A partire dagli anni ’60, con la nascita dell’elaborazione digitale e dei circuiti integrati, iniziarono a sorgere nuovi problemi, problemi che gli oscilloscopi avevano difficoltà a gestire. Per la prima volta nella storia dell’informatica e dell’elettronica, era diventato essenziale visualizzare contemporaneamente un gran numero di segnali. Le prime soluzioni tentarono di combinare l’hardware di più oscilloscopi in un unico pacchetto, ma questo era fonte di disordine sullo schermo, oltre alla mancanza di un’interpretazione definita dei dati, rendendo queste soluzioni utilizzabili solo marginalmente. Il primo analizzatore logico immesso sul mercato è stato l’HP 5000A, nel lontano 1973.

Un analizzatore logico è uno strumento elettronico che cattura e visualizza più segnali da un sistema (o circuito) digitale (System Under Test), dando la possibilità di convertire i dati acquisiti in diagrammi di temporizzazione, decodifiche di protocollo, tracce di macchine a stati finiti e linguaggio assembly, correlando l’assembly con software di sorgente. Gli analizzatori logici hanno avanzate capacità di trigger e sono utili quando un utente deve vedere le relazioni di temporizzazione tra molti segnali in un sistema digitale. I vari tipi di analizzatore logico si classificano grosso modo in base a tre tipologie:

• Modulari: costituiti da un telaio o da un mainframe e moduli di analizzatore logico. Il mainframe / chassis contiene il display, i controlli, il computer di controllo e più slot in cui è installato l’hardware di acquisizione dei dati effettivo. Ciascun modulo ha un numero specifico di canali ed è possibile combinare più moduli per ottenere un numero di canali molto elevato. Questi analizzatori logici modulari sono generalmente i più costosi e, nel caso degli analizzatori logici modulari di fascia alta, l’utente deve spesso fornire il proprio PC host o acquistare un controller integrato compatibile con il sistema.
• Portatili (o standalone): Gli analizzatori logici portatili integrano tutto in un unico pacchetto. Si chiamano “standalone” perché di fatto non sono modulari e il loro pacchetto di funzioni è deciso dal loro produttore. Sebbene gli analizzatori logici portatili abbiano generalmente prestazioni inferiori rispetto alle loro controparti modulari, sono spesso utilizzati per debug per scopi generici dagli utenti che non hanno a disposizione budget elevati.
• Collegabili al PC: L’hardware dell’analizzatore di spettro si collega ad un computer tramite una connessione USB o Ethernet, inoltrando i segnali acquisiti al software sul computer. Questi dispositivi sono in genere molto più piccoli e meno costosi perché utilizzano la tastiera, il display e la CPU del PC ai quali vengono collegati.

Una volta collegate le sonde, l’utente programma l’analizzatore con i nomi di ciascun segnale e può raggruppare più segnali per una più facile manipolazione. Successivamente, viene scelta una modalità di acquisizione, o modalità “timing”, in cui i segnali di ingresso vengono campionati a intervalli regolari in base a una sorgente di clock interna o esterna, oppure in modalità “state“, in cui uno o più dei segnali sono definiti come “clock” e i dati vengono acquisiti sui fronti di salita o di discesa di questi ultimi. Dopo aver scelto la modalità più appropriata alla tipologia di analisi, è necessario impostare una condizione di trigger. Una condizione di trigger può variare dalla semplice attivazione su un fronte di salita o di discesa di un singolo segnale, a condizioni di trigger molto più complesse.

A questo punto, l’analizzatore è pronto per acquisire dati. Una volta acquisiti, i dati possono essere visualizzati in diversi modi, dalla semplice visualizzazione di forme d’onda o elenchi di stati finiti, alla più complessa decodifica di un particolare segnale, magari trasmesso attraverso pacchetti. Alcuni analizzatori possono anche operare confrontando ciascun set di dati acquisiti con un set di dati precedentemente registrato, arrestando l’acquisizione o avvisando visivamente l’operatore quando questo set di dati coincide o meno. Gli analizzatori recenti possono anche essere impostati per inviare via e-mail una copia dei dati dei test effettuati.

Fabrizio Bianchini

###Da sempre appassionato di tecnologia, soffro di insaziabile curiosità scientifica. Adoro sperimentare e approfondire le mie conoscenze sulle ultime novità sul mercato in termini di hardware, alta tecnologia e videogiochi. Attratto e coinvolto nella prototipazione hardware dalla piattaforma Arduino, Raspberry Pi e Nvidia Jetson.### ###Always passionate about technology, I am suffering from insatiable scientific curiosity. I love experimenting and deepening of my knowledge on the latest news on the market in terms of hardware, hi-tech and video games. Got attracted and involved in hardware prototyping by the Arduino platform, Raspberry Pi and Nvidia Jetson.###