Przyciśnięty potrzebą podejrzenia co się dzieje w pewnej magistrali I2C zbudowałem mały układzik analizatora zgodnego z oprogramowaniem SALEAE lub USBee. Układ umożliwia zarejestrowanie na komputerze przebiegów z 8 kanałów z częstotliwością próbkowania do 24 Mhz. Zadaniem układu jest przerzucenie próbek do komputera poprzez port USB, dalsza obróbka odbywa się w oprogramowaniu, które pozwala podejrzeć gotowe ramki kilku typowych protokołów, bez żmudnej analizy zboczy i poziomów.
Układ nie jest klonem fabrycznych urządzeń, poskładałem w całość najlepsze pomysły które znalazłem w sieci. Na płytce przewidziałem miejsce dla 2 układów EEPROM, tak aby można było zworką wybrać identyfikator po którym układ jest rozpoznawany przez oryginalne oprogramowanie. Zworka na linii data pozwala też na wgranie lub zmianę identyfikatora bez wylutowania układu EEPROM z płytki - poprzez CyConsole z pakietu Cypress Suite. Całość składa się z typowych i prostych do zdobycia elementów poza układem CY7C68013A w obudowie QFN który zakupiłem okazyjnie w serwisie ebay. Schemat przewiduje też umieszczenie translatora poziomów 74LVC8T245 ale przy montażu pominąłem ten układ, nie przewidując potrzeby pracy z poziomami innymi niż 3,3 V lub 5 V. Wejścia zabezpieczyłem rezystorami oraz diodami BAT41, nie wiem na ile będzie to skuteczne, wzorowałem się na podobnych układach publikowanych na rosyjskich forach, poszczególne wejścia powinny wytrzymać przypadkowe podanie napięcia 12 V. Wejścia mogą być podciągnięte przez rezystory 100 k do masy lub napięcia odniesienia które może wynosić 3,3 V, 5 V lub być podane z zewnątrz. Na głównym złączu umieściłem dodatkowo sygnały wyboru kierunku dla bufora 74LVC8T245 (DIR), zewnętrznego napięcia odniesienia które może też być użyte jako pomocnicze wyjście zasilające (3,3 V lub 5 V) oraz sygnały CLKOUT oraz TRIG, które będą przydatne dla zewnętrznego układu ADC, np. na układzie AD9280 (32 MSPS). Na razie nie korzystam z tej możliwości ponieważ nie jestem w stanie przygotować odpowiedniego oprogramowania na PC, być może uda się dostosować jedną z wersji USBee.
Układ jest dostosowany do wymiarów obudowy Z-68, płytka zaprojektowana jako jednostronna. Oczywiście najwięcej "przebojów" było z lutowaniem układu w obudowie QFN (raster 0,5 mm), udało się dzięki dobremu topnikowi, który kupiłem na dealextreme za 2 dolary (napis "goot" + sporo chińskich znaczków), pady chwyciły przy użyciu zwykłej lutownicy transformatorowej z zaostrzonym grotem. Głównego pada znajdującego się pod obrysem obudowy nawet nie cynowałem, zostawiłem bez połączenia. Z 15 minut zajęło samo ustawianie układu.. Topnik o dziwo okazał się przewodzący i to całkiem nieźle, po zlutowaniu konieczne było dokładne wymycie całej płytki. Płytka jest połączona z chwytakami poprzez goldpiny, zwykłą taśmą komputerową. Chwytaki kupione jako komplet w serwisie ebay, niestety oferowano tylko 6 kolorów. Chwytaki mają na tyle małe końcówki, że można podłączyć się do poszczególnych nóżek układu w obudowie SOIC.
Płytka jest trochę zmaltretowana przez wielokrotną wymianę pamięci EEPROM, z braku wiedzy chciałem wstawić cokolwiek było pod ręką, dzięki podpowiedzi kolegi manekinen okazało się, że musi to być kość adresowana bajtem (24C08 lub mniejsza pojemność) i odpowiednio szybka (400 kHz przy 3,3 V). Wstawiłem 24LC02W (wylut ze starych płytek SDRAM). Z innymi układami SALEAE ma problem. EEPROM jest tu potrzebny tylko do zapisu sygnatury (8 bajtów) po której układ jest rozpoznawany przez oprogramowanie na PC, co i jak trzeba zrobić jest już szeroko opisane w sieci i nie będę tego powielał.
Koszt wykonania trudno jest podsumować ale był niewielki, specjalnie sprowadzać musiałem tylko główny mikrokontroler i chwytaki:
- układ CY7C68013A / QFN za 1 Euro (na ebay w standardzie za 5 $),
- chwytaki około 10 zł (komplet 12 sztuk, przesyłka z Chin wliczona w cenę).
Kilka miesięcy temu pewien niemiecki sprzedawca cyklicznie wystawiał te układy w takiej cenie ale najwyraźniej źródło się wyczerpało, kupiłem niestety tylko 1 sztukę. Urządzenie w zasadzie jest "sztuką dla sztuki" ponieważ w serwisach aukcyjnych można kupić gotową płytkę "Ez-USB FX2LP Logic Analyzer" za około 12$, z przylutowanymi wszystkimi elementami, jedynie trzeba wymienić EEPROM na mniejszą pojemność, dorobić obudowę, przewód i chwytaki. Przy budowie "klona" zależało mi na upchnięciu urządzenia w obudowę Z-68, chciałem mieć zabezpieczone wejścia, 2 układy EEPROM no i udało się zmierzyć z maleństwem zwanym QFN
Kilka zdjęć (marny aparat, marny fotograf, marna jakość):
W załączniku schemat ideowy, schematy montażowe oraz wzór PCB dla metody z papierem kredowym.
-
