FPGA在数字示波器控制设计中的应用

"本文主要探讨了基于FPGA的数字存储示波器的外围芯片控制设计，利用VHDL硬件描述语言实现ARM接口通信控制模块和芯片驱动模块，以提升示波器的数据采样效率和可靠性。文章介绍了双处理器（ARM+FPGA）的嵌入式系统设计方案，其中FPGA作为核心来协调各芯片工作。重点讲述了ARM接口通信控制模块的设计，旨在解决ARM与FPGA间的通信问题以及减少信号干扰，保证测量的准确性和稳定性。" 在数字存储示波器的设计中，FPGA（Field-Programmable Gate Array）因其灵活性和高性能而成为关键组件。文章阐述了如何使用VHDL语言对两个主要功能模块进行编程，一个是ARM接口通信控制模块，另一个是芯片驱动模块。通过这些模块，可以有效解决不同芯片间的通信与驱动问题，确保FPGA与其他芯片协同工作，从而优化数据采样的过程。 数字存储示波器采用双处理器架构，即ARM处理器配合FPGA，ARM内部运行WINCE操作系统。采样系统主要在FPGA中执行，分为采样信息处理子系统和采样控制子系统。其中，采样控制子系统由ARM接口控制模块和芯片驱动模块构成，这两个模块共同负责数据的采集和处理。 ARM接口通信控制模块的设计是整个系统的关键，其目的是缓解ARM芯片引脚资源的压力以及减少因信号线干扰导致的测量误差。该模块引入后，ARM与FPGA之间的通信将通过一个独立的接口进行，提高了系统的稳定性和测量精度。接口包括1路时钟cmd_clk，3路命令线cmd_sel\[2..0\]，以及8路数据线cmd_data\[7..0\]，这些接口使得FPGA能够根据ARM的指令执行相应的操作。 通过这样的设计，FPGA能够有效地控制和协调外围芯片，实现高效的数据采样，确保数字存储示波器的性能和可靠性。这不仅对于电子工程师在设计和调试电路时具有重要价值，同时也对科研和教育等领域提供了有力的测试工具。