在电子测试领域,示波器的触发功能可以帮助用户准确定位其所关心的信号。随着串行总线协议的迅速发展及广泛应用,实现示波器在串行总线通信过程中某种传输内容或错误上的触发功能,不仅能方便用户对串行总线的调试,还能实现仪器功能的多样性,进而提高仪器的市场竞争力。因此对这一功能的研究具有迫切的应用价值和实际意义。本课题旨在为科技部重大仪器专项“20GSa/s宽带高速多功能示波器”实现CAN、Flex Ray、ARINC429、MIL-STD-1553B、I~2C、SPI、UART和USB等8种串行总线的协议触发功能。本文研究了数字示波器时基和触发系统的结构及工作原理,并通过分析示波器的死区时间问题,提出了串行协议触发的数字逻辑实现方法。结合背景示波器信号处理模块FPGA的结构,以及用户对协议触发功能独立性的需求,提出了触发固件的设计方案。为了保证串行位时码流的准确生成,本文研究了总线协议的位时判定方法并采用多点采样的方式设计了位时形成模块。通过分析示波器对触发点的定位过程,使用数字逻辑的方式设计其预触发和后触发功能,保证总线信号波形显示的完整性。同时,根据8种总线的触发需求设计协议的触发判断模块并在模块中使用了基于有限状态机的协议解码流程控制方法,按照协议格式进行状态跳转并使能固件底层模块进行触发识别。在项目并行调试中,固件完成了各触发条件判断模块的仿真测试以验证流程控制方法的正确。同时,为了方便多总线测试并保证总线错误信号的生成,本文设计了基于任意函数发生器的串行总线数据产生系统。最后,通过搭建背景示波器的实机测试环境,读取示波器的触发数据,验证了串行协议触发固件对触发条件的识别功能和触发点前后数据的上传显示功能。结果表明,固件能够使背景示波器具有串行总线协议的触发能力,满足设计要求。