一種數字示波器的微處理器硬件電路設計

　　本設計中，被測信號進入模擬通道調理后送入ADC，ADC對模擬信號采樣、量化后，進入FPGA數據流降速和數據同步處理，然后根據存儲深度要求選擇存入FPGA內部FIFO或者存入片外SRAM，待FPGA內部FIFO或者片外SRAM滿標志有效后，DSP讀取采樣數據存入DDR2 SDRAM，并完成一系列復雜的處理和運算，如FFT、插值和濾波等，再存入在DDR2內拓展的顯示存儲區，待需要顯示時再由DSP讀取顯存中的數據通過內部集成的LCD控制器采用DMA方式將數據送到LCD顯示，完成一次采集過程。

OMAP-L138與DDR2的接口電路設計

　　OMAP-L138內部集成的DDR2/Mobile DDR控制器可外接工作頻率150MHz的DDR2 SDRAM或者工作頻率133MHz的Mobile DDR。本設計采用DDR2 SDRAM作為系統后級波形數據緩存器。較之SDRAM，DDR2 SDRAM不僅讀寫速度可大幅提高，存儲容量更是得到極大擴展,示波器因而能夠存儲更多波形數據并觀察到更多的波形細節，提高示波器對復雜信號和瞬態信號的捕獲概率。本設計的DDR2 SDRAM選用鎂光公司的DDR2 800內存顆粒，型號為MT47H64M16，容量為1Gbit，核心工作電壓為1.8V，核心工作頻率為400MHz，由于OMAP-L138內部的DDR2控制器最高工作頻率為150MHz，所以此系統中DDR2需要降頻使用。OMAP-L138與DDR2的接口連接示意圖如圖3所示：

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：

圖4 DDR2的讀數據時序圖

圖5 DDR2的寫數據時序圖