嵌入式系统设计中的串行总线解码测试

PicoTechnology胡为东

图1所示为一个典型的嵌入式系统，包含有微处理器、外围接口、内存、电源等主要部件。微处理器上有多种串行总线信号，如CAN、UART、LIN、SPI、I2C等，不同总线有不同的用途，如CAN信号主要用于微处理器与微处理器之间进行互连，I2C、SPI等信号主要用于微处理器与外网接口进行互连。

图1 典型的嵌入式系统

图2 串行总线数据的二进制、十六进制、数据信息包形式

串行通信中传输的信号即为串行总线数据。图2所示为NRZ编码数据，高电平代表二进制数据“1”，低电平代表二进制数据“0”，信号波形中传输的是一连串的“0”和“1”信息，这些数据信息也可以用十六进制表示。对于特定的串行数据标准，这些信息的组合代表了特定的数据信息包，每个数据信息包都具有不同的含义，如图2中所示,Addr=50表示的是地址信息，Start=0表示数据传输的开始。如果信号波形受到干扰或者编码方式出现问题，都有可能导致信息发生错误，不能够被接收端芯片进行正确的识别，从而导致系统工作出现故障。因此，无论是嵌入式系统硬件工程师，还是嵌入式系统软件工程师，都需要对波形信号进行解码分析，以验证是否存在软件或者硬件方面的错误，理解总线上所传输的信息情况。

许多工程师可能会通过手动测量的方法，从物理波形上获得“0”、“1”信息，然后再通过计算获取数据包信息，如图3所示。这种方法不仅非常枯燥、费时，而且极其容易出错，特别是当有多个连续“1”电平或有多个连续“0“电平时，工程师往往更难以准确地测量出波形中所包含的高低电平信息。……