看呆了！竟然有mcu自带逻辑分析仪功能？？

逻辑分析仪这玩意，拥有了几个，比如梦源的DSlogic，章鱼哥的PXlogic，金沙滩的selease，这些方案都是FPGA，采集性能无需置疑。自己曾经也想试试在MCU进行DIY一下，过过下小瘾。

在一次偶发翻看先楫的HPM6E00的用户手册时，在GPIO章节发现了一个新奇的外设-LOBS，逻辑观察模块，这让人好比看腻了千篇一律的GPIO，突然袭来的一阵新鲜感，也开启了这个外设的探索之旅。从外设功能看，主要是trace gpio功能，可以采集触发之前和之后的指定数量的gpio状态。

本文也就借着这个外设简单搭建下基本的采集上报功能，简单DIY了个32通道的基于pluseview的逻辑分析仪，对应的是PORT的32个pin，每个通道的GPIO状态都是通过lobs外设采集存储上报。

还是那句话，源码链接：

https://github.com/RCSN/hpm_sdk_extra.git

路径在demos/digital_logic_analyzer_hpm_for_pulseview中。

二、看一看

对于先楫的HPM6E00，发布的时候，ethercat的外设好像盖过了这个MCU的其他外设，让人觉得这个亮点就是ethercat，但是亮点也不仅仅是ethercat，还有其他外设的新增以及原有外设的功能增加，比如本文的Lobs逻辑观察模块。

该外设的功能比较丰富，内部章节寄存器描述也比较完善，官方对于该外设的功能描述也大体一两句话概括。本文就根据该功能描述进行简单的阐述，对于更详细的内容可参考用户手册以及hpm_sdk的lobs例子。

三、探一探

（一）满足什么期待的条件会送到LOBS采集

注意：这里的DI表示GPIO的输入信号电平，DO代表GPIO的输出信号电平，OE代表是GPIO的属性是输入还是输出。

在官方的配置须知可知，可以两个条件触发。简单理解就是可以类似是定时器的输入引脚触发，一个是内部计数器计数重载触发。

1、LOBS一共有5个触发状态数组，每一组触发完成后都可以通过NETSTATE寄存器互相指向，每个state只能指定一个GPIO PORT。

2、当该state的NEXTSTATE为0时，也就是标志触发采集完成。如果需要下次再次触发，需要重新打开采集。

简单理解就是：

对于触发信号，当输入检测到高电平或者低电平时，对应stata开始触发采集，电平触发取决于设置的golden值。

在SDK中也做了封装处理，比如触发的信号PF26，golden值为ture，那么就是高电平触发采集。

对于计数器触发，可以理解为计数器计数到比较值时停止采集，比较值就是采集的数量。

（二）GPIO数值怎么存储

lobs支持两个模式，一个是支持单group，一个是支持双group，简单理解就是，一个state要么只能采集单个gpio port，要么采集两个gpio port。两种模式都占用128bit内存，也就是16字节。

其中单group可以采集整个port的pin脚，每个pin占用3个bit，128bit中占用有效是3*32=96bit，高32bit被固定字节占用。手册中如是描述：

而有效bit对应的gpio顺序如下：

这里可以用结构体简单封装下，如此一来就可以通过位域读取每个Pin的DI/DO/OE。

对于双group，需要注意的是有效只有8bit，就是存储的最低8bit，但需要的内存占用同样也是128bit，方便在于可以只采集关心的Pin脚的信号，比如DI或者DO或者OE，在SDK也提供展示。

本文代码主要参考hpm_sdk的sample-lobs，根据上述的功能描述进行拆分阐述。

该sample主要演示lobs的trace功能，可以监视跟踪触发之前和触发之后的gpio状态，从readme可以看到：

这里以单group进行阐述：

1、group的采集长度为1024笔数据，主要体现在赋值的开始和结束地址，lobs会自动算出总采集长度

2、state0设置信号触发之前的触发模式，比如使用信号触发，触发信号选择，并把触发之后指向state1。注意的是，触发信号的选择只能在state设置group，比如state设置的是PA，那么触发信号只能在PA00到PA31之间选择。

3、state1设置信号触发之后的触发模式，比如使用计数器比较触发，比较值设置。设置的比较值为1024-64=960个数据。也就是说state0触发前会采集64个数据。不指向下一个state，当前state作为最后一个state。

四、测一测

为了直观查看lobs的数据是否准确采集，可以通过pluseview上位机采集显示，对于pluseview逻辑分析仪这里不多介绍，协议使用的是sump协议，可以采用串口通信，这里为了方便采用USB的cdc功能，使用的参考例子是sdk中的cherryusb的cdc acm例子。

需要告知pluseview当前的型号，采样率等等

在收到sump的meta指令时，把以上的数据发给上位机

打开pluseview，以下选择，上位机就检测到对应的设备，点击Ok。

出现32通道设备。

当收到run指令时候，开启lobs采集，收到reset指令时采集关闭，关闭lobs采集。

在关闭和打开Lobs时，需要unlock解锁，配置完最好lock加锁。对应的api如下。

打开Lobs采集

关闭lobs采集

这里只使用一个state，模式为单group 128bit，故状态设置为最后一个，不使用信号采集，单纯使用计数器比较。如下：

采集的Buffer进行一些转换

最终上报

这里使用的group为5，对应的port也就是PF00~PF31

引入一个PWM到PF9脚，pluseview开启采集，可以看到通道9已经采集到PWM。

五、总个结

本文以简单DIY个逻辑分析仪功能，抛砖引玉，希望一起探索和挖掘更多的用法。