数字示波器软件模块设计 ——人机交互、在线更新与快速映射

论文摘要

数字存储示波器是现代测试领域中重要的测量工具。国外的数字存储示波器一直处在行业发展的垄断地位,技术新、性能好,而国内示波器的研发则处于初期阶段。本论文课题为我单位同某公司合作研发的数字存储示波器项目,产品中包含双通道的数字存储示波器（2GSPS）、十六通道逻辑分析仪和万用表测量模块。本论文是基于该项目的软件设计,以嵌入式数字处理器BF531和FPGA为核心,在ADI的Visual DSP++平台下进行示波器软件开发。本设计的模拟模块、硬件模块、以及软件的采集、数据处理等模块由其他同学负责设计,所以本论文主要讨论数字存储示波器的人机交互模块、在线更新模块,逻辑分析和万用表模块的设计部分。论文包括的模块功能具体内容如下:a)设计一款贴切于本产品功能的人机交互菜单,要具备美观、多元化、操作便捷等优点。b)更改LCD驱动方案,利用DSP的PPI接口驱动LCD,在整机运行状态下保持LCD显示的稳定型。c)为产品设计出在线更新方案,使用户能够方便的利用USB来更新产品的软件。d)设计波形显示快速映射方案,提高示波器波形捕获速率。e)设计十六通道逻辑分析仪和万用表的功能,提高其功能性。最终会在产品中实现或部分实现上述的几种功能,完成初样机的设计。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 前言
• 1.1 数字存储示波器概述
• 1.2 国内外数字存储示波器的发展情况
• 1.3 数字存储示波器主要性能指标
• 1.4 本论文设计任务
• 1.5 本章小结
• 第二章 数字存储示波器系统设计
• 2.1 硬件系统设计
• 2.2 软件系统设计
• 2.2.1 软件系统初始化部分
• 2.2.2 系统软件流程
• 2.3 软件开发平台简介
• 2.3.1 Blackfin531 数字处理器介绍
• 2.3.1.1 处理器内核
• 2.3.1.2 处理器存储器结构
• 2.3.1.3 处理器外设
• 2.3.2 Visual DSP++5.0 IDDE 介绍
• 2.4 本章小结
• 第三章 软件功能模块设计与实现
• 3.1 人机交互模块设计与实现
• 3.1.1 图形化界面的实现原理
• 3.1.1.1 显示界面整体设计
• 3.1.1.2 显示界面菜单设计
• 3.1.2 字符显示原理及多语言显示方案
• 3.1.2.1 汉字显示原理
• 3.1.2.2 UNICODE 原理
• 3.1.2.3 多语言实现方案
• 3.1.3 PPI 驱动
• 3.1.3.1 PPI 驱动的原理
• 3.1.3.2 PPI 驱动的软件实现
• 3.1.4 DMA 传输对系统性能的影响
• 3.1.4.1 Blackfin531 储存空间
• 3.1.4.2 LDF 文件功能
• 3.1.4.3 显示存储空间及DMA 对系统性能的影响
• 3.1.4.4 PPI 驱动和FPGA 驱动的对比
• 3.2 系统在线升级模块设计与实现
• 3.2.1 bootloader 的原理
• 3.2.2 BF531 的booting 流程
• 3.2.3 在线升级功能设计方案
• 3.2.3.1 Init Block 改进设计
• 3.2.3.2 USB 及其它流程设计
• 3.3 波形快速映射模块设计与实现
• 3.3.1 示波器波形显示整体流程
• 3.3.2 波形显示快速映射方案设计
• 3.4 本章小节
• 第四章 LA 通道和DMM 设计
• 4.1 LA 通道设计方案
• 4.1.1 逻辑分析通道设计需求
• 4.1.2 逻辑分析通道初步方案
• 4.2 DMM 功能设计方案与实现
• 4.2.1 DMM 实现原理
• 4.2.2 DMM 芯片选择
• 4.2.3 DMM 具体设计方案
• 4.2.4 DMM 数据通信
• 4.3 本章小结
• 第五章 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 攻读期间取得的研究成果