如何使用Prodigy邏輯分析儀 在 clock stretching 上實現 pulse width 觸發

概述

在嵌入式系統領域，I2C（內部集成電路）是一種廣泛使用的通信協議，使設備能夠在短距離內相互通信。I2C 通信的一個關鍵方面是 clock stretching，它允許較慢的器件通過保持較低的 clock line 來控制通信的速度。設計工程師面臨的挑戰之一是在總線中連接多個 I2C 時監控不頻繁的 clock stretching 事件。哪個設備正在延長時鐘，以及它如何影響嵌入式系統的性能。

PGY-LA-EMBD 是一款高性能邏輯分析儀，提供用于分析 I2C 信號的高級功能，包括時鐘延展的脈寬觸發。本文檔概述了如何使用 PGY-LA-EMBD logic analyzer 在 clock stretching 上實現 pulse width 觸發。

I2C 中的clock stretching

時鐘擴展是 I2C 通信中使用的一種機制，其中從器件可以將 SCL （時鐘線）保持為低電平，以向主機發出信號，使其在繼續通信之前等待（如圖 1 所示）。當 slave 需要更多時間來處理信息時，這確保了數據完整性。主設備必須等到從設備釋放 SCL 線路后才能恢復通信。當 slave 需要額外的時間進行處理、緩沖或 synchronization 時，此功能特別有用，但它確實需要 master 支持 clock stretching 才能正確進行通信。

脈沖寬度觸發

脈沖寬度觸發是 logic analyzers 中的一項強大功能，允許用戶根據脈沖的持續時間捕獲事件。在 I2C clock stretching 的上下文中，此功能對于檢測和分析 I2C 中的器件將時鐘線 （SCL） 保持為低電平以進行 clock stretching 的實例特別有用，因為該器件需要更多時間來響應。在 I2C 總線中，并非所有器件都等于響應時間。盡管 I2C 總線可以以 10Kbps 的速度工作，但在邏輯分析儀或 I2C 分析儀中捕獲不常見的時鐘拉伸事件是很困難的。脈沖寬度觸發通過設置脈沖寬度超過 100Kbps 的數據速率來設置脈沖寬度觸發，從而可以捕獲此事件。此功能可幫助工程師識別 I2C 通信中的時序問題、性能瓶頸和其他異常情況。

PGY-LA-EMBD 提供各種觸發選項，包括 pattern 觸發、協議感知觸發和 timing parameter triggers。timing parameter trigger 是 pulse width 觸發的一種形式，允許用戶在負邊沿設置脈沖寬度。這意味著如果 clock line 保持低電平的時間超過規定的 pulse width，則 PGY-LA-EMBD 將在負沿觸發。

例如，在圖 2 中，脈沖寬度觸發配置為負邊沿上的脈沖寬度大于 10,000 ns。在此示例中，I2C 信號以 100 kHz 的頻率和 10,000 ns 的周期捕獲。在某些情況下，會發生 clock stretching，并且 PGY-LA-EMBD 中的 pulse width 觸發功能用于準確捕獲這些事件。

圖 3 顯示了寫-讀傳輸期間的 I2C 波形。讀取傳輸后，clock 在寫入消息期間被拉伸，導致 clock stretching 事件持續 30,000 ns。Vertical cursors 用于測量此 clock stretching 的持續時間。當 I2C 從器件將時鐘線 （SCL） 保持為低電平時，會發生時鐘延展，暫時暫停通信以處理數據。在此示例中，PGY-LA-EMBD logic analyzer配置為在超過 10,000 ns 的 clock stretch上觸發，以捕獲這種不常見的事件。當超過此閾值時，具有 I2C 解碼功能的邏輯分析儀將通知觸發點在總線視圖上標有“T”，從而輕松識別和分析延遲。這種設置有助于診斷 I2C 通信中的時序和性能問題，確保可靠運行。

結論

使用具有 I2C 解碼功能的 PGY-LA-EMBD 邏輯分析儀在 I2C 上觸發時鐘延展的脈寬，為分析和排除 I2C 通信故障提供了一種強大的方法。通過利用 PGY-LA-EMBD 的高級觸發功能，工程師可以更深入地了解 I2C 系統的時序行為，從而確保嵌入式應用中的可靠和高效通信。