测量从触发开始

不可能。我们需要研究一种新的触发精确并连续地捕获这个事件。为了解决这一问题，我们需要开发一个软件触发器；然而这种方法存在较大的触发死区时间，无法快速检测小概率事件。或者，可以采用用户可编程的FPGA来提供多个窗触发，当所有窗触发同时检测到有效触发条件时，就会将采集的样本与掩模进行对比，从而产生一个组合触发来采集信号。

由于FPGA可连续实时地评估信号，因此示波器既可以捕获单个信号，也可以采集连续信号，而且在两次采集之间不会存在死区时间。

图3.使用用户定义触发捕获特定信号跃迁；该功能在可重配置示波器的FPGA内实现。

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3. 可重配置示波器

多年来，测试工程师们使用LabVIEW等软件工具来代替传统台式仪器内的固定软件，实现了系统测试以及测量结果分析和显示的自动化，从而节省了测试成本。 这种方法提供了灵活性并且利用了最新的PC和CPU技术。 然而，用户的需求往往不仅限于此，他们通常需要修改仪器的测量方式来更好地满足应用的需求。

传统的现成仪器由供应商定义并仅提供固定的功能；而NI率先采用FPGA技术提供更加开放、灵活的仪器。 于是，获得了兼具这两种特性的硬件： 固定、高质量的测量技术；最新的数字总线集成；用户可定制的高度并行逻辑，这种逻辑提供了低延时并直接与I/O关联以便进行在线处理。

图4.可重配置示波器NI PXIe-5171R的功能框图。

借助FPGA内供应商提供的开放软件，用户可以扩展仪器的功能，比如自定义触发或额外定时或控制信号。 用户也可以在通过软件设计的仪器的FPGA中实现他们自己的算法，重新定义硬件功能来完成完全不同的任务。 比如，示波器可以变成一个实时频谱分析仪、瞬态记录仪、协议分析仪、射频接收器或者其它仪器。

设备成本是测试系统的一项主要成本，由于需要购买和维护的仪器数目更少，可重配置设备可以帮助用户节约设备成本。这一点对于需要长期（超过10年）使用的测试和仪器功能来说尤其有用，比如军用或者航天测试系统，它们常常需要再现已被淘汰（生命周期结束）的旧仪器的功能。

可重配置仪器非常适用于这一应用，因为通过重新编程可以模拟旧仪器的功能。测试系统软件只需少量的重新编程和重新认证就可与新仪器配合工作，因此能帮助用户节省成本。

此类仪器的一个例子是NI PXIe-5171R reconfigurable oscilloscope，它使用Xilinx Kintex-7 FPGA实时处理来自8个输入通道的采样。 图4展示了用户可编程的FPGA如何集成到数据路径中并提供对仪器的控制信号和定时信号的访问。

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4. 结论

由于缺乏灵活性和实时分析能力，传统的示波器触发方法在捕获小概率和复杂事件上面临挑战。 新方法利用了FPGA技术来自定义触发功能，以满足复杂的触发条件以及实时信号处理和分析需求。

观看演示视频，了解如何通过自定义触发来避免死区时间。