analysointi sarjaväylä voi olla tehokkaampi kuin perinteinen rinnakkaisväylä. Sarjoittaisen tiedonkulun kuvaamisessa ja tolkuttamisessa kellojen ajoituksessa on kuitenkin omat haasteensa. Nämä vaikeudet voidaan ratkaista käyttämällä monikanavaisia ominaisuuksia kehittyneitä oskilloskoopit kuten Tektronix Series 3000 välineitä.
avain sarjatieto-ja kellovirtojen ymmärtämiseen ja tulkitsemiseen on kunkin yksittäisen dataväylätyypin sisäisen toiminnan ymmärtämisessä. Erityisesti harkita Serial Peripheral Interface (SPI) väylä. Se muistuttaa I2C-väylää, mutta siinä on merkittäviä eroja. Molemmat on järjestetty isäntä/orja-arkkitehtuurien ympärille. Mutta johdotus isännän ja orjan välillä on radikaalisti erilainen.
tyypillisesti SPI toimii yhdellä isäntälaitteella ja joukolla orjia, joskin vain yksi orja on mahdollinen. Viivat ovat seuraavat:
• sarjallinen kelloviiva kulkee isännältä jokaiselle orjalle. Kello on olemassa isännässä ja neliöaaltoinen kellosignaali välittyy aktiiviselle orjalle. Käyttäjä valitsee kellotaajuuden, mutta se ei voi olla hitaimmalle orjalaitteelle sallittua nopeampi. Järjestelmän perustamisessa on siis otettava huomioon yksittäiset slave-tietolomakkeet.
* Master-out, slave-in (MOSI). Tämä on linja, joka välittää isännän välittämän tiedon mille tahansa aktiiviselle orjalle. Linja kulkee kaikille orjille, mutta ne, jotka eivät ole aktiivisia, eivät välitä siitä.
• Master-in, slave-out (MISO). Tämä linja välittää tietoja aktiiviselta orjalta isännälle. Koska MOSI ja MISO ovat erillisiä linjoja, tietoja voidaan välittää molempiin suuntiin samanaikaisesti kummankaan kustannuksella.
* Slave select (SS). Jokaiselle orjalle on oma linjansa. Normaalisti, kun järjestelmä käynnistyy,-jokaisen orjalaitteen SS-pinnissä on logiikkajännite isännältä. Aktivoidakseen orjan isäntä vaihtaa SS-linjan jännitteen logiikan alhaiseksi. Tämä orjavalintamenetelmä on I2C-väylässä toteutetun addressing-konseptin sijasta.
SPI-väylää kutsutaan joskus kolmilankajärjestelmäksi tai nelilankajärjestelmäksi, jos lasketaan SS-viiva yhdelle orjalle. Sanomattakin on selvää, että jokainen näistä johdoista on itse asiassa kaksilankainen piiri, joten maahan paluulinja tarvitaan, mutta sitä ei pidetä numeerisessa nimikkeistössä. Yksi maadoitettu johdin riittää suorittamaan kaikki nämä virtapiirit.
Tektronix MDO Demo 1-levy tarjoaa lukuisia ulostuloja, kuten I2C – ja SPI-väylän kellon ja datasignaaleja. Sen on tarkoitus mennä Tektronix MDO4000 – sarjan oskilloskoopit, mutta se toimii hyvin myös MDO3000-sarjan välineitä.
Tektronix MDO Demo 1-levy saa virtaa epätavallisesta T-tyypin USB-kaapelista, jonka toisessa päässä on kaksi USB-tyypin A-liitintä. Ne lisätään kaksi oskilloskooppi USB-paikkaa. Perusteluna on, että demolevyn 1 tehovaatimukset ovat sellaiset, että jos käytettäisiin tavallista USB-kaapelia, se ylikuormittaisi yhden USB-ulostulon oskilloskoopissa.
yksi punainen ja kaksi vihreää lediä osoittavat, että oskilloskooppi vastaanottaa virtaa ja että taulu on valmiina lähtöön. Taululla on lukuisia lähtöliittimiä. Ne soveltuvat koetin yhteyden avulla koetin koukku vinkkejä ja maahan paluu johtaa alligaattori leikkeet.
SPI-väyläsignaalien näyttämiseksi TPP 1000 10:1-antureita liitetään analogisiin kanavasignaaleihin yksi, kaksi ja kolme. Kaikki maahan paluu johtaa yhteyden yhteen hallituksen maahan terminaalit, ja kolme koetin vinkkejä ovat koukussa SPI kello, MISO ja MOSI signaali terminaalit. Kuten aina, maahan paluujohdot on kytkettävä ensin, ennen koettimen vinkkejä.
voitiin käyttää neljättä oskilloskoopin kanavaa orjavalintasignaalin näyttämiseen. Mutta koska tämä signaali on vain logiikka-korkea tai logiikka-matala jännite, se voidaan todentaa molemmissa päissä SPI-väylä käyttäen standardi korkean impedanssin yleismittarin tai logiikka anturi.
oskilloskooppi näyttää tämän jälkeen SPI-tiedot ja kellosignaalit. Autosetin seuraamien Channel One -, Channel Two-ja Channel Three-asteikkopainikkeiden avulla pulsseja voidaan suurentaa luettavuuden vuoksi ja hankinta voidaan pysäyttää näytön vakaammaksi tekemiseksi. Aalto tarkastajan nupit voidaan panoroida ja zoomata jälkiä tarkemmin. Sitten se on yksinkertainen asia vertailla pisteitä kellon ja tietovirtojen selvittää logiikan tila (korkea tai matala)milloin tahansa. Pystysuuntainen kursori, jota siirretään kääntämällä monikäyttöinen nuppi a, on hyödyllinen näkemään, miten nämä jäljet riviin suhteessa aikaan.
olemme nähneet, miten SPI-sarjaväylätietoja ja kellosignaaleja voidaan visualisoida oskilloskoopilla. Koettimet voidaan liittää vastaaviin päätelaitteisiin toimivassa (tai toimimattomassa) elektroniikkalaitteessa. (Muista kääntää hankinta takaisin ajaa.)
toisin kuin I2C: ssä, SPI: lle ei ole yhtä standardia. Motorola kehitti sen 1980-luvulla 68000-sarjan mikrokontrollerin käyttöön. SPI on de facto eikä virallinen standardi, ja sellaisena se on edelleen orgaaninen ja muutettavissa.
muut valmistajat ovat ottaneet käyttöön SPI: n muunnelmineen. Joten suunnittelussa on tarpeen tutustua tietolomakkeisiin. Esimerkiksi jotkin orjalaitteet vaativat SS-signaalin putoavan reunan aloittaakseen viestinnän. Kun orjatyyppejä on useita, tarvitaan isännältä erilaisia aloitussignaaleja. SPI on I2C: n tavoin lyhyen matkan sarjaväylä. Alhaisen tehontarpeensa vuoksi sitä käytetään usein matkapuhelimissa, henkilökohtaisissa digitaalisissa avustimissa ja vastaavissa mobiililaitteissa suorittimen, näytön, näppäimistön ja mikropiirien välisen vuorovaikutuksen toteuttamiseen.
muunnelmiin kuuluu MISO-linjan jättäminen pois silloin, kun yhteydenpito orjalta isännälle on tarpeetonta. SS-linjaa ei myöskään tarvita, kun on vain yksi orja, ja orjavalintanappi on maadoitettu, joten se on aina aktiivinen.
vaikka on totta, että SPI on synkroninen sarjaliitäntä (SSI), se eroaa radikaalisti SSI-protokollasta, jolle on ominaista differentiaalinen signalointi ja yksi simplex-tietoliikennekanava.
jokaisen kellosignaalin aikana on täysdupleksivaihteisto, sekä MOSI että MISO. Yksi bitti lähetetään kumpaankin suuntaan kahdella erillisellä rivillä. Tavanomaisessa menettelyssä käytetään kahta vuororekisteriä, joista toinen on isännässä ja toinen orjassa. Duplex-siirto jatkuu riittävän monen kellosyklin läpi lähetyksen loppuun saattamiseksi. Tällä tavoin isäntä ja orja hankkivat rekisterit, jotka välittyvät kahden viivan yli. Jos tietoja jää enemmän, vuororekisterit Ladataan uudelleen ja siirto aloitetaan uudelleen.
tämä prosessi jatkuu niin monen kellosyklin läpi kuin on tarpeen, jolloin isäntä antaa valitun signaalin mennä logiikan korkeudelle, jolloin orja ei enää toimi. Vaihteistot ovat usein 8-bittisiä, mutta variaatioita on esimerkiksi 12-bittisiä monille DAC-ja ADCs-laitteille sekä 16-bittisiä kosketusnäytön ohjaimille.
laitteistoerojen ja de facto protokollaerojen vuoksi SPI-väylällä on useita etuja ja haittoja suhteessa I2C: hen ja muihin väylätyyppeihin. Etuja ovat full-duplex valmiudet pelkästään lisäämällä toinen rivi. Lisäksi on hyvä signaalin eheys, nopea siirto, ja enemmän potentiaalista tiedonsiirtoa verrattuna I2C. myös viestin sisältö on rajoittamaton eikä rajoitu 8-bittisiin tietoyksiköihin. Yleensä tehontarve on pienempi kuin I2C: ssä, koska vetovastukset ovat tarpeettomia. SPI on myös luotettava, koska se ei tarvitse välimiesmenettelyä, eikä ainutlaatuisia orjaosoitteita tarvita. Koska slave-laitteen rajoitteiden lisäksi ei ole olemassa maksimikellonopeutta, on mahdollisuus nopeaan toimintaan.
kuten missä tahansa tekniikassa, on haittoja suhteessa joihinkin muihin protokolliin. Koska orja ei tunnusta mitään, niin jos orja tai kaapelointi epäonnistuu, isäntä, joka ei tiedä jonkin olevan vialla, voisi puhua tyhjyyteen ilman kuuntelijaa. Myös yhden virallistetun standardin puuttuminen voi tehdä vaatimustenmukaisuuden validoinnista epäkäytännöllisen. Myös lukuisten sääntelemättömien SI-variaatioiden eksistenssi voi tehdä laitteiston hankinnasta ongelmallista.
myöhemmin on mahdollista, että SPI voisi nähdä enemmän kodifiointia. Tämä kehitys tarkoittaa edelleen SPI parannuksia, jotka voivat vähentää sekaannusta, joka on nyt olemassa. Tällä hetkellä käytössä oleva SPI on kuitenkin varsin käyttäjäystävällinen, erityisesti vaatimuksissaan vähäisestä tehosta.