为了调一些不同协议的摄像头和热成像模组，需要逻辑分析仪， 在某宝上搜了一下逻辑分析仪， 发现是这样的

要么是这样的：

前者只需要25元， 而后者需要好几百， 差异是， 前者只有8个通道，采样率24M， 而后者16个通道， 采样率100M以上

8通道24M的采样率。。。 有点聊胜于无的样子， 这样的采样率最多拿来分析一下PWM， I2C、 SPI之类的协议， 但是这些协议又非常简单， 完全没有必要用到逻辑分析仪，而我想要分析的摄像头，LCD的协议， 通常如下：

如图是一个摄像头的时序， 需要VSYNC， HSYNC，HREF， D[7:0]... 算下来需要的通道超过8个了，而且像素的时钟也很快， 通常是27M的时钟， 这样不能使用上面几十块钱的那种协议分析仪。

而上面几百钱的那个呢， 又觉得太贵了，性价比不高， 感觉自己都能做一个出来， 于是查了一下这些逻辑分析仪的资料，发现这些逻辑分析仪都是用的一个叫做sigrok的开源软件

这个软件的官网如下：

XXXXXXXXXXXXXXXXXX/wiki/Main_Page

主要提供了两个软件，一个叫做sigrok-cli,  一个叫做pulseview。

研究了一下这种软件的工作方式，sigrok-cli是一个命令行的工具， 可以把二进制的数据转换成pulseview格式的数据，保存成.sr的文件， 然后pulseview打开sr文件， 就可以显示波形了，对于16个通道的逻辑分析仪采集的数据是这样格式的：

低八位 高八位 低八位 高八位 低八位 高八位 低八位 高八位 低八位。。。。。

比如16个通道15个全部接地，D15是1， 那么数据就是：

这样的格式， 我们只要把这样的数据保存成文件， 然后用sigrok-cli软件处理， 就得到处理后的文件，处理的命令如下：

sigrok-cli -I binary:numchannels=16:samplerate=1000000 -i input.bin -o output.sr

然后再用pluseview 打开output的文件，就得到了波形图， 如图下面的D15是1

接着就是个重要的问题了， 我们用什么硬件来快速采集接口的数据呢？

从sigrok的网站上面看到的硬件支持列表， 大部分的都是使用cy7c68031的USB方案

但是如果只使用一块cy7c68031的芯片， 采样率最大只有24M， 因为68031的晶振就是24M的， 如果要支持100M的方案， 需要使用到一块FPGA或者CPLD的芯片，结构如下：

如图比较简单， 用FPGA或者CPLD采集到的数据， 直接写到CY7C68013的FIFO， 然后发给电脑，这种方法适合100M到150M的采样率。

但如果采样率要求大于200M， 就需要使用SRAM或者SDRAM，先把数据保存到SDRAM里面， 再慢慢发给电脑， 按道理说也可以用异步fifo芯片，但我没有找到16bit的异步fifo芯片

接着是适合的硬件， 按道理说只要有CY7C68013和CPLD、FPGA的板子都可以，我用的是这个板子

这个板子最初在某宝上卖200元， 现在芯片涨价，涨到290元， 有一份原理图，但是不提供PCB图，

不过自己做的话， 价格肯定比290元贵得多。。。

除此之外我还有一块CPLD的板子， 架构也是和上面的差不多， 这个板子有原理图和PCB图，

第二版USB_CPLD开发板电路图.7z 10.88MB 7Z 92次下载

有兴趣的同学可以自己去打样， 就是EPM1270这颗芯片因为俄乌战争已经变得很贵了

接着上代码， 代码分为几个部分， 首先是FPGA的数据采集程序，难度在于把数据写进Cy7c68013的SlaveFifo， 接着是Cy7c68013的firmware， 主要是USB枚举， 然后配置成16bit， slavefifo模式， 通过ep6端点把数据报上去

接着是电脑端， 使用68013的平台开发读取usb的代码是需要使用C#，不过我没用过， 所以直接使用libusb的方案， 用python读取libusb的驱动，读取到数据， 在Linux平台和Windows都可以用，Linux什么都不用安装Windows下要使用zadig来做驱动

话不多说， 全部的代码发上来， 基于FPGA板的开发的，改一下可以在CPLD上面跑，但是CPLD是没有PLL的，因此CPLD的时钟需要焊接一个100M的有源晶振

fpga_usb_logic.zip 85.15MB ZIP 117次下载

运行的效果如下，采集TVP5150模拟摄像头芯片的数据

TVP5150的像素时钟是27M的，输出BT656的格式，采样的频率是100M，从上面可以看出一帧的数据， 100M的时钟采集27M的CLK还是很吃力， 像素时钟看起来不是很规律。如果要看出规律的时钟，需要的采集频率可能需要200M左右

用这个FPGA采集TVP5150的图片如下， 摄像头是一个0.0001lux的低照度摄像头

不过千万要注意这种逻辑分析仪是没有IO电平隔离的，如果接入超过3.3V的电压，

可能会把FPGA烧坏

还未完成的工作：

1. 直接把firmware对接到pluseview上面， 这样就不用额外的驱动和数据转换了， 也可以实时采集
   

2. 把SDRAM、SRAM利用起来， 这样就可以用200M以上的采集频率了

3. 添加电平隔离的硬件
   

4. 后续用国产FPGA替代， 这样可以更加减少硬件成本

目前使用FPGA板的成本依然是比买成品逻辑分析仪好的，成品100M， 16bit的价格都在300元左右，还没有SDRAM 。。。

而且这个开发板后续可以用来采集摄像头的数据， 采集ADC的数据， 这些都是逻辑分析仪做不到的