CN111984655B - 一种智能噪声源校准数据固件存储扩展方法 - Google Patents
一种智能噪声源校准数据固件存储扩展方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种智能噪声源校准数据固件存储扩展方法，综合校准时噪声源种类、校准状态、校准参数不同以及频率可扩展的特性，构建一种弹性存储结构，在智能噪声源固件中建立整件标识区、专用校准索引区和校准数据信息区，实现不同的噪声源校准数据存储结构的统一，根据校准索引区信息对智能噪声源校准数据进行重定位与块校验，为校准数据提供了一种自由存储扩展方式。该方法可以有效解决因不同标准、不同校准条件下噪声源校准的差异而造成的存储结构的复杂度，提升噪声源校准数据的适用能力。
Description
技术领域
本发明涉及噪声源校准数据技术领域，尤其涉及的是，一种智能噪声 源校准数据固件存储扩展方法。
背景技术
随着噪声系数测试在电子、微波等领域的广泛应用，噪声源作为Y因 子法噪声系数测试系统中的基准校准源和测量激励源，其性能指标对于测 量结果的精确性及可复验性非常关键，在噪声源使用之前必须经过精确校 准和标定，才能准确地进行被测件的噪声系数测量。其中智能噪声源由于 其内置固件中的校准数据能够自动加载到测量仪器中，具有即插即用的特 点，正逐渐成为广大测试用户的首选。
智能噪声源的校准，通常按照频段和超噪比(ENR)的范围划分，不 同的噪声源，其校准频率、校准个数、校准标准亦有差异。传统的普通噪 声源，其校准数据通常以文本文件的形式进行保存或打印输出，噪声系数 测量时需要在测试仪器中手动输入。而智能噪声源内置有数据存储器，已 校准数据直接按照固定的格式、固定的地址在智能噪声源固件中进行存放， 测试时测试仪器直接从已知固定的固件地址中读取噪声源的超噪比数据信 息。不同型号的噪声源校准数据根据各自特点在已知分配的一定空间内存 放，当不同型号的噪声源需要频率扩展或同一个噪声源需要增加校准点数， 校准频率和校准个数大于分配存储空间时，就会存在数据溢出、校准缺失 以及校准数据调用的错误；并且由于智能噪声源种类多样、校准频段和校 准点数各异、校准数据扩展等问题，校准数据的存储无法保持一个固定统 一的存储格式，数据存储扩展性不好，势必会影响噪声源校准和噪声系数 测试时数据存取的实用性和存储结构的复杂度。如果针对不同型号单独定 制校准数据存放位置，则造成产品研制和生产维护的浪费。
因此，十分需要一种通用的智能噪声源校准数据固件存储方法，为校 准数据提供一种自由扩展方式，以实现智能噪声源的系列化和兼容性。
发明内容
本发明提出一种适用于智能噪声源校准数据的固件存储扩展方法，综 合校准时噪声源种类、校准状态、校准参数不同以及频率可扩展的特性， 构建一种弹性存储结构，在智能噪声源固件中建立整件标识区、专用校准 索引区和校准数据信息区，实现不同的噪声源校准数据存储结构的统一， 根据校准索引区信息对智能噪声源校准数据进行重定位与块校验，为校准 数据提供了一种自由存储扩展方式，提升噪声源的兼容性和适用范围。
本发明的技术方案如下：一种智能噪声源校准数据固件存储扩展方法， 包括以下步骤：
步骤1：建立智能噪声源整件标识区；设置智能噪声源硬件识别码、校 准软件版本号，在智能噪声源固件首址建立整件标识区信息，用于智能噪 声源软、硬件的自动识别；
步骤2：建立噪声源校准数据区的数据块；把校准标定信息归为3种类 型，即校准数据类别m＝3，把智能噪声源校准信息划分为三个区块，分别 为智能噪声源校准状态信息块、校准数据表、源驱动控制块；其中校准状 态信息块记录了智能噪声源的整件信息和校准环境；校准数据表由多条校 准数据组组成，逐条顺序排列，每条数据组均由被校频率点、频率对应ENR 值、源开/源关反射系数幅度与相位及定标不确定度信息组成；源驱动控制块包含噪声源输出控制参数；
步骤3：计算校准数据区各数据块的大小和校验和；智能噪声源校准数 据区中包括三个数据块：分别为校准状态信息块、校准数据表和源驱动控 制块，分别计算这三个区块的大小和数据块校验和；每个数据块的大小即 从数据块的起始地址到终止地址，以字节为单位计算得到的数据块的数据 长度，表示为DataLen[id]，由公式(3)计算得到；
DataLen[id]＝Data_StopAdd[id]-Data_StartAdd[id]+1 (3)
其中，Data_StopAdd[id]表示当前数据块终止地址，
Data_StartAdd[id]表示当前数据块起始地址，
id为数据块ID号，取值范围[1,m]，此处m值为校准数据类别，与 索引表中索引项序号对应；
从数据块的起始地址到终止地址，以字节为单位计算每个字节的数据 的累加和CheckSum[id]，截取这个累加和的低字节数据即为数据块的校验 和，由公式(4)计算得到：
其中，Data_Byte(i)表示当前数据块中以字节为单位的每个字节的数据；
步骤4：建立校准索引表；根据步骤3中计算得到的各数据块大小和相 应校验和的值，按照索引项格式分别组建各索引条目，建立校准索引表；
步骤5：保存校准数据文件；依序链接步骤1、步骤4和步骤2中建立 的三个数据区：整件标识区、校准索引区和校准数据区，保存完整的智能 噪声源校准数据二进制文件；
步骤6：校准文件固件写入；连接智能噪声源到噪声系数分析仪，通过 智能噪声源驱动总线把步骤5中保存的校准文件按二进制格式写入内置存 储器中。
上述中，所述步骤4中，按照索引项格式分别组建各索引条目，建立 校准索引表，具体为：校准索引区，用于定义和保存所映射的同步数据区 属性，以索引表的形式定义；根据步骤2中已知的校准数据类别m，建立 一个m×4的二维索引表，保存由同步数据区首地址、数据区块号、同步区 数据长度以及校验码组成的索引条目，索引表的行信息为一个索引条目， 表示不同类别的智能噪声源校准数据属性，根据智能噪声源校准的需要自 定义校准数据类别m的值；校准索引区首条索引项的首地址由公式(1)得 到：
CalIndex_Addr[1]＝CalIndex_Addr+Item_rows*IndexLen (1)
其中，CalIndex_Addr表示校准索引表自定义基址，
IndexLen表示索引表中各索引项长度，可自定义，
Item_rows为索引表项个数，可自定义，表示智能噪声源校准数据种 类，与校准数据类别m值相等；
校准索引区中每个索引条目的首地址由公式(2)得到：
CalIndex_Addr[irow]＝CalIndex_Addr[irow-1]+DataLen[irow-1] (2)
其中，CalIndex_Addr[irow]表示当前索引条目首址，
CalIndex_Addr[irow-1]表示上一索引条目首址，
DataLen[irow]表示当前索引字段首地址所指向的实际物理区数据块 长度，
irow表示当前索引条目，取值范围[2,m]，此处m值为校准数据类 别；
通过各索引项地址重计算，建立一种不依赖于被测件的弹性存储结构， 从而实现实际校准数据区的重定位和自动索引；校验码为所指向同步数据 块存储数据的校验和，智能噪声源与测试仪器连接后，测试仪器通过读取 智能噪声源的固件数据信息，根据索引区索引字段首地址指向同步的实际 物理区的数据块，计算实际物理区数据块的校验和，与索引表中存储的校 验和进行验证，以确认智能噪声源固件中的数据信息是否损坏，读取通信是否正确，从而实现对智能噪声源校准数据的重定位与数据校验。
上述中，所述步骤6中，写入完成后，通过读取智能噪声源的数据， 根据校准索引区的校验码来验证之前校准数据的写入是否正确。
本发明提出的一种适用于智能噪声源校准数据的固件存储扩展方法， 简单实用，有效提升系列化智能噪声源设计的通用性和可扩展性。针对智 能噪声源全部校准信息构建一种弹性存储结构，在噪声源固件中建立整件 标识区、专用校准索引区和校准数据信息区。其中校准索引区中，根据校 准数据类别m，使用校准索引区首址和对应数据区块长度，建立一个m×4 的二维索引表，指向对应校准数据区，实现不依赖于校准状态、种类各异 的智能噪声源数据存储结构的统一。索引表中每条类别索引中的地址都由 校准索引区首址和对应数据区块长度计算得到，实现对智能噪声源校准数 据区的重定位，自动寻址相应校准区数据，并进行数据块校验，该方法只 需要一个校准索引区的首址和校准频率个数即可为多种智能噪声源校准数 据提供一种自由存储扩展方式，可以有效解决因不同标准、不同校准条件 下噪声源校准的差异而造成的存储结构的复杂度，提升噪声源校准数据的 适用能力。
附图说明
图1为本发明实施例中固件数据存储总体框图。
图2为本发明实施例中智能噪声源固件数据存储扩展方法流程图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面结合附图和具体实施例，对本发明进行更 详细的说明。除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与 属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本 发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用 于限制本发明。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所 列项目的任意的和所有的组合。
本发明的一个实施例是，如图1所示，提供一种智能噪声源校准数据 的固件存储扩展方法，构建一种弹性存储结构，其中智能噪声源的整个固 件存储信息包括：整件标识区、校准索引区和校准数据区。整件标识区， 用于存放噪声源的硬件识别码、软件版本号等信息，用于智能噪声源软硬 件的识别和维护。校准索引区，用于定义和保存所映射的同步数据区属性， 根据校准数据类别m，建立一个m×4的二维索引表，以索引表的形式保存 由同步数据区首地址、数据区块号、同步区数据长度以及校验码组成的索 引条目，索引表的行信息表示不同类别的智能噪声源校准数据属性，可根 据智能噪声源校准的需要自定义校准数据类别m的值。其中，校验码为所 指向同步数据区存储数据的校验和，测试仪器通过读取智能噪声源的固件 数据信息，根据索引区索引字段首地址指向同步的实际物理区块数据表， 能够实现加速查询、定位记录位置以及存储数据的读取校验。
本发明为校准数据区中的每一个数据区块建立一个索引项，建立索引 表和数据区块表的链接，提高智能噪声源校准数据存储的通用性和可扩展 性。本发明中智能噪声源全部的数据区都以索引表地址为基址，而数据区 中的每个校准数据块以对应索引项的第一个索引首地址为指向，通过所指 向的同步数据区数据长度计算得到。校准索引区首条索引项的首地址可由 公式(1)得到：
CalIndex_Addr[1]＝CalIndex_Addr+Item_rows*IndexLen (1)
其中，CalIndex_Addr表示校准索引表自定义基址，
IndexLen表示索引表中各索引项长度，可自定义，
Item_rows为索引表项个数，可自定义，表示智能噪声源校准数据种类, 与校准数据类别m值相等。
校准索引区中每个索引条目的首地址可由公式(2)得到：
CalIndex_Addr[irow]＝CalIndex_Addr[irow-1]+DataLen[irow-1] (2)
其中，CalIndex_Addr[irow]表示当前索引条目首址，
CalIndex_Addr[irow-1]表示上一索引条目首址，
DataLen[irow]表示当前索引字段首地址所指向的实际物理区数据块长 度，
irow表示当前索引条目，取值范围[2,m]，此处m值为校准数据类别。 通过各索引项地址重计算，建立了一种不依赖于被测件的弹性存储结构， 从而实现实际校准数据区的重定位和自动索引。
校准数据信息区，用于存储智能噪声源校准的全部信息。为了更好的 记录并追溯智能噪声源校准数据，其校准信息主要划分为三个数据块：智 能噪声源校准状态信息块、校准数据表、源驱动控制块。其中校准状态信 息块记录了智能噪声源的整件信息和校准环境等，包括噪声发生器型号、 序列号、制造商、校准时间、校准条件等信息；校准数据表由多条校准数 据组组成，逐条顺序排列，每条数据组由被校频率点、频率对应ENR值、 源开/源关反射系数幅度与相位及定标不确定度等信息组成；源驱动控制块 包含了噪声源输出控制参数，以应对不同类型智能噪声源的设计兼容性。
校准数据信息区内的数据块可以根据索引条目需要在固件存储空间内 自由添加，每个区块存放相应索引区指向的物理地址实际数据。另外，在 校准数据表中配置有校准点数的参数，随着此参数的改变，可以自动计算 并修正索引表中物理区块首地址和数据长度，满足不同型号智能噪声源中 不同校准频率和点数的弹性扩展。
一种适用于智能噪声源校准数据的固件存储扩展方法，如图2所示， 包括以下步骤：
步骤1：建立智能噪声源整件标识区。设置智能噪声源硬件识别码、校 准软件版本号，在智能噪声源固件首址建立整件标识区信息，用于智能噪 声源软、硬件的自动识别，便于维护。
步骤2：建立噪声源校准数据区的数据块。本发明为了方便记录并追溯 智能噪声源校准信息，把校准标定信息归为3种类型，即校准数据类别m＝3， 把智能噪声源校准信息划分为三个区块，分别为智能噪声源校准状态信息 块、校准数据表、源驱动控制块。其中校准状态信息块记录了智能噪声源 的整件信息和校准环境等，包括噪声发生器型号、序列号、制造商、校准 时间、校准条件等信息，此数据块字符串信息以十六进制ASCII码表示；校准数据表由多条校准数据组组成，逐条顺序排列，每条数据组均由被校 频率点、频率对应ENR值、源开/源关反射系数幅度与相位及定标不确定度 等信息组成，校准数据表的数据以64位双精度浮点数的二进制表示；源驱 动控制块包含了噪声源输出控制参数，以应对不同类型智能噪声源的设计 兼容性。
步骤3：计算校准数据区各数据块的大小和校验和。智能噪声源校准数 据区中包括三个数据块：校准状态信息块、校准数据表和源驱动控制块， 分别计算这三个区块的大小和数据块校验和。每个数据块的大小即从数据 块的起始地址到终止地址，以字节为单位计算得到的数据块的数据长度， 表示为DataLen[id]，可由公式(3)计算得到；
DataLen[id]＝Data_StopAdd[id]-Data_StartAdd[id]+1 (3)
其中，Data_StopAdd[id]表示当前数据块终止地址，
Data_StartAdd[id]表示当前数据块起始地址，
id为数据块ID号，取值范围[1,m]，此处m值为校准数据类别，与索 引表中索引项序号对应。
从数据块的起始地址到终止地址，以字节为单位计算每个字节的数据 的累加和CheckSum[id]，截取这个累加和的低字节数据即为数据块的校验 和，可由公式(4)计算得到。
其中，Data_Byte(i)表示当前数据块中以字节为单位的每个字节的数据。
步骤4：建立校准索引表。本发明中校准索引表实例下表所示，以设置 的索引区首址为基址，根据步骤3中计算得到的各数据块大小和相应校验 和的值，按照图1中索引项格式分别组建各索引条目，建立校准索引表。
| 数据块1首址 | 数据块1 | 数据块1长度 | 数据块1校验码 |
| 数据块2首址 | 数据块2 | 数据块2长度 | 数据块2校验码 |
| 数据块3首址 | 数据块3 | 数据块3长度 | 数据块3校验码 |
| 数据块4首址 | 数据块4 | 数据块4长度 | 数据块4校验码 |
上表为本发明实施例中校准索引表。
如图1所示，校准索引区，用于定义和保存所映射的同步数据区属性， 该索引区以索引表的形式定义。根据步骤2中已知的校准数据类别m，建 立一个m×4的二维索引表，保存由同步数据区首地址、数据区块号、同步 区数据长度以及校验码组成的索引条目，索引表的行信息为一个索引条目， 表示不同类别的智能噪声源校准数据属性，可根据智能噪声源校准的需要 自定义校准数据类别m的值。
本步骤中为校准数据区中的每一个数据块建立一个索引项，用以建立 索引表和数据区中数据块的链接，提高智能噪声源校准数据存储的通用性 和可扩展性。本发明中智能噪声源全部的数据区都以索引表地址为基址， 而数据区中的每个校准数据块以对应索引项的第一个索引首地址为指向， 通过所指向的同步数据区数据长度计算得到。校准索引区首条索引项的首 地址可由公式(1)得到：
CalIndex_Addr[1]＝CalIndex_Addr+Item_rows*IndexLen (1)
其中，CalIndex_Addr表示校准索引表自定义基址，
IndexLen表示索引表中各索引项长度，可自定义，
Item_rows为索引表项个数，可自定义，表示智能噪声源校准数据种类, 与校准数据类别m值相等。
校准索引区中每个索引条目的首地址可由公式(2)得到：
CalIndex_Addr[irow]＝CalIndex_Addr[irow-1]+DataLen[irow-1] (2)
其中，CalIndex_Addr[irow]表示当前索引条目首址，
CalIndex_Addr[irow-1]表示上一索引条目首址，
DataLen[irow]表示当前索引字段首地址所指向的实际物理区数据块长 度，
irow表示当前索引条目，取值范围[2,m]，此处m值为校准数据类别。
通过各索引项地址重计算，建立一种不依赖于被测件的弹性存储结构， 从而实现实际校准数据区的重定位和自动索引；校验码为所指向同步数据 块存储数据的校验和，智能噪声源与测试仪器连接后，测试仪器通过读取 智能噪声源的固件数据信息，根据索引区索引字段首地址指向同步的实际 物理区的数据块，计算实际物理区数据块的校验和，与索引表中存储的校 验和进行验证，以确认智能噪声源固件中的数据信息是否损坏，读取通信是否正确，从而实现对智能噪声源校准数据的重定位与数据校验。
步骤5：保存校准数据文件。依序链接步骤1、步骤4和步骤2中建立 的三个数据区：整件标识区、校准索引区和校准数据区，保存完整的智能 噪声源校准数据二进制文件(.bin)。
步骤6：校准文件固件写入。连接智能噪声源到噪声系数分析仪，通过 智能噪声源驱动总线把步骤5中保存的校准文件按二进制格式(.bin)写入 内置存储器中。写入完成后，还可以通过读取智能噪声源的数据，根据校 准索引区的校验码来验证之前校准数据的写入是否正确。
本发明提出的一种适用于智能噪声源校准数据的固件存储扩展方法， 简单实用，极大提升了系列化智能噪声源设计的通用性和可扩展性。构建 一种弹性存储结构，在噪声源固件中设置专用校准索引区和校准数据信息 区，实现了不同的噪声源校准数据存储格式的统一；利用索引区信息对校 准数据进行地址重分配，自动寻址相应的校准区块数据，并能够进行数据 块校验，为噪声源校准数据提供了一种自由存储扩展方式，可以有效解决因不同标准、不同校准条件下噪声源校准的差异而造成的存储结构的复杂 度，增强噪声源校准数据的适用能力，提升了噪声源的兼容性和适用范围。
需要说明的是，上述各技术特征继续相互组合，形成未在上面列举的 各种实施例，均视为本发明说明书记载的范围；并且，对本领域普通技术 人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都 应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (3)
1.一种智能噪声源校准数据固件存储扩展方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：建立智能噪声源整件标识区；设置智能噪声源硬件识别码、校准软件版本号，在智能噪声源固件首址建立整件标识区信息，用于智能噪声源软、硬件的自动识别；
步骤2：建立噪声源校准数据区的数据块；把校准标定信息归为3种类型，即校准数据类别m＝3，把智能噪声源校准信息划分为三个区块，分别为智能噪声源校准状态信息块、校准数据表、源驱动控制块；其中校准状态信息块记录了智能噪声源的整件信息和校准环境；校准数据表由多条校准数据组组成，逐条顺序排列，每条数据组均由被校频率点、频率对应ENR值、源开/源关反射系数幅度与相位及定标不确定度信息组成；源驱动控制块包含噪声源输出控制参数；
步骤3：计算校准数据区各数据块的大小和校验和；智能噪声源校准数据区中包括三个数据块：分别为校准状态信息块、校准数据表和源驱动控制块，分别计算这三个区块的大小和数据块校验和；每个数据块的大小即从数据块的起始地址到终止地址，以字节为单位计算得到的数据块的数据长度，表示为DataLen[id]，由公式(3)计算得到；
DataLen[id]＝Data_StopAdd[id]-Data_StartAdd[id]+1 (3)
其中，Data_StopAdd[id]表示当前数据块终止地址，
Data_StartAdd[id]表示当前数据块起始地址，
id为数据块ID号，取值范围[1,m]，此处m值为校准数据类别，与索引表中索引项序号对应；
从数据块的起始地址到终止地址，以字节为单位计算每个字节的数据的累加和CheckSum[id]，截取这个累加和的低字节数据即为数据块的校验和，由公式(4)计算得到：
其中，Data_Byte(i)表示当前数据块中以字节为单位的每个字节的数据；
步骤4：建立校准索引表；根据步骤3中计算得到的各数据块大小和相应校验和的值，按照索引项格式分别组建各索引条目，建立校准索引表；
步骤5：保存校准数据文件；依序链接步骤1、步骤4和步骤2中建立的三个数据区：整件标识区、校准索引区和校准数据区，保存完整的智能噪声源校准数据二进制文件；
步骤6：校准文件固件写入；连接智能噪声源到噪声系数分析仪，通过智能噪声源驱动总线把步骤5中保存的校准文件按二进制格式写入内置存储器中。
2.如权利要求1所述的固件存储扩展方法，其特征在于，所述步骤4中，按照索引项格式分别组建各索引条目，建立校准索引表，具体为：校准索引区，用于定义和保存所映射的同步数据区属性，以索引表的形式定义；根据步骤2中已知的校准数据类别m，建立一个m×4的二维索引表，保存由同步数据区首地址、数据区块号、同步区数据长度以及校验码组成的索引条目，索引表的行信息为一个索引条目，表示不同类别的智能噪声源校准数据属性，根据智能噪声源校准的需要自定义校准数据类别m的值；校准索引区首条索引项的首地址由公式(1)得到：
CalIndex_Addr[1]＝CalIndex_Addr+Item_rows*IndexLen (1)
其中，CalIndex_Addr表示校准索引表自定义基址，
IndexLen表示索引表中各索引项长度，可自定义，
Item_rows为索引表项个数，可自定义，表示智能噪声源校准数据种类，与校准数据类别m值相等；
校准索引区中每个索引条目的首地址由公式(2)得到：
CalIndex_Addr[irow]＝CalIndex_Addr[irow-1]+DataLen[irow-1] (2)
其中，CalIndex_Addr[irow]表示当前索引条目首址，
CalIndex_Addr[irow-1]表示上一索引条目首址，
DataLen[irow]表示当前索引字段首地址所指向的实际物理区数据块长度，
irow表示当前索引条目，取值范围[2,m]，此处m值为校准数据类别；
通过各索引项地址重计算，建立一种不依赖于被测件的弹性存储结构，从而实现实际校准数据区的重定位和自动索引；校验码为所指向同步数据块存储数据的校验和，智能噪声源与测试仪器连接后，测试仪器通过读取智能噪声源的固件数据信息，根据索引区索引字段首地址指向同步的实际物理区的数据块，计算实际物理区数据块的校验和，与索引表中存储的校验和进行验证，以确认智能噪声源固件中的数据信息是否损坏，读取通信是否正确，从而实现对智能噪声源校准数据的重定位与数据校验。
3.如权利要求1所述的固件存储扩展方法，其特征在于，所述步骤6中，写入完成后，通过读取智能噪声源的数据，根据校准索引区的校验码来验证之前校准数据的写入是否正确。
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- 2020-08-31 CN CN202010900640.3A patent/CN111984655B/zh active Active
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| CN111984655A (zh) | 2020-11-24 |
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