使用泰克示波器調試以太網問題
以太網是局域網 (LAN) 使用的一系列基于幀的計算機網絡 技術,最初是施樂 PARC 于 20 世紀 70 年代開發的。電 氣和電子工程師學會 (IEEE) 在 1980 年出版了第一個草議 標準。IEEE 802.3 CSMA/CD 于 1982 年獲批,國際 ISO/ IEEE 802.3 標準于 1984 年獲批。
10BASE-T 和 100BASE-TX 的流行及硬件實現成本不斷 下降,使得越來越多的嵌入式系統設計采用以太網技術, 并一直作為系統級互連技術使用。
通過在物理層和協議層分析以太網業務,可以了解嵌入式 設計其它子系統的運行情況。但是,一個差分以太網信號 中包含著地址信息、控制信息、數據信息和時鐘信息,很 難隔離關心的事件。以太網串行觸發和分析選項把部分泰 克示波器(參見附錄 A)轉換成強大的工具,支持自動觸發、 解碼和搜索,可以調試基于 10BASE-T 和 100BASE-TX 的系統。
工作方式
兩種最常用的以太網版本是大多數個人電腦上使用的 10BASE-T 和 100BASE-TX。前面的數字表示以 Mb/s 為單位的數據速率。BASE 表 示信號是基帶信號,因此沒有 RF 信號調制。T 表示網絡節點之間使用 的局域網電纜中的雙絞線。 以太網提供了基于分組的對等通信,實現直接點到點通信。在物理層, 10BASE-T 和 100BASE-TX 信號傳送地址信息、控制信息、數據信息 和時鐘信息。數據按數據字節順序傳送,稱為數據包。以太網數據包可 以在內部承載其它更高級的協議數據包。例如,以太網數據包可以包含 互聯網協議 (IP) 數據包,IP 數據包又可以包含傳送控制協議 (TCP) 數 據包。這種復雜的信號使得分析 10BASE-T 和 100BASE-TX 波形時很 難隔離關心的事件。
設置 10BASE-T 以太網總線解碼
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。您只需輸入以太網總線基本參數,包括速度和信號類 型、輸入通道和電壓閾值,如左圖所示,示波器就會理解通過總線 傳送的信息。 以太網總線是一種差分信號。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保真度和抗噪聲能力。
理解以太網總線
解碼后的畫面為構成 10BASE-T 和 100BASE-TX 的各個信號 提供了更高級的綜合視圖,可以簡便地識別包開頭和包結尾以 及子包成分。總線上的每個包都被解碼,值可以在總線波形中 用十六進制、二進制或 ASCII 顯示。 除在總線波形上查看解碼后的包數據外,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。包帶有時間 標記,每種成分(時間、目的地址、源地址、長度、數據、 FCS/CRC、誤碼)用分欄方式連續列出。 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,示波器會自動放大對應的總 線信號及得到的解碼后的總線波形,顯示在屏幕下方。
觸發 10BASE-T 以太網總線 示波器上的自動分析功能可以配置成 隔離、捕獲和顯示總線上的特定值。 示波器可以觸發下表所示的以太網包 內容。
搜索以太網總線
串行觸發特別適合隔離關心的事件,但一旦捕獲事件,需要分 析周圍的數據,那么怎么做呢?您只需使用 Wave Inspector, 在采集的數據中自動搜索用戶自定義指標,包括串行包內容。 搜索選項與上一頁顯示的觸發選項相同。在本例中,搜索設置 成查找數據值 0x00,共找到 31 個事件。每個發生時點都用搜 索標記突出顯示。您只需按示波器前面板上的 Previous ( ← ) 和 Next ( → ) 按鈕,就可以在不同標記之間快速移動。
處理 100BASE-TX 總線
100BASE-TX 總線設置與 10BASE-T 總線設置類似。輸入總線 基本參數,包括速度和信號類型、輸入通道和電壓閾值,定義 100BASE-TX 以太網總線。
對解碼后的信息增加 Results Table 視圖,提供了總線活動帶時間 標記的顯示畫面,可以與軟件列表簡便對比。觸擊 Results Table 中的一行,示波器會自動放大對應的總線信號及得到的解碼后的總 線波形,顯示在屏幕下方。
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