一种数据测量方法及系统与流程

本发明涉及数据测量技术领域，更具体的说，是涉及一种数据测量方法及系统。

背景技术：

示波器是利用电子示波管的特性，将人眼无法直接观测的交变电信号转换成图像，显示在荧光屏上以便测量的电子测量仪器，其中波形的参数测量是示波器的一个重要功能，由于测试人员在对输入波形进行分析时，需要同时查看多个波形参数的测量结果，目前，示波器的参数测量模块一般通过软件进行测量，而CPU是按照顺序逐条地执行指令，只能采用多种参数依次测量的方式，测量完一个参数后，才能进行下一个参数的测量。

发明人经过研究发现，采用软件对多种参数逐一测量的方式，处理速度比较慢，特别是当存在乘除法或者浮点运算时，单个参数的测量就需要很长时间，当进行多达几十种参数测量时，测量时间就会很长，从而影响测试人员的测试效率。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种数据测量方法，能够同时测量多种待测参数，有效提高了参数测量速度及测试人员的测量效率。

本发明还提供一种数据测量系统，用以保证上述方法在实际中的实现及应用。

一种数据测量方法，包括：

获取待测波形以及所述待测波形中需要测量的各个待测参数；

为每一个所述待测参数建立与其对应的测量线程；

将每一个所述待测参数进行测量时所需的初始值发送给与其对应的测量线程；

触发每一个测量线程，依据其各自接收到的初始值，对与其对应的待测参数进行测量。

上述的方法，优选的，所述为每一个待测参数建立与其对应的测量线程包括：

对于每一个测量参数，确定该测量参数的参数类型；

获取处理所述参数类型的测量线程；

将所述测量线程分配给所述测量参数。

上述的方法，优选的，所述将每一个所述待测参数进行测量时所需的初始值发送给与其对应的测量线程包括：

对每一个所述待测参数进行解析，获取每一个所述待测参数进行测量时所需的初始值；

依据待测参数与测量线程的对应关系，将每一个所述待测参数进行测量时所需的初始值发送给与其对应的测量线程。

上述的方法，优选的，所述触发每一个测量线程，依据其各自接收到初始值，同时对与其对应的待测参数进行测量包括：

向每一个所述测量线程发送触发指令；

触发每一个所述测量线程依据所述触发指令，以流水线的方式，分别对其对应的待测参数进行测量。

上述的方法，优选的，还包括：

输出每一个测量线程对其对应待测参数的测量结果。

一种数据测量系统，包括：

获取单元，用于获取待测波形以及所述待测波形中需要测量的各个待测参数；

建立单元，用于为每一个所述待测参数建立与其对应的测量线程；

发送单元，用于将每一个所述待测参数进行测量时所需的初始值发送给与其对应的测量线程；

测量单元，用于触发每一个测量线程，依据其各自接收到的初始值，同时对与其对应的待测参数进行测量。

上述的系统，优选的，所述建立单元包括：

确定子单元，用于对于每一个测量参数，确定该测量参数的参数类型；

获取子单元，用于获取处理所述参数类型的测量线程；

分配子单元，用于将所述测量线程分配给所述测量参数。

上述的系统，优选的，所述发送单元包括：

解析子单元，用于对每一个所述待测参数进行解析，获取每一个所述待测参数进行测量时所需的初始值；

第一发送子单元，用于依据待测参数与测量线程的对应关系，将每一个所述待测参数进行测量时所需的初始值发送给与其对应的测量线程。

上述的系统，优选的，所述测量单元包括：

第二发送子单元，用于向每一个所述测量线程发送触发指令；

测量子单元，用于触发每一个所述测量线程依据所述触发指令，以流水线的方式，分别对其对应的待测参数进行测量。

上述的系统，优选的，所述系统还包括：

输出单元，用于输出每一个测量线程对其对应待测参数的测量结果。

与现有技术相比，本发明包括以下优点：

本发明提供一种数据测量方法，包括：获取待测波形以及所述待测波形中需要测量的各个待测参数；为每一个所述待测参数建立与其对应的测量线程；将每一个所述待测参数进行测量时所需的初始值发送给与其对应的测量线程；触发每一个测量线程，依据其各自接收到的初始值，同时对与其对应的待测参数进行测量。

本发明中，为每一个所述待测参数建立与其对应的测量线程；将每一个所述待测参数进行测量时所需的初始值发送给与其对应的测量线程；触发每一个测量线程，依据其各自接收到的初始值，同时对与其对应的待测参数进行测量，从而能够实现多种待测参数的同时测量，有效提高了参数测量速度及测试人员的测试效率。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的一种数据测量方法的方法流程图；

图2为本发明提供的一种数据测量方法的又一方法流程图；

图3为本发明提供的一种数据测量方法的又一方法流程图；

图4为本发明提供的一种数据测量方法的又一方法流程图；

图5为本发明提供的一种数据测量系统的结构示意图；

图6为本发明提供的一种数据测量系统的一详细结构示意图；

图7为本发明提供的一种数据测量系统的又一结构示意图；

图8为本发明提供的一种数据测量系统的又一结构示意图。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅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。

本发明可用于众多通用或专用的数据测量装置环境或配置中。例如：数字示波器、多用表、频谱分析仪、功率分析仪、包括以上任何装置或设备的分布式测量环境等等。

参考图1，示出了本发明实施例提供的一种数据测量方法的方法流程图，本方法的执行主体可以为测量装置内的FPGA芯片，本发明提供的方法，包括：

步骤S101：获取待测波形以及所述待测波形中需要测量的各个待测参数；

本发明提供的方法中，获取待测波形以及所述待测波形中需要测量的各个待测参数，所述待测波形可以通过数据测量装置的信号输入端口获取；所述各个待测参数，可以通过解析数据测量装置内参数选择模块，所接收的参数选择指令，以获取所述待测波形中需要测量的各个待测参数。

步骤S102：为每一个所述待测参数建立与其对应的测量线程；

本发明中，所述为每一个所述待测参数建立与其对应的测量线程，可以通过查询存储单元中，预先存储的参数类型与测量程序之间的对应关系，获取每一个所述待测参数在测量时，所预先编写、调试好的测量程序，并将其分配给其对应的待测参数，以为每一个所述待测参数建立与其对应的测量线程；本发明中，所述每一个所述待测参数在测量时，各自所需的测量程序可以为不同的FPGA硬件电路程序，所述测量程序可以为测试人员编译好的FPGA代码，用于执行各种算术运算。

步骤S103：将每一个所述待测参数进行测量时所需的初始值发送给与其对应的测量线程；

本发明中，所述将每一个所述待测参数进行测量时所需的初始值发送给与其对应的测量线程，可以通过芯片的内部总线如AXI总线、avalon总线等，将每一个所述待测参数进行测量时所需的初始值发送给与其对应的测量线程。

步骤S104：触发每一个测量线程，依据其各自接收到的初始值，同时对与其对应的待测参数进行测量。

本发明中，所述触发每一个测量线程，依据其各自接收到的初始值，同时对与其对应的待测参数进行测量，可以通过控制器发送控制信号，以控制每一个测量线程执行相应的测量功能，同时对与其对应的待测参数进行测量。

通过应用本发明提供的数据测量方法，为每一个所述待测参数建立与其对应的测量线程；将每一个所述待测参数进行测量时所需的初始值发送给与其对应的测量线程；触发每一个测量线程，依据其各自接收到的初始值，同时对与其对应的待测参数进行测量，从而能够实现多种待测参数的同时测量，有效提高了参数测量速度及测试人员的测试效率。

参考图2，示出了本发明提供的一种数据测量方法的又一方法流程图，所述为每一个待测参数建立与其对应的测量线程包括：

步骤S201：对于每一个测量参数，确定该测量参数的参数类型；

本发明提供的方法中，对于每一个测量参数，确定该测量参数的参数类型，可以通过查询数据库中存储的测量参数与测量类型的对应关系，确定每一个测量参数对应的参数类型；也可以通过解析每一个测量参数所携带的类型标识，确定该测量参数的参数类型。

步骤S202：获取处理所述参数类型的测量线程；

本发明中，所述获取处理所述参数类型的测量线程，可以通过将每一个待测参数对应的参数类型，批量导入测量线程查询模块，批量获取每一个待测参数在测量时，所需的测量线程。

步骤S203：将所述测量线程分配给所述测量参数。

本发明中，所述将所述测量线程分配给所述测量参数，可以通过将所述测量线程分别加载到与每一个待测参数相对应的存储单元，以将所述测量线程分配给所述测量参数；其中每一个存储单元对应一个基本逻辑单元，存储在存储单元的数据，决定了逻辑单元的逻辑功能。

通过应用本发明提供的数据测量方法，为每一个所述待测参数建立与其对应的测量线程，可以实现多个待测参数的并行处理，测量一次可以并行输出多个待测参数的测量结果，提高了待测参数的测量速度。

参考图3，示出了本发明提供的一种数据测量方法的又一方法流程图，所述将每一个所述待测参数进行测量时所需的初始值发送给与其对应的测量线程包括：

步骤S301：对每一个所述待测参数进行解析，获取每一个所述待测参数进行测量时所需的初始值；

本发明提供的方法中，对每一个所述待测参数进行解析，获取每一个所述待测参数进行测量时所需的初始值，可以依据获取的待测波形，调用用于初始值测量的程序，分别统计出每一个待测参数在测量时，所需的初始值；例如当进行电压峰峰值的测量时，需要从屏幕上获取待测波形的垂直档位，并结合当前采样数据的最高幅值与最低幅值，即可算出峰峰值；当进行频率的测量时，需要先获取待测波形信号的周期T，而周期测量可通过计算两个相邻上升沿的间隔时间来得到。

步骤S302：依据待测参数与测量线程的对应关系，将每一个所述待测参数进行测量时所需的初始值发送给与其对应的测量线程。

本发明中，依据待测参数与测量线程的对应关系，将每一个所述待测参数进行测量时所需的初始值发送给与其对应的测量线程，利用待测参数与测量线程的对应关系，将每一个所述待测参数进行测量时所需的初始值，利用芯片的内部总线如AXI总线、avalon总线等，发送给与其对应的测量线程。

通过应用本发明提供的数据测量方法，实现了快速准确的对待测参数进行测量。

参考图4，示出了本发明提供的一种数据测量方法的又一方法流程图，所述触发每一个测量线程，依据其各自接收到初始值，同时对与其对应的待测参数进行测量包括：

步骤S401：向每一个所述测量线程发送触发指令；

在本发明提供的方法中，所述向每一个所述测量线程发送触发指令，可以通过微处理器向每一个所述测量线程发送触发指令，其中，可以根据用户的需求，预先设置时间节点，当到达所述时间节点时，通过微处理器向每一个所述测量线程发送触发指令；也可以当用户点击所需待测参数进行测量时，微处理器通过FPGA内部总线向每一个测量线程发送触发指令。

步骤S402：触发每一个所述测量线程依据所述触发指令，以流水线的方式，分别对其对应的待测参数进行测量。

本发明中，触发每一个所述测量线程依据所述触发指令，以流水线的方式，分别对其对应的待测参数进行测量，所述流水线为利用FPGA芯片内部不同电路之间可以同时工作所具有的优势，每个所述测量线程通过流水线的处理方式，分别对其对应的待测参数进行测量。

采用流水线进行测量的具体实现过程，可以为在第一时刻，任一所述测量线程内的第一测量子程序依据接收的第一初始值，计算得到第一结果，并将所述第一结果发送给所述测量线程内的第二测量子程序；在第二时刻，所述第二测量子程序依据所述第一结果，计算第二结果，同时所述第一测量子程序依据接收的第二初始值，计算与所述第二初始值对应的第一结果。

例如，当进行电压测量时，若需要完成3步运算，则第一测量子程序依据接收的第一初始值，先进行第一步的运算，将运算结果输出作为第二测量子程序的输入量；所述第二测量子程序依据所述第一结果，通过运算公式，计算第二结果，并将计算的结果输出作为第三测量子程序的输入量，与此同时第一测量子程序进行下一个第一步的运算；而第三测量子程序的运算结果作为最终结果输出。

任一所述测量线程可以包括：一种或多种运算程序，所述运算程序为加法运算程序、减法运算程序、除法运算程序、乘法运算程序、开方运算程序、指数运算程序、平方运算程序、微分运算程序、积分运算程序、对数运算程序和三角函数运算程序。

通过应用本发明提供的数据测量方法，采用流水线的处理方式，提高了数学运算速度，进一步缩短了测量时间；并且，由于FPGA的并行特性，运算时对系统的其它操作不会产生影响，进而不会出现系统卡顿的情况。

在本发明提供的一种数据测量方法的又一方法中，在实施例一的基础上，还包括：

输出每一个测量线程对其对应待测参数的测量结果。

应用本发明提供的数据测量方法，将每一个测量线程对其对应待测参数的测量结果进行输出，方便测试人员对所述测量结果进行分析，及时发现异常数据，提高了参数测量的准确性。

与图1所述方法相对应的，本发明还提供了一种数据测量系统，其结构示意图如图5所示，该系统包括：

获取单元501，用于获取待测波形以及所述待测波形中需要测量的各个待测参数；

建立单元502，用于为每一个所述待测参数建立与其对应的测量线程；

发送单元503，用于将每一个所述待测参数进行测量时所需的初始值发送给与其对应的测量线程；

测量单元504，用于触发每一个测量线程，依据其各自接收到的初始值，同时对与其对应的待测参数进行测量。

通过应用本发明提供的数据测量系统，为每一个所述待测参数建立与其对应的测量线程；将每一个所述待测参数进行测量时所需的初始值发送给与其对应的测量线程；触发每一个测量线程，依据其各自接收到的初始值，同时对与其对应的待测参数进行测量，从而能够实现多种待测参数的同时测量，有效提高了参数测量速度及测试人员的测试效率。

图6示出了本发明提供的数据测量系统的又一结构示意图，所述建立单元502包括：

确定子单元5021，用于对于每一个测量参数，确定该测量参数的参数类型；

获取子单元5022，用于获取处理所述参数类型的测量线程；

分配子单元5023，用于将所述测量线程分配给所述测量参数。

本发明提供的系统中，所述发送单元503包括：

解析子单元5031，用于对每一个所述待测参数进行解析，获取每一个所述待测参数进行测量时所需的初始值；

第一发送子单元5032，用于依据待测参数与测量线程的对应关系，将每一个所述待测参数进行测量时所需的初始值发送给与其对应的测量线程。

本发明提供的系统中，所述测量单元504包括：

第二发送子单元5041，用于向每一个所述测量线程发送触发指令；

测量子单元5042，用于触发每一个所述测量线程依据所述触发指令，以流水线的方式，分别对其对应的待测参数进行测量。

本发明提供的系统中，所述系统还包括：

输出单元505，用于输出每一个测量线程对其对应待测参数的测量结果。

图7示出了本发明提供的一种数据测量系统的又一结构示意图，该系统包括：数据加载单元601、测量单元组602和输出单元603；

所述数据加载单元601，用于加载待测波形以及所述待测波形中需要测量的各个待测参数；

所述测量单元组602，包括多个不同的测量单元，其中每个测量单元用于测量其中一种所述待测参数；每一个所述测量单元，用于依据其对应的待测参数在测量时，所需的初始值，通过FPGA硬件电路程序，采用流水线的方式同时对与其对应的待测参数进行测量；

利用FPGA的并行性，可对采样数据进行多点并行计算，将测量时间再次缩短，如图8所示，每个所述测量单元包括多个不同的运算子单元，所述运算子单元之间采用流水线的处理方式进行运算。

其中，完成某一个参数类型测量所需的时间可以定义为如下公式1-1：

其中，L为波形数据的总长度；T_clk为时钟周期时间，和系统采用的时钟有关；M为每个时钟周期内可并行处理的数据量；当然表达式成立的前提是采用流水线操作。

由于每个运算子单元都能实时处理数据，因此每个测量单元的测量时间是一样的。所以当进行多个参数测量时，需要总的测量时间依然为：

T＝T_i 公式1-2

从公式1-2可看出测量需要的总时间与测量参数的数量无关，增加任意测量项并不会增加测量时间。

所述输出单元603，用于输出每一个测量线程对其对应待测参数的测量结果。

本发明提出的参数测量系统采用FPGA硬件电路程序实现，不仅可以支持多种参数同时测量，并且还可以采用流水线的处理方式，其中，在相同时间内，采用流水线操作比不采用流水线操作能完成更多的搜索步骤，有效提高了测试效率，解决了参数测量计算速度慢的问题，同时克服了目前示波器搜索速度慢的短板，将数字示波器的性能提升了一个台阶。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于装置类实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，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、物品或者设备不仅包括那些要素，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、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种单元分别描述。当然，在实施本发明时可以把各单元的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。

以上对本发明所提供的一种数据测量方法及系统进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。