[发明专利]一种基于FPGA的极限测试模板生成方法

说明书

本发明公开了一种基于FPGA的极限测试模板生成方法，运用该方法可使用外部带有随机噪声的普通信号来生成质量优良的极限测试模板。该方法首先在定时时间内对每一帧采集的波形数据进行频度值累加处理，再根据多帧波形累加处理的频度值信息，提取出质量优良的基准波形，最后由软件根据提取的基准波形和用户设置的水平、垂直余量生成极限测试模板数据。本发明方法基于FPGA硬件实现，生成极限模板速度快，可提高极限模板测试的测试效率和准确性。

技术领域

本发明涉及一种极限测试模板生成方法，属于示波器的模板测试领域。

背景技术

在调试高速数字系统中，电子工程师遇到的较为棘手的任务是捕捉系统中某些偶发的异常信号。示波器的模板测试功能可以帮助用户解决此类问题。

模板测试功能通过长时间的检测对信号质量进行表征，发现信号的某些异常和违例。模板测试功能将对比采集波形与选定模板之间的位置关系，若待测波形有数据点落在不允许通过的模板区域内则判定发生违例，标记出待测信号与模板冲突的位置、统计相关违例信息与测试结果。

测试用的模板主要分为三种：极限模板、标准模板和定制模板。标准模板是根据各种电信、计算机信号标准制定的固定模板；定制模板是在标准模板的基础上根据设置的垂直余量生成的新模板；极限模板是在输入的具有良好质量的基准波形基础上根据设置的垂直和水平余量创建的模板。

采用标准模板和定制模板的标准测试可分析被测信号与电信和计算机信号标准的符合性，而极限测试通过将被测信号与具有良好质量的基准波形进行比较，来判断、表征被测信号的质量。因此，基准波形的质量直接关系到极限测试的准确度。

极限测试模板要求在具有良好质量的信号源基础上创建，它要求采集系统提供没有任何畸变、噪底较低的信号作为生成模板的基准波形，然而外部信号一般都叠加有随机噪声，能严格满足要求的基准波形很难获取。如果使用随机的一帧带有噪声的波形数据来生成模板，会使模板边缘粗糙、不规则，使测试的准确度降低。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种生成模板精确度高和测试准确性好、测试效率高、实现方便的基于FPGA的极限测试模板生成方法。

技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种基于FPGA的极限测试模板生成方法，包括以下步骤：

步骤(1)，在需要创建极限模板时，首先将波形频度值存储器中的波形频度值清零，然后开始定时一段时间。

步骤(2)，在定时时间内对每一帧采集的波形数据进行波形频度值累加处理，并将累加处理的波形频度值存储在波形频度值存储器中。

步骤(3)，在定时时间到达后，基准波形提取模块根据多帧波形频度值累加处理的波形频度值信息，提取出基准波形。

步骤(4)，将提取出的基准波形传送至主控CPU，根据用户设置的水平和垂直余量生成极限测试模板数据。

优选的：所述波形频度值为在定时时间内累加统计的信号波形出现在屏幕上某像素点的次数。波形频度值存储器的一个单元对应屏幕上一个像素点，用于存储定时时间内信号波形出现在该像素点的波形频度值。

优选的：所述步骤(2)中波形频度值累加处理时，累加处理波形频度值的定时时间要有足够的长度，需满足采集到不少于一百帧的波形数据做波形频度值累加处理的需求。

优选的：所述步骤(3)中，基准波形的提取按从左到右的列顺序，从波形频度值存储器中读出每一列上各像素点的波形频度值，找出每列中最大频度值对应像素点的行值并存储下来。那么，按从左到右的列顺序找出并存储下来的每列最大频度值对应像素点的行值就是提取的基准波形数据。