基于FPGA的虚拟逻辑分析仪的研究与设计

发布时间：2022-01-07 08:13

　　随着数字技术、大规模集成电路及计算机的大量普及和快速发展,逻辑分析仪（Logic Analyzer,简称LA）作为数字系统的数据域测试仪器中应用最为广泛、最有代表性的一种通用测试仪器,为解决越来越复杂的数字系统的检测和故障诊断问题提供了强有力的工具。虚拟仪器（Virtual Instrument,简称VI）是现代计算机软件技术、通信技术和测量技术相结合的产物,它代表着目前测试仪器领域的发展方向。而如今互连资源丰富、性价比高的现场可编程逻辑器件（Filed Programmable Gate Array, FPGA）已经在高速数据采集上得到了广泛的应用,它是数字电路设计的利器。正是基于此,本文充分运用FPGA技术和虚拟仪器技术,开展了虚拟逻辑分析仪系统的研究与设计。本文首先探讨了逻辑分析仪的工作原理及需求分析,并在此基础上,确定了逻辑分析仪的整体方案,即仪器由PC端应用软件和数据采集系统的硬件两大部分组成,并对系统的各个组成模块的设计方案进行了研究,包括探头模块、时钟模块、延迟与锁存模块、毛刺检测模块、触发识别模块、存储控制模块、USB接口模块。在具体设计中,课题主要利用FPGA技术及一... 

【文章来源】：武汉理工大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：65 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

逻辑分析仪的简化框图

统总体结构的逻辑框架辑分析仪主要由探头电路、延迟网络、毛刺检测、触发识别、采和显示等部分组成。数据探头对被测系统的信号进行采集后经延到采样电路，与此同时也送至毛刺检测电路检测后再送到采样外时钟/内时钟)电路的作用下对被测信号进行采样;采样的数据电路与预设的触发字进行比较，一旦找到触发字就立即产生触发储控制电路根据触发标志信号控制存储器写入限定数据，数据存SB接口电路将存储器中的数据送入PC机进行分析处理，之后形式显示，以便用户观察[l0]。其系统结构如图2一2所示。FPGA实仪的核心组成部分，主要包括触发选择电路、毛刺检测电路、触时钟电路、存储控制电路。

武汉理工大学硕士学位论文三片74LCX16244共延时10.sns左右，如图3一。而在时钟通道中用到了两片74LCX157(两通道的多路选择器)来选择时钟和一片74LCX86(异或门)来选择时钟沿【27-281，其中74LcX157的时延大约为3.sns，74Lcx86的时延大约为3.sns，所以时钟通道总共的时延大约有10.5ns。这样可使数据与时钟到达锁存器时，正好满足锁存器的保持时间要求，而从仪器的输入来看，又可得到仪器的保持时间为0的效果。该该该该纷粼采采争争争 阳 阳固固固 固镇存.的.入孩搜伯号橄存.的写入时钟偏号了41fX16244了41工X!6244下41工Xl公44图3一延迟网络分析仪在定时分析的工作状态下，所采用的时钟是仪器本身的内时钟，同被测系统是异步工作，数据通道是否有时延都不会影响到采样结果，因此加入的延迟网络不会对分析仪的采样造成负面的影响。延迟网络中的锁存器主要有两个作用:1、它采用变换后的系统时钟将分析所需的数据写入暂存器，实现与被测系统同步工作，因此它是逻辑状态分析仪同步采样的核心组成部分。2、在一个时钟作用下

【参考文献】：
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硕士论文
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本文编号：3574179