¿Qué es un analizador lógico?
Un analizador lógico es un dispositivo electrónico de medición que puede caracterizar y mostrar señales digitales a lo largo del tiempo. Un analizador lógico se utiliza a menudo para probar o solucionar problemas de circuitos electrónicos digitales.
Antes de pasar a los fundamentos del funcionamiento de un analizador lógico, hay que aclarar su estructura básica.
Normalmente, un analizador lógico consta de dos unidades principales, es decir, de dos analizadores. Una parte es un analizador de tiempos, mientras que la segunda es un analizador de estados.
El analizador de tiempos
En general, un analizador de tiempos muestra la información de la misma manera y forma que un osciloscopio. En esta forma general, el eje horizontal representa el tiempo y el eje vertical la amplitud de la tensión. En este caso, la visualización respectiva es en el dominio del tiempo porque las formas de onda de ambos instrumentos dependen del tiempo.
El rango de digitalización de un analizador de tiempos es similar a uno con resolución vertical de 1 bit. Como sólo se dispone de un único bit para la resolución vertical, se pueden visualizar dos estados diferentes. Alto o bajo (0 o 1). Aquí, los umbrales establecidos (tensión) son valores individuales definidos por el usuario. Así, las señales entrantes se clasifican como por encima del umbral (1) o por debajo del umbral (0).
A partir de estos puntos muestreados, el Analizador de Tiempos genera una lista de unos y ceros que representa una imagen de un bit de la función de la señal de entrada. Esta lista generada se almacena en la memoria interna de la unidad y se utiliza para reconstruir una imagen de un bit de la entrada.
El analizador de estados
Un "estado" de un circuito lógico es una muestra de un bus o línea cuando sus datos son válidos. Considera un simple flip-flop "D". Los datos de la entrada "D" no son válidos hasta que se produce un flanco de reloj positivo. Por tanto, un estado del flip-flop es cuando se produce el flanco positivo del reloj.
Imagina que hay ocho de estos flip-flop en paralelo y que todos están conectados a la misma señal de reloj. Cuando se produce una transición positiva en la línea de reloj, los ocho adquieren datos en sus entradas "D". De nuevo, se produce un estado cada vez que hay una transición positiva en la línea de reloj. Estas ocho líneas son análogas al bus de un microprocesador. Si se conecta un analizador de estados a estas ocho líneas y se le ordena que recoja datos cuando haya una transición positiva en la línea de reloj, el analizador haría exactamente eso. El analizador de estado sólo detecta la actividad en las entradas cuando el reloj está en nivel alto.
El analizador de tiempo tiene un reloj interno para controlar el muestreo, de modo que el sistema sometido a prueba se muestrea de forma asíncrona. Un analizador de estados muestrea el sistema de forma sincrónica porque recibe su reloj de muestreo del sistema.
Un analizador de estado suele mostrar los datos en formato de lista, y un analizador de tiempo los muestra como un gráfico de forma de onda.
Cosas básicas sobre los relojes: En el analizador de tiempos, el muestreo se realiza bajo la dirección de un único reloj interno. Esto simplifica mucho las cosas. Sin embargo, en el mundo de los microprocesadores, un sistema puede tener varios "relojes".
Supongamos que un técnico quiere activar por un momento una dirección concreta de la RAM y ver qué datos hay almacenados allí. Supongamos que el sistema utiliza un Zilog Z80. Para capturar direcciones del Z80 con un analizador de condiciones, debe capturarse cuando la línea MREQ pase a nivel bajo. Sin embargo, para capturar datos, el analizador debe muestrear cuando la línea de ciclo de escritura (WR) pase a nivel bajo o cuando el ciclo de lectura (RD) pase a nivel bajo. Algunos microprocesadores multiplexan datos y direcciones en las mismas líneas. El analizador debe ser capaz de introducir información de las mismas líneas pero de relojes diferentes.
¿Qué tipos de analizadores lógicos existen?
Dado que un analizador lógico es una de las herramientas de medición más populares de la electrónica actual, hay una gran variedad de versiones. En el segmento superior de precios encontrarás aparatos que pueden funcionar de forma autónoma sin necesidad de un PC y suelen tener más de 34 canales lógicos. Para aplicaciones sencillas, suele bastar con un aparato conectado al PC a través del bus USB. Un fabricante de analizadores lógicos especialmente experimentado es la empresa Prodigy, que proporciona a todos sus clientes un software analizador gratuito que incluye una enorme biblioteca de protocolos analizables adicionales. Prodigy ofrece el analizador lógico PGY-LA-EMBD, el primer analizador lógico del sector en su categoría, que permite a los ingenieros solucionar problemas de temporización y realizar análisis simultáneos de protocolos de interfaces I2C, SPI, UART, I3C, RFFE y SPMI en diseños embebidos. Esto permite a los diseñadores solucionar rápidamente problemas a nivel de circuito y de sistema.