探究串行总线内部的秘密

Finisar公司Bus Doctor产品技术负责人Eric Lanning也表示，“在得到可用芯片之初，工程师就需要检查和解释比特流中的数据，工程师在确定其电路符合信号完整性规格要求后，就必须保证信号携带的信息是正确的。因此，协议和数据分析工作跨越了从IC测试到开发、制造和现场维修的整个过程。”

串行链路简化传输过程

串行链路（如RS-485、CAN、I2C和SPI）在简单网络中传输数据。在此级别下，工程师希望能确保发送器和接收器工作正常，总线上出现的地址和数据信息正确，且设备对指令的响应符合预期。这些网络中可能会有一些基本协议。总线分析仪可以采集串行通讯数据并以二进制、十六进制和十进制形式表示信息，同时显示通讯传输的类型。例如，在分析CAN总线通讯时，可以使用一台仪器，以易于分析的格式显示字节值和其它信息，如确认信息、从机地址和读/写状态。（因为即使看起来简单的总线也会变得复杂。CAN总线就支持DeviceNet和CANopen等高层协议。)

另一方面，千兆位以太网通讯则需要特别注意信号完整性规格和复杂协议使用是否正确，该复杂协议可能有多个“层”，这些层形成了一个“栈”，起自下面的物理层，或称电气连接层，延伸到上层的应用层。应用层中通常包括以太网链路电子邮件、网页浏览器等其它应用程序。

在高端总线上（如光纤通道、以太网等），工程师并不想查看和解读低层次的数据位和字节，而是想查看总线传输情况。因为在以太网上进行TCP/IP通讯时，与分析低层数据位相比，显示标志、源和目的地址、校验以及服务类型可以提供更多信息。

不幸的是，当工程师将协议栈从数据位转向高层消息和动作时，经常会采用不同的仪器，这样会破坏测试信息的连续性。Tektronix公司串行应用工程师Randy White认为，“工程师通常使用一种仪器进行物理层测试，使用另一种仪器分析数据链路层和传输层，而如果拥有一种集成仪器，将会大大节省测试时间。”

面向通讯问题的各类仪器

串行通信覆盖了广泛的应用领域，小至芯片间通讯，大至洲际之间通讯，都在应用串行通信技术，促使一些新的仪器应运而生，这类仪器包括混合信号示波仪器、协议分析仪和总线分析仪。这些仪器可以使工程师查看并快速分析简单和复杂的数据位流。（本文中使用“总线分析仪”统称具有上述功能的各类仪器。）

最近，Randy White在访问一家有通讯问题的公司后表示，“他们的设备在物理层工作良好，但连接到其它厂商的设备时，两个设备却无法通讯。”通过使用整合示波仪和数据分析功能的仪器（如Tektronix TLA7000系列逻辑分析仪），工程师就可以给事件加上时标，然后检查并关联独立的传送情况，以找到问题的根源。“他们花了两个月的时间试图解决此问题，在使用了合适的仪器后，几天就查明的问题所在。”Randy White说。