오실로스코프는 특정 이벤트를 분리해낼 수 있는 다양한 방법들을 지니고 있다. 그 중 테레다인르크로이의 WaveSurfer 510 오실로스코프의 자동 저장 기능의 활용법에 대해 알아본다.

오실로스코프는 문제점을 찾아 디버깅할 수 있는 다양한 방법들을 가지고 있다. 이벤트가 발생할 때마다 파형과 측정값을 자동으로 저장하는 기능을 사용하면, 드물게 발생하는 이벤트들을 오실로스코프가 사용자의 제어 없이도 자동으로 저장하고 후에 재생하여 분석이 가능하다.

어떤 회로나 디자인한 제품에 문제가 발생했을 때, 그 문제를 해결하기 위한 가장 첫 번째 과정은 문제 있는 파형 또는 신호를 찾아내어 분석하는 것이다. 문제의 파형을 포착해내는 다양한 방법들을 오실로스코프는 제공하고 있다. 특정 이벤트를 분리해낼 수 있는 트리거링, 시퀀스 기능을 이용하는 방법, WaveScan을 이용하는 방법, 히스토리를 이용해 포착된 파형을 리플레이하는 방법, 측정 파라미터의 통계 데이터를 이용하는 방법 이외에도 활용하는 방법에 따라 다양하게 적용할 수 있다.

이 문서에서는 WaveSurfer 510 오실로스코프의 자동 저장 기능을 이용하는 방법을 설명한다. 문제 파형을 포착하기 위해 트리거를 설정하고 일반적으로 트리거 모드를 Normal 또는 Single을 이용해 문제 있는 파형을 정상 파형으로부터 분리해 낸다. 문제 파형이 발생하는 빈도가 높다면 쉽게 데이터를 축적해 충분히 디버깅에 사용할 수 있지만, 문제 파형이 매우 드물게 발생하거나 또는 사용자가 문제가 발생할 때까지 스코프 앞에서 확인을 해야 한다면 데이터를 축적하는 데 오랜 시간이 걸릴 뿐 아니라 사용자의 인터럽트로 인해 데이터를 놓칠 확률이 높아진다.

2017년 4월에 발표한 텔레다인르크로이 WaveSurfer 510 오실로스코프는 4개의 입력채널, 채널당 10 GS/s 샘플링 속도를 제공하고, I2C, SPI, CANBus 등의 시리얼데이터를 디코딩할 수 있는 기능을 제공하며, 다양한 트리거 설정 및 파형과 측정 데이터를 트리거 이벤트가 발생할 때마다 자동으로 파형과 측정 데이터를 저장하는 자동저장(AutoSave) 기능을 제공한다.

〈그림 1〉은 이상 신호를 포착하기 위해 텔레다인르크로이의 SMART Trigger 기능을 이용해 이상신호를 포착하고, 측정한 결과를 나타낸 예를 보이고 있다. 파형의 주기가 14 ns보다 큰 파형이 입력되는 순간에 오실로스코프가 트리거를 수행해 화면에 표시할 것이다. 이런 파형이 간헐적으로 발생한다면, 사용자가 언제 그런 이벤트가 어떤 모양으로 발생했는지를 확인하기 위해 스코프 앞에서 기다려야 할 것이다.

또한 매 이벤트 발생 때마다 추가 분석을 위해 파형을 저장하고, 스크린 이미지를 저장하거나 측정 데이터를 엑셀과 같은 스프레드 시트에 기록하는 등의 추가 작업을 해야 한다면 여간 번거로운 작업이 아닐 수 없다. 텔레다인르크로이의 WaveSurfer 510의 경우, 트리거 이벤트가 발생될 때 마다 화면에 표시된 모든 파형을 동시에 자동으로 저장하는 기능을 가지고 있다. 필요하다면 측정 결과 테이블도 파형 저장과 동시에 지정한 디렉터리에 함께 저장하고 언제든지 추가 분석을 위해 불러낼 수 있다.

자동 저장 기능 설정하기

〈그림 2〉는 파형을 저장하는 Save Waveform 메뉴다. 일반적인 오실로스코프에서는 파형을 저장할 때 한번에 한 개의 파형을 저장하고, 필요하면 소스를 변경해 다른 채널 또는 소스를 선택해 저장하는 방식으로 동작한다. 텔레다인르크로이의 오실로스코프에서는 〈그림 2〉 화면 중앙의 소스(Source) 항목에서 확인할 수 있는 것처럼, 화면에 표시된 모든 파형을 별도의 선택 없이 저장할 수 있는 ‘All Displayed’항목을 제공하고 있다. 오른편 끝의 ‘Save Now’ 버튼을 누를 때마다 화면에 디스플레이되는 모든 파형들을 동시에 지정한 디렉터리에 저장할 것이다.

〈그림 3〉에서는 트리거 이벤트가 발생하면 자동으로 파형과 측정값을 저장하는 설정이 완료된 예를 보이고 있다. 이벤트가 발생되면, USB 포트에 연결된 USB 메모리 스틱의 Autosave라는 디렉토리에 파형과 측정 테이블을 저장하도록 설정했다.

〈그림 3〉의 오른쪽 끝에서는 Wrap과 Fill이라는 옵션 버튼을 볼 수 있으며, Wrap을 선택하는 경우, 사용자가 OFF를 선택할 때까지 멈추지 않고 저장하게 된다. 만약 지정한 디스크가 모두 채워지고 공간이 부족한 경우 맨 처음에 저장된 파형을 지우고 덧쓰기 모드가 자동으로 설정되며, Fill을 선택하는 경우에는 지정한 디스크가 모두 채워지고 저장 공간에 여유가 없으면 자동 저장 기능이 자동으로 멈춘다.

〈그림 4〉는 자동 저장 기능이 동작하고 있는 도중에 확인한 폴더의 모습이다. 파형 4개당 측정(Measure) 결과 테이블이 하나씩 저장되어 있는 것을 확인할 수 있다.

WaveSurfer 510은 다양한 트리거 기능 및 고급 디버그 툴을 갖춘 디버그 분석 기기다. 오실로스코프는 4개의 모든 채널에서 10 GS/s 높은 샘플링 속도와 32 Mpts 메모리, 시퀸스 모드 세그먼트 메모리, 히스토리 모드 파형 재생, 13개의 추가 연산 기능을 제공한다. 그 결과, WaveSurfer 510은 10배의 샘플링 속도로 포착한 신호에 대해 고급 분석을 수행해 문제의 근본 원인을 찾아낼 수 있다.

본문에서 보였던 것처럼 고급 트리거 기법과 자동 저장 기능을 이용해 측정값과 파형을 동시에 저장함으로써 추가적으로 분석이 필요한 파형들을 원하는 기간 동안 충분히 수집할 수 있다.