使用 Beagle USB 5000 v2，進行 USB 3.0 協定的長期監控與效能測試
- 翔宇科技
- 2天前
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USB 匯流排在全球被廣泛應用，隨著協定持續演進至 USB 3.0 及更高規格，整合與測試的複雜度也隨之提升。在產品研發與驗證階段，工程師需要能夠高效且深入地觀察數據傳輸狀態；特別是在 USB 與 SPI、I2C 等協同運作的協定環境中，若能完整監控整個 USB 傳輸過程，對跨協定的數據流進行即時校驗，掌握多重匯流排的互動關係，就能大幅提升除錯效率。
Beagle USB 5000 v2 SuperSpeed 協定分析儀的核心優勢
〈Beagle USB v2 5000 協定分析儀〉正是針對這些需求而設計的專業工具。
使用者可以即時擷取和分析 USB 流量。Beagle USB v2 5000 具備即時協定解析、互動式分析與跨協定監控的能力。讓使用者在在資料傳輸過程中擁有清晰的觀測視角、提升除錯流程的效率與精準度。
實用的整合式 USB 擷取和分析：
同時非侵入式監控 USB 3.0 和 USB 2.0（高達 5 Gbps）
Total Phase 獨家的即時擷取和顯示協定功能－即時查看USB資料包和USB特定的錯誤代碼值
使用資料中心軟體進行即時 USB 類別解碼
USB 3.0 的定時解析度為 2ns，USB 2.0 的定時解析度為 16.7ns
低階錯誤偵測－無效 PID、錯誤 CRC、逾時、訊框序列錯誤、狀態轉換錯誤等
基於硬體的 USB 2.0 和 3.0 封包抑制
自動支援資料擾頻、擴頻時鐘、極性反轉和接收器偵測
進階偵測除錯功能：
USB 2.0 和 USB 3.0 匹配/操作進階觸發器，包括設定多重條件狀態的靈活觸發條件
USB 2.0 進階觸發器 - 包含最多 8 個獨立狀態，每個狀態有 6 個匹配
USB 3.0 進階觸發器 - 包含最多 8 個獨立狀態和每個狀態每個串流 3 個匹配
多個數位輸入和輸出，用於與 USB 2.0 和 USB 3.0 外部裝置同步
偵測 USB 3.0 連結訓練、USB 3.0 連結操作狀態 (LTSSM) 以及所有 USB 2.0/1.1/1.0 匯流排狀態
多分析儀同步監控 USB 集線器之間的流量
USB 3.0 下行鏈路可實現更長的捕獲時間
將 USB、I2C 或 SPI 流量串流至硬碟以進行持續性資料分析
在互動設計上，〈Beagle USB v2 5000〉採用圖形使用者介面（GUI）將擷取的資料儲存在電腦 RAM 中，並可配置擷取限制，最高可達可用記憶體的 80%，達到此限制後，使用者可以設定選擇自動停止捕獲/持續監控並覆蓋舊記錄。
但若遇到需要「長期監測」、「大量擷取資料及封包」的使用情況；為了保留大量資料，〈Beagle USB v2 5000〉在嵌入設定上，對於較大的資料集，API 或 Telnet 終端可允許「不受記憶體限制，持續進行資料收集」，將資料直接傳輸到硬碟（例如 SSD 或外部硬碟機），以便在數小時甚至數天內記錄大量資料。且可以設定自動化，從遠端進行長期的串流和監控，對使用者來說，方便性大大增加。
需要長期監測 USB、I2C 和 SPI 協定的情境範例
延長測試週期中的除錯：
在傳輸穩定性測試、相容性測試、壓力測試中，待測設備可能需持續運行 12~48 小時以上。透過全程擷取協定流量，可以找出封包遺失、斷線斷訊等間歇性問題，而這些問題可能在短時間擷取中不易顯現。透過〈Beagle USB v2 5000〉外接硬碟長期監測，可確保不會因 RAM 限制而疏漏資料。
影像裝置除錯：
分析影像串流中的掉幀、解析度切換或時間戳記異常，需要數小時的原始 USB 流量擷取。透過分析封包時序與資料連續性，可找出短期擷取中未出現的異常。
測試 USB 麥克風/音訊介面：
需測試多種取樣率與緩衝大小，以可藉由長時間錄音中的音訊破音、延遲尖峰或協定錯誤來診斷。
擷取 AI 訓練用的大量感測器資料：
I2C 或 SPI 的連續資料串流，常用於機器學習（ML）與異常偵測訓練。〈Beagle USB v2 5000〉可以將連續資料直接串流至硬碟，以利後續保存分析。
重現 USB 效能問題：
某些效能異常僅會在長時間使用後出現。例如外接硬碟可能因散熱降速、韌體平衡處理或快閃記憶體管理而導致效能下降。將 USB 流量串流至硬碟能提供完整追蹤，以便事後分析。
生產線診斷：
若生產線上的裝置周期性地未通過功能測試，可能需要擷取數百或數千循環的協定資料。而在硬碟的紀錄可帶時間戳記，並於長時間擷取後分析，以協助找出生產瓶頸。
USB 裝置閒置行為分析：
閒置期間的背景通訊、電源管理與韌體活動，可幫助揭示裝置的關鍵特性。長時間擷取可持續、被動地監控 USB 匯流排，包含閒置行為。
如何大量擷取 Beagle USB v2 5000 資料到硬碟
目前 Total Phase 有設計兩種方式可進行長時間的協定流量串流：
使用 Totoal Phase〈Beagle Software API〉軟體，將 USB、I2C 或 SPI 數據串流至硬碟
使用遠端 Telnet 終端機，控制 Totoal Phase〈Data Center〉軟體
使用 Beagle Software API 將 USB、I2C 或 SPI 流量串流至硬碟
Data Center 軟體能執行的功能，基本上皆可透過〈Beagle Software API〉實現。值得一提的是，使用者可撰寫自有應用程式，利用 API 來擷取 Beagle USB 協定分析儀或 Beagle I2C/SPI 協定分析儀的長時間協定紀錄。API 支援 macOS、Windows 與 Linux 作業系統，以及多種語言（C、Python、Visual Basic 與 C#），並附有範例：
※Beagle USB 480 協定分析儀 – Windows – 範例 C 程式碼 連結 ← 這是 Total Phase 為 Beagle USB 480 協定分析儀編寫的 Windows C 範例，可將紀錄以文字檔形式儲存在本機硬碟中。請注意，此範例雖針對 Beagle USB 480 與 Windows 環境，但可依需求模擬至其他設定。
使用遠端 Telnet 終端機控制 Data Center 軟體
使用者亦可透過 Telnet 終端機連線並控制 Data Center 軟體，以進行長時間的協定傳輸擷取。遠端終端機採用與內建命令列介面相同的指令。更多細節可參考 Total Phase 《Data Center 軟體使用手冊》第 5.1.5 章節。
此外，官方部落格提供範例 Python 腳本，示範如使用一個 Python 腳本範例自動執行某些任務，該腳本使用 Telnet 模組連接到同一台電腦上執行的資料中心軟體，遠端發送開始捕獲的命令、執行自動化任務，例如：
開始擷取 → 等待 3 秒 → 然後發送停止、儲存和清除的命令：
以下是使用 Telnet 連接埠從遠端 PC 控制資料中心軟體的步驟：
將 Beagle 協定分析儀連接到主機 PC（PC-1），並使用 Telnet 對其進行設定。
配置一台遠端分析 PC（PC-2）Telnet，並開放PC-1的 Telnet 終端存取。
在 PC-2 中，從資料中心軟體下載套件導航到 bin 資料夾。
在PC-1中，在命令列中執行 datacenter.cmd，如下所示：
> 資料中心.cmd -r 6000在 PC-2 中，執行此 python 腳本並進行以下變更：
將 “ localhost ” 替換為 PC-1 的 IP 位址：
tn = telnet.lib.Telnet(‘localhost’, 6000)將儲存路徑替換為 PC-1 中的所需路徑：
SAVE = "save(u'/tmp/foo_%s.tdc', {'no_timing': False, 'filtered_only': False}, True)"▲ ※ 上述連結中的腳本，設定是上午 8:00 開始抓取 trace，下午 5:00 停止抓取 trace。使用者可以自行修改，例如建立無限期拍攝的設定：
開始捕獲
運行捕獲一段時間（A）
停止捕獲
儲存到硬碟檔案中
循環回到步驟 1。
▲ 此過程的一個限制是步驟 4 需要時間處理，這可能會導致該時間間隔內的資料遺失。捕獲時長 (A) 越長，保存檔案所需的時間就越長，因此資料遺失的風險也就越大。若需要更多腳本資訊輔助，可以參考〈Total Phase 支援部落格〉。
Total Phase 臺灣總代理與支援：翔宇科技 Eagletek
EAGLETEK 翔宇科技 是《Total Phase》在臺灣的總代理商，提供所有產品提供技術支援、產品選型諮詢及教育訓練等服務。為臺灣企業引進操作簡單、易於整合的高品質匯流排設備，讓使用者深入洞察，掌握嵌入式系統的運行狀態和行為。若您需要協助選擇合適的匯流排設備，歡迎聯絡我們。
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