منطق‌سنج USB 3.0 شرکت Sipeed مدل SLogic16U3؛ تحلیل ۱۶ کانال با نرخ تا ۸۰۰ MS/s

به گفته cnx software:

SLogic16U3 یک آنالایزر (منطق‌سنج) USB 3.0 کم‌هزینه و جمع‌وجور است که برای دیباگ، ریورس‌انجینیرینگ و صحه‌گذاری مدارهای دیجیتال و سیستم‌های امبدد طراحی شده است. این دستگاه تا 16 کانال ورودی دیجیتال را پشتیبانی می‌کند، در حالت 4 کانال به نرخ نمونه‌برداری 800MS/s می‌رسد، و با استریم هم‌زمان روی USB، تریگر مبتنی بر لبه را ارائه می‌دهد. ورودی سیگنال 0–10V و آستانه تریگر قابل‌تنظیم 0–6V دارد. بدنه آلومینیومی 40×40×10 میلی‌متری، پشتیبانی از بیش از 150 پروتکل مانند SPI ،I²C ،UART ،CAN و JTAG و قابلیت ارتقا به اسیلوسکوپ از طریق ماژول ADC اختیاری از دیگر ویژگی‌های کلیدی آن است. نرم‌افزار Sigrok/PulseView برای نمایش شکل‌موج و Decode پروتکل به‌صورت یکپارچه پشتیبانی می‌شود.

اجزای داخلی SLogic16U3

مشخصات SLogic16U3

این دستگاه با تکیه بر رابط 5Gbps USB 3.0، نمونه‌ها را به‌صورت Real-time روی میزبان استریم می‌کند. به‌صورت پیش‌فرض Decode بیش از 150 پروتکل رایج حوزه سیستم‌های امبدد را پوشش می‌دهد و با تریگر مبتنی بر لبه، رویدادهای بالا/پایین‌ رفتن، High/Low و سطحی را هدف می‌گیرد. افزونه ADC، کاربرد آن را به یک اسیلوسکوپ سبک برای اندازه‌گیری‌های سریع توسعه می‌دهد.

نمای بالا، جلو و پشت SLogic16U3

سازگاری نرم‌افزاری و جریان‌کار

SLogic16U3 روی Windows، Linux و macOS با اکوسیستم Sigrok/PulseView کار می‌کند. PulseView امکان پیکربندی کانال‌ها، نمایش شکل‌موج، زوم، اندازه‌گیری و Decode پروتکل را می‌دهد و به‌خاطر استریم USB، ضبط Real-time قابل‌اتکا است. از منظر درایور USB، روی Windows حدود 390MB/s (~3.1Gbps) گزارش شده، درحالی‌که روی Linux با 4 کانال فعال می‌توان به 800MS/s رسید. در عمل، تفاوت تجربه کاربری به کیفیت پشته USB و بار کاری میزبان نیز وابسته است. مستندات و ابزارهای متن‌باز در ویکی و GitHub رسمی Sipeed شامل libsigrok (شاخه slogic-dev) و مخازن SLogic16U3 tools ارائه شده‌اند.

پهنای‌باند USB 3.0 و نرخ مؤثر در عمل

اگرچه لینک فیزیکی USB 3.0 معادل 5Gbps است، نرخ مفید Real-time در هر پیاده‌سازی USB 3.0 معمولاً حدود ~3.2 Gbps است. دلیل آن سربارهای پروتکل مانند کدنویسی، کنترل جریان و CRC است. بنابراین از دید تئوری، تفاوت چشمگیر و پایداری در نرخ گذردهی بین سیستم‌عامل‌ها انتظار نمی‌رود؛ اختلافات مشاهده‌شده بیشتر ناشی از تفاوت‌های درایور، پیکربندی و شرایط تست است.

چرا با افزایش تعداد کانال‌ها، سرعت هر کانال کاهش می‌یابد؟

منطق‌سنج‌های چندکاناله معمولاً یک «بودجه گذردهی» ثابت برای استریم داده دارند. وقتی کانال‌های بیشتری را فعال می‌کنید، همین پهنای‌باند ثابت بین کانال‌ها تقسیم می‌شود و نتیجه، کاهش نرخ نمونه‌برداری به‌ازای هر کانال است؛ اما مجموع نرخ نمونه‌برداری کل تقریباً ثابت می‌ماند. الگوی SLogic16U3 مطابق انتظار چنین است:

این رابطه برای طراحان و تست‌کنندگان سیستم‌های امبدد مهم است: اگر سیگنال‌های پرسرعت را اندازه‌گیری می‌کنید، کانال‌های غیرضروری را موقتاً غیرفعال کنید تا به نرخ نمونه‌برداری بالاتری در کانال‌های فعال برسید. برعکس، وقتی تعداد کانال اهمیت بیشتری دارد (مثلاً Decode هم‌زمان چند گذرگاه)، باید کاهش نرخ هر کانال را بپذیرید.

مقایسه اجمالی با گزینه‌های مشابه

در خبرهای پیشین، محصولاتی مانند ESP32JTAG و Analog Discovery 3 مطرح شده‌اند. در قیاس با آن‌ها، SLogic16U3 با قیمت پایین‌تر و نمونه‌برداری سریع‌تر جای می‌گیرد:

در نتیجه، برای کاربرانی که به Capture دیجیتال 16 کاناله با سرعت بالا و هزینه کم نیاز دارند، SLogic16U3 انتخابی مناسب است؛ مخصوصاً وقتی ادغام مستقیم با Sigrok/PulseView و Decode بیش از 150 پروتکل را لحاظ کنیم.

آزمایش سیگنال با PulseView در نرخ‌های 50/100/200/400M

قیمت، محتویات پکیج و برنامه‌های آینده

نسخه پایه Sipeed SLogic16U3 روی AliExpress با قیمت $58.65 عرضه شده است. پکیج پیشرفته حدود $69.70 قیمت دارد و شامل موارد زیر است:

• واحد اصلی SLogic16U3
• ۲ عدد کابل نواری 6‑pin
• ۲ عدد ماژول کابل کواکسیال 4‑pin
• ۱۶ عدد گیره تست
• کابل داده USB Type‑C به طول 0.5m
• سوزن استنلس‌استیل SIM
• کارت راهنما
• کیف زیپی نگه‌داری

علاوه‌براین، Sipeed روی یک منطق‌سنج پرتوان‌تر با نام SLogic32U3 مبتنی بر USB 3.2 (10Gbps) کار می‌کند که تا 1500MS/s و 32 کانال را هدف گرفته و قیمت $149 برای آن پیش‌بینی شده است.