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摘 要：近年来，计算机技术发展速度不断加快，先进技术发展的同时，虚拟示波器技术取得了良好的发展空间，并为技术应用行业带来了优异成绩。为提高虚拟示波器技术应用率，扩大应用范围，基于WPF完成虚拟示波器设计工作是极为必要的。本文首先简要介绍虚拟示波器设计必要性，然后重点探究WPF为基础的虚拟示波器设计。
关键词：WPF；虚拟示波器；设计
前言
随着数据流规划要求的不断提高，合理设计虚拟示波器是极为必要的，以WPF为基础完成设计任务，不仅能够提高数据传输效率，而且还能为测量行业仪器设计工作奠定良好基础。由此可见，本文针对该论题展开分析，具有必要性和迫切性，希望相关研究人员能够以此为借鉴，同时，设计人员拓展设计思路。
1虚拟示波器设计必要性
虚拟示波器作为新型测试仪器，功能优势相对明显，支持新算法引入。随着硬件設备的不断升级，虚拟示波器应与时俱进丰富应用功能，不断提高适用性，尽可能拓展应用领域，确保测试需要被及时满足。总结可知，虚拟示波器设计应迎合技术发展需要，动态调整设计目标[1]。
2基于WPF虚拟示波器设计分析
2.1基本要求
虚拟示波器设计过程中，满足实时性要求，能为高速虚拟测试仪器奠定良好的基础，针对高速数据录取式示波器合理设计，并实时录取数据信息，借助PCOMM完成高效通信目的，有效优化设计界面，呈现良好的图显效果。该软件在数据曲线图绘制方面发挥重要作用，无论是时间驱动绘图，还是数据驱动绘图，都对精度提出了较高要求，并且数据完整性不被破坏，最终完成逐帧显示目的。需要注意的是，虚拟示波器软件应动态掌握数据情况，丰富数据传输、存储、修改功能，优化控制模式，尽可能多的展示数据信息。
2.2软件设计
虚拟示波器软件程序编写的过程中，在WPF开发软件下完成编写任务，具体分析如下：
2.2.1开发环境
WPF属于新的图形系统，该系统处理速度相对较快，并且系统操作界面较美观，WPF系统性能较优。以往CPU处理技术使用需要供应较多资源，但这在一定程度上会减慢CPU运行速度，受WPF技术影响，通过发挥显卡功能索合理利用有限空间，进而能够提高CPU运行速度，优化软件使用效果。WPF系统与第三方软件集成的适用性较强，并且编程模式多样，支持多种类数据访问接口。
2.2.2数据录取
虚拟示波器软件多串口模式适用性较强，应用串口函数能够完成缓冲区数据的合理规划，以及高效利用，其中，PingPong缓冲机制巧妙应用，能够提高数据传输效率，确保数据处理操作有序进行，实现数据高效、快速更新。串口通信中，充分发挥数据录取性能，尽可能保证数据完整性，避免数据丢失，在这一过程中，待检测数据接收全面监控，此时启动PingPong缓冲机制，通过发挥双缓冲机制，实现数据快速更新目的，提高数据处理效率，确保数据完整采集。
2.2.3精度定时
一般来讲，虚拟示波器支持单信号样本获取，针对差异工作模式信号源合理转换，之后将其连接示波器，实现信号动态监测目的。虚拟示波器工作模式频繁切换，会为工作增加阻力，要想实现灵活切换目的，应合理配置参数，针对串口通信情况以及硬件通信状态全面监控。例如，针对DSP系统动态监测时，虚拟示波器软件应根据信号指令及时调整工作模式，然而这大大增加了软件设计难度，并且最终得到的精密度较低。基于此，应发挥等待机制，减少外界干扰，尽可能提高监测准确度，满足高速设计需要。需要说明的是，等待机制细分两种类型，第一种类型即自旋等待，它利用CPU空转法完成时间消耗目的，虽然这种方法会浪费一定时间，但精确度相对较高；第二种即阻塞等待，即等待时间内，借助操作系统控制运行情况，此时时间控制效果较差。WPF开发环境下，计时机制选用Stopwatch类，通过合理控制硬件主频，大大提高精度，因此，结合自旋等待机制和Stopwatch计时，能够将时间精度缩至微秒级，并且数据可靠性能够得到保证。
2.2.4数据处理
数据完整获取后，数据曲线图也应完整显示，为了进一步提高程序运行效率，避免出现数据丢失现象，应丰富数据处理功能，选用适合的多线程技术。由于线程在CPU时间分配中发挥积极作用，单一线程分配时间较短，并且线程遵循异步运行原则，为了避免线程数据恶性竞争，应用虚拟示波器软件对线程分离处理，从整体上优化系统性能。此外，PingPong缓冲机制参与线程分离任务，这对线程安全性保证有积极意义[2]。
2.2.5图表绘制
示波器直观显示曲线绘制效果，动态描述电现象，以往扫描式显示模式给人留下深刻印象，并且工程人员工作习惯渐渐养成。巧妙应用数据驱动绘图方式，借此容纳大量数据信息，确保多个数据点连成统一整体，最终产生多个像素点，WPF为基础的虚拟示波器应用，应坚持35ms更新图像，以此保证24fps帧速率。由于每帧数据更新操作耗时较长，因此，适当转换帧数据更新思路，针对数据点适当删除、建立，与此同时，参照扫描图显模式，完成图显模式的模拟，确保图形平滑显示[3]。
结论
综上所述，当前计算机技术发展速度不断加快，在先进计算机技术带动下，虚拟仪器技术优势逐渐丰富，这为测量行业稳健发展，测量行业仪器设计工作顺利推进有积极影响。与此同时，能为虚拟仪器基础平台构建奠定良好基础，确保数据信息高效、快速传输。WPF为基础的虚拟示波器设计，能够丰富虚拟示波器功能，提高虚拟示波器软件利用率，并取得良好的设计效果。此外，能为计算机技术稳健发展提供动力支持，因此，相关设计人员应不断拓展设计思路，针对虚拟示波器深入研究，这对工程价值彰显有积极影响。
参考文献
[1]张博，李黎，何海龙.基于WPF的虚拟示波器设计[J].火控雷达技术，2018，47（02）：91-95.
[2]于文波，于洋，徐立波.虚拟示波器开发平台对比研究[J].浙江交通职业技术学院学报，2015，16（01）：38-41.
[3]沈辉，沙立民，张重龙.基于LabVIEW的多功能虚拟示波器设计[J].电子测量技术，2012（11）：90-93.
（作者单位：北京交通大学海滨学院）
关键词：WPF；虚拟示波器；设计
前言
随着数据流规划要求的不断提高，合理设计虚拟示波器是极为必要的，以WPF为基础完成设计任务，不仅能够提高数据传输效率，而且还能为测量行业仪器设计工作奠定良好基础。由此可见，本文针对该论题展开分析，具有必要性和迫切性，希望相关研究人员能够以此为借鉴，同时，设计人员拓展设计思路。
1虚拟示波器设计必要性
虚拟示波器作为新型测试仪器，功能优势相对明显，支持新算法引入。随着硬件設备的不断升级，虚拟示波器应与时俱进丰富应用功能，不断提高适用性，尽可能拓展应用领域，确保测试需要被及时满足。总结可知，虚拟示波器设计应迎合技术发展需要，动态调整设计目标[1]。
2基于WPF虚拟示波器设计分析
2.1基本要求
虚拟示波器设计过程中，满足实时性要求，能为高速虚拟测试仪器奠定良好的基础，针对高速数据录取式示波器合理设计，并实时录取数据信息，借助PCOMM完成高效通信目的，有效优化设计界面，呈现良好的图显效果。该软件在数据曲线图绘制方面发挥重要作用，无论是时间驱动绘图，还是数据驱动绘图，都对精度提出了较高要求，并且数据完整性不被破坏，最终完成逐帧显示目的。需要注意的是，虚拟示波器软件应动态掌握数据情况，丰富数据传输、存储、修改功能，优化控制模式，尽可能多的展示数据信息。
2.2软件设计
虚拟示波器软件程序编写的过程中，在WPF开发软件下完成编写任务，具体分析如下：
2.2.1开发环境
WPF属于新的图形系统，该系统处理速度相对较快，并且系统操作界面较美观，WPF系统性能较优。以往CPU处理技术使用需要供应较多资源，但这在一定程度上会减慢CPU运行速度，受WPF技术影响，通过发挥显卡功能索合理利用有限空间，进而能够提高CPU运行速度，优化软件使用效果。WPF系统与第三方软件集成的适用性较强，并且编程模式多样，支持多种类数据访问接口。
2.2.2数据录取
虚拟示波器软件多串口模式适用性较强，应用串口函数能够完成缓冲区数据的合理规划，以及高效利用，其中，PingPong缓冲机制巧妙应用，能够提高数据传输效率，确保数据处理操作有序进行，实现数据高效、快速更新。串口通信中，充分发挥数据录取性能，尽可能保证数据完整性，避免数据丢失，在这一过程中，待检测数据接收全面监控，此时启动PingPong缓冲机制，通过发挥双缓冲机制，实现数据快速更新目的，提高数据处理效率，确保数据完整采集。
2.2.3精度定时
一般来讲，虚拟示波器支持单信号样本获取，针对差异工作模式信号源合理转换，之后将其连接示波器，实现信号动态监测目的。虚拟示波器工作模式频繁切换，会为工作增加阻力，要想实现灵活切换目的，应合理配置参数，针对串口通信情况以及硬件通信状态全面监控。例如，针对DSP系统动态监测时，虚拟示波器软件应根据信号指令及时调整工作模式，然而这大大增加了软件设计难度，并且最终得到的精密度较低。基于此，应发挥等待机制，减少外界干扰，尽可能提高监测准确度，满足高速设计需要。需要说明的是，等待机制细分两种类型，第一种类型即自旋等待，它利用CPU空转法完成时间消耗目的，虽然这种方法会浪费一定时间，但精确度相对较高；第二种即阻塞等待，即等待时间内，借助操作系统控制运行情况，此时时间控制效果较差。WPF开发环境下，计时机制选用Stopwatch类，通过合理控制硬件主频，大大提高精度，因此，结合自旋等待机制和Stopwatch计时，能够将时间精度缩至微秒级，并且数据可靠性能够得到保证。
2.2.4数据处理
数据完整获取后，数据曲线图也应完整显示，为了进一步提高程序运行效率，避免出现数据丢失现象，应丰富数据处理功能，选用适合的多线程技术。由于线程在CPU时间分配中发挥积极作用，单一线程分配时间较短，并且线程遵循异步运行原则，为了避免线程数据恶性竞争，应用虚拟示波器软件对线程分离处理，从整体上优化系统性能。此外，PingPong缓冲机制参与线程分离任务，这对线程安全性保证有积极意义[2]。
2.2.5图表绘制
示波器直观显示曲线绘制效果，动态描述电现象，以往扫描式显示模式给人留下深刻印象，并且工程人员工作习惯渐渐养成。巧妙应用数据驱动绘图方式，借此容纳大量数据信息，确保多个数据点连成统一整体，最终产生多个像素点，WPF为基础的虚拟示波器应用，应坚持35ms更新图像，以此保证24fps帧速率。由于每帧数据更新操作耗时较长，因此，适当转换帧数据更新思路，针对数据点适当删除、建立，与此同时，参照扫描图显模式，完成图显模式的模拟，确保图形平滑显示[3]。
结论
综上所述，当前计算机技术发展速度不断加快，在先进计算机技术带动下，虚拟仪器技术优势逐渐丰富，这为测量行业稳健发展，测量行业仪器设计工作顺利推进有积极影响。与此同时，能为虚拟仪器基础平台构建奠定良好基础，确保数据信息高效、快速传输。WPF为基础的虚拟示波器设计，能够丰富虚拟示波器功能，提高虚拟示波器软件利用率，并取得良好的设计效果。此外，能为计算机技术稳健发展提供动力支持，因此，相关设计人员应不断拓展设计思路，针对虚拟示波器深入研究，这对工程价值彰显有积极影响。
参考文献
[1]张博，李黎，何海龙.基于WPF的虚拟示波器设计[J].火控雷达技术，2018，47（02）：91-95.
[2]于文波，于洋，徐立波.虚拟示波器开发平台对比研究[J].浙江交通职业技术学院学报，2015，16（01）：38-41.
[3]沈辉，沙立民，张重龙.基于LabVIEW的多功能虚拟示波器设计[J].电子测量技术，2012（11）：90-93.
（作者单位：北京交通大学海滨学院）