虛擬示波器快速捕獲技術(shù)研究及應(yīng)用.pdf

1、由于多元化和高效化檢測(cè)的需要，虛擬示波器應(yīng)用需求逐年增多。不同于直接通過(guò)硬件處理的臺(tái)式示波器，虛擬示波器需要通過(guò) PC機(jī)進(jìn)行分析處理，所以在處理波形數(shù)據(jù)的耗時(shí)上，虛擬示波器比臺(tái)式示波器長(zhǎng)，導(dǎo)致虛擬示波器的死區(qū)時(shí)間較長(zhǎng)，波形捕獲率低。因?yàn)椴ㄐ尾东@率決定了示波器捕獲波形完整信息的能力，所以提高虛擬示波器的波形捕獲能力具有較大的理論研究和實(shí)用價(jià)值。
　　提高虛擬示波器波形捕獲能力的方法主要有兩種，即硬件升級(jí)和軟件優(yōu)化。本文主要研究使用軟

2、件提升波形捕獲率的方法。通過(guò)設(shè)計(jì)一種虛擬示波器軟件優(yōu)化方法，加快程序數(shù)據(jù)處理以及繪制波形的速率，減少死區(qū)時(shí)間，提高波形捕獲率，最大限度還原真實(shí)信號(hào)內(nèi)容。并為其添加波形快速定位功能，在高速捕獲模式下能更好地觀查被測(cè)波形。
　　本文主要通過(guò)繪圖優(yōu)化和并行化的方法提高虛擬示波器的波形捕獲能力：
　　（1）在繪圖方法上，通過(guò)調(diào)用 Direct2D繪圖編程接口，借助現(xiàn)在性能不斷提升的圖形處理器，使 Direct2D的硬件加速效果更加明

3、顯，從而提高虛擬示波器的波形繪制速率，使波形刷新率提高。并且還對(duì)波形數(shù)據(jù)進(jìn)行批量處理，縮短死區(qū)時(shí)間，顯示更多波形細(xì)節(jié)。最后通過(guò)波形定位功能找出需要的單幅波形并顯示出來(lái)，方便對(duì)波形數(shù)據(jù)的檢測(cè)。
　?。?）在數(shù)據(jù)處理及任務(wù)劃分上，利用Intel多核處理器的特點(diǎn)，將虛擬示波器程序進(jìn)行并行化改造，使之能在多核處理器上并行執(zhí)行各個(gè)任務(wù)，縮短任務(wù)執(zhí)行時(shí)間，提升程序運(yùn)行速率。并行化改造主要利用 Intel線程構(gòu)造塊 TBB（Intel Thre

4、ad Building Blocks），它能實(shí)現(xiàn)多核處理器下的串行程序的并行化，以及通過(guò)Intel Parallel Studio工具集對(duì)并行程序進(jìn)行調(diào)試及調(diào)優(yōu)?？s短程序中數(shù)據(jù)處理時(shí)間，達(dá)到提高波形捕獲能力的目的。
　　通過(guò)對(duì)軟件優(yōu)化的研究及實(shí)施，實(shí)現(xiàn)虛擬示波器在相同的硬件配置及操作環(huán)境下波形捕獲率的提升。本文研究的軟件優(yōu)化方法適用于不同核心數(shù)的處理器，在雙核處理器平臺(tái)上其波形捕獲率可提高1.33倍，在四核處理器的平臺(tái)上優(yōu)化帶來(lái)的