CN110824212B - 一种多通道任意波形发生器校正方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及信号发生器领域，具体提供了一种多通道任意波形发生器校正方法及系统。与现有技术相比，本发明的一种多通道任意波形发生器校正方法，由上位机通过PCIE接口发送多通道波形数据和指令，多通道波形数据根据指令的需要进行各个通道延时、幅度和偏置的调节，待调节的各个通道达到理想的状态下，调节各个通道配置参数作为校正数据储存到外挂的Flash中，Flash储存的校正数据用于在下次使用时掉电不丢失。在信号发生器测试中具有良好的推广价值。
Description
技术领域
本发明涉及信号发生器领域，具体提供一种多通道任意波形发生器校正方法及系统。
背景技术
在电子系统设计过程中，任意波形发生器在电路硬件、检测等过程中是不可或缺的。
现有技术下，由于多通道任意波形发生器运用十分的广泛，在测试过程中，常常需要对多通道任意波形发生器生产的各个通道有一定关系的波形进行设备的测试，但是需要在每次校正完成后，重新的上电时都需要重新校正各个通道的数据，这样既浪费时间，又花费太多的人力。如何使进行设备测试时带有掉电不丢失数据的功能，以避免每次上电重新校正各个通道数据问题的发生，是本领域技术人员要亟待解决的问题。
发明内容
本发明是针对上述现有技术的不足，提供一种实用性强的多通道任意波形发生器校正方法。
本发明进一步的技术任务是提供一种设计合理，安全适用的多通道任意波形发生器校正系统。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种多通道任意波形发生器校正方法，上位机通过PCIE接口发送多通道波形数据和指令，多通道波形数据根据指令的需要进行各个通道延时、幅度和偏置的调节，待调节的各个通道达到理想的状态下，调节各个通道配置参数作为校正数据储存到外挂的Flash中，Flash储存的校正数据用于在下次使用时掉电不丢失。
进一步的,上位机通过PCIE接口将波形数据发送到FPGA的XDMA IP核进行数据和指令处理。
进一步的,所述波形数据是通过python调用波形生成函数生成期望的波形点数，然后通过xdma驱动调用FPGA的DMA进行波形数据存储，存储在DDR内。
进一步的，指令处理是通过上位机对xdma驱动直接调用，通过XDMA IP核的AXILite通道发送给FPGA，FPGA对指令进行解析然后通过指令控制分配FPGA进行相应的工作。
进一步的，所述的指令控制是解析上位机指令生成的指令数据，根据上位机的指令进行相应数据和芯片的配置；
首先，根据上位机发送的波形数据，将波形数据分配到对应的DA通道中，对每个DA通道的波形数据进行处理后，得到想要的各个通道的波形数据配置，
然后，通过上位机的指令生成发送写入外挂Flash指令，将配置好的参数写入Flash中，用于波形校正数据的存储；
最后，进行波形调理和通过示波器查看对应的每一路的波形输出。
作为优选，所述指令控制发送的数据包括通过需要进行配置的芯片的所有配置数据以及每个DA通道波形的幅度、相位、偏率和偏置。
进一步的，通过DAC芯片将FPGA输出的数字信号转换成模拟信号来实现波形调理，DAC芯片输出的模拟信号经过运算放大器和程控放大器对信号进行放大，经过放大的信号通过滤波器对信号进行处理输出，输出至示波器，示波器进行查看对应的每一路的波形输出。
一种多通道任意波形发生器校正系统，由上位机、FPGA、波形调理模块和示波器组成，所述上位机依次与FPGA、波形调理模块和示波器连接；
上位机通过调用python生成波形产生模块和指令产生模块，所述波形产生模块用于生成波形数据，所述指令产生模块用于发送控制指令；
FPGA中由波形控制模块、指令控制模块和校正数据存储模块组成，所述波形控制模块和指令控制模块是在FPGA内例化XDMA IP核、与上位机连接，将数据发送给波形调理模块和示波器，校正数据存储模块是通过FPGA控制的一个外挂Flash存储掉电不丢失的是校正数据；
波形调理模块用于响应FPGA发送的波形调理指令，对波形数据进行调理，达到理想效果后将调理的指令存储在校正数据的Flash中。
进一步的，所述波形调理模块由DAC芯片、运算放大器、程控放大器以及滤波器组成，所述DAC芯片与运算放大器、程控放大器和滤波器依次连接。
进一步的，波形控制模块通过DMA接收上位机波形数据，指令控制模块通过AXILite接受上位机指令。
本发明的多通道任意波形发生器校正方法及系统和现有技术相比，具有以下突出的有益效果：
本发明利用FPGA的可重构性和可编程性接收上位机发送的波形数据和指令，然后FPGA对波形数据和指令进行解析处理去配置后端的波形调理模块芯片和对校正数据存储。通过上位机的指令对多通道任意波形发生器的波形进行校正，各通道间得到想要的波形数据关系后，将指令的数据通过校正模块存储到外挂Flash中，下次断电可从Flash直接加载校正参数，不需要再重新配置各通道参数。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
附图1是一种多通道任意波形发生器校正系统的结构示意图；
附图2是图1中波形调理模块的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好的理解本发明的方案，下面结合具体的实施方式对本发明作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例都属于本发明保护的范围。
下面给出一个最佳实施例：
如图1、2所示，本实施例中的一种多通道任意波形发生器校正方法是上位机通过PCIE接口发送多通道波形数据和指令，多通道波形数据根据指令的需要进行各个通道延时、幅度和偏置的调节，待调节的各个通道达到理想的状态下，调节各个通道配置参数作为校正数据储存到外挂的Flash中，Flash储存的校正数据用于在下次使用时掉电不丢失。
上位机通过PCIE接口将波形数据发送到FPGA的XDMA IP核进行数据和指令处理。其中，波形数据是通过python调用波形生成函数生成期望的波形点数，进而通过xdma驱动调用FPGA的DMA进行波形数据存储，存储在DDR内。指令处理是通过上位机对XDMA驱动直接调用，通过XDMA IP核的AXI Lite通道发送给FPGA，FPGA对指令进行解析然后通过指令控制分配FPGA进行相应的工作。
指令控制是用于解析上位机指令生成的指令数据，根据上位机的指令进行相应数据和芯片的配置；
首先，根据上位机发送的波形数据，将波形数据分配到对应的DA通道中，对每个DA通道的波形数据进行处理后，得到想要的各个通道的波形数据配置；
然后，通过上位机的指令生成发送写入外挂Flash指令，将配置好的参数写入Flash中，用于波形校正数据的存储；
最后，进行波形调理和通过示波器查看对应的每一路的波形输出。
指令控制发送的数据包括通过需要进行配置的芯片的所有配置数据以及每个DA通道波形的幅度、相位、偏率和偏置。
通过DAC芯片将FPGA输出的数字信号转换成模拟信号来实现波形调理，DAC芯片输出的模拟信号经过运算放大器和程控放大器对信号进行放大，经过放大的信号通过滤波器对信号进行处理输出，输出至示波器，示波器进行查看对应的每一路的波形输出。
实现该方法的系统为：一种多通道任意波形发生器校正系统由上位机、FPGA、波形调理模块和示波器组成，所述上位机依次与FPGA、波形调理模块和示波器连接。
上位机通过调用python生成波形产生模块和指令产生模块，所述波形产生模块用于生成波形数据，所述指令产生模块用于发送控制指令。
FPGA中由波形控制模块、指令控制模块和校正数据存储模块组成，所述波形控制模块和指令控制模块是在FPGA内例化XDMA IP核、与上位机连接，将数据发送给波形调理模块和示波器，校正数据存储模块是通过FPGA控制的一个外挂Flash存储掉电不丢失的是校正数据。
波形调理模块用于响应FPGA发送的波形调理指令，对波形数据进行调理，达到理想效果后将调理的指令存储在校正数据的Flash中。
波形调理模块由DAC芯片、运算放大器、程控放大器以及滤波器组成，所述DAC芯片与运算放大器、程控放大器和滤波器依次连接。上述波形控制模块通过DMA接收上位机波形数据，指令控制模块通过AXI Lite接受上位机指令。
可简单的理解为，将发明的PCIE接口的多通道任意波形发生器插入带有PCIE插槽的上位机中；上电启动，上位机查看是否有PCIE设备挂载，PCIE设备挂载上后，加载xdma驱动，然后调用python库；通过python生成需要的波形，比如第一通道生成方波，第二通道生成高斯波，第三通道生成正弦波；通过python调用xdma驱动控制每一路波形的频率、幅度、偏置和延时等参数；将python生成的波形数据和指令通过程序下发到FPGA板卡；通过示波器查看对应的每一路对应的波形输出；根据需求配置对应通道的幅度、偏置、频率等参数；上位机发送指令将配置好的参数写入外挂的Flash中；
最后，对PCIE接口的多通道任意波形发生器进行断电重启，可以看到加载对应通道的波形数据后，各通道的输出波形是已经配置好的参数的波形数据。这就证明了从Flash加载的校正数据可以实现。
上述具体的实施方式仅是本发明具体的个案，本发明的专利保护范围包括但不限于上述具体的实施方式，任何符合本发明的多通道任意波形发生器校正方法及系统权利要求书的且任何所述技术领域普通技术人员对其做出的适当变化或者替换，皆应落入本发明的专利保护范围。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (2)
1.一种多通道任意波形发生器校正方法，其特征在于，上位机通过PCIE接口发送多通道波形数据和指令，多通道波形数据根据指令的需要进行各个通道延时、幅度和偏置的调节，待调节的各个通道达到理想的状态下，调节各个通道配置参数作为校正数据储存到外挂的Flash中，Flash储存的校正数据用于在下次使用时掉电不丢失；
上位机通过PCIE接口将波形数据发送到FPGA的XDMA IP核进行数据和指令处理；
所述波形数据是通过python调用波形生成函数生成期望的波形点数，然后通过xdma驱动调用FPGA的DMA进行波形数据存储，存储在DDR内；
指令处理是通过上位机对XDMA驱动直接调用，通过XDMA IP核的AXI Lite通道发送给FPGA，FPGA对指令进行解析然后通过指令控制分配FPGA进行相应的工作；
所述的指令控制是解析上位机指令生成的指令数据，根据上位机的指令进行相应数据和芯片的配置；
首先，根据上位机发送的波形数据，将波形数据分配到对应的DA通道中，对每个DA通道的波形数据进行处理后，得到想要的各个通道的波形数据配置；
然后，通过上位机的指令生成发送写入外挂Flash指令，将配置好的参数写入Flash中，用于波形校正数据的存储；
最后，进行波形调理和通过示波器查看对应的每一路的波形输出；
所述指令控制发送的数据包括通过需要进行配置的芯片的所有配置数据以及每个DA通道波形的幅度、相位、偏率和偏置；
通过DAC芯片将FPGA输出的数字信号转换成模拟信号来实现波形调理，DAC芯片输出的模拟信号经过运算放大器和程控放大器对信号进行放大，经过放大的信号通过滤波器对信号进行处理输出，输出至示波器，示波器进行查看对应的每一路的波形输出。
2.一种多通道任意波形发生器校正系统，其特征在于，由上位机、FPGA、波形调理模块和示波器组成，所述上位机依次与FPGA、波形调理模块和示波器连接；
上位机通过调用python生成波形产生模块和指令产生模块，所述波形产生模块用于生成波形数据，所述指令产生模块用于发送控制指令；
FPGA中由波形控制模块、指令控制模块和校正数据存储模块组成，所述波形控制模块和指令控制模块是在FPGA内例化XDMA IP核、与上位机连接，将数据发送给波形调理模块和示波器，校正数据存储模块是通过FPGA控制的一个外挂Flash存储掉电不丢失的是校正数据；
波形调理模块用于响应FPGA发送的波形调理指令，对波形数据进行调理，达到理想效果后将调理的指令存储在校正数据的Flash中；
所述波形调理模块由DAC芯片、运算放大器、程控放大器以及滤波器组成，所述DAC芯片与运算放大器、程控放大器和滤波器依次连接；
波形控制模块通过DMA接收上位机波形数据，指令控制模块通过AXI Lite接受上位机指令。
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