基于FPGA的低成本虚拟测试系统实现

1 引言

传统测试测量仪存在价格昂贵、体积庞大、数据传输速率低、存储显示困难等问题，本文选用FPGA实现数据处理、逻辑控制，充分利用PC机，结合Labwindows图形化上层应用软件界面生成的虚拟测试系统具有较强的竞争力。本系统在FPGA单板单片主控器件控制下，实现两路独立、幅值可控的信号发生器，一路虚拟存储示波器，具有外部触发信号和采样时钟的16路高速逻辑分析仪。

2 硬件设计

2.1 硬件系统框图

硬件系统设计是以并行处理能力强、可重配置的低端FPGA单片EP1C6为主控器件。图1所示为硬件系统框图，是由参考电压及选择模块、USB2.0接口模块、电源设计模块、高速存储模块、示波器调理输入A／D转换模块、逻辑分析仪匹配输入比较模块和信号源输出滤波模块组成。
USB2.0接口模块用于配合应用软件接受上位机命令及返回采集数据。采用Cypress公司的CY7C68013 USB2.0设备器件，该器件内部增强型8051控制数据传输。通过下载固件代码配置8051，使设备器件对主控FPGA动作模拟为片外从属FI-FO，减少FPGA设计难度。电压参考选择模块可为信号源D／A、比较器和示波器A／D提供参考电压。考虑到多种测量功能间的切换及同时工作的可能，采用两路参考电压输出和参考电压通路选择模块实现双路信号源独立工作、单路信号源协同示波器工作、单路信号源协同逻辑分析仪工作等模式。

基于FPGA的低成本虚拟测试系统实现