CN112765073A - 一种数据采样方法、系统、存储介质以及计算机设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种数据采样方法、系统、存储介质以及计算机设备，涉及数据处理领域，该方法包括：获取通信数据的初始跳变沿；从所述初始跳变沿处开始对所述通信数据的比特数据进行周期性计数；从所述初始跳变沿处开始依次生成采样窗口，并根据生成的采样窗口对所述通信数据进行采样；其中，每个所述采样窗口分别与一个计数周期对应，且所述采样窗口的采样点为每个计数周期的第一计数数值对应的位置。本发明的有益效果是：不仅能够对通信数据进行采样，而且该采样方法对芯片资源和时钟资源占用率较低，应用环境限制少。

Description

一种数据采样方法、系统、存储介质以及计算机设备

技术领域

本发明属于数据处理领域，尤其涉及一种数据采样方法、系统、存储介质以及计算机设备。

背景技术

在常见的串行通讯方式中，最为常见的方式是在传输数据的同时，也传输时钟信息。对于长距离、高比特率，且数据和时钟为不同模拟通道的数据传输时，接收方收到的时钟和数据之间会存在偏差。因此，会对数据的恢复造成误差。另外一种通讯方式，则是通过对数据进行相位延时，获得多个有相位差的数据，基于比特率产生多个不同相位差的时钟，同时对多个数据进行采样，获得采样样本，进而恢复出正确的数据。但是这种传输方法对芯片时钟资源要求高，因此应用环境受到局限。因此，亟需提供一种具备通用性的串行通信数据的恢复方法。

发明内容

本发明正是基于上述技术问题，提出了一种对芯片资源和时钟资源占用率较低的数据采样方法、系统、存储介质以及计算机设备。

第一方面，本发明实施例提供了一种数据采样方法，包括：

获取通信数据的初始跳变沿；

从所述初始跳变沿处开始对所述通信数据的比特数据进行周期性计数；

从所述初始跳变沿处开始依次生成采样窗口，并根据生成的采样窗口对所述通信数据进行采样；其中，每个所述采样窗口分别与一个计数周期对应，且所述采样窗口的采样点为每个计数周期的第一计数数值对应的位置。

进一步，所述采样窗口的起始边界和终止边界分别对应计数周期的计数起点和计数终点。

进一步，所述计数周期为从1开始进行整数计数至N，N为所述通信数据的比特率分频系数。

进一步，所述第一计数数值为所述计数周期的数值中的中间数。

进一步，所述方法还包括：

获取所述通信数据的下一个跳变沿对应的第二计数数值；

根据所述第二计数数值，确定所述下一个跳变沿对应的采样窗口是否发生偏移。

进一步，当确定所述下一个跳变沿对应的采样窗口发生偏移之后，所述方法还包括：

判断所述第二计数数值是否为所述第一计数数值，当所述第二计数数值是所述第一计数数值时，从所述下一个跳变沿处开始一个新的计数周期，以根据所述新的计数周期生成新的采样窗口。

进一步，所述方法还包括：

获取所述通信数据的下一个跳变沿对应的第二计数数值；

判断所述第二计数数值是否为计数周期的起始计数数值，当所述第二计数数值不是所述起始计数数值时，则从所述下一个跳变沿处开始一个新的计数周期，以根据所述新的计数周期生成新的采样窗口，当所述第二计数数值是所述起始计数数值时，则维持当前的计数周期。

第二方面，本发明实施例还提供了一种数据采样系统，包括：

获取模块，配置为获取通信数据的初始跳变沿；

计数模块，配置为从所述初始跳变沿处开始对所述通信数据的比特数据进行周期性计数；

采样模块，配置为从所述初始跳变沿处开始依次生成采样窗口，并根据生成的采样窗口对所述通信数据进行采样；其中，每个所述采样窗口分别与一个计数周期对应，且所述采样窗口的采样点为每个计数周期的第一计数数值对应的位置。

第三方面，本发明实施例还提供了一种存储介质，所述存储介质上存储有程序代码，所述程序代码被处理器执行时，实现如上述实施例中任一项所述的数据采样方法。

第四方面，本发明实施例还提供了一种计算机设备，所述计算机设备包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序代码，所述程序代码被所述处理器执行时，实现上述实施例中任一项的数据采样方法。

在本发明实施例提供的一种数据采样方法，通过对通信数据的比特数据进行周期性的计数，并根据计数周期确定采样窗口以及采样时刻，对通信数据进行采样。其中，每个所述采样窗口分别与一个计数周期对应，且所述采样窗口的采样点为每个计数周期的第一计数数值对应的位置。不仅能够对通信数据进行采样，而且该采样方法对芯片资源和时钟资源占用率较低，应用环境限制少。

附图说明

通过结合附图阅读下文示例性实施例的详细描述可更好地理解本公开的范围。其中所包括的附图是：

图1示出了本发明实施例一提出的一种数据采样方法的流程示意图；

图2示出了本发明实施例一提出的数据采样方法的原理示意图；

图3示出了本发明实施例二提出的一种数据采样方法的流程示意图；

图4示出了采样窗口滞后的示意图；

图5示出了采样窗口超前的示意图；

图6示出了采样窗口滞后且采样点位于跳变沿上的示意图；

图7示出了采样窗口超前且采样点位于跳变沿上的示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方法，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

实施例一

根据本发明的实施例，提供了一种数据采样方法，图1示出了本发明实施例一提出的一种数据采样方法的流程示意图，如图1所示，该数据采样方法可以包括：步骤110至步骤130。

在步骤110中，获取通信数据的初始跳变沿。

这里，初始跳变沿指的输入的通信数据产生的第一个跳变沿。其中，跳变沿指的通信数据从0跳变到1，或者从1跳变到0的边沿。

在步骤120中，从所述初始跳变沿处开始对所述通信数据的比特数据进行周期性计数。

这里，所述初始跳变沿为所述通信数据上的第一个跳变沿，从所述第一个跳变沿处开始对整个通信数据的比特数据进行计数。一个计数周期为从1开始进行整数计数至N，N为所述通信数据的比特率分频系数。

在步骤130中，从所述初始跳变沿处开始依次生成采样窗口，并根据生成的采样窗口对所述通信数据进行采样；其中，每个所述采样窗口分别与一个计数周期对应，且所述采样窗口的采样点为每个计数周期的第一计数数值对应的位置。

这里，采样窗口的生成是由计数周期决定的，例如，一个计数周期为从1进行整数计数至5，则该计数周期对应生成一个采样窗口，且采样窗口的宽度为5。当第N个计数周期从1计数至4之后，又开始了第N+1个计数周期从1计数至5，第N个计数周期的采样窗口的宽度为4，第N+1个计数周期对应的采样窗口的宽度为5。即每个计数完整的计数周期中总是对应一个采样窗口以及一个采样窗口的采样点。

另外，每个采样窗口的采样点是固定的，所述采样点为每个计数周期的第一计数数值对应的位置。例如，当所述第一计数数值为3时，每个采样窗口的采样点都是每个计数周期计数至3时，计数数值3对应的数据位置。

图2示出了本发明实施例一提出的数据采样方法的原理示意图，如图2所示，对比特率分频系数为5的串行通信数据进行采样，则周期计数的一个计数周期为从1计数至5，其中5表示分频系数。采样窗口的宽度则设置为一个计数周期的宽度，采样窗口的起始边界为一个计数周期开始计数时对应的位置，采样窗口的终止边界为下一个计数周期开始计数时对应的位置。例如，周期计数2、3、4、1、2、3、4、5、1、2、3、4，则1至5为一个采样窗口。所述采样窗口的采样点为每个计数周期的第一计数数值对应的位置，在图2中，所述第一计数数值为3，即计数至3时，就对3对应的比特数据进行采样。通过该采样窗口以及采样点对通信数据进行采样，进而根据采样到的数据即可得到恢复后的数据。

在本实施例中，通过对通信数据的比特数据进行周期性的计数，并根据计数周期确定采样窗口以及采样时刻，对通信数据进行采样。使得对芯片资源和时钟资源占用率较低，应用环境限制少。

实施例二

在上述实施例的基础上，本发明的实施例二还可以提供一种数据采样方法。如图3所示，该数据采样方法可以包括：步骤210至步骤250。

在步骤210中，获取通信数据的初始跳变沿。

这里，初始跳变沿指的输入的通信数据产生的第一个跳变沿。其中，跳变沿指的通信数据从0跳变到1，或者从1跳变到0的边沿。

在步骤220中，从所述初始跳变沿处开始对所述通信数据的比特数据进行周期性计数。

这里，所述初始跳变沿为所述通信数据上的第一个跳变沿，从所述第一个跳变沿处开始对整个通信数据的比特数据进行计数。值得说明的是，一个计数周期为从1开始进行整数计数至N，N为所述通信数据的比特率分频系数。例如，对于比特率分频系数为5的通信数据，则从1开始进行整数计数至5；对于比特率分频系数为6的通信数据，则从1开始进行整数计数至6。

在步骤230中，从所述初始跳变沿处开始依次生成采样窗口，并根据生成的采样窗口对所述通信数据进行采样；其中，每个所述采样窗口分别与一个计数周期对应，且所述采样窗口的采样点为每个计数周期的第一计数数值对应的位置。

这里，采样窗口的生成是由计数周期决定的，例如，一个计数周期为从1进行整数计数至5，则该计数周期对应一个采样窗口，且采样窗口的宽度为5。当第N个计数周期从1计数至4之后，又开始了第N+1个计数周期从1计数至5，第N个计数周期的采样窗口的宽度为4，第N+1个计数周期对应的采样窗口的宽度为5。即每个计数完整的计数周期中总是对应一个采样窗口以及一个采样窗口的采样点。

另外，每个采样窗口的采样点是固定的，所述采样点为每个计数周期的第一计数数值对应的位置。例如，当所述第一计数数值为3时，每个采样窗口的采样点都是计数数值3对应的数据位置。

值得说明的是，所述采样窗口的起始边界和终止边界分别对应计数周期的计数起点和计数终点。

值得说明的是，作为本发明的优选方案，所述第一计数数值为所述计数周期的数值中的中间数。当N为奇数时，取计数周期的数值中的中间数，当N为偶数时，可以取计数周期的数值中的两位中间数，也可以取中间数值中的一位。例如，对于比特率分频系数为5的通信数据，则中间数为3，则在计数至3的时候，对计数数值3对应的位置进行采样；对于比特率分频系数为6的通信数据，则中间数为3和4；则在计数至3和4的时候，对计数数值3和4对应的位置进行采样。或者，对于比特率分频系数为6的通信数据，则取中间数值为3和4中的任一位作为采样点；则在计数至3或4的时候，对计数数值3或4对应的位置进行采样。

在步骤240中，获取所述通信数据的下一个跳变沿对应的第二计数数值。

在步骤250中，根据所述第二计数数值，确定所述下一个跳变沿对应的采样窗口是否发生偏移。

这里，在通信数据正常传输的情况下，采样窗口是不会发生偏移的。但是，在通信数据进行长时间传输的过程中，通信数据会超前于采样窗口或滞后于采样窗口。因此，需要确定采样窗口是否发生偏移，以根据偏移的程度判断是否需要对采样窗口进行调整。

图4示出了采样窗口滞后的示意图，如图4所示，对比特分频系数为5的通信数据进行周期计数，得到的周期计数为4、5、1、2、3、4、5、1、2、3、4、5、1、2、3、4。此时，通信数据的下一个跳变沿对应的第二计数数值为2。在通信数据未发生偏移时，该跳变沿对应的第二计数数值应该为1。因此，可以确定采样窗口对于通信数据出现了滞后现象，并滞后1个采样时钟，从而导致采样窗口发生了偏移。但是，这种偏移在可接受范围内，因此，恢复后的数据并没有出现错误。

图5示出了采样窗口超前的示意图，如图5所示，对比特分频系数为5的通信数据进行周期计数，得到的周期计数为2、3、4、5、1、2、3、4、5、1、2、3、4、5、1、2。此时，通信数据的下一个跳变沿对应的第二计数数值为5。在通信数据未发生偏移时，该跳变沿对应的第二计数数值应该为1。因此，可以确定采样窗口对于通信数据出现了超前现象，并超前1个采样时钟，从而导致采样窗口发生了偏移。但是，这种偏移在可接受范围内，因此，恢复后的数据并没有出现错误。

在一个可选的实施方式中，当确定所述下一个跳变沿对应的采样窗口发生偏移之后，所述方法还包括：

判断所述第二计数数值是否为所述第一计数数值，当所述第二计数数值是所述第一计数数值时，从所述下一个跳变沿处开始一个新的计数周期，以根据所述新的计数周期生成新的采样窗口。

这里，当采样点在跳变沿上时，采样到的数据会是错误的，从而导致恢复的数据出现错误。因此，需要对采样窗口进行调整。则从该跳变沿处开始一个新的计数周期，由于采样窗口是根据计数周期生成的。因此，在开始一个新的计数周期后，从该新的计数周期开始生成新的采样窗口，而且该新的采样窗口对于通信数据是没有发生偏移的。

由于采样点为计数周期固定为第一计数数值，因此，判断所述第二计数数值是否为所述第一计数数值，当所述第二计数数值是所述第一计数数值时，即可确定采样点位于跳变沿上。

另外，当所述第二计数数值不是所述第一计数数值时，则维持当前的计数周期。则可以确定采样点并未位于跳变沿上，则该采样窗口的偏移的程度在可接受的范围内，并不会导致通信数据恢复失败，如图4至图5出现的采样窗口偏移，但采样点并未位于跳变沿上，因此可以不对采样窗口进行调整。

值得说明的是，当N为偶数时，可以取计数周期的数值中的两位中间数，也可以取中间数值中的一位。例如，对于比特率分频系数为6的通信数据，则中间数为3和4；则在计数至3和4的时候，对计数数值3和4对应的位置进行采样。或者，对于比特率分频系数为6的通信数据，则取中间数值为3和4中的任一位作为采样点；则在计数至3或4的时候，对计数数值3或4对应的位置进行采样。

当取3和4作为第一计数数值时，当采样点位于跳变沿上，则该跳变沿对应的第二计数数值可以是3或者4。第二计数数值只需要和第一计数数值中的一个相同，即可确定采样点位于跳变沿上。

图6示出了采样窗口滞后且采样点位于跳变沿上的示意图，如图6所示，对5分频的通信数据进行周期计数，调整前的计数周期是1、2、3，但跳变沿在调整前的计数周期对应的第二计数数值为3，对应采样点3，说明通信数据出现了滞后现象，并滞后2个采样时钟，同时采样点位于跳变沿上。因此，需要在该跳变沿处开始一个新的计数周期，以对采样窗口进行调整。即在跳变沿处从1开始进行重新计数，得到调整后的计数周期1、2、3、4、5、1、2、3、4、5、1、2，从而根据调整后的计数周期形成新的采样窗口。这样，恢复后的数据从该跳变沿处就不会异常。

图7示出了采样窗口超前且采样点位于跳变沿上的示意图，如图7所示，对5分频的通信数据进行周期计数，调整前的计数周期是4、5、1、2、3、4，跳变沿在调整前的计数周期的第二计数数值为4，说明采样点出现在跳变沿的左侧，即计数数值3对应的位置上，即采样点也出现在跳变沿上。说明通信数据出现了超前现象，并超前2个采样时钟，同时采样点对应的数值3位于该跳变沿上。因此，在该跳变沿处开始一个新的计数周期，得到调整后的计数周期1、2、3、4、5、1、2、3、4，从而根据调整后的计数周期形成新的采样窗口，从而得到回复后的数据。

在本实施方式中，通过采样点和跳变沿比较的方式，直观展现数据偏移程度，利用采样点与跳变沿的位置关系，判断是否需要进行对采样窗口进行调整，在数据采样稳定的情况下，能够极大地减少调整次数，优化芯片功耗。

在一个可选的实施方式中，所述方法还包括：

获取所述通信数据的下一个跳变沿对应的第二计数数值；

判断所述第二计数数值是否为计数周期的起始计数数值，当所述第二计数数值不是所述起始计数数值时，则从所述下一个跳变沿处开始一个新的计数周期，以根据所述新的计数周期生成新的采样窗口，当所述第二计数数值是所述起始计数数值时，则维持当前的计数周期。

这里，在通信数据正常传输的情况下，每个计数周期的起始计数数值应该都是跳变沿出现的位置。因此，当获取到的下一个跳变沿对应的第二计数数值不是所述起始计数数值时，说明采样窗口发生了偏移。因此，则从该跳变沿处开始一个新的计数周期，以根据新的计数周期对采样窗口进行调整。

其中，当所述第二计数数值是所述起始计数数值时，说明采样窗口没有发生偏移，因此，只需要维持当前的计数周期继续进行采样即可。

实施例三

根据本发明的实施例，还提供了一种数据采样系统，包括：

获取模块，配置为获取通信数据的初始跳变沿；

计数模块，配置为从所述初始跳变沿处开始对所述通信数据的比特数据进行周期性计数；

采样模块，配置为从所述初始跳变沿处开始依次生成采样窗口，并根据生成的采样窗口对所述通信数据进行采样；其中，每个所述采样窗口分别与一个计数周期对应，且所述采样窗口的采样点为每个计数周期的第一计数数值对应的位置。

实施例四

根据本发明的实施例，还提供了一种存储介质，所述存储介质上存储有程序代码，所述程序代码被处理器执行时，实现如上述实施例任一项所述的数据采样方法。

实施例五

根据本发明的实施例，还提供了一种计算机设备，所述计算机设备包括存储器、处理器，所述存储器上存储有可在所述处理器上运行的程序代码，所述程序代码被所述处理器执行时，实现如上述实施例任一项所述的数据采样方法。

以上结合附图详细说明了本发明的技术方案，考虑到相关技术中，对于串行通信数据采样方法对芯片时钟资源要求高，因此应用环境受到局限。本发明提供一种数据采样方法、系统、存储介质以及计算机设备，通过对通信数据的比特数据进行周期性的计数，并根据计数周期确定采样窗口以及采样时刻，对通信数据进行采样。其中，每个所述采样窗口分别对应一个计数周期，所述采样窗口的起始边界对应的计数周期的计数起点、终止边界该计数周期的计数终点，且所述采样窗口的采样点为每个计数周期的第一计数数值对应的位置。不仅能够对通信数据进行采样，而且该采样方法对芯片资源和时钟资源占用率较低，应用环境限制少。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。

作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以处于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本发明实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以是两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分，或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

虽然本发明所公开的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所公开的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种数据采样方法，其特征在于，包括：

获取通信数据的初始跳变沿；

从所述初始跳变沿处开始对所述通信数据的比特数据进行周期性计数；

从所述初始跳变沿处开始依次生成采样窗口，并根据生成的采样窗口对所述通信数据进行采样；其中，每个所述采样窗口分别与一个计数周期对应，且所述采样窗口的采样点为每个计数周期的第一计数数值对应的位置。

2.根据权利要求1所述的数据采样方法，其特征在于，所述采样窗口的起始边界和终止边界分别对应计数周期的计数起点和计数终点。

3.根据权利要求1所述的数据采样方法，其特征在于，所述计数周期为从1开始进行整数计数至N，N为所述通信数据的比特率分频系数。

4.根据权利要求3所述的数据采样方法，其特征在于，所述第一计数数值为所述计数周期的数值中的中间数。

5.根据权利要求1至4任一项所述的数据采样方法，其特征在于，所述方法还包括：

获取所述通信数据的下一个跳变沿对应的第二计数数值；

根据所述第二计数数值，确定所述下一个跳变沿对应的采样窗口是否发生偏移。

6.根据权利要求5所述的数据采样方法，其特征在于，当确定所述下一个跳变沿对应的采样窗口发生偏移之后，所述方法还包括：

判断所述第二计数数值是否为所述第一计数数值，当所述第二计数数值是所述第一计数数值时，从所述下一个跳变沿处开始一个新的计数周期，以根据所述新的计数周期生成新的采样窗口。

7.根据权利要求1至4任一项所述的数据采样方法，其特征在于，所述方法还包括：

获取所述通信数据的下一个跳变沿对应的第二计数数值；

判断所述第二计数数值是否为计数周期的起始计数数值，当所述第二计数数值不是所述起始计数数值时，则从所述下一个跳变沿处开始一个新的计数周期，以根据所述新的计数周期生成新的采样窗口，当所述第二计数数值是所述起始计数数值时，则维持当前的计数周期。

8.一种数据采样系统，其特征在于，包括：

获取模块，配置为获取通信数据的初始跳变沿；

计数模块，配置为从所述初始跳变沿处开始对所述通信数据的比特数据进行周期性计数；

采样模块，配置为从所述初始跳变沿处开始依次生成采样窗口，并根据生成的采样窗口对所述通信数据进行采样；其中，每个所述采样窗口分别与一个计数周期对应，且所述采样窗口的采样点为每个计数周期的第一计数数值对应的位置。

9.一种存储介质，所述存储介质上存储有程序代码，其特征在于，所述程序代码被处理器执行时，实现如权利要求1至7中任一项所述的数据采样方法。

10.一种计算机设备，其特征在于，所述计算机设备包括存储器、处理器，所述存储器上存储有可在所述处理器上运行的程序代码，所述程序代码被所述处理器执行时，实现如权利要求1至7中任一项所述的数据采样方法。

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