Digitalt oscilloskop med Digilent Zybo styrelsen

Digilent Zybo styrelsen är byggt kring Xilinx's Zynq SoC (System på flisa) del. Denna IC har dual Arm-A9 kärnhusen (kallad PS - Processing System) som utför som andra microcontroller. Vad gör den speciell är att den också har FPGA hårdvara (kallad PL - programmerbara) på samma IC som PS, att användaren kan skapa anpassade kringutrustning för PS.

Denna handledning skrevs från min erfarenhet i Cal Poly SLO CPE439: inbäddade realtidssystem kurs. Ett bra program för denna Zynq del är ett oscilloskop: PS kan hantera de mindre tid kritiska åtgärder (användargränssnitt, rita grafik), medan PL kan hantera tid kritiska åtgärder (ADC indatabufferten, utlösa, VGA signaler). Denna oscilloskop var utformad för att uppfylla vissa grundläggande specifikationer:

-Använder en standard 10:1 scope sond

-Ingång spänning rad - 10V till + 10V

-Bandbredd = 100kHz [begränsas av inbyggda ADC samplingsfrekvens = 1 MHz]

-VGA bildskärm, resolution ~ 640 x 480

-Användarens inmatningar från roterande COD

Denna oscilloskop består av flera viktiga block. Dessa är:

-Analog Front End: Dämpa och nivåförändring insignaler till en nivå som kan användas av Zynq inbyggd ADC. Genomföras med flera op amp filter/förstärkare.

-ADC buffert / utlösa: värden som ingick i urvalet av ADC provtas kontinuerligt till en buffert. När startahändelsen uppstår (passerar genom en viss spänning med en valda positiv / negativ lutning) bufferten fylls och signalerar att det är nu full och redo att läsas i.

-Användaren indata bearbetning: Indata från användaren för denna oscilloskop tas in i form av roterande kodare och knappen signaler. Encoder signalerna måste bearbetas för att ge användbara roterande data, och både data och knappen data måste skickas in i bearbetningsenheten.

-Processing System: User input och ADC buffert uppgifter behandlas och värden skrivs till grafikdrivrutinen att generera det grafiska användargränssnittet (GUI).

-Grafikdrivrutinen: En rambuffert (minne hålla värdena för varje skärm pixel) skrivs till av tillverkningssystemet. En VGA-drivrutinen genererar tidssignaler krävs av VGA-protokollet, liksom behandlingen värden från rambuffert ska skickas till skärmen.