ロジアナの使い方!USB接続で簡単に信号解析

インターフェース

ロジックアナライザ(ロジアナ)の使い方をまとめてみました。

1000円程度の個人のロジアナで、簡単に信号解析が可能になります。

I2C、SPI、UARTなど多くの波形測定・解析した事例を紹介します。

 

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ロジアナの使い方!USB接続で簡単に信号解析

ロジックアナライザ(ロジアナ)の使い方は簡単です。

ロジアナに解析したい信号線とGNDを接続します。

 

PCとロジアナをUSB接続した後、ソフトを起動すれば測定できます。

そして信号を設定すると自動的に解析まで実施してくれます。

通信IFのデバッグや勉強に非常に役立ちます。

 

I2CやSPI、UARTなどの汎用的な通信IF含めて多くの信号解析が可能です。

更に安いロジックアナライザならば1000円程度で購入することができます。

ロジアナの使い方を実例を交えて紹介していきます。

 

動画でもロジアナの使い方を紹介しています。是非一緒にご覧ください。

各設定から測定・解析まで一連の流れが分かります。

 

ロジアナは格安で購入可能

趣味のロジアナは1000円程度で購入することが可能です。

Amazonなどの通販で簡単に買うことができます。

 

筆者もAmazonで購入しました。

ロジアナ本体に合わせて、USBケーブルとジャンパー線まで同梱されていました。

パソコンへの接続に必要なUSBケーブル含めて入っています。

 

ロジアナのフリーソフトSigrokをダウンロードする

ソフトに関してはフリーソフトのSigrokをダウンロード・インストールします。

(ダウンロードのリンク先はこちら)

Windowsで64bitならば、「Windows」→「Pulseview(64bit)」をダウンロードします。

 

ロジアナのドライバをインストールする

ダウンロードしたら、「Next」を押してインストールを進めていきます。

インストール完了しましたら、ドライバをインストールします。

お手持ちのPCにロジアナをUSBケーブルで接続します。

 

インストール後の「sigrok」→「Zadig(Pulseview)」を開きます。

 

Zadigを開いたら「Install Driver」でドライバをインストールできます。

 

ロジアナに信号線を接続する

ロジアナに測定・解析したい信号を接続します。

ブレッドボード、(追加の)ジャンパー線があると接続が楽です。

下記例ではラズベリーパイとセンサのI2C通信を解析しています。

 

I2CだとSCL(クロック)とSDA(データ)の2本の信号を解析・測定します。

今回の測定例だと「CH0…SCL」「CH1…SDA」に繋げています。

また信号線に加えてGNDも接続します。

 

ロジアナの解析の設定をする

インストールした「Sigrok」の中に「PulseView」でロジアナの波形測定・解析が出来ます。

 

解析したい信号を設定します。(黄色と緑のアイコンです)

例えばI2Cだと「Embedded/industrial」の中にあります。

 

出てきたI2Cのアイコンをクリックします。

SCLとSDAにロジアナに接続したCHを設定します。

 

ロジアナのサンプリングレートを設定する

測定する前にロジアナのサンプリングレートを設定します。

今回の例ではI2C(100kbps)の通信速度のため、1MHzあれば十分です。

約5秒分のデータを取るためレコード長は5M samplesとしています。

 

ロジアナで測定する

あとは「RUN」すればロジアナで測定され、自動的に信号解析されます。

 

冒頭でも紹介しましたが動画でもロジアナの使い方を紹介しています。

是非一緒にご覧ください。設定から測定・解析まで一連の流れが分かります。

 

ロジックアナライザで信号解析をする

ロジアナで信号解析した事例を紹介します。

今回の趣味のロジアナでも最大サンプルレートが24MHzです。

多くの通信IFが解析可能です。

 

ロジアナでI2C解析

冒頭でも紹介しましたが、I2Cの信号はSCL,SDAの2本で接続が簡単な通信IFです。

ロジアナ初心者の方にも測定・解析しやすいと思います。

 

下記記事でI2CのACKとNACKをロジアナで確認しています。

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ロジアナでSPI解析

SPI通信はメモリ(Flash)・ICなど多くの箇所で使われている通信IFです。

信号が4本(CS,MOSI,MISO,SCLK)になり、データ線が入出力で分かれます。

 

下記記事でSPIのAD変換ICの信号をロジアナで解析しています。

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ロジアナでUART解析

UARTはシリアル通信で一番基本的なIFです。

現在でも機器間・デバイスを接続する際に使われています。

 

下記記事でUSB-UART変換のケーブルの信号をロジアナで解析しています。

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ロジアナでRS232C解析

RS232CはUARTと似ていますが、電圧レベルと信号論理が異なります。

通常ロジアナでは測定出来ない電圧レベルになりますが、バッファを噛ませば測定可能です。

 

下記記事でUSB-RS232C変換のケーブルの信号をロジアナで解析しています。

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ロジアナでUSB解析

USB2.0のHigh-Speed(480Mbps)は差動信号になり、趣味のロジアナでは測定できません。

但し、USBのLow-speed(1.5Mbps)やFull-speed(12Mbps)に関しては測定・解析が可能です。

 

下記記事でUSBマウスの信号をロジアナで解析しています。

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ロジアナでSD解析

今回のロジアナは機能的にはSDカードの測定も可能です。

但し、サンプリングレートが足りませんので部分的な解析になります。

 

下記記事でSDカードの信号解析を試みた内容を紹介しています。

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ロジアナでCAN解析

車載の通信IFのCANに関してもロジアナで測定可能です。

CAN通信モジュールに関しても市販で簡単に購入可能です。

 

下記記事でCAN通信をロジアナで解析しています。

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ロジアナでJTAG解析

検査やデバッグなどに使われるJTAG通信に関してもロジアナで測定できます。

JTAGの複雑なステート遷移も解析することが可能です。

 

下記記事ではFPGAとJTAGの通信をロジアナで解析しています。

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ロジアナでSWD解析

ARMのデバッグに使われるSWD通信もロジアナで測定・可能です。

ラズベリーパイPicoへのSWDを解析しています。

 

下記記事でSWDのプロトコル含めて紹介しています。

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デバッグ用のインターフェースとして使われるJTAGとSWDの差異を確認してみました。 両方の信号をロジアナで解析をしています。 通信速度からプロトコルの中身まで、実際の波形交えて紹介していきます。

 

まとめ

今回はロジアナの使い方に関して紹介させていただきました。

記事をまとめますと下記になります。

ロジアナの使い方は簡単です。自動で信号解析してくれます。
趣味のロジアナでもI2C,SPI,UARTなど多くの通信IFを解析できます

 

ロジアナは1000円程度で購入可能です。

多くの通信インターフェースで測定・解析が可能です。皆さまも是非試してみてください。

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