一种基于FPGA的海量波形数据采集与处理方法技术

本发明专利技术公开了一种基于FPGA的海量波形数据采集与处理方法，首先设计数据库表，数据库表的数量和采样信号的数量一致；然后对多个采样信号进行排序，以预设采样时长采集多个采样信号的原始波形数据并处理，得到多个采样信号中的每一个采样信号在预设采样时长内对应的采样数据；接着对每个采样信号在预设采样时长内对应的采样数据进行逐级放大，检查逐级放大后采样数据的信号跳变，将信号跳变信息记录在每个采样信号对应的数据库表中，并在波形界面绘制波形，由此得到每个采样信号对应的数据库表和波形图；最后创建数据索引，根据数据索引在数据库表和波形图中查找指定采样信号的信号跳变。该方法可以实现海量波形数据的快速展示。示。示。

【技术实现步骤摘要】
一种基于FPGA的海量波形数据采集与处理方法


[0001]本专利技术涉及信号采集与处理
，尤其是涉及一种基于FPGA的海量波形数据采集与处理方法。

技术介绍

[0002]对于大型芯片设计，无论是软件仿真还是硬件仿真，在仿真过程中会采集信号的状态，通过信号在仿真周期内的变化生成对应的波形图，直观的展示信号的状态对比，但随着仿真周期的变长和观测信号数量的增加，会产生大量的信号采集数据，如何有效的组织和查看这些采集数据将变得十分困难。
[0003]现有的方案是在仿真过程中将波形数据保存成VCD(VCD: Value Change Dump 值更改转储 )格式的波形文件，目前大部分的仿真工具都支持VCD格式的波形文件的查看，也支持仿真过程中VCD格式的波形文件的生成，但是一旦该种格式的波形文件的大小超过数G达到几十G甚至数百G时，打开和解析VCD格式的波形文件将变得十分缓慢，这些仿真工具将变得异常卡顿甚至无法使用。为了解决这一问题，本申请中采用数据库表存储波形数据，并对波形数据进行缩放处理，可以实现海量波形数据的快速展示，定位和缩放。

技术实现思路

[0004]针对现有的技术方案在处理海量波形数据时存在卡顿，不能快速展示的问题，本专利技术的目的在于提供一种基于FPGA的海量波形数据采集与处理方法，该方法包括如下步骤：S1、设计数据库表，数据库表的数量和采样信号的数量一致；S2、预设采样周期、采样总位宽和采样时长，根据预设的采样总位宽将多个采样信号按顺序排列，以预设的采样时长采集多个采样信号的原始波形数据，得到多个采样信号的采样数据，将采样数据按照预设的采样总位宽进行分段并处理，得到多个采样信号中的每一个采样信号在预设的采样时长内对应的采样数据；S3、从多个采样信号中任意选取一个采样信号，对选取的采样信号在预设的采样时长内对应的采样数据进行级放大，将经过级放大后采样数据在相应时间段内的信号跳变信息记录在选取的采样信号对应的数据库表中，并在波形界面绘制波形；S4、根据预设的采样周期判断经过级放大后采样数据的时间长度是否满足要求，若经过级放大后采样数据的时间长度满足要求，结束逐级放大，得到选取的采样信号对应的数据库表和波形图；S5、从多个采样信号中再选取另外一个采样信号，直到多个采样信号中的每一个都被选取，经过步骤S3至S4处理，得到多个采样信号对应的多个数据库表和波形图，创建数据索引，根据数据索引在数据库表和波形图中查找指定采样信号的信号跳变。
[0005]优选地，S1中数据库表的字段包括time_index、value和level，其中，time_index代表数据库表表格的主键，为仿真时刻，value为仿真值，level为放大级别。
[0006]优选地，S2中的采样数据为0，1序列，S2中以预设的采样时长采集多个采样信号的原始波形数据，得到多个采样信号的采样数据，具体是指采用FPGA作为采集工具在预设采样时长内通过数据交换接口分别DDR内存里面读取0，1序列。
[0007]优选地，S2中将采样数据按照预设的采样总位宽进行分段并处理，得到多个采样信号中的每一个采样信号在预设的采样时长内对应的采样数据，具体包括：S21、将采样数据按照预设的采样总位宽进行分段，得到多段采样数据；S22、从多段采样数据中任意选取一段采样数据，按照多个采样信号的排序以及位宽从选取的采样数据中对应提取每个采样信号的采样数据；S23、从多段采样数据中再次选取另外一段采样数据，直到多段采样数据中的每一段均被选取，经过步骤S22处理，得到多个采样信号中的每一个采样信号在预设的采样时长内对应的采样数据。
[0008]优选地，S3中对选取的采样信号在预设的采样时长内对应的采样数据进行级放大，将经过级放大后采样数据在相应时间段内的信号跳变信息记录在选取的采样信号对应的数据库表中，具体包括：S31、预设波形显示窗口的横向分辨率；S32、将选取的采样信号在预设的采样时长内对应的采样数据进行级放大，也就是将采样数据分成段；S33、检查段采样数据中的每一段在时间段内是否发生了信号跳变，将信号跳变信息保存在选取的采样信号对应的数据库表中。
[0009]优选地，S4中根据预设的采样周期判断经过级放大后采样数据的时间长度是否满足要求，具体包括：若经过级放大后采样数据对应的时间长度大于预设的采样周期T的两倍，经过级放大后采样数据的时间长度不满足要求；若经过级放大后的采样数据对应的时间长度小于或等于预设的采样周期T的两倍，经过级放大后采样数据的时间长度满足要求。
[0010]优选地，S4中根据预设的采样周期判断经过级放大后采样数据的时间长度是否满足要求，若经过级放大后采样数据的时间长度不满足要求，对选取的采样信号在预设时长内对应的采样数据进行级放大，执行步骤S3。
[0011]优选地，S5中创建数据索引，根据数据索引在数据库表中查找在指定采样信号的信号跳变，具体包括：S51、根据数据库表中的字段time_index和level建立数据索引；S52、根据数据索引在数据库表和波形图中查找指定采样信号的信号跳变。
[0012]上述一种基于FPGA的海量波形数据采集与处理方法，首先设计数据库表，数据库表的数量和采样信号的数量一致；然后对多个采样信号进行排序，以预设采样时长采集多个采样信号的原始波形数据并处理，得到多个采样信号中的每一个采样信号在预设采样时
长内对应的采样数据；接着对每个采样信号在预设采样时长内对应的采样数据进行逐级放大，检查逐级放大后采样数据的信号跳变，将信号跳变信息记录在每个采样信号对应的数据库表中，并在波形界面绘制波形，由此得到每个采样信号对应的数据库表和波形图；最后创建数据索引，根据数据索引在数据库表和波形图中查找指定采样信号的信号跳变。通过采用数据库表存储采样信号的采样数据，并对采样数据进行逐级放大处理，可以实现海量波形数据的快速展示，定位和缩放。
附图说明
[0013]图1是本专利技术已实施例中一种基于FPGA的海量波形数据采集与处理方法的流程图；图2是本专利技术一实施例中对原始波形数据进行采集的采集过程示意图；图3是本专利技术一实施例中采用常规方法绘制的波形图；图4是本专利技术一实施例中波形与显示窗口的关系示意图。
具体实施方式
[0014]为了使本
的人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合附图对本专利技术作进一步的详细说明。
[0015]一种基于FPGA的海量波形数据采集与处理方法，具体包括：S1、设计数据库表，数据库表的数量和采样信号的数量一致；S2、预设采样周期、采样总位宽和采样时长，根据预设的采样总位宽将多个采样信号按顺序排列，以预设的采样时长采集多个采样信号的原始波形数据，得到多个采样信号的采样数据，将采样数据按照预设的采样总位宽进行分段并处理，得到多个采样信号中的每一个采样信号在预设的采样时长内对应的采样数据；S3、从多个采样信号中任意选取一个采样信号，对选取的采样信号在预设的采样时长内对应的采样数据进行级放大，将经过级放大后采样数据在相应时间段内的信号跳变信息本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于FPGA的海量波形数据采集与处理方法，其特征在于，所述方法包括：S1、设计数据库表，所述数据库表的数量和采样信号的数量一致；S2、预设采样周期、采样总位宽和采样时长，根据预设的采样总位宽将多个采样信号按顺序排列，以预设的采样时长采集多个所述采样信号的原始波形数据，得到多个所述采样信号的采样数据，将所述采样数据按照预设的采样总位宽进行分段并处理，得到多个采样信号中的每一个采样信号在预设的采样时长内对应的采样数据；S3、从多个所述采样信号中任意选取一个采样信号，对选取的采样信号在预设的采样时长内对应的采样数据进行级放大，将经过级放大后采样数据在相应时间段内的信号跳变信息记录在选取的采样信号对应的数据库表中，并在波形界面绘制波形；S4、根据预设的采样周期判断所述经过级放大后采样数据的时间长度是否满足要求，若所述经过级放大后采样数据的时间长度满足要求，结束逐级放大，得到选取的采样信号对应的数据库表和波形图；S5、从多个所述采样信号中再选取另外一个采样信号，直到多个所述采样信号中的每一个都被选取，经过步骤S3至S4处理，得到多个采样信号对应的多个数据库表和波形图，创建数据索引，根据所述数据索引在数据库表和波形图中查找指定采样信号的信号跳变。2.如权利要求1所述的基于FPGA的海量波形数据采集与处理方法，其特征在于，所述S1中数据库表的字段包括time_index、value和level，其中，time_index代表数据库表表格的主键，为仿真时刻，value为仿真值，level为放大级别。3.如权利要求2所述的基于FPGA的海量波形数据采集与处理方法，其特征在于，所述S2中的采样数据为0，1序列，所述S2中以预设的采样时长采集多个所述采样信号的原始波形数据，得到多个所述采样信号的采样数据，具体是指采用FPGA作为采集工具在预设采样时长内通过数据交换接口分别DDR内存里面读取0，1序列。4.如权利要求3所述的基于FPGA的海量波形数据采集与处理方法，其特征在于，所述S2中将所述采样数据按照预设的采样总位宽进行分段并处理，得到多个采样信号中的每一个采样信号在预设的采样时长内对应的采样数据，具体包括：S21、将所述采样数据按照预设的...

【专利技术属性】
技术研发人员：请求不公布姓名，
申请(专利权)人：湖南泛联新安信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：