ThunderScope：FPGA打造開源高性能示波器

如果你對電子測量儀器感興趣，或者厭倦了傳統(tǒng)示波器的笨重和高昂價格，那么這款名為ThunderScope的開源示波器項目絕對值得關(guān)注。它基于FPGA打造，不僅性能強悍，還支持靈活擴展，關(guān)鍵是硬件和軟件設(shè)計文件完全開源。

項目簡介

350MHz帶寬+1GS/s采樣率，性能拉滿。

ThunderScope是一款由Aleksa開源的高性能示波器，主打緊湊設(shè)計、高帶寬、低延遲。其核心亮點包括：

4通道輸入：支持多信號同步采集與分析；

模擬帶寬350MHz；

采樣率1GS/s：8位分辨率，滿足高速信號捕捉需求；

內(nèi)存深度自由分配：支持GB級數(shù)據(jù)存儲，輕松應(yīng)對長周期波形分析；

跨平臺兼容：支持Windows和Linux系統(tǒng)。

軟硬件設(shè)計

Artix-7 FPGA+高速數(shù)據(jù)傳輸

ThunderScope的硬件設(shè)計圍繞Xilinx Artix-7 FPGA（XC7A35T）展開，充分利用其并行處理能力實現(xiàn)數(shù)據(jù)吞吐最大化。

ADC與信號鏈路

采用高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC），通過10對LVDS接口以1GS/s速率采集信號，確保原始數(shù)據(jù)無失真?zhèn)鬏?/a>，輸入電壓范圍支持1mV/div至10V/div（配合1倍探頭），覆蓋從微小噪聲到高壓信號的測量場景。

FPGA數(shù)據(jù)處理

FPGA負責實時接收ADC數(shù)據(jù)，并通過32位DDR3L內(nèi)存接口緩沖，原始吞吐能力高達3.2GB/s。

數(shù)據(jù)最終通過PCIe Gen 2×4通道以2GB/s速率傳輸至主機，確保實時波形顯示無卡頓。

緊湊結(jié)構(gòu)與擴展性

整機通過USB Type-C或Thunderbolt 3接口供電及通信，可直接連接筆記本電腦，擺脫笨重外置電源。3D打印外殼設(shè)計進一步縮小體積，方便攜帶至實驗室或戶外現(xiàn)場測試。

性能實測

ThunderScope的FPGA架構(gòu)使其在延遲和吞吐量上優(yōu)勢顯著：

超低傳輸延遲：從信號采集到主機顯示，全程依賴FPGA并行流水線處理，避免了傳統(tǒng)MCU方案的中斷瓶頸；

實時無丟幀：1GS/s采樣率下，F(xiàn)PGA可穩(wěn)定處理1GB/s數(shù)據(jù)流，配合PCIe高速接口，輕松實現(xiàn)多通道同步刷新；

靈活觸發(fā)模式：支持邊沿、脈寬、窗口等多種觸發(fā)條件，滿足復雜信號捕獲需求。

項目鏈接

GitHub：https://github.com/EEVengers/ThunderScope

CrowdSupply：https://www.crowdsupply.com/eevengers/thunderscope

立創(chuàng)開源復刻：https://oshwhub.com/hiragi_haru/thunderscope-open-source-re-engr