虛擬FPGA邏輯驗(yàn)證分析儀的設(shè)計(jì)

1、虛擬fpga邏輯驗(yàn)證分析儀的設(shè)計(jì)隨著技術(shù)的廣泛用法，越來(lái)越需要一臺(tái)能夠測(cè)實(shí)驗(yàn)證fpga芯片中所下載規(guī)律時(shí)序是否正確的儀器。目前，雖然agilent、tektronix 等大公司生產(chǎn)的高端規(guī)律分析儀能夠?qū)崿F(xiàn)fpga電路的測(cè)實(shí)驗(yàn)證功能，但此類儀器價(jià)格昂揚(yáng)，普通要十萬(wàn)、數(shù)十萬(wàn)人民幣。所以，討論開(kāi)發(fā)價(jià)格適中且具有規(guī)律分析儀和fpga電路的測(cè)實(shí)驗(yàn)證功能的儀器是十分有價(jià)值的。本文所介紹的基于技術(shù)的規(guī)律驗(yàn)證分析儀，采納fpga技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)儀器硬件部分的主要設(shè)計(jì)，應(yīng)用圖形化編程語(yǔ)言來(lái)實(shí)現(xiàn)儀器的測(cè)試軟件設(shè)計(jì)。文中闡述了虛擬fpga規(guī)律驗(yàn)證分析儀的總體設(shè)計(jì)計(jì)劃及其工作原理，并對(duì)儀器的兩個(gè)主要工作環(huán)節(jié)的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)作了詳

2、細(xì)介紹。虛擬fpga規(guī)律驗(yàn)證分析儀除了具有fpga電路的基本測(cè)實(shí)驗(yàn)證功能，還具有規(guī)律分析儀和產(chǎn)生激勵(lì)信號(hào)的功能。它是微機(jī)系統(tǒng)及數(shù)字電路設(shè)計(jì)、偵錯(cuò)、軟件開(kāi)發(fā)和的抱負(fù)儀器。虛擬fpga規(guī)律驗(yàn)證分析儀的設(shè)計(jì)1 虛擬fpga規(guī)律驗(yàn)證分析儀的總體設(shè)計(jì)虛擬fpga規(guī)律驗(yàn)證分析儀是把計(jì)算機(jī)作為數(shù)據(jù)的顯示控制，和鼠標(biāo)、鍵盤作為儀器的用戶面板，其組成框圖1所示。圖1 虛擬fpga規(guī)律驗(yàn)證分析儀組成框圖本儀器的基本工作原理是：由計(jì)算機(jī)編輯輸入電路的仿真激勵(lì)信號(hào)給所設(shè)計(jì)的被測(cè)電路，同時(shí)舉行采集和存儲(chǔ)，再傳送回計(jì)算機(jī)，最后舉行電路的規(guī)律時(shí)序分析等，從而實(shí)現(xiàn)儀器的fpga電路的基本測(cè)實(shí)驗(yàn)證功能以及規(guī)律分析儀功能和產(chǎn)生激

3、勵(lì)信號(hào)的功能。儀器的工作步驟2所示。圖2 虛擬fpga規(guī)律驗(yàn)證分析儀工作流程圖2 虛擬fpga規(guī)律驗(yàn)證分析儀的硬件設(shè)計(jì)虛擬fpga規(guī)律驗(yàn)證分析儀的硬件組成包含三個(gè)部分：主板，具有數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、定時(shí)計(jì)數(shù)、主板與計(jì)算機(jī)舉行數(shù)據(jù)通信等多種功能。因?yàn)閒pga(現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列)可實(shí)現(xiàn)無(wú)限次地反復(fù)編程，迅速便利有用，具有可現(xiàn)場(chǎng)模擬調(diào)實(shí)驗(yàn)證等特點(diǎn)，所以本系統(tǒng)中比較復(fù)雜的控制器部分、采樣部分等都采納fpga實(shí)現(xiàn)；其他的由外圍芯片組成。外圍芯片上主要有ram及數(shù)據(jù)緩沖和鎖存等數(shù)據(jù)通道部分。fpga被測(cè)電路板。通用的個(gè)人計(jì)算機(jī)，具有運(yùn)行圖形化編程軟件的能力。3 虛擬fpga規(guī)律驗(yàn)證分析儀的軟件設(shè)計(jì)虛擬規(guī)律

4、驗(yàn)證分析儀的軟件設(shè)計(jì)采納ni公司的圖形化編程語(yǔ)言工具labview7.0。fpga測(cè)實(shí)驗(yàn)證軟件是一款包含數(shù)字波形打開(kāi)、編輯、保存、掃瞄的高性能軟件，在硬件的協(xié)作下，可以完成數(shù)字波形的下載，即將編輯生成波形以數(shù)據(jù)形式加載到被測(cè)fpga電路板的激勵(lì)端口，并從輸出端口取回測(cè)試數(shù)據(jù)顯示，以驗(yàn)證用戶下載到被測(cè)fpga電路板中的可編程規(guī)律設(shè)計(jì)是否正確。軟件的主界面3所示。圖3 軟件主界面介紹虛擬fpga規(guī)律驗(yàn)證分析儀的兩個(gè)工作環(huán)節(jié)1 編輯激勵(lì)信號(hào)虛擬fpga規(guī)律驗(yàn)證分析儀的激勵(lì)信號(hào)源采納純軟件labview來(lái)實(shí)現(xiàn)，該激勵(lì)信號(hào)源可挑選以真值表方式（按位方式）或編碼表（方式）打開(kāi)、編輯或保存數(shù)字激勵(lì)波形，并可

5、挑選周期數(shù)。其主要技術(shù)指標(biāo)如下。輸入方式：真值表、總線方式編輯輸入；輸出通道：13個(gè)輸出激勵(lì)信號(hào)數(shù)據(jù)通道；顯示方式：a：時(shí)序波形顯示，可水平位移和水平伸縮；b：數(shù)據(jù)顯示，分為二進(jìn)制、十六進(jìn)制顯示。2 測(cè)量被測(cè)電路板在虛擬fpga規(guī)律驗(yàn)證分析儀的工作流程中，測(cè)量被測(cè)電路板這一工作即將編輯好的仿真激勵(lì)信號(hào)輸入給所設(shè)計(jì)的被測(cè)電路板，同時(shí)舉行采集和存儲(chǔ)所測(cè)試電路板的數(shù)據(jù)。該步驟中的采集工作主要采納fpga來(lái)實(shí)現(xiàn)，存儲(chǔ)工作用ram來(lái)完成。通過(guò)分析論證，本設(shè)計(jì)采納ar公司cyclone系列的芯片，型號(hào)為ep1c6q144。它采納1.5v內(nèi)核，內(nèi)嵌92160位存儲(chǔ)區(qū)間，可提供兩個(gè)鎖相環(huán)和雙信數(shù)據(jù)傳輸速率(ddr)的接口電路。設(shè)計(jì)中，規(guī)律分析儀電路及采集電路的主要技術(shù)指標(biāo)如下。采集時(shí)鐘：外時(shí)鐘和內(nèi)時(shí)鐘；內(nèi)時(shí)鐘頻率：25khz、50khz、100khz、250khz、500khz、1mhz、5mhz、10mhz；采集存儲(chǔ)點(diǎn)數(shù)：12048；觸發(fā)方式：時(shí)鐘觸發(fā)、外部觸發(fā)、字觸發(fā)和按鍵觸發(fā)。結(jié)束語(yǔ)本文所介紹的虛擬fpga規(guī)律驗(yàn)證分析儀，采納fpga技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)儀器硬件部分的主要設(shè)計(jì)，應(yīng)用圖形化編程語(yǔ)言labview來(lái)實(shí)現(xiàn)儀器的測(cè)試軟件設(shè)計(jì)。事實(shí)證實(shí)，該計(jì)劃設(shè)計(jì)的虛擬fpga規(guī)律驗(yàn)證分析儀不但具有fpga電路的基本