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作者：Steve Leibson 背景： 示波器是我們在物理試驗、電路硬件調試、智能硬件開(kāi)發(fā)等領(lǐng)域都能見(jiàn)到的一種儀器，就像是醫生的聽(tīng)診器，作為硬件研發(fā)工程師都要用的溜溜的。那么，里面到底是怎么樣的一種構造呢？比較好奇的玩家可能已經(jīng)想把實(shí)驗室的示波器給拆開(kāi)看看了，今天小編來(lái)滿(mǎn)足一下比較好奇的小伙伴們，我們來(lái)一起看一下一款數字熒光示波器的內部構造。 今天拆的是Uni-T Ultra Phosphor UPO2104CS型號的示波器，如圖.1所示，我們打開(kāi)后竟然在示波器了發(fā)現了Xilinx Spartan-6 FPGA。是不是瞬間感覺(jué)自己也能做一臺示波器出來(lái)，同時(shí)好奇這FPGA在示波器中的作用是什么？接著(zhù)往下看細節，此示波器中的Spartan-6 LX45 FPGA主要管控了DSO的信號采集內存，內存包含了一個(gè)快速的SRAM和SDRAM。 
圖.1 Uni-T Phosphor UPO2104CS 4-channel，100MHz，1Gsamples/sec DCO 好啦，接下來(lái)就是激動(dòng)人心的時(shí)刻，我們一起來(lái)看一下這款DSO的主板，可以很明顯的看到，上面具有Spartan-6 LX45 FPGA芯片，如圖.2所示。
圖.2 Uni-T Ultra Phosphor UPO2104CS DSO上的Spartan-6 FPGA 從拆開(kāi)的DSO之中，我們發(fā)現Spartan-6 FPGA管理著(zhù)從DSO的1G采樣率的ADC到DSO的樣本內存的數據傳輸。經(jīng)過(guò)測試小編發(fā)現，這款示波器每秒可以采集到30000波形樣本，它的SDRAM信號收集緩存能夠采集多達65000的波形。在圖.2中我們看到了在Spartan-6頂端到快速SRAM采集內存之間有著(zhù)很多的長(cháng)度匹配信號線(xiàn)；以及從FPGA的底部到SDRAM波形采集內存之間的長(cháng)度匹配信號線(xiàn)。 除此之外數字熒光示波器還有以下的功能： 1. 1GS/s實(shí)時(shí)采樣率 2. 4個(gè)模擬通道 3. 模擬通道帶寬：100MHz 4. 標配每通道28Mpts存儲深度 5. 50,000wfms/s波形捕獲率 6. 多級波形灰度等級 7. 獨立時(shí)基可調 8. 高達6.5萬(wàn)幀硬件實(shí)時(shí)波形錄制功能 9. 強大的波形分析功能 10. 豐富的觸發(fā)及總線(xiàn)解碼功能 11. 8英寸 TFT LCD，WVGA(800×480) 12.豐富的外圍接口：USB Host、USB Device、LAN、AUX OUT 這些性能還得多虧了Spartan-6 FPGA所提供的先進(jìn)的連接性能，例如較高的logic-to-pin ratios和支持多種的I/O協(xié)議。同時(shí)，在高清視頻的智能數字標識、工業(yè)級別的互聯(lián)網(wǎng)、車(chē)聯(lián)網(wǎng)和高分辨率的視頻圖像的處理等方面也得到了廣泛的應用，此款FPGA在加速設計和低功耗設計等方面也有著(zhù)很好的潛力。 總結： 示波器有著(zhù)很多種的型號，可以肯定的是FPGA在示波器和邏輯分析儀，頻譜分析儀中都能扮演一定的角色，是不是有一種學(xué)好FPGA走遍天下都不怕的感覺(jué)。Xilinx系列的FPGA有著(zhù)很強的接口擴展性和很好的性能功耗比，使智能硬件設計工程師和智能儀器設計的工程師在低功耗高性能的設計的道路上有了一個(gè)很好的幫手。 |
