Manchester a konfigurovatelné dekódování protokolu NRZ pro osciloskopy Teledyne LeCroy

Manchester a konfigurovatelné dekódování protokolu NRZ
 

Existuje mnoho způsobů, jak přistupovat k návrhu komunikace. Standardní sériové protokoly, jako například I2C, UART nebo SPI. Specializované aplikace mohou být lépe poskytovány jedním z vyhrazených protokolů jako CAN, LIN, MIL,1553, ARINC 429, MIPI, nebo Ethernet.V některých případech se však konstrukční týmy rozhodnou použít své vlastní protokoly. Populární přístup je založen na použití digitální modulace (digital baseband). Digitální signál je přenášen amplitudově a časově diskrétním signálem, který je optimálně nalazen na vlastnosti fyzické vrstvy komunikace. Průběh napětí nebo proudu reprezentující znaky 1 nebo 0 signálu na přenášené cestě se nazývá linkový kód. Nejběžnějšími typy tohoto kódu jsou NRZ a Manchester.

Dnešní osciloskopy poskytují řadu nástrojů pro dekódování dat specifických sériových protokolů.
Tyto nástroje pomáhají ověřit výkon a uskutečnit odladění problémů systému. Také poskytují cenný pohled na sběrnice CAN, které je zmíněné protokoly používají, ale ne všechny systémy jsou postaveny na průmyslových standardech ale mohou spoléhat na proprietární kódování nebo na sběrnice, které nejsou přímo podporované dekódovacími nástroji osciloskopů. Tento text je primárně věnován softwarové opci osciloskopů Teledyne LeCroy určené k dekódování protokolů Manchester a NRZ.

Sériový protokol NRZ [1]

V kódu NRZ (non return to zero) je datová úroveň 1 reprezentována kladným napětím a 0 obvykle záporným o stejné amplitudě, bez neutrálních nebo jakýchkoliv jiných podmínek. Pulsy mají více energie než pulsy RZ kódu. Na rozdíl od RZ, NRZ nemá klidový stav. NRZ není vlastně
samočinný signál, tak je zapotřebí závést nějakou další synchronizační techniku pro omezení omezení délky běhu nebo paralelní synchronizační signál tak, aby nedošlo k bitovému skluzu.

Sériový protokol Manchester [2]

Manchester je způsob zakódování dat prvně publikovaný v roce 1949 , který se využívá

pro přenos např. lokální počítačovou sítí či RS-232 a programování mikrokontrolérů

Kód spojuje datový signál se hodinový signálem tak, že uprostřed délky každého bitu je hrana,

která umožňuje synchronizaci na straně příjemce a současně tato hrana představuje

hodnotu bitu: nástupná hrana znamená log. 1, sestupná hrana reprezentuje log.

Je nutné brát v potaz, že tento způsob kódování snižuje přenosovou rychlost na polovinu.

Hlavní výhody používání kódování Manchesteru:

1. Sériový proud bitů má stejnosměrnou (DC) složku nulovou

2. Snadná implementace detekce chyb

Klíčové vlastnosti softwaru LeCroy
•
Uživatelem definovatelné dekódování protokolů
Manchester a NRZ (Non Return to zero)

•
Flexibilní dekódování sběrnic
při bitové rychlosti až 60 Gb / s
•
Konfigurovatelné
seskupení slov a packetů

pro vlastní definici protokolu
•
Intuitivní
barevné dekódování je zobrazeno přímo

na fyzické vrstvě průběhu signálu
•
Pohodlné uživatelské rozhraní a intuitivní ovládání.
Funkce Zoom umožňuje uživateli se soustředit na detaily měřených signálů

včetně jejich dekódování.
•
Vyhledávací funkce rychle identifikuje
specifické pakety a data.

Uživatelem definovatelné dekódování protokolů
Manchester a NRZ (Non Return to zero)

Parametry potřebné k dekódování protokolů lze různými způsoby modifikovat a nastavit tak aby odpovídaly specifickým potřebám uživatele. Parametry fyzické vrstvy jako je bitová rychlost, idle state a polaritu lze snadno předefinovat povolením rychlého dekódování každého bitu přenášeného sběrnicí. Vyšší úroveň dekódování lze uskutečnit konfigurací bitů na slova a slov na packety.

Konfigurace a dekódování komplexních protokolů

Definováním počtu synchronizačních bitů, datových bitů a stopových či CRC bitů lze

nakonfigurovat vlastní dekodér pro konkrétní sběrnice, případně nastavit dekodování Manchester a NRZ protokolu podle průmyslových standartů PSI5, DALI, LONworks a0 proprietární NRZ.

Podpora na mnoha platformách

Konfigurovatelná softwarová opce pro protokoly manchester a NRZ, je k dispozici na široké škále osciloskopů od Teledyne Lecroy, od šířky pásma 200MHz až po 65GHz.

Intuitivní dekódování

Barevné vrstvy s krátkým popisem jsou zobrazeny přímo na analogovém průběhu fyzické vrstvy zachycené osciloskopem a umožńují rychlou visuální orientaci uživatele v naměřených datech.

Dekódované informace se shluhují nebo rozšiřují v závislosti na nastavení časové základny tak aby informace byla zřetelně vidět. Tato schopnost se přenáší i do funce Zoom, která je charakteristická pro všechny osciloskopy od Teledyne LeCroy s uživatelským rozhraním MAUI (Most advanced User Interface). Je tím zjednodušena jak rutinní verifikace tak komplexní ladění promlémů.

Efektivní vyhledávání

Software umožňuje využít dlouhé paměti osciloskopu a historie záznamu pro rychlé vyhledávání specifických detailů v dekédovaném protokolu Manchester či NRZ. Vyhledávat lze například podle dat, Sync, Interframe Gap, nebo Statusu.

Přehledná tabulka

Přeměňte Váš osciloskop ve výkoný digitální analyzer.

Do přehledné tabulky zobrazené na obrazovce osciloskopu se načítají informace o protokolu. Data lze následně exportovat do různých formátů, csv, Excel a další. Případně přenášet v reálném čase do PC.

[1] Teledyne LeCroy, Manchester Decode, Rev, 2013

[2] MILLS, Adrian. Manchester encoding using RS-232. Rev, 2005, 2: 1-5.

Dokumenty ke stažení