树莓派单片机100Msps双通道示波器软硬件全开源，含详细说明

eric2013 · 发表于 2022-11-23 09:19:03

https://hackaday.io/project/188051-rpscope
https://hackaday.io/project/188051-rpscope/details

schematic.pdf (282.89KB)

这是继树莓派单片机的24通道，100Msps的逻辑分析仪开源发布后，又一个非常棒的开源项目。感谢作者jgpeiro的开源

当前的设计方案是采用的一片8bit ADC芯片ADC08100，100M带宽的前端模拟电路。其实大家要玩的话，可以提升指标，采用AD9288或者国产替代品MXT2088，一个芯片带两个通道，通过快速交替采样做250M采样率（当前我们H7-TOOL的250M模组就是这个方案）。

模拟带宽不用再提升了，当前支持的100M已经很不错了。还有就是作者显示屏是采用的并口显示屏做显示，大家可以考虑采用SPI接口的，树莓派驱动速度也超快。

效果：

100M带宽性能：

视频：

如果无法播放，请点击此处在新窗口打开

honami520 · 发表于 2022-11-23 10:31:31

真的是一个很棒的开源小示波器

honami520 · 发表于 2022-11-23 10:31:41

真的是一个很棒的开源小示波器

hailing · 发表于 2022-11-24 12:06:17

请教下坛主，下载下来的源文件为py后缀，在哪个软件中打开编译？thonny吗？

eric2013 · 发表于 2022-11-24 13:47:12

hailing 发表于 2022-11-24 12:06
请教下坛主，下载下来的源文件为py后缀，在哪个软件中打开编译？thonny吗？

这个是python写的，树莓派官方提供了python和C两种玩法。

xiao_fang · 发表于 2022-11-24 20:04:29

想问一下测试带宽用的那个软件叫啥名啊？

eric2013 · 发表于 2022-11-25 09:39:03

xiao_fang 发表于 2022-11-24 20:04
想问一下测试带宽用的那个软件叫啥名啊？

https://www.ti.com/tool/TINA-TI

ifree · 发表于 2022-12-21 06:54:05

当前我们H7-TOOL的250M模组就是这个方案
—-
硬汉哥，h7tool的250M采样是用stm32h7做做到吗？750的gpio用dma直接读，速度好像到不了这么高？试过好像连50M的速度都到不了，怎么做到的呢？

eric2013 · 发表于 2022-12-21 10:05:45

ifree 发表于 2022-12-21 06:54
当前我们H7-TOOL的250M模组就是这个方案
—-
硬汉哥，h7tool的250M采样是用stm32h7做做到吗？750的gpio用 ...

我们也是树莓派方案。

ifree · 发表于 2022-12-21 20:49:10

正点原子用的GD32F450，工作频率只有200MHz，却可以做到250Mbps的采样率（应该略微超频到了250MHz）。STM32H750工作频率有

ifree · 发表于 2022-12-21 20:53:34

正点原子的DS100使用的GD32F450，工作频率只有200MHz，却能做到250M的采样率。FNIRSI-5012H号称500M采样率，使用的好像是GD32F407的方案，应该也是做到了250M采样率。STM32H750工作频率480MHz，略微超频到500MHz问题应该不到，有没有可能做到呢。看您做的DMA性能测试，DMA1、DMA2只有30MB的速度，这样看来速度远远不够。难不成480MHz的H750，连200MHz的GD32F4都比不上？

eric2013 · 发表于 2022-12-21 21:14:01

ifree 发表于 2022-12-21 06:54
当前我们H7-TOOL的250M模组就是这个方案
—-
硬汉哥，h7tool的250M采样是用stm32h7做做到吗？750的gpio用 ...

H750实际上也可以的，解决办法是定时器三通道快速交替触发GPIO+DMA采样即可。一个通道做到40MHz触发就行，三个就是120MHz触发，读取双通道8bit数据就可以了，这样也可以玩250M模组的。

就跟我们使用H7内部的三个ADC快速交替采样玩法是一样的。就是1个定时器三个通道，触发三路DMA分别采样ADC1,ADC2,ADC3，只是这里换成了GPIO。当然，用H730更简单，自带接口了。

不过这些成本都太高，和树莓派比，性价比差距太大。树莓派这个做成模组后，大家51单片机都可以读取缓存数据玩。

ifree · 发表于 2022-12-22 08:04:45

eric2013 发表于 2022-12-21 21:14
H750实际上也可以的，解决办法是定时器三通道快速交替触发GPIO+DMA采样即可。一个通道做到40MHz触发就行 ...

但是有一个疑问，dam1性能测试里面带宽才30MB左右，就算几个定时器交替，带宽应该不够吧。250M采样率需要250MB的带宽

ifree · 发表于 2022-12-22 08:05:47

另外就是，你们这个模块什么时候能发布呢？上一次帖子现在过去半年了

eric2013 · 发表于 2022-12-22 11:10:26

ifree 发表于 2022-12-22 08:04
但是有一个疑问，dam1性能测试里面带宽才30MB左右，就算几个定时器交替，带宽应该不够吧。250M采样率需要 ...

带宽不是30MB，你看的还是我很久之前分享的Y版硬件芯片400M运行的，那个AXI SRAM还设置的限速。另外他不需要250M的带宽，他是快速交替采样的。

eric2013 · 发表于 2022-12-22 11:11:19

ifree 发表于 2022-12-22 08:05
另外就是，你们这个模块什么时候能发布呢？上一次帖子现在过去半年了

我们的也快了，我最近在忙于H7-TOOL的RTOS Trace功能，一直没有倒腾这个，等Trace功能发布了，就可以全心折腾这个了，直到发布。

ifree · 发表于 2022-12-22 11:28:44

eric2013 发表于 2022-12-22 11:10
带宽不是30MB，你看的还是我很久之前分享的Y版硬件芯片400M运行的，那个AXI SRAM还设置的限速。另外他不 ...

从GPIO用DMA将数据采集到SRAM，250M的采样率，怎么会不需要250MB/s的带宽呢？每次一个字节的采样数据，250MSa * 1Byte 就是250MB/s的带宽需求，难度我什么地方理解得不对吗？

eric2013 · 发表于 2022-12-22 12:13:13

ifree 发表于 2022-12-22 11:28
从GPIO用DMA将数据采集到SRAM，250M的采样率，怎么会不需要250MB/s的带宽呢？每次一个字节的采样数据，25 ...

没有理解到点上。那个测试仅仅是一路的测试，并没有测试多路同时工作性能。

方便计算起见，假设每个带宽100M，那么一个传输就是10ns，20ns，30ns等时间点，快速交替的原理不是同时发起操作，再来一路，在5ns，15ns，25ns等时间点采样，这样就实现了5ns，10ns，15ns等，5ns位间隔200M的采样率。

而且为了更大新能发挥作用，可以DMA1,DMA2,BDMA同时上，每个来一个通道，将性能最大化。

ifree · 发表于 2022-12-22 17:14:05

谢谢解惑，我大概明白快速交替的原理。就是用3个或者4个时钟信号分别触发DMA来采样数据，这几个时钟的相或得到的等效时钟是200M，或更高，采样完以后，再去拼凑得到的数据。

另外，对DMA的性能其实也有新的疑问，比如DMA1接的是32bit AHB总线，工作频率可以达到240MHz，理论性能是否可达到240*32/8=960MB/s才对？实际上远远低于此性能，只能说一次读写需要几十个时钟周期才能完成。那么是SRAM或者外设影响了性能吗？

yzhhmhm · 发表于 2023-3-19 17:27:25

这个软件我没跑起来 v2版本tft 用的并口但是python里的ili9488 却是串口的有哪位跑起来的大哥指点下在下

yzhhmhm · 发表于 2023-3-20 08:41:01

我们打样用的 firware V2 版本 TFT 跟树莓派走的是 8bit 并口，
程序software里面 ili9488 是串口的
这个是怎么跑起来的，哪位大哥能帮下忙，板子都打了。。

yzhhmhm · 发表于 2023-3-20 11:12:28

eric2013 发表于 2022-11-24 13:47
这个是python写的，树莓派官方提供了python和C两种玩法。

大佬这个python代码我这跑不起来啊。。

xuqumian · 发表于 2023-4-22 16:45:58

这个树莓派单片机支持高速usb吗

eric2013 · 发表于 2023-4-23 09:19:47

xuqumian 发表于 2023-4-22 16:45
这个树莓派单片机支持高速usb吗

不支持，可以外接个沁恒的高速USB之类的IC使用。

skys2000 · 发表于 2023-4-25 15:47:56

本帖最后由 skys2000 于 2023-4-25 16:04 编辑

yzhhmhm 发表于 2023-3-19 17:27
这个软件我没跑起来 v2版本tft 用的并口但是python里的ili9488 却是串口的有哪位跑起来的大哥指点下在下

感觉他换方案了,V1用的是spi的ili9488+xpt2046触摸,可以省下好多引脚(spi可以共用),最新的V2方案是8位MCU+I2C接口的tsc2004,提供的程序是V1版的

1326249981 · 发表于 2023-6-25 12:57:25

学习学习

eedefl · 发表于 2023-7-14 10:06:21

感谢大佬，十分感谢。

xzfgtydxm · 发表于 2023-9-28 23:19:30

yzhhmhm 发表于 2023-3-20 08:41
我们打样用的 firware V2 版本 TFT 跟树莓派走的是 8bit 并口，
程序software里面 ili9488 是串口的
...

你好，我也在尝试复刻这个项目，请问你后来解决了关于软件的问题了吗

jhb0808 · 发表于 2023-10-7 22:26:06

学习学习，先玩玩RP2040入个门再说

world_all · 发表于 2024-7-10 15:14:13

有点没弄懂，这个电路种的R8 , R12 , R17 接 -3V3电压是什么原理？感觉应该是接GND啊。

Hotot · 发表于 2024-7-18 16:41:09

这个电路图里的i2c的sda和scl画反了，PCB实测发现所有的i2c都接反了，需要在pico端反接gp16和gp17

Hotot · 发表于 2024-7-18 21:02:27

Hotot 发表于 2024-7-18 16:41
这个电路图里的i2c的sda和scl画反了，PCB实测发现所有的i2c都接反了，需要在pico端反接gp16和gp17

更正一下，sda和scl线不是都接反了，io_exp和3个dac是反的，tsc2004是正的，大家看情况飞线吧

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树莓派单片机100Msps双通道示波器软硬件全开源，含详细说明

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