[发明专利]一种支持眼图重构的数字示波器

说明书

一种支持眼图重构的数字示波器，其主要包括逻辑处理电路、中央处理器、存储器和显示器；其中存储器用于存储输入信号的采集数据；逻辑处理电路用于根据采集数据构建数字波形，对数字波形进行波形搜索以获得数字波形中各个边沿事件的统计信息，以及将统计信息发送至中央处理器以获得反馈的配置信息，并且利用配置信息中所配置的各个比特波形的显示位置叠加显示得到输入信号对应的眼图；中央处理器用于根据各个边沿事件的统计信息进行时钟数据恢复，配置各个比特波形的显示位置，形成配置信息，以及将配置信息反馈至逻辑处理电路。本申请技术方案可以让逻辑处理电路和中央处理器分别承担一部分的运算处理任务，利于提高眼图重构的效率。

技术领域

本发明涉及示波器技术领域，具体涉及一种支持眼图重构的数字示波器。

背景技术

数字存储型示波器是测试和分析信号的主要仪器之一，在信息通信、高能物理以及医疗电子等多个行业都有广泛的应用。数字存储示波器主要工作原理是信号调理电路将输入信号调节到模数转换器(ADC)最佳输入范围内，ADC采集和量化模拟输入信号，现场可编程逻辑门阵列(FPGA)根据触发条件控制存储器存取数据。由于受到ADC采样率等因素的限制，数字存储示波器实时采样模式下能够观测的信息容量十分有限，通常需要利用眼图重构技术观察数字波形中所包含的丰富信息。

眼图是利用示波器的余辉作用，将扫描所得的每一个码元波形重叠在一起，从而形成的显示图形。通常，眼图中包含了丰富的信息，从眼图上可以观察出码间串扰和噪声的影响，体现了数字信号整体的特征，从而可以估计系统优劣程度，因而眼图分析是高速互连系统信号完整性分析的核心。另外，也可以用此图形对接收滤波器的特性加以调整，以减小码间串扰，改善系统的传输性能。

当前，眼图技术主要用来表示和分析高速数字信号，通过眼图可以快速地确定信号电气质量中的关键参数，从而发现信号及系统中隐藏的问题。例如图1，在无干扰的理想状态下，将一段数字信号的各个bit的波形(即每一个波动区间T_bit内的波形)进行折叠，幅值表现在Y轴上，时间表现在X轴上，可以简单的构造出该段数字信号的眼图，多次对波形的许多样本重复上述构造，最终得到的图形能够呈现出信号的平均统计值，其类似于一个眼睛，从而构成眼图。除了时域波形显示可以清楚可见之外，图1中所示意的理想眼图所能够提供的附加信息较少，然而在现实世界中高速数字信号存在着严重的衰减、噪声、串扰等缺陷，构造出的眼图会呈现出如图2所示的图形，更加接近于眼睛的形状。

现有的数字示波器主要是采用CPU来实现眼图的重构功能，高速数字信号经过模数转换器后送给数字采样芯片，数字采样芯片将接收到的数据存储到外部存储器中，然后CPU将存储在外部存储模块中的采集数据读取出来并进行处理以重构出眼图，以及将眼图在LCD屏中进行显示。然而，在现有的技术方案中还存在一些不足，采用CPU来重构高速数字眼图的过程中需要对采样数据进行串行处理，将加大每次对采样数据进行处理的时间，降低眼图重构的效率；CPU外接的外部存储芯片除了需要用来存储采样数据，还需要用来存储数据的处理结果以及维持CPU软件运行，这将使得用来存储采样数据的空间变小，每次无法采集到尽可能多的数据进行时钟恢复。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是如何在数字示波器中合理设置数据处理的单元架构，以便减轻单一处理单元的处理负担，以及在眼图重构中快速地恢复时钟数据，从而提高眼图重构的效率。为解决上述技术问题，本申请提供一种支持眼图重构的数字示波器及存储介质。