Los nuevos osciloscopios de la serie DPO4000 de Tektronix dan respuesta a la demanda creciente de soluciones de medida destinadas a cubrir una amplia gama de las tareas y también a la resolución de las necesidades específicas planteadas por algunas aplicaciones, tales como la localización de fallos en buses serie de baja velocidad. Los estudios han demostrado que aproximadamente el 60% de todos los ingenieros de diseño electrónicos trabajan con los buses serie de baja velocidad como parte de su diseño rutinario y necesitan eliminar errores. Estos diseñadores desean herramientas que puedan ayudarles de forma selectiva a capturar datos dentro del flujo de datos serie y a continuación proceder al análisis del contenido del paquete de datos y otras señales relevantes.
En las arquitecturas de buses serie, un solo camino para la señal puede llevar incluidos la dirección, los datos y las señales de control y de reloj. Los osciloscopios de la serie DPO4000 resultan una plataforma ideal para adquirir y analizar señales de algunos de los buses serie de poca velocidad más comunes hoy en día, entre los que se incluyen CAN, SPI e I2C. El ancho de banda de la serie DPO4000, su velocidad de muestreo, la longitud de su memoria y su número de canales se adaptan bien a esa tarea. Pero lo más importante, hay algunas nuevas e innovadoras características que hacen que el trabajo de eliminación de errores sea más fácil que nunca antes.
La localización de averías en un bus serie es un proceso compuesto que requiere de varios pasos: el disparo sobre un evento serie específico, la descodificación de ese evento y la interpretación de su contenido y la búsqueda de los datos correspondientes a otras ocurrencias o eventos de interés.
Hasta este momento, ninguna plataforma ha ofrecido todas estas funciones en una solución integrada y automatizada. La serie DPO4000 rompe una nueva barrera en la búsqueda de fallos en buses serie y tiene las características siguientes:
• Los módulos de aplicación instalables permiten al ingeniero disparar sobre el contenido serie del paquete de datos.
• La visualización y descodificación automática de los paquetes de datos hace que estos se presenten en un formato auto-explicativo expresando su contenido de forma inmediatamente legible.
• La característica de búsqueda integral de datos sirve para encontrar y marcar eventos serie individuales y además para acelerar la navegación entre las marcas dentro de la memoria estándar de formas de onda de 10Mpuntos.

El disparo-el primer paso hecho fácil
A menudo durante la localización de averías es necesario confirmar que un paquete serie específico se ha generado o se ha enviado a través del bus. El paquete contiene valores de datos embebidos y otros mensajes. Las funciones comunes del osciloscopio tales como los disparos por estados o patrones no son adecuados para este propósito - solo tienen sentido cuando hay datos en paralelo que se transmiten por canales múltiples. Lo que se necesita es un disparo que responda al contenido del flujo de datos serie.
La serie DPO4000, cuando está equipada con un módulo de aplicación DPO4EMBD opcional para buses I2C y SPI y/o un módulo DPO4AUTO, también opcional para el bus CAN, permite al usuario definir condiciones de disparo sobre el contenido de los mensajes, como es el caso de: los datos, las direcciones, el comienzo y el final del mensaje y otros. La tabla 1 proporciona algunos ejemplos de las opciones disponibles de disparo para el bus serie I2C. Los disparos disponibles para los buses SPI y CAN son semejantes.
El disparo tiene dos efectos inmediatos. En primer lugar, el instrumento adquiere el evento y todo lo que le rodea, hasta una capacidad de 10 millones de muestras. En segundo lugar, el disparo prueba que el acontecimiento especificado ocurrió realmente.
La serie DPO4000 dispone de forma exclusiva de un par de botones de ‘BUS’ en el panel frontal (B1 y B2) diseñados para acelerar el análisis serie. Dichos botones se utilizan para preseleccionar un tipo particular de configuración para buses serie. Es el ingeniero quien debe definir y pre-establecer qué canal recibirá el reloj y cual la señal de datos, respectivamente y además que umbrales determinarán los dos estados binarios (1 y 0). Esta configuración se puede reutilizar más tarde (a menos que se sobrescriba) invocando simplemente el botón apropiado del bus. De esta forma ya no es necesario volver a ajustar el disparo o los umbrales lógicos del bus serie. Los botones del ‘BUS’ ahorran tiempo de configuración a la hora de adquirir datos serie, especialmente cuando se trata de localizar averías con más de una configuración del bus.

Las formas de onda en los buses serie
La forma de onda correspondiente a un paquete de datos serie aparece en la pantalla del osciloscopio como un tren de ‘unos’ y ‘ceros’. El intento de descifrar esta información a partir de los flancos de reloj y los valores binarios de los datos asociados resulta incómodo y muy propenso a errores y es la manera en que muchos diseñadores han tenido que interpretar sus adquisiciones de buses serie hasta este momento.
La serie DPO4000 descodifica automáticamente los paquetes binarios de los buses serie I2C, SPI y CAN. En la pantalla se presenta no sólo la forma de onda analógica, sino también una traza en forma de bus, la cual es una adaptación de la representación típica de datos en las plataformas más avanzadas de los analizadores lógicos de Tektronix. La traza en forma de bus se compone de unos “sobres simbólicos” que están alineados con las componentes correspondientes del paquete de datos de la forma de onda analógica. Pero en vez de los pulsos binarios individuales 1 y 0, la traza en forma de bus contiene típicamente un valor hexadecimal que representa el contenido descodificado del paquete (se puede elegir el formato preferido: binario o hexadecimal). Ahora ya, el diseñador puede ver de un solo vistazo lo que está sucediendo en el bus sin un proceso de descodificación largo, penoso y manual. De forma igualmente importante, hay símbolos que señalizan otros eventos y valores: comienzo y final del paquete de datos, dirección donde se deben leer o escribir los datos, los propios datos y los eventos que señalan la falta de acuse de recibo.
Y todavía hay otra forma de ver descodificados los datos de los buses serie que ahorra mucho tiempo: la tabla de eventos. En este caso el contenido descifrado se presenta en un formato tabular con un estampado de tiempos para cada entrada y abarca la adquisición entera. Esto hace fácil ver cada uno de los eventos en el bus y también permite realizar una medida fácil de los tiempos entre los mensajes. Los osciloscopios de la serie DPO4000 pueden crear tablas de eventos para cualesquiera de los tres buses serie.

Búsqueda de respuestas
Una vez que se ha realizado una adquisición, es a menudo necesario explorar el registro entero - de hasta 10 Mmuestas - para eliminar completamente un problema. Incluso con la capacidad del osciloscopio para descodificar los mensajes, podría llevar mucho tiempo mirar manualmente en cada paquete de datos capturado en la adquisición. La mejor solución sería una herramienta que buscase automáticamente los datos existentes dentro de la adquisición para aquellos eventos que cumpliesen con los criterios especificados por el usuario.
La nueva característica llamada Wave InspectorTM de la serie DPO4000 proporciona exactamente esa capacidad. Además de realizar búsquedas de flancos, anchos de pulso, pulsos ‘runt’, condiciones lógicas, violaciones de tiempos de ‘Setup&Hold’ y tiempos de la subida/bajada, el Wave InspectorTM puede buscar en el contenido serie de los paquetes de los buses. Por ejemplo puede aislar cada mensaje de un bus CAN que tenga un par específico de valores de dirección y datos, marcando cada ocurrencia con un pequeño símbolo indicador en la pantalla de visualización. La navegación entre las marcas es algo tan fácil como presionar los botones ‘<’ y ‘>’ en el panel delantero.

El Wave InspectorTM ayuda a los diseñadores a encontrar respuestas rápidas
El Wave InspectorTM es una característica estándar en todos los modelos de los osciloscopios de la serie DPO4000 de Tektronix y constituye una herramienta nueva e innovadora que simplifica la tarea rutinaria y gran consumidora de tiempo como es la eliminación de errores en buses serie: la búsqueda de eventos individuales dentro de grandes registros de memoria. Históricamente esta tarea se ha realizado manualmente explorando los datos de la adquisición y examinando las formas de onda que representaban el flujo de datos serie y que se iban desplazando por la pantalla.
El Wave InspectorTM agiliza este proceso y va más allá del concepto de exploración lineal de las formas de onda en la pantalla. Es una interfaz de respuesta táctil que proporciona una interacción intuitiva con la información contenida en la memoria de formas de onda del osciloscopio y con su pantalla. Eso significa un flujo de trabajo más rápido y eficiente para el usuario.

Los registros largos pueden significar largas búsquedas
Con una longitud de registro de 10 millones de muestras (10M) estándar en los osciloscopios de la serie DPO4000, los usuarios disponen de una significativa ventana de tiempo para capturar los datos de las formas de onda, incluso a altas velocidades de muestreo. Esto representa una gran abundancia de datos, pero esa cantidad de información hace difícil la localización de eventos específicos o tipos de eventos ocultos en alguna parte del largo registro. Los ingenieros que intentan eliminar errores en los diseños de los complejos sistemas emergentes necesitan encontrar con fiabilidad todos los eventos relevantes que afectan al comportamiento del circuito - un error, un evento transitorio o un paquete de datos específico. Y necesitan hacerlo lo más rápidamente posible. Pero la exploración manual de 10 Mmuestras de datos es como buscar algo en Internet sin la ayuda de los motores de búsqueda, de los navegadores o de la lista de favoritos. El método tradicional para encontrar la información relevante supone un gran desperdicio de tiempo en el mejor de los casos y propenso a errores en el peor.
El Wave InspectorTM de la serie DPO4000 supone un nuevo acercamiento a la reducción del tiempo que hay que dedicar a estas tareas.

Navegación eficiente a través de millones de muestras
El Wave InspectorTM abarca un grupo de funciones: zoom, pan (exploración del registro de memoria con un nivel de zoom seleccionado) y búsquedas, todas ellas soportadas por el hardware y el software presentes en los osciloscopios de la serie DPO4000.
La característica visual más distintiva del Wave InspectorTM es un innovador control de tipo ‘Jog/Shuttle’ situado en el panel delantero. Exteriormente este control se asemeja a otras puestas en práctica del ‘Jog/Shuttle’, pero la sensación de interactividad que transmite al usuario lo destaca.

Zoom y Pan
El control ‘Jog/Shuttle’ está constituido actualmente por dos mandos giratorios concéntricos que trabajan juntos para controlar las funciones de ‘zoom’ y ‘pan’. El mando giratorio interior controla el factor de ‘zoom’. Cuanto más se gira hacia la derecha mayor es la ampliación que se observa en la pantalla. El botón exterior controla la función de ‘pan’ y con él la fuerza necesaria para su giro resulta proporcional a la velocidad con la que se explora el registro de memoria. Cuanto más se gira este mando en cualquier dirección con mayor velocidad se mueve la ventana de ‘zoom’ a lo largo de la forma de onda, siguiendo un esquema de comportamiento que emula una ergonomía de sentido común.
La localización de un evento específico en la memoria de formas de onda es a menudo un proceso repetitivo de ‘zoom’ y ‘pan’. Hasta este momento se ha requerido una combinación de movimientos: hacer zoom, mirar la forma de onda, volver a una vista más panorámica, desplazarse a una nueva localización, hacer un nuevo zoom y así sucesivamente. Esto es realmente un proceso aburrido que se complica aún más por culpa del menú utilizado para la navegación cuando todos los controles no están disponibles en el panel delantero. En cambio, el Wave InspectorTM permite realizar una exploración rápida del registro con el factor de zoom seleccionado sin más que girar el control de ‘pan’ (el mando exterior). El efecto de dicho control es el movimiento de la forma de onda con el factor de zoom seleccionado a una velocidad proporcional al giro del mando rotativo.

Play/Pause
La función exclusiva Play/Pause hace que la forma de onda registrada en la memoria sea explorada automáticamente con el factor de zoom seleccionado. El mando giratorio externo (pan) controla la velocidad y otra vez, cuanto más se gira más rápidamente se desplaza la forma de onda por la pantalla. La reproducción sin manos actúa como el control equivalente en un DVD - permite al ingeniero explorar una gran cantidad de información mientras se concentra en observar los detalles relevantes presentes en la forma de onda. Al pulsar una segunda vez el botón de Play/Pause el desplazamiento de la forma de onda se detiene inmediatamente.

Marcas
La función de marcas también ayuda al usuario en la navegación a través de la memoria de formas de onda. El botón de ‘Set/Clear Mark’ coloca símbolos visibles en puntos elegidos de la forma de onda que sirven de marcas. Los botones ‘<’ y ‘>’ del panel delantero ayudan a saltar inmediatamente entre las marcas y así realizar fácil y rápidamente medidas de tiempo con los cursores.

Búsqueda de respuestas dentro de un gran volumen de datos
Todas las características precedentes se relacionan con las búsquedas visuales a través del registro en memoria, pero además, hay disponible una nueva característica de búsqueda automatizada (Search) que permite acelerar la búsqueda de eventos que se repiten o de paquetes específicos de datos en buses. Ésta es la innovación del Wave InspectorTM que más se asemeja al familiar proceso de búsqueda en la red y el uso del listado de enlaces favoritos.

Búsqueda y colocación de marcas (Search & Mark)
El Wave InspectorTM puede buscar en el interior de una adquisición completa y marcar automáticamente cada ocurrencia de un evento que haya sido definido por el usuario (por ejemplo, un flanco positivo que cruza un umbral específico de tensión). La función de búsqueda y colocación de marcas localiza cada ocurrencia del evento y la marca. Esto se hace para facilitar la navegación entre los puntos de interés usando los botones ‘<’ y ‘>’.
Y lo más importante, los criterios de búsqueda y de colocación de marcas no se limitan a la simple definición de un flanco. La tabla 2 resume la gama completa de los criterios de búsqueda. En ella puede verse que se puede llegar a especificar una búsqueda compleja tal como la localización de eventos definidos por los tiempos de ‘Setup&Hold’. Gracias a esto se puede localizar con facilidad el caso peor de los tiempos de ‘Setup&Hold’, para ello el ingeniero solo debe fijar el parámetro del tiempo de ‘Hold’ a cero e ir reduciendo el tiempo de ‘Setup’ hasta que Wave InspectorTM detecte solamente un evento. En esta ocasión el caso peor.

Búsqueda dentro de buses
Ésta es la herramienta correcta para localizar los paquetes específicos de datos dentro de los registros adquiridos de los buses serie tales como I2C, SPI o CAN. Los módulos opcionales de aplicación DPO4EMBD y DPO4AUTO permiten disparar sobre el contenido de los paquetes de datos y descodificar automáticamente cada paquete de la adquisición en formato binario o hexadecimal. Con la función ‘Bus Search’ es posible definir criterios de búsqueda de paquetes y marcar cada paquete que los cumpla.
La función ‘Bus Search’ ilustra perfectamente el potencial de ahorro de tiempo que proporciona el Wave InspectorTM. Sin el ‘Bus Search’, el ingeniero debe desplazarse desde un paquete al siguiente en el registro de la forma de onda y después descifrar manualmente los datos dentro de los paquetes anotando el valor binario presente en cada flanco del reloj. Una adquisición puede contener millares de estos paquetes.
En contraste, la función ‘Bus Search’ evalúa los paquetes que han sido descodificados por el módulo de aplicación y marca exactamente los paquetes de interés. Esto facilita el examen de los eventos deseados después de que el disparo determinase, por ejemplo, si un error es persistente o transitorio.

Las funciones de búsqueda y disparo hablan el mismo lenguaje
El Wave InspectorTM permite que el usuario copie los ajustes del disparo a los criterios de la búsqueda; o bien, los criterios de búsqueda a los ajustes del disparo. Lo anterior es una manera rápida de configurar una búsqueda para encontrar las repeticiones del evento de disparo que causó la adquisición. A la inversa, la configuración del sistema de disparo se puede realizar con mayor rapidez cuando se necesita realizar otra adquisición usando los mismos criterios que sirvieron para la detección de un evento durante el proceso de búsqueda. La tabla 2 resume la gama entera de los criterios de búsqueda y disparo.
Resumiendo, la serie DPO4000 incluye un potente disparo serie y una capacidad de descodificación y búsqueda que permiten a los ingenieros de diseño la búsqueda de soluciones a los problemas de depuración de buses serie que encuentran a diario. La plataforma DPO4000 establece un nuevo estándar en cuanto a la eficacia en la localización de averías en sistemas embebidos.