Современная электроника №9/2018

ПРИБОРЫ И СИСТЕМЫ 52 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 9 2018 Отладка и контроль каналов SpaceWire Рис. 1. Стек протоколов стандарта SpaceWire В статье описываются методы отладки и контроля каналов связи стандарта SpaceWire с помощью осциллографа. Обсуждается новый алгоритм запуска для непрерывных потоков данных SpaceWire в сочетании с эффективными функциями декодирования. С помощью осциллографа проводится анализ величины рассинхронизации в различных каналах. Предлагается использовать быстрое аппаратное восстановление тактового сигнала по сигналу данных для создания глазковой диаграммы. Даниель Лазари, Александр Дойчер, Анжела Сантос (CITAR Project) , Армин Хорн, Матиас Бир, Фолькер Олен (Rohde & Schwarz) В ВЕДЕНИЕ При отладке канала связи SpaceWire проблемы могут возникать на различ- ных уровнях стека протоколов. Опре- делить, где находится проблема, не так уж просто. Если предполагается, что она существует на физическом уров- не, то для анализа чаще всего исполь- зуют осциллограф. На рисунке 1 показан стек протоко- лов стандарта SpaceWire. Большинство осциллографов не позволяет получить декодированные данные SpaceWire – можно измерить лишь время нараста- ния, длительность импульсов, время распространения и т.п. Поэтому, если проблема присутствует не только на физическом уровне, отладка становит- ся более сложной задачей. В этой ста- тье представлены возможности осцил- лографов Rohde & Schwarz серий RTE, RTOи RTP, которые позволяют не толь- ко охватить физический уровень, но и извлекать из сигналов SpaceWire глазко- вые диаграммы, декодировать данные SpaceWire, а также осуществлять запуск по определённым символам SpaceWire. З АПУСК И ДЕКОДИРОВАНИЕ СИГНАЛОВ S PACE W IRE Измерение с декодированием позво- ляет отобразить логическое содержи- мое захваченных сигналов. В отличие от анализаторов протокола или сете- вых приборов, осциллографы способ- ны декодировать только текущие захва- ченные в окне сбора данные. Не имея информации о подтверждении соеди- нения, при декодировании с помощью осциллографа необходимо найти дру- гие методы для идентификации паке- тов в потоке данных. Стандарт SpaceWire не обладает легко идентифицируемой структуройпакета, т.к. пакетыне разделеныравнымиинтер- валами и не отмечены определёнными шаблонами данных. Декодер стандарта SpaceWire от компанииRohde&Schwarz выравнивает пакетына основании битов проверки чётности, используя алгоритм исключения. Для того чтобы этот алго- ритм работал, необходимо в начале окна сбора получить не менее 110 бит достоверных данных. После выравнива- ния декодер может идентифицировать все типыпакетов стандарта SpaceWire и представить их пользователю. Графическое представление Наиболее интуитивно понятным спо- собомотображения данныхявляется гра- фическоепредставлениенад соответству- ющими кривыми. Выравнивание нача- ла и конца пакета по сигналу позволяет пользователюувидеть, какиепереходыв потоке данныхявляютсячастьюконкрет- ногопакета. Этоособеннополезно, если возникают ошибки, связанные сискаже- ниемсигнала, илиглитчи. Декодерпозво- ляет выявить и пометить такие ошибки. Вслучае SpaceWire это, какправило, будут ошибкичётности. Спомощьюфункций масштабированияпользователь сможет локализовать иисследовать их. Представление в виде таблицы результатов Иногда более удобнымможет быть ото- бражение обнаруженныхпакетов в виде таблицы результатов, особенно в слу- чае больших выборок данных. Таблица результатов содержит все декодирован- ные пакеты, а также времяначала/конца пакета, состояние (ошибки) и передан- ные значения. Для автоматизации или расширеннойобработкиданных табли- цу результатовможно запросить с помо- щьюкомандыдистанционного управле- ния или просто экспортировать в файл стандартногоформата. Функции поиска Поток данных SpaceWire содержит большое количество небольших паке- тов. Большие окна сбора данных легко могут привести к получению несколь- ких сотен декодированных пакетов. User Application Parameters N-Chars Data-Strobe TX Data-Strobe RX Nodes Routers and routing Time-codes Interrupts Packet definition Encoding of characters SetDes Data-Strobe Encoding Driver|Receiver Cables Connectors Link state machine Link error recovery Disconnect gotNull Broadcast Codes TX Enable TX Chars & Control Codes RX Chars & Control Codes RX Enable Reseive Error Packets Time-codes Interrupts Network Layer Data Link Layer Encoding Layer Physical Layer Management Layer