据格式 如图 1 2 所示 为网页报表部分测试项的截图示例 图 1 2 网页报表测试报告 广州致远电子有限公司广州致远电子有限公司 ZDS4000 系列示波器 产品用户手册产品用户手册 2017 Guangzhou ZHIYUAN Electronics CO LTD 3 SPI 时序分析软件时序分析软件用户手册用户手册 2 快速入门快速入门 2 1 简介简介 快速入门主要包括以下几点内容 1 SPI 信号的接入与捕获 2 SPI 信号的调节与解码 3 SPI 信号的时序分析 4 SPI 信号的
8、细节分析 ZOOM 模式 5 SPI 信号时序分析数据导出报表 2 2 具体使用步骤具体使用步骤 2 2 1 SPI 信号的接入信号的接入与捕获与捕获 将 SPI 的时钟 片选信源和数据信源按需分别接到示波器输入通道中 如图 2 1 所示 点击 Auto Setup 一键捕获波形 让波形以较好的效果显示在界面 点击 Auto Normal 将 触发方式 由自动 Auto 切换为普通 Normal 使信号在 默认上升沿触发方式下进行触发和显示 图 2 1 信号接入 2 2 2 SPI 信号的调节与解码信号的调节与解码 此时可调节水平时基旋钮 让屏幕中出现较多帧的信号 也可调节水平偏移旋钮将信号
9、调至屏幕中央 或使用垂直控制旋钮将信号上下偏移调至合适的位置和合适的高度 点击示波器面板上 Decode 键 进入解码界面 如图 2 3 所示 点击 解码类型 旋转旋钮 A 选中协议 短按旋钮 A 即可将设置为 SPI 点击 协议触 发 为 ON 当对协议进行触发设置后 此处固定为 ON 此操作其实就是将触发类 型设置为 SPI 用户按下 协议参数 软键 可以对协议参数进行设置 旋转旋钮 A 可选择参数 短按 旋钮 A 后可进行参数修改 其中包括 总线设置 与 触发设置 如图 2 2 所示 注意 协议解码不是必须的 不会影响时序分析结果 因此该步骤若无需要可以跳过 广州致远电子有限公司广州致远
10、电子有限公司 ZDS4000 系列示波器 产品用户手册产品用户手册 2017 Guangzhou ZHIYUAN Electronics CO LTD 4 SPI 时序分析软件时序分析软件用户手册用户手册 图 2 2 SPI 解码参数设置 图 2 3 SPI 解码 1 工作方式工作方式 SPI 总线有四种工作方式 POL PHA 0 0 时钟空闲时为低电平 上升沿采样 POL PHA 0 1 时钟空闲时为低电平 下降沿采样 POL PHA 1 0 时钟空闲时为高电平 下降沿采样 POL PHA 1 1 时钟空闲时为高电平 上升沿采样 POL 是用来决定 SCK 时钟信号空闲时的电平 POL 0
11、 空闲电平为低 POL 1 空闲电 平为高 PHA 是用来决定采样时刻的 PHA 0 表示在每个周期第一个时钟沿采样 PHA 1 表示 在每个周期的第二个时钟沿采样 2 传输模式传输模式 SPI 接口是 Motorola 首先提出的全双工三线同步串行外围接口 主要有 MSB 和 LSB 两 种传输模式 MSB 表示数据按位传输 高位在前 低位在后 广州致远电子有限公司广州致远电子有限公司 ZDS4000 系列示波器 产品用户手册产品用户手册 2017 Guangzhou ZHIYUAN Electronics CO LTD 5 SPI 时序分析软件时序分析软件用户手册用户手册 LSB 表示数据
12、按位传输 低位在前 高位在后 3 数据长度数据长度 数据长度表示分割的每个数据的位宽 用户可自行设置 范围 4bit 32bit 2 2 3 SPI 信号的时序分析测试信号的时序分析测试 点击面板上的 Analyze 按键 如图 2 1 所示 进入分析界面 选择 SPI 时序分析 进入时序分析界面 打开 功能使能 为 ON 此时可进行时序分析参数设置 点击 参数设置 进入参数设置界面 如图 2 4 所示 界面中分为 总线设置 和 参数设置 两种类型 图 2 4 参数设置界面 总线设置总线设置 总线设置项目如图 2 5 所示 图 2 5 总线设置 信源选择 信源选择 信号的信源选择有 CH1 C
13、H2 CH3 CH4 和 NONE 其中 SCK 信源无 NONE 选项 如图 2 6 所示 广州致远电子有限公司广州致远电子有限公司 ZDS4000 系列示波器 产品用户手册产品用户手册 2017 Guangzhou ZHIYUAN Electronics CO LTD 6 SPI 时序分析软件时序分析软件用户手册用户手册 图 2 6 信源选择 当 CS MISO 和 MOSI 均选择 NONE 时 就只测 SCK 相关的测试项 如图 2 7 所示 图 2 7 SCK 测试项 采样边沿 采样边沿 采样边沿分为上升沿和下降沿两种方式 总线电平 总线电平 即输入电压 Vcc 一般的 SPI 输入
14、电压为 3 30V 若为 1 8V 或其他输入电压 值也可通过旋钮 A 对其进行调节 总线电平 Vcc 的调节将会影响VIL和 VIH 的值 Vcc 与VIL VIH存在如表 2 1 所列的关系 输入的高电平输入的高电平 低电平电压 低电平电压 VIH VIL 两者输入的值由 Vcc 决定 满足表 2 1 所列的 关系 也可以通过旋钮 A 对其进行调节 它们值的变化将不会影响 Vcc 值的变化 广州致远电子有限公司广州致远电子有限公司 ZDS4000 系列示波器 产品用户手册产品用户手册 2017 Guangzhou ZHIYUAN Electronics CO LTD 7 SPI 时序分析软
15、件时序分析软件用户手册用户手册 表 2 1 Vcc 与 VIL VIH的关系 项目 描述 Min Max 单位 VIL 输入的低电平范围 0 5 0 3 Vcc V VIH 输入的高电平范围 0 7 Vcc Vcc 0 5 V 参数设置参数设置 参数设置项目如图 2 8 所示 每一项参数都有特定的标准 具体的标准可参考表 3 1 进 行参数标准设置 若用户的标准与表中的有所差异 可通过旋转旋钮 A 对任何一个参数进 行调节 若想恢复原有的默认设置 可通过旋钮 A 选择 恢复默认 即可 注意 恢复默认设置只对参数设置有效对总线设置无效 图 2 8 参数设置 tDIS SDO min 指 CS 无
16、效到数据关闭的最小时间 该部分为可选项 非标准定义 用户可根据实际情况自定义 在默认情况下 该选项是关闭的 需要时可以通过按 B 旋钮来开启或关闭该选项 当选项开启时 参考值可通过旋转 A 或 B 旋钮更改 速度过滤 速度过滤 该部分为可选项 非标准定义 用户可根据实际情况自定义测试允许范围 当该项打开时 会出现两个参数 频率最小值和频率最大值 时序分析时 系统只会分 析时钟信号的频率在这个范围内的波形帧 其它波形帧不做分析 注意 VIL VIH 和 过冲测试项不受此过滤限制 测试范围为全屏数据 设置完参数后点击 返回 可查看到测试分析的结果 如下图 2 9 所示 广州致远电子有限公司广州致远电子有限公司 ZDS4000 系列示波器 产品用户手册产品用户手册 2017 Guangzhou ZHIYUAN Electronics CO LTD 8 SPI 时序分析软件时序分析软件用户手册用户手册 图 2 9 SPI 时序分析 2 2 4 SPI 时序测试数据细节分析时序测试数据细节分析 点击面板的 波形缩放 按键 可进入 ZOOM 模式 可将数据的细节进行放大分析 如图 2 10 所示
