信号采样方法、信号采样装置及存储介质与流程

1.本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种信号采样方法、信号采样装置及存储介质。


背景技术：

2.信号在传输路径上传播时，其传播速度会受到信号载体以及周围媒质属性的影响，从而使信号到达采样点时存在时延，特别是对高速电路的信号进行采样，如果对信号传播过程的时延计算不准确，会导致采样到的信号数据不准确。
3.比如温度变化就会让时钟发生偏移，使数据在传输过程中产生时钟采集与数据不对齐的现象，导致信号数据采集错误。
4.因此，针对现有技术的不足，提供一种信号采样方法以解决现有技术不足甚为必要。


技术实现要素：

5.本发明实施例的主要目的在于提供一种信号采样方法、信号采样装置及存储介质，旨在解决温度变化导致信号采样不准确的问题。
6.第一方面，本发明实施例提供一种信号采样方法，包括：获取预设采样点的当前温度；获取待采样信号在一个时钟周期内对应的采样位置集合；根据所述当前温度，从所述采样位置集合内获取对应的最佳采样位置；移动采样时钟到所述最佳采样位置，进行信号采样。
7.第二方面，本发明实施例还提供一种信号采样装置，所述信号采样装置包括存储器以及处理器；所述存储器用于存储计算机可执行的信号采样程序；所述处理器用于调用所述计算机可执行的信号采样程序以实现本发明说明书提供的信号采样方法。
8.第三方面，本发明实施例还提供一种存储介质，其上储存有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器加载以执行本发明说明书提供的信号采样方法。
9.本发明提供的信号采样方法、信号采样装置及存储介质，通过获取预设采样点的当前温度；获取待采样信号在一个时钟周期内对应的采样位置集合；根据所述当前温度，从所述采样位置集合内获取对应的最佳采样位置；移动采样时钟到所述最佳采样位置，进行信号采样。通过根据当前温度信息对采样时钟进行调整，有效解决了因为温度变化引起的采样时钟偏移的问题，对数据能更加准确的采样。
附图说明
10.为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
11.图1为本发明实施例提供的一种信号采样方法的流程示意图；
12.图2为图1中的信号采样方法的采样位置集合获取步骤的流程示意图；
13.图3为实施本实施例提供的信号采样方法的一场景示意图；
14.图4为本发明实施例提供的信号采样方法的另一场景示意图；
15.图5为图1中的信号采样方法的最佳采样位置获取步骤的流程示意图；
16.图6为本发明实施例提供的信号采样方法的另一场景示意图；
17.图7为本发明实施例提供的一种信号采样装置的结构示意框图。
具体实施方式
18.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
19.附图中所示的流程图仅是示例说明，不是必须包括所有的内容和操作/步骤，也不是必须按所描述的顺序执行。例如，有的操作/步骤还可以分解、组合或部分合并，因此实际执行的顺序有可能根据实际情况改变。
20.应当理解，在此本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
21.下面结合附图，对本发明的一些实施例作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
22.请参照图1，图1为本发明实施例提供的一种信号采样方法的流程示意图。
23.该信号采样方法应用于信号采样装置，该信号采样装置可以安装于信号接收端或信号发射端，在此不做限定。
24.如图1所示，所述信号采样方法包括步骤s101至步骤s104。
25.其中，步骤s101、获取预设采样点的当前温度。
26.本实施例中，以所述信号采样方法应用于信号采样装置，且信号采样装置安装于信号接收端为例进行说明。
27.本实施例中，待采样信号为高速信号，即信号的频率大于预设频率值，该预设频率根据需要设定，如，信号的频率大于或等于50mhz。
28.预设采样点可以根据需要设定，本实施例中，预设采样点为信号接收端内对应设置的采样点，信号接收端在预设采样点设置有温度传感器，通过读取温度传感器来获取预设采样点的当前温度，以该当前温度做为信号接收端当前的工作环境温度。
29.在一实施例中，获取预设采样点的当前温度，包括：周期性获取所述预设采样点的温度值，以获取所述预设采样点对应的温度集合；判断所述温度集合的最高温度和最低温度的差值是否小于预设差值；当所述差值小于所述预设差值时，将所述温度集合中最后一次获取的温度值做为所述当前温度。
30.具体的，以预设时间间隔获取并记录一次预设采样点温度传感器的温度值，在获取预设次数后将记录的所有温度值做为温度集合，然后计算该温度集合中的最高温度和最低温度的差值，如果差值小于预设差值，则表明获取该温度集合时，预设采样点的温度处于
稳定状态且没有出现错误获取温度值的情况，则将该温度集合中最后一次获取的温度值做为当前温度。例如，预设差值为3摄氏度，每隔1s读取并记录一次温度传感器的温度值，连续读取10次后得到一个包含10个温度值的温度集合，其中最高温度32摄氏度，最低温度30摄氏度，最后一次读取的温度为30摄氏度，则最高温度和最低温度的差值为2摄氏度，即小于预设差值3摄氏度，所以将最后一次获取的温度值做为当前温度，即当前温度为30摄氏度。
31.步骤s102、获取待采样信号在一个时钟周期内对应的采样位置集合。
32.获取待采样信号在一个时钟周期内的采样位置集合，其中，该采样位置集合内的所有采样位置都远离信号边沿，通过远离信号边沿的采样位置对待采样信号进行采样会更加准确。
33.参照图2，在一实施例中，移动采样时钟的位置进行信号采样，通过分析采样的信号来获取信号发射端发射的信号在一个时钟周期内对应的采样位置集合，具体地，步骤s102包括：步骤s1021至步骤s1025。
34.如图2所示，步骤s1021，获取信号发射端发射的待采样信号的时钟周期。
35.在一个实施例中，获取所述信号发射端发射的待采样信号的时钟周期，包括：获取所述信号发射端发射的待采样信号对应的信号频率，以根据所述信号频率获取所述时钟周期。因为信号发射端和信号接收端的信号的频率一致，且一个时钟周期等于频率的倒数，所以通过信号发射端的频率可以计算出对应的时钟周期。
36.步骤s1022、根据预设移相精度在所述时钟周期内移动所述采样时钟的相位。
37.获取到时钟周期后，根据时钟周期确认预设移相精度，然后根据预设移相精度来移动采样时钟的相位，其中，预设移相精度要尽量小。例如，得到时钟周期为t，预设移相精度为t/n，其中，为了使预设移相精度足够小，n要大于等于40。
38.步骤s1023、根据移动后的所述采样时钟的相位对所述待采样信号进行采样，以获取对应相位的采样信号。
39.采样时钟根据预设移相精度进行移相操作，在采样时钟每移动一个预设移相精度的相位后，便在移动后的相位对待采样信号进行采样，以获取对应相位的采样信号。
40.步骤s1024、根据所述采样信号判断进行移动后的所述相位对应的相位点是否为有效相位点。
41.在一个实施例中，所述根据所述采样信号判断进行移动后的所述相位对应的相位点是否为有效相位点，包括：判断所述采样信号是否为跳变信号；当所述采样信号为跳变信号时，判断相邻所述跳变信号之间的相位点数是否大于预设相位数；当相邻所述跳变信号之间的相位数大于预设相位数时，判断相邻所述跳变信号之间的相位点为有效相位点。
42.移动采样时钟相位，对该相位采样信号后，判断采样到的信号是否为跳变信号，即是否为信号边沿，当采样到为跳变信号时，记录后续采样时钟移动相位后的对应相位点，并判断对应相位点所采样到的信号是否为跳变信号，当再次采样到跳变信号时，判断相邻的跳变信号之间记录的相位点数，当该相位点数大于预设相位数时，那么相邻的跳变信号之间记录的相位点都为有效相位点。通过上述方法判断两个信号边沿之间的间隔是否足够，过滤掉了信号在边沿出现状态不稳定的情况，使得到的采样位置集合中的采样位置更优。
43.例如，如图3所示，以预设移相精度t/n移动采样时钟，每移动t/n便对信号采样一次，当采样到的信号为跳变信号，即采样到低电平信号a后又采样到高电平信号b，那么信号
b为跳变信号，记录后续采样时钟移动相位后的相位点，并判断对应相位点所采样到的信号是否为跳变信号，当再次采样到跳变信号时，即采样到高电平信号c后又采样到低电平d，那么d为跳变信号，得到相邻的跳变信号b和d之间记录的相位点数为50，而预设相位数为5，所以相邻的跳变信号之间记录的相位点数大于预设相位数，即跳变信号b和d之间记录的相位点都为有效相位点。
44.步骤s1025、根据所述有效相位点构建所述采样位置集合。
45.根据预设移相精度移动采样时钟的相位，在该相位采样信号后，判断采样到的信号是否为稳定信号，当信号为稳定信号时，那么采样到该信号所对应的相位点就是有效相位点。在一个时钟周期内的预设位置选取多个有效相位点做为采样位置集合，即在该采样位置集合内的所有采样位置都可以采样到稳定的信号。
46.在一个实施例中，所述根据所述有效相位点构建所述采样位置集合，包括：确定所述有效相位点的筛选位置；根据所述筛选位置选取相邻的多个有效相位点以构建所述采样位置集合。
47.通过预设移相精度t/n移动采样时钟，每移动t/n便对信号采样一次，记录在一个时钟周期内的所有有效相位点，筛选位置具体为处于一个时钟周期内的中间位置，即采样集合处于中间位置的有效相位点同样处于时钟周期的中间位置。例如，在一个时钟周期内有50个有效相位点，根据采样的先后顺序对所有有效相位点排序，选取第21到第29的有效相位点做为采样位置集合，其中，第25的有效相位点同时处于采样位置集合和该时钟周期的中间位置。通过选取处于时钟周期中间位置的有效相位点做为采样位置集合，使采样位置集合中的所有采样位置都远离信号边沿，增大了后续移动采样时钟的容错能力。
48.步骤s103、根据所述当前温度，从所述采样位置集合内获取对应的最佳采样位置。
49.具体的，根据当前温度的值，在采样位置集合中选取一个对应的采样位置做为最佳采样位置。如图4所示，图4是温度变化造成的时钟偏移的示意图，以clock2为基准时钟，即clock2没有出现时钟偏移现象。当温度升高时，信号的延迟相对于采样时钟会增加，便会造成采样位置向左移动，也即clock3相较与clock2向左偏移；当温度降低时，信号的延迟相对于采样时钟会减少，便会造成采样位置向右移动，也即clock1相较与clock2向右偏移。通过根据当前温度在采样位置集合中选取一个对应的采样位置做为最佳采样位置，补偿了温度变化造成的时钟偏移，保证了信号采样的准确性。
50.参照图5，在一实施例中，采样位置集合中的每个采样位置对应一个温度值，然后根据所述当前温度和每个采样位置对应的温度值，获取对应的最佳采样位置，具体地，步骤s103包括：步骤s1031至步骤s1033。
51.s1031、获取所述预设采样点的工作环境温度集合，所述工作环境温度集合中的多个工作环境温度和所述采样位置集合中的多个采样位置对应。
52.将采样位置集合内的每个采样位置对应一个温度值，例如，如图6所示，采样位置集合包括根据采样先后顺序排序的9个采样位置1到9，工作环境温度集合包括从小到大9个工作环境温度temp1到temp9。最高的工作环境温度temp9对应采样位置1，最低的工作环境温度temp1对应采样位置9，中间的工作环境温度和采样位置同样依次对应。
53.在一个实施例中，所述获取所述预设采样点的工作环境温度集合，包括：确定预设工作环境温度区间；根据采样位置集合中的采样位置个数及所述预设工作环境温度区间，
确定工作环境温度间隔；根据所工作环境温度间隔及所述预设工作环境温度区间获取所述工作环境温度集合。
54.预设工作环境温度区间经过测试得到，然后根据(t
a-t1)/(a-1)计算得到工作环境温度间隔，其中，ta为预设工作环境温度区间的最高温度，t1为预设工作环境温度区间的最低温度，a为采样位置集合中的采样位置个数，例如，对cpu的工作环境温度进行测试，得到其工作环境温度区间为-20摄氏度到60摄氏度，然后获取采样位置集合中的采样位置个数有9个，那么工作环境温度间隔为10摄氏度，即得到工作环境温度集合包括-20摄氏度、-10摄氏度、0摄氏度、10摄氏度、20摄氏度、30摄氏度、40摄氏度、50摄氏度、60摄氏度。
55.s1032、将所述当前温度和多个所述工作环境温度分别做差得到对应的温度差值，选取最小所述温度差值对应的工作环境温度作为基准温度。
56.例如，当前温度为42摄氏度，工作环境温度集合包括-20摄氏度、-10摄氏度、0摄氏度、10摄氏度、20摄氏度、30摄氏度、40摄氏度、50摄氏度、60摄氏度，那么前温度和多个所述工作环境温度分别做差，得到的最小温度差值为2摄氏度，其对应的工作环境温度为40摄氏度，则基准温度为40摄氏度。
57.s1033、根据所述基准温度获取所述基准温度对应的采样位置做为最佳采样位置。
58.例如，基准温度为40摄氏度，如图6所示，40摄氏度为temp7，则对应的采样位置为采用位置3，即采样位置3为最佳采样位置。
59.步骤s104、移动采样时钟到所述最佳采样位置，进行信号采样。
60.根据上述计算出的最佳采样位置，将采样时钟移动到最佳采样位置进行后续的信号采样。
61.上述实施例提供的信号采样方法，通过根据温度的变化对采样时钟进行移相操作，解决因为温度变化时，造成时钟偏移现象。如图4所示，当温度升高时，信号的延迟相对于采样时钟会增加，便会造成采样位置向左移动，也即clock3相较与clock2向左偏移；当温度降低时，信号的延迟相对于采样时钟会减少，便会造成采样位置向右移动，也即clock1相较与clock2向右偏移，如图6所示，通过根据当前温度对采样时钟进行对应的移相操作，对因为温度变化造成的信号时延通过移动采样位置进行补偿，有效的解决了因为温度变化造成的时钟漂移问题，且通过在时钟周期中的采样位置集合内选取最佳采样位置，使最佳采样位置远离信号边沿，保证移动采样时钟后所采样到的信号准确。
62.请参阅图7，图7为本发明实施例提供的一种信号采样装置的结构示意性框图。
63.如图7所示，信号采样装置300具体包括处理器301、存储器302、温度传感器303和采样器304，处理器301和存储器302、温度传感器303和采样器304通过总线305连接，该总线比如为i2c(inter-integrated circuit)总线。
64.具体地，处理器301用于提供计算和控制能力，支撑整个信号采样装置的运行。处理器301可以是中央处理单元(central processing unit，cpu)，该处理器301还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(digital signal processor，dsp)、专用集成电路(application specific integrated circuit，asic)、现场可编程门阵列(field-programmable gate array，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。其中，通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
65.具体地，存储器302可以是flash芯片、只读存储器(rom，read-only memory)磁盘、光盘、u盘或移动硬盘等。
66.具体地，温度传感器303用于获取信号采样装置的环境温度。
67.具体地，采样器304用于对待采样信号进行采样和对采样时钟进行移相。采样器304可以是fpga(field programmable gate array)，还可以是asic(application specific)。
68.本领域技术人员可以理解，图7中示出的结构，仅仅是与本发明实施例方案相关的部分结构的框图，并不构成对本发明实施例方案所应用于其上的信号采样装置的限定，具体的服务器可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
69.在一实施例中，所述处理器301用于运行存储在存储器302中的计算机程序，并在执行所述计算机程序时实现如下步骤：
70.获取预设采样点的温度传感器303的当前温度；获取待采样信号在一个时钟周期内对应的采样位置集合；根据所述当前温度，从所述采样位置集合内获取对应的最佳采样位置；采样器304移动采样时钟到所述最佳采样位置，进行信号采样。
71.在一些实施例中，处理器301获取预设采样点的当前温度，包括：
72.周期性获取所述预设采样点的温度传感器303的温度值，以获取所述预设采样点对应的温度集合；判断所述温度集合的最高温度和最低温度的差值是否小于预设差值；当所述差值小于所述预设差值时，将所述温度集合中最后一次获取的温度值做为所述当前温度。
73.在一些实施例中，处理器301获取待采样信号在一个时钟周期内对应的采样位置集合，包括：
74.获取所述信号发射端发射的待采样信号的时钟周期；根据预设移相精度采样器304在所述时钟周期内移动所述采样时钟的相位；根据移动后的所述采样时钟的相位采样器304对所述待采样信号进行采样，以获取对应相位的采样信号；根据所述采样信号判断进行移动后的所述相位对应的相位点是否为有效相位点；根据所述有效相位点构建所述采样位置集合。
75.在一些实施例中，处理器301获取所述信号发射端发射的待采样信号的时钟周期，包括：
76.获取信号发射端所发射待采样信号对应的信号频率，以根据所述信号频率获取所述时钟周期。
77.在一些实施例中，处理器301根据所述采样信号判断所述相位对应的相位点是否为有效相位点，包括：
78.判断所述采样信号是否为跳变信号；当所述采样信号为跳变信号时，判断相邻所述跳变信号之间的相位点数是否大于预设相位数；当相邻所述跳变信号之间的相位数大于预设相位数时，判断相邻所述跳变信号之间的相位点为有效相位点。
79.在一些实施例中，处理器301根据所述有效相位点构建所述采样位置集合，包括：
80.确定所述有效相位点的筛选位置；
81.根据所述筛选位置选取相邻的多个有效相位点以构建所述采样位置集合。
82.在一些实施例中，处理器301根据所述当前温度，从所述采样位置集合内获取对应的最佳采样位置，包括：
83.获取所述预设采样点的工作环境温度集合，所述工作环境温度集合中的多个工作环境温度和所述采样位置集合中的多个采样位置对应；将所述当前温度和多个所述工作环境温度分别做差得到对应的温度差值，选取最小所述温度差值对应的工作环境温度作为基准温度；根据所述基准温度获取所述基准温度对应的采样位置做为最佳采样位置。
84.在一些实施例中，处理器301获取所述预设采样点的工作环境温度集合，包括：
85.确定预设工作环境温度区间；根据采样位置集合中的采样位置个数及所述预设工作环境温度区间，确定工作环境温度间隔；根据所工作环境温度间隔及所述预设工作环境温度区间获取所述工作环境温度集合。
86.需要说明的是，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的信号采样装置的具体工作过程，可以参考前述信号采样方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
87.本发明实施例还提供一种存储介质，用于计算机可读存储，所述存储介质存储有一个或者多个程序，所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现如本发明实施例说明书提供的任一项信号采样的方法的步骤。
88.其中，所述存储介质可以是前述实施例所述的信号采样装置的内部存储单元，例如所述信号采样装置的硬盘或内存。所述存储介质也可以是所述信号采样装置的外部存储设备，例如所述信号采样装置上配备的插接式硬盘，智能存储卡(smart media card，smc)，安全数字(secure digital，sd)卡，闪存卡(flash card)等。
89.本领域普通技术人员可以理解，上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统、装置中的功能模块/单元可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。在硬件实施例中，在以上描述中提及的功能模块/单元之间的划分不一定对应于物理组件的划分；例如，一个物理组件可以具有多个功能，或者一个功能或步骤可以由若干物理组件合作执行。某些物理组件或所有物理组件可以被实施为由处理器，如中央处理器、数字信号处理器或微处理器执行的软件，或者被实施为硬件，或者被实施为集成电路，如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读介质上，计算机可读介质可以包括计算机存储介质(或非暂时性介质)和通信介质(或暂时性介质)。如本领域普通技术人员公知的，术语计算机存储介质包括在用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据)的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于ram、rom、eeprom、闪存或其他存储器技术、cd-rom、数字多功能盘(dvd)或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。此外，本领域普通技术人员公知的是，通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据，并且可包括任何信息递送介质。
90.应当理解，在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列
出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。
91.上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。以上所述，仅为本发明的具体实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。