[發明專利]一種提高頻譜分析儀掃描速度的塊讀取方法

在審

• 申請號: 201811375554.4
• 申請日: 2018-11-19
• 公開（公告）號: CN109582606A
• 公開（公告）日: 2019-04-05
• 發明（設計）人: 蘇勇輝;宋陽;丁鵬;李柏林;肖江濤
• 申請（專利權）人: 中電科儀器儀表有限公司
• 主分類號: G06F13/10
• 分類號: G06F13/10;G06F3/14
• 代理公司: 北京天奇智新知識產權代理有限公司 11340
• 代理人: 賈文健

本發明提出了一種提高頻譜分析儀掃描速度的塊讀取方法，屬于測試技術領域。本發明的方法，從FPGA中讀出每個波段的所有數據再更新，應用程序讀取FPAG芯片中的數據時，應用程序與操作系統的驅動程序建立一次鏈接，即可讀出某波段所有數據點，將從FPGA到主CPU的數據傳輸方式由逐點傳遞的方式改為塊傳遞的方式，從而能夠極大提高頻譜分析儀的掃描速度。

技術領域

本發明涉及測試技術領域，特別涉及一種提高頻譜分析儀掃描速度的塊讀取方法。

背景技術

手持式頻譜分析儀是通信、雷達、導航、信號監測等領域現場測試中必不可少的測試儀器。掃描速度是手持式頻譜分析儀的一項重要性能指標，主CPU從FPGA芯片讀取數據的速度是影響整機掃描速度的一個重要方面。

現有手持式頻譜分析儀的數據讀取方式都是采用逐點讀取。整個數據讀取系統是由應用程序層、操作系統的驅動程序I/O接口層和FPGA芯片內存組成，通過三者之間的數據傳遞將FPGA芯片中的數據讀取到應用程序層，該過程的流程圖如圖1所示。在該過程中，應用程序層首先向驅動程序發送數據的讀取地址，由操作系統的驅動I/O接口向FPGA芯片內存發出讀取內存的指令并尋址；進而將FPGA該點的數據指針傳回驅動程序I/O接口；最后驅動程序將讀取到的數據指針傳回應用程序層。循環此過程，完成一個波段中所有采樣點的數據讀取。在整個數據傳遞過程中，耗費的時間主要在于應用程序層與操作系統中驅動程序I/O接口的鏈接。而每次讀取一個采樣點信息時，應用程序層都會與操作系統的驅動I/O接口進行鏈接。在手持式頻譜分析儀中，其掃描點數一般都至少是數百個或數千個，逐點傳輸的方式隨著傳輸點數的增加所需要的傳輸時間會以指數級增加，達到數十上百毫秒。

如圖2所示，傳統的FPGA芯片數據讀取實現流程如下：

步驟(1)，應用程序需要獲取FPGA芯片中的數據，首先應用程序需要獲取某一波段的當前采樣點數據在內存中的物理地址，并發送該數據的地址；

步驟(2)，操作系統驅動程序向應用程序提供了一組標準接口，該接口接收應用程序發出的地址讀取指令并發送讀取指令；

步驟(3)，應用程序鏈接到操作系統的接口，在驅動程序中讀取FPGA芯片中該采樣點的數據信息；

步驟(4)，將FPGA芯片中讀取數據指針回傳到應用程序；

步驟(5)，重復步驟(2)操作，直至該波段所有采樣點完成讀取操作；

步驟(6)，應用程序對讀取的數據進行處理，將返回的該波段數據信息轉換成屏幕坐標信息并繪制顯示。

現有技術在FPGA芯片的數據讀取過程中通常使用逐點讀取的方式，主CPU每次讀取FPGA芯片中的一個采樣點數據，每執行一次讀取操作，應用程序都將進行應用程序發送讀取地址、操作系統驅動接收指令、發送讀取指令、回傳數據指針幾個步驟。其中應用程序層與操作系統驅動I/O接口的鏈接過程的耗時，約占整個讀取過程的70％。FPAG芯片中存儲的數據一般是數以千計的，上述步驟所執行的次數與FPGA芯片讀取所有采樣點數據的個數是相同的。隨著讀取點數的增加，整個讀取速度的時間消耗增加明顯，這嚴重的影響了整機的掃描速度。

發明內容

為解決上述現有技術中的不足，本發明提出一種提高頻譜分析儀掃描速度的塊讀取方法。

本發明的技術方案是這樣實現的：

一種提高頻譜分析儀掃描速度的塊讀取方法，從FPGA中讀出每個波段的所有數據再更新。

可選地，所述方法包括以下步驟：

步驟(a)，應用程序獲取數據在內存中的物理地址，并發送讀取數據塊的起始地址、和該波段的數據個數，獲取FPGA芯片中的數據；