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엔지니어들이여, 혼합신호 설계 디버깅을 간단하게 처리하자

텍트로닉스가 새롭게 출시한 MSO2000는 다양한 범주의 일반 측정 작업을 처리할 뿐만 아니라 애플리케이션 특정 니즈도 동시에 충족하는 솔루션에 대한 엔지니어들의 요구에 적극 부응하는 오실로스코프이다. 이 제품은 신호에서 불필요한 노이즈를 줄이기 위해 Wave Inspector 검색 및 탐색 툴, 직렬 데이터 버스의 자동 디코딩, 고유의 FilterVu 로우ㅡ패스 필터를 비롯한 혼합 신호 설계의 디버깅을 간소화하는 강력한 툴을 하나로 묶었다.

오실로스코프는 전세계 거의 모든 전자 연구실에서 찾아 볼 수 있다. 최근 실시된 2008년 임베디드 시장 조사(2008 Embedded Market Study)에서 임베디드 설계 엔지니어들은 오실로스코프를 최고의 디버깅 하드웨어 장비로 꼽았다. 그러나 지금까지 오실로스코프는 일반적으로 그 채널 수가 2개 또는 4개 아날로그 채널로 제한되어 왔다.

오늘날 임베디드 설계에서 나타나는 혼합 신호의 복잡한 디버깅으로 인해 기존의 2개 또는 4개 채널 보다 많은 수의 채널을 가진 오실로스코프의 필요성이 증가 되었다. 예를 들어 8비트 출력을 모니터링 하면서 A/D 컨버터 입력을 관찰하는 것이나 마이크로프로세서의 어드레스와 데이터 라인을 관찰할 필요가 있는 경우가 그러하다.

두 가지 경우 모두, 엔지니어는 작업을 처리하기 위해 더 많은 수의 채널이 필요하다. 그런 이유로 엔지니어들은 스코프를 몇 개 더 찾기 위해 연구실을 헤매거나 로직 애널라이저를 사용해야 하는 결정을 내려야 한다. 어떤 결정을 하든 간에 측정 관련한 복잡성은 현격하게 늘어나게 된다.

혼합 신호 오실로스코프(Mixed Signal Oscilloscopes)는 이러한 측정 문제를 해결하기 위한 이상적인 솔루션이다. 텍트로닉스 MSO2000 시리즈는 스코프처럼 작동하며, 여러 장비를 테스트 셋업 함으로 인한 복잡성 없이 아날로그 및 디지털 채널을 모두 제공하고, 엔지니어들이 임베디드 설계를 디버깅하는데 필요한 기능은 물론 간편함을 제공한다.

작업을 단순화하도록 설계

MSO2000 시리즈는 엔지니어들의 디지털 데이터 작업 방식을 간단하게 만들어 준다. 엔지니어들이 단일 장비에서 아날로그와 디지털 신호의 시간 상관 관계 분석이 가능하도록16개의 디지털 채널이 통합되어 있고, MSO2000 시리즈는 엔지니어들이 셋업 및 설계 디버깅하는데 사용하는 시간을 단축함으로써 나은 품질의 제품을 시장에 더 빨리 출시할 수 있도록 지원하는 여러 가지 기능도 제공한다. 아래 기능이 그러한 기능에 해당한다.

* P6316 혼합 신호 오실로스코프 프로브(Mixed Signal Oscilloscope Probe)

* 차세대 디지털 파형 디스플레이(Next Generation Digital Waveform Display)

* 병렬 버스 트리거링 및 분석(Parallel Bus Triggering and Analysis)

* 다중 채널 셋업 및 홀드 트리거링(Multi-Channel Setup and Hold Triggering)

* 웨이브 인스펙터 컨트롤(Wave Inspector Controls)

1. P6316 혼합 신호 오실로스코프 프로브

최대 20개 채널까지 제공되므로 채널 셋업 과정에서 기존 오실로스코프보다 시간이 다소 더 걸릴 수 있다. 이 과정에는 DUT 장비 검사, 채널 라벨링, 스크린 상에서 채널 위치 설정 등이 포함된다. MSO2000 시리즈는 고유한 디지털 프로브 설계로 이 과정을 단순화 한다.

일부 경쟁 MSO 제품의 경우 로직 프로브가 대부분 사용자들이 커넥션을 찾는 것은 물론 손에 닿기도 가장 어렵다고 생각하는 장비 뒤쪽에 붙어있다. 이와 반대로 P6316 프로브는 16개의 모든 디지털 신호가 장비의 프론트 패널에 있는 단일 입력 커넥터로 모아진다. 프론트 패널 커넥터가 오실로스코프에서 P6316 프로브를 탈/부착하기 용이하게 만들어준다.

충분한 길이의 8개 채널 포드(pod)
프로브의 16개 채널은 두 개의 8개 채널 “포드(pods)”로 분리가 된다. 이 포드는 2-¾ 피트(84 cm) 길이의 평형 리본 케이블을 통해 오실로스코프에 부착된다. 중요한 것은 리본 케이블과 개별 채널 리드 모두 조작하기 용이하지만 쉽게 얽히지는 않을 정도로 “유연성이 충분”하다는 것이다. 이러한 설계로 엔지니어들은 최대 5 피트(152cm) 떨어진 테스트 지점도 검사할 수 있다. 이 정도라면 회로기판이나 시스템의 상이한 지점에 있는 신호에 쉽게 접근할 수 있는 충분한 길이이다.

컬러 코딩, 혼란 방지
컬러 코딩은 각 개별 포드 채널을 오실로스코프 디스플레이에 있는 각각의 트레이스에 정확하게 연결 시킨다. 포드 하나에 있는 8개 모든 채널은 포드 및 프로브 헤드 상에 있는 저항장치 컬러 코드에 따라 표시된다. 동일한 컬러가 탭에 나타나 MSO2000시리즈 디스플레이 상의 채널 트레이스를 표시한다.

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2. 차세대 디지털 파형 디스플레이

노브(knobs)를 조정 할 필요 없이 디지털 파형의 논리적 상태를 쉽게 구분 할 수 있도록 컬러를 사용한다. 논리 상태가 하이(high) 일 때, 파형은 초록색으로, 로우(low)일 때는 파란색으로 표시된다. 컬러 표시는 디지털 채널이 전체 디스플레이에 걸쳐 동일한 상태에 있는 지점에 줌-인 하여 하이 상태인지 로우 상태인지 보여주는데 특히 유용하다. 이러한 신호 컬러링은 오류를 최소화 하면서 결과 해석 과정을 촉진시켜준다.

MSO2000 시리즈는 샘플 포인트 간에 불확실성이 있을 때는 디지털 채널의 변환 지점(transition points) 주위에 흰색 에지를 표시한다. 이는 다음 획득 시 샘플 속도를 높이면 이전 셋팅이 탐지 한 것보다 높은 주파수 정보가 제시될 것이라는 것을 시각적으로 상기시켜 주는 역할을 한다.

3. 병렬 버스 트리거링 및 분석

많은 엔지니어들은 오실로스코프 상의 시스템 버스 활동을 디코딩하기 위해 수 많은 시간을 소비해 왔다. 이는 일반적으로 각 클럭 에지에서 데이터 및 어드레스 라인 상태를 평가하는 작업을 수반한다. MSO2000 시리즈는 병렬 버스 생성 기능을 제공함으로써 이 과정을 간단하게 만들어 준다. 어느 채널이 클럭 및 데이터 라인인지 구체적으로 밝혀 주기 때문에 사용자들은 그림2에 제시된 바와 같이 버스 내용을 자동으로 디코드하는 병렬 버스 디스플레이를 만들 수 있다.

MSO2000시리즈는 최대 2개 병렬 버스까지 동시에 정의 및 디스플레이 하기 때문에 엔지니어가 시간이 지남에 따라 디코드된 병렬 버스 데이터를 쉽게 관찰할 수 있다. 그리고, 사용자는 개별 버스 데이터 값에 따라 트리거 할 수 있다. 또한 웨이브 인스펙터 (Wave Inspector)의 검색 기능에는 긴 디지털 획득 데이터의 전체를 검색하는 기능이 포함되어 관심 대상의 아날로그 이벤트는 물론 디지털 이벤트도 쉽게 찾아 낼 수 있다.

일반적으로 임베디드 시스템은 직렬 및 병렬 버스 두 가지 모두를 가지고 있다. 시스템 차원의 문제가 발생하면, 엔지니어는 하드웨어에서 코드 실행을 추적해야 한다. 소프트웨어나 하드웨어 엔지니어는 MSO2000 시리즈를 이용하여 최대 2개의 I2C, SPI, RS-232, CAN, LIN 및 병렬 버스를 쉽게 모니터하여 오류 원인을 찾아 낼 수 있다. 예를 들어, FPGA에서 나온 데이터 출력에 따라 트리거링 되는 동안 2개의 I2C 버스를 모니터 할 수 있다. 직렬 버스와 병렬 버스를 어느 방식으로든 조합할 수 있는 기능으로 엔지니어는 DUT(피 시험 장비)의 작동에 대해 엄청난 유연성과 가시성을 확보할 수 있다.

4. 다중 채널 셋업 및 홀드 트리거링

셋업 및 홀드 시간을 측정하는 것은 현대 디지털 시스템에서 일반적으로 따르는 작업이다. 셋업 시간(Setup Time)은 동기 입력이 클럭의 활성 에지(active edge) 전에 안정되어야 하는 시간을 의미하며, 홀드 시간(Hold Time)은 클럭의 활성 에지 후에 동기 입력이 안정되어야 하는 시간을 의미 한다.

대부분의 오실로스코프의 경우 엔지니어는 한 번에 한 데이터 라인 밖에 확인 할 수 없기 때문에 셋업 및 홀드 위반 테스트는 종종 시간이 많이 걸리는 작업이 된다. 이런 방식은 단순한 JK 플립 ㅡ 플랍(flip-flop)에는 적절할 수도 있겠으나, 8 또는 16 비트 버스를 테스트해야 하는 경우라면, 한 번에 버스의 비트를 하나씩 검증하려면 동일한 작업을 반복해서 해야 한다는 뜻이다. MSO2000 시리즈는 다중 채널 셋업 및 홀드 트리거링 기능을 제공한다. 이제 사용자는 한 번에 한 비트씩이 아니라, 한 번에 병렬 버스 전체를 모니터, 디버그, 테스트 할 수 있다.

5. 웨이브 인스펙터 컨트롤(Wave Inspector Controls)

MSO2000시리즈는 2개 또는 4개의 아날로그 채널은 물론 16개의 각 디지털 채널에서 최대 1 백만 포인트까지 획득 할 수 있다. 이러한 긴 레코드 길이는 고해상도로 긴 시간 동안 파형을 캡처 하는데 매우 중요하기는 하지만, 이 자체로 문제가 발생한다. 사실 수 천 스크린을 차지하는 많은 양의 정보를 획득한다 하더라도 획득한 모든 데이터를 활용할 유용한 툴이 없다면 무슨 소용이 있겠는가? MSO2000 시리즈는 이러한 긴 레코드로 획득된 데이터를 재빨리 검색 및 탐색 할 수 있는 완벽한 기능/툴을 제공한다.

결론

작동이 편리한 컴팩트형 오실로스코프 플랫폼을 기반으로 한 MSO2000 시리즈는 16개의 디지털 채널과 버스 디코딩 기능을 제공하여 로직 애널라이저의 고급 기능을 사용하는 경우 수반되는 복잡한 문제없이 혼합 신호 설계 디버깅을 저렴한 가격으로 간단하게 처리해 준다.

자료제공: 한국텍트로닉스, www.tek.co.kr

아이씨엔 매거진 2008년 12월호

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