波形数据的解码处理方法及解码处理装置、数字示波器论文和设计-李富伟

全文摘要

波形数据的解码处理方法及解码处理装置、数字示波器，该解码处理方法包括：获取信号的波形数据；根据一个或多个阈值电平对波形数据进行数字化处理，得到若干组电平数据；按照预设的数据压缩规则对每一组电平数据进行预处理，得到压缩数据；数据压缩规则为用一个二进制数组表示每一组电平数据的电平状态和电平宽度；根据该数据压缩规则对应的解码协议对压缩数据进行解码处理，得到解码数据。由于可以根据多个阈值电平对波形数据进行数字化处理，且利用二进制数组的高位来表示多种电平状态，使得多阈值电平协议压缩和解码成为可能，避免了现有技术中仅能对单阈值电平协议解码的局限性。

主设计要求

1.一种波形数据的解码处理方法,其特征在于，包括以下步骤：获取信号的波形数据；根据一个或多个阈值电平对所述波形数据进行数字化处理，得到若干组电平数据；按照预设的数据压缩规则对每一组电平数据进行预处理，得到压缩数据；所述数据压缩规则为用一个二进制数组表示每一组电平数据的电平状态和电平宽度；得到所述压缩数据的过程包括：对于每一组电平数据，用所述二进制数组中的高M位表示该组电平数据的电平状态，用所述二进制数组中的低N位表示该组电平数据的电平宽度，以及利用所述二进制数组形成所述压缩数据；其中，该组电平数据的电平状态为高电平、低电平或中间电平，该组电平数据的电平宽度为该组电平数据内数据点的数目，M+N的值等于所述二进制数组的总位数；根据所述数据压缩规则对应的解码协议对所述压缩数据进行解码处理，得到解码数据。

设计方案

1.一种波形数据的解码处理方法,其特征在于，包括以下步骤：

获取信号的波形数据；

根据一个或多个阈值电平对所述波形数据进行数字化处理，得到若干组电平数据；

按照预设的数据压缩规则对每一组电平数据进行预处理，得到压缩数据；所述数据压缩规则为用一个二进制数组表示每一组电平数据的电平状态和电平宽度；得到所述压缩数据的过程包括：对于每一组电平数据，用所述二进制数组中的高M位表示该组电平数据的电平状态，用所述二进制数组中的低N位表示该组电平数据的电平宽度，以及利用所述二进制数组形成所述压缩数据；其中，该组电平数据的电平状态为高电平、低电平或中间电平，该组电平数据的电平宽度为该组电平数据内数据点的数目，M+N的值等于所述二进制数组的总位数；

根据所述数据压缩规则对应的解码协议对所述压缩数据进行解码处理，得到解码数据。

2.如权利要求1所述的解码处理方法，其特征在于，所述根据一个或多个阈值电平对所述波形数据进行数字化处理，得到若干组电平数据，包括：

对于一个阈值电平，将所述波形数据与该阈值电平进行比较，利用连续大于该阈值电平或者连续小于该阈值电平的波形数据形成一组电平数据；

对于多个阈值电平，将所述波形数据与该些阈值电平分别进行比较，利用连续大于该些阈值电平中最大的阈值电平、连续小于该些阈值电平中最小的阈值电平或者连续在两个相邻阈值电平的范围内的波形数据形成一组电平数据。

3.如权利要求2所述的解码处理方法，其特征在于，包括：

若任意一组电平数据对应的波形数据的值大于最大的阈值电平，则设置该组电平数据的电平状态为高电平；

若任意一组电平数据对应的波形数据的值小于最小的阈值电平，则设置该组电平数据的电平状态为低电平；

若任意一组电平数据对应的波形数据的值在两个相邻阈值电平的范围内，则设置该组电平数据的电平状态为中间电平。

4.如权利要求1-3中任一项所述的解码处理方法，其特征在于，包括：

所述二进制数组的总位数为32，M、N分别为3、29；用高M位构成的第一值表示低电平，用高M位构成的第二值表示中间电平，用高M位构成的第三值表示高电平；用0表示低N位中除电平宽度对应的二进制转换结果之外的数值位。

5.如权利要求4所述的解码处理方法，其特征在于，所述根据所述数据压缩规则对应的解码协议对所述压缩数据进行解码处理，得到解码数据，包括：

获取所述压缩数据对应的二进制数组中的高M位和低N位，根据高M位、低N位分别确定所述压缩数据的电平状态、电平宽度；利用所述压缩数据的电平状态和电平宽度形成解码数据。

6.如权利要求5所述的解码处理方法，其特征在于，在得到所述解码数据之后，还包括：

对所述解码数据进行格式化与过滤处理，以消除屏幕显示范围之外的数据或者滤掉在相同像素点上叠加显示的重复数据；

对格式化与过滤处理之后的数据进行显示。

7.一种波形数据的解码处理装置，其特征在于，包括：

获取单元，用于获取信号的波形数据；

第一处理单元，用于根据一个或多个阈值电平对所述波形数据进行数字化处理，得到若干组电平数据；

第二处理单元，用于按照预设的数据压缩规则对每一组电平数据进行预处理，得到压缩数据；所述数据压缩规则为用一个二进制数组表示每一组电平数据的电平状态和电平宽度；所述第二处理单元得到所述压缩数据的过程包括：对于每一组电平数据，用所述二进制数组中的高M位表示该组电平数据的电平状态，用所述二进制数组中的低N位表示该组电平数据的电平宽度，以及利用所述二进制数组形成所述压缩数据；其中，该组电平数据的电平状态为高电平、低电平或中间电平，该组电平数据的电平宽度为该组电平数据内数据点的数目，M+N的值等于所述二进制数组的总位数；

第三处理单元，用于根据所述数据压缩规则对应的解码协议对所述压缩数据进行解码处理，得到解码数据。

8.一种数字示波器，其特征在于，包括：

采样装置，用于对一信号进行连续采样，以形成所述信号的波形数据；

如权利要求7所述的解码处理装置，所述获取单元与所述采样装置连接，所述获取单元用于从所述采样装置获取所述波形数据。

9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，包括程序，所述程序能够被处理器执行以实现如权利要求1-6中任一项所述的解码处理方法。

设计说明书

技术领域

本发明涉及信号测量技术领域，具体涉及解码数据的处理方法及解码处理装置、数字示波器。

背景技术

随着示波器的采样率越来越高，存储深度越来越大，解码的数据量也就越来越大，当前示波器通常将采集到的数据点经过数字预处理之后，再经过解码器解码处理，获得解码数据结果并将解码结果进行显示。在此过程中，采样数据通常从FPGA搬到CPU运算内存中，采样数据在CPU运算内存中完成预处理、解码以及显示工作。对于存储深度较大的示波器，采样数据点往往比较多，采集数据全部从FPGA搬运到CPU中将消耗较长时间，并且让CPU完成数据预处理则致使CPU负荷加大、效率低下，也将导致整个解码时间不可接受，此外，也需要较大的CPU运行内存空间，增加示波器的产品成本。

请参考图1，专利文献（CN201611233784.8）公开一种解码数据处理方法、装置及示波器，其中解码数据处理方式包括：采集波形数据，对采集到的波形数据进行数字化处理，将数字化处理后的数据进行边沿压缩，将压缩数据根据对应的协议进行解码处理，最后进行显示。其中最为重要的是，波形数据数字化处理之后进行数据压缩，从而避免解码时需要大量的原始数据进行解码，从而提高解码效率，其他过程都是示波器解码基本且通用的过程。此外，边沿压缩数据的详细方案是：根据当前门限阈值将采集到的波形数据进行数字化处理来进行边沿压缩，压缩数据的数据流组织形式为初始状态+N个间隔脉宽，其中第一位为压缩数据的初始状态值“0”或“1”状态，其他位为当前边沿位置距离上一个边沿位置的间隔脉宽，每个边沿出现即表示和上一个边沿的状态相反。这种技术方案虽然实现了解码数据的处理功能，但是还存在一些问题：（1）不能支持多阈值电平解码的波形数据压缩，例如1553B双阈值电平解码协议下的数据压缩需求；（2）压缩数据流为无损最大压缩，但FPGA实现和解码器解析数据较为复杂。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是如何提高大存储深度示波器对全采样数据点的解码效率。为解决上述技术问题，本申请提供一种波形数据的解码处理方法及解码处理装置、数字示波器。

根据第一方面，一种实施例中提供一种波形数据的解码处理方法，包括以下步骤：获取信号的波形数据；根据一个或多个阈值电平对所述波形数据进行数字化处理，得到若干组电平数据；按照预设的数据压缩规则对每一组电平数据进行预处理，得到压缩数据；所述数据压缩规则为用一个二进制数组表示每一组电平数据的电平状态和电平宽度；根据所述数据压缩规则对应的解码协议对所述压缩数据进行解码处理，得到解码数据。

所述根据一个或多个阈值电平对所述波形数据进行数字化处理，得到若干组电平数据，包括：对于一个阈值电平，将所述波形数据与该阈值电平进行比较，利用连续大于该阈值电平或者连续小于该阈值电平的波形数据形成一组电平数据；对于多个阈值电平，将所述波形数据与该些阈值电平分别进行比较，利用连续大于该些阈值电平中最大的阈值电平、连续小于该些阈值电平中最小的阈值电平或者连续在两个相邻阈值电平的范围内的波形数据形成一组电平数据。

所述按照预设的数据压缩规则对每一组电平数据进行预处理，得到压缩数据，包括：对于每一组电平数据，用所述二进制数组中的高M位表示该组电平数据的电平状态，用所述二进制数组中的低N位表示该组电平数据的电平宽度；利用所述二进制数组形成所述压缩数据；其中，该组电平数据的电平状态为高电平、低电平或中间电平，该组电平数据的电平宽度为该组电平数据内数据点的数目，M+N的值等于所述二进制数组的总位数。

若任意一组电平数据对应的波形数据的值大于最大的阈值电平，则设置该组电平数据的电平状态为高电平；若任意一组电平数据对应的波形数据的值小于最小的阈值电平，则设置该组电平数据的电平状态为低电平；若任意一组电平数据对应的波形数据的值在两个相邻阈值电平的范围内，则设置该组电平数据的电平状态为中间电平。

所述根据所述数据压缩规则对应的解码协议对所述压缩数据进行解码处理，得到解码数据，包括：获取所述压缩数据对应的二进制数组中的高M位和低N位，根据高M位、低N位分别确定所述压缩数据的电平状态、电平宽度；利用所述压缩数据的电平状态和电平宽度形成解码数据。

在得到所述解码数据之后，还包括：对所述解码数据进行格式化与过滤处理，以消除屏幕显示范围之外的数据或者滤掉在相同像素点上叠加显示的重复数据；对格式化与过滤处理之后的数据进行显示。

根据第二方面，一种实施例中提供一种波形数据的解码处理装置，包括：获取单元，用于获取信号的波形数据；第一处理单元，用于根据一个或多个阈值电平对所述波形数据进行数字化处理，得到若干组电平数据；第二处理单元，用于按照预设的数据压缩规则对每一组电平数据进行预处理，得到压缩数据；所述数据压缩规则为用一个二进制数组表示每一组电平数据的电平状态和电平宽度；第三处理单元，用于根据所述数据压缩规则对应的解码协议对所述压缩数据进行解码处理，得到解码数据。

根据第三方面，一种实施例中提供一种数字示波器，包括：采样装置，用于对一信号进行连续采样，以形成所述信号的波形数据；如第二方面中所述的解码处理装置，所述获取单元与所述采样装置连接，所述获取单元用于从所述采样装置获取所述波形数据。

根据第四方面，一种实施例中提供一种计算机可读存储介质，包括程序，所述程序能够被处理器执行以实现如上述第一方面中所述的解码处理方法。

本申请的有益效果是：

依据上述实施例的一种波形数据的解码处理方法及解码处理装置、数字示波器，该解码处理方法包括：获取信号的波形数据；根据一个或多个阈值电平对波形数据进行数字化处理，得到若干组电平数据；按照预设的数据压缩规则对每一组电平数据进行预处理，得到压缩数据；数据压缩规则为用一个二进制数组表示每一组电平数据的电平状态和电平宽度；根据该数据压缩规则对应的解码协议对压缩数据进行解码处理，得到解码数据。第一方面，由于采用了新的数据压缩规则，用二进制数组中的高位和低位分别表示每一组电平数据的电平状态和电平宽度，如此即得到了波形数据的有效信息，也减小了波形数据的存储空间；第二方面，由于系统可以根据多个阈值电平对波形数据进行数字化处理，且利用二进制数组的高位来表示多种电平状态，使得多阈值电平协议压缩和解码成为可能，避免了现有技术中仅能对单阈值电平协议解码的局限性；第三方面，由于新采用的数据压缩规则中高位和低位的合理配置，不仅为系统预留了后续电平状态的扩展空间，还提供了采样点数的扩充宽度，甚至可以超过512M；第四方面，本技术方案中数据压缩规则的实现手段较为简单、高效，可以缩短每一组电平数据的预处理时间以及缩短压缩数据的解码处理时间，从而提供波形数据的解码效率；第五方面，在解码处理装置中可以通过FPGA实现电平数据的预处理过程，通过CPU实现压缩数据的解码处理过程，利用这种相互配合的工作模式能够克服大存储深度示波器解码效率很低的问题，还能够降低对CPU运行内存的需求，以及减少装置的应用成本。

附图说明

图1为本申请中波形数据的解码处理方法的流程图；

图2为形成压缩数据和形成解码数据的流程图；

图3为格式化与过滤处理以及数据显示的流程图；

图4为本申请中波形数据的解码处理装置的结构示意图；

图5为本申请一种实施例中数字示波器的结构示意图；

图6为本申请另一种实施例中数字示波器的结构示意图；

图7为根据一个阈值电平对波形数据进行数字化处理的原理示意图；

图8为根据两个阈值电平对波形数据进行数字化处理的原理示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。

另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接（联接）。

实施例一、

请参考图1，本申请公开一种波形数据的解码处理方法，主要包括步骤S100-S400，下面分别说明。

步骤S100，获取信号的波形数据。

需要说明的是，这里的波形数据是指模拟信号在通过ADC采样器件（即模数转换器）时采样得到的数据，在时域中表现为连续波动的离散信号；通常情况下，ADC采样器件具有较高的采样频率，每秒从连续信号中提取并组成离散信号的采样个数也很大，能够用数字形式较为准确地表示连续信号的在时域中的波动情况。

步骤S200，根据一个或多个阈值电平对波形数据进行数字化处理，得到若干组电平数据。

在根据一个阈值电平对波形数据进行数字化处理时，即对于一个阈值电平时，将波形数据与该阈值电平进行比较，利用连续大于该阈值电平或者连续小于该阈值电平的波形数据形成一组电平数据。例如图7，一个数字电路的阈值电平为V1，那么可以利用采样点100到采样点200之间的波形数据形成第一组电平数据，该组电平数据中每个数据点的值可以统一进行标识，如用数字“0”进行标识，代表该组电平数据对应的波形数据的值均小于V1；利用采样点200至采样点300之间的波形数据形成第二组电平数据，该组电平数据中每个数据点的的值可以统一进行标识，如用数字“1”进行标识，代表该组电平数据对应的波形数据的值均大于V1。

在根据多个阈值电平对波形数据进行数字化处理时，即对于多个阈值电平时，将波形数据与该些阈值电平分别进行比较，利用连续大于该些阈值电平中最大的阈值电平、连续小于该些阈值电平中最小的阈值电平或者连续在两个相邻阈值电平的范围内的波形数据形成一组电平数据。例如图8，一个数字电路的阈值电平为V1、V2，且V1>V2，那么可以利用采样点100到采样点250之间的波形数据形成第一组电平数据，该组电平数据中每个数据点的值可以统一进行标识，如数字“1”进行标识，代表该组电平数据对应的波形数据的值均大于V1,；利用采样点250至采样点300之间的波形数据形成第二组电平数据，该组电平数据中每个数据点的值可以统一进行标识，如数字“-1”进行标识，代表该组电平数据对应的波形数据的值均小于V1且大于V2；利用采样点300到采样点450之间的波形数据形成第三组电平数据，该组电平数据中每个数据点的值可以统一进行标识，如数字“0”进行标识，代表该组电平数据对应的波形数据的值均小于V2。

在本实施例中，阈值电平是指数字电路中能够使得电路勉强做翻转动作的电平。若任意一组电平数据对应的波形数据的值大于最大的阈值电平，则设置该组电平数据的电平状态为高电平，比如图8中根据采样点100-250之间的波形数据形成的电平数据的电平状态就是高电平；若任意一组电平数据对应的波形数据的值小于最小的阈值电平，则设置该组电平数据的电平状态为低电平，比如图8中根据采样点300-450之间的波形数据形成的电平数据的电平状态就是低电平；若任意一组电平数据对应的波形数据的值在两个相邻阈值电平的范围内，则设置该组电平数据的电平状态为中间电平，比如图8中根据采样点250-300之间的波形数据形成的电平数据的电平状态就是高电平。

步骤S300，按照预设的数据压缩规则对每一组电平数据进行预处理，得到压缩数据。在本实施例中数据压缩规则为用一个二进制数组表示每一组电平数据的电平状态和电平宽度。在一具体实施例中，见图2，该步骤S300可以包括步骤S310-S320，分别说明如下。

步骤S310，对于每一组电平数据，用二进制数组中的高M位表示该组电平数据的电平状态，用二进制数组中的低N位表示该组电平数据的电平宽度。其中，该组电平数据的电平状态为高电平、低电平或中间电平，该组电平数据的电平宽度为该组电平数据内数据点的数目，M+N的值等于该二进制数组的总位数。

步骤S320，利用二进制数组形成压缩数据。具体地，可以将M+N位的二进制数组转化为八进制、十进制或十六进制的数据，从而形成了对应进制的压缩数据，如此可以节约压缩数据的存储空间，利于提高波形数据的存储深度。

在本实施例中，可以设置二进制数组的总位数为32，M、N分别为3、29；用高M位构成的第一值表示低电平，用高M位构成的第二值表示中间电平，用高M位构成的第三值表示高电平；用0表示低N位中除电平宽度对应的二进制转换结果之外的数值位。

例如图8，对于根据采样点100-250之间的波形数据形成的一组电平数据，可以用32位的二进制数组进行表示。设置二进制数组由“高3位+低29位”组成，用高3位构成的第一值（如0b000或[000]，“0b”是二进制的意思）表示低电平，用高3位构成的第二值（如0b101）构成中间电平，用高3位构成的第三值（如0b011）表示高电平。那么，可以用集合{0b000,100}表示图8中采样点0-100之间的波形数据形成的电平数据，其中0b000表示该组电平数据均为低电平，100表示该组电平数据的电平宽度是100个数据点；可以用集合{0b011,150}表示图8中采样点100-150之间的波形数据形成的电平数据，其中0b011表示该组电平数据均为高电平，150表示该组电平数据的电平宽度是150个数据点；可以用集合{0b101,50}表示图8中采样点250-300之间的波形数据形成的电平数据，其中0b101表示该组电平数据均为中间电平，50表示该组电平数据的电平宽度是50个数据点；其它组的电平数据可以采用类似的集合形式进行表示，这里不再进行赘述。

然后，将每组电平数据对应的集合转换为32位的二进制即可得到二进制数组。这里以集合{0b011, 150}为例进行说明，150对应的二进制是0b1001 0110，凑足低29位0b00000 0000 0000 0000 0000 1001 0110，与高3位0b011进行结合即可得到二进制数组0b0110 0000 0000 0000 0000 0000 1001 0110，这里的“0b”是二进制的意思。为了节约数据的存储空间，可以将该二进制数组进行转换，得到十六进制形式的压缩数据，即0x60000096，这里的“0x”是十六进制的意思。那么，可以方便得到根据集合{0b000, 100}、{0b101, 50}、{0b000, 150}分别得到的压缩数据为0x00000064、0xA0000032、0x00000096。

需要说明的是，还可以根据需要而设置其它的电平状态，如用0b001表示次低电平、用0b010表示次高电平、用0b100表示维持电平，用0b110、0b111表示预留扩展电平，如此可以预留足够的数值来满足电平状态的扩展空间。

需要说明的是，二进制数组中的低29位总共可以覆盖512M个采样点，能够满足多数场合下的数据压缩需求。

步骤S400，根据数据压缩规则对应的解码协议对压缩数据进行解码处理，得到解码数据。这里的解码协议可以是本技术领域内数据解码处理时的常用协议，比如针对双阈值电平的MIL-STD-1553B协议，针对单个阈值电平的IIC协议、SPI协议、UART协议、CAN协议、LIN协议或IIS协议，由于解码协议属于现有技术，所以这里不再进行详细说明。在一具体实施例中，见图2，该步骤S400可以包括步骤S410-S420，分别说明如下。

步骤S410，获取压缩数据对应的二进制数组中的高M位和低N位，根据高M位、低N位分别确定压缩数据的电平状态、电平宽度。

例如，对于压缩数据0x60000096，其二进制数组为0b0110 0000 0000 0000 00000000 1001 0110。解码过程中，根据MIL-STD-1553B协议提取该二进制数组的高3位是0b011，由此确定该压缩数据的电平状态为高电平；提取该二进制数组的低29位是0b0 00000000 0000 0000 0000 1001 0110，由此确定该压缩数据的电平宽度是150个数据点。

步骤S420，利用压缩数据的电平状态和电平宽度形成解码数据。

例如，对于压缩数据0x60000096，其电平状态为高电平，电平宽度为150个数据点，那么在该压缩数据经过解码器后形成解码数据。需要说明的是，所形成的解码数据主要是信号传输所对应协议的数据内容，其次是附加信息（如帧号、帧起始时间、一帧数据内容的起始和结束位置等）。例如：信号为IIC数据传输信号，则设置好对应阈值电平，根据本技术方案内容将采集形成的波形数据压缩得到压缩数据，压缩数据经过解码器完成按照IIC协议解码，即可获得IIC协议类型的解码数据。

在另一个实施例中，见图3，在步骤S400之后（即在得到解码数据之后）还包括步骤S500，具体包括步骤S510-S520。

步骤S510，对所解码数据进行格式化与过滤处理，以消除屏幕显示范围之外的数据或者滤掉在相同像素点上叠加显示的重复数据。由于格式化与过滤处理是当代数字示波器中常用的数据处理方法，因此这里不再对格式化与过滤处理的过程进行详细说明。

步骤S520，对格式化与过滤处理之后的数据进行显示。在一具体实施例中，可以通过数据列表的形式对格式化与过滤处理之后的数据进行显示，还可以通过波形图的形式对格式化与过滤处理之后的数据进行显示，这里不再进行具体限定。

实施例二、

请参考图4，本申请在实施例一中公开的波形数据的解码处理方法的基础上，相应地还公开了一种波形数据的解码处理装置1，主要包括获取单元11、第一处理单元12、第二处理单元13和第三处理单元14，下面分别说明。

获取单元11用于获取信号的波形数据。这里的波形数据是指模拟信号在通过ADC采样器件（即模数转换器）时采样得到的数据，在时域中表现为连续波动的离散信号。

第一处理单元12与获取单元11连接，用于根据一个或多个阈值电平对获取的波形数据进行数字化处理，得到若干组电平数据。具体地，在根据一个阈值电平对波形数据进行数字化处理时，即对于一个阈值电平时，第一处理单元12将波形数据与该阈值电平进行比较，利用连续大于该阈值电平或者连续小于该阈值电平的波形数据形成一组电平数据。在根据多个阈值电平对波形数据进行数字化处理时，即对于多个阈值电平时，第一处理单元12将波形数据与该些阈值电平分别进行比较，利用连续大于该些阈值电平中最大的阈值电平、连续小于该些阈值电平中最小的阈值电平或者连续在两个相邻阈值电平的范围内的波形数据形成一组电平数据。关于第一处理单元12的具体功能可以参考实施例一中的步骤S200，这里不再进行赘述。

第二处理单元13与第一处理单元12连接，用于按照预设的数据压缩规则对每一组电平数据进行预处理，得到压缩数据；数据压缩规则为用一个二进制数组表示每一组电平数据的电平状态和电平宽度。在一具体实施例中，对于每一组电平数据，第二处理单元13用二进制数组中的高M位表示该组电平数据的电平状态，用二进制数组中的低N位表示该组电平数据的电平宽度；利用该二进制数组形成压缩数据；其中，该组电平数据的电平状态为高电平、低电平或中间电平，该组电平数据的电平宽度为该组电平数据内数据点的数目，M+N的值等于该二进制数组的总位数。关于第二处理单元13的具体功能可以参考实施例一中的步骤S300，这里不再进行赘述。

第三处理单元14与第二处理单元13连接，用于根据数据压缩规则对应的解码协议对压缩数据进行解码处理，得到解码数据。在一具体实施例中，第三处理单元14获取压缩数据对应的二进制数组中的高M位和低N位，根据高M位、低N位分别确定压缩数据的电平状态、电平宽度；以及利用压缩数据的电平状态和电平宽度形成解码数据。关于第三处理单元14的具体功能可以参考实施例一中的步骤S400，这里不再进行赘述。

进一步地，见图4，本实施例中的解码处理装置1还可以包括与第三处理单元14连接的显示单元15，该显示单元15用于对解码数据进行格式化与过滤处理，以消除屏幕显示范围之外的数据或者滤掉在相同像素点上叠加显示的重复数据；以及用于对格式化与过滤处理之后的数据进行显示。在一具体实施例中，可以通过数据列表的形式对格式化与过滤处理之后的数据进行显示，还可以通过波形图的形式对格式化与过滤处理之后的数据进行显示，这里不再进行具体限定。关于显示单元15的具体功能可以参考实施例一中的步骤S500，这里不再进行赘述。

在本实施例中，获取单元11、第一处理单元12、第二处理单元13、第三处理单元14和显示单元可以是FPGA逻辑器件上集成的功能模块，也可以是CPU处理器上执行的功能模块，不做具体限定。

为提高波形数据的解码处理效率，减少解码处理装置1的处理用时，可以采用一种优选地硬件组合方式来构建解码处理装置1。比如，通过一个FPGA逻辑器件来实现获取单元11和第一处理单元12的功能，通过一个CPU处理器来实现第二处理单元13、第三处理单元14和显示单元15的功能，使得FPGA逻辑器件和CPU处理器进行配合，前者主要承担波形数据的数字化处理以及电平数据的压缩处理工作，后者主要承担压缩数据的解码处理以及解码数据的格式化与过滤处理工作，如此可以减小数据在每个处理环节上的用时量，提高波形数据的解码处理效率。

实施例三、

请参考图5，本申请在实施例二中公开的波形数据的解码处理装置的基础上，公开一种数字示波器2，其主要包括采样装置21和解码处理装置22，下面分别说明。

采样装置21用于对一信号进行连续采样，以形成信号的波形数据。采样装置21可以是ADC采样器件（即模数转换器），应当具有较高的采样频率，使得每秒从连续信号中提取并组成离散信号的采样个数较多，能够用数字形式较为准确地表示连续信号的在时域中的波动情况。

本实施例中解码处理装置22的结构和功能可以参考实施例二中的解码处理装置1。获取单元11与采样装置21连接，获取单元11用于从采样装置21获取信号的波形数据。

进一步地，见图5，数字示波器2还包括与解码处理装置22连接的显示屏23，该显示屏23可以与解码处理装置22中显示单元15进行配合，接收显示单元15输出的数据，以数据列表或者波形图的形式对格式化与过滤处理之后的数据进行展现，以供用户查看。

在另外一个实施例中，见图6，数字示波器2可以包括存储器201和处理器202，其中存储器201用于存储程序；处理器202用于通过执行存储器201存储的程序以实现解码处理装置22所实现的功能，即步骤S100-S500所实现的功能。

本领域技术人员可以理解，上述实施方式中各种方法的全部或部分功能可以通过硬件的方式实现，也可以通过计算机程序的方式实现。当上述实施方式中全部或部分功能通过计算机程序的方式实现时，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器、随机存储器、磁盘、光盘、硬盘等，通过计算机执行该程序以实现上述功能。例如，将程序存储在设备的存储器中，当通过处理器执行存储器中程序，即可实现上述全部或部分功能。另外，当上述实施方式中全部或部分功能通过计算机程序的方式实现时，该程序也可以存储在服务器、另一计算机、磁盘、光盘、闪存盘或移动硬盘等存储介质中，通过下载或复制保存到本地设备的存储器中，或对本地设备的系统进行版本更新，当通过处理器执行存储器中的程序时，即可实现上述实施方式中全部或部分功能。

以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。

设计图

波形数据的解码处理方法及解码处理装置、数字示波器论文和设计

波形数据的解码处理方法及解码处理装置、数字示波器论文和设计-李富伟

全文摘要

主设计要求

设计方案

设计说明书

设计图

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