Créez votre propre analyseur logique 100 Ms/s avec un Raspberry Pi Pico

Débogage Numérique Simplifié : Le Logic Analyzer open-source Basé sur Raspberry Pi Pico

Le débogage de circuits numériques et de systèmes embarqués requiert souvent des outils spécialisés, et un analyseur logique est indispensable pour observer le comportement des signaux numériques. Bien que les analyseurs logiques professionnels puissent être coûteux, le projet open-source LogicAnalyzer offre une alternative puissante et abordable, construite autour du polyvalent Raspberry Pi Pico. Ce projet fournit tout le nécessaire pour assembler un analyseur logique à 24 canaux, 100 Msps, capable d'acquérir jusqu'à 32 000 échantillons de profondeur, avec des capacités de déclenchement avancées et une application logicielle multiplateforme sophistiquée.

Qu'est-ce que LogicAnalyzer ?

LogicAnalyzer tire parti des machines d'état PIO (Programmable I/O) du Raspberry Pi Pico pour réaliser une capture de données à haute vitesse. Contrairement aux microcontrôleurs traditionnels qui peinent à suivre l'analyse de signaux haute fréquence en raison de la surcharge du processeur, les unités PIO du Pico sont spécifiquement conçues pour des opérations d'E/S efficaces en un seul cycle. Cela permet à LogicAnalyzer de mettre en œuvre des mécanismes de déclenchement sophistiqués – incluant le déclenchement sur front, sur motif rapide et sur motif complexe – à des débits allant jusqu'à 100 Msps.

Le projet comprend : * Conceptions Matérielles : Schémas et tracés de circuits imprimés (PCB) pour l'unité d'analyse principale et une carte de décalage de niveau optionnelle (essentielle pour travailler avec des signaux 5V, le Pico étant nativement en 3.3V). Les conceptions sont optimisées pour la précision, garantissant une dégradation minimale du signal même à haute vitesse. * Firmware : Firmware optimisé pour le Raspberry Pi Pico, disponible sous forme de fichiers UF2 faciles à flasher. Le firmware gère l'acquisition de données à haute vitesse et le déclenchement avancé. * Application Logicielle : Une application de bureau robuste et multiplateforme construite avec AvaloniaUI, compatible avec Windows, Linux et macOS. Cette interface conviviale permet une visualisation détaillée des données capturées, le nommage des canaux, la mise en évidence de régions et l'intégration avec des analyseurs de protocole (SPI, I2C, Série, etc.).

Caractéristiques et capacités clés

  • Haute Performance : 24 canaux avec une fréquence d'échantillonnage de 100 Msps, essentielle pour analyser les bus numériques rapides.
  • Mémoire Profonde : Capture jusqu'à 32 767 échantillons, avec un développement en cours pour augmenter considérablement cette capacité (jusqu'à 131 071 échantillons en mode 8 canaux et même plus de 380 000 échantillons avec le support du Pico 2).
  • Déclenchement Avancé : Prend en charge les captures déclenchées sur front, les motifs rapides (jusqu'à 5 canaux) et les motifs complexes (jusqu'à 16 canaux), permettant une isolation précise d'événements spécifiques.
  • Logiciel Multiplateforme : Une application d'interface utilisateur graphique (GUI) dédiée offre une expérience intuitive pour la visualisation des données, l'analyse et le décodage de protocole. Elle prend en charge l'exportation des captures vers des formats standard comme Sigrok/PulseView.
  • Support WiFi (Pico W) : Les futures mises à jour intégreront des capacités WiFi complètes via le Raspberry Pi Pico W, permettant le transfert de données sans fil et même un fonctionnement à distance sur batterie – une avancée majeure pour le débogage in-situ de systèmes difficiles d'accès.
  • Chaînage en Série ("Daisy Chaining") : Une amélioration significative de la version 4.0 permet de chaîner plusieurs cartes d'analyseur, étendant le nombre de canaux à un impressionnant total de 120 canaux sur cinq dispositifs chaînés.
  • Analyseurs de Protocole : Support intégré des protocoles courants comme SPI, I2C, et RS-232, avec un système de plugins facile à utiliser pour développer des décodeurs personnalisés.
  • Communauté et Support : Le projet est activement maintenu, avec un développeur réactif et une communauté engagée contribuant à son évolution et fournissant un soutien.

La Puissance du PIO

Le secret des performances impressionnantes de LogicAnalyzer réside dans les unités PIO du Raspberry Pi Pico. Ces blocs matériels dédiés peuvent exécuter de petits programmes déterministes à grande vitesse, indépendamment du processeur principal. Cette capacité de traitement parallèle permet à LogicAnalyzer de capturer simultanément des données et de détecter des conditions de déclenchement complexes sans manquer un battement, un exploit impossible avec l'échantillonnage de GPIO traditionnel piloté par le processeur.

Démarrez avec votre Propre Analyseur Logique

Que vous soyez un passionné d'électronique expérimenté, un ingénieur en systèmes embarqués ou un étudiant désireux d'apprendre les signaux numériques, le projet LogicAnalyzer offre une opportunité fantastique de construire un outil de qualité professionnelle à une fraction du coût. La documentation complète sur la page GitHub du projet, incluant les schémas, les firmwares et les instructions de compilation logicielle, le rend accessible à toute personne ayant des connaissances de base en électronique et en programmation.

Plongez dans le monde du débogage numérique dès aujourd'hui en explorant le dépôt GitHub de LogicAnalyzer et contribuez à cette passionnante initiative open-source !

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