串行数据传输总线的检测方法和设备技术

提供串行数据传输总线的检测方法和设备。该方法包括接收经由所述串行数据传输总线传输的信号；将所述信号输入基于变分自编码器的神经网络，以确定表示所述信号的质量的数据，以及将所述数据与预定阈值相比较，以判断所述信号是否符合预定标准。由此，实现对串行数据传输总线的自动检测，而无需工程师使用示波器进行手动测量，从而降低检测所用的时间，同时避免了因手动操作而可能诱发的误差。避免了因手动操作而可能诱发的误差。避免了因手动操作而可能诱发的误差。

【技术实现步骤摘要】
串行数据传输总线的检测方法和设备


[0001]本专利技术涉及数据传输领域，尤其涉及串行数据传输总线的检测。

技术介绍

[0002]诸如SPI(Serial Peripheral Interface，串行外设接口)、UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，通用异步收发传输器)、I2C(Inter
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Integrated Circuit)的串行数据传输总线具有协议特征，其通常规定数据按照什么时序来传输以及需要满足什么时序要求。
[0003]以SPI总线为例，SPI总线是一种串行外设接口，它可以使微控制单元与各种外围设备以串行方式进行通信，从而交换信息。该接口一般使用4条线，分别为主设备数据输入MISO、主设备数据输出MOSI、时钟SCLK和片选CS，某些情况下，3条线也是可行的，例如单向传输时。在硬件设计中，工程师需要确认SPI主设备发出的消息内容是否被准确无误地传输到物理线路上，因此，需要对所设计的串行数据传输总线进行检测。
[0004]最常用的方法是使用示波器的4个通道分别对SPI总线的MISO、MOSI、SCLK和CS波形进行采样，然后使用示波器的测量功能由工程师手动移动光标以测量各个信号的预定时间指标数据，再将所测量的预定时间指标数据与SPI协议中的时序要求相对比。
[0005]图1示出了根据一个范例的SPI时序图，其中标示出了要测量的12个时间指标。通常，工程师需要使用示波器手动测量这12个时间指标，然后将通过手动测量得到的12个时间指标数据与SPI协议中对SPI总线的时序要求相对比，以完成对SPI总线的检测。图2示出了SPI总线的时序要求。由此测量一组SPI信号的时间指标数据需要大约2小时左右。

技术实现思路

[0006]期望提供串行数据传输总线的检测方法和设备，其实现对串行数据传输总线的自动检测，而无需工程师使用示波器进行手动测量，从而降低检测所用的时间，同时避免了因手动操作而可能诱发的误差。
[0007]根据一个方面，提供一种串行数据传输总线的检测方法。该方法包括接收经由所述串行数据传输总线传输的信号；将所述信号输入基于变分自编码器的神经网络，以确定表示所述信号的质量的数据，以及将所述数据与预定阈值相比较，以判断所述信号是否符合预定标准。
[0008]根据另一个方面，提供一种串行数据传输总线的检测设备。该设备包括接收单元，其接收经由所述串行数据传输总线传输的信号；处理单元，其将所述信号输入基于变分自编码器的神经网络，以确定表示所述信号的质量的数据，以及判断单元，其将所述数据与预定阈值相比较，以判断所述信号是否符合预定标准。
[0009]根据再一个方面，提供一种计算机程序产品，其包括计算机程序指令，所述计算机程序指令当被运行时使得计算机或处理器执行根据本公开各个实施例所述的方法。
[0010]根据本公开各个方面的各个实施例，将待测试/分析的串行数据传输总线的信号
输入训练好的基于变分自编码器的神经网络，而无需手动测量多个时间指标，这实现了对串行数据传输总线的自动检测，降低了检测所用的时间，同时避免了因手动操作而可能诱发的误差。
附图说明
[0011]在附图中，实施例仅通过示例的方式而不是限制的方式进行说明，在附图中相似的附图标记指代相似的元件。
[0012]图1示出了根据一个范例的SPI时序图；
[0013]图2示出了SPI总线的时序要求；
[0014]图3示出了根据一个实施例的串行数据传输总线的检测方法的流程图；
[0015]图4示出了根据一个实施例的基于变分自编码器的神经网络的结构；
[0016]图5示出了根据一个实施例的串行数据传输总线的检测设备的方块图。
[0017]参照上述附图来描述本专利技术各个实施例的各个方面和特征。上述附图仅仅是示意性的，而非限制性的。在不脱离本专利技术的主旨的情况下，在上述附图中各个元件的尺寸、形状、标号、或者外观可以发生变化；此外，在上述附图中本专利技术实施例的设备的各个部分并未全部采用附图标号标示出，在某些附图中仅仅标示了相关的部件，这不会将各个部分限制到仅仅说明书附图所示出的那样。
具体实施方式
[0018]以下参考SPI总线来描述根据本专利技术的各个实施例对串行数据传输总线的检测，但是应当理解，这不是限制性的。本专利技术的各个实施例同样可以应用于其他的串行数据传输总线，例如UART、I2C、CAN、CANFD、LIN、ONE
‑
WIRE、RS232、RS486、RS422总线等，以检测相应的串行数据传输总线是否符合对应的协议要求。在这里不对可以应用本专利技术的各个实施例的串行数据传输总线进行穷举。
[0019]图3示出了根据一个实施例的串行数据传输总线的检测方法100的流程图。
[0020]根据该方法100，在步骤110，接收经由待检测的SPI串行数据传输总线传输的信号。这可以通过测量来自该串行数据传输总线的信号来实现。例如是图1所示的时序信号，其包括CS信号、SCLK信号、MISO信号和MOSI信号。所接收信号的类型和数量可以根据串行数据传输总线的类型而发生变化。如图1所示的4通道信号仅仅是一个范例，而不是限制性的。
[0021]所接收的信号可以经过预处理。例如可以将该信号编码成在固定时域上的表示，该固定时域可以大于当前片被选中的时间段，如图1所示的片选CS信号为低电平的时间段。此外，可以对所接收的信号进行向量化。
[0022]在步骤120，将在步骤110接收的和/或经预处理的信号输入一个基于变分自编码器的神经网络，以得到表示该信号的质量的数据。在一个实施例中，可以将经编码和/或向量化的信号输入该神经网络。
[0023]该基于变分自编码器的神经网络是基于符合预定标准的信号训练得到的。该预定标准指针对当前类型的数据传输总线的协议中的时序要求。例如，针对4线的SPI数据传输总线，可以采用符合如图2所示的时序要求的SPI信号(包括CS信号、SCLK信号、MISO信号和MOSI信号共四通道信号)作为正样本来训练该基于变分自编码器的神经网络。为了增加训
练所用的样本信号的数量，可以对样本信号应用多种变换，例如随机剪裁、高斯模糊等，以产生更多的样本信号。
[0024]图4示出了根据一个实施例的基于变分自编码器的神经网络的结构。变分自编码器包括编码器E和解码器D。
[0025]在该神经网络的训练过程中，编码器E用于对输入的样本信号x进行特征提取和数据降维，从而得到针对输入的样本信号的特定分布，假设该分布是一个正态分布，即N(μ
X
，σ
X
)。之后，从该训练的特定分布中采样获得样本Z，继续对解码器D进行训练以获得一个生成器希望经由该生成器能够把从上述特定分布采样出来的样本还原为对应的原始输入样本。在训练过程中，可以使用损失函数作为该神经网络是否被训练好的标准。
[0026]例如，该损本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种串行数据传输总线的检测方法，包括：接收经由所述串行数据传输总线传输的信号；将所述信号输入基于变分自编码器的神经网络，以确定表示所述信号的质量的数据，以及将所述数据与预定阈值相比较，以判断所述信号是否符合预定标准。2.如权利要求1所述的方法，其中，所述基于变分自编码器的神经网络是基于符合所述串行数据传输总线的所述预定标准的样本信号训练得到的。3.如权利要求1或2所述的方法，其中，所述数据是针对所述信号的所述变分自编码器的损失函数的值。4.如权利要求3所述的方法，其中，所述损失函数是其中，x表示输入的所述信号，表示经由所述基于变分自编码器的神经网络的解码器解码得到的信号，KL[]表示KL散度，N(μ
x
,σ
x
)表示经由所述基于变分自编码器的神经网络的编码器编码得到的分布，并且，N(0,1)表示标准正态分布。5.如权利要求1或2所述的方法，其中，所述数据是基于针对所述信号来自所述变分自编码器的解码器的似然来确定的。6.如权利要求5所述的方法，其中，所述预定阈值是基于针对用于训练所述神经网络的样本信号来自所述变分自编码器的解码器的似然来确定的。7.一种串行数据传输总线的检测设备，包括：接收单元，其接收经由所述串行数据传输总线传输的信号；处理单元，其将所述信...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱家蓉，易子轩，
申请(专利权)人：博世汽车部件苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：