仪器测量对研发至关重要。但是，进行精确测量可能需要各种方法。出现这种障碍最常见的原因一个是缺乏仪器专业知识；另一个原因是不能获得感兴趣的信号。为实现优质测量，我们要跨越的障碍是项目开发中最容易引起混乱、而又必不可少的任务。
测试行业的进步正不断简化测量，但仪器的最终目标是简便地为被测设备(DUT)提供精确、准确的信息。这些信息应作为原始的或自定义的分析数据提供。测量设置应自动进行，以便仪器能够简便地适应电路。此外，仪器应有一种方法到达电路，可以观察更多的信号。这些高级仪器功能相结合，得到简化的测量模型。这个模型看上去好象有点离谱，但模型中的各个部分已经开始在市场中出现。
简化的测量模型
简化的测量模型由3个模块组成，如图1所示。主要模块是DUT，这可以是从FPGA到嵌入式处理的任何东西。仪器构成了第2个模块。在仪器和电路之间是物理探测。这3个模块构成了普通测试环境。但是，简化的测量模型增加了另一个模块，称为电路通信，仪器使用它收集电路细节，并控制电路。
为真正简化这一模型，每个模块必须很好地协同工作。探头应适应仪器及电路的严格限制。电路必须提供探测 点，并为仪器提供一条通信信道。正是通过这条信道，仪器发现DUT上可能的信号细节。它还将协调测量，自动为测量设置采集硬件。此外，仪器还可以提供被探测信号的自定义分析视图。因此，在简化的测量模型中，仪器成为DUT的自定义仪器，而用户干预达到最少。
在简化的测量模型中，存在3个测量域，这些域必须收敛，以创建这台定制仪器。一个域涵盖探测，它应该简单，并适应DUT。第2个域是测量。进行测量的过程应不要求用户拥有特定专业知识；它应该由高级分析请求驱动。因此，第3个域是分析，这不仅要驱动仪器，还要驱动DUT，以生成特定测量，而用户干预达到最小。
简化探测
测试行业不断推进探测技术，改善信号质量和易用性。从芯片模具到印刷电路板探头，主要目标是最大限度地降低对DUT的影响，同时进行最精确的测量。简便易用性也至关重要，因此可能需要由设计和制造团队执行测量。因此，在开发新探头时，其通常以经济的方式同时解决这两个问题。
演示简化探测的一个实例是逻辑分析仪使用的软接触探头，如图2所示。这个探头解决了在印刷电路板 (PCB)上连接逻辑分析仪时面临的一个常见问题。传统方法采用飞线或专用连接器。连接飞线的过程耗时长，调试连接器增加了成本，并给电路板增加了电容。另一方面，软接触探测只要求PCB轨迹和一个保留模块。可以在测量中迅速安装和删除这个保留模块。软接触探头的优点是，它不需要实际连接器，其负荷低于0.1pF，用户可以简便地进行连接，而不需专用工具或技能。
简化测量
最近，简化测量的一个新趋势是在DUT中采用IP。IP的用途是为仪器提供更大的内部监测能力。IP的另一个功能是简化仪器设置，这样仪器会自动为这一测量调节探头。
这一测量IP的一个实例是安捷伦轨迹核心(ATC)。这个IP包含一个复用器，允许设计工程师查看多个内部信号，其中把芯片上的多个针脚连接到逻辑分析仪上。核心中嵌入了一条JTAG通信信道，逻辑分析仪使用这条信道查询和控制ATC。通过这条信道，逻辑分析仪获得与IP有关的细节，这样它知道有多少个信号连接到上面、核心输出的逻辑电平及逻辑分析仪是应该以同步模式运行还是以异步方式运行。此外，逻辑分析仪可以模拟核心，这样它可以自动发现逻辑分析仪的哪条通道连接到核心上。核心还可以以专用测试模式运行，这样可以自动校准逻辑分析仪通道，实现最佳取样位置。因此，通过使用这个嵌入式核心，简化了逻辑分析仪设置，仪器可以监测更多的DUT信号。
简化分析
进行测量的原因之一是检验是否实现设计目标。例如，可以考察触发器，保证正确设置及满足保持定时窗口。进行测量的另一个原因是了解电路操作为什么不符合预期。通过这种调试，通常缺陷不仅可以发现设计问题，还可以发现模拟中使用的模型问题。这些发现极具挑战性，因为它要求设计团队拥有EDA工具和仪器的专业知识。解决这一问题的理想方案是能否弥补EDA工具和仪器测量之间的空白。
如图4所示，简化的分析流程使用仪器在EDA工具之间搭起了桥梁。通过这一流程，可以把虚拟信息与物理信息放在一起，协助测量和设计电子电路。在这一流程中，使用EDA工具增加IP，使得仪器能够在设计中作为对等设备使用。增加的IP包含基本信息，从而可以进行定向测量和分析。在仪器一侧，进行测量和分析数据自动进行，插入的IP使这些操作成为可能。因此，通过这一简化的分析流程，设计团队可以以原始格式或预先格式化的分析报告，查看来自仪器的信息。最后，简化分析的最终目标是仪器把测量数据反馈到EDA工具，以进一步精炼模拟和限制模型。
总 结
使用仪器进行测量可能是项目中最具挑战性的任务之一。它要求对仪器拥有专业知识及某些提前规划，以手动进行测量。在逻辑分析仪上，软接触探测、ATC和动态探头软件解决了这个问题，有效地简化了设置，扩展了FPGA信号的内部测量。简化测量的分析流程将直接满足在EDA工具和测量仪器之间共享数据的关键需求。这些连接的解决方案将简化在设计中增加测量核心的流程。它还将为仪器自动创建定制用户界面。因此，在将来，仪器可能会演进成为某个DUT自动定制的工具。最重要的是，这个模型最终将允许用户简便地在电路的虚拟模型与物理模型之间切换。因此，随着测试和EDA行业发展，我们可能会开始看到更多的协作，以简化DUT的测量和分析。
