邏輯分析儀是利用時鐘從測試設(shè)備上采集和顯示數(shù)字信號的儀器，最主要作用在于時序判定。由于邏輯分析儀不像示波器那樣有許多電壓等級，通常只顯示兩個電壓（邏輯1和0），因此設(shè)定了參考電壓后，邏輯分析儀將被測信號通過比較器進行判定，高于參考電壓者為High，低于參考電壓者為Low，在High與Low之間形成數(shù)字波形。邏輯分析儀與示波器相同，是通過采集指定的信號，并通過圖形化的方式展示給開發(fā)人員，開發(fā)人員根據(jù)這些圖形化信號按照協(xié)議分析出是否出錯。盡管圖形化的顯示已經(jīng)給開發(fā)人員帶來不少的方便，但是人工將一串串信號分析出來不僅麻煩而且極易出錯。在這個科技高速發(fā)展的社會，一切都在追求高效率。自動化、智能化已經(jīng)成為協(xié)議分析的發(fā)展方向。在這個思想的指引下各種測試儀器的協(xié)議分析功能出現(xiàn)并發(fā)展起來。目前大多數(shù)開發(fā)人員通過邏輯分析儀等測試工具的協(xié)議分析功能可以很輕松的發(fā)現(xiàn)錯誤、調(diào)試硬件、加快開發(fā)進度，為高速度、高質(zhì)量完成工程提供保障。邏輯分析儀的工作過程就是數(shù)據(jù)采集、存儲、觸發(fā)、顯示的過程，由于它采用數(shù)字存儲技術(shù)，可將數(shù)據(jù)采集工作和顯示工作分開進行，也可同時進行，必要時，對存儲的數(shù)據(jù)可以反復(fù)進行顯示，以利于對問題的分析和研究。
　　ELA的工作原理及特點
　　一個嵌入式系統(tǒng)裝置一般都由嵌入式計算機系統(tǒng)和執(zhí)行裝置組成，嵌入式計算機系統(tǒng)是整個嵌入式系統(tǒng)的核心，由硬件層、中間層、系統(tǒng)軟件層和應(yīng)用軟件層組成。執(zhí)行裝置也稱為被控對象，它可以接受嵌入式計算機系統(tǒng)發(fā)出的控制命令，執(zhí)行所規(guī)定的操作或任務(wù)。執(zhí)行裝置可以很簡單，如手機上的一個微小型的電機，當(dāng)手機處于震動接收狀態(tài)時打開；也可以很復(fù)雜，如SONY智能機器狗，上面集成了多個微小型控制電機和多種傳感器，從而可以執(zhí)行各種復(fù)雜的動作和感受各種狀態(tài)信息。嵌入式邏輯分析儀的組成框圖如圖1所示，主要分為硬件部分和軟件部分。硬件部分由待測設(shè)計（DUT）、嵌入到FPGA中的ELA IP核、RAM存儲單元以及JTAG接口組成；軟件部分由用戶設(shè)計軟件和集成在其中的ELA在線調(diào)試軟件組成。ELA的工作原理為：設(shè)置ELA在線調(diào)試軟件中需要監(jiān)測的信號、觸發(fā)邏輯、采樣深度和時鐘信號等各項參數(shù)；把設(shè)置好的ELA文件與用戶設(shè)計編譯綜合后一起下載到FPGA中；運行ELA，如果滿足觸發(fā)條件，ELA就在時鐘的上升沿對被測信號采樣，并儲存在RAM存儲單元中。
　　
　　圖1嵌入式邏輯分析儀的組成框圖
　　嵌入式邏輯分析儀能夠方便地對設(shè)計進行在線調(diào)試，及時發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)部所存在的問題，無須對設(shè)計文件進行任何修改就可以得到內(nèi)部節(jié)點或者I/O引腳的狀態(tài)。例如，SignalTap II支持多達1024個通道，采樣深度高達128Kb，時鐘支持超過200MHz，每個分析儀均有10級觸發(fā)輸入/輸出，從而增加了采樣的精度。
　　ELA在FPGA測試中的應(yīng)用
　　嵌入式邏輯分析儀在FPGA的測試中應(yīng)用極為廣泛，能夠?qū)ο到y(tǒng)實時監(jiān)測。設(shè)計中所使用的FPGA芯片為Altera公司Cyclone系列中的EP1C12Q240C8，它支持SignalTap II，有12 060個邏輯單元，存儲位的大小為239 616，能夠較好的支持各種復(fù)雜的設(shè)計。
　　ELA的應(yīng)用設(shè)計流程如下。
　　1 Stp文件的創(chuàng)建
　　在交通燈控制器的設(shè)計完成并編譯綜合后，即可創(chuàng)建一個SignalTap II文件（stp文件）。通常有兩種方式來建立stp文件，一是直接建立stp文件，并利用SignalTap II Editor配置邏輯分析儀的各項參數(shù)；二是利用MegaWizard Plug-in Manager生成和配置stp文件。如圖2所示。
　　
　　圖2 Stp文件的載入
　　2 ELA的設(shè)置
　　將stp文件加入到設(shè)計中后，就可以對其進行設(shè)置，流程如下。
　?、偬砑颖粶y信號。通過Node Finder中的SignalTap II Filter查找設(shè)計中所有預(yù)綜合和布局布線后的信號，選擇需要觀察的信號，在本設(shè)計中，可以全部選定。
　?、谠O(shè)置采樣時鐘。在設(shè)置采樣時鐘時，可以使用其中任何一個信號作為采樣時鐘，但不能用布局布線后的信號，為獲得更準(zhǔn)確的采樣數(shù)據(jù)，采樣時鐘應(yīng)選擇全局時鐘。
　?、鄞_定采樣深度。SignalTap II的采樣深度最大可達128Kb.在選擇采樣深度時，必須考慮到FPGA的內(nèi)存大小，此處選擇1Kb的采樣深度。
　　④設(shè)置緩沖獲得模式。通過設(shè)置緩沖獲得模式，用戶可以指定在SignalTap II觸發(fā)前和觸發(fā)后所捕獲的數(shù)據(jù)量，緩沖獲得模式主要有環(huán)形模式和分段緩沖模式。在此選擇環(huán)形模式的預(yù)觸發(fā)位置。
　?、菰O(shè)置觸發(fā)條件。SignalTap II支持基本觸發(fā)和高級觸發(fā)的功能。在基本觸發(fā)中，它支持10級觸發(fā)級數(shù)，對于每一級觸發(fā)，可以根據(jù)設(shè)計的需要設(shè)置不同的觸發(fā)電平。
　　本設(shè)計對SignalTap II的設(shè)置如圖3所示，其中采樣深度為1Kb，緩沖獲得模式選擇環(huán)形模式的預(yù)觸發(fā)位置，觸發(fā)條件為基本觸發(fā)；此外，采樣時鐘選擇為全局時鐘。這些設(shè)置能夠準(zhǔn)確地對本設(shè)計進行在線調(diào)試，有效地監(jiān)測內(nèi)部信號。