基于Cortex-A7的實時信號處理示波器的研究.pdf

1、隨著數(shù)字化電路和大規(guī)模集成電路技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)字示波器的市場和技術(shù)逐漸成熟與完善。數(shù)字示波器作為電子信號測量常用的儀器之一，在各行各業(yè)都有著較為廣泛的應(yīng)用。它不僅具有采集、觀測、處理、存貯信號的優(yōu)點，而且還具有一定的運算和數(shù)據(jù)通信傳輸能力。但由于受硬件資源的限制，傳統(tǒng)的示波器通常不具備較強的計算能力和波形分析功能，不能進行實時的信號處理，無法滿足現(xiàn)場測量的需求，因此對實時信號處理示波器的研究是非常必要的。
　　本文提出了一種基于

2、 Cortex-A7處理器的實時信號處理示波器的設(shè)計方案。該方案主要包括模擬通道，基于 FPGA的數(shù)據(jù)采集與傳輸模塊，和采用 ARM Cortex-A7處理的信號實時處理及顯示模塊。根據(jù)示波器的性能指標，采用電子繼電器和放大器 AD603等進行示波器模擬通道的設(shè)計，實現(xiàn)模擬信號的交直流耦合、衰減、放大以及偏置調(diào)節(jié)等功能。基于 FPGA進行數(shù)據(jù)采集和傳輸模塊的設(shè)計，通過在FPGA內(nèi)部構(gòu)建AD控制模塊，控制兩片模數(shù)轉(zhuǎn)換器AD9288并行交替

3、采樣；構(gòu)建觸發(fā)控制模塊，控制比較器 TL3016CD完成觸發(fā)功能；構(gòu)建SPI傳輸模塊，完成數(shù)據(jù)的傳輸，最終實現(xiàn)數(shù)字示波器的采集、觸發(fā)、和數(shù)據(jù)傳輸功能。采用ARM Cortex-A7處理器進行數(shù)據(jù)處理和計算，利用OpenMP和多線程編程，完成多核并行運算，實現(xiàn)信號實時處理與顯示模塊的設(shè)計，并基于Linux平臺進行了示波器軟件功能界面的設(shè)計，主要包括“基本功能”、“觸發(fā)菜單”、“測量菜單”、“實時信號處理”和“自定義”五大功能模塊。