[發明專利]一種數字示波器熒光圖像并行高速處理系統及方法

有效

• 申請號: 201710477872.0
• 申請日: 2017-06-09
• 公開（公告）號: CN107102186B
• 公開（公告）日: 2020-04-28
• 發明（設計）人: 張成森;劉洪慶;向前;邵建波
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第四十一研究所
• 主分類號: G01R13/02
• 分類號: G01R13/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提出了一種數字示波器熒光圖像并行高速處理系統及方法，利用數據采集存儲和波形頻度疊加流水線技術、熒光波形頻度并行疊加技術，通過采集數據分段存儲、波形頻度信息分塊存儲的方法，實現了數據采集和波形疊加流水進行、熒光波形頻度并行疊加，提高了數據采集及處理程序的并行度，縮短了采集數據死區時間，提升數字熒光示波器波形捕獲率指標，解決了瞬態信號和罕見異常信號快速捕獲的難題。

技術領域

本發明涉及測試技術領域，特別涉及一種數字示波器熒光圖像并行高速處理系統，還涉及一種數字示波器熒光圖像并行高速處理方法。

背景技術

波形捕獲率是衡量系統對信號連續不斷采樣能力的重要指標，表征系統“無縫”測量能力，是系統捕獲分析瞬態信號和罕見異常信號的基礎。數據采集及處理快慢直接影響數字熒光示波器的波形捕獲率這項重要指標參數。

數字熒光示波器中現有的熒光波形采集處理方案如圖1所示，在數據采集階段，數據選擇模塊數據線連接到0位置，接收到的ADC采集數據被存儲到采集數據存儲器中，采集結束后，數據選擇模塊數據線接到1位置；波形頻度疊加控制器從采集數據存儲器中讀取采集數據，對波形頻度存儲器中的頻度信息進行累加修改，波形頻度累加完后如果不到熒光波形顯示刷新時間，數據選擇模塊數據線接到0位置重新采集數據和進行波形頻度疊加，如果已到波形顯示刷新時間，則波形頻度存儲器輸出的頻度信息經過色彩和灰度轉換后進行顯示。

傳統示波器熒光波形采集處理方案主要存在以下兩點問題：

(1)采集數據接收模塊和波形頻度疊加模塊時分復用共享采集數據存儲器，數據采集時波形頻度疊加模塊空閑，波形頻度疊加時采集數據接收模塊空閑，采集處理一幀波形所需時間為采集時間和波形頻度疊加時間之和，降低了波形捕獲率；

(2)波形頻度疊加時，每次只讀取一個采樣點進行疊加，處理時間較長，降低波形捕獲率。

發明內容

本發明提出了一種數字示波器熒光圖像并行高速處理系統及方法，利用數據采集存儲和波形頻度疊加流水線技術、熒光波形頻度并行疊加技術，通過采集數據分段存儲、波形頻度信息分塊存儲的方法，實現了數據采集和波形疊加流水進行、熒光波形頻度并行疊加，提高了數據采集及處理程序的并行度，縮短了采集數據死區時間，提升數字熒光示波器波形捕獲率指標，解決了瞬態信號和罕見異常信號快速捕獲的難題。

本發明的技術方案是這樣實現的：

一種數字示波器熒光圖像并行高速處理系統，采集數據存儲器分為多個數據段，每個數據段儲存一幀波形采集數據和本次的采集信息；

分段讀寫控制模塊內有兩個數據段指針，一個是寫數據段指針Pw，用來指向當前采集數據存儲的數據段，一個是讀數據段指針Pr，用來指向當前波形處理所讀取數據所在的數據段；示波器首次采集數據之前，令Pw和Pr指向相同的段，采集開始后，接收到的采集數據存儲到Pw所指向的數據段，一幀波形采集結束后，如果所有數據段都已存滿數據，通知采集存儲控制模塊停止采集，直到有空數據段為止，否則重新采集下一幀數據；當Pr≠Pw時，表示有待處理的采集數據，此時波形頻度疊加控制模塊從Pr指向的數據段讀取采集信息和數據進行波形頻度疊加，當處理完一幀采集數據后，重新判斷是否進行處理；

將和顯示像素對應的頻度信息按列分為多塊存儲，具有相同下標列的頻度值單元分為一組，存儲到相同的波形頻度存儲器中，每塊波形頻度存儲器都是獨立的存儲器，具有各自的讀寫接口供波形頻度疊加單元進行頻度累加；

波形頻度疊加過程中，在疊加總控制單元作用下，分段讀寫控制模塊首先從Pr指針指向的數據段中讀取采集信息，并根據顯示區域設置計算出顯示區域起始采集數據所在數據段中的偏移，然后從偏移處讀取顯示區域m列像素所對應的m個采集數據后，分別送給m個波形頻度累加控制模塊；波形頻度疊加控制模塊接收到采集數據后，首先計算出該采樣點顯示時所對應波形頻度存儲位置，然后從該存儲位置中讀取頻度信息，最后將頻度信息加1后寫回原位置完成頻度疊加。