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调试嵌入式系统设计中的串行总线 调试嵌入式系统设计中的串行总线 应用指南 应用指南 引言 今天，嵌入式系统几乎遍布在人类社会的每个角落。嵌 入式系统可以简单定义为属于大型系统或机器一部分的 一种专用计算机系统，其目的是为该系统或机器提供监 测和控制服务。典型的嵌入式系统在开机时会开始运行 某些专用应用，直到关闭时才会停止。当前设计和生产 的几乎每个电子设备都是嵌入式系统。嵌入式系统实例 包括： 电子闹表 自动柜员机 移动电话 计算机打印机 图 1. 逻辑分析仪采集的微控制器的时钟、地址总线、数据总 防抱死刹车控制器 线和控制线。 微波炉 导弹使用的惯性引导系统 尽管串行总线提供了大量的优势，但它们也给嵌入式系 DVD 播放机 统设计人员带来了某些重大挑战，因为它以串行方式传 个人数字助理(PDA) 送信息，而不是以并行方式传送信息。本应用指南讨论 工业自动化和监测使用的可编程逻辑控制器(PLC) 了嵌入式系统设计人员的常用挑战，及怎样使用下述系 便携式音乐播放机 列示波器中的功能迎接这些挑战：DSA/DPO70000D、 可能还包括烤面包机⋯ MSO/DPO70000C、DPO7000C、MSO/DPO5000、 MSO4000、MSO/DPO4000B、MSO/DPO3000和MSO/ 嵌入式系统可能包含许多不同类型的设备，包括微处理 DPO2000 系列。 器、微控制器、DSP、RAM、EPROM、FPGA、模数转 换器、数模转换器和 I/O。这些设备在传统上一直使用 宽并行总线相互通信及与外部世界通信。然而今天，嵌 入式系统设计中使用的越来越多的构件将用串行总线代 替宽并行总线，原因如下： 减少了要布线的信号数量，降低了要求的电路板空间 降低了成本 降低了功率要求 减少了封装上的针脚数量 嵌入式时钟 差分信令，改善抗噪声能力 采用标准串行接口的器件大量供应 2 /oscilloscopes 调试嵌入式系统设计中的串行总线 2 图 2. 从 CAN 总线中采集的一条消息。 图 3. 从 I C 总线中采集的一条消息。 2 并行结构与串行结构比较 即使是比较简单的串行标准，如 I C，与并行协议相比， 在并行结构中，总线的每个组件都有自己的信号路径。 观察总线上传输的内容仍要明显困难得多。 可能有 16条地址线、16条数据线、一条时钟线和各种 2 I C采用分开的时钟线和数据线，因此至少在本例中，您 其它控制信号。通过总线发送的地址或数据值会通过所 可以使用时钟作为参考点。但是，您仍需要找到消息开 有并行线路同时传送。因此，使用大多数示波器和逻辑 头(数据变低，时钟为高)，手动检查和记下每个时钟上 分析仪中的状态触发或码型触发功能触发关心的事件相 升沿上的数据值，然后把各个位整理成消息结构。 对简便。同时，可以简便地一目了然地了解在示波器或