逻辑分析仪─从入门到精通讲座(15) 逻辑分析仪在USB开发中的应用
1. USB简介
自1998年由Compaq、Intel、Microsoft、NEC等公司制定USB总线以来，已经经历了USB1.1、USB2.0、USB OTG等几代，发展到现在最新的USB3.0。USB总线以其方便、快速、稳定、即插即用等优点，迅速受到人们的欢迎和喜爱。一直以来测量USB信号都需要专用的分析仪（如：USBAnalyst-I分析仪等），现在广州致远电子有限公司在LAB6000系列高性能逻辑分析仪上增加了USB 分析插件，可以直接使用LAB6000系列高性能逻辑分析仪来进行USB 协议FS和LS的数据分析。
2. LAB6000系列逻辑分析仪测量介绍
LAB6000系列逻辑分析仪具有每秒500M的采样速率，每通道16Mbits的存储容量，具有高采样率、深存储、多功能等特点。我们都知道USB信号是由一对差分信号组成，如何使用LAB6000系列逻辑分析仪（我们以LAB6052逻辑分析仪为例子）来进行USB信号分析？逻辑分析仪的采样原理如图1所示，LAB6052逻辑分析仪通过高速比较器对输入的数据与设定的阈值电平不断地进行比较，把输入的模拟量转换为数字量，并记录起来。
iphone4和iphone4s区别
图 1 逻辑分析仪数据采样原理
LAB6052逻辑分析仪的输入信号电平范围为-30V~+30V，而USB信号的电平特征如表1所示。从表中可以看出，USB Fullspeed和Lowspeed的电平特征在LAB6052逻辑分析仪的测量范围内，可以使用LAB6052逻辑分析仪对USB信号进行直接的采集和测量。根据USB信号的电气特征和LAB6052逻辑分析仪的输入特点，需要把逻辑分析仪的阈值电平设置在USB输出信号交叉电平范围内，就可以让逻辑分析仪正确地识别USB物理电平。
表1USB Fullspeed/Lowspeed电气特征
3. 测量方法
为了能够测试到USB信号，焊接了两个USB口接插件，并将USB接插件的VCC、GND、D+和D-信号线一一对接，并预留排针用于连接逻辑分析仪测试探针，如图2所示。
图 2 USB接插件
将被测设备的USB口连接在接插件的一头，另一头用USB线与电脑主机相连，然后将逻辑分析仪的测量线与相应的信号连接，最后的连接如图3所示。
图 3 系统连接图
设置门限电压为1.7V，在USB信号输出信号交叉电平范围内，当USB总线上信号高于1.7V时，逻辑分析仪就记录为高电平，当低于1.7V时就记录为低电平。USB总线信号的测量结果如图4所示。
成都必去的10个景点
图 4 USB总线信号测量结果
银行贷款业务在插件管理器调用USB分析插件对话框，如图5所示。对USB总线进行设置，选择合适的速度，点击确定，系统会自动对测量到USB信号数据进行协议分析，分析结果如图6所示。
图 5 USB插件设置对话框
从图 6中，直接观察到USB传输中SOF数据包的具体内容和含义。
图 6 USB SOF信号分析结果
4. 应用实例
在USB设备开发中，常常遇到把设备连接到主机提示发现了新硬件，但在安装期间出现问题，无法使用的现象，如图 7所示。
大学生面试图 7 硬件出错图标
稳如泰山由于USB传输使用了NRZI数据编码和位填充的方式，并不能够直接使用示波器来进行观察数据传输的内容。通过LAB6052逻辑分析仪并使用USB分析插件，进行数据分析。分析数据如图 8所示。从USB数据中，可以发现主机有发送Setup令牌包，但设备并没有对Setup 令牌进行应答，导致主机不能识别USB设备。造成没有应答的原因可能是USB器件并没有受到正确的控制，或者USB线的连接有问题。
为什么路由器连不上图 8 硬件出错USB数据
最终发现是USB通道上D-插头虚焊了，重新焊接后，数据可以正常传输，如图 9所示。由于被测的USB设备是全速设备，D+引脚焊接良好，D+上的上拉电阻能够正常对USB D+进行上拉，使得主机可以识别出有新硬件接入。由于D-虚焊，USB器件无法正常设别USB数据包，就不对主机进行应答，因此出现只有主机发送数据而没有设备应答数据的情况。
图 9 USB应答数据包
通过使用USB插件对数据进行分析，可以使我们进一步细化USB出错的原因，使得开发USB设备更加方便。
5. 总结
通过USB分析插件不但扩展了LAB6000系列逻辑分析仪的使用功能，还为开发USB设备提供了方便，使得USB通信不但能够测量，也能够分析。
版权声明：本站内容均来自互联网，仅供演示用，请勿用于商业和其他非法用途。如果侵犯了您的权益请与我们联系QQ:729038198，我们将在24小时内删除。
发表评论