波形数据的解码处理方法及解码处理装置、数字示波器制造方法及图纸

波形数据的解码处理方法及解码处理装置、数字示波器，该解码处理方法包括：获取信号的波形数据；根据一个或多个阈值电平对波形数据进行数字化处理，得到若干组电平数据；按照预设的数据压缩规则对每一组电平数据进行预处理，得到压缩数据；数据压缩规则为用一个二进制数组表示每一组电平数据的电平状态和电平宽度；根据该数据压缩规则对应的解码协议对压缩数据进行解码处理，得到解码数据。由于可以根据多个阈值电平对波形数据进行数字化处理，且利用二进制数组的高位来表示多种电平状态，使得多阈值电平协议压缩和解码成为可能，避免了现有技术中仅能对单阈值电平协议解码的局限性。

Decoding Processing Method of Waveform Data and Decoding Processing Device and Digital Oscilloscope

【技术实现步骤摘要】
波形数据的解码处理方法及解码处理装置、数字示波器
本专利技术涉及信号测量
，具体涉及解码数据的处理方法及解码处理装置、数字示波器。
技术介绍
随着示波器的采样率越来越高，存储深度越来越大，解码的数据量也就越来越大，当前示波器通常将采集到的数据点经过数字预处理之后，再经过解码器解码处理，获得解码数据结果并将解码结果进行显示。在此过程中，采样数据通常从FPGA搬到CPU运算内存中，采样数据在CPU运算内存中完成预处理、解码以及显示工作。对于存储深度较大的示波器，采样数据点往往比较多，采集数据全部从FPGA搬运到CPU中将消耗较长时间，并且让CPU完成数据预处理则致使CPU负荷加大、效率低下，也将导致整个解码时间不可接受，此外，也需要较大的CPU运行内存空间，增加示波器的产品成本。请参考图1，专利文献（CN201611233784.8）公开一种解码数据处理方法、装置及示波器，其中解码数据处理方式包括：采集波形数据，对采集到的波形数据进行数字化处理，将数字化处理后的数据进行边沿压缩，将压缩数据根据对应的协议进行解码处理，最后进行显示。其中最为重要的是，波形数据数字化处理之后进行数据压缩，从而避免解码时需要大量的原始数据进行解码，从而提高解码效率，其他过程都是示波器解码基本且通用的过程。此外，边沿压缩数据的详细方案是：根据当前门限阈值将采集到的波形数据进行数字化处理来进行边沿压缩，压缩数据的数据流组织形式为初始状态+N个间隔脉宽，其中第一位为压缩数据的初始状态值“0”或“1”状态，其他位为当前边沿位置距离上一个边沿位置的间隔脉宽，每个边沿出现即表示和上一个边沿的状态相反。这种技术方案虽然实现了解码数据的处理功能，但是还存在一些问题：（1）不能支持多阈值电平解码的波形数据压缩，例如1553B双阈值电平解码协议下的数据压缩需求；（2）压缩数据流为无损最大压缩，但FPGA实现和解码器解析数据较为复杂。。
技术实现思路
本专利技术主要解决的技术问题是如何提高大存储深度示波器对全采样数据点的解码效率。为解决上述技术问题，本申请提供一种波形数据的解码处理方法及解码处理装置、数字示波器。根据第一方面，一种实施例中提供一种波形数据的解码处理方法，包括以下步骤：获取信号的波形数据；根据一个或多个阈值电平对所述波形数据进行数字化处理，得到若干组电平数据；按照预设的数据压缩规则对每一组电平数据进行预处理，得到压缩数据；所述数据压缩规则为用一个二进制数组表示每一组电平数据的电平状态和电平宽度；根据所述数据压缩规则对应的解码协议对所述压缩数据进行解码处理，得到解码数据。所述根据一个或多个阈值电平对所述波形数据进行数字化处理，得到若干组电平数据，包括：对于一个阈值电平，将所述波形数据与该阈值电平进行比较，利用连续大于该阈值电平或者连续小于该阈值电平的波形数据形成一组电平数据；对于多个阈值电平，将所述波形数据与该些阈值电平分别进行比较，利用连续大于该些阈值电平中最大的阈值电平、连续小于该些阈值电平中最小的阈值电平或者连续在两个相邻阈值电平的范围内的波形数据形成一组电平数据。所述按照预设的数据压缩规则对每一组电平数据进行预处理，得到压缩数据，包括：对于每一组电平数据，用所述二进制数组中的高M位表示该组电平数据的电平状态，用所述二进制数组中的低N位表示该组电平数据的电平宽度；利用所述二进制数组形成所述压缩数据；其中，该组电平数据的电平状态为高电平、低电平或中间电平，该组电平数据的电平宽度为该组电平数据内数据点的数目，M+N的值等于所述二进制数组的总位数。若任意一组电平数据对应的波形数据的值大于最大的阈值电平，则设置该组电平数据的电平状态为高电平；若任意一组电平数据对应的波形数据的值小于最小的阈值电平，则设置该组电平数据的电平状态为低电平；若任意一组电平数据对应的波形数据的值在两个相邻阈值电平的范围内，则设置该组电平数据的电平状态为中间电平。所述二进制数组的总位数为32，M、N分别为3、29；用高M位构成的第一值表示低电平，用高M位构成的第二值表示中间电平，用高M位构成的第三值表示高电平；用0表示低N位中除电平宽度对应的二进制转换结果之外的数值位。所述根据所述数据压缩规则对应的解码协议对所述压缩数据进行解码处理，得到解码数据，包括：获取所述压缩数据对应的二进制数组中的高M位和低N位，根据高M位、低N位分别确定所述压缩数据的电平状态、电平宽度；利用所述压缩数据的电平状态和电平宽度形成解码数据。在得到所述解码数据之后，还包括：对所述解码数据进行格式化与过滤处理，以消除屏幕显示范围之外的数据或者滤掉在相同像素点上叠加显示的重复数据；对格式化与过滤处理之后的数据进行显示。根据第二方面，一种实施例中提供一种波形数据的解码处理装置，包括：获取单元，用于获取信号的波形数据；第一处理单元，用于根据一个或多个阈值电平对所述波形数据进行数字化处理，得到若干组电平数据；第二处理单元，用于按照预设的数据压缩规则对每一组电平数据进行预处理，得到压缩数据；所述数据压缩规则为用一个二进制数组表示每一组电平数据的电平状态和电平宽度；第三处理单元，用于根据所述数据压缩规则对应的解码协议对所述压缩数据进行解码处理，得到解码数据。根据第三方面，一种实施例中提供一种数字示波器，包括：采样装置，用于对一信号进行连续采样，以形成所述信号的波形数据；如第二方面中所述的解码处理装置，所述获取单元与所述采样装置连接，所述获取单元用于从所述采样装置获取所述波形数据。根据第四方面，一种实施例中提供一种计算机可读存储介质，包括程序，所述程序能够被处理器执行以实现如上述第一方面中所述的解码处理方法。本申请的有益效果是：依据上述实施例的一种波形数据的解码处理方法及解码处理装置、数字示波器，该解码处理方法包括：获取信号的波形数据；根据一个或多个阈值电平对波形数据进行数字化处理，得到若干组电平数据；按照预设的数据压缩规则对每一组电平数据进行预处理，得到压缩数据；数据压缩规则为用一个二进制数组表示每一组电平数据的电平状态和电平宽度；根据该数据压缩规则对应的解码协议对压缩数据进行解码处理，得到解码数据。第一方面，由于采用了新的数据压缩规则，用二进制数组中的高位和低位分别表示每一组电平数据的电平状态和电平宽度，如此即得到了波形数据的有效信息，也减小了波形数据的存储空间；第二方面，由于系统可以根据多个阈值电平对波形数据进行数字化处理，且利用二进制数组的高位来表示多种电平状态，使得多阈值电平协议压缩和解码成为可能，避免了现有技术中仅能对单阈值电平协议解码的局限性；第三方面，由于新采用的数据压缩规则中高位和低位的合理配置，不仅为系统预留了后续电平状态的扩展空间，还提供了采样点数的扩充宽度，甚至可以超过512M；第四方面，本技术方案中数据压缩规则的实现手段较为简单、高效，可以缩短每一组电平数据的预处理时间以及缩短压缩数据的解码处理时间，从而提供波形数据的解码效率；第五方面，在解码处理装置中可以通过FPGA实现电平数据的预处理过程，通过CPU实现压缩数据的解码处理过程，利用这种相互配合的工作模式能够克服大存储深度示波器解码效率很低的问题，还能够降低对CPU运行内存的需求，以及减少装置的应用成本。附图说明图1为本申请中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种波形数据的解码处理方法,其特征在于，包括以下步骤：获取信号的波形数据；根据一个或多个阈值电平对所述波形数据进行数字化处理，得到若干组电平数据；按照预设的数据压缩规则对每一组电平数据进行预处理，得到压缩数据；所述数据压缩规则为用一个二进制数组表示每一组电平数据的电平状态和电平宽度；得到所述压缩数据的过程包括：对于每一组电平数据，用所述二进制数组中的高M位表示该组电平数据的电平状态，用所述二进制数组中的低N位表示该组电平数据的电平宽度，以及利用所述二进制数组形成所述压缩数据；其中，该组电平数据的电平状态为高电平、低电平或中间电平，该组电平数据的电平宽度为该组电平数据内数据点的数目，M+N的值等于所述二进制数组的总位数；根据所述数据压缩规则对应的解码协议对所述压缩数据进行解码处理，得到解码数据。

【技术特征摘要】
1.一种波形数据的解码处理方法,其特征在于，包括以下步骤：获取信号的波形数据；根据一个或多个阈值电平对所述波形数据进行数字化处理，得到若干组电平数据；按照预设的数据压缩规则对每一组电平数据进行预处理，得到压缩数据；所述数据压缩规则为用一个二进制数组表示每一组电平数据的电平状态和电平宽度；得到所述压缩数据的过程包括：对于每一组电平数据，用所述二进制数组中的高M位表示该组电平数据的电平状态，用所述二进制数组中的低N位表示该组电平数据的电平宽度，以及利用所述二进制数组形成所述压缩数据；其中，该组电平数据的电平状态为高电平、低电平或中间电平，该组电平数据的电平宽度为该组电平数据内数据点的数目，M+N的值等于所述二进制数组的总位数；根据所述数据压缩规则对应的解码协议对所述压缩数据进行解码处理，得到解码数据。2.如权利要求1所述的解码处理方法，其特征在于，所述根据一个或多个阈值电平对所述波形数据进行数字化处理，得到若干组电平数据，包括：对于一个阈值电平，将所述波形数据与该阈值电平进行比较，利用连续大于该阈值电平或者连续小于该阈值电平的波形数据形成一组电平数据；对于多个阈值电平，将所述波形数据与该些阈值电平分别进行比较，利用连续大于该些阈值电平中最大的阈值电平、连续小于该些阈值电平中最小的阈值电平或者连续在两个相邻阈值电平的范围内的波形数据形成一组电平数据。3.如权利要求2所述的解码处理方法，其特征在于，包括：若任意一组电平数据对应的波形数据的值大于最大的阈值电平，则设置该组电平数据的电平状态为高电平；若任意一组电平数据对应的波形数据的值小于最小的阈值电平，则设置该组电平数据的电平状态为低电平；若任意一组电平数据对应的波形数据的值在两个相邻阈值电平的范围内，则设置该组电平数据的电平状态为中间电平。4.如权利要求1-3中任一项所述的解码处理方法，其特征在于，包括：所述二进制数组的总位数为32，M、N分别为3、29；用高M位构成的第一值表示低电平，用高M位构成的第二值表示中间电平，用高M位构成的第三...

【专利技术属性】
技术研发人员：李富伟，贺锋，郑文明，
申请(专利权)人：深圳市鼎阳科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44