ThunderScope：FPGA打造开源高性能示波器

如果你对电子测量仪器感兴趣，或者厌倦了传统示波器的笨重和高昂价格，那么这款名为ThunderScope的开源示波器项目绝对值得关注。它基于FPGA打造，不仅性能强悍，还支持灵活扩展，关键是硬件和软件设计文件完全开源。

项目简介

350MHz带宽+1GS/s采样率，性能拉满。

ThunderScope是一款由Aleksa开源的高性能示波器，主打紧凑设计、高带宽、低延迟。其核心亮点包括：

4通道输入：支持多信号同步采集与分析；

模拟带宽350MHz；

采样率1GS/s：8位分辨率，满足高速信号捕捉需求；

内存深度自由分配：支持GB级数据存储，轻松应对长周期波形分析；

跨平台兼容：支持Windows和Linux系统。

软硬件设计

Artix-7 FPGA+高速数据传输

ThunderScope的硬件设计围绕Xilinx Artix-7 FPGA（XC7A35T）展开，充分利用其并行处理能力实现数据吞吐最大化。

ADC与信号链路

采用高速模数转换器（ADC），通过10对LVDS接口以1GS/s速率采集信号，确保原始数据无失真传输，输入电压范围支持1mV/div至10V/div（配合1倍探头），覆盖从微小噪声到高压信号的测量场景。

FPGA数据处理

FPGA负责实时接收ADC数据，并通过32位DDR3L内存接口缓冲，原始吞吐能力高达3.2GB/s。

数据最终通过PCIe Gen 2×4通道以2GB/s速率传输至主机，确保实时波形显示无卡顿。

紧凑结构与扩展性

整机通过USB Type-C或Thunderbolt 3接口供电及通信，可直接连接笔记本电脑，摆脱笨重外置电源。3D打印外壳设计进一步缩小体积，方便携带至实验室或户外现场测试。

性能实测

ThunderScope的FPGA架构使其在延迟和吞吐量上优势显著：

超低传输延迟：从信号采集到主机显示，全程依赖FPGA并行流水线处理，避免了传统MCU方案的中断瓶颈；

实时无丢帧：1GS/s采样率下，FPGA可稳定处理1GB/s数据流，配合PCIe高速接口，轻松实现多通道同步刷新；

灵活触发模式：支持边沿、脉宽、窗口等多种触发条件，满足复杂信号捕获需求。

项目链接

GitHub：https://github.com/EEVengers/ThunderScope

CrowdSupply：https://www.crowdsupply.com/eevengers/thunderscope

立创开源复刻：https://oshwhub.com/hiragi_haru/thunderscope-open-source-re-engr