ThunderScope เป็นออสซิลโลสโคปแบบโอเพ่นซอร์สพร้อมพอร์ต Thunderbolt และ PCIe มีอัตราการสุ่มตัวอย่างข้อมูล 1 GS/s

ThunderScope เป็นเครื่องมือวัดออสซิลโลสโคป (Oscilloscope) แบบโอเพ่นซอร์สเชื่อมต่อกับคอมพิวเตอร์ผ่านทาง Thunderbolt/USB4 และ PCIe โดยมีอัตราการสุ่มตัวอย่างสูงสุด 1 GS/s สามารถพกพาสะดวก เป็นทางเลือกโอเพ่นซอร์สที่มีราคาไม่แพงเมื่อเทียบกับออสซิลโลสโคปแบบตั้งโต๊ะและแบบใช้พีซีราคาแพง และยังมีอัตราการสุ่มตัวอย่างที่สูงกว่าออสซิลโลสโคปแบบ USB ส่วนใหญ่

ThunderScope สตรีมข้อมูลตัวอย่างไปยังคอมพิวเตอร์ของคุณเพื่อการประมวลผลและการวิเคราะห์สัญญาณ ซึ่งแตกต่างจากออสซิลโลสโคปแบบดั้งเดิมที่ “ถูกจำกัดด้วยความสามารถในการประมวลผลภายในและอินเทอร์เฟสผู้ใช้ที่จำกัด” โดย ThunderScope ใช้อินเทอร์เฟสที่เร็วที่สุดอย่าง Thunderbolt ในการสตรีมข้อมูล ทำให้สามารถใช้ศักยภาพของคอมพิวเตอร์ของคุณได้อย่างเต็มที่ ThunderScope ยังเป็น “ออสซิลโลสโคปเพียงตัวเดียวที่จะดีขึ้นทุกครั้งที่คุณอัปเกรดคอมพิวเตอร์ของคุณ”

ออสซิลโลสโคป Thunderbolt นี้ใช้ชิป Artix 7 XC7A35T-2CSG325C FPGA ของ AMD รองรับได้สูงสุดถึง 4 ช่องสัญญาณ และมีแบนด์วิดท์แบบอนาล็อกเต็มรูปแบบที่ 500 MHz (เมื่อปิดการใช้งานฟิลเตอร์กันสัญญาณผิดเพี้ยน) ไม่ต้องการแหล่งจ่ายไฟภายนอกเนื่องจากใช้พลังงานจากพอร์ต Thunderbolt โดยตรง ตัวเครื่องมาในเคสอะลูมิเนียมที่แข็งแรงพร้อมพอร์ต Thunderbolt หรือในรูปแบบการ์ด PCIe ที่เชื่อมต่อโดยตรงกับช่องเสียบ PCIe Gen 2 จำนวน 4 ช่อง

มีแผนที่จะเพิ่มฟีเจอร์เพื่อเชื่อมต่อ ThunderScope หลายตัวเข้าด้วยกันโดยใช้การเชื่อมต่อสัญญาณ Clockและซิงค์

สเปคของ ThuderScope:

• ออกแบบโดยใช้ AMD Artix 7 XC7A35T-2CSG325C
• Host Interface – PCIe Gen 2 x 4 (เชื่อมต่อโดยตรงหรือผ่าน TBT/USB4) สูงสุด 40 Gbps
• Streaming Bandwidth to Host – 1 GB/s
• ช่องสัญญาณ – 4x ผ่านคอนเนกเตอร์ BNC
• Analog Bandwidth – 500 MHz
• Input Impedance – 50 Ω,1 MΩ
• อัตราการสุ่มตัวอย่างสูงสุด – 1 GS/s (8 บิต), 500 MS/s (12 บิต)
• ความลึกของหน่วยความจำ – 1 Gpts / ช่อง (ขีดจำกัดซอฟต์แวร์ในปัจจุบัน)
• ประเภท Trigger – Edge (มีการวางแผนเพิ่มอีก), ประเภท Trigger ที่ผู้ใช้ขยายได้
• การดีบัก – JTAG
• แหล่งจ่ายไฟ – จ่ายไฟโดยโฮสต์ ไม่ต้องต่อสายไฟเพิ่มเติม
• ขนาด – 145 x 103 x 31 มม. (TS), 132 x 120 x 20 มม. (TS PCIe)
• น้ำหนัก – 360 กรัม (TS), 150 กรัม (TS PCIe)
• ระบบปฏิบัติการที่รองรับ – Windows, Linux, Mac (อยู่ระหว่างการพัฒนา)

ThunderScope ใช้ AMD’s XDMA gateware เป็นค่าเริ่มต้น แต่มีทางเลือกคือ gateware ที่ใช้ Litex (และไลบรารีควบคุมฮาร์ดแวร์ของ Litex) ThunderScope’s TS.NET ช่วยให้สามารถควบคุมฮาร์ดแวร์อย่างแม่นยำสำหรับ gateware, เชื่อมต่อกับซอฟต์แวร์ และรองรับการ Trigger ที่ความเร็วเต็มอัตรา อินเทอร์เฟสผู้ใช้หลักใช้ ngscopeclient ซึ่งเป็นส่วนหน้าแบบโอเพ่นซอร์สที่เร่งความเร็วด้วย GPU สำหรับอุปกรณ์ทดสอบ ThunderScope เป็นโอเพ่นซอร์สทั้งหมดและมี GitHub repository ที่กำลังพัฒนาอยู่ ซึ่งมีเอกสาร ไฟล์ออกแบบฮาร์ดแวร์ KiCad/Altium เฟิร์มแวร์ และซอฟต์แวร์

เราเคยกล่าวถึงออสซิลโลสโคป แบบโอเพ่นซอร์สที่ใช้ USB เช่น “Esp32_oscilloscope” ของ Bojan Jurca, FHDM TECH DSO-500K ที่ใช้บอร์ด Raspberry Pi Pico แบบ 2 ช่องสัญญาณและ Analog Discovery 3 ออสซิลโลสโคปพร้อมพอร์ต USB ที่ใช้ Xilinx FPGA

โครงการ ThunderScopeเริ่มต้นขึ้นตั้งแต่ปี 2018 แต่เริ่มมีการบันทึกข้อมูลบน Hackaday.io ในปี 2021 เป็นแคมเปญระดมทุนได้เปิดตัวบน Crowd Supply เมื่อไม่กี่วันที่ผ่านมาและทะลุเป้าหมายการระดมทุนไปแล้ว ตัวอุปกรณ์ ThunderScope มีราคา $950(~30,000฿) เป็นแพ็กเกจพื้นฐาน มาพร้อมกับ ThunderScope ที่ผ่านการปรับเทียบในเคสอะลูมิเนียม รวมถึงมีกล่อง Pelican แบบสั่งทำพิเศษและสาย USB-C ความเร็ว 40 Gbps, ส่วนเวอร์ชัน PCIe มีราคา $800(~26,000฿) มาพร้อมกับขา PCIe แบบสั่งทำพิเศษ, ชุดโพรบ (โพรบ 350 MHz 1 ชิ้น, โพรบ 250 MHz 1 ชิ้น และโพรบ 150 MHz 2 ชิ้น) จำหน่ายแยกในราคา $150(~5,000฿) ทุกออเดอร์จัดส่งฟรีและคาดว่าจะจัดส่งได้ภายในวันที่ 1 กรกฎาคม 2025

แปลจากบทความภาษาอังกฤษ : ThunderScope is an open-source Thunderbolt and PCIe oscilloscope with a 1 GS/s data sampling rate (Crowdfunding)