隨著終端市場的需求浮現,製造端的產能陸續開出,讓研發端也開始動了起來。然而,今日的研發工作愈來愈複雜,往往必須面對串列式高速訊號的處理,如何確保訊號的品質與完整性,就成了產品能否順利推出的成功關鍵。在此情況下,工程師需要仰賴各種量測儀器來分析設計成效,而示波器正是其中不可或缺的開發和檢測儀器。
台灣安捷倫科技電子量測事業群行銷處副總經理羅大鈞表示,在製程進步的推動下,晶片運算的能力不斷提升,能夠提供更高效的多媒體及通訊功能。同時,晶片與晶片或系統與系統間的傳輸能力也必須同步提升,才能實現電子產品整體的效能表現。目前最常見的串列式高速傳輸介面包括USB 2.0、Ethernet、PCIe、DDR 1/2/3、I2C、SPI、CAN等等,都需要先進的量測系統來輔助設計的開發、分析與除錯。
全球首款三合一MSO示波器
「過去高速的數位訊號必須仰賴高階邏輯分析儀來抓取,但邏輯分析儀和示波器又必須串連起來同時使用,才能一次解決高速類比與數位訊號的問題。」羅大鈞表示:「Agilent 9000系列中的MSO混合型信號示波器,是全球首款內建邏輯分析通道,並提供PCIe和USB等協定分析儀檢視器的示波器。」這些內建特性延伸了示波器的功能,讓工程師更容易測試複雜的設計,也能協助公司提高示波器的利用率,以達到較佳的資本設備投報率。
目前市場上也有一些混合型示波器,但在數位通道上的解析能力普遍不高,無法滿足超過300 – 1000 Mbps以上數位訊號的分析。Agilent MSO9000的推出,讓混合型示波器的數位通道解析能力一舉提升到2GSa/sec(sample per second),記憶體最大高達128Mbps,在邏輯分析上提供了16條整合通道。MSO9000提供了完整的混合信號示波器解發條件,例如Agilent專屬的Infiniiscan進階觸發能力(Zone Quality)和硬體觸發能力,可以更準確地分析控制信號與資料匯流排間的時序關係。
羅大鈞強調:「這是業界首創的示波器、邏輯分析儀和協定分析儀三合一的先進儀器。」除了上述的高階示波器及邏輯分析功能外,Agilent 9000的另一特色即是提供了廣泛的協定分析,能針對I2C、SPI、CAN、RS-232/UART、USB、PCIe、8b/10b進行協定觸發和檢視,而且支援USB 2.0、DDR 1/2/3(to 800MHz)和Ethernet 10/100/1000-T的相容性測試,讓工程師在產品正式送測前,就能自行檢測產品本身的相容性。
此外,一些獨特的軟體工具(如MATLAB)也可外掛在此儀器中,以針對個別需要進行量測分析。例如PCIe和USB協定觸發與檢視的除錯應用軟體,I2C、SPI、CAN、RS-232匯流排和其他UART微控制器的串列解碼與觸發,Xilinx或Altera FPGA設計的快速核心輔助式除錯,以及可在符合視覺標準的偶發信號上觸發的InfiniiScan等。相容性測試應用軟體包括通訊遮罩測試、DDR1、DDR2、DDR3、乙太網路與USB 2.0。
《圖一 台灣安捷倫科技電子量測事業群行銷處副總經理羅大鈞分享新示波器功能》
圖片來源:歐敏銓提供
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為工程師量身定製設計
「Agilent 9000可以說是完全為了滿足今日電子產品工程師的需求而量身定製設計的,」羅大鈞表示,此產品推出以前,曾徵詢過廣泛的工程師意見,知道他們希望有一台儀器,以一些簡單的步驟,就能完成複雜設計的量測工作。除了功能的強化與整合外,為滿足工程師在狹小桌面上有更大的顯示器,來清楚顯示複雜的數位及串列信號分析結果,Agilent 9000系列都配備業界最大的15吋XGA LCD顯示器,顯示面積比配備12吋顯示器的示波器大了57%。
雖然顯示器變大了,但儀器的尺寸上深僅9吋(22.86公分),重量只有25磅(11.3公斤),因此適合可攜式來使用。這種輕薄化的造型,主要歸功於安捷倫的ASICs和Xilinx FPGA(Virtex-5)技術設計而成。除了示波器本身,如何進行量測也是一門很大的學問。安捷倫對此也推出新的N287X系列探棒及N278X探棒定位器,針對目前愈來愈複雜的IC腳位提供更準確的量測結果。
電子產業的腳步不曾停頓,更複雜的硬體及系統設計仍不斷在開發進步中。羅大鈞表示,為了降低生產上的測試成本、提升良率,研發階段的正確量測是決定設計品質的關鍵。Agilent 9000系列示波器擁有足夠的頻寬可以處理更快的速度,並且結合邏輯與協定分析儀的功能,足以因應現今嵌入式設計中廣為應用的各項新技術。