虛擬示波器快速捕獲技術研究及應用.pdf

1、由于多元化和高效化檢測的需要，虛擬示波器應用需求逐年增多。不同于直接通過硬件處理的臺式示波器，虛擬示波器需要通過 PC機進行分析處理，所以在處理波形數(shù)據(jù)的耗時上，虛擬示波器比臺式示波器長，導致虛擬示波器的死區(qū)時間較長，波形捕獲率低。因為波形捕獲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用價值。
　　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。通過設計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)時間，提高波形捕獲率，最大限度還原真實信號內容。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波形。
　　本文主要通過繪圖優(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，通過調用 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。并且還對波形數(shù)據(jù)進行批量處理，縮短死區(qū)時間，顯示更多波形細節(jié)。最后通過波形定位功能找出需要的單幅波形并顯示出來，方便對波形數(shù)據(jù)的檢測。
　　（2）在數(shù)據(jù)處理及任務劃分上，利用Intel多核處理器的特點，將虛擬示波器程序進行并行化改造，使之能在多核處理器上并行執(zhí)行各個任務，縮短任務執(zhí)行時間，提升程序運行速率。并行化改造主要利用 Intel線程構造塊 TBB（Intel Thre

4、ad Building Blocks），它能實現(xiàn)多核處理器下的串行程序的并行化，以及通過Intel Parallel Studio工具集對并行程序進行調試及調優(yōu)?？s短程序中數(shù)據(jù)處理時間，達到提高波形捕獲能力的目的。
　　通過對軟件優(yōu)化的研究及實施，實現(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，在雙核處理器平臺上其波形捕獲率可提高1.33倍，在四核處理器的平臺上優(yōu)化帶來的