1/12/2023

Analog Discovery Studio - Logic Analyzer 사용후기

1. Analog Discovery Studio 

Analog Discovery Studio는 기본적으로  Analog Discovery 2와 동일하다. 
다만, 아래의 기능이 추가되어 확장되었을 뿐이다.
  1. Breadboard
  2. 외부 Power 
  3. Studio 전용 확장보드 
그러므로, 별도의 개별회로를 구성할 일 없다면, Analog Discovery2 를 추천한다. 

  • Analog Discovery2 의 DC Scope 사용법 
PCB Tool View 사용법 과 DC Scope 사용법 

  • Analog Discover2 의 기본기능 및 기본사용법 (AC Scope) 
각 기본기능과 관련 HW 정보 및  AC Scope/ WaveGen 기본사용법  (반드시 확인)

  • Analog Discovery2 와 Python
Analog Discovery2를 이용하여 얻은 정보를 Python 기반으로 사용확장 
추후 Matlab에도 연결하여 사용가능할 거 같음 

 
1.1 Analog Discovery Studio 관련정보 

Analog Discovery Studio는 Analog Discovery 2와 동일하므로, 관련정보가 없다면, 
Analog Discovery2에서 찾아 보도록 하자. 

  • Analog Discovery Studio 기본정보 
Analog Discovery Studio의 모든정보가 나오며, 반드시 확인 
매번 세부적으로 Project를 비롯하여, Guide 및 다양한 것이 추가되므로 반드시 확인  

  • Analog Discovery Studio HW Spec
확인해야 할 사항 항상 Spec에서 허용하는 값을 확인 Logic Analyzer는 CMOS기반으로 5v까지만 허용하지만, 3.3v로 사용 
(주의 5v가 허용이지만, 좀 무리가 될수있으므로 조심)  
  1. Analog Input: Oscilloscope, Voltmeter, Network Analyzer, Spectrum Analyzer
  2. Analog Output: Waveform Generator (shared w/ Spectrum/Network Analyzers?) 
  3. Digital Inputs and Outputs: Digital I/O, Digital Pattern Generator, Logic Analyzer
  4. 기타등등 


  • Analog Discovery 2 Hardware Design Guide
  1. ADC 회로구성
  2. DAC 회로구성 
  3. Digital 회로구성
  4. 이외 Power 구성등 
추후 시간이 더 있을 경우, 세부적 HW구성을 좀 더 확인하도록 하자. 

Analog Discovery2/Studio 의 전체 HW 구성확인가능(FPGA: Xilinx Spartan6)

상위 HW Design Guide는 상당히 좋은 자료이며, Scope/LogicAnalyzer를 직접 만들고 싶으면, 좋은 Reference가 될 것이다.
예전에 나의 경우도, 내가 직접 나만의 Scope/LogicAnalyzer를 만들고 싶어서 OpenSource 기반으로 많이 알아봤는데, 회로구성하는 문제로 많이 삽질했다. 
설사 HW만들어도 문제인게, 이를 지원해주는 Waveforms처럼 SW기능이 훨씬 더 필요하다. 


ADC 회로구성 Scope(Analog Input) 
완벽히 이해하기 어렵겠지만, 간단히 말해서 Voltage를 divide하고, Buffer사용하고, Driver 가져오는 형태이다. 

DAC 회로구성 WaveGen,AWG(Analog output)
역시 상위와 같이 Volatage를 Divide 하는 구조.  

Digital 회로구성 Logic/StaticIO/등
Digital은 FPGA(Sparatan6) CMOS와 연결되어 들어가므로, Voltage의 제약존재하며 주의해서 사용해야한다.
5V까지는 괜찮다고 하니, 그래도 좀 주의를 해서 사용하도록 하자. 
(ESD 보호회로 존재)


  • 3rd Party Programs (LabView/Matlab/ThingSpek)
  1. 예전에 Labview를 들어보기는 했는데,  회로구성을 해주는 Tool인걸로 보이며, NI에서 제공해주는 것 같다.
  2. 다 잘 알겠지만, Matlab AC Scope와 연결해서 Data Acquistion으로 사용하는 것보임
  3. Thingspeak는 Web으로 연결해서 사용하는 것으로 보임 
Labview

Matlab

Thingspeak

  • Waveforms Manual/Download
Waveforms 설치 Guide 와 Download (항상 최신버전으로)


1.2 Logic Analyzer 기능 

Scope 와 Logic Analyzer 기능을 동시에 사용이 가능한 것이 큰 장점인 것으로 보인다.  
다만, Logic Analyzer 사용 중에 Logic Analyzer기능을 좀 더 보완해주는 Digital Protocol 이 존재하는데, 이는 동시에 사용 못한다. 

  • Logic Analyzer HW 주의사항
상위 HW 에서 언급했지만, Scope가 아니므로, Volatage Level에 주의해서 사용하자
이는 Static IO도 동일하다. 


  • Logic Analyzer Trigger 
이전에 Scope에서 소개한 Simple /Pulse /Protocol 존재하여 다양한 Trigger 제공 
사실 이중 Trigger or Decode 기반의 세부 Protocol 분석기능은 별도로 없음 
(단순 Data분석만 가능한걸로 보임, 현재 UART만 사용해봄)

좀 더 확장하여 사용하고 싶다면, Digital Protocol로 변경해서 사용해야한다. 


화면캡쳐는 회사컴퓨터라서 불가능하여 포기


1.3 Digital Protocol 기능 

Logic Analyzer 와 Digital Protocol 기능은 동시에 사용하지 못하며, 상위 Logic Analyzer의 Decoding 기능확장이라고 생각하면 되겠다. 

이것으로 각 Interface의 전체적인 Flow 분석가능같은 Logic Analyzer 의 Decoding 기술이다. 
다만 이 기능이 너무 제한적이고 Custom이라는 것이 제공하며, 마치 많이 확장 가능한 것 같이 보이는데, 부족하다. 
추후 Waveforms Version 이 업그레이드 되면 나아질 것라고 생각든다. 

다만, UART의 경우, 921600가 최고로 측정가능한 것 같은데, 이것도 Packet Loss가 장난이 아니며, 데이타 깨지는 것도 많다.  
UART도 저속통신용으로 사용해야 할 걸로 생각들며, Buffer가 적다보니, Packet Loss가 장난이 아니다. 

기본적으로 SPI는 테스트를 못해봤지만, SPI 고속은 왠지 힘들 꺼 같으며, 내 기준으로는 많이 만족하지 못할 것 같다.  

일단 UART에서 기반으로 측정할때, 오류를 많이 보아서 좀 신뢰성이 많이 떨어진다. 
초보자라면, 오류라는 것도 감지를 못할 것 같다. 


화면캡쳐는 회사컴퓨터라서 불가능하여 포기


1.4 Saleae 와 Analog Discovery 비교 

Saleae의 Logic Pro16 과 비교해보면, Logic Analyzer의 Smaple Rate이 Analog Discovery가 많이 부족하며, 기능도 많이 부족해 보인다. 
만약 Scope 위주로 사용하고자 한다면, Anlog Dicovery를 추천을 하지만, Logic Analzer 위주로 생각한다면, 차라리 Saleae의 Logic Pro 16을 권하겠다.  


Saleae의 모델 과 Anaog Discovery Studio 비교 
  1. Logci Pro 16 : 500MS/s
  2. Analog Discovery Studio/2: 100MS/s 

Saleae


2. Logic Analyzer/Digital Protocol 측정후기 

일단 Saleae와 비교하면, Logic Anayzer 기능이 부족하다는 느낌이지만, WaveForms이 Upgrade되어, 개선이 되어진다면 괜찮을 것이라고 생각든다.

이외, BreadBoard 기반으로 StaticIO 와 외부 Trigger를 내가 회로 직접구성하여, Trigger도 될 것 같기도 하다. 
상위 구성을 하려면, 조금 복잡하겠지만, 일단 구성은 가능할 것 같은데, 아직 해보지는 안했으며, 될지도 확신을 못하겠다. 

더불어 Analog Discovery의 최대 장점이라고 하면, Scope 기능, Function/Pattern Generator,과 Audio가 될꺼 같으며, 
상위에서 언급한 다양한 Tool 과 연결성에 Python과 같이 연동도 되어지니, 정말 가성비는 끝내주는 것 같다.
그리고, Linux에서 Python으로 이관련 프로그램도 연결하여 구성도 할 수 있으니, 괜찮은 것 같다.  
Analog Discovery Studio는 Analog Discovery2 와 달리 Power 를 기본제공에, BreadBoard 기반으로 각 Switch 까지 제공하니, 
만약 MCU/MPU 가지고 놀기에는 최적이라고 생각든다. 

이 가격에 너무 많은 것을 바란다면, 나도 좀 그렇지만, 가성비를 생각하면 상당히 괜찮다고 생각든다. 
쓰면서, 매번 조금만, 조금만 하고 바라는 것들이 늘어날뿐이며, 현재 상태로는 만족한다.


다만 아쉬운 것 기능등
  1. Logic Analyzer 의 Decode Analyzer 분석기능 미제공 
  2. 한정된 Trigger의 조건 (너무 한정적)
  3. Logic Analyzer의 Sample Rate 
  4. Packet Loss 문제 
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