基于真实数字信号特性的实验结果远程呈现系统技术方案

本发明专利技术提供了一种基于真实数字信号特性的实验结果远程呈现系统，由顺次级联的数据包接收模块、数据分流模块、多通道处理模块和输出呈现模块组成。所述数据包接收模块，对具有数字信号特性的数据包进行接收和整合；所述数据分流模块根据标志数据对数据流分类；所述多通道处理模块由四个并行通道组成，根据编号对不同信息包进行处理；所述输出呈现模块基于各通道处理后的信息在远程终端将实验结果进行呈现。本发明专利技术能够将真实数字信号特性输入在远程终端灵活呈现；本发明专利技术针对EDA实验教学，可使用户在远程终端进行实时实验，增强了EDA实验教学的灵活性，进而优化用户的实验学习体验。进而优化用户的实验学习体验。进而优化用户的实验学习体验。

【技术实现步骤摘要】
基于真实数字信号特性的实验结果远程呈现系统


[0001]本专利技术为EDA远程实验领域，涉及一种基于真实数字信号特性的实验结果远程呈现系统，可用于EDA远程实验教学。

技术介绍

[0002]EDA技术以硬件描述语言为设计语言，以专用集成电路为实现载体，设计并实现复杂电子电路或电子系统，代表了现代电子设计的主流和趋势。针对EDA实验课程的实践教学环节进行改革与探索，切实提高学生应用EDA技术进行电子设计的能力，是高等学校电子类专业课程建设的重要任务，具有积极的现实意义。
[0003]电子类专业开设的EDA实验课程因为其自身反映真实数字信号特性的特点通常很难实现线上教学。传统的EDA实验可以通过仿真来模拟信号的输入输出，但是仿真并不能模拟真实实验场景，不利于实验教学。
[0004]随着科技进步和生活水平的提高，线上教学逐渐被越来越多人接受和认可。当前电子类专业所开设的EDA实验课程都在线下实验室的环境下开展,学生只能在课上的固定时间进行实验，不能有效利用课余时间自主学习，有一定的局限性，这使得学习效率和教学效果不够理想。
[0005]互联网+教育是基于计算机技术和网络技术的一种新兴学习方式，是在传统教育体制和教学方法的框架之外，探索出的一种全新的教学模式。互联网+教育打破了常规教育的空间以及时间限制，在优化教学资源以及促进教育公平的同时，有助于教育的个性化发展。
[0006]申请公布号为CN112116852A，名称为“远程实验方法、设置及终端设备”的专利申请，公开了一种通过获取电子技术实验板的监控图像实现与远程终端的用户交互的远程实验装置，解决了采用仿真技术实现的传统远程电子技术实验无法完全模拟真实实验环境，实验效果较差的问题。由于该远程实验装置采用了监控图像获取电子技术实验板，故图像数据的处理以及传输会有一定的延迟现象，在实验室这种用户数量多，数据量大的场景下应用会更困难，影响用户的实验体验；同时，监控图像只能获取实验板本身的信息，无法完成需要其他外设或模块的实验，实验场景有限且不够灵活。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于克服上述现有技术存在的缺陷，提出一种基于真实数字信号特性的实验结果远程呈现系统，用于解决现有技术中存在的时间延迟和实验场景单一的问题，优化远程用户的实验效果，增强EDA实验教学的空间性和灵活性。
[0008]为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案包括顺次级联的数据包接收模块、数据分流模块、多通道处理模块和输出呈现模块，其中：
[0009]所述数据包接收模块，用于接收EDA实验板上由频率、占空比、电平、时钟信号和波特率这些真实数字信号特征数据，以及标志数据组成的数据包，并将所述数据包中各个集
合合并为数据流；
[0010]所述数据分流模块，首先识别数据流中的标志数据，所述标志数据标记每个真实数字信号特征数据，用以区分实验板不同位置产生的真实数字信号特征数据，然后根据所述标志数据对所述数据流中的真实数字信号特征数据进行分类，并将特征一致的标志数据对应的真实数字信号特征数据组合，得到各组信息包，最后对各组信息包进行编号；
[0011]所述多通道处理模块，分为多个并行的信息处理通道，所述通道根据输出呈现模块表现层的组成划分，包括LED通道、数码管通道、串口通道和拓展通道，各通道根据所述信息包的编号并行接收相应的信息包，并在对应的信息处理通道读取信息，模拟出一段时序波形，获得具有时序性质的电平信息；
[0012]所述输出呈现模块，由处理层和表现层两部分构成，所述处理层根据所述时序波形的电平信息匹配样式类型号，所述样式类型号决定了所述表现层的显示样式并与所述表现层的显示样式一一对应。
[0013]上述基于真实数字信号特性的实验结果远程呈现系统，数据包由多个json对象格式的集合组成，每个集合包含一种真实数字信号特征数据，每个真实数字信号特征数据都对应一个标志数据，所述标志数据表明了真实数字信号特征数据在实验板的产生位置。
[0014]上述基于真实数字信号特性的实验结果远程呈现系统，所述数据分流模块在对数据流分类会对所述数据流进行检索，确定所述标志数据及其对应的真实数字信号特征数据。
[0015]上述基于真实数字信号特性的实验结果远程呈现系统，所述数据分流模块将已经编号的所述信息包添加至对应的信息处理通道，等待多通道处理模块的接收。
[0016]上述基于真实数字信号特性的实验结果远程呈现系统，所述LED通道、数码管通道和串口通道分别接收包含实验板上LED数字信号、数码管数字信号和串口数字信号的信息包，分别模拟出LED、数码管和串口的时序波形图并提取出电平信息；所述拓展通道在读取信息，模拟时序波形图的基础上还会向输出呈现模块的表现层发送信息，提示用户打开对应的拓展模块。
[0017]上述基于真实数字信号特性的实验结果远程呈现系统，所述表现层由LED、数码管、串口和拓展模块四部分组成，每个部分在接收到所述处理层的所述样式类型号序列后，匹配每个部分相应的显示样式，并在用户终端进行显示。
[0018]本专利技术与现有技术相比，具有如下优点：
[0019]1.实现远程实验需要获得实验板的真实情况，现有技术依靠监控图像传输获取实验板真实情况，图像传输方式除了数据量大以外还存在编解码的过程，会出现明显的延迟现象。本专利技术中数据包接收模块接收的频率、占空比、电平、时钟信号和波特率这些真实数字信号特征数据能够反映出实验板的真实情况，同时真实数字信号特征数据相比于图像数据而言数据量有很大的缩减，再结合实时网络编程技术，能够实现终端显示的实验板实时呈现，消除了实时图像传输的网络延迟问题。
[0020]2.现有技术依靠图像传输获得实验板的信息，只能基于实验板进行实验操作。本专利技术中输出呈现模块的表现层根据实际EDA实验板所设计，在此基础上表现层还能够根据实验需要为用户在终端提供可以进行综合实验的拓展部分。这种表现层的设计能够还原实验室场景，丰富远程实验教学的内容，提高用户进行远程实验的灵活性，给用户以真实的实
验室体验。
附图说明
[0021]图1是本专利技术的结构示意图；
[0022]图2是本专利技术中多通道处理模块的结构示意图；
[0023]图3是本专利技术中输出呈现模块的结构示意图。
具体实施方式
[0024]以下结合附图和具体实施例，对本专利技术作进一步详细描述。
[0025]参照图1，本专利技术包括顺次级联的数据包接收模块、数据分流模块、多通道处理模块和输出呈现模块，其中，多通道处理模块结构如图2所示，包括并行的LED通道、数码管通道、串口通道和拓展通道，输出呈现模块结构如图3所示，包括处理层和表现层，本专利技术实现步骤为：
[0026]步骤1，数据包接收模块接收远端EDA实验板上的数据包。
[0027]步骤2，数据包整合得到数据流。
[0028]2.1)数据包由多个json对象格式的集合组成，json数据格式简单并且易于读写操作，集合中的标本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于真实数字信号特性的实验结果远程呈现系统，其特征在于，包括顺次级联的数据包接收模块、数据分流模块、多通道处理模块和输出呈现模块，其中：所述数据包接收模块，用于接收EDA实验板上由频率、占空比、电平、时钟信号和波特率这些真实数字信号特征数据，以及标志数据组成的数据包，并将所述数据包中各个集合合并为数据流；所述数据分流模块，首先识别数据流中的标志数据，所述标志数据标记每个真实数字信号特征数据，用以区分实验板不同位置产生的真实数字信号特征数据，然后根据所述标志数据对所述数据流中的真实数字信号特征数据进行分类，并将特征一致的标志数据对应的真实数字信号特征数据组合，得到各组信息包，最后对各组信息包进行编号；所述多通道处理模块，分为多个并行的信息处理通道，所述通道根据输出呈现模块表现层的组成划分，包括LED通道、数码管通道、串口通道和拓展通道，各通道根据所述信息包的编号并行接收相应的信息包，并在对应的信息处理通道读取信息，模拟出一段时序波形，获得具有时序性质的电平信息；所述输出呈现模块，由处理层和表现层两部分构成，所述处理层根据所述时序波形的电平信息匹配样式类型号，所述样式类型号决定了所述表现层的显示样式并与所述表现层的显示样式一一对应。2.根据权利要求1所述基于真实数字信号特性的实验结果远程呈现系统，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁晓光，任爱锋，王子安，李诗濡，臧博，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：