Oefenen met logic analyzers

Ik gebruik mijn logic analysers (een oude ZeroPlus, een Analog Discovery en sinds kort een Labnation Smartscope) eigenlijk alleen voor eigen ontwikkelingen met microcontroller en FGPA's, en nooit om fouten in andere apparaten te zoeken. Nu doe jij natuurlijk veel meer dergelijke reparaties dan ik, maar ik zou werkelijk niet weten hoe je daarmee een fout opzoekt; je weet gewoonlijk immers niet wat er precies hoort te gebeuren, en de enorme hoeveelheid data die er in de meeste gevallen langs komt is echt niet te begrijpen zonder de code of heel erg veel werk. Ik zou ook niet weten wat voor defect je aan een apparaat zou hebben dat zich op zo'n manier manifesteert.

Ik zou eerder met een scope gaat zoeken naar defecte line drivers, en als je denkt dat er iets raars in een I2C EEPROM of zo staat, zou ik die gewoon helemaal uitlezen en eventueel overschrijven met een known-good image van een ander apparaat of zo. Dat kun je doen zonder hem los te solderen, door alleen de SCL en SDA lijnen (en ground natuurlijk) te verbinden met een externe microcontroller of een Bus Pirate o.i.d., terwijl je de controller van het apparaat dat je probeert te repareren in reset houdt.

Wat voor logic analyser gebruik je? De meeste kunnen wel triggeren op een specifiek databyte op een I2C bus of zo, en bij SPI trigger ik gewoonlijk op de !CS.

Ik gebruik ook zo'n acht kanaals analyser, maar alleen voor ontwikkeling en fout zoeken van signalen in de software die ik zelf schrijf. Maar dan heb je de software zelf geschreven, dus je weet wat er ongeveer moet gebeuren. Maar als je in de software van een ander moet gaan zoeken, "waar je dus niet weet waar je naar moet kijken" wordt het denk een stuk ingewikkelder.

Vooral jij bent met dingen van andere ontwerpers bezig, waar je weinig informatie van hebt. En als het puur om hardware matige elektronica gaat zal je toch eerst de werking daarvan uit moeten pluizen voordat je kan gaan meten en kijken waar het fout gaat.

Ik zou echt niet weten hoe je zoiets met één of ander onbekend apparaat zou moeten oefenen, behalve dan wat ik hierboven schreef.

Hi Fred,

Ik heb de logic analyzer in mijn Hameg scoop nog nooit gebruikt, de modules liggen nog nieuw in het zakje op de plank

Ik heb sinds kort ook zo'n goedkoop dingetje van ebay om er mee te spelen en de software voor vele protocollen is gratis.

Dit in tegenstelling tot de wanstaltige bedragen die Hameg voor zijn opties vraagt.

Maar dan nog dit, USB meten? heb jij dan een analyser die zo hoog in frequentie gaat?

Groet,
Bram

Ik kan je voor zulke dingen de Labnation Smartscope wel aanbevelen; dat ding heeft (vergeleken met mijn ZeroPlus en Analog Discovery) een erg groot sample geheugen, dus je kunt lange reeksen van data vangen en op je gemak bekijken. Ook doet de scope heel fatsoenlijk zijn werk, wat ik van de Analog Discovery toch niet altijd kan zeggen.

Voor zover ik weet heeft die Labnation Smartscope, voor zover ik weet, geen mogelijkheid voor datacompression (run-length encoding) op de logic analyser, wat de ZeroPlus wel kon. Goedkoop is het ding niet, maar ik heb de mijne een maand of wat terug via V&A hier gekocht, en ik ben erg bijzonder tevreden over. Het zal nooit een echte oscilloscoop vervangen, maar voor veel toepassingen is hij goed genoeg, en het feit dat hij ook werkt met je mobiele telefoon maakt hem erg handig om in de werkplaats te gebruiken.

Ik ben verwend door m'n $3 USB logic analyser. Doordat ie het geheugen van de PC gebruikt en de boel snel zat is om gigabytes aan samples op te slaan, gebruik ik niets van triggering of state machines.

Ik start de aquisitie, ga dan de target sequence triggeren. Meestal staat ie op 250M samples op 24M/sec. Dus ruim 10 sec. Dan laat ik hem vaak die 10s afmaken. De laatste tijd staat ie op 500M samples en click ik vaak op "STOP" en eindig ik dan met 7 of 13 sec aan trace.

In ingewikkelde gevallen save ik de data naar een binary file en analyseer dat met een snel/klein programmatje. Bijvoorbeeld tellen hoe vaak bepaalde pulslengtes voorkomen dat kan de standaard software dan niet. Onder Unix-achtige OSen is dat pulslengtes bepalen uitsluitend het extraheren van het bitje wat je nodig hebt.

int main (int argc, char **argv)
{
  int b, c; 
  b = atoi (argv[1]);
  while ((c=getchar ()) >= 0) {
     printf ("%d\n", (c >> b)&1);
  }
}

Pulslengte verdeling bepalen doe je dan met

extract-bits 4 < dump.bin | uniq -c | grep 1$ |sort -n | uniq -c

eventueel gevolgd door | sort -n om de meest voorkomende op het eind te krijgen.

Je kunt er meer mee dan je denkt, net als je een curvetracer ook voor veeel meer dan torren en diodes kunt gebruiken. Ik ben redelijk creatief in het gebruiken van meetapparatuur.

Ik heb bv van de week met de LA van mijn scoop een 7 tal relais getest. Ik moest weten welke aangaan en in welke volgorde. Zo kwam ik er achter dat daar een fout zat. Die werden op een ander board door ULN2003 aangestuurd welke op hun beurt door een paar analoge schakelaars werden bediend welke op hun beurt weer door de processor worden bestuurd, al dan niet met nog wat glue logic er tussen.
Met een scoop bijna niet te doen. Het lukt wel maar met de LA was dat veel makkelijker. Het zijn single shot acties die je tegelijk moet meten. Dat maakt reverse engineeren makkelijker.

Bij bovenstaand voorbeeld zijn er een stuk of 12 functies Als je er een kiest wordt er een hoop geschakeld. Zowel door relais als halfgeleiders (analog switches, mosfets, torren, tor arrays, de draaiknop op het front etc. Veel onderdelen zijn even actief. Met de scoop uitzoeken welke poorten van de processor reageren op user commandos is monnikenwerk omdat het ding zijn hele functie gaat uitvoeren. Met een LA kan ik 8 of 16 poorten tegelijk tegelijk bekijken en zo de volgorde vast leggen. Maar nu doe ik dat door de scoop op roll mode te zetten en dan te hopen dat ik snel genoeg op stop kan drukken.

Ander voorbeeld, een component, bv een eprom, in de datasheet staan timing diagrammen (heet dat zo ? ) Je kunt de adres bus pin voor pin met een scoop meten en de controle lijnen ook maar als je die tegelijk kunt zien samen met bv de data of adres bus kun je mbv de datasheet zien of er rare dingen gebeuren. Het lukt me met de scoop ook wel maar met een LA gaat het voor mij gewoon makkelijker.
Ik heb nu een keer of 3 met een half defecte processor of een van zijn kompanen gezeten waarbij ik niet 100% zeker was maar het gelukkig wel goed bleek te hebben. Daar gebruikte ik alleen de scoop.

Mijn Hameg 350 MHz scoop heeft 8 LA lijnen maar geen protocol analysers. Alle lijnen hebben 1 kleur en dan is het puzzelen of de lijn hoog of die erboven laag is.
Ik heb een 16 kanaals Zeroplus welke ik met Sigrok/linux en zijn eigen software onder XP gebruik. Daar wil ik vooral meer uit kunnen halen.
En ik krijg binnenkort een mooie klassieke HP-1615A met pods en manuals. Die heeft ook nog glitch detect, en dat lijkt me wel handig, een groter spanning bereik en beter beveiligd.

Ik probeer mijn digitale kennis op te krikken. Dat heb ik een tijd met programmeren geprobeerd maar dat is niet zo mijn ding. Ik vergeet altijd de syntax etc. Ik ben nu andersom begonnen, met de hardware. Ik ga ook zo'n single board 8 bitter bouwen (maar tijd is een probleem)
Ik heb wel tijd als ik moet liggen maar dan kan ik niet bouwen, echter wel met een logic analyzer spelen.

Red Pitaya misschien ?

Gebruik hem zelf nu als pc scoop.
Wil hem ook als analiser gebruiken maar moet me daar nog echt in verdiepen.

Hi Fred,

Hier wat info over USB2, bij USB3 en 3,1 liggen de frequenties nog veel hoger.
Dus meten met een Logic analyser direct aan de USB bus lijkt mij niet echt te doen met de goedkope analyzers...
Maar mischien mete jij aan dedata die in of uit de USB chip kwam

Wat info ove USB2.

Groet,
Bram

Hoi Fred.
Zelf werk ik al jaren niet meer met logic analysers dus kan je daar niet veel over vertellen.
Nu jij er over begint; ik heb hier nog een complete Tektronix 1241, 100 MHz LA staan, compleet met PODs, handleiding en wat emulators.
Hij staat in de weg dus als je interesse hebt dan mag je hem hebben.

Voor USB bij een randapparaat op een PC kun je beter een software analyzer nemen...: https://freeusbanalyzer.com/
(die werkt ook met USB3.0)

Hoi Fred

Ik gebruik de LA, een 8ch USB en een 16ch Agilent, voornamelijk i.c.m. ontwikkeling, maar ook onlangs weer bij reparatie, foutzoeken, in een vintage Z80 CP/M computer.
Uiteraard moet je een vermoeden hebben waar de fout zit. Je hebt al met je scope op dat ene pikkie gekeken of er activiteit is. Maar is die activiteit eigenlijk wel op het juiste moment daar... dan kan je de LA er aanhangen. Zo had ik een CPM machine welk 64K memory heeft. Alle andere dan memory chips hebben dus I/O R/W control. Zo was er in die machine geen init van de Video controller. Ik heb dus de LA probes aan de uitgang van de ls138, de I/O en R/W, welke samen met 2 extra adreslijnen de CS maakt gehangen. Niks nada noppes op het juiste moment. Stukkie terug naar de adres selectie -> ls138. En daar bleek 1 van de adres lijnen te ontbreken. Printspoortje gerepareerd en hij was weer voor z'n roodkoperen. Nu moet ie binnenkort opnieuw op de bench want er is een gedeelte memory weg.
Ik had de mazzel een schema te hebben. Maar met meer tijd te investeren was het zonder schema ook wel gelukt. En dan is je ervaring één van de mogelijke factoren tot succes.

TonHek

Zo ik loop wat achter. Ik zat ruzie te maken met een isolatie tester die zelf te weinig isolatie heeft

Bram, bedankt voor de pdf. Dat verklaart misschien waarom ik bij de memorystick niets zag. Dat zal dan die 480Ms/s mode zijn.
Maar ik hoef geen usb te meten, dat was gewoon wat spelen bij gebrek aan een praktisch oefen object. De zeroplus is 16 kanaals en 75 MHz

Ton, dat is precies wat ik er ook mee wil doen. Ik doe dat af en toe al met de scoop LA maar de combi van niet 100% thuis in LA gebruik en een niet goed werkend circuit is wat lastig. Zie ik niets omdat ik de instellingen fout heb of omdat er niets gebeurd.

En dat was het doel van dit topic, ik zoek ideetjes om makkelijk en hanteerbaar op te oefenen met de zeroplus aan mijn laptopje.
Ik kom qua idee niet verder dan een afstandbediening van de TV ?
Iets wat zelfstandig werkt en waar je wat aan kan bedienen zodat ik actie-reactie situaties heb.
Misschien toch maar een oude benchmeter of counter open trekken en er wat headers in solderen.

Ik heb waarschijnlijk genoeg onderdelen voor een soort minimalistische Z80 based ZX81 achtig computertje maar dan moet er display aan en iets om het te kunnen programmeren en dan wordt het toch weer een heel ingewikkeld project. Alleen al vanwege de bedrading.

Ik gebruik zelf ook de zeroplus sinds 1 maand. Ik ben nu vooral bezig met I2C en ik kan dan via de protocol analyzer meekijken wat er gebeurd.
Maar dan test ik vooral mijn eigen software en schakeling op correcte werking.

Voor de zeruplus heb je nu best heel voor protocol analyzers. En die zijn denk ik het belangrijkst dan hoef je zelf niet naar elke puls te kijken maar dan kijk je gewoon naar data of adres bytes die hexadecimaal worden weergegeven. Voor I2C is dan de acknolidge weer belangrijk. Ik had een verkeerd adress voor een bepaald IC en dan krijg je dus een N-ack melding. en weet je dus dat het niet werkt.

Goedkope van nog geen tientje van DX doet dat ook netjes (hier een i2c beeld):

Je hebt toch zat meetapparatuur staan met processoren erin? Als ik bij mij zo rondkijk dan heb ik een counter met Z80, Prema's met 6502, HP3456A met 6802 (meen ik) en nog wel een hoop meer. Allemaal met ROM, RAM en I/O. Ook interessant zijn counters zonder processor. Daar zit lekker veel logica in. En veelal is er een service manual beschikbaar waar precies in staat hoe het moet werken.

Een oude computer is ook een goed idee. Van mijn Acorn Atom is alles bekend; schema en uitgeschreven ROM inhoud.

Ik heb verschillende LAs, afhankelijk van de leeftijd en het probleem werkt het één beter dan het andere.

Een paar oude philips LAs met standaard pod en pods voor diverse oude processoren. Kan je on the fly meekijken wat de processor aan het doen is.

Een oude tek omdat die signature analysis kan doen. In een bepaalde periode waren de service manuals voorzien van die methode.

Een ´moderne´ USB LA met 8 ingangen om ook I2C, SPI en serial te decoderen. Die gebruik ik ook voor mijn eigen ontwikkelingen.

Een moderne LA met meer dan 8 ingangen is weer een combinatie van zo'n oude LA en een moderne. Voldoende lijnen en ook decodering. Zeroplus, buspirate ect. Meen laatst te hebben gezien dat iemand ook disassembly had toegevoegd voor een processor, net als wat mijn philips LAs kunnen.

Maar bij een probleem begint het zoeken met scope en meters. En als de zaak in sockets zit is het sneller om ROM/RAM/logica uit te lezen of te testen dan meteen te gaan spitten. Laatst nog een ROM tegengekomen die bij de oneven adressen alleen FF gaf met lezen. Heb ook een voorraadje aan oude ICs liggen om te kunnen wisselen, processoren, IO etc.

@Fred: heb je niet iets staan met zo'n 16x2 LCD schermpje erin? De aansturing daarvan is 4 of 8 bits data parallel, een clock, en en R/W, register select, en enable lijntjes. Het leuke is dat je de data die langs komt voor een deel ook op het scherm kunt zien, en de rest zijn commando's (cursor positie veranderen e.d.).

Ik ben zelf nog wel op zoek naar een betaalbare LA die 400 Msps of meer kan; het overgrote deel doet maximaal 100 Msps.

De Labnation Smartscope is open-source, bedenk ik nu; misschien is die met een beetje creatieve FPGA code (interleaved samplen op een geïnverteerde clock) nog wel naar 200 Msps te krijgen...

[Bericht gewijzigd door SparkyGSX op zaterdag 14 oktober 2017 19:29:10 (33%)

Sparky, guido, zoiets is idd de bedoeling. De Zeroplus schijnt ook een LCD protocol analyser te hebben. Maar op een 7,5 digit prema na niks met lcd anders dan zelfbouw maar wel met 7 segment leds. bv de Fluke 8000 en een Tek 1100 MHz counter. Dat zal wel bcd zijn.

Als ik uitgezocht heb hoe ik ook al weer een atmel328 met mijn TL866 programmer moet programmeren kan ik daar een display aan hangen en bv een latch ofzo. Toen ik mijn trafo wikkelaar maakte kwam Jochem erachter dat ik dat fout deed en dat was de reden dat mijn programmeersels zo beroerd werkte. Alleen ben ik de aantekeningen met settings voor de TL866 kwijt.

Waarom neem je niet zo'n imitatie Arduino board van Aliexpress voor 2.50 euro of zo? Geen gedoe met losse programmers, gewoon via de bootloader programmeren, dat is veel gemakkelijker, zeker als je nog maar net je voetjes nat komt maken in de wereld van de microcontrollers.

Precies, zo'n nano met een micro usb aansluiting. Geen geklooi met programmers etc.
Guidob z'n LA heeft waarschijnlijk target processor afhankelijke POD's en software om disassembly te doen. Wel handig, maar je moet de touwtjes knopen goed in de gaten houden ivm volgorde.
Maar begin eens simpel, pak een computer iets uit je voorraad. hang je la aan de cs, enable, data read/write van een chippie. In dit geval iets waar je het schema van hebt. werk nu terug om te onderzoeken hoe en wanneer die chip zijn enable levels krijgt. Is z'n adres memory- of i/o- mapped. enz enz.. zoveel te onderzoeken. Pak eerst wel een werkend apparaat.

TonHek

Op 14 oktober 2017 21:30:39 schreef SparkyGSX:
Waarom neem je niet zo'n imitatie Arduino board van Aliexpress voor 2.50 euro of zo? Geen gedoe met losse programmers, gewoon via de bootloader programmeren, dat is veel gemakkelijker, zeker als je nog maar net je voetjes nat komt maken in de wereld van de microcontrollers.

De reden is dat ik regelmatig problemen had met de arduino IDE onder Linux. Zo kwam ik uiteindelijk op de TL866 uit. Deze had ik gekocht omdat hij logic ICs kon testen en Eproms copieren. Ik wist toen niet dat ik ook Arduinos ermee kon doen.

Ik vond het prettiger werken met de programmer omdat ik de atmel op mijn eigen versie van een Arduino gebruik (zif voet, voeding, display en wat headers) De settings stonden op een notitie in mijn gecrashte HP W10 notebook. Met de goede settings werkte het prima.
Maar nu weet ik niet meer welke vakjes ik moet aanvinken.

De programmas schrijf ik vaak eerst mbv Geany. Toen ik nog een W10 laptop had in Atmels eigen IDE.

Ik zou het liefst met Python werken, daarmee kon ik na een paar uur al meer mee dan na 5 jaar ploeteren met C.

Ik heb even met een pic en de free versie van proton (basic) gewerkt. Dat vond ik erg fijn werken maar je kon maar iets van 50 regels code maken. Ik heb nog ergens een pickit 3 en ook wat lege pics op voorraad. Dat zou ook een mooi LA oefenboard vormen.

Maar begin eens simpel, pak een computer iets uit je voorraad. hang je la aan de cs, enable, data read/write van een chippie. In dit geval iets waar je het schema van hebt. werk nu terug om te onderzoeken hoe en wanneer die chip zijn enable levels krijgt. Is z'n adres memory- of i/o- mapped. enz enz.. zoveel te onderzoeken. Pak eerst wel een werkend apparaat.

Dat ga ik eerst doen. Dat is eigenlijk het meest zinvol gezien mijn toepassing. Maar dat wordt een meet apparaat want ik heb geen collectie computers.

een van de best gedocumenteerde was toch de tandy model 1 en 3
Schema's en documentatie zoveel je wou.
Door de eenvoud eigenlijk zelfs wel op eurokaart of zo te bouwen

Heb een Tek countertje gebruikt. Zijn eigen klok op de ingang gezet zodat er wat op de display stond. Lange draad en hoge weerstand voor lekker veel handeffect om de display te laten verlopen. Zat alleen een LS7031 en een paar 4000 series IC in. Maar het was grappig om op de BCD output de binaire codes voor 7 segment led digits te zien veranderen Er een bus van gemaakt en daarna mbv de wiki gedecodeerd. Er zat ook een strobe bus op. Als ik die tot een bus samen nam zag ik op de bus lijn hem tellen (0, 2, 8, 16, 32 etc)

Niet echt spannend maar ik had nu in ieder geval veranderende activiteit dus ik kon wat met bussen en triggering spelen.

Nu iets zoeken wat iets meer computer is. Dus processor, ram en (e)eprom. Daar is meer onderlinge afhankelijkheid.

Kombucha, ik wil een 8 bit single computertje bouwen zoals in een ander topic hier, daar heb ik al geen tijd voor. Een tandy nabouwen is nog meer werk. Dan zou ik een ZX81 bouwen uit jeugd sentiment. Dat is allemaal niet zo moeilijk maar zonder pcb wel erg veel werk qua bedraden.

Op 15 oktober 2017 00:57:49 schreef TonHek:
Guidob z'n LA heeft waarschijnlijk target processor afhankelijke POD's en software om disassembly te doen. Wel handig, maar je moet de touwtjes knopen goed in de gaten houden ivm volgorde.TonHek

Ja en nee. Inderdaad specifieke PODs per processor (al kan je er een aantal ombouwen naar een andere processor), maar die zijn dan uitgerust met een 40pens klem die je over de processor zet. Alleen de standaard pod heeft losse draadjes.

De Tek van brainbox kan dat overigens ook, afhankelijk van de opties. Interessant apparaat met die LCD shutter voor kleur. En veel moderner dan die antieke HP-1615A. Ik zou zo'n aanbod waarschijnlijk niet kunnen afslaan (TEA syndroom )

Maar processor disassembly is niet zo interessant voor troubleshooting denk ik. Is meer voor development. En daar gaat dat tegenwoordig anders; de hele processor wordt vervangen door een printje met FPGA. Die emuleert dan de target processor en je kan on the fly alles bekijken aan code en registers. Single step erbij etc. Heb het hier over development aan oude 8bit computers. B.v. https://github.com/hoglet67/AtomBusMon/wiki

Maar goed, hier heeft Fred niet zoveel aan.

Op 15 oktober 2017 19:55:03 schreef guidob:
[...]

De Tek van brainbox kan dat overigens ook, afhankelijk van de opties. Interessant apparaat met die LCD shutter voor kleur. En veel moderner dan die antieke HP-1615A. Ik zou zo'n aanbod waarschijnlijk niet kunnen afslaan (TEA syndroom )

.

Guido, ik eigenlijk ook niet maar hij is te zwaar/kwetsbaar voor de post en Brainbox woont voor mij te ver weg om te rijden en ik denk dat zoiets bij iemand als jij beter tot zijn recht komt dan bij mij. Ik zag een youtube demo en het lijkt mij een vrij heftig ding waar heel erg veel ingangen op kunnen. Als het om protocollen gaat kan mijn zeroplus er meer dan honderd aan.

Ik lees steeds over pods speciaal voor processors die je er over heen zet wat houdt dat in. Vervangt dat tijdelijk de processor of test hij de processor ?

De lA van mijn scope is realtime. De zeroplus kan dat volgens mij niet. Die kan wel continu sampelen maar dan zie ik niks tot hij stopt. Voor reparatie is realtime makkelijker omdat ik zo'n ding dan eigenlijk gewoon misbruik als 8 kanaals scoop (die van mijn scoop)

Andere vraag. Ik heb klemmen die ik over een TH IC kan zetten om te proben. Bij smd is het veel lastiger. Meestal draadjes solderen. Ik heb een keer een klem voor 16 pin smd gekocht, was 35 euro maar echt bruikbaar is het niet. Daar hoopte ik wat met UART/boundery scans te kunnen maar dat blijkt toch veel haken en ogen te hebben.