多線程技術(shù)在數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集分析中的應(yīng)用

　　為了保證測(cè)試效率和數(shù)據(jù)處理的正確性，pWriteCounter既用于控制內(nèi)存映射文件寫入數(shù)據(jù)指針的移動(dòng)，也用于判斷已接收的數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)，作為數(shù)據(jù)處理時(shí)讀內(nèi)存映射文件指針的參考和是否開始對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析的條件。數(shù)據(jù)處理時(shí)，并不是內(nèi)存映射文件中寫入數(shù)據(jù)后就馬上開始分析，而是根據(jù)pWriteCounter確定已接收的數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)，直到接收回來大于一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)幀長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)后才開始對(duì)此幀數(shù)據(jù)的誤碼率分析，這樣既避免了多次分析一幀數(shù)據(jù)，又保證了數(shù)據(jù)分析的正確性，而且減少了數(shù)據(jù)分析線程獨(dú)占CPU的時(shí)間。從最終實(shí)際運(yùn)行結(jié)果來看，此方法有效解決了數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集過程中掉數(shù)據(jù)的問題。

　　數(shù)據(jù)經(jīng)分解寫入對(duì)應(yīng)通道內(nèi)存映射文件后，還需要實(shí)時(shí)地將每個(gè)通道接收回來的測(cè)試數(shù)據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，并以誤碼率形式進(jìn)行顯示，測(cè)試人員根據(jù)實(shí)時(shí)變化的誤碼率即可監(jiān)測(cè)數(shù)字接口設(shè)備是否工作正常。數(shù)據(jù)分析處理流程如圖5所示。在實(shí)際使用中，數(shù)字接口設(shè)備可能出現(xiàn)的故障現(xiàn)象較多，采集接收回來的數(shù)據(jù)量相當(dāng)大且數(shù)據(jù)出錯(cuò)情況各不相同，不能誤判或漏掉任何一種情況，通過反復(fù)測(cè)試得出以下對(duì)固定格式數(shù)據(jù)處理的方法：

　　①?gòu)拿總€(gè)通道的內(nèi)存映射文件中逐個(gè)字節(jié)掃描幀頭0xAA，一旦檢測(cè)到幀頭0xAA，進(jìn)入第②步。

　　②首先判斷此幀數(shù)據(jù)的幀尾位置是否為0x10，以及幀尾的前一個(gè)數(shù)據(jù)和對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)(標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)幀尾的前一個(gè)數(shù))是否相同，若同時(shí)滿足這兩個(gè)條件，說明此幀數(shù)據(jù)為標(biāo)準(zhǔn)幀(此幀數(shù)據(jù)長(zhǎng)度和發(fā)送的標(biāo)準(zhǔn)幀幀長(zhǎng)度相等)，若不滿足進(jìn)行第④步操作。

　?、叟袛啻藥瑸闃?biāo)準(zhǔn)幀后，從此幀數(shù)據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)的第二位開始到幀尾一一進(jìn)行對(duì)比判斷（跳過第0個(gè)幀頭數(shù)據(jù)和第1個(gè)計(jì)數(shù)器數(shù)據(jù)），不相等則記錄出錯(cuò)，每發(fā)現(xiàn)一處錯(cuò)誤字節(jié)，錯(cuò)誤字節(jié)數(shù)加1。進(jìn)入第⑥步。

　?、軓膸^到幀長(zhǎng)度數(shù)據(jù)范圍內(nèi)查找是否出現(xiàn)0xAA，出現(xiàn)0xAA，首先用第②步操作判斷此0xAA是否為下一幀數(shù)據(jù)的幀頭，若是下一幀數(shù)據(jù)幀頭，記錄幀頭前一個(gè)字節(jié)為此幀幀尾位置，說明此幀數(shù)據(jù)有掉數(shù)據(jù)現(xiàn)象，否則為錯(cuò)誤數(shù)據(jù)，調(diào)用非標(biāo)準(zhǔn)幀處理。

　?、輳拇藥瑪?shù)據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)的第二位開始到確定的該幀長(zhǎng)度范圍內(nèi)數(shù)據(jù)進(jìn)行一一對(duì)比判斷 (跳過第0個(gè)幀頭數(shù)據(jù)和第1個(gè)計(jì)數(shù)器數(shù)據(jù))，不相等則記錄出錯(cuò)，并判斷為錯(cuò)誤一個(gè)字節(jié)。

　　⑥檢查該幀中計(jì)數(shù)器數(shù)據(jù)與前后幀的計(jì)數(shù)器數(shù)據(jù)是否連續(xù)，如果連續(xù)則沒有幀出錯(cuò)，否則有掉幀現(xiàn)象出現(xiàn)，需要根據(jù)前后計(jì)數(shù)器數(shù)據(jù)確定掉幀的長(zhǎng)度，并轉(zhuǎn)化為對(duì)應(yīng)錯(cuò)誤字節(jié)數(shù)。

　　同時(shí)接上兩個(gè)被測(cè)設(shè)備驗(yàn)證整個(gè)系統(tǒng)的性能，即使每個(gè)通道均選擇工作在最高波特率614.4 kbps和最高循環(huán)發(fā)送幀周期5ms下，仍能保證數(shù)據(jù)采集實(shí)時(shí)高速、數(shù)據(jù)質(zhì)量穩(wěn)定且誤碼率低。

結(jié)束語(yǔ)

　　實(shí)時(shí)測(cè)試與結(jié)果顯示如圖6所示。該技術(shù)已經(jīng)成功應(yīng)用于某數(shù)字接口設(shè)備的檢測(cè)與維修系統(tǒng)，取得了良好的效果。經(jīng)大量測(cè)試驗(yàn)證，此種多線程、內(nèi)存映射文件和兩級(jí)緩沖的方法在高速實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集和分析中效果很好。根據(jù)生產(chǎn)者和消費(fèi)者的思想建立的讀寫信號(hào)量有效地實(shí)現(xiàn)了采集和分析線程間的同步，內(nèi)存映射文件的大小在開始測(cè)試前申請(qǐng)為100M，當(dāng)需要更長(zhǎng)時(shí)間測(cè)試時(shí)還可以動(dòng)態(tài)申請(qǐng)開辟新的內(nèi)存空間，既保證了系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性要求，又有效節(jié)約了系統(tǒng)內(nèi)存資源。