У статті ми розглянемо характеристики і пристрій дешевого і простого багатоканального логічного аналізатора для радіоаматорів і напівпрофесіоналів. Апаратна частина приладу являє собою модуль, який підключається до персонального комп'ютера або ноутбука. За допомогою програмного забезпечення, що встановленого на комп'ютері, здійснюється все керування приладом і візуалізація даних, що передаються.

Основні характеристики приладу:

• до 32 вхідних каналів;
• пам'ять 128 КБ на кожен канал;
• частота дискретизації до 100 МГц;
• вхід зовнішнього тактирования;
• всі входи сумісні з 3.3 В і 5 В логікою;
• настроюється розмір буфера передвибірки / поствиборкі кратний 8 КБ;
• 16 бітний генератор внутрішньої синхронізації;
• кілька режимів внутрішньої синхронізації;
• програмована затримка синхронізації;
• програмований лічильник подій синхронізації;
• вхід зовнішньої синхронізації;
• комунікація з ПК по LPT (EPP режим) або USB інтерфейсу;
• кілька версій додатків для ПК під різні операційні системи.

Основним елементом логічного аналізатора є ПЛІС XC95288XL , Виробництва компанії Xilinx , Яка і виконує всі основні функції. Принципова схема приладу зображена на рисунку 1.

Як джерело тактової частоти для ПЛІС використовується осцилятор IC4 (IC6), запозичений зі старої материнської плати комп'ютера. Незважаючи на те, що осцилятор розрахований на роботу при напрузі 5 В, проблем в роботі приладу при харчуванні його напругою 3.3 В виявлено не було.

Для зберігання вибірок використовується зовнішнє швидкодіючий ОЗУ - мікросхема AS7C33128 .

Для живлення приладу використовується зовнішнє джерело з вихідним напругою до 15 В. ПЛІС і ОЗУ мають напруга живлення 3.3 В, тому встановлений регулятор напруги 3.3 В серії LD1117DT33 .

Конектор паралельного порту K7 розміщений на платі логічного аналізатора і підключений безпосередньо до ПЛІС. Друкована плата логічного аналізатора двостороння, використовуються компоненти для поверхневого монтажу і звичайні компоненти з висновками. Вид друкованої плати показаний на рисунку 2.

Зауваження. Замість висновку 40 (Vss) мікросхеми SRAM до «землі» підключений висновок 39 цієї мікросхеми. Рішення: з'єднати на друкованій платі висновок 39 і 40 разом (висновок 39 не використовується в мікросхемі SRAM).

Для підключення до персонального комп'ютера по інтерфейсу USB необхідно використовувати спеціальний адаптер, схема якого зображена на рисунку 3.

Адаптер USB інтерфейсу для логічного аналізатора зібраний на мікросхемі серії FT2232C виробництва компанії FTDI. Дана мікросхема об'єднує в собі функціональність двох окремих мікросхем FT232BM і FT245BM. Вона має два канали введення / виводу, які конфігуруються окремо. Основні моменти конфігурації FT2232C для застосування в складі приладу - це харчування від USB інтерфейсу і режим емуляції шини мікроконтролера (MCU Host Bus Emulation mode). Цей режим конвертується в протокол EPP за допомогою мультиплексора IC3 74HCT4053D. Так як безпосереднє декодування сигналів / DST, / AST і RD / WR може викликати конфлікти таймингов, використовується додатковий сигнал A8, який використовується в якості сигналу RD / WR (читання / запис) в періоди передачі даних по EPP протоколу.

Конектор JTAG (CON2) використовується для конфігурації ПЛІС - це для майбутніх розробок, на поточний момент даний інтерфейс не використовується.

Мікросхема EEPROM серії 93LC56 (IC2) зберігає конфігураційні дані для мікросхеми FT2232C і є обов'язковим елементом для правильного функціонування програмованого інтерфейсу. Для програмування даної мікросхеми використовується утиліта FT_Prog (раніше вона мала назву MProg). Дана утиліта і драйвера FT2232C доступні для скачування на сайті компанії FTDI.

Друкована плата адаптера розроблена односторонньої, що спрощує її виготовлення.

Існує також версія B 1.0 адаптера USB інтерфейсу (Малюнок 5). Дана версія відрізняється відсутністю коннектора JTAG і друкованою платою, яка виконана з урахуванням вбудовування її в корпус коннктора CANNON 25. Зовнішній вигляд зібраних адаптерів а рисунку 6.

Також є ще одна версія схеми логічного аналізатора (Малюнок 7), в яку вже інтегровані інтерфейси USB і LPT. Автором цього варіанту є Bob Grieb і при розробці схеми використовували середовище TinyCAD, друкована плата для нього розроблялася в редакторі FreePCB.

Частина 2 - Прошивка ПЛІС, програмне забезпечення для ПК

завантаження

Проект (схема, друкована плата) логічного аналізатора (версія 1.1) - завантажити
Проект Bob Grieb (схема, друкована плата) - завантажити
Проект адаптера USB інтерфейсу (версія A 1.1) - завантажити
Проект адаптера USB інтерфейсу (версія B 1.0) - завантажити

minila.sourceforge.net