基于LabVIEW与FPGA的多通道虚拟逻辑分析仪设计

简介：
本项目设计了一种基于LabVIEW和FPGA技术的多通道虚拟逻辑分析仪。通过软硬件结合的方式，实现了数据采集、处理及可视化显示功能，适用于多种电子测试场景。 本段落介绍了一种创新的虚拟逻辑分析仪设计，利用了模块化的虚拟仪器技术，并结合FPGA硬件优势与LabVIEW软件的强大处理能力，实现了多通道的数据采集和分析。该设计特别关注硬件电路的构建以及软件的数据处理策略。 虚拟逻辑分析仪的整体结构分为四大部分：数据采集模块、微处理器模块、FPGA模块及LabVIEW模块。其中，数据采集模块由32个独立通道组成，每个通道包括探头电路、比较器、电平转换器、毛刺检测电路和延时电路，能够高效地进行多通道数据采集。微处理器模块负责初始化仪器，控制数据传输，并与FPGA通信以确保其正常工作。 在硬件设计方面，重点在于MAX9687高速比较器的应用以及毛刺检测电路的设计。该毛刺检测电路通过D[1]输入信号和check_or_sample_D1控制信号操作，输出带有或不带毛刺的采样数据。微处理器模块主要由通信程序与控制程序组成：前者处理各模块间的数据传输；后者负责系统的初始化及指令执行。 FPGA部分中包含时钟发生器通过锁相环产生多种频率时钟以及触发控制器根据用户设定条件生成触发信号，支持多种触发模式的功能实现。此外，FIFO存储器用于缓存多通道数据，每个FIFO容量为4096×1 bits，总共有64kbit的存储深度。 在软件设计方面，LabVIEW提供了直观的前端用户界面和程序框图控制的数据流程。通过调用动态链接库中的DLL函数实现USB通信功能以弥补了LabVIEW直接进行USB通信方面的不足，并实现了数据接收、储存、分析及结果显示等功能。 这种基于FPGA与LabVIEW的多通道虚拟逻辑分析仪设计，充分利用软硬件协同作用，不仅降低了成本和提高了灵活性，还提升了电子系统的设计和测试效率。