从分立到融合：AG32如何用RISC-V+CPLD解决示波器数据采集与处理的矛盾?
作者：Robin 浏览： 发表时间：2025-08-08 16:03:47 来源：AGM
在数字示波器的设计中，高速数据采集实时信号处理和流畅的人机交互是核心挑战。传统方案通常采用 MCU+FPGA/CPLD分立架构，虽然能满足性能需求但面临 BOM成本高、设计复杂、功耗控制难等问题。
AG32系列芯片创新性地将RISC-V MCU与CPLD逻辑集成于单颗芯片，提供了一种高性价比、低功耗的解决方案，已成功应用于多款便携式示波器，实现100MHz带宽、500MS/s采样率的性能，同时大幅降低系统复杂度和成本。
CPLD(复杂可编程逻辑器件)凭借并行处理、纳秒级响应、精准时序控制等特性，成为高速数据采集的理想选择。在示波器应用中，CPLD主要承担以下任务：
1、高速ADC接口：直接对接AD9288等高速ADC，实现100MHz+数据采样(普通 MCU难以稳定读取)。
2、数据缓存与预处理：减少MCU的AHB总线抢占，避免因DMA频繁搬运数据导致的MCU性能下降。
3、实时信号处理：支持数据缩放、触发条件判断、噪声滤波等操作，减轻MCU负担。
传统方案需外置 CPLD或FPGA，而AG32内置2K LUT CPLD逻辑，可直接完成上述功能，省去额外芯片，优化PCB布局。
AG32采用RISC-V内核(248MHz)+CPLD的异构设计，相比分立方案具有显著优势：
(1)单芯片集成，降低BOM成本
·传统方案：MCU(如STM32)+CPLD(如 AG1280)，成本较高。
·AG32方案：单芯片集成，价格~传统CPLD，整体BOM成本下降 30%~50%。
(2)AHB总线直连，提升数据吞吐效率
·CPLD逻辑可直接访问MCU的AHB总线，支持 DMA高速传输，避免传统SPI/I2C接口的带宽瓶颈。
·实测在125MHz采样率下，MCU仍可保持80%资源用于UI刷新及数据处理。
(3)动态管脚配置，增强设计灵活性
·所有 I0 支持动态功能切换，可灵活适配不同ADC、显示屏、通信接口。
·已有客户利用 CPLD实现15个自定义串口、加密协处理器等特色功能。
某国产便携示波器采用 AG32方案，实现核心功能：
·前端采集：CPLD直接读取AD9288(100MS/s)，并进行均值降噪。
·数据处理：RISC-V MCU负责 FFT运算、波形渲染。
·人机交互：通过 SPI驱动LCD，触控响应时间<10ms。
相比传统 STM32+FPGA方案:
·PCB面积减少40%(单芯片替代多器件)
·功耗降低 25%(消除芯片间通信损耗)
·开发周期缩短2个月(AG32提供完整 SDK，含FPGA协同开发库)
AG32的MCU+CPLD单芯片架构，为示波器等高速数据采集设备提供了更优解：
·成本优化：以CPLD的价格获得MCU+CPLD双功能。
·性能提升：AHB总线直连避免数据瓶颈，CPLD分担实时任务。
·灵活扩展：动态管脚+可编程逻辑支持定制化需求。
随着国产芯片的成熟:，AG32这类异构集成方案将在仪器仪表、工业控制等领域发挥更大价值，帮助厂商在性能、成本、耗之间找到***平衡。
AG32 NANO开发板
该开发板可以作为核心板，直接嵌入到已有产品当中，帮助用户快速开始新设计。
AG32VF303 NANO开发板，通过SWD接口烧录，接线简单，烧录调试方便。
AG32 内置2KLE FPGA，单个芯片上集成了MCU+FPGA，提供极高的性价比。
补充信息——关于AG32:
AG32系列32位微控制器旨在为MCU用户提供新的自由度和丰富的兼容外设以及兼容的引脚和功能。
AG32VF407产品系列提供卓越的品质、稳定性和非凡的价值。
器件特征:
■ *** CPU 速度为 248 MHZ
■ 从 Flash 执行零等待
■ SRAM 128KB.FLASH 1MB
■ 支持浮点
■ 1个CAN2.0.5个UART2个I2C
■ 2 个基本定时器，5 个高级定时器
■ 支持 SDIO 、以太网 MAC
■ 支持 USB FS+OTG
■ 看门狗
■ 3个 12 位、*** 3M SPS ADC(17 通道)、2个 DAC
■ 2x 比较器
■ RTC, SPI
■ 内置2KLE FPGA逻辑单元
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