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作为一个电子工程师，大家对Digilent这家公司应该不陌生，或许很多人也是看到是这家公司的产品才点进来看看，只不过，依旧带着疑惑？这次评测的OpenScope MZ到底是个什么产品？
OK，简单来说，Digilent OpenScope MZ是一个多功能测试仪，它具有示波器、波形发生器、逻辑分析仪、电源供电、数据采集等多种功能，而且不仅如此，它本质还是一个开源的硬件平台，除了具备以上几种测试测量的功能，它还可以像市面上的开发平台一样让工程师、电子爱好者就行开发、评估、DIY等，是不是看上去很有吸引力的一个开源平台？
OpenScope MZ
说了这么多，还是先来看看产品到底怎样，有道是任它吹得天花乱坠，不如实际上眼瞧瞧。
Digilent风格的极简包装，内部OpenScope MZ一块，杜邦线接口座一个，用于信号测量。
据我了解，OpenScope MZ先是在Kickerstarter众筹，而现在在贸泽电子的官网也有在卖，不过含税价将近750人民币，对于国内的工程师来说，可能会觉得有些小贵。 Digilent OpenScope MZ的一些主要特性：
- 2个12位的示波器通道，2MHz带宽，最大采样速率为6.25 MS / s
- 1个信号发生器输出，1MHz带宽，更新速率为10 MS / s
- 10个用户可编程引脚，可配置为用户可编程GPIO或10通道的逻辑分析仪
- 用户可编程电源提供最高50mA的电流@±4V
- MicroUSB接口供电或外部供电
- 板载WiFi模块，实现手机界面操作
- 提供基于浏览器的WaveForms Live多功能仪器软件，离线可用
- 可通过Arduino IDE或Microchip MPLAB X IDE重新对开发板编程
看了这些特性，相信大家对此板有一定的了解，接触过虚拟示波器的工程师肯定不会陌生，不过相较于市面上传统的用于测试测量的示波器，OpenScope MZ的参数有些不耐看，而更多的使用环境可能作为逻辑分析仪功能最有价值一点。具体来看下板载的资源。
（点击图片放大）
板载的功能分布很清晰，主要是构成示波器功能的模拟前端+ADC电路、构成信号发生器的DAC电路，+/-4V电源供电电路，逻辑分析仪功能电路、WiFi通信模块电路以及USB转串口电路。
进一步细化，先来看下主控。
OpenScope MZ搭载的主控是Microchip的PIC32MZ 32 位微控制器，带有的330 DMIPS以及3.28 CoreMarks/MHz 的性能，并集成大Flash（多达 2MB）、大RAM（512KB）和各种外设资源。另外PIC32MZ MCU也集成了一个 10/100 以太网 MAC、高速 USB MAC/PHY（是第一次用于 PIC MCU）以及双CAN端口，当然，这里MCU最重要的一点之一为集成的12位 ADC，这也是构成OpenScope MZ 示波器功能的AD转换电路。
微控制器的主要特点如下：
- 200MHz/330DMIPS, microAptiv 内核
- DSP 增强的内核
- 双面板闪存，实现现场更新支持
- 12 位、28 MSPS、48 通道模数转换器模块
- 内存管理单元实现嵌入式操作系统的最优执行
- microMIPS 模式可实现高达 35% 的代码压缩
- CAN, UART, I2C, PMP, EBI, SQI & 模拟比较器
- 用于音频处理和播放的 SPI/I2S 接口
- 高速 USB 2.0 设备/主控/OTG
- 带有 MII、RMII 接口的 10/100Mbps 以太网 MAC
如下所示是示波器的ADC模拟前端电路，OpenScope MZ通过PIC32MZ MCU内部的ADC实现每通道12位分辨率的两通道示波器， 每个通道都有一对模拟输入，其中一个PWM用来来处理输入失调电压，一个DMA通道以第二高优先级传输测量数据。
所以说，示波器主要的特点为：
- 2通道，每通道12位分辨率
- 每通道6.25 MS / s
- 2 MHz带宽@-3 dB
- 输入阻抗为1MΩ
- 输入电压范围±20 V
- 每通道最大缓冲区大小32640个样本
DAC电路，目前DAC大家都知道是数模转换IC，但是很小有人深究内部的原理，只知道数字信号经过这个黑匣子的玩意而后输出模拟信号，事实上目前DAC主要有R2R架构与电阻串架构，如果是在闭环应用中，那么一款较低成本且线性较差的电阻串 DAC 就足够了；而如果是在开环应用中，则 R2R 架构在提供更佳的线性度和更高的精度方面就显得更加出色。而此刻开发板上的DAC功能就有R2R架构加上运算放大器组成了一个具备DAC功能的电路，由R2R网络产生的电压信号经过运放放大器转换成输出电压。
OpenScope MZ板上的DAC电路组成了具有单通道10 MS/s 的10位功能发生器。 使用具有1％电阻器的R2R电阻梯来代替DAC，但是由于电阻梯的性质，对于大于3 mV的步长可能会遇到传播延迟，这算是缺点之一吧。
DAC功能组成的功能发生器支持：
- 正弦波，三角波，锯齿波，方波和直流输出
- 10位分辨率
- 1 Hz至1 MHz频率
- 3 V pk2pk输出，±1.5 V偏置
- 20 mA输出电流
- 25000个样本缓冲区大小
OpenScope MZ有两个直流输出，由PWM输出驱动，其中包括单个PWM线用于直流偏移。 在OpenScope MZ上增加一个增益电路，为每个通道提供-4 V至4 V的电压范围，还提供反馈电路以允许校准直流输出。
DC输出特点：
- 两通道，±4 V
- 50 mA@per channel
OpenScope MZ的所有接口都通过信号接口座引出，包括示波器，功能发生器、DC输出等功能，其中信号座接口中具有10个用户IO引脚，在逻辑分析仪和数字输入/输出引脚之间共享，与最高优先级AWG共享的DMA通道（功能发生器功能）用于传输PIC32MZ接收的数据。
- 10通道逻辑分析仪和通用IO之间复用
- 3.3V CMOS逻辑
- 用作GPIO时为7 mA拉电流和12 mA灌电流
- 逻辑分析仪的采样速率为10 MS / s
- 逻辑分析仪的最大缓冲区大小为每通道32640个样本
OpenScope MZ板载的WiFi模块为Microchip公司的MRF24WG0MA。这里WiFi模块的作为主要作为连接手机端的APP，用以实现OpenScope MZ测试测量仪的便携移动功能。
USB转串口电路，OpenScope MZ通过FTDI FT232RQ USB串行转换器来处理主机和连接的OpenScope MZ之间的信号数据控制。
用户可以通过菜单模式或JSON模式下的终端与OpenScope MZ进行交互， 最低优先级的一对DMA通道专用于UART，如果其它任何DMA通道停止UART DMA，则与主机的所有通信都将停止。
以下的跳帽原本是切换USB转串口的USB接口与板载MCU的USB功能接口供电方式，不过由于板子未贴片板载MCU的USB功能接口，所以没用。
MicroSD卡座，可以将PC端的上位机软件WaveFormsLive拷贝到MicroSD中，用以实现离线的数据查看，这个倒是非常实用，毕竟经过笔者多次使用，联网的数据观察对于国内的用户并不是太友好，可能是服务器在国外的原因。
OpenScope MZ使用
用过类似虚拟测试仪的用户应该不陌生，这种仪器的使用是需要一个PC端的软件的，不过OpenScope MZ更进一步，在联网状态下，只需要访问http://waveformslive.com/就可实现UI端的功能。但是，这是对于国外用户来说比较方便，对于国内用户来说，能快速打开这个网站算我输，所以呢，最优先的方式还是老老实实下载客户端操作。
下载客户端Digilent Agent，适用于Mac、Windows、Linux。
以Windows为例，安装完后可以看到右下角有这个软件的图标，可以更新软件或者登陆OpenScope MZ测试仪界面。
将OpenScope MZ的MicroUSB与PC端连接起来会自动安装USB串口驱动。
在waveformslive界面，有3个配置按键，对应WiFi网路、测试仪界面、以及AGENT配置。
要使用测试仪界面，必须要先在AGENT配置串口。
由于大概笔者拿到的OpenScope MZ是众筹版的缘故，内部的固件很旧，再配置完串口后又更新了下固件，但是固件更新中多次错误，用户体验不是太好。
新固件更新完，通常需要校准，校准采用的是自身的DC输出到示波器的端口。
注意连接线的准确，这里也有需要吐槽的地方，官方提供的是一整个的杜邦线连接接口，导致没法灵活适用于比如下面的OpenScope校准项目，真的很不贴心。
基本准备工作就绪，就可通过simulated使用测试仪的功能。测试仪的布局也算中规中矩，左侧的显示界面，右侧是示波器、信号发生器、逻辑分析仪、电压输出等功能。
- 手机端控制
不要忘了OpenScope MZ是搭载WiFi，所以这里笔者更加感兴趣的是如何通过移动端实现数据信号的测试测量。说真的，这次的配置还真有点不走寻常路，OpenScope MZ的板载WiFi实现一个STA功能，需要WiFi连接到跟手机同一个局域网中，这样，手机APP就能通过IP地址直接与板子建立通信。
具体配置WiFi过程就不多啰嗦了，反正不方便。可能也是因为开源项目的缘故，很多东西都不够完善跟贴心。就拿配件来说，只配了一个带杜邦线的接口座，可能只能针对一些开发板本身带有排针的接口座的测试比较方便，但是对于其它项目行的板卡，可靠的测试是一大问题，无奈，笔者也只能用单独的杜邦线通过板子的信号发生器的通道连接到示波器的检测端，实现信号的输出、检测，简直跟自娱自可没多大分别。
正弦波
三角波
锯齿波
方波
傅里叶变换。
由于没有相关配件，比如如下类似的转BNC接口，OpenScope MZ板子上的示波器等功能没法具体实现。
不否认，板子本身做工、设计、布局都为上等，但是，实用性的话差了一点，尤其是在没有众多外设支持下，拿到的光板简直无所用处，需要BNC接口的转接板、需要采集信号的迷你测试夹等外设。另外，750RMB的价格，相信国内不少用户都不看好，毕竟一些更高带宽、更多通道的虚拟示波器也不过是千元左右。
从OpenScope MZ使用的情况来看，可以总结以下几点：
示波器功能：功能相比其它几样比较全面，但是由于没有BCN适配器，无法真实测量示波器的性能，比如真实的带宽能达到多少，而产品上标准的2MHz的带宽只能撇嘴一笑。
信号发生器：只有1通道，带宽1MHz，输出电压3Vpp
逻辑分析仪：有点傻，触发电平没法调节
电源供电输出：50mA@+/-4V的输出基本上没什么大的作为，开启电源输出后，软件没法再次关闭输出。
最大bug：经常无响应
小结
综合来讲，OpenScope MZ不失为一个有创意的产品，将测量测试仪器与微控制器板结合起来，想做开源界的一股清流，但是一堆问题加上750RMB左右的价格很难适应中国的“性价比”市场，以至于笔者后面都失去兴趣再深入体验，回到本篇文章的标题，“灵活、开源、多功能，电子工程师的好助手？”当笔者真正体验完后，不得不给这个标题打个问号。
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作为一个电子工程师，大家对Digilent这家公司应该不陌生，或许很多人也是看到是这家公司的产品才点进来看看，只不过，依旧带着疑惑？这次评测的OpenScope MZ到底是个什么产品？
OK，简单来说，Digilent OpenScope MZ是一个多功能测试仪，它具有示波器、波形发生器、逻辑分析仪、电源供电、数据采集等多种功能，而且不仅如此，它本质还是一个开源的硬件平台，除了具备以上几种测试测量的功能，它还可以像市面上的开发平台一样让工程师、电子爱好者就行开发、评估、DIY等，是不是看上去很有吸引力的一个开源平台？
OpenScope MZ
说了这么多，还是先来看看产品到底怎样，有道是任它吹得天花乱坠，不如实际上眼瞧瞧。
Digilent风格的极简包装，内部OpenScope MZ一块，杜邦线接口座一个，用于信号测量。
据我了解，OpenScope MZ先是在Kickerstarter众筹，而现在在贸泽电子的官网也有在卖，不过含税价将近750人民币，对于国内的工程师来说，可能会觉得有些小贵。 Digilent OpenScope MZ的一些主要特性：
- 2个12位的示波器通道，2MHz带宽，最大采样速率为6.25 MS / s
- 1个信号发生器输出，1MHz带宽，更新速率为10 MS / s
- 10个用户可编程引脚，可配置为用户可编程GPIO或10通道的逻辑分析仪
- 用户可编程电源提供最高50mA的电流@±4V
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看了这些特性，相信大家对此板有一定的了解，接触过虚拟示波器的工程师肯定不会陌生，不过相较于市面上传统的用于测试测量的示波器，OpenScope MZ的参数有些不耐看，而更多的使用环境可能作为逻辑分析仪功能最有价值一点。具体来看下板载的资源。
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板载的功能分布很清晰，主要是构成示波器功能的模拟前端+ADC电路、构成信号发生器的DAC电路，+/-4V电源供电电路，逻辑分析仪功能电路、WiFi通信模块电路以及USB转串口电路。
