BSP, Firmware 或 HW 工程師在 debug 時如果要驗證訊號是否正確, 通常會用示波器做量測, 與此同時也可以用邏輯分析儀來分析訊號是否正確, 這裡紀錄一下用 Saleae Logic 8 做 SPI 訊號的分析.

Saleae Logic 8 規格

Saleae 官網有邏輯分析儀的介紹, 而 Logic 8 是這個系列裡面最低階的型號, 往上還有 Logic 8 Pro 跟 Logic Pro 16. 但是 Logic 8 已經符合我最常見的應用場景了 (I2C 和 SPI 的訊號分析).

	Saleae Logic 8	Saleae Logic 8 Pro	Saleae Logic 16 Pro
輸入端
多用途(類比/數位/兩者)	8	8	16
輸入電阻	1 MΩ	2 MΩ	2 MΩ
輸入電容	10 pF	10 pF	10 pF
輸入保護	± 25V	± 25V	± 25V
數位
取樣率(最高)	100 MS/s	500 MS/s	500 MS/s
最快的數位訊號	25 MHz	100 MHz	100 MHz
取樣深度（典型）	10+ 十億	10+ 十億	10+ 十億
支援的Logic等級	1.8V - 5.5V	1.2V - 5.5V	1.2V - 5.5V
適用於 RS-232、422/3、 485	是，直接	是，直接	是，直接
臨界電壓	.6V 低/ 1.2V高	可選擇的.6V/ .9V/ 1.65V	可選擇的.6V/ .9V/ 1.65V
類比
取樣率(最高)	10 MS/s	50 MS/s	50 MS/s
頻寬 (-3dB)	1 MHz	5 MHz	5 MHz
位元數	10 位元	12 位元	12 位元
輸入電壓範圍	0 V to 5 V	-10 V to 10 V	-10 V to 10 V
衰減 @ Nyquist	-50 dB或更好	-50 dB或更好	-50 dB或更好
通道對通道串擾	-50 dB或更好	-50 dB或更好	-50 dB或更好
內含
測試引線組	x2	x2	x4
測試夾八件組	x2	x2	x4
USB 傳輸線及攜帶盒	是	是	是
實體
尺寸	2.1” x 2.1” x .46”( 53 x 53 x 12 mm )	2.1” x 2.1” x .46”( 53 x 53 x 12 mm )	3.6” x 3.6” x .59”( 92 x 92 x 15 mm )
重量	2.1 oz ( 60 g )	2.1 oz ( 60 g )	7.8 oz ( 220 g )
USB
USB類型	USB 2.0	USB 3.0	USB 3.0

SPI (Serial Peripheral Interface Bus，串行外設介面)

晶片間的通訊最常見 I2C 與 SPI, 而且各有優缺點;
SPI 不像 I2C 有嚴格訊號定義, Master 與 Slave 有 SCLK, MOSI, MISO 及 CS 的連接使 SPI 通訊可實現, 這裡我們用以下標準實現 (Master Ouput Slave Input, 反之亦然; CS 代表是否被選取, 如果 SPI BUS 上僅有一個裝置可忽略).

※採用 SPI MODE = 1 (CPOL=0, CPHA=1)

SPI Mode	CPOL	CPHA	SCLK Idle State	Sampling Edge
0	0	0	Low	Rising edge SCLK
1	0	1	Low	Falling Edge SCLK
2	1	0	High	Falling Edge SCLK
3	1	1	High	Rising edge SCLK

參考: https://www.corelis.com/education/tutorials/spi-tutorial/

※ Write/ Read Frame 介紹

Field	Size	Description
OP	4bits	Write Frame: 0001 (dec=1), Read Frame: 0010 (dec=2) or more
BC	4bits	Byte Count; ignored here, always 0
ADDR	8bits	8 bit address
WDATA	8bits	Write Data
WSTATUS	8bits	Write status (Dummy read, slave send write was successful =1)
RDATA	8bits	Read Data
RSTATUS	8bits	Read status: 1 menas slave is ready with data, 0 means slave is not ready with data.