CN105467182A - 一种带数据记录功能的示波器及数据记录方法 - Google Patents

一种带数据记录功能的示波器及数据记录方法 Download PDF

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周慰君
吴达鑫
陈焕洵
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Abstract

本发明新公开了一种带数据记录功能的示波器及数据记录方法，该示波器包括前端采集模块、触发模块、FPGA数据处理模块、CPU模块和显示模块。数据记录方法包括前端数据采集；FPGA数据处理模块对原始数据进行理；CPU模块从FPGA数据处理模块取两部分数据，一部分数据为FPGA数据处理模块每次从前端采集模块取到的原始数据，另外部分数据是经FPGA数据处理模块处理后得到的数据，并上述两部分数据全部依次存入示波器内部的flash存储器；CPU模块把未压缩那档的数据根据XY坐标进行转换，并存入CPU模块的显存缓冲区；显示模块将显存缓冲区中经XY坐标转换的数据显示在屏幕上。本发明能不间断地记录ADC采集到的数据，而且本发明的示波器大幅提高了数据采集速度，提高了存储速度。

Description

一种带数据记录功能的示波器及数据记录方法
技术领域
本发明涉及示波器领域，尤其涉及一种带数据记录功能的示波器及数据记录方法。
背景技术
传统示波器数据采用分段采集方式，死区时间不可避免。而部分应用要求数据采集不间断，不能存在死区时间，例如电源的监控，传统示波器不能满足类似的需求。
发明内容
为了解决现有技术中的不足，本发明新的目的在于提供一种带数据记录功能的示波器及数据记录方法，该示波器能够实现不间断记录ADC采集到的数据。
为实现上述目的，本发明新采用以下技术方案：
一种带数据记录功能的示波器，其包括：
前端采集模块：用于对被检测信号进行数据采集；
触发模块：当被检测信号达到启动数据采集的预设条件时，触发模块驱动前端采集模块进行数据采集；当被检测信号达到停止数据采集的预设条件时，触发模块驱动前端采集模块停止数据采集；
FPGA数据处理模块：当前端采集模块进行数据采集时，FPGA数据处理模块每次从前端采集模块取预设量的原始数据，并对原始数据进行处理，处理方法如下：将原始数据分成至少两个档，其中一个档的原始数据不进行压缩处理，其余档的原始数据均压缩成最大值和最小值两个点；
CPU模块：从FPGA数据处理模块取两部分数据，一部分数据为FPGA数据处理模块每次从前端采集模块取到的原始数据，另外部分数据是经FPGA数据处理模块处理后得到的数据，并上述两部分数据全部依次存入示波器内部的flash存储器，其中把未压缩那档的数据根据XY坐标进行转换，并存入CPU模块的显存缓冲区；
显示模块：将显存缓冲区中经XY坐标转换的数据显示在屏幕上，形成波形曲线图。
所述flash存储器为eMMC大容量存储器。
采用上述示波器的数据记录方法，所述数据记录方法包括以下步骤：
1）当被检测信号达到启动数据采集的预设条件时，触发模块驱动前端采集模块进行数据采集，前端采集模块对被检测信号进行数据采集，其采样率为1S/s-1M/s；
2）FPGA数据处理模块每次从前端采集模块取10K点的原始数据，并对原始数据进行处理，处理方法如下：将原始数据分成4个档，其中一个档的原始数据不进行压缩处理，其余三个档的原始数据均压缩成最大值和最小值两个点；
3）CPU模块从FPGA数据处理模块取两部分数据，一部分数据为FPGA数据处理模块每次从前端采集模块取到的原始数据，另外部分数据是经FPGA数据处理模块处理后得到的数据，并上述两部分数据全部依次存入示波器内部的flash存储器；
4）CPU模块把未压缩那档的数据根据XY坐标进行转换，并存入CPU模块的显存缓冲区；
5）显示模块将显存缓冲区中经XY坐标转换的数据显示在屏幕上，形成波形曲线图。
步骤2）中，FPGA数据处理模块每次从前端采集模块取10K点的原始数据，并对10k点的原始数据进行处理，处理方法如下：FPGA数据处理模块将10K点的原始数据分成4个档，第1档取100个点的原始数据压缩为最大值和最小值两个点，第2档取1000个点的原始数据压缩为最大值和最小值两个点，第3档取10000个点的原始数据压缩为最大值和最小值两个点，10K点中剩余的原始数据为第4档，第4档的原始数据不进行压缩处理。
本发明采用以上技术方案，能够不间断地记录ADC采集到的数据，而且本发明的示波器大幅提高了数据采集速度，而且充分利用硬件平台的数字处理性能，提高了存储速度。
附图说明
以下结合附图和具体实施方式对本发明新做进一步详细说明：
图1为本发明新一种带数据记录功能的示波器的结构框图。
具体实施方式
如图1所示，本发明一种带数据记录功能的示波器，其包括：
前端采集模块：用于对被检测信号进行数据采集；
触发模块：当被检测信号达到启动数据采集的预设条件时，触发模块驱动前端采集模块进行数据采集；当被检测信号达到停止数据采集的预设条件时，触发模块驱动前端采集模块停止数据采集；如被检测信号大于某个电压值时即启动数据采集或停止数据采集。
FPGA数据处理模块：当前端采集模块进行数据采集时，FPGA数据处理模块每次从前端采集模块取预设量的原始数据，并对原始数据进行处理，处理方法如下：将原始数据分成至少两个档，其中一个档的原始数据不进行压缩处理，其余档的原始数据均压缩成最大值和最小值两个点；
CPU模块：从FPGA数据处理模块取两部分数据，一部分数据为FPGA数据处理模块每次从前端采集模块取到的原始数据，另外部分数据是经FPGA数据处理模块处理后得到的数据，并上述两部分数据全部依次存入示波器内部的flash存储器，其中把未压缩那档的数据根据XY坐标进行转换，并存入CPU模块的显存缓冲区；
显示模块：将显存缓冲区中经XY坐标转换的数据显示在屏幕上，形成波形曲线图。
其中，flash存储器为eMMC大容量存储器。因为flash存储器使用eMMC大容量存储器，存储速度可以达到20MB/s，即使FPGA数据处理模块接收数据的速度是1M/s，也可以实现不间断的把FPGA数据处理模块接收的数据存入flash存储器中，从而实现不间断地数据采集。
采用上述示波器的数据记录方法，所述数据记录方法包括以下步骤：
1）当被检测信号达到启动数据采集的预设条件时，触发模块驱动前端采集模块进行数据采集，前端采集模块对被检测信号进行数据采集，其采样率为1S/s-1M/s；
2）FPGA数据处理模块每次从前端采集模块取10K点的原始数据，并对原始数据进行处理，处理方法如下：将原始数据分成4个档，其中一个档的原始数据不进行压缩处理，其余三个档的原始数据均压缩成最大值和最小值两个点；上述步骤2举个实例：FPGA数据处理模块每次从前端采集模块取10K点的原始数据，并对10k点的原始数据进行处理，处理方法如下：FPGA数据处理模块将10K点的原始数据分成4个档，第1档取100个点的原始数据压缩为最大值和最小值两个点，第2档取1000个点的原始数据压缩为最大值和最小值两个点，第3档取10000个点的原始数据压缩为最大值和最小值两个点，10K点中剩余的原始数据为第4档，第4档的原始数据不进行压缩处理。通过上述压缩处理，当用户调用原始数据时，可以先通过压缩的最大值和最小值两点的数据大致地判断该档位原始数据的特征，然后有目的性地对原始数据进行处理，从而简化数据处理的过程。
3）CPU模块从FPGA数据处理模块取两部分数据，一部分数据为FPGA数据处理模块每次从前端采集模块取到的原始数据，另外部分数据是经FPGA数据处理模块处理后得到的数据，并上述两部分数据全部依次存入示波器内部的flash存储器；
4）CPU模块把未压缩那档的数据根据XY坐标进行转换，并存入CPU模块的显存缓冲区；
5）显示模块将显存缓冲区中经XY坐标转换的数据显示在屏幕上，形成波形曲线图。
本发明采用以上技术方案，能够不间断地记录ADC采集到的数据，而且本发明的示波器大幅提高了数据采集速度，而且充分利用硬件平台的数字处理性能，提高了存储速度。

Claims (4)

1.一种带数据记录功能的示波器，其特征在于：其包括：
前端采集模块：用于对被检测信号进行数据采集；
触发模块：当被检测信号达到启动数据采集的预设条件时，触发模块驱动前端采集模块进行数据采集；当被检测信号达到停止数据采集的预设条件时，触发模块驱动前端采集模块停止数据采集；
FPGA数据处理模块：当前端采集模块进行数据采集时，FPGA数据处理模块每次从前端采集模块取预设量的原始数据，并对原始数据进行处理，处理方法如下：将原始数据分成至少两个档，其中一个档的原始数据不进行压缩处理，其余档的原始数据均压缩成最大值和最小值两个点；
CPU模块：从FPGA数据处理模块取两部分数据，一部分数据为FPGA数据处理模块每次从前端采集模块取到的原始数据，另外部分数据是经FPGA数据处理模块处理后得到的数据，并上述两部分数据全部依次存入示波器内部的flash存储器，其中把未压缩那档的数据根据XY坐标进行转换，并存入CPU模块的显存缓冲区；
显示模块：将显存缓冲区中经XY坐标转换的数据显示在屏幕上，形成波形曲线图。
2.根据权利要求1所述的一种带数据记录功能的示波器，其特征在于：所述flash存储器为eMMC大容量存储器。
3.采用权利要求1或2所述的示波器的数据记录方法，其特征在于：所述数据记录方法包括以下步骤：
1）当被检测信号达到启动数据采集的预设条件时，触发模块驱动前端采集模块进行数据采集，前端采集模块对被检测信号进行数据采集，其采样率为1S/s-1M/s；
2）FPGA数据处理模块每次从前端采集模块取预设量的原始数据，并对原始数据进行处理，处理方法如下：将原始数据分成至少两个档，其中一个档的原始数据不进行压缩处理，其余档的原始数据均压缩成最大值和最小值两个点；
3）CPU模块从FPGA数据处理模块取两部分数据，一部分数据为FPGA数据处理模块每次从前端采集模块取到的原始数据，另外部分数据是经FPGA数据处理模块处理后得到的数据，并上述两部分数据全部依次存入示波器内部的flash存储器；
4）CPU模块把未压缩那档的数据根据XY坐标进行转换，并存入CPU模块的显存缓冲区；
5）显示模块将显存缓冲区中经XY坐标转换的数据显示在屏幕上，形成波形曲线图。
4.采用权利要求3所述的数据记录方法，其特征在于：步骤2）中，FPGA数据处理模块每次从前端采集模块取10K点的原始数据，并对10k点的原始数据进行处理，处理方法如下：FPGA数据处理模块将10K点的原始数据分成4个档，第1档取100个点的原始数据压缩为最大值和最小值两个点，第2档取1000个点的原始数据压缩为最大值和最小值两个点，第3档取10000个点的原始数据压缩为最大值和最小值两个点，10K点中剩余的原始数据为第4档，第4档的原始数据不进行压缩处理。
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