[发明专利]一种数字示波器荧光图像并行高速处理系统及方法

说明书

本发明提出了一种数字示波器荧光图像并行高速处理系统及方法，利用数据采集存储和波形频度叠加流水线技术、荧光波形频度并行叠加技术，通过采集数据分段存储、波形频度信息分块存储的方法，实现了数据采集和波形叠加流水进行、荧光波形频度并行叠加，提高了数据采集及处理程序的并行度，缩短了采集数据死区时间，提升数字荧光示波器波形捕获率指标，解决了瞬态信号和罕见异常信号快速捕获的难题。

技术领域

本发明涉及测试技术领域，特别涉及一种数字示波器荧光图像并行高速处理系统，还涉及一种数字示波器荧光图像并行高速处理方法。

背景技术

波形捕获率是衡量系统对信号连续不断采样能力的重要指标，表征系统“无缝”测量能力，是系统捕获分析瞬态信号和罕见异常信号的基础。数据采集及处理快慢直接影响数字荧光示波器的波形捕获率这项重要指标参数。

数字荧光示波器中现有的荧光波形采集处理方案如图1所示，在数据采集阶段，数据选择模块数据线连接到0位置，接收到的ADC采集数据被存储到采集数据存储器中，采集结束后，数据选择模块数据线接到1位置；波形频度叠加控制器从采集数据存储器中读取采集数据，对波形频度存储器中的频度信息进行累加修改，波形频度累加完后如果不到荧光波形显示刷新时间，数据选择模块数据线接到0位置重新采集数据和进行波形频度叠加，如果已到波形显示刷新时间，则波形频度存储器输出的频度信息经过色彩和灰度转换后进行显示。

传统示波器荧光波形采集处理方案主要存在以下两点问题：

(1)采集数据接收模块和波形频度叠加模块时分复用共享采集数据存储器，数据采集时波形频度叠加模块空闲，波形频度叠加时采集数据接收模块空闲，采集处理一帧波形所需时间为采集时间和波形频度叠加时间之和，降低了波形捕获率；

(2)波形频度叠加时，每次只读取一个采样点进行叠加，处理时间较长，降低波形捕获率。

发明内容

本发明提出了一种数字示波器荧光图像并行高速处理系统及方法，利用数据采集存储和波形频度叠加流水线技术、荧光波形频度并行叠加技术，通过采集数据分段存储、波形频度信息分块存储的方法，实现了数据采集和波形叠加流水进行、荧光波形频度并行叠加，提高了数据采集及处理程序的并行度，缩短了采集数据死区时间，提升数字荧光示波器波形捕获率指标，解决了瞬态信号和罕见异常信号快速捕获的难题。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种数字示波器荧光图像并行高速处理系统，采集数据存储器分为多个数据段，每个数据段储存一帧波形采集数据和本次的采集信息；

分段读写控制模块内有两个数据段指针，一个是写数据段指针Pw，用来指向当前采集数据存储的数据段，一个是读数据段指针Pr，用来指向当前波形处理所读取数据所在的数据段；示波器首次采集数据之前，令Pw和Pr指向相同的段，采集开始后，接收到的采集数据存储到Pw所指向的数据段，一帧波形采集结束后，如果所有数据段都已存满数据，通知采集存储控制模块停止采集，直到有空数据段为止，否则重新采集下一帧数据；当Pr≠Pw时，表示有待处理的采集数据，此时波形频度叠加控制模块从Pr指向的数据段读取采集信息和数据进行波形频度叠加，当处理完一帧采集数据后，重新判断是否进行处理；

将和显示像素对应的频度信息按列分为多块存储，具有相同下标列的频度值单元分为一组，存储到相同的波形频度存储器中，每块波形频度存储器都是独立的存储器，具有各自的读写接口供波形频度叠加单元进行频度累加；

波形频度叠加过程中，在叠加总控制单元作用下，分段读写控制模块首先从Pr指针指向的数据段中读取采集信息，并根据显示区域设置计算出显示区域起始采集数据所在数据段中的偏移，然后从偏移处读取显示区域m列像素所对应的m个采集数据后，分别送给m个波形频度累加控制模块；波形频度叠加控制模块接收到采集数据后，首先计算出该采样点显示时所对应波形频度存储位置，然后从该存储位置中读取频度信息，最后将频度信息加1后写回原位置完成频度叠加。