CN107478884A - 一种快速显示波形搜索结果的方法和示波器 - Google Patents

Abstract

一种快速显示波形搜索结果的方法和示波器,包括将搜索到的波形数据压缩至显示屏的像素点上，对出现搜索事件的像素点设置标记；将标记数据存储在第一存储区后，再将标记数据搬移至第二存储区；读取第二存储区中的标记数据，与波形映射单元内二维波型数据及CPU绘制的菜单进行合并，在设有标记的位置显示标记符号。本申请在波形搜索结果的显示时采用了位置压缩和显示，使数据在映射的同时完成了波形的搜索和搜索结果在屏幕上的映射和显示，无需CPU参与，达到了实时处理的效果，使得标记和波形能够对应，本申请使用压缩算法对大数据量数据实时处理减小存储空间要求，经位置压缩处理后只有有限的事件数目，能够将所有的搜索事件都显示在屏幕上。

Description

一种快速显示波形搜索结果的方法和示波器

技术领域

本申请涉及测试测量领域，尤其涉及一种快速显示波形搜索结果的方法和示波器。

背景技术

在现代测试测量领域为了应对电子产品设计的日益复杂，示波器正朝着高带宽、高采样率以及高存储深度发展。如目前主流的示波器存储深度都达到了100Mpts以上，用户要在如此海量的数据中快速找到感兴趣的事件（如异常波形等）是一件非常困难的事。波形搜索即是在该背景下发展起来的一项新的功能，目前波形搜索功能一般由硬件完成（如可编程逻辑器件或专用的ASIC芯片），而搜索出的结果由CPU进行显示，将事件的位置以倒三角的形式显示在屏幕上。

现有技术中可由可编程器件和处理器共同完成波形搜索。如图1所示，可编程逻辑器件中包括参数配置单元、数据采集单元、数据处理单元、波形映射单元、波形搜索单元以及图像合并单元等。模拟信号经过模数转换器转换后进入可编程逻辑器件，首先由数据采集单元进行数据的采集及存储，接着由数据处理单元完成对波形触发点的搜索及触发位置的同步校正；通道数据经过上述处理后一路进入波形映射单元，将通道数据映射为二维的波形数据；另一路进入波形搜索单元，根据用户设置的通道、比较电平值以及相应的搜索类型（边沿搜索、脉宽搜索、欠幅搜索、上升/下降时间搜索、序列搜索等）找到满足条件的事件、计算出相应事件的位置并存入位置存储单元中。然后通知CPU读取位置存储单元中的数据，将事件的位置映射到显示屏的显示区域上（如显示区域为700*400，则将搜索到的事件位置映射到700个像素点上）以倒三角的形式显示。上述过程是一个不停循环的过程，即CPU需要不停的读取搜索事件的位置信息、将位置信息映射到700个像素点上并以倒三角的形式显示。

现有方案中由可编程逻辑器件或ASIC完成波形数据的搜索后，将事件的位置写入位置存储单元中，然后上报给CPU， CPU先将位置信息映射到对应的像素点上，然后以倒三角的形式显示在屏幕上。在该过程中当CPU完成上述过程时，显示在屏幕上的波形可能已经发生了变化（如当输入的波形随时间变化时），即在屏幕上看到的波形与标记不能对应上。此外当一帧波形数据中满足搜索条件的事件非常多时，对位置存储单元的存储空间提出了非常高的要求，即有可能不能将所有事件的位置信息都储存下来，这就导致了CPU显示标记时只能显示出部分搜索结果。

发明内容

本申请提供一种快速显示波形搜索结果的方法和示波器。

根据本申请的第一方面，本申请提供一种快速显示波形搜索结果的方法，包括：

压缩步骤：将搜索到的波形数据压缩至显示屏的像素点上，对出现搜索事件的像素点设置标记；

存储步骤：将标记数据存储在第一存储区后，再将第一存储区的标记数据搬移至第二存储区；

合并步骤：读取第二存储区中的标记数据，与波形映射单元内二维波型数据以及CPU绘制的菜单进行合并，并在设有标记的位置显示标记符号。

根据本申请的第二方面，本申请提供一种快速显示波形搜索结果的示波器，包括：

压缩模块，用于将搜索到的波形数据压缩至显示屏的像素点上,对出现搜索事件的像素点设置标记；

存储模块，包括第一存储区和第二存储区，用于将标记数据存储在第一存储区后，再将第一存储区的标记数据搬移至第二存储区；

合并模块，用于读取第二存储区中的标记数据，与波形映射单元内二维波型数据以及CPU绘制的菜单进行合并，，并在设有标记的位置显示标记符号。

根据本申请的第三方面，本申请提供一种快速显示波形搜索结果的示波器，包括CPU、显示屏和可编程逻辑器件，可编程逻辑器件包括参数配置单元、数据采集单元、数据处理单元、波形映射单元、波形搜索单元和图像合并单元，特征在于，模拟信号经过模数转换器转换后由数据采集单元进行数据的采集及存储，接着由数据处理单元完成对波形触发点的搜索及触发位置的同步校正后，一路进入波形映射单元，映射为二维的波形数据；另一路进入波形搜索单元，经过电平比较单元比较电平值、通道选择单元选择通道后由搜索单元进行搜索，再由数据选择器找到满足条件的事件后分为两路，一路由位置计算单元计算出事件的位置并存入位置存储单元中，再由位置存储单元并发送给CPU，另一路由位置压缩单元将波形数据压缩至显示屏的像素点上，对出现搜索事件的像素点设置标记，将标记数据存储在标记存储单元的乒区后，将乒区的标记数据搬移至乓区，再由标记显示单元显示乓区中的设有标记数据，图像合并单元对标记数据、波形映射单元内二维波型数据以及CPU绘制的菜单，进行合并后由显示屏进行显示。

根据本申请的第四方面，本申请提供一种快速显示波形搜索结果的示波器，包括存储器和处理器，存储器用于存储程序指令，处理器用于根据所述程序指令执行以下步骤：

将搜索到的波形数据压缩至显示屏的像素点上，对出现搜索事件的像素点设置标记；

将标记数据存储在第一存储区后，再将第一存储区的标记数据搬移至第二存储区；

读取第二存储区中的标记数据与波形映射单元内二维波型数据以及CPU绘制的菜单进行合并，并在设有标记的位置显示标记符号。

由于采用了以上技术方案，使本申请具备的有益效果在于：

本申请在波形搜索结果的显示时采用了位置压缩和显示的方法，使得数据在映射的同时完成了波形的搜索和搜索结果在屏幕上的映射和显示，不需要CPU参与，达到了实时处理的效果，且标记和波形能够完全一一对应，解决现有示波器波形搜索结果用处理器显示时标记与实际波形对应不上以及在处理存在较大延迟的问题；本申请使用压缩算法对大数据量数据实时处理减小存储空间要求，不受波形数据长度及搜索事件数目的限制，经位置压缩处理后只有有限的事件数目，能够将所有的搜索事件都显示在屏幕上。

附图说明

图1为示波器在一种实施方式中的结构示意图；

图2为本申请的示波器在一种实施方式中的结构示意图；

图3为本申请的方法在一种实施方式中的流程图；

图4为本申请的搜索事件示意图；

图5为本申请中像素点压缩后的示意图；

图6为本申请的示波器在一种具体应用例中的结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本申请作进一步详细说明。

实施例一：

本申请的快速显示波形搜索结果的示波器，其一种实施方式，如图2所示，包括压缩模块、存储模块和合并模块。压缩模块，用于将搜索到的波形数据压缩至显示屏的像素点上，对出现搜索事件的像素点设置标记；存储模块，包括第一存储区和第二存储区，用于将标记数据存储在第一存储区后，再将第一存储区的标记数据搬移至第二存储区；合并模块，用于读取第二存储区中的标记数据，与波形映射单元内二维波型数据以及CPU绘制的菜单进行合并，，并在设有标记的位置显示标记符号。

在一种实施方式中，被压缩的波形数据的长度为显示屏水平方向像素点的整倍数。

本申请的示波器，第一存储区和第二存储区的存储空间均可与压缩后的波形数据长度相同。

在一种实施方式中，本申请的示波器，其标记存储模块还用于根据显示屏的行场同步信号读取第二存储区中的标记信息发送给标记显示模块。

本申请的标记显示模块还可以用于按显示屏的时序读取设有标记的波形数据，并在有标记的位置显示标记，如倒三角、圆点或使用不同颜色的线条等。

实施例二：

如图3所示，本申请的快速显示波形搜索结果的方法，其一种实施方式，包括以下步骤：

步骤302：压缩步骤，将搜索到的波形数据压缩至显示屏的像素点上，对出现搜索事件的像素点设置标记。

在一种具体实施方式中，可先在原始波形数据中搜索满足条件的事件，标记0和1后，第二步才是将0和1的数据压缩至显示屏的水平方向像素点上，这里压缩模块的压缩比是可配置的。压缩比为原始波形数据长度除以700。

步骤304：存储步骤，将标记数据存储在第一存储区后，再将第一存储区的标记数据搬移至第二存储区。第一和第二存储区存储的只是标记数据，波形数据的处理在波形映射单元完成。

步骤306：合并步骤：读取第二存储区中的标记数据，与波形映射单元内二维波型数据以及CPU绘制的菜单进行合并，，并在设有标记的位置显示标记符号。

波形数据的显示在波形映射单元完成。读第二存储区的标记数据显示搜索标记。波形数据和标记存储在不同的区域，波形数据在波形映射单元中。根据行场同步信号同时读这2个区域达到波形和标记同步显示。

在一种实施方式中，步骤302中可以包括，被压缩的波形数据的长度可以是显示屏水平方向像素点的整倍数。

在一种实施方式中，存第一存储区和第二存储区的存储空间均可以与压缩后的波形数据长度相同。

在一种实施方式中，步骤304还可以包括，根据显示屏的行场同步信号读取第二存储区中的标记信息发送给标记显示模块。

在一种实施方式中，步骤306可以包括，按标记显示模块中显示屏的时序读取设有标记的波形数据，在有标记的位置显示倒三角。标记符号可以有多种，如圆点、倒三角、方形等图案，在本实施方式中，标记符号为倒三角。

设置倒三角的具体操作步骤如下：

步骤3062：根据显示屏的时序，在相应的hcnt和vcnt开始读取显示乓区（第二存储区）中的数据，从地址0开始读取，若读出的值为1，则输出需要的RGB值（颜色可配置），达到所需的像素点个数N后停止（图中N=11，vcnt对应的N值不同）。

步骤3064：显示下一行时将N递减2，并将RAM的输出延迟一拍后再判断。

步骤3066：依此类推直到画完所有的像素点。

实施例三：

实施例三为本申请快速显示波形搜索结果的方法的一种具体应用例，以搜索条件为“上升沿搜索”，一帧波形的长度为7000个像素点为例进行说明，具体包括以下步骤：

步骤402：搜索模块根据设置的条件“上升沿搜索”将符合条件的位置置1，不满足条件的位置置0。如图4所示，2个事件的坐标分别为1050和3500，在相应的位置上输出1，其它位置输出0。

步骤404：通过位置压缩模块将7000个点映射到屏幕700个像素点上，即给位置压缩模块配置10:1的压缩比参数，每10个点映射到一个像素点上，以10个点为一个处理单元，如果这10个点中有标记为1的点（包括有多个标记为1的点），则该像素点就标记为1，表示该像素点上需要显示标记；如果这10个点中没有标记为1的点，则该像素就标记为0；经压缩后的输出如图5所示。

步骤406：将位置压缩模块的输出存储在标记存储模块。这里有2个区，乒区（第一存储区）用于接收新的一帧波形的标记信息，乓区（第二存储区）用于屏幕的显示。

显示屏上电后根据场同步（vsync）和行同步（hsync）以及工作时钟（dclk）和像素点（R、G、B）信息不断的对屏幕刷新，即使显示一幅没有变化的图像，也需要根据行同步和场同步重复的输出相应的R、G、B分量，否则显示就会出现异常。这里乓区的作用就是保证在屏的刷新周期内，乓区的内容是没有变化的，只有在显示屏的消隐时间（空闲时间片），才更新乓区的内容（将乒区的数据搬移到乓区，同时将乒区内容清除）。避免了只用一个区可能出现的对该区写操作和读操作同时发生导致的显示异常问题。

步骤408：标记显示模块根据屏的场同步和行同步信息，在相应的位置读取乓区的数据（屏幕刷新到指定的行计数和列计数时），如果有标记，则逐个像素点描出倒三角的形状。该过程为实时处理，在屏幕刷新到相应的行和列时同时输出标记，不占用时间。

步骤410：将菜单（UI界面）、波形、标记信息叠加后显示在屏幕上。

实施例四：

实施例四为本申请的快速显示波形搜索结果的示波器的一种具体应用例，如图6所示，包括CPU、显示屏、存储器和可编程逻辑器件，可编程逻辑器件包括参数配置单元、数据采集单元、数据处理单元、波形映射单元、波形搜索单元和图像合并单元，波形搜索单元包括电平比较单元、通道选择单元、搜索单元、数据选择器、位置计算单元、位置存储单元、压缩单元、标记存储单元和标记显示单元。

模拟信号经过模数转换器转换后由数据采集单元进行数据的采集并保存在存储器，接着由数据处理单元完成对波形触发点的搜索及触发位置的同步校正后，一路进入波形映射单元，映射为二维的波形数据；另一路进入波形搜索单元，经过电平比较单元比较电平值、通道选择单元选择通道后由搜索单元进行搜索，例如边沿搜索、脉宽搜索、欠幅搜索、上升/下降时间搜索、序列搜索等，再由数据选择器找到满足条件的事件后分为两路，一路由位置计算单元计算出事件的位置并存入位置存储单元中，再由位置存储单元并发送给CPU，另一路由位置压缩单元将波形数据压缩至显示屏的像素点上，对出现搜索事件的像素点设置标记，将标记数据存储在标记存储单元的乒区后，将乒区的标记数据搬移至乓区，再由标记显示单元显示乓区中的设有标记数据，图像合并单元对标记数据、波形映射单元内二维波型数据以及CPU绘制的菜单，进行合并后由显示屏进行显示。

本申请由于保留了位置计算单元和位置存储单元，因而在示波器停止采集的状态下，CPU仍然可以读取搜索标记的位置信息，重新定位搜索事件的位置，将事件显示在屏幕中心，此外增加了位置压缩单元、标记存储单元以及标记显示单元，将标记的显示由可编程逻辑器件完成，使CPU从该项工作中释放出来。

实施例五：

实施例五为本申请的快速显示波形搜索结果的示波器，其包括存储器和处理器，存储器用于存储程序指令，处理器用于根据所述程序指令执行以下步骤：

将搜索到的波形数据压缩至显示屏的像素点上，对出现搜索事件的像素点设置标记；

将标记数据存储在第一存储区后，再将第一存储区的标记数据搬移至第二存储区；

读取第二存储区中的标记数据与波形映射单元内二维波型数据以及CPU绘制的菜单进行合并，并在设有标记的位置显示标记符号。

以上内容是结合具体的实施方式对本申请所作的进一步详细说明，不能认定本申请的具体实施只局限于这些说明。对于本申请所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换。

Claims (10)

1.一种快速显示波形搜索结果的方法，特征在于，包括：

压缩步骤：将搜索到的波形数据压缩至显示屏的像素点上，对出现搜索事件的像素点设置标记；

存储步骤：将标记数据存储在第一存储区后，再将第一存储区的标记数据搬移至第二存储区；

合并步骤：读取第二存储区中的标记数据，与波形映射单元内二维波型数据以及CPU绘制的菜单进行合并，并在设有标记的位置显示标记符号。

2.如权利要求1所述的快速显示波形搜索结果的方法，其特征在于，压缩步骤中，被压缩的波形数据的长度为显示屏水平方向像素点的整倍数。

3.如权利要求1所述的快速显示波形搜索结果的方法，其特征在于，存储步骤中，第一存储区和第二存储区的存储空间均与压缩后的波形数据长度相同。

4.如权利要求3所述的快速显示波形搜索结果的方法，其特征在于，存储步骤还包括，根据显示屏的行场同步信号读取第二存储区中的标记信息发送给标记显示模块。

5.一种快速显示波形搜索结果的示波器，特征在于，包括：

压缩模块，用于将搜索到的波形数据压缩至显示屏的像素点上,对出现搜索事件的像素点设置标记；

存储模块，包括第一存储区和第二存储区，用于将标记数据存储在第一存储区后，再将第一存储区的标记数据搬移至第二存储区；

合并模块，用于读取第二存储区中的标记数据，与波形映射单元内二维波型数据以及CPU绘制的菜单进行合并，，并在设有标记的位置显示标记符号。

6.如权利要求5所述的快速显示波形搜索结果的示波器，其特征在于，被压缩的波形数据的长度为显示屏水平方向像素点的整倍数。

7.如权利要求5所述的快速显示波形搜索结果的示波器，其特征在于，第一存储区和第二存储区的存储空间均与压缩后的波形数据长度相同。

8.如权利要求7所述的快速显示波形搜索结果的示波器，其特征在于，存储模块还用于根据显示屏的行场同步信号读取第二存储区中的标记信息发送给标记显示模块。

9.一种快速显示波形搜索结果的示波器，包括CPU、显示屏和可编程逻辑器件，可编程逻辑器件包括参数配置单元、数据采集单元、数据处理单元、波形映射单元、波形搜索单元和图像合并单元，特征在于，模拟信号经过模数转换器转换后由数据采集单元进行数据的采集及存储，接着由数据处理单元完成对波形触发点的搜索及触发位置的同步校正后，一路进入波形映射单元，映射为二维的波形数据；另一路进入波形搜索单元，经过电平比较单元比较电平值、通道选择单元选择通道后由搜索单元进行搜索，再由数据选择器找到满足条件的事件后分为两路，一路由位置计算单元计算出事件的位置并存入位置存储单元中，再由位置存储单元并发送给CPU，另一路由位置压缩单元将波形数据压缩至显示屏的像素点上，对出现搜索事件的像素点设置标记，将标记数据存储在标记存储单元的乒区后，将乒区的标记数据搬移至乓区，再由标记显示单元显示乓区中的设有标记数据，图像合并单元对标记数据、波形映射单元内二维波型数据以及CPU绘制的菜单，进行合并后由显示屏进行显示。

10.一种快速显示波形搜索结果的示波器，其特征在于包括存储器和处理器，存储器用于存储程序指令，处理器用于根据所述程序指令执行以下步骤：

将搜索到的波形数据压缩至显示屏的像素点上，对出现搜索事件的像素点设置标记；

将标记数据存储在第一存储区后，再将第一存储区的标记数据搬移至第二存储区；

读取第二存储区中的标记数据与波形映射单元内二维波型数据以及CPU绘制的菜单进行合并，并在设有标记的位置显示标记符号。