一种高速数据采集系统的数据存储方法
【专利摘要】本发明公开了一种高速数据采集系统的数据存储方法，该方法的基本步骤为：跳变采样的数据可以通过“电平值+持续时间”的方式记录，针对这一特点，可把信号状态存储为基于采样时钟的计数器值，当输入信号发生跳变时，根据当前计数器值的大小将采样数据存成长度不一样的数据记录块，从而达到数据压缩的目的。解压时，根据数据压缩格式，可直接将压缩数据恢复成比特流。采用本发明无需对原始数据进行扫描，就可完成对数据的压缩；特别是在对多通道数字电路工作模块的数据进行采集时，能很好地减轻高速数据采集系统的传输和存储压力。
【专利说明】一种高速数据采集系统的数据存储方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及数据存储【技术领域】，特别涉及一种高速数据采集系统的数据存储方法。
【背景技术】
[0002]高速数据采集系统是一种应用极为广泛的电子测量设备，其基本任务就是测量输入的物理信号。特别是在某些引进的武器装备的研制与维修过程中，对其工作原理和各通道的工作时序不是很清楚的情况下，获取工作模块各通道的实时数据有着重要意义。通道数据的实时波形是判断装备是否正常工作的依据，也是检测各模块故障的有效手段。但由于这些装备的工作频率高，通道数量多，产生的数据量大，因此，在高速数据采集系统的数据传输速度和存储空间一定的条件下，其系统工作能力会大幅度降低。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是:一种高速数据采集系统的数据存储方法，其采用跳变采样的方式，能够极大的提供系统的工作能力。
[0004]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
[0005]一种高速数据采集系统的数据存储方法，其步骤包括:
[0006]步骤S1:将跳变采样的数据采用“电平值+持续时间”的方式进行记录；
[0007]步骤S2:再将信号存储为基于采样的计数器值；
[0008]步骤S3:当输入信号发生跳变时，根据当前计数器值的大小将采样数据存储成长度不一样的数据记录块，从而达到数据压缩的目的；
[0009]步骤S4:解压时，根据数据压缩格式，直接将压缩数据恢复成比特流。
[0010]进一步，所述数据记录块的长度是根据计数器值的大小来进行动态调整的。
[0011]进一步，所述步骤S4的具体步骤为:数据解压时，根据存储的格式，每次读出一个字节的数据，然后，根据该字节的压缩格式，判断褚该数据块的长度来决定后续读入几个字节来直接恢复出比特流。
[0012]进一步，所述步骤S3中压缩完成后的数据记录块按照二维映射的方式进行存储。
[0013]本发明的有益效果是:采用本发明无需对原始数据进行扫描，就可完成对数据的压缩；在存在周期信号或重复信号比较多的条件下，本发明的平均压缩率能达到25%，而且压缩实现简单高效。特别是在对多通道数字电路工作模块的数据进行采集时，能很好地减轻高速数据采集系统的传输和存储压力。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1是本发明的数据块结构图；
[0015]图2是本发明压缩数据的存储结构图；
[0016]图3是记录时隙和数据记录块之间的关系图。【具体实施方式】
[0017]以下结合附图，对本发明做进一步说明。
[0018]本发明讲述的是一种高速数据采集系统的数据存储方法，该方法的基本步骤为:跳变采样的数据可以通过“电平值+持续时间”的方式记录，针对这一特点，可把信号状态存储为基于采样时钟的计数器值，当输入信号发生跳变时，根据当前计数器值的大小将采样数据存成长度不一样的数据记录块，从而达到数据压缩的目的。解压时，根据数据压缩格式，可直接将压缩数据恢复成比特流。
[0019]其中，数据记录块长度是根据计数器值的大小来进行动态调整。考虑到输入信号的最大持续时间是不确定的，假设存在一个信号在测试时长内(通常为5分钟)没有发生变化，若采样时钟为100MHz，那么为了保证计数器不溢出，至少需要35比特长度的计数器。但如此长度的计数器在信号变化比较快的时候，即信号周期小于36个采样周期时，其存储效率反而不如直接采样存储的效率。因此，为了能在信号跳变快时保证一定的压缩率，又能保证信号最大持续时间内计数器不溢出，在本文所提的压缩处理中，数据最小记录块长度为4比特，最大长度为9字节，具体如图1所示。
[0020]数据记录块的各比特位的意义见表1，具体描述如下:
[0021]?第O位(DO):起始标志位，表示一个数据记录块的开始，标志位固定为O。
[0022]?第I位(Dl ):电平值位，表示本次跳变采样信号的输入电平值，如果输入为高电平，则该位值为1，反之则为O。
[0023]?第2位(D2):计数器标志位，表示后续是否有采样长度计数位(CNT)，如果该位为0，则表示后面没有CNT位，用第4位(3)接表示本次跳变采样点个数，如果为0，表示2个采样点(Tsample)，如果为I表示4个采样点，这样设计主要基于采样频率至少大于输入信号最高频率的2倍；如果D2为1，则表示后续带CNT位。
[0024]?第3位(D3):该位取值的意义与D2有关，D2为O时该位的取值意义已说明；在D2为I的情况下，如果该位为0，则D4~D7直接表示采样点长度计数值，如果为1，则D4~D7为后续比特的描述位。
[0025]?第4位(D4):当该位作为后续比特描述位时(D3 = I)，如果该位为0，D5~D15位为采样长度计数值；如果为1，D5~D7的值表示后续有n+2个字节作为采样长度计数。
[0026]第D5~D7:作为后续比特描述位时(D3 = 1，D4 = I)，取值范围为O~7，因此可分别表示后续有2~9个字节作为采样长度计数值。
[0027]表1数据压缩算法描述
【权利要求】
1.一种高速数据采集系统的数据存储方法，其特征在于，步骤包括: 步骤S1:将跳变采样的数据采用“电平值+持续时间”的方式进行记录； 步骤S2:再将信号存储为基于采样的计数器值； 步骤S3:当输入信号发生跳变时，根据当前计数器值的大小将采样数据存储成长度不一样的数据记录块，从而达到数据压缩的目的； 步骤S4:解压时，根据数据压缩格式，直接将压缩数据恢复成比特流。
2.如权利要求1所述的数据存储方法，其特征在于，所述数据记录块的长度是根据计数器值的大小来进行动态调整的。
3.如权利要求1所述的数据存储方法，其特征在于，所述步骤S4的具体步骤为:数据解压时，根据存储的格式，每次读出一个字节的数据，然后，根据该字节的压缩格式，判断褚该数据块的长度来决定后续读入几个字节来直接恢复出比特流。
4.如权利要求1所述的数据存储方法，其特征在于，所述步骤S3中压缩完成后的数据记录块按照二维映射的方式进行存储。
【文档编号】G06F12/04GK104035885SQ201410252371
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年6月9日 优先权日:2014年6月9日
【发明者】徐凯, 徐再, 赵云龙, 徐靖 申请人:张家港市鸿嘉数字科技有限公司