使用泰克示波器調(diào)試以太網(wǎng)問題
以太網(wǎng)是局域網(wǎng) (LAN) 使用的一系列基于幀的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 技術(shù),最初是施樂 PARC 于 20 世紀(jì) 70 年代開發(fā)的。電 氣和電子工程師學(xué)會(huì) (IEEE) 在 1980 年出版了第一個(gè)草議 標(biāo)準(zhǔn)。IEEE 802.3 CSMA/CD 于 1982 年獲批,國(guó)際 ISO/ IEEE 802.3 標(biāo)準(zhǔn)于 1984 年獲批。
10BASE-T 和 100BASE-TX 的流行及硬件實(shí)現(xiàn)成本不斷 下降,使得越來越多的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用以太網(wǎng)技術(shù), 并一直作為系統(tǒng)級(jí)互連技術(shù)使用。
通過在物理層和協(xié)議層分析以太網(wǎng)業(yè)務(wù),可以了解嵌入式 設(shè)計(jì)其它子系統(tǒng)的運(yùn)行情況。但是,一個(gè)差分以太網(wǎng)信號(hào) 中包含著地址信息、控制信息、數(shù)據(jù)信息和時(shí)鐘信息,很 難隔離關(guān)心的事件。以太網(wǎng)串行觸發(fā)和分析選項(xiàng)把部分泰 克示波器(參見附錄 A)轉(zhuǎn)換成強(qiáng)大的工具,支持自動(dòng)觸發(fā)、 解碼和搜索,可以調(diào)試基于 10BASE-T 和 100BASE-TX 的系統(tǒng)。
工作方式
兩種最常用的以太網(wǎng)版本是大多數(shù)個(gè)人電腦上使用的 10BASE-T 和 100BASE-TX。前面的數(shù)字表示以 Mb/s 為單位的數(shù)據(jù)速率。BASE 表 示信號(hào)是基帶信號(hào),因此沒有 RF 信號(hào)調(diào)制。T 表示網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間使用 的局域網(wǎng)電纜中的雙絞線。 以太網(wǎng)提供了基于分組的對(duì)等通信,實(shí)現(xiàn)直接點(diǎn)到點(diǎn)通信。在物理層, 10BASE-T 和 100BASE-TX 信號(hào)傳送地址信息、控制信息、數(shù)據(jù)信息 和時(shí)鐘信息。數(shù)據(jù)按數(shù)據(jù)字節(jié)順序傳送,稱為數(shù)據(jù)包。以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包可 以在內(nèi)部承載其它更高級(jí)的協(xié)議數(shù)據(jù)包。例如,以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包可以包含 互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議 (IP) 數(shù)據(jù)包,IP 數(shù)據(jù)包又可以包含傳送控制協(xié)議 (TCP) 數(shù) 據(jù)包。這種復(fù)雜的信號(hào)使得分析 10BASE-T 和 100BASE-TX 波形時(shí)很 難隔離關(guān)心的事件。
設(shè)置 10BASE-T 以太網(wǎng)總線解碼
在泰克示波器上,按前面板上的總線按鈕,可以把示波器輸入定義 為一條總線。您只需輸入以太網(wǎng)總線基本參數(shù),包括速度和信號(hào)類 型、輸入通道和電壓閾值,如左圖所示,示波器就會(huì)理解通過總線 傳送的信息。 以太網(wǎng)總線是一種差分信號(hào)。盡管示波器可以使用單端探頭采集和 解碼總線,但使用差分探頭則可以改善信號(hào)保真度和抗噪聲能力。
理解以太網(wǎng)總線
解碼后的畫面為構(gòu)成 10BASE-T 和 100BASE-TX 的各個(gè)信號(hào) 提供了更高級(jí)的綜合視圖,可以簡(jiǎn)便地識(shí)別包開頭和包結(jié)尾以 及子包成分。總線上的每個(gè)包都被解碼,值可以在總線波形中 用十六進(jìn)制、二進(jìn)制或 ASCII 顯示。 除在總線波形上查看解碼后的包數(shù)據(jù)外,還可以在表格視圖中 查看所有捕獲的包,就像在軟件列表中查看一樣。包帶有時(shí)間 標(biāo)記,每種成分(時(shí)間、目的地址、源地址、長(zhǎng)度、數(shù)據(jù)、 FCS/CRC、誤碼)用分欄方式連續(xù)列出。 在 5 系列 MSO 上,Results Table 視圖向回鏈接到波形顯示畫 面。觸擊表格顯示畫面中的一行,示波器會(huì)自動(dòng)放大對(duì)應(yīng)的總 線信號(hào)及得到的解碼后的總線波形,顯示在屏幕下方。
觸發(fā) 10BASE-T 以太網(wǎng)總線 示波器上的自動(dòng)分析功能可以配置成 隔離、捕獲和顯示總線上的特定值。 示波器可以觸發(fā)下表所示的以太網(wǎng)包 內(nèi)容。
搜索以太網(wǎng)總線
串行觸發(fā)特別適合隔離關(guān)心的事件,但一旦捕獲事件,需要分 析周圍的數(shù)據(jù),那么怎么做呢?您只需使用 Wave Inspector, 在采集的數(shù)據(jù)中自動(dòng)搜索用戶自定義指標(biāo),包括串行包內(nèi)容。 搜索選項(xiàng)與上一頁(yè)顯示的觸發(fā)選項(xiàng)相同。在本例中,搜索設(shè)置 成查找數(shù)據(jù)值 0x00,共找到 31 個(gè)事件。每個(gè)發(fā)生時(shí)點(diǎn)都用搜 索標(biāo)記突出顯示。您只需按示波器前面板上的 Previous ( ← ) 和 Next ( → ) 按鈕,就可以在不同標(biāo)記之間快速移動(dòng)。
處理 100BASE-TX 總線
100BASE-TX 總線設(shè)置與 10BASE-T 總線設(shè)置類似。輸入總線 基本參數(shù),包括速度和信號(hào)類型、輸入通道和電壓閾值,定義 100BASE-TX 以太網(wǎng)總線。
對(duì)解碼后的信息增加 Results Table 視圖,提供了總線活動(dòng)帶時(shí)間 標(biāo)記的顯示畫面,可以與軟件列表簡(jiǎn)便對(duì)比。觸擊 Results Table 中的一行,示波器會(huì)自動(dòng)放大對(duì)應(yīng)的總線信號(hào)及得到的解碼后的總 線波形,顯示在屏幕下方。
技術(shù)支持