随着采集和存储技术的发展,示波器的综合性能越来越强,人们对示波器的功能要求也越来越高,因此带有多种数据处理功能的数字示波器便应运而生。面对采集到的海量数据,如何通过示波器的功能模块对其进行快速有效的分析处理就变得尤为重要。本文结合教研室团队项目的研发,围绕“硬件波形分析和波形特征搜索功能模块设计”这一主题展开研究。通过FPGA与基本硬件电路协同处理的方式实现了3种波形分析功能、7种基本波形特征搜索功能和9种总线协议搜索功能。本文的主要内容如下:1.硬件波形分析和波形特征搜索功能整体架构的研究。主要包括硬件波形分析和波形特征搜索的原理、搜索结果的定位与同步、与其他模块的交互等方面。从数字荧光示波器的整体硬件系统上对本文研究的两个功能模块进行了设计。2.波形特征搜索功能的实现。在FPGA中实现了边沿、脉宽/毛刺、欠幅、上升/下降时间、建立/保持时间、序列和超时7种类型的基本波形特征搜索功能以及RS232、I2C、USB、CAN、SPI、LIN、Flex Ray、音频总线和以太网协议9种类型的总线协议搜索功能。3.波形分析功能的实现。所实现的波形分析功能包括通过/失败分析、模板分析和轨迹分析3种基本的波形分析功能。4.硬件波形分析和波形特征搜索功能的测试分析。包括测试平台和设备、测试流程以及测试结果和分析。本设计采用FPGA和硬件电路协同处理的方式实现了波形分析和波形特征搜索功能,克服了在通过软件对海量波形进行分析和搜索处理时速度慢的缺点,缩短了数字示波器的死区时间。同时在搜索模块中加入了总线搜索功能,丰富了数字示波器可搜索的信号类型。