在现代的电子设备中,电信号的种类越来越丰富,设备间使用的通信协议也更加纷繁复杂,作为主流的电信号调试工具,普通数字示波器已经无法满足用户对复杂协议信号进行分析的要求,而国内具有协议分析功能的高端示波器主要支持简单且常见的I~2C、SPI、USB等协议,并且支持的协议种类较少。因此本文针对复杂协议MDIO、CAN FD和PCIe1.0设计出一种协议分析及解码功能,并就此功能中的信号分析、触发以及解码数据传输三个方面展开以下研究:一、在协议信号的分析方面,为了获取和分析协议信号中携带的信息,针对三种协议信号的传输特点,采用不同的处理方法:对MDIO协议借助随路时钟信号线恢复其携带的数据信息;CAN FD协议数据线内嵌时钟信号,具有位填充编码方式,通过产生时钟脉冲过滤处理位填充编码中的填充位,还原其真实信息;PCIe1.0协议具有扰码和8b/10b编码,以及信号传输速度快,携带数据量大的特点。故设计并行数据处理方式,进行移位抽点匹配PCIe1.0传输的数据量,然后再通过8b/10b解码、并行数据解扰的方法实现数据信息的还原。二、在协议信号的触发方面,为了方便用户更快捷地捕获到感兴趣的信号,为MDIO、CAN FD、PCIe1.0协议分别提供8、15、18种触发方式,包括起停状态、信号标志和数据ID信息等常规的触发,以及编码错误、CRC错误、数据包格式错误等检错触发,设计难点在于触发种类繁杂,并且为了满足高速信号计算的需求,提高数据处理速度,对PCIe1.0协议CRC错误校验设计并行CRC计算方式。三、在协议解码数据的传输方面,为了使将协议信号携带的信息可视化,设计了解码数据包对协议信号中携带的有效字符和数据信息进行封装,再将其在硬件中缓存并上传至工控机。软件系统对数据包进行解析后,以解码标签的形式显示出来,从而实现解码功能。本文设计了在数字示波器中对三种串行协议信号的分析和解码功能,经过实验验证表明:能够分析最高2.5 Mbps的MDIO协议、最快8 Mbps的CAN FD协议和PCIe1.0协议,各个协议信号的触发定位准确,解码标签显示的字符信息和数据信息与信号波形相符,满足设计指标的要求,验证了功能的有效性。信号调试人员可以利用该功能有效地对串行协议信号进行测试与分析,实现了仪器功能的多样性,提升仪器的实用价值。