實用數字示波器的微處理器硬件設計方案

圖3 OMAP-L38與DDR2的接口連接示意圖

DDR2 的信號線包括時鐘、數據和命令三部分。本設計由DDR2控制器提供差分時鐘CLK+和CLK-給DDR2，，差分時鐘之間并接一個100Ω的匹配電阻，用以消除時鐘的毛刺并限制驅動電流;數據部分主要完成數據傳輸工作，包括數據線DQ[15:0]、數據同步信號DQS(本設計LDQS對應數據線低八位，UDQS對應數據線高八位)、數據信號屏蔽線DM(在突發寫傳輸時屏蔽不存儲的數據，LDM對應數據位低八位DQ[7:0]，UDM對應數據線高八位 DQ[15:8])，本設計在DQS信號和DM信號上串接一個22Ω的電阻，起抗干擾和濾波作用，提高信號質量;命令部分包括行地址選通信號RASn、列地址選通信號CASn、寫使能信號WEn、片選信號CSn、時鐘使能信號CKE以及芯片內部終端電阻使能ODT，主要完成尋址、組成各種控制命令以及內存初始化工作。本設計由于DDR2控制器內沒有終端電阻，因此將DDR2 SDRAM的ODT信號直接接地使DDR2芯片內的終端電阻無效。

DDR2的讀、寫時序圖分別見圖4和圖5：

以太網的接口電路設計

用示波器測量電信號時，信息和測量結果便捷的保存和共享變得日益重要。若數字示波器提供以太網接口，開發人員就可以方便地將測量數據和結果通過網絡共享，實現遠程調試;也可以將波形數據通過網絡上傳到PC機上，在PC機上實現波形數據的處理、分析和顯示。

OMAP-L138內部集成的以太網控制器(EMAC)支持IEEE802.3標準，支持10Base-T和100Base-T兩種以太網標準，有全雙工和半雙工兩種工作模式可供選擇，提供了MII和RMII兩種以太網接口。

選用LAN8710以太網收發器，該以太網收發器提供MII和RMII兩種以太網接口。本設計采用MII接口實現LAN8710與EMAC的互聯。 MII接口包括一個數據接口，一個MAC和PHY之間的管理接口。數據接口包括分別用于發送器和接收器的兩條獨立信道。每條信道有4根數據線、時鐘和控制信號，其中管理接口是雙信號接口：一個是時鐘信號，另一個是數據信號。通過管理接口，上層能監視和控制PHY。管理接口的時鐘MDC由EMAC提供，最高可達 8.3MHz;數據信號MDIO是雙向接口，與MDC同步，控制收發器并從收發器收集狀態信息?？墒占男畔ㄦ溄訝顟B、傳輸速度與選擇、斷電、低功率休眠狀態、TX/RX模式選擇、自動協商控制、環回模式控制等。

以太網接口連接示意圖如圖6所示：

圖6 以太網接口連接示意圖

結論

本設計有以下優點：數據處理與系統控制同步執行;微處理器內部存儲資源豐富，且采用二級緩存結構，系統響應速度快;外設資源豐富，提供了如 USB接口、RS232接口和以太網接口等與PC機互聯的接口，方便示波器上采集到的波形數據在PC機上實時處理和在線調試;外部存儲器資源豐富，采用 1Gbit 容量的DDR2 SDRAM作后級波形數據緩存區和顯示數據緩存區，能夠存儲更多波形數據，觀察到更多波形細節。由此可見，采用該示波器系統可大幅提高數字示波器的數據處理能力和波形捕獲率，整機的響應速度也將上一個臺階。