TWI230346B - Method and system for collecting information data - Google Patents
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1230346 __案號92128158 ‘年月日_修正 _ 五、發明說明(1) 【發明所屬之技術領域】 本發明有關於一種數位訊號的採集系統及方法,特別 是關於一種利用電腦對待測硬體系統的資料信號進行採集 的系統及方法。 【先前技術】 在電腦硬體測試領域,為了更有效的對電腦及其周邊 設備進行測試,需要將待測硬體系統的資料信號採集出來 進行各種分析。有時也需要製作一些測試治具來配合測試 程式進行測試工作,例如對電腦的串列埠、並行埠、 PCMCIA或者CRT埠進行測試時,需要開發出一些專用的測 試治具來配合測試,這些治具的開發過程中,也需要對待 測硬體系統的資料信號進行採集與分析。 但是,在先前技術中,無論是資料信號的採集過程還 是在測試治具的開發過程中,都是由特殊的專業設備來完 成信號的採集工作,然而這種專業設備的造價非常昂貴。 往往需要幾萬元甚至更多。 而另一方面,目前的電腦具有很強的運算處理能力, 自身又擁有很多通訊埠可以利用,這些通訊埠都具有基本 的輸入/輸出功能,因此,能否利用電腦的通訊埠來對待 測硬體系統的資料訊號進行採集,以軟體程式來取代昂貴 的專業設備,遂成為一亟待解決的問題。 【發明内容】 本發明乃為解決上述問題而提供一種資料信號的採集 系統及方法,透過普通電腦來完成待測硬體系統的資料信
1230346 ,腿 1 案號 92128158 L.....Λ— J」 日 修正 __ 五、發明說明(2) 號採集。 本發明提供一種資料訊號的採集方法,用以將待測硬 體之資料訊號採集入電腦,該方法首先將待測硬體與電腦 通訊埠相連,然後設置資料獲取量與採集觸發條件,根據 資料獲取量從内核分配相應數量的記憶體空間,遮罩作業 系統的多執行緒切換功能,根據採集觸發條件連續從通訊 埠讀入待測硬體資料,將採集到的資料存入内核分配的記 憶體空間直至存滿,恢復作業系統的多執行緒切換功能, 將採集到的資料從内核分配的記憶體空間轉存入資料存儲 區,釋放該内核分配的記憶體空間。 本發明進而提供一種資料訊號的採集系統,用以將待 測硬體之資料訊號採集入電腦,該系統包括··通訊埠介面 裝置,用於連接待測硬體並傳輸測試資料;遮罩控制模 組,用於遮罩或恢復作業系統的多執行緒切換功能;配置 模組,用於設置資料獲取量以及採集觸發條件;採集模 組,用於根據採集觸發條件採集資料;儲存模組,用於儲 存由該採集模組採集到的資料。 應用本發明,採集資料的硬體成本非常低廉,只需一 個通訊埠介面,幾根電纜線就可以進行資料獲取,簡單實 用,支援多通道訊號採集,資料獲取時機可控,充分考慮 一般單板機硬體開發中的需求,可滿足大多數開發的需 要,而且性能也是可靠的。 【實施方式】 本發明提供一種資料訊號的採集方法,用以將待測硬 體之資料訊號採集入電腦,請參閱第1圖,為本發明之資
1230346 五、發明說明(3) Γ:號之流程圖’首先將待測硬體與電腦通u 相連C步驟1〇1);然後設置資料.獲取量與採集觸 (步驟102),根據資料獲取量從内核 的件 憶體空間(步驟Η3);遮罩作業 :記 能(步驟Π4);根據採集觸發條件 埠功 測硬體資料(步驟_ :將採集到的内車;:寺
Ϊ記: = 滿(步驟_ ;恢復作業系統G 斯沾#陪駚介n絲七 ),將採集到的資料從内核分 配的a己憶^間轉存入資料存儲區(步驟ι〇8) 放该内核为配的記憶體空間(步驟丨〇旳。 釋 其中該通訊埠包括$ # +会 ττντλ ^ f I始Μ夕並埠、IDE埠及PCMCIA埠。對作 業糸統的多執仃緒切換功能的遮罩控制,可 于作 或重新開啟系統中斷來每银 疋I過關閉 介門或έ餘由沾貝的。所述由内核分配的記犄妒 空間為糸統中的不可交換記憶體空間。 己^體 應用本發明所採集的資料,可以 此,可以將這此採隼的資+ w用於各種为析,因 如硬碟中。也;= 入永久的資料存儲區,例 本發明進而提供一;;::子:應用程式的資料存儲區中。 ^ ^ ^ 種貝抖吼號的採集系統,來閱第9m δ亥糸、,充匕括.通訊埠介面裝置2〇卜 圖, 置模【了’採集模組204,儲存模^版组2。2’配 洌η :::,通訊埠介面裝置201用於連接待測碌_ * # ^ 貝=貝科,遮軍控制模手貝J硬體並傳輪 -ί;::^^ ^;ί;;!f^ f " 票觸發條件,淼隹γ 4 η Λ 置貝科獲取罝以 ”料’儲存模組_=:::;;==: 1230346 五、發明說明⑷ 1 丨的資料。 對於類似wind〇ws等的保譜浐斗 暫存模組,用於臨時儲存採隹到==作業系統,還需要一 |將資料轉存入該儲存模組。木◊資料並在該遮罩恢復後 其中該通訊埠介面裝置包括_ 4 於通訊埠的資料線與地線, A矾號傳輸線,一端連接 I訊號端相連。 端與待測硬體系統的相應 對於不同的通訊埠,其外部輸 面裝置還可以包括一電壓 饮入電壓不同,因此,介 |輸出電壓與通訊埠的外部輸入電壓。’用於匹配待測硬體的 以並行埠為例,我們知道, 表機外,還可做一般的通1驷的並仃埠除了連接印 t,這就提示我們,可以使用並行埠作為資料獲取通道' k、、Μ >閱,3圖,在本發明的並行埠實施例中,為實現 貝料獲取功能而要製作的通訊埠介面裝置非常簡單,利用 個普通的,行埠插頭,9條細的硬芯線,分別焊接在並 行埠接頭的資料線和地線,然後將並行埠接頭插在電腦的 並行埠上即可,使用時將地線與被測系統的地線接好,將 其他信號線接在需要採集資料的信號端即可。 需要注意的是,並行埠的外部輸入電平為TTL電平, 範圍是0〜5 V,如待測電路的電壓高於此範圍,必須增加電 |壓轉換電路’以免造成並行璋損壞。 一般情況下,電腦的並行埠有四種工作方式: SPP模式(Standard Parallel Port):最普通的並行埠 1230346 修正
MM 92128158 五、發明說明(5) 模式’用於控制並行埠印表機,可通過並行埠的控制山 出控制命令,通過狀態·端〜讀取印表識狀態,資料蠕,發 輸出,用於向印表機輸出資料。 “'、早向 EPP模式(Extended Parallel Port):此模 g 資料的高速(最高2Mb/s)雙向傳輸,並可定址多1 奴 (256)設備。 ECP模式(Enhanced Capability Port):與 Epp 類似’但增加了資料壓縮,F I F0 (快取記憶體)等功能。果式
Bidirecti〇nal模式(或稱PS2模式):在此模式下犯並― 埠不僅能實現SPP下的功能,而且通過控制暫存器的、’仃 h t5,可選擇資料線工作於輸入或輸出模式:bU5 = 〇,表 不輸出,bit5 = l,則表示輸入。本發明可採用此模式。^ 於要採集外部信號,因此要求將並行埠置於輪入狀離, b i 15 二 1。 〜丨 雖然並行埠的原理並不複雜,但如何在们N ⑽$環境 下實現資料獲取仍是問題。在D〇骤境下讀取並行埠狀^ 並無困難,用c語言簡單的inport命令即可,但D〇s下的用 戶介面很難做的友好,同時現在絕大多數%是工作在 WINDOWS環境,因此必須解決WINJ)〇ws下並行埠資料讀寫的 問題。 、 ” 現在廣泛使用的WINDOWS系統按基本原理可分為兩大 類:WIND0WS9 8系列和WINDOWS2 0 0 0系列。前者包括 WINDOWS9 5/ 98/ME’對底層操作採用VxD的方式;後者包括 WINDOWS-NT/2 0 0 0/ΧΡ,對底層操作則需採用的技術實 現。這兩種技術在具體實現上是完全不同的,但他們的原
1230346 畫號 921281Μ 五、發明說明(6) 理則是一樣的。 我們知道,WINDOWS μ如
Intel χ8 6系列CPU的保護模々、硬體及1/〇埠的保護是通過 體通訊埠的操料可權實現的,要想獲得對硬 級。WDM(VxD)就是Z Ϊ在程式運行於RING0特權 象在灣-樣對系统Λ 在這種狀態下,可以 要消耗大量的CPU時間,;= 特權級的切換需 成資料丟失,為此,本發明:V吉:讀取速度,造 到採集完全部資料。X月而要一直工作在Ring〇級,直 信號=完=集特點在於將某個採集點的數位 連續性。然而WIN廳是-個多工系統, 制。〇級別^呈式,也㈣守、線程調度的機 料,卻^系I:發生11種情況:程式正在從並行埠讀取資 料吾失。^ 權切換到其他線程,1然這將造成資 用的枯J如何,閉*、統的線程調度機制,並沒有統一通 本原理彳1奴來貫現,但我們可以分析系統線程調度的基 閉季统φ Γ顯,然是基於pc系統的時鐘及中斷系、统,只要關 1糸、、先中斷,就可以遮罩線程切換功能。 閉了糸ί面的分析,我們知道在資料獲取期間,本發明關 ^隹的中斷以防止資料丟失,但這隨之帶來一個問 法:=到的資料存放在那裏呢?如果按照一般的編程方 機制^ r塊記憶體,則由於wind〇ws系統虛擬記憶體的 文件中凊到的記憶體不一定真的在Ram裏,可能在交換 ,這樣在使用時必須進行讀寫硬碟的操作,但是系 1230346 繼曰 修正 -案號 92128158
五、發明說明(7) L 統 的中斷卻已經被我們關閉了 ,硬碟中斷無法回應,這樣 一來,顯然系統將會崩潰。因此,我們必須使用灰丨n d 〇 w s 函數:new(N〇nPagedP〇〇l)UCHAR[bufSize],即可分配到 =&1^位元組的1^1而且保證不會被交換到硬碟上去。 足樣我們可以將採集到的資料存放在^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ 會觸發硬碟的操作。 w Dimer晨並且不 :資料獲取過程中,如果只是簡單地記錄 切負料’那麼資料就沒有什麼 ^ 時機。因此用戶必須可以在八 ,為…法控制採集的 件,只有當條件滿足時才開m:資:獲取的觸發條 終顯示的是用戶直正烕興趣^ 、.χ貝;、,迫樣就可保證最 發條件的配置介面示ί圖趣;;:二參:/=,為觸 表示高電平觸發,X表示任意低,平觸發,選擇1 示表示在通道〇為低電平且通 χ 此如圖中所 料。 通道1為面電平時,開始採集資 本發明可以應用於各種 的專案開發過程中,需要準 出信號,主要是行同步信號 們的時序關係,利用本發明 號,然後再加以分析,如第 步脈衝,Channel 1為場同 再例如,單板機的串列 原因是很麻煩的,因為既可 的問題,又可能是線路斷線 配,甚至串列設備損壞,這 硬體系統的測試,例如,在有 確地瞭解電腦 CRT介面的輸 及場同步信號的具體波形及它 就可以收集CRT介面的資料訊 5圖所示,Channel 0為行同 步脈衝。 通訊程式如發生錯誤,要找出 能是串口(Serial Port)設定 ’也可能是串列傳輸速率不匹 就需要收集串列設備的資料訊 1230346 换, η \ § -"%· 案號92128158 I Κ 举丨 朋 曰 修正 五、發明說明(8) 號,觀察線路上的信號波形,迅速確定故障原因。我們知 道,串口線路平時的狀態為高電平,發送資料時起始位元 用0表示,為了捕捉串口資料線上的有效資料,可以設定 相應的捕捉觸發條件。 以上所述者,僅為本發明其中的較佳實施例而已,並 非用來限定本發明的實施範圍;即凡依本創作申請專利範 圍所作的均等變化與修飾,皆為本創作專利範圍所涵蓋。
第12頁 1230346 案號 92128158
i替換芎 .....^ m 曰 修正 圖式簡單說明 第1圖 第2圖 第3圖 第4圖 第5圖 圖0 為本發明之資料信號的採集方法之流程圖; 為本發明之資料信號的採集系統之架構圖; 為本發明所提之並行通訊埠介面示意圖; 為本發明所提之觸發條件配置介面示意圖;及 為應用本發明收集CRT介面的資料訊號顯示示意
圖式符號說明 步驟 101 將 待 測 硬 體 與 電 腦 通 訊 埠 相 連 步驟 102 設 置 資 料 獲 取 量 與 採 集 觸 發 條 件 步驟 103 根 據 資 料 獲 取 量 從 内 核 分 配 相 應 數 量 的 記 憶 體 空間 步驟 104 遮 罩 作 業 系 統 的 多 執 行 緒 切 換 功 能 步驟 105 根 攄 採 集 觸 發 條 件 連 續 從 通 訊 埠 讀 入 待 測 硬 體 資料 步驟 106 將 採 集 到 的 資 料 存 入 内 核 分 配 的 記 憶 體 空 間 直 至存 滿 步驟 107 恢 復 作 業 系 統 的 多 執 行 緒 切 換 功 能 步驟 108 將 採 集 到 的 資 料 從 内 核 分 配 的 記 憶 體 空 間 轉 存 入資 料存儲區 步驟 109 釋 放 該 内 核 分 配 的 記 憶 體 空 間 201 通訊 埠 介 面 裝 置 202 遮罩 控 制 模 組 2 03 配置 模 組 第13頁 1230346 案號 92128158 表 月 曰 修正 圖式簡單說明 2 0 4 採集模組 2 0 5 儲存模組
第14頁
Claims (1)
1230346 案號 92128158 ¥_η 曰 修正 六、申請專利範圍 1、一種資料訊號的採集方法,用以將待測硬體之資料訊 號採集入電腦,該方法包括: 將待測硬體與電腦通訊璋相連; 設置資料獲取量與採集觸發條件; 根據資料獲取量從内核分配相應數量的記憶體空間; 遮罩作業系統的多執行緒切換功能; 根據採集觸發條件連續從通訊埠讀入待測硬體資料; 將採集到的貧料存入内核分配的記憶體空間直至存滿; 恢復作業系統的多執行緒切換功能; ,採集到的資料從内核分配的記憶體空間轉存入資料存儲 ί ;及 ::釋放該内核分配的記憶體空間。 V! (2、如申請專利範圍第1項所述之資料訊號的採集方法,其 中該將待測硬體與電腦通訊埠相連之步驟,是透過訊號傳 輪線連接的,該傳輸線的一端連接於通訊埠的資料線與地 k,另一端與待測硬體系統的相應訊號端相連。 明 書 或 丨3、如申請專利範圍第1項所述之資料訊號的採集方法,其 ]v 扣該遮罩作業系統的多執行緒切換功能之步驟,是通過關 下才1系統中斷來實現的。 4、 如申請專利範圍第1項所述之資料訊號的採集方法,其 中該恢復作業系統的多執行緒切換功能之步驟,是通過重 新開啟系統中斷來實現的。 5、 如申請專利範圍第1項所述之資料訊號的採集方法,其 中該轉存入貧料存儲區之步驟’是將貢料存入硬碟中。
第15頁 1230346 / -----MM 9212R1^ 六、申請專利範圍 :該如韓申,專&利範圍第1項所述之資料訊號的採隼、 χ 子入資料存儲區之步驟,是將=1: #卢 〜方法,農 貧料存儲區中。 存入應用程式的 二採:種入資/訊號的採集系統,用以將待测硬體Ρ 丨d木集入電腦,該系統包括: 體之資料訊 -二訊埠介面裝置,用於連接待測硬 遮罩控制模組,用置 並傳輪鲫試資粗 丨換功能; 用於遮罩或恢後作業系統的多執二; 配置模組,用於設置資 者切 採集模組,用於根巧ί觸發條件; 健存模組,用於儲存 y牛木集資料;及 、如申請專利範圍$ 8項所述9 =到的資料。 中更包括一暫存楔組,用於臨二枓汛旒的採集系統,其 遮罩恢復後將資料轉存入該 ^存採集到的資料並在該 丨9、如申請專利範圍第8項所/ 中該通訊埠介面襄置包括_ i 。、料汛说的採集系統,其 |埠的資料線與地線,另一=咸傳輪線,一端連接於通訊 |相連。 ”待測硬體系統的相應訊號端 1 〇、如申請專利範圍第8項 次 其中該通訊埠介面裝置還包括〜之賣胃料訊號的採集系統, 待測硬體的輸出電壓盥诵=於―電壓轉換電路,用於匹配 、通訊埠的外部輸入電壓。 η ΪΜ 第16頁
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TWI475864B (zh) * | 2011-12-06 | 2015-03-01 | Sanken Electric Co Ltd | Electronic device |
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