D223的SRAM硬件记录仪：外部触发与瞬态波形捕获方案

在线采集靠USB实时上传，但遇到雷击、开关浪涌等瞬态事件，USB带宽和延迟根本来不及。D223的SRAM硬件记录仪就是为了解决这个问题而设计的。

一、为什么需要SRAM记录仪？

D223有两种工作模式 $note_63$ ：

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enum _deviceWorkMode {
    _deviceWorkMode_Stop = 0x00,          // 空闲停止
    _deviceWorkMode_sendBusy,             // 发送忙
    _deviceWorkMode_sramRecord,           // SRAM记录中
    _deviceWorkMode_getSramRecord,        // 读取SRAM记录
    _deviceWorkMode_onlineRecord,         // 在线实时采集
    _deviceWorkMode_adcCalib = 0xff,      // ADC校准模式
};

在线采集模式：FPGA控制AD7606采样 → STM32通过QSPI读取 → 双缓冲打包 → USB实时上传。适合连续监测，但受USB带宽限制。

SRAM记录仪模式：FPGA直接将ADC数据写入板载SRAM，不走USB，等采集完成后再由STM32读取上传。适合捕捉瞬态事件。

核心区别在于：SRAM记录时数据路径不经过STM32和USB，完全由FPGA硬件控制，响应速度极快。

二、SRAM记录仪的工作流程

2.1 配置阶段

上位机设置以下参数后点击"开始采集" $word_5$ ：

采样率
采集时间（ms）
通道使能状态
是否使用DIN外部触发

这些参数通过USB写入采集卡，FPGA进入待触发状态。

2.2 触发阶段

SRAM记录仪支持外部DIN触发功能 $word_5$ ：

DIN输入为PNP型
需要NPN型数字接口对其接地边沿触发
最简单的NPN接口：通过一个开关和数字输入的GND短接
板载DIN输入灯亮的瞬间触发记录仪开始采集

D223固件中，dio_tim_task()每1ms扫描8路DI输入状态，检测到配置的触发边沿后调用fun_dinTrig_StartSramRecord()启动记录 $word_4$ 。

2.3 采集阶段

FPGA按照预设的采样率和采集时间进行采集，数据直接写入SRAM。采集过程中，"已采集时间"按秒累加显示 $word_5$ 。

2.4 读取阶段

采集完成后，STM32切换到读取SRAM模式 $note_63$ ：

c 复制代码

// 1. 通知FPGA停止记录
_regA2FMap.REG_SRAM_WORK_STATE1 = 2;
fpga_write_register();

// 2. 循环读取SRAM并通过USB上传
while(未读完) {
    QSPI_ReadDatas_DMA(0xEB, 6, ...);  // 从SRAM读取数据
    usb_sendMsg(...);                   // USB上传
}

QSPI命令码0xEB用于读取SRAM记录数据，使用24位地址、6个dummy cycle $note_63$ 。

SRAM记录的数据可以多次读取，不容易因为误码导致数据丢失 $word_5$ 。

三、采样率档位与资源限制

SRAM记录仪的采样率受通道数和功能使能情况影响 $word_5$ ：

条件	最大SRAM采样率
开启1~2个ADC通道	35K
开启3~4个ADC通道	30K
开启>4个ADC通道	25K
同时开启DAC或PWM功能	10K

注意：以上为DABL-7606的SRAM档位限制。D223由于采用FPGA+STM32H743架构，SRAM采样率能力有所提升，但具体档位以最新固件为准 $word_5$ $note_63$ 。

四、SRAM记录仪 vs 在线采集对比

对比项	在线采集	SRAM记录仪
数据路径	FPGA→QSPI→STM32→USB	FPGA→SRAM（不经过STM32）
触发方式	软件启动	软件启动 / 外部DIN硬件触发
响应延迟	受USB调度影响	硬件触发，纳秒级响应
数据上传	实时连续上传	采集完成后批量上传
适合场景	连续监测	瞬态事件捕获（雷击、浪涌等）
多次读取	不支持	支持，可反复读取

五、应用场景

场景1：变电站雷击波形捕获

客户需要在变电站捕捉雷击波形，USB实时传输来不及。使用SRAM记录仪模式：

上位机配置采样率和采集时间
使能DIN外部触发
雷击发生时，DIN信号触发FPGA开始记录
记录完成后，STM32读取SRAM数据上传
波形完整保存，触发前后数据均可获取

场景2：开关浪涌捕捉

机械开关动作时产生的浪涌波形持续时间极短，通过SRAM记录仪的外部触发功能可以精确捕捉。

场景3：长时间离线记录

采集卡与上位机断开连接时，数据可以先存入SRAM，后续再连接上位机读取 $word_5$ 。

六、当前功能状态

注意：SRAM环形缓冲自动捕获异常事件功能目前尚未开发 $note_244$ 。当前SRAM记录仪支持的是单次触发记录模式，不支持自动循环捕获异常事件的环形缓冲模式。

七、总结

D223的SRAM硬件记录仪通过FPGA直接写SRAM的方式，绕过了USB带宽瓶颈，实现了对瞬态事件的精确捕获。配合外部DIN触发功能，可以满足雷击、浪涌等微秒级事件的波形记录需求。

核心设计思路：在线采集解决"看实时"，SRAM记录仪解决"抓瞬间"，两种模式互补。

下篇预告：《D223的标定系统与FRAM非易失存储：两点校准如何实现0.01%FSR精度》