[发明专利]一种基于指令架构的任意波形发生器

说明书

本发明公开了一种基于指令架构的任意波形发生器，针对传统复杂序列波形合成方法中的地址发生器与序列发生器耦合紧密的特点，提出用波形合成指令集控制器替代序列发生器，实现波形合成指令和波形段波形数据读取分时调度，降低了硬件复杂性，从而快速高效地合成并产生复杂序列波。

技术领域

本发明任意波形发生器技术领域，更为具体地讲，涉及一种基于指令架构的任意波形发生器，以产生复杂序列波。

背景技术

任意波形发生器(Arbitrary Waveform Generator，AWG)是近年来飞速发展的一类信号源，它不仅可以产生一般信号源所产生的正弦波、方波等标准波形，还可以产生频移调幅度调制等各种调制信号，并且还具有输出波形相位连续、波形质量稳定、高带宽等特点。因此，任意波形发生器广泛应用于磁盘驱动器测试，串行数据通信，基带/IF调制测试，汽车防抱死、发动机控制、变频器和生物医学模拟等领域。

在2012年04月24日授权公告的、专利号为US8166283B2、名称为“Generator of ASignal with An Adjustable waveform”的美国专利中，提出来一种基于指令架构的任意波形发生器，然而，该任意波形发生器的指令过于松散和耦合，仅适用于简单波形的合成，不利于快速高效地合成并产生复杂序列波。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出一种基于指令架构的任意波形发生器，以快速高效地合成并产生复杂序列波。

为实现上述发明目的，本发明基于指令架构的任意波形发生器，其特征在于，包括：

上位机，用于根据用户输入的波形特征产生对应的波形合成指令，并发送给下位机；

下位机，用于根据收到的波形合成指令进行波形合成，并输出复杂序列波；

所述下位机包括波形合成指令集控制器、存储器、存储控制模块、DMA控制模块、FIFO模块、输出控制模块、数模转换模块和输出调理模块；

上位机发送到下位机的波形合成指令由波形合成指令集控制器接收，波形合成指令控制器收到波形合成指令后，解析该指令，将解析出的触发控制命令发送给输出控制模块，同时将解析出的DMA命令发送至DMA控制模块；

DMA控制模块将接收到的DMA命令解析为波形数据读取控制命令；并将解析出的波形数据读取控制命令发送至存储控制模块；存储控制模块根据波形数据读取控制命令对存储器进行寻址操作，并将对应地址的波形段波形数据通过DMA控制模块读取到FIFO模块中，波形数据经FIFO模块缓存后，发送至输出控制模块；

输出控制模块根据触发信号和触发控制命令完成对波形数据点的触发功能处理后，不断将波形段波形数据发送至数模转换模块；波形段波形数据经过数模转换模块转换为模拟信号，再经过输出调理模块完成模拟信号的放大和衰减等功能，完成波形的生成；

所述的波形合成指令集控制器包括指令缓存器、指令解析器、指令地址发生器和数据地址发生器；

其中，指令缓存器用于存储上位机发送的波形合成指令，并根据指令地址发生器发送的指令地址取出当前需要执行的波形合成指令，发送至指令解析器；指令解析器解析波形合成指令，将解析出的指令控制命令发送给指令地址发生器，将解析出的波形段控制命令发送至数据地址发生器，将解析出的触发控制命令发送至输出控制模块；

指令地址发生器产生下一条波形合成指令在指令缓存器中的指令地址，完成波形合成指令的顺序执行或根据指令控制命令跳转执行；数据地址发生器根据指令解析器发送波形段控制命令产生DMA命令，并将DMA命令发送至DMA控制模块；

所述的指令地址发生器包括：指令计数器和重复次数计数器0；