Background & Point of the Project :: 2008/11/07 13:53 by 김민기(17기)
저번 프로젝트는 ARM을 기반으로 오실로스코프를 제작하였으나 ARM 으로만 구성되였기 때문에 여러가지 문제가 동반되었다.
@ ARM 기반 Oscilloscope 단점
1. Low Resolution, Low Frequency
- 외부 ADC 없이 ARM 내부의 ADC 만을 이용하여 신호를 측정하였기 때문에 모든 신호 분석을 ARM에 의존하게 되었다. ARM 자체의 ADC 또한 속도가 기대에 못미치고 있는 상황에서 신호분석 및 LCD 출력 또한 시행하고 있기 때문에 낮은 분해능을 가질 수 밖에 없었다.
2. Real Time Display
- 오실로스코프에는 Auto Set 이라는 기능이 있다. 자동으로 사용자가 보기 편하게 Display를 해주는 기능이다. 사용자가 장비에 익숙하지 않거나 여러 신호를 여러 번 측정할 시 필요한 기능으로 Display 자체를 Auto Set 상황으로 해주었다. 이는 사용자가 신호를 보기 편하다는 장점이 있는 방면에 신호가 발생 도중 의도하지 않는 값을 측정할 수 없다는 단점을 가지고 왔다.
3. User Interface
- 사용자에게 어떤 버튼 조차 제공하지 않았다. Auto Set 기능으로 사용자가 신호를 맞출 필요가 없었기 때문이다. 하지만 Auto Set 기능을 주가 아닌 부가적인 기능으로 한정한다면, 사용자에게는 신호를 출력하는데 그 시간이나 양을 조절할 수 있는 버튼을 제공해햐 한다.
주요한 이런 문제점으로 이번 FPGA 기반의 오실로스코프는 단점을 보완하고 단지 오실로스코프만이 아닌 Spectrum Analyzer, Logic Analyzer 을 추가시킨 새로운 개념의 오실로스코프를 제작하려고 한다.
@ FPGA 기반 Oscilloscope 장점
1. High Resolution, Sampling Frequency
- 외부 ADC가 사용되기 때문에 Resolution, Sampling Frequency는 더이상 ARM 혹은 FPGA의 일이 아니다. ADC에서 신호에 대한 결과값을 뽑아내게 되고 FPGA는 그 값을 받아와서 분석만을 하게 되는 것이다. 이로써 모듈마다 일을 분할하게 되어 모듈자체가 받은 작업에만 신경을 쓸수있게 된다. 현재 60MHz의 분해능을 갖게 설계중이나, 외부 ADC 에 따라서 그 성능은 충분히 높아질 수 있다.
2. User Interface
- 사용자에게 출력에 대한 Display를 조절할 수 있도록 버튼 등이 주워진다. 이로써 사용자는 자신이 원하는 방식으로 출력 방식을 결정할 수 있다. 또한 오실로스코프의 기능만을 하는 것이 아니고 Spectrum Analyzer 나 Logic Analyzer 의 기능도 발휘할 수 있기 때문에 모드를 바꾸어 주는 사용자 버튼또한 추가가 될 것이다.
3. FPGA 설계기술
- FPGA 로 설계를 하는 덕분에 FFT 등 여러기술들을 추가적으로 구현할 수 있게 되었다. 이를 이용하여 단지 오실로스코프를 만들어 내는 것이 아니라, Spectrum Analyzer 와 Logic Analyzer 도 같이 구현하려 한다. 이 세가지 장비의 가장 근본적인 원리는 똑같다. 신호를 받아와 분석하여 출력하는 것이다. 하지만 분석하는 방법이 다른뿐 신호를 받고 출력하는 것을 근본적으로 같다. 이를 이용하여 그 모드에 따라 분석을 달리 한다면 한가지 장비로 세가지 장비의 효과를 볼 수 있는 것이 되는 셈이다.