{"id":13015,"date":"2021-12-28T18:25:05","date_gmt":"2021-12-28T18:25:05","guid":{"rendered":"https:\/\/introspect.ca\/blog\/protocol-analyzer-or-oscilloscope\/"},"modified":"2026-06-27T15:00:09","modified_gmt":"2026-06-27T15:00:09","slug":"protocol-analyzer-or-oscilloscope","status":"publish","type":"blogposts","link":"https:\/\/introspect.ca\/fr\/blog\/protocol-analyzer-or-oscilloscope\/","title":{"rendered":"Analyseur de protocole ou oscilloscope ?"},"content":{"rendered":"

Pour permettre les multiples vagues d\u2019innovation qui caract\u00e9risent le monde d\u2019aujourd\u2019hui, les dispositifs \u00e0 semi-conducteurs continuent d\u2019int\u00e9grer davantage de fonctionnalit\u00e9s de connectivit\u00e9 que jamais auparavant. Les capteurs d\u2019image, les capteurs radar, les \u00e9crans, les microcontr\u00f4leurs et les processeurs de p\u00e9riph\u00e9rie modernes int\u00e8grent tous des protocoles de communication sophistiqu\u00e9s bas\u00e9s sur des paquets<\/em>, souvent plus avanc\u00e9s que les protocoles r\u00e9seau qui n\u2019\u00e9taient auparavant utilis\u00e9s que dans les ordinateurs centraux. Ces nouveaux protocoles au niveau des composants n\u00e9cessitent des tests approfondis \u00e0 des fins de validation de la conception, et ces tests ne peuvent plus \u00eatre r\u00e9alis\u00e9s \u00e0 l\u2019aide de simples configurations d\u2019oscilloscopes. Une analyse approfondie des donn\u00e9es doit \u00eatre effectu\u00e9e \u00e0 l\u2019aide d\u2019outils tels que des analyseurs de protocoles et des g\u00e9n\u00e9rateurs de tests. <\/p>\n

Dans cet article, nous vous pr\u00e9sentons l’architecture d’un oscilloscope, celle d’un analyseur de protocole, ainsi que les atouts et les limites de chaque type d’instrument de mesure. Pour ce faire, nous vous proposons des exemples concrets de mesures ainsi que des connaissances acquises au fil des ann\u00e9es dans ce domaine. Mais commen\u00e7ons par d\u00e9couvrir comment est con\u00e7u un oscilloscope ! <\/p>\n

Architecture d’un oscilloscope<\/h2>\n

La figure 1 pr\u00e9sente un sch\u00e9ma fonctionnel de haut niveau d\u2019un oscilloscope. Comme on peut le constater, le composant le plus important dans la conception d\u2019un oscilloscope est le convertisseur analogique-num\u00e9rique (CAN)<\/a>. C\u2019est ce composant qui num\u00e9rise le signal d\u2019entr\u00e9e (g\u00e9n\u00e9ralement un signal de tension) et le convertit en valeurs num\u00e9riques. L\u2019ADC est un composant \u00e0 haute r\u00e9solution qui g\u00e9n\u00e8re un volume important de donn\u00e9es pour chaque \u00e9chantillon d\u2019entr\u00e9e. Par exemple, dans un oscilloscope de 12 bits et 20 GHz, chaque \u00e9chantillon mesur\u00e9 produit 12 bits de donn\u00e9es qui doivent \u00eatre trait\u00e9s avant d\u2019\u00eatre affich\u00e9s. C\u2019est pourquoi un oscilloscope dispose g\u00e9n\u00e9ralement de deux espaces m\u00e9moire : l\u2019un pour stocker les nombres num\u00e9ris\u00e9s bruts, et l\u2019autre pour stocker les donn\u00e9es finales de la forme d\u2019onde au format num\u00e9rique apr\u00e8s leur traitement. <\/p>\n

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Figure 1 : Architecture d’un oscilloscope<\/p>\n

Architecture d’un analyseur de protocole<\/h2>\n

La figure 2 pr\u00e9sente le sch\u00e9ma fonctionnel d’un analyseur de protocole moderne. Comme vous pouvez le constater, la cha\u00eene de traitement est nettement plus courte que celle d’un oscilloscope, ce qui constitue la principale diff\u00e9rence entre ces deux types d’instruments. L’analyseur de protocole ne comporte pas de convertisseur analogique-num\u00e9rique (ADC) ; les donn\u00e9es num\u00e9riques sont trait\u00e9es directement dans une machine \u00e0 \u00e9tats mat\u00e9rielle. <\/p>\n

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Figure 2 : Sch\u00e9ma fonctionnel de l’analyseur de protocole<\/p>\n

Un oscilloscope mesure les formes d’onde ; un analyseur de protocole mesure les donn\u00e9es<\/h2>\n

Les sch\u00e9mas fonctionnels ci-dessus mettent clairement en \u00e9vidence la diff\u00e9rence d’utilisation entre un oscilloscope et un analyseur de protocole. En r\u00e9sum\u00e9, un oscilloscope est id\u00e9al pour mesurer des formes d\u2019onde<\/em>, tandis qu\u2019un analyseur de protocole est id\u00e9al pour mesurer des donn\u00e9es<\/em>. Compte tenu de l\u2019importance des donn\u00e9es dans les applications actuelles d\u2019apprentissage automatique<\/a> et de d\u00e9tection environnementale, la capacit\u00e9 \u00e0 \u00ab mesurer \u00bb les donn\u00e9es est primordiale, et c\u2019est pourquoi les analyseurs de protocole deviennent indispensables dans les laboratoires modernes de validation et de caract\u00e9risation. <\/p>\n

La figure 3 r\u00e9sume les diff\u00e9rentes mesures propos\u00e9es par ces deux types d\u2019instruments. Comme on peut le constater, un oscilloscope permet d\u2019observer la forme des signaux de tension mesur\u00e9s. La forme d\u2019un signal aide \u00e0 quantifier des param\u00e8tres tels que le temps de mont\u00e9e du signal, le bruit et la gigue. Ces param\u00e8tres sont utilis\u00e9s pour \u00e9valuer<\/em> la qualit\u00e9 de la liaison de communication d\u2019un point de vue physique. D\u2019autre part, l\u2019analyseur de protocole offre une analyse approfondie des donn\u00e9es transmises. Chaque bit de chaque paquet est d\u00e9tect\u00e9 et v\u00e9rifi\u00e9, ce qui permet de garantir l\u2019int\u00e9grit\u00e9 des donn\u00e9es ainsi que la conformit\u00e9 aux sp\u00e9cifications tr\u00e8s complexes du protocole. <\/p>\n

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Figure 3 : Mesure type (a) \u00e0 l’oscilloscope, (b) \u00e0 l’analyseur de protocole <\/p>\n

Limites de l’oscilloscope<\/h2>\n

Importantes lacunes en mati\u00e8re de mesure<\/h3>\n

Lorsqu\u2019il s\u2019agit de valider des impl\u00e9mentations complexes de protocoles bas\u00e9s sur des paquets, la principale limite de l\u2019oscilloscope r\u00e9side dans l\u2019existence de lacunes de mesure extr\u00eamement importantes, dues \u00e0 la m\u00e9moire d\u2019acquisition limit\u00e9e et \u00e0 la lenteur des circuits de d\u00e9clenchement. M\u00eame les oscilloscopes en temps r\u00e9el les plus on\u00e9reux disponibles aujourd\u2019hui souffrent de ces lacunes, qui les rendent incapables de mesurer ne serait-ce que 10 millisecondes de donn\u00e9es \u2013 une dur\u00e9e tr\u00e8s courte. Pour illustrer cela, veuillez vous reporter \u00e0 la figure 4, qui est dessin\u00e9e \u00e0 l\u2019\u00e9chelle sur la base des sp\u00e9cifications publi\u00e9es d\u2019un oscilloscope en temps r\u00e9el haut de gamme typique. Sur cette figure, la transmission d\u2019un long paquet de protocole est mesur\u00e9e ; elle est repr\u00e9sent\u00e9e par la ligne rouge \u00e9paisse au bas de la figure. Si un oscilloscope tente de capturer cette communication par paquets, il se d\u00e9clencherait du c\u00f4t\u00e9 gauche et stockerait, disons, jusqu\u2019\u00e0 0,5 milliseconde de donn\u00e9es. L\u2019oscilloscope passe ensuite par une \u00e9tape de traitement intensive avant d\u2019afficher la forme d\u2019onde sur son \u00e9cran. Cette \u00e9tape de traitement est si intensive qu\u2019elle peut durer 1 seconde avant que la \u00ab forme d\u2019onde \u00bb suivante puisse \u00eatre affich\u00e9e, comme l\u2019illustre l\u2019\u00e9chelle de la figure 4. En effet, chaque \u00e9cran de la figure repr\u00e9sente 5 millisecondes de forme d\u2019onde, et l\u2019intervalle entre les deux \u00e9crans est de 1 seconde. En pratique, le temps de traitement sur les oscilloscopes classiques peut \u00eatre bien sup\u00e9rieur \u00e0 1 seconde, et la dur\u00e9e de capture peut \u00eatre inf\u00e9rieure \u00e0 5 millisecondes. <\/p>\n

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Figure 4 : Lacune d’\u00e9chantillonnage sur un oscilloscope<\/p>\n

Si une erreur de bit se produit n’importe o\u00f9 dans l’intervalle illustr\u00e9 ci-dessus \u00e0 la figure 4, l’oscilloscope ne pourra jamais la d\u00e9tecter. En effet, cette notion de recherche de la cause premi\u00e8re des erreurs de bit est la raison principale pour laquelle nous avons r\u00e9dig\u00e9 cet article de blog. Souvent, les ing\u00e9nieurs affirment que \u00ab le diagramme en \u0153il semble propre \u00bb ; un exemple concret d\u2019un tel diagramme est pr\u00e9sent\u00e9 \u00e0 la figure 5. Sur cette figure, le diagramme en \u0153il d\u2019un dispositif a \u00e9t\u00e9 mesur\u00e9 \u00e0 l\u2019aide d\u2019un oscilloscope et jug\u00e9 \u00ab propre \u00bb. Cependant, le dispositif pr\u00e9sentait un d\u00e9faut de synchronisation qui entra\u00eenait des erreurs rares, et ces erreurs se manifestaient sous la forme d\u2019\u00e9checs de communication au niveau du protocole. Elles n\u2019ont jamais \u00e9t\u00e9 d\u00e9tect\u00e9es, sauf lorsqu\u2019un analyseur de protocole d\u2019Introspect Technology a \u00e9t\u00e9 mis en \u0153uvre. <\/p>\n

La raison pour laquelle l’analyseur de protocole a pu diagnostiquer les erreurs sur le dispositif ci-dessus est illustr\u00e9e \u00e0 la figure 6. Sur cette figure, le m\u00eame signal que celui de la figure 5 est mesur\u00e9 \u00e0 l’aide d’un analyseur de protocole, et vous pouvez constater que celui-ci est capable de capturer l’int\u00e9gralit\u00e9 des donn\u00e9es sur une dur\u00e9e d’une seconde, sans interruption. C’est cette mesure continue et ininterrompue qui fait de l’analyseur de protocole l’outil id\u00e9al pour mesurer des liaisons reposant sur des protocoles de communication complexes bas\u00e9s sur des paquets. <\/p>\n

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Figure 5 : Exemple concret d’un diagramme en \u0153il clair<\/p>\n

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Figure 6 : Absence d’intervalle d’\u00e9chantillonnage dans un analyseur de protocole<\/p>\n

En se r\u00e9f\u00e9rant au m\u00eame appareil que celui qui a \u00e9t\u00e9 mesur\u00e9 \u00e0 la figure 5, la figure suivante pr\u00e9sente les rares erreurs qui ont \u00e9t\u00e9 diagnostiqu\u00e9es \u00e0 l’aide de l’analyseur de protocole Introspect Technology. Comme on peut le constater, plusieurs millisecondes peuvent s’\u00e9couler avant qu’une erreur ne se produise. Le r\u00f4le principal de l’analyseur de protocole est de fournir un enregistrement temporel complet de toutes les donn\u00e9es mesur\u00e9es et de faciliter le diagnostic des erreurs, qui peuvent \u00eatre d’ordre logique et pas n\u00e9cessairement analogiques. <\/p>\n

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Figure 7 : Trace d’analyseur de protocole montrant des erreurs rares<\/p>\n

Nombre limit\u00e9 de cha\u00eenes<\/h3>\n

Une autre limite de l\u2019utilisation des oscilloscopes pour valider des syst\u00e8mes bas\u00e9s sur des protocoles r\u00e9side dans le nombre restreint de canaux. Les circuits convertisseurs analogiques-num\u00e9riques (ADC) d\u2019un oscilloscope sont tr\u00e8s complexes ; il n\u2019est donc pas r\u00e9aliste d\u2019en int\u00e9grer un grand nombre dans un seul oscilloscope. De ce fait, les oscilloscopes ne proposent g\u00e9n\u00e9ralement que quatre canaux, et ce nombre est divis\u00e9 par deux si les signaux mesur\u00e9s sont diff\u00e9rentiels. Il est \u00e9vident que si un capteur d\u2019image utilise 16 voies diff\u00e9rentielles, l\u2019oscilloscope ne constituerait pas une solution tr\u00e8s pratique pour le valider. En revanche, les analyseurs de protocole prennent g\u00e9n\u00e9ralement en charge un nombre de canaux bien plus important. <\/p>\n

Co\u00fbt \u00e9lev\u00e9<\/h3>\n

Enfin, la technologie d’\u00e9chantillonnage d’un oscilloscope est co\u00fbteuse, et son co\u00fbt ne cesse d’augmenter \u00e0 mesure que la bande passante des oscilloscopes s’\u00e9largit. Il n\u2019est pas rare de d\u00e9penser 0,5 million de dollars pour un oscilloscope de pointe. Si un tel investissement en vaut incontestablement la peine pour certaines applications de caract\u00e9risation et de mesure, il devient toutefois peu pratique pour la validation ou les tests fonctionnels de syst\u00e8mes enti\u00e8rement assembl\u00e9s. <\/p>\n

Un analyseur de protocole peut-il \u00e9galement mesurer des formes d’onde ?<\/h2>\n

Avant de conclure cet article, nous tenons \u00e0 souligner que certains analyseurs de protocole permettent encore de mesurer des formes d’onde. En r\u00e8gle g\u00e9n\u00e9rale, ces analyseurs ne disposent ni de la flexibilit\u00e9 ni des performances analogiques d’un oscilloscope en temps r\u00e9el. Ils peuvent toutefois \u00eatre utilis\u00e9s sur site pour diagnostiquer certains probl\u00e8mes li\u00e9s aux formes d’onde. Par exemple, les analyseurs d\u2019Introspect Technology permettent g\u00e9n\u00e9ralement d\u2019effectuer des mesures de diagrammes en \u0153il, dont un exemple est pr\u00e9sent\u00e9 \u00e0 la figure 8. <\/p>\n

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Figure 8 : Diagramme en \u0153il issu des analyseurs d’Introspect Technology<\/p>\n

Conclusion<\/h2>\n

Dans cet article, nous avons abord\u00e9 une question qui nous est fr\u00e9quemment pos\u00e9e : l\u2019oscilloscope est-il un outil plus utile qu\u2019un analyseur de protocoles pour valider les protocoles num\u00e9riques ? Pour y r\u00e9pondre, nous avons pr\u00e9sent\u00e9 l\u2019architecture de l\u2019oscilloscope et celle de l\u2019analyseur de protocoles, et nous avons mis en \u00e9vidence certaines des limites li\u00e9es \u00e0 l\u2019utilisation d\u2019un oscilloscope pour la validation de protocoles complexes. Nous avons montr\u00e9 en quoi les lacunes d’\u00e9chantillonnage des oscilloscopes nuisent au diagnostic des erreurs de protocole rares. <\/p>\n

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Pour permettre les multiples vagues d\u2019innovation qui caract\u00e9risent le monde d\u2019aujourd\u2019hui, les dispositifs \u00e0 semi-conducteurs continuent d\u2019int\u00e9grer davantage de fonctionnalit\u00e9s de connectivit\u00e9 que jamais<\/p>\n","protected":false},"author":9,"featured_media":4412,"menu_order":0,"template":"","meta":{"_acf_changed":false,"inline_featured_image":false,"_uf_show_specific_survey":0,"_uf_disable_surveys":false,"footnotes":""},"class_list":["post-13015","blogposts","type-blogposts","status-publish","has-post-thumbnail","hentry","blog_topics-defis-de-lindustrie","blog_tags-oscilloscope","blog_tags-protocol-analyzer"],"acf":[],"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/introspect.ca\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/blogposts\/13015","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/introspect.ca\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/blogposts"}],"about":[{"href":"https:\/\/introspect.ca\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/types\/blogposts"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/introspect.ca\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/users\/9"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/introspect.ca\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/blogposts\/13015\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":13016,"href":"https:\/\/introspect.ca\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/blogposts\/13015\/revisions\/13016"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/introspect.ca\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/media\/4412"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/introspect.ca\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=13015"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}