Návrh digitálního osciloskopu

Abstract

Diplomová práce se zabývá návrhem jednoduchého digitálního osciloskopu v jazyce VHDL. Zařízení je založeno na rozdělení vzorkovací a zobrazovací části do dvou samostatných celků, které spolu komunikují pomocí USB 3.0, přičemž fyzickou vrstvu komunikace zajišťuje obvod FT601 firmy FTDI. V práci je představeno několik verifikačních testbenchů pro ověření základní funkčnosti. Digitální obvod je implementován do FPGA, a je řízen navrženou aplikací v jazyce Python spuštěnou na osobním počítači sloužící rovněž k zobrazování časových průběhů. Pro grafické uživatelské rozhraní byla použita integrovaná knihovna tkinter. Procedury kritické na rychlost vykonání jsou implementovány v jazyce C uvnitř vlastní DLL, kterou aplikace využívá.

This thesis focuses on the design of a simple digital oscilloscope using the VHDL language. The device is based on separating the sampling and display sections into two independent units that communicate via USB 3.0, with the physical communication layer handled by the FT601 chip from FTDI. The thesis presents several verification testbenches to validate basic functionality. The digital circuit is implemented on an FPGA and is controlled by a custom Python application running on a personal computer, which also serves to display the waveforms. The graphical user interface was developed using the built-in tkinter library. Time-critical procedures are implemented in the C language within a custom DLL used by the application.