定时错误调试应用指南
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泰克定时错误调试应用指南：介绍了如何更充分
地利用逻辑分析仪和示波器的功能，提高故障排除的速度。
文本预览
应用文章
定时错误调试
新设计带来新问题
随着高速总线、子系统和逻辑系列的结合，新型数字设备的功能日益强大。但同时其结构也越来越复杂，对信号的质量
更加敏感，排除故障的时间更长。紧张的日程安排没有为调试工作留出额外的时间。有鉴于此，本文介绍了如何更充分
地利用逻辑分析仪和示波器的功能，提高故障排除的速度。
简介
今天的产品设计使调试更加困难，因为有更多的因素可能 快速边沿还会加重串扰。在以前的设计中，您可能很自然
出错。以高频总线为例。高频总线的高速数字边沿对信号 地追求电路板布线的稳定性。然而，较高的边沿速率可使
的完整性十分敏感。即使您的设备没有使用更快的时钟， 其起到传输线的作用而收发干扰。边沿速率越高，所产生
高频总线也可能引发问题。今天的逻辑系列甚至能以较低 的瞬态电流也越大。这些瞬变电流产生的动态电流会导致
的时钟速率引入高速数字边沿速率。 地弹效应和配电伪差。快速边沿故障在信号中通常表现为
间歇性毛刺。定时错误调试
应用文章
在解决这类问题之前，应先确定问题导致的结果，了解其
特点，然后从源头确定起因。
其他导致项目中止的原因包括定时违例、驱动器错误和竞
争状态。所有这些问题都会在状态机逻辑中造成类似故障。
另外，它们在任何电路中都可能发生。由于在捕获信号时
这些问题可能发生，但也可能不发生，因此解决起来格外
困难。
本文将讨论几种节省时间的技巧，帮助您在处理快速边沿
影响和间歇性问题时提高数字调试阶段的效率。
图1.Tektronix DPO 示波器可以最大程度地捕获难以捕捉的毛刺和其他偶发
技巧 1：寻找毛刺
事件。
什么是毛刺？
如果您的设备出现故障，则开始排除故障的一种好办法便
是检查毛刺。毛刺是非常窄的脉冲，系统可能将其解释为
逻辑变化，但也可能不会。多数问题在一个或多个信号中
都表现为毛刺。毛刺对系统运行的影响是无法预测的。毛
刺可能是多种设备故障（包括竞争状态、终接错误、驱动
器错误、定时违例和串扰）的最初征兆。
问题定位
由于毛刺造成的问题通常是间歇性的，因此解决起来可能
十分困难。一种可靠的方法是，将传统的“自上而下”故
障排除法与测试仪器的特定优势相结合。先从大的范围入 图2.大量高级的示波器触发提高了更加简便快速地捕获不同类型信号的效率。
手，从宏观上检查设备的总体运行情况，然后再集中解决
问题。
和分析复杂信号，从而提供了无与伦比的洞察信号行为的
毛刺搜索是这种方法的一个很好的示例。当同时需要检查 能力。高达 100,000 的连续波形捕获速率，使其成为了行
的通道不超过 4 个时，最强大易用的毛刺搜索工具之一是 业内最有效的捕获难以捕捉的毛刺/间歇性信号的工具，以
DPO 示波器。数字荧光示波器 (DPO) 利用信号信息的三维 及数字调试的理想工具。DPO 示波器非常容易使用，您可
数据（幅度、时间和幅度）的时间分布，实时显示、存储 以立即看到信号中所发生真实情况的实时概览，然后可以
使用示波器高级触发功能来进一步表征该问题。所有的
Tektronix 示波器都提供广泛的触发可能性，使您可以快速
并且容易地触发感兴趣的事件并进一步进行分析。
2 www.tektronix.com/productivity定时错误调试
应用文章
如果需要在 4 个以上的通道上执行毛刺搜索，那么宏观方
毛刺触发
面，可以使用 Tektronix 逻辑分析仪在能够传输上百个信号
毛刺触发可用于触发或抑制正毛刺、负毛刺或其中任
的总线上执行毛刺触发。逻辑分析仪会检查每个信号以寻
意一种极性的毛刺，其触发条件是它们短于或长于用
找毛刺。总线定时图中的红色条形块代表毛刺的位置，供
户定义的时间限制（TDS5000B 的最小毛刺宽度是
进一步分析之用。然后，在微观方面，您可以再次使用
1.0 ns，分辨率为200 ps）。该触发控制使您可以检查
Tektronix 示波器揭示毛刺的实际形状，以进一步表征该问
导致偶数稀少毛刺的原因以及它们对其他信号的影响。
题。通过在 TLA5000 系列逻辑分析仪上使用 iView™ 测量
功能，可将逻辑分析仪与示波器结合为一个系统，逐渐“
放大”问题。
借助“自上而下”方法可逐步进行调试，轻松地找到毛刺
并排除故障。下面将通过四个步骤来确定两种不同的毛刺
及其可能的来源。
步骤 I：检查总线
T
先重点观察系统运行情况，并从整体上寻找故障。逻辑分
析仪的总线定时波形将标记出现的所有毛刺。
需要寻找间歇性影响（如毛刺）时，请使用具有较长记录
的逻辑分析仪。Tektronix 逻辑分析仪具有高达256 Mb 的深
度定时能力。逻辑分析仪的总线定时波形可一次性检查总
线的所有信号线。如果逻辑分析仪在任何一个信号线中监 图3.取样点序列。显示红色毛刺标记的控制总线和地址总线。
测到毛刺，则会标记总线和时间位置。
在图 3 中，顶部的波形是取样波形，显示了代表逻辑分析
仪的深度定时取样速率的取样点序列，取样速率最高为
2 GHz (500ps)。下面两个是总线波形 － 4 位控制总线和
8 位地址总线。出现在这两个总线波形中的红色毛刺标记说
明在这些位置上的取样点之间有多个跃变。
图4. 扩展后的4 位控制总线和8 位地址总线，在单个信号上显示红色毛刺
标记。
步骤 II：检查信号线
现在重点查找问题的来源。 使用逻辑分析仪的定时信号波 在 图 4 中，分析仪已将控制总线扩展为四个单独的信号，并
形显示总线的各个信号线，并标记毛刺发生的位置。扩展 将地址总线扩展为八个单独的信号。图 3 中总线波形上的
逻辑分析仪的深度定时信号波形，最深也可达到256 Mb。 红色毛刺标记，现在显示为信号线 Control (3) 和 Control (0)
上的毛刺标记，以及信号线Address (0) 上的两处毛刺。
www.tektronix.com/productivity 3定时错误调试
应用文章
图5. 显示毛刺的Control (3) 的MagniVuTM波形。
图7. iView 示波器光迹，显示Control (3) 信号的模拟形式。
图6.Control (0) 和Address (0) 信号线，其MagniVu 光迹显示由于串扰
造成的毛刺。
步骤 III：了解故障细节 号线上更窄的毛刺。请注意，在这两个信号线上毛刺和一
使用高分辨率定时图详细检查故障。了解它们与其他事件 个脉冲是同时发生的。这通常表明两个信号之间发生了串
或故障之间的关系。除了深度定时之外，Tektronix 逻辑分 扰，但是您需要从另一个角度仔细观察以进行确认。进行
析仪还具有高分辨率 MagniVuTM 125 ps (8 GHz) 定时功能， 到步骤IV 时，可以发现更多信息。
可与深度定时功能同时运行。MagniVu 波形可以高分辨率
步骤 IV：观察模拟波形
定时错误调试
新设计带来新问题
随着高速总线、子系统和逻辑系列的结合，新型数字设备的功能日益强大。但同时其结构也越来越复杂，对信号的质量
更加敏感，排除故障的时间更长。紧张的日程安排没有为调试工作留出额外的时间。有鉴于此，本文介绍了如何更充分
地利用逻辑分析仪和示波器的功能，提高故障排除的速度。
简介
今天的产品设计使调试更加困难，因为有更多的因素可能 快速边沿还会加重串扰。在以前的设计中，您可能很自然
出错。以高频总线为例。高频总线的高速数字边沿对信号 地追求电路板布线的稳定性。然而，较高的边沿速率可使
的完整性十分敏感。即使您的设备没有使用更快的时钟， 其起到传输线的作用而收发干扰。边沿速率越高，所产生
高频总线也可能引发问题。今天的逻辑系列甚至能以较低 的瞬态电流也越大。这些瞬变电流产生的动态电流会导致
的时钟速率引入高速数字边沿速率。 地弹效应和配电伪差。快速边沿故障在信号中通常表现为
间歇性毛刺。定时错误调试
应用文章
在解决这类问题之前，应先确定问题导致的结果，了解其
特点，然后从源头确定起因。
其他导致项目中止的原因包括定时违例、驱动器错误和竞
争状态。所有这些问题都会在状态机逻辑中造成类似故障。
另外，它们在任何电路中都可能发生。由于在捕获信号时
这些问题可能发生，但也可能不发生，因此解决起来格外
困难。
本文将讨论几种节省时间的技巧，帮助您在处理快速边沿
影响和间歇性问题时提高数字调试阶段的效率。
图1.Tektronix DPO 示波器可以最大程度地捕获难以捕捉的毛刺和其他偶发
技巧 1：寻找毛刺
事件。
什么是毛刺？
如果您的设备出现故障，则开始排除故障的一种好办法便
是检查毛刺。毛刺是非常窄的脉冲，系统可能将其解释为
逻辑变化，但也可能不会。多数问题在一个或多个信号中
都表现为毛刺。毛刺对系统运行的影响是无法预测的。毛
刺可能是多种设备故障（包括竞争状态、终接错误、驱动
器错误、定时违例和串扰）的最初征兆。
问题定位
由于毛刺造成的问题通常是间歇性的，因此解决起来可能
十分困难。一种可靠的方法是，将传统的“自上而下”故
障排除法与测试仪器的特定优势相结合。先从大的范围入 图2.大量高级的示波器触发提高了更加简便快速地捕获不同类型信号的效率。
手，从宏观上检查设备的总体运行情况，然后再集中解决
问题。
和分析复杂信号，从而提供了无与伦比的洞察信号行为的
毛刺搜索是这种方法的一个很好的示例。当同时需要检查 能力。高达 100,000 的连续波形捕获速率，使其成为了行
的通道不超过 4 个时，最强大易用的毛刺搜索工具之一是 业内最有效的捕获难以捕捉的毛刺/间歇性信号的工具，以
DPO 示波器。数字荧光示波器 (DPO) 利用信号信息的三维 及数字调试的理想工具。DPO 示波器非常容易使用，您可
数据（幅度、时间和幅度）的时间分布，实时显示、存储 以立即看到信号中所发生真实情况的实时概览，然后可以
使用示波器高级触发功能来进一步表征该问题。所有的
Tektronix 示波器都提供广泛的触发可能性，使您可以快速
并且容易地触发感兴趣的事件并进一步进行分析。
2 www.tektronix.com/productivity定时错误调试
应用文章
如果需要在 4 个以上的通道上执行毛刺搜索，那么宏观方
毛刺触发
面，可以使用 Tektronix 逻辑分析仪在能够传输上百个信号
毛刺触发可用于触发或抑制正毛刺、负毛刺或其中任
的总线上执行毛刺触发。逻辑分析仪会检查每个信号以寻
意一种极性的毛刺，其触发条件是它们短于或长于用
找毛刺。总线定时图中的红色条形块代表毛刺的位置，供
户定义的时间限制（TDS5000B 的最小毛刺宽度是
进一步分析之用。然后，在微观方面，您可以再次使用
1.0 ns，分辨率为200 ps）。该触发控制使您可以检查
Tektronix 示波器揭示毛刺的实际形状，以进一步表征该问
导致偶数稀少毛刺的原因以及它们对其他信号的影响。
题。通过在 TLA5000 系列逻辑分析仪上使用 iView™ 测量
功能，可将逻辑分析仪与示波器结合为一个系统，逐渐“
放大”问题。
借助“自上而下”方法可逐步进行调试，轻松地找到毛刺
并排除故障。下面将通过四个步骤来确定两种不同的毛刺
及其可能的来源。
步骤 I：检查总线
T
先重点观察系统运行情况，并从整体上寻找故障。逻辑分
析仪的总线定时波形将标记出现的所有毛刺。
需要寻找间歇性影响（如毛刺）时，请使用具有较长记录
的逻辑分析仪。Tektronix 逻辑分析仪具有高达256 Mb 的深
度定时能力。逻辑分析仪的总线定时波形可一次性检查总
线的所有信号线。如果逻辑分析仪在任何一个信号线中监 图3.取样点序列。显示红色毛刺标记的控制总线和地址总线。
测到毛刺，则会标记总线和时间位置。
在图 3 中，顶部的波形是取样波形，显示了代表逻辑分析
仪的深度定时取样速率的取样点序列，取样速率最高为
2 GHz (500ps)。下面两个是总线波形 － 4 位控制总线和
8 位地址总线。出现在这两个总线波形中的红色毛刺标记说
明在这些位置上的取样点之间有多个跃变。
图4. 扩展后的4 位控制总线和8 位地址总线，在单个信号上显示红色毛刺
标记。
步骤 II：检查信号线
现在重点查找问题的来源。 使用逻辑分析仪的定时信号波 在 图 4 中，分析仪已将控制总线扩展为四个单独的信号，并
形显示总线的各个信号线，并标记毛刺发生的位置。扩展 将地址总线扩展为八个单独的信号。图 3 中总线波形上的
逻辑分析仪的深度定时信号波形，最深也可达到256 Mb。 红色毛刺标记，现在显示为信号线 Control (3) 和 Control (0)
上的毛刺标记，以及信号线Address (0) 上的两处毛刺。
www.tektronix.com/productivity 3定时错误调试
应用文章
图5. 显示毛刺的Control (3) 的MagniVuTM波形。
图7. iView 示波器光迹，显示Control (3) 信号的模拟形式。
图6.Control (0) 和Address (0) 信号线，其MagniVu 光迹显示由于串扰
造成的毛刺。
步骤 III：了解故障细节 号线上更窄的毛刺。请注意，在这两个信号线上毛刺和一
使用高分辨率定时图详细检查故障。了解它们与其他事件 个脉冲是同时发生的。这通常表明两个信号之间发生了串
或故障之间的关系。除了深度定时之外，Tektronix 逻辑分 扰，但是您需要从另一个角度仔细观察以进行确认。进行
析仪还具有高分辨率 MagniVuTM 125 ps (8 GHz) 定时功能， 到步骤IV 时，可以发现更多信息。
可与深度定时功能同时运行。MagniVu 波形可以高分辨率
步骤 IV：观察模拟波形
AIGC"本指南针对定时器在实际应用中常见的故障与错误进行了详尽解读。它详细介绍了定时器设备的工作原理、各类定时模式（如脉冲输出、定时中断、软件计时等）及其可能遇到的问题，例如定时精度误差、超时无响应、定时周期漂移等。通过提供故障排查步骤、实例分析以及实用的调试技巧，帮助用户识别并解决定时器在使用过程中遇到的各种问题，确保设备稳定可靠地执行定时任务，提升系统整体性能和用户体验。无论是电子工程师、自动化技术人员还是设备维护人员，都可以从中获益，掌握定时器错误的有效诊断与修复方法。"
