本發(fā)明涉及分析記錄類儀器儀表技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及的是一種統(tǒng)計信息的重采樣裝置。
背景技術(shù):
在儀器儀表行業(yè),各類測量設(shè)備通常需要測量各種指標,并將這些指標的歷史測量記錄實時保存到存儲設(shè)備中。例如在電力儀表行業(yè),一些分析記錄儀器需要按照IEC61000規(guī)范指定的時間間隔測量電壓有效值,并將電壓有效值的歷史趨勢按照用戶設(shè)定的區(qū)間進行統(tǒng)計,并將區(qū)間最大值、最小值、平均值、標準差等統(tǒng)計結(jié)果保存到SD卡(Secure Digital Memory Card,安全數(shù)碼卡)。這樣,用戶就可以在測量結(jié)束后方便地通過“趨勢圖”查看電壓有效值在任意測量區(qū)間內(nèi)的歷史趨勢,并獲得準確的區(qū)間統(tǒng)計參數(shù)。
在查看趨勢圖時,用戶可能觀察到某一時間區(qū)間內(nèi)存在異常值,并希望進一步放大該異常區(qū)域;或者用戶可能希望在同一趨勢圖上觀察更長區(qū)間內(nèi)的趨勢。具體來說,用戶手動指定歷史趨勢的起始時間和結(jié)束時間,然后分析裝置對該區(qū)間內(nèi)的統(tǒng)計信息進行“重采樣”,將大量的原始統(tǒng)計點序列重新采樣為指定個數(shù)的少量統(tǒng)計點序列,并以趨勢線的形式展示給用戶。
這里的重采樣并不能簡單地進行“等時抽樣”(即等間隔抽取),這種簡單的抽樣方法很可能在抽樣時漏掉某些異常區(qū)間,導(dǎo)致用戶無法在最終趨勢線上觀察到異常點,因而不適用于抽取趨勢信息。正確的重采樣方式應(yīng)該是對原始的統(tǒng)計點進行重新統(tǒng)計和計算,從而得到以輸出分辨率生成的準確的統(tǒng)計點序列。這兩種重采樣方法的區(qū)別類似于示波器的等時采樣和峰值采樣的區(qū)別,但由于歷史趨勢不止包含最大值/最小值,因此其處理內(nèi)容與時間開銷相對于標準峰值采樣方法也要更多,對設(shè)備的處理算法和計算能力也有更高的要求。
目前,大部分的分析記錄儀表均只統(tǒng)計并記錄區(qū)間最大值和最小值,并在查看趨勢時使用標準的峰值采樣方法,甚至一些簡單的設(shè)備只是簡單地等時抽取。這些處理手段很難滿足用戶精確分析的需求。一些較為先進的分析設(shè)備直接將統(tǒng)計點以最大/最小/平均的格式保存在SD卡,對所述格式的統(tǒng)計點進行串行重采樣運算,這種方式雖然可以得到準確的結(jié)果,但由于逐指令的串行計算導(dǎo)致重采樣速度很慢,用戶難以接受;且所有的操作均在主CPU(中央處理器)內(nèi)進行,長時間的高CPU占用會導(dǎo)致設(shè)備難以快速響應(yīng)并處理用戶的其他業(yè)務(wù),影響設(shè)備的平均性能。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種統(tǒng)計信息的重采樣裝置,為用戶提供數(shù)據(jù)精確、響應(yīng)快速的趨勢圖功能。
為解決上述問題,本發(fā)明提出一種統(tǒng)計信息的重采樣裝置,包括:
輸入統(tǒng)計點緩沖單元,用以緩存讀取到的一個或兩個以上的待重采樣的統(tǒng)計點,在需統(tǒng)計時彈出一統(tǒng)計點,所述統(tǒng)計點為原始數(shù)據(jù)在一個時間區(qū)間內(nèi)的統(tǒng)計信息集合,相鄰統(tǒng)計點的兩個時間區(qū)間之間連續(xù);
輸出統(tǒng)計點步進控制單元,根據(jù)設(shè)定的輸出統(tǒng)計點總數(shù)和輸入統(tǒng)計點總數(shù)確定重采樣時機,并在重采樣時機輸出步進使能信號;
原始數(shù)據(jù)統(tǒng)計單元,連接所述輸入統(tǒng)計點緩沖單元和輸出統(tǒng)計點步進控制單元,接收最新輸出的統(tǒng)計點,用以在統(tǒng)計信息的統(tǒng)計格式的基礎(chǔ)上對統(tǒng)計點進行再統(tǒng)計,生成再統(tǒng)計數(shù)據(jù),并在步進使能信號的控制下,將再統(tǒng)計數(shù)據(jù)輸出后,初始化為默認狀態(tài)或用當前統(tǒng)計點替換再統(tǒng)計數(shù)據(jù);
輸出統(tǒng)計點緩沖單元,連接所述原始數(shù)據(jù)統(tǒng)計單元和所述輸出統(tǒng)計點步進控制單元,在所述步進使能信號的控制下,壓入并緩存再統(tǒng)計數(shù)據(jù),生成重采樣后的統(tǒng)計點;
后置統(tǒng)計運算單元,連接所述輸出統(tǒng)計點緩沖單元,將重采樣后的統(tǒng)計點進行后置運算,得到用于趨勢圖顯示的趨勢點序列。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例,所述輸出統(tǒng)計點步進控制單元包括:計數(shù)器和比較器;所述計數(shù)器在輸入統(tǒng)計點緩沖單元的每個統(tǒng)計點彈出并在原始數(shù)據(jù)統(tǒng)計單元處理后,加上輸出統(tǒng)計點總數(shù);所述比較器的一個輸入端接收計數(shù)器的計數(shù)值,另一個輸入端接收輸入統(tǒng)計點總數(shù),在計數(shù)值大于輸入統(tǒng)計點總數(shù)時為重采樣時機,比較器輸出步進使能信號。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例,所述步進使能信號還作為所述計數(shù)器的求余使能信號;所述計數(shù)器響應(yīng)于所述求余使能信號而將計數(shù)值更新為減去了輸入統(tǒng)計點總數(shù)后的值。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例,還包括:
輸入統(tǒng)計點總數(shù)設(shè)置單元,連接所述輸出統(tǒng)計點步進控制單元,用于配置并輸出所述輸入統(tǒng)計點總數(shù)、或其他配置信息;
輸出統(tǒng)計點總數(shù)設(shè)置單元,連接所述輸出統(tǒng)計點步進控制單元,用于設(shè)置并輸出所述輸出統(tǒng)計點總數(shù)、或其他配置信息。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例,所述統(tǒng)計點的統(tǒng)計信息包括:區(qū)間原始數(shù)據(jù)最大值、區(qū)間原始數(shù)據(jù)最小值、區(qū)間原始數(shù)據(jù)和、區(qū)間原始數(shù)據(jù)平方和、區(qū)間原始數(shù)據(jù)個數(shù)。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例,當統(tǒng)計點的時間區(qū)間內(nèi)不存在原始數(shù)據(jù)或者原始數(shù)據(jù)無效時,將區(qū)間原始數(shù)據(jù)最大值記為原始數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)類型的最小值,將區(qū)間原始數(shù)據(jù)最小值記為原始數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)類型的最大值,其余記為0。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例,原始數(shù)據(jù)統(tǒng)計單元包括:
原始數(shù)據(jù)最大值保持單元,其輸入端連接所述輸入統(tǒng)計點緩沖單元的最大值輸出端,其輸出端連接所述輸出統(tǒng)計點緩沖單元的最大值輸入端,用以將新接收的統(tǒng)計點的區(qū)間原始數(shù)據(jù)最大值與當前保持的最大值比較,保持并輸出較大者;
原始數(shù)據(jù)最小值保持單元,其輸入端連接所述輸入統(tǒng)計點緩沖單元的最小值輸出端,其輸出端連接所述輸出統(tǒng)計點緩沖單元的最小值輸入端,用以將新接收的統(tǒng)計點的區(qū)間原始數(shù)據(jù)最小值與當前保持的最小值比較,保持并輸出較小者;
原始數(shù)據(jù)和累加單元,其輸入端連接所述輸入統(tǒng)計點緩沖單元的和輸出端,其輸出端連接所述輸出統(tǒng)計點緩沖單元的和輸入端,用以將新接收的統(tǒng)計點的區(qū)間原始數(shù)據(jù)和與當前保持的累加值進行求和,保持并輸出求和后的累加值;
原始數(shù)據(jù)平方和累加單元,其輸入端連接所述輸入統(tǒng)計點緩沖單元的平方和輸出端,其輸出端連接所述輸出統(tǒng)計點緩沖單元的平方和輸入端,用以新接收的統(tǒng)計點的區(qū)間原始數(shù)據(jù)平方和與當前保持的平方和累加值進行求和,保持并輸出求和后的平方和累加值;
原始數(shù)據(jù)個數(shù)統(tǒng)計單元,其輸入端連接所述輸入統(tǒng)計點緩沖單元的個數(shù)輸出端,其輸出端連接所述輸出統(tǒng)計點緩沖單元的個數(shù)輸入端,用以對接收的統(tǒng)計點的區(qū)間原始數(shù)據(jù)個數(shù)進行累加計數(shù),輸出計數(shù)后的個數(shù);
原始數(shù)據(jù)最大值保持單元、原始數(shù)據(jù)最小值保持單元、原始數(shù)據(jù)和累加單元、原始數(shù)據(jù)平方和累加單元和原始數(shù)據(jù)個數(shù)統(tǒng)計單元在步進使能信號的控制下,輸出各自保持數(shù)據(jù)后,初始化為默認狀態(tài)或用當前統(tǒng)計點替換各自保持數(shù)據(jù)。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例,所述后置統(tǒng)計運算單元包括:
后置平均值計算單元,連接所述輸出統(tǒng)計點緩沖單元,根據(jù)重采樣后的統(tǒng)計點計算平均值其中,Sum為原始數(shù)據(jù)和的累加值,N為原始數(shù)據(jù)個數(shù)的累加計數(shù);
后置方差計算單元,連接所述輸出統(tǒng)計點緩沖單元和后置平均值計算單元,根據(jù)重采樣后的統(tǒng)計點和平均值計算方差其中,SquareSum為原始數(shù)據(jù)平方和的累加值。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例,所述后置統(tǒng)計運算單元通過CPU實現(xiàn),所述輸入統(tǒng)計點緩沖單元、輸出統(tǒng)計點步進控制單元、原始數(shù)據(jù)統(tǒng)計單元和輸出統(tǒng)計點緩沖單元不通過CPU實現(xiàn)。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例,還包括外部存儲單元,連接所述輸入統(tǒng)計點緩沖單元,用以存儲待重采樣的統(tǒng)計點序列。
采用上述技術(shù)方案后,本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下有益效果:
對分析記錄儀器儀表的將現(xiàn)有已處理的原始數(shù)據(jù)統(tǒng)計點序列進行重采樣,將輸入統(tǒng)計點序列按照指定的比例重新抽取為輸出統(tǒng)計點序列,進而可以實現(xiàn)分析記錄類儀器儀表的趨勢圖縮放功能,通過硬件化的重采樣裝置來處理,相比現(xiàn)有的逐指令的串行計算來說,重采樣速度更快,而且所有的操作可以不全部在CPU中操作,較少占用CPU資源,因而設(shè)備對于用戶其他業(yè)務(wù)的響應(yīng)更快速,設(shè)備的平均性能更高;
采用一種流水線式的計算結(jié)構(gòu),可將裝置中的所有非乘除法運算單元全部部署到FPGA等硬件設(shè)備中作為CPU的協(xié)處理器,并通過CPU將FPGA流水線輸出的數(shù)據(jù)進行簡單的后置計算,即可既快速又精確地得到最大值、最小值、平均值、方差等全部常用統(tǒng)計指標的區(qū)間值,從而大大加快數(shù)據(jù)處理速度,并顯著降低CPU負荷,最終為用戶提供數(shù)據(jù)精確、響應(yīng)快速的趨勢圖功能。
附圖說明
圖1為本發(fā)明一實施例的統(tǒng)計信息的重采樣裝置的結(jié)構(gòu)框圖;
圖2為本發(fā)明另一實施例的統(tǒng)計信息的重采樣裝置的結(jié)構(gòu)框圖。
具體實施方式
為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂,下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式做詳細的說明。
在下面的描述中闡述了很多具體細節(jié)以便于充分理解本發(fā)明。但是本發(fā)明能夠以很多不同于在此描述的其它方式來實施,本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似推廣,因此本發(fā)明不受下面公開的具體實施的限制。
參看圖1,本實施例的統(tǒng)計信息的重采樣裝置,包括:輸入統(tǒng)計點緩沖單元1,輸出統(tǒng)計點步進控制單元4,原始數(shù)據(jù)統(tǒng)計單元2,輸出統(tǒng)計點緩沖單元3和后置統(tǒng)計運算單元7。各單元之間可以以流水線的形式工作,縮短處理時間從而加快響應(yīng)速度,在前面的單元處理當前統(tǒng)計點時,后面可以同時在處理下個統(tǒng)計點。當然也可以不是流水線的形式,而是等待一個統(tǒng)計點被全部單元處理完成之后再處理下一個統(tǒng)計點,具體不做限制。
統(tǒng)計點為原始數(shù)據(jù)在一個時間區(qū)間內(nèi)的統(tǒng)計信息集合,相鄰統(tǒng)計點的兩個時間區(qū)間之間連續(xù)。統(tǒng)計點按照連續(xù)的時間區(qū)間順序組成一個完整序列,即本發(fā)明描述的輸入統(tǒng)計點序列。重采樣裝置根據(jù)用戶設(shè)置的輸入統(tǒng)計點個數(shù)以及輸出統(tǒng)計點個數(shù),確定重采樣的采樣點時間,對輸入統(tǒng)計點序列進行重采樣,得到對應(yīng)的輸出統(tǒng)計點序列。一般地,輸入統(tǒng)計點序列的長度要長于輸出統(tǒng)計點序列的長度。
輸入統(tǒng)計點緩沖單元1可以采用緩存、存儲器、寄存器等實現(xiàn),緩存讀取到的一個或兩個以上的待重采樣的統(tǒng)計點。優(yōu)選可以以先進先出的隊列形式保存,保存的數(shù)據(jù)可以是CPU從外部存儲單元中讀取到的一部分正在等待重采樣的輸入統(tǒng)計點序列(即原始數(shù)據(jù)連續(xù)的兩個以上的統(tǒng)計點)。輸入統(tǒng)計點緩沖單元1在需統(tǒng)計時彈出一統(tǒng)計點,該彈出的統(tǒng)計點為彈出前的輸入統(tǒng)計點緩沖單元1的最先進入其中的統(tǒng)計點,彈出該統(tǒng)計點之后,將下一個統(tǒng)計點作為下一個被彈出的統(tǒng)計點,也就是之前的統(tǒng)計點已不在輸入統(tǒng)計點緩沖單元中1了。具體的,輸入統(tǒng)計點緩沖單元1可以通過一個寬度為5*32-bit、深度為16的FIFO來實現(xiàn),F(xiàn)IFO的每一個單元均包含待重采樣的統(tǒng)計點,每個統(tǒng)計點例如可以包括最大值、最小值、和、平方和、個數(shù)五種信息,其中最大值、最小值、和、平方和四種信息均以32-bit浮點數(shù)的格式進行存儲,而個數(shù)則以32-bit整數(shù)的格式進行存儲。FIFO的輸入端通過5個獨立的32-bit寄存器與CPU連接,可以通過AXI總線的指定地址向各個寄存器依次寫入對應(yīng)同一個輸入統(tǒng)計點的統(tǒng)計信息,當且僅當個數(shù)寄存器完成寫入操作時,F(xiàn)IFO將當前5個寄存器中的統(tǒng)計信息通過一次性原子操作壓入FIFO內(nèi)部,作為一個新的輸入統(tǒng)計點,排隊等待處理。
為了能夠在輸入統(tǒng)計點緩沖單元1內(nèi)部的存儲空間溢出之前安全地停下來并等待其可寫,需要將FIFO的滿標志位等狀態(tài)信息作為一個獨立的狀態(tài)寄存器通過AXI總線提供給CPU供其輪詢。
在目標設(shè)備上,寫入寄存器的輸入值實際上來自于外部存儲設(shè)備,例如SD卡,而由于SD卡文件系統(tǒng)的復(fù)雜性,讀取SD卡的功能也將在CPU內(nèi)實現(xiàn)。也就是說CPU不斷地從SD卡中讀取測量期間實時保存的統(tǒng)計信息記錄文件,并解析獲得輸入統(tǒng)計點,然后將讀取到的值不斷地寫入5個寄存器,從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)的不間斷處理。
可選地,輸入統(tǒng)計點緩沖單元1也可以只緩沖一個統(tǒng)計點,每當需要統(tǒng)計時,由CPU向輸入統(tǒng)計緩沖單元1填入新的統(tǒng)計點,此時才會繼續(xù)處理新的統(tǒng)計點,否則將進入等待狀態(tài)。
輸入統(tǒng)計點緩沖單元1的彈出統(tǒng)計點的時機是根據(jù)原始數(shù)據(jù)統(tǒng)計單元2的統(tǒng)計情況而定的,當原始數(shù)據(jù)統(tǒng)計單元2需要進行統(tǒng)計時,可以控制輸入統(tǒng)計點緩沖單元1彈出一個統(tǒng)計點給原始數(shù)據(jù)統(tǒng)計單元2。
輸出統(tǒng)計點步進控制單元4根據(jù)設(shè)定的輸出統(tǒng)計點總數(shù)和輸入統(tǒng)計點總數(shù)確定重采樣時機,并在重采樣時機輸出步進使能信號。步進使能信號可用于控制何時向輸出統(tǒng)計點緩沖單元3壓入一個原始數(shù)據(jù)統(tǒng)計單元2處理后的統(tǒng)計點(再統(tǒng)計數(shù)據(jù)),同時控制原始數(shù)據(jù)統(tǒng)計單元2初始化為默認狀態(tài)或用當前統(tǒng)計點替換再統(tǒng)計數(shù)據(jù)。
原始數(shù)據(jù)統(tǒng)計單元2連接輸入統(tǒng)計點緩沖單元1和輸出統(tǒng)計點步進控制單元3。原始數(shù)據(jù)統(tǒng)計單元2接收輸入統(tǒng)計點緩沖單元1最新彈出的統(tǒng)計點,在統(tǒng)計信息的統(tǒng)計格式的基礎(chǔ)上對統(tǒng)計點進行再統(tǒng)計,生成再統(tǒng)計數(shù)據(jù),舉例而言,若原統(tǒng)計信息的統(tǒng)計格式為求和,則再統(tǒng)計方式便是求和。原始數(shù)據(jù)統(tǒng)計單元2在步進使能信號的控制下,將再統(tǒng)計數(shù)據(jù)輸出后,初始化為默認狀態(tài)或用當前統(tǒng)計點替換再統(tǒng)計數(shù)據(jù)。
輸出統(tǒng)計點緩沖單元3連接原始數(shù)據(jù)統(tǒng)計單元2和輸出統(tǒng)計點步進控制單元4,在步進使能信號的控制下,壓入并緩存再統(tǒng)計數(shù)據(jù),生成重采樣后的統(tǒng)計點,每一個再統(tǒng)計數(shù)據(jù)的緩存點繼而重采樣后的統(tǒng)計點。同樣可以采用緩存、存儲器、寄存器等實現(xiàn),可以以先進先出的形式保存尚未被CPU讀走的一部分輸出統(tǒng)計點序列。
可選地,輸出統(tǒng)計點緩沖單元3也可以只緩沖一個統(tǒng)計點,每當輸出統(tǒng)計點緩沖單元3緩沖了一個輸出統(tǒng)計點時,立即通知CPU取走統(tǒng)計點,在CPU尚未取走該統(tǒng)計點之前,整個裝置將不再從輸入統(tǒng)計點緩沖單元1彈出新的輸入統(tǒng)計點進行處理,始終保持掛起狀態(tài),直至輸出統(tǒng)計點緩沖單元3的統(tǒng)計點被CPU取走。輸出統(tǒng)計點緩沖單元3的具體實現(xiàn)部件可以與輸入統(tǒng)計點緩沖單元1相同,可參看前述關(guān)于輸入統(tǒng)計點緩沖單元1的描述。
在目標設(shè)備上,從寄存器讀取的輸出值將被位于CPU緩存至DDR(雙倍速率同步動態(tài)隨機存儲器)內(nèi)存中作為初始趨勢點序列,其中不包含平均值和方差信息。某次重采樣操作對應(yīng)的全部輸出統(tǒng)計點均已經(jīng)被CPU讀走并緩存至DDR后,CPU將啟動后置計算單元,計算得到每個統(tǒng)計點的平均值和方差統(tǒng)計信息,并補充到初始趨勢點序列中,得到最終的趨勢點序列,并在CPU中使用繪圖工具將趨勢點繪制為趨勢圖。
后置統(tǒng)計運算單元7連接輸出統(tǒng)計點緩沖單元4,將重采樣后的統(tǒng)計點進行后置運算,得到用于趨勢圖顯示的趨勢點序列。重采樣后的統(tǒng)計點生成的趨勢點序列,后置統(tǒng)計運算單元7的運算結(jié)果保存到趨勢點序列中,用于趨勢圖顯示以或后置的其他計算。
本發(fā)明實施例將輸入統(tǒng)計點序列按照指定的比例重新抽取為輸出統(tǒng)計點序列,從而與原始數(shù)據(jù)的統(tǒng)計信息采樣比例不同,從而實現(xiàn)分析記錄類儀器儀表的趨勢圖縮放功能。各單元對于統(tǒng)計點的處理可以由時鐘信號控制,呈一條流水線有序進行。
輸出統(tǒng)計點步進控制單元3理論上相當于一個精確的、尤其是無累積步進誤差的分數(shù)計數(shù)器。在一個實施例中,輸出統(tǒng)計點步進控制單元3包括:計數(shù)器和比較器。計數(shù)器在輸入統(tǒng)計點緩沖單元1的每個統(tǒng)計點彈出并在原始數(shù)據(jù)統(tǒng)計單元2處理后,加上輸出統(tǒng)計點總數(shù),加和結(jié)果作為計數(shù)值,計數(shù)器可以是加減法計數(shù)器。比較器的一個輸入端接收計數(shù)器的計數(shù)值,另一個輸入端接收輸入統(tǒng)計點總數(shù),在計數(shù)器的計數(shù)值大于輸入統(tǒng)計點總數(shù)時,比較器的輸出端發(fā)生變化,此時即為重采樣時機,比較器輸出步進使能信號。
步進使能信號還作為計數(shù)器的求余使能信號,控制計數(shù)器對計數(shù)值求余,計數(shù)器發(fā)揮減法功能,將計數(shù)值減去輸入統(tǒng)計點總數(shù)得到余數(shù),將該余數(shù)作為新的計數(shù)值進行后續(xù)的累加,換言之,計數(shù)器響應(yīng)于求余使能信號而將計數(shù)值更新為減去了輸入統(tǒng)計點總數(shù)后的值。
具體的,輸出統(tǒng)計點步進控制單元4可以首先通過一個32-bit定點加法器和一個32-bit內(nèi)部寄存器組成一個任意步進值的32-bit計數(shù)器,計數(shù)器與輸入統(tǒng)計點總數(shù)寄存器作為一個32-bit比較單元的兩個輸入端,當且僅當計數(shù)值大于等于輸入統(tǒng)計點總數(shù)時,比較單元輸出有效,而每當比較單元輸出有效時,32-bit比較單元內(nèi)部寄存器會減去輸入統(tǒng)計點總數(shù),使比較單元的輸出回到無效狀態(tài)。
其中,定點加法器的一端為32-bit內(nèi)部寄存器本身,而另一端則為輸出統(tǒng)計點總數(shù)寄存器,每當本裝置完成一個輸入統(tǒng)計點的統(tǒng)計運算時,32-bit寄存器的值就加上輸出統(tǒng)計點總數(shù),定點加法器的輸出會在下一個時鐘節(jié)拍被再次保存至32-bit內(nèi)部寄存器,用于下一次的步進運算。
為了更好地說明輸出統(tǒng)計點步進控制單元4的邏輯,本實施例將通過一個實際場景來推算輸出統(tǒng)計點步進控制單元4的狀態(tài)變化。在此場景中,輸入統(tǒng)計點共有12345個,對應(yīng)從早上6:00到晚上18:00之間的全部趨勢記錄數(shù)據(jù);而輸出統(tǒng)計點有800個,對應(yīng)目標設(shè)備的趨勢圖顯示區(qū)域的水平像素數(shù)。也就是說,在此場景中,需要將每12345/800≈15.43個輸入統(tǒng)計點重采樣為一個輸出統(tǒng)計點。在這種場景下,輸出統(tǒng)計點步進控制單元4的狀態(tài)變化如下表一所示。
表一實際場景中輸出統(tǒng)計點步進控制單元的狀態(tài)變化
在一個實施例中,裝置還包括:輸入統(tǒng)計點總數(shù)設(shè)置單元5和輸出統(tǒng)計點總數(shù)設(shè)置單元6。
輸入統(tǒng)計點總數(shù)設(shè)置單元5連接輸出統(tǒng)計點步進控制單元4,用于配置并輸出輸入統(tǒng)計點總數(shù),或其他配置信息。輸入統(tǒng)計點總數(shù)設(shè)置單元5保存了用戶設(shè)置的重采樣參數(shù)之一:輸入統(tǒng)計點總數(shù),即總共有多少個連續(xù)的輸入統(tǒng)計點需要被重采樣。輸入統(tǒng)計點總數(shù)設(shè)置單元5可以作為一個只讀的存儲單元,為裝置中的其他各個單元(尤其是輸出統(tǒng)計點步進控制單元)提供配置信息。當輸入統(tǒng)計點緩沖單元1累計輸入的統(tǒng)計點個數(shù)達到輸入統(tǒng)計點總數(shù)設(shè)置單元5的當前值時,說明本裝置剛好完成了一次重采樣操作。
輸出統(tǒng)計點總數(shù)設(shè)置單元6連接輸出統(tǒng)計點步進控制單元4,用于設(shè)置并輸出輸出統(tǒng)計點總數(shù),或其他配置信息。輸出統(tǒng)計點總數(shù)設(shè)置單元6保存了用戶設(shè)置的重采樣參數(shù)之一:輸出統(tǒng)計點總數(shù),即總共有多少個連續(xù)的輸出統(tǒng)計點需要被生成。輸出統(tǒng)計點總數(shù)設(shè)置單元6也可以作為一個只讀的存儲單元,為本裝置的其他各個單元(尤其是輸出統(tǒng)計點步進控制單元)提供配置信息。當輸出統(tǒng)計點緩沖單元3累計輸出的統(tǒng)計點個數(shù)達到輸出統(tǒng)計點總數(shù)設(shè)置單元6的當前值時,說明本裝置剛好完成了一次重采樣操作。
輸入統(tǒng)計點總數(shù)設(shè)置單元5和輸出統(tǒng)計點總數(shù)設(shè)置單元6均可以通過一個32-bit的可讀寫寄存器來實現(xiàn),寄存器中的內(nèi)容為一個無符號整數(shù),最多允許設(shè)置的輸入點個數(shù)為(232-1)個,在啟動一次重采樣之前,先通過AXI總線的指定地址向寄存器寫入對應(yīng)的值即可,但應(yīng)理解并不限于此。
具體來說,每當輸入統(tǒng)計點緩沖區(qū)的首個緩沖點(統(tǒng)計點)被彈出并處理完成后,計數(shù)器自動加上輸出統(tǒng)計點總數(shù)設(shè)置單元6中保存的設(shè)置值,可以為用戶設(shè)置,計數(shù)器的計數(shù)值作為比較器的一個輸入端,輸入統(tǒng)計點總數(shù)設(shè)置單元5中保存的用戶設(shè)置的值作為比較器的另外一個用作比較基準的輸入端,比較器的比較結(jié)果輸出端作為計數(shù)器的求余使能信號,以及原始數(shù)據(jù)統(tǒng)計單元2的復(fù)位信號,同時也作為輸出統(tǒng)計點緩沖單元3的壓入使能信號。
每當比較器輸出有效時,說明計數(shù)器的值已經(jīng)大于等于用戶設(shè)置的輸入統(tǒng)計點總數(shù),一種處理情況可以為:
首先計數(shù)器根據(jù)求余使能信號將計數(shù)值減去輸入統(tǒng)計點總數(shù)(簡化了求余操作),使計數(shù)器的值仍然保持在小于輸入統(tǒng)計點總數(shù)的范圍內(nèi);
然后原始數(shù)據(jù)統(tǒng)計單元2的當前狀態(tài)的數(shù)據(jù)(再統(tǒng)計數(shù)據(jù))統(tǒng)一壓入輸出統(tǒng)計點緩沖單元3,從而創(chuàng)建了一個新的輸出統(tǒng)計點;
然后原始數(shù)據(jù)統(tǒng)計單元2根據(jù)步進使能信號(復(fù)位信號)復(fù)位至無數(shù)據(jù)的默認狀態(tài),準備開始處理下一個輸入統(tǒng)計點;
最后啟動原始數(shù)據(jù)統(tǒng)計單元2并完成對當前輸入統(tǒng)計點(前述該下一個輸入統(tǒng)計點)的處理,當前輸入統(tǒng)計點包含的信息將僅出現(xiàn)復(fù)位之后的新輸出統(tǒng)計點區(qū)間。
可選地,每當比較器輸出有效時,另一種處理情況可以為:
首先計數(shù)器根據(jù)求余使能信號將計數(shù)值減去輸入統(tǒng)計點總數(shù)(簡化了求余操作),使計數(shù)器的值仍然保持在小于輸入統(tǒng)計點總數(shù)的范圍內(nèi);
接著先啟動一次原始數(shù)據(jù)統(tǒng)計單元2并完成對當前輸入統(tǒng)計點的處理;
然后原始數(shù)據(jù)統(tǒng)計單元2的當前狀態(tài)數(shù)據(jù)(再統(tǒng)計數(shù)據(jù))統(tǒng)一壓入輸出統(tǒng)計點緩沖單元3中,從而創(chuàng)建了一個新的輸出統(tǒng)計點;
最后將當前輸入統(tǒng)計點(剛已處理的統(tǒng)計點)的各個統(tǒng)計值直接載入對應(yīng)的原始數(shù)據(jù)統(tǒng)計單元2,也就是說,原始數(shù)據(jù)統(tǒng)計單元2直接統(tǒng)計了當前統(tǒng)計點,而不是恢復(fù)至沒有數(shù)據(jù)的默認狀態(tài)。
根據(jù)不同信號之間的產(chǎn)生時序不同及信號的走向不同相應(yīng)結(jié)構(gòu)上的連接線路也相應(yīng)不同。在該另一種情況下,比較器輸出有效時刻對應(yīng)的輸入統(tǒng)計點將被前后兩個輸出統(tǒng)計點分別統(tǒng)計各一次,輸出統(tǒng)計點序列的相鄰兩個統(tǒng)計點之間將有很小的一點點時間重疊,這種時間重疊可以保證輸出統(tǒng)計點之間在統(tǒng)計值范圍上是連續(xù)不間斷的,從而最終保證趨勢曲線是連續(xù)的,不會出現(xiàn)“斷線”的情況。
在一個實施例中,統(tǒng)計點的統(tǒng)計信息可以具體包括:區(qū)間原始數(shù)據(jù)最大值、區(qū)間原始數(shù)據(jù)最小值、區(qū)間原始數(shù)據(jù)和、區(qū)間原始數(shù)據(jù)平方和、區(qū)間原始數(shù)據(jù)個數(shù)。
每一種信息對應(yīng)本裝置的一個邏輯端口,這些信息可以根據(jù)適合于具體實施例的格式以及順序保存在外部存儲設(shè)備中。具體的,區(qū)間原始數(shù)據(jù)最大值:當前統(tǒng)計點對應(yīng)的時間區(qū)間內(nèi),所有原始測量數(shù)據(jù)中最大的一個值。區(qū)間原始數(shù)據(jù)最小值:當前統(tǒng)計點對應(yīng)的時間區(qū)間內(nèi),所有原始測量數(shù)據(jù)中最小的一個值。區(qū)間原始數(shù)據(jù)和:當前統(tǒng)計點對應(yīng)的時間區(qū)間內(nèi),所有原始測量數(shù)據(jù)的累加和,即∑Xi,其中Xi為統(tǒng)計點區(qū)間內(nèi)第i個原始測量數(shù)據(jù)。區(qū)間原始數(shù)據(jù)平方和:當前統(tǒng)計點對應(yīng)的時間區(qū)間內(nèi),所有原始測量數(shù)據(jù)的平方值的累加和,即其中Xi為統(tǒng)計點對應(yīng)的時間區(qū)間內(nèi)第i個原始測量數(shù)據(jù)。區(qū)間原始數(shù)據(jù)個數(shù):當前統(tǒng)計點對應(yīng)的時間區(qū)間內(nèi),總計有多少個原始測量數(shù)據(jù)。
當統(tǒng)計點的時間區(qū)間內(nèi)不存在原始數(shù)據(jù)或者原始數(shù)據(jù)無效(例如全部超出分析記錄設(shè)備的物理量程)時,將區(qū)間原始數(shù)據(jù)最大值記為原始數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)類型的最小值,將區(qū)間原始數(shù)據(jù)最小值記為原始數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)類型的最大值,其余記為0。避免這種情況下出現(xiàn)不正確的數(shù)據(jù)導(dǎo)致統(tǒng)計結(jié)果出現(xiàn)較大誤差。
在一個實施例中,原始數(shù)據(jù)統(tǒng)計單元2包括:原始數(shù)據(jù)最大值保持單元21、原始數(shù)據(jù)最小值保持單元22、原始數(shù)據(jù)和累加單元23、原始數(shù)據(jù)平方和累加單元24、原始數(shù)據(jù)個數(shù)統(tǒng)計單元25。
原始數(shù)據(jù)最大值保持單元21的輸入端連接輸入統(tǒng)計點緩沖單元1的最大值輸出端,其輸出端連接輸出統(tǒng)計點緩沖單元3的最大值輸入端,用以將新接收的統(tǒng)計點的區(qū)間原始數(shù)據(jù)最大值與當前保持的最大值比較,保持并輸出較大者。
原始數(shù)據(jù)最大值保持單元21保持當前輸出統(tǒng)計點區(qū)間對應(yīng)的所有輸入統(tǒng)計點的最大值信息的最大值。原始數(shù)據(jù)最大值保持單元21位于輸入統(tǒng)計點緩沖單元1、輸出統(tǒng)計點緩沖單元2最大值端口之間,并將兩者連接起來,每當輸入統(tǒng)計點緩沖單元1的首個緩沖點被彈出后,原始數(shù)據(jù)最大值保持單元21將該單元當前保持的最大值與輸入統(tǒng)計點緩沖單元1的首個緩沖點中的最大值相比較,并將比較結(jié)果中的較大者更新到原始數(shù)據(jù)最大值保持單元21。
記原始數(shù)據(jù)最大值保持單元21的原保持值為H.Max,記統(tǒng)計點為P,則原始數(shù)據(jù)最大值保持單元21新的保持值H.Max’對應(yīng)的算法如下:
可選的,原始數(shù)據(jù)最大值保持單元21可以包括但不限于一個32-bit浮點比較器和一個32-bit內(nèi)部寄存器,其中浮點比較器的一個輸入端為輸入統(tǒng)計點緩沖FIFO的最大值輸出端口,另一個輸入端為32-bit寄存器中保持的“上一次的最大值”,比較器的輸出為兩個輸入值當中的較大值,而比較器的輸出會在下一個時鐘節(jié)拍被再次保存至32-bit寄存器,用于下一次的比較運算。
原始數(shù)據(jù)最小值保持單元22的輸入端連接輸入統(tǒng)計點緩沖單元1的最小值輸出端,其輸出端連接輸出統(tǒng)計點緩沖單元3的最小值輸入端,用以將新接收的統(tǒng)計點的區(qū)間原始數(shù)據(jù)最小值與當前保持的最小值比較,保持并輸出較小者。
原始數(shù)據(jù)最小值保持單元22保持當前輸出統(tǒng)計點區(qū)間對應(yīng)的所有輸入統(tǒng)計點的最小值信息的最小值。原始數(shù)據(jù)最小值保持單元22位于輸入統(tǒng)計點緩沖單元1、輸出統(tǒng)計點緩沖單元3最小值端口之間,并將兩者連接起來,每當輸入統(tǒng)計點緩沖單元1的首個緩沖點被彈出后,原始數(shù)據(jù)最小值保持單元22將該單元當前保持的最小值與輸入統(tǒng)計點緩沖單元1的首個緩沖點中的最小值相比較,并將比較結(jié)果中的較小者更新到原始數(shù)據(jù)最小值保持單元22。
記原始數(shù)據(jù)最小值保持單元22的原保持值為H.Min,記所述統(tǒng)計點為P,則原始數(shù)據(jù)最小值保持單元新的保持值H.Min’對應(yīng)的算法如下:
可選的,原始數(shù)據(jù)最小值保持單元22可以包括但不限于一個32-bit浮點比較器和一個32-bit內(nèi)部寄存器,其中浮點比較器的一個輸入端為輸入統(tǒng)計點緩沖FIFO的最小值輸出端口,另一個輸入端為32-bit寄存器中保持的“上一次的最小值”,比較器的輸出為兩個輸入值當中的較小值,而比較器的輸出會在下一個時鐘節(jié)拍被再次保存至32-bit寄存器,用于下一次的比較運算。
原始數(shù)據(jù)和累加單元23的輸入端連接輸入統(tǒng)計點緩沖單元1的和輸出端,其輸出端連接輸出統(tǒng)計點緩沖單元3的和輸入端,用以將新接收的統(tǒng)計點的區(qū)間原始數(shù)據(jù)和與當前保持的累加值進行求和,保持并輸出求和后的累加值。
原始數(shù)據(jù)和累加單元23計算當前輸出統(tǒng)計點區(qū)間對應(yīng)的所有輸入統(tǒng)計點的累加和信息的累加和。原始數(shù)據(jù)和累加單元23位于輸入統(tǒng)計點緩沖單元1、輸出統(tǒng)計點緩沖單元3累加和端口之間,并將兩者連接起來,每當輸入統(tǒng)計點緩沖單元1的首個緩沖點被彈出后,原始數(shù)據(jù)累加和單元23將該單元當前保持的累加和與輸入統(tǒng)計點緩沖單元1的首個緩沖點中的累加和相加,并將新的累加和更新到原始數(shù)據(jù)累加和單元23中。
記原始數(shù)據(jù)和累加單元23的原累加值為A.Sum,記統(tǒng)計點為P,則原始數(shù)據(jù)和累加單元23新的累加值A(chǔ).Sum’對應(yīng)的算法如下:
A.Sum′=A.Sum+P.Sum
可選的,原始數(shù)據(jù)累加和計算單元可以包括但不限于一個32-bit浮點加法器和一個32-bit內(nèi)部寄存器,其中浮點加法器的一個輸入端為輸入統(tǒng)計點緩沖FIFO的累加和輸出端口,另一個輸入端為32-bit寄存器中保持的“上一次的累加和”,加法器的輸出為兩個輸入值的和,而加法器的輸出會在下一個時鐘節(jié)拍被再次保存至32-bit寄存器,用于下一次的累加運算。
原始數(shù)據(jù)平方和累加單元24的輸入端連接輸入統(tǒng)計點緩沖單元1的平方和輸出端,其輸出端連接輸出統(tǒng)計點緩沖單元3的平方和輸入端,用以新接收的統(tǒng)計點的區(qū)間原始數(shù)據(jù)平方和與當前保持的平方和累加值進行求和,保持并輸出求和后的平方和累加值。
原始數(shù)據(jù)平方和累加單元24計算當前輸出統(tǒng)計點區(qū)間對應(yīng)的所有輸入統(tǒng)計點的平方和信息的累加和。原始數(shù)據(jù)平方和累加單元24位于所述輸入統(tǒng)計點緩沖單元1、輸出統(tǒng)計點緩沖單元3平方和端口之間,并將兩者連接起來,每當輸入統(tǒng)計點緩沖單元1的首個緩沖點被彈出后,原始數(shù)據(jù)平方和累加單元24將該單元當前保持的平方和與輸入統(tǒng)計點緩沖單元1的首個緩沖點中的平方和相加,并將新的平方和更新到原始數(shù)據(jù)平方和累加單元24中。
記原始數(shù)據(jù)平方和累加單元24的原累加值為A.SquareSum,記統(tǒng)計點為P,則原始數(shù)據(jù)平方和累加單元24新的累加值A(chǔ).SquareSum’對應(yīng)的算法如下:
A.SquareSum′=A.SquareSum+P.SquareSum
可選的,原始數(shù)據(jù)平方和計算單元24可以包括但不限于一個32-bit浮點加法器和一個32-bit內(nèi)部寄存器,其中浮點加法器的一個輸入端為輸入統(tǒng)計點緩沖FIFO的平方和輸出端口,另一個輸入端為32-bit寄存器中保持的“上一次的平方和”,加法器的輸出為兩個輸入值的和,而加法器的輸出會在下一個時鐘節(jié)拍被再次保存至32-bit寄存器,用于下一次的累加運算。
原始數(shù)據(jù)個數(shù)統(tǒng)計單元25的輸入端連接輸入統(tǒng)計點緩沖單元1的個數(shù)輸出端,其輸出端連接輸出統(tǒng)計點緩沖單元2的個數(shù)輸入端,用以對接收的統(tǒng)計點的區(qū)間原始數(shù)據(jù)個數(shù)進行累加計數(shù),輸出計數(shù)后的個數(shù)。
原始數(shù)據(jù)個數(shù)統(tǒng)計單元25統(tǒng)計當前輸出統(tǒng)計點區(qū)間對應(yīng)的所有原始測量數(shù)據(jù)點的總個數(shù)。原始數(shù)據(jù)個數(shù)統(tǒng)計單元25位于輸入統(tǒng)計點緩沖單元1、輸出統(tǒng)計點緩沖單元3原始數(shù)據(jù)計數(shù)端口之間,并將兩者連接起來,每當輸入統(tǒng)計點緩沖單元1的首個緩沖點被彈出后,原始數(shù)據(jù)個數(shù)統(tǒng)計單元25將該單元當前保持的計數(shù)值與輸入統(tǒng)計點緩沖單元1的首個緩沖點中的計數(shù)值再次相加,并將新的計數(shù)值更新到原始數(shù)據(jù)個數(shù)統(tǒng)計單元25。
記原始數(shù)據(jù)個數(shù)統(tǒng)計單元25的原計數(shù)值為C.N,記統(tǒng)計點為P,則原始數(shù)據(jù)個數(shù)統(tǒng)計單元25新的計數(shù)值C.N’對應(yīng)的算法如下:
C.N'=C.N+P.N
可選的,原始數(shù)據(jù)個數(shù)統(tǒng)計單元可以包括但不限于一個32-bit定點加法器和一個32-bit內(nèi)部寄存器,其中定點加法器的一個輸入端為輸入統(tǒng)計點緩沖FIFO的原始數(shù)據(jù)個數(shù)輸出端口,另一個輸入端為32-bit寄存器中保持的“上一次的統(tǒng)計個數(shù)”,加法器的輸出為兩個輸入值的和,而加法器的輸出會在下一個時鐘節(jié)拍被再次保存至32-bit寄存器,用于下一次的累加運算。
原始數(shù)據(jù)最大值保持單元21、原始數(shù)據(jù)最小值保持單元22、原始數(shù)據(jù)和累加單元23、原始數(shù)據(jù)平方和累加單元24和原始數(shù)據(jù)個數(shù)統(tǒng)計單元25在步進使能信號的控制下,輸出各自保持數(shù)據(jù)后,初始化為默認狀態(tài)或用當前統(tǒng)計點替換各自保持數(shù)據(jù)。
在一個實施例中,后置統(tǒng)計運算單元7包括但不限于:后置平均值計算單元71、后置方差計算單元72。
后置平均值計算單元71連接輸出統(tǒng)計點緩沖單元3,根據(jù)重采樣后的統(tǒng)計點計算平均值其中,Sum為輸出統(tǒng)計點的原始數(shù)據(jù)和的累加值,N為原始數(shù)據(jù)個數(shù)的累加計數(shù)。后置平均值計算單元71在計算得到平均值A(chǔ)vg后,直接將該平均值A(chǔ)vg保存至重采樣生成的趨勢點序列中,用于趨勢圖顯示以及后置的其他計算。
后置方差計算單元72連接輸出統(tǒng)計點緩沖單元3和后置平均值計算單元71,根據(jù)重采樣后的統(tǒng)計點和后置平均值計算單元71計算得到的平均值計算方差其中,SquareSum為輸出統(tǒng)計點的原始數(shù)據(jù)平方和的累加值。后置方差計算單元72在計算得到方差S2后,直接將該S2保存至重采樣生成的趨勢點序列中,用于趨勢圖顯示。
參看圖2,較佳的,后置統(tǒng)計運算單元7通過CPU實現(xiàn),輸入統(tǒng)計點緩沖單元1、輸出統(tǒng)計點步進控制單元4、原始數(shù)據(jù)統(tǒng)計單元2和輸出統(tǒng)計點緩沖單元3不通過CPU實現(xiàn)(圖中PS部分)。輸入統(tǒng)計點緩沖單元1、輸出統(tǒng)計點步進控制單元4、原始數(shù)據(jù)統(tǒng)計單元2和輸出統(tǒng)計點緩沖單元3可以通過FPGA實現(xiàn)(圖中PL),或者可以通過簡單的運算器、存儲器、寄存器等根據(jù)各自相應(yīng)功能搭建而成。當然CPU還可對FPGA中的各單元進行讀寫操作,或者其他控制操作,但是各單元自身的處理不消耗CPU資源。
具體來說,當輸出統(tǒng)計點步進控制單元4輸出步進使能信號后,輸出統(tǒng)計點緩沖單元3將五個原始數(shù)據(jù)統(tǒng)計單元的當前值通過一次性原子操作壓入并保存,等待CPU依次讀走。
CPU取走輸出統(tǒng)計點緩沖單元3中的輸出統(tǒng)計點之后,需要對統(tǒng)計點中的累加和統(tǒng)計信息進行后置運算才能得到統(tǒng)計點對應(yīng)的平均值。后置平均值計算單元71涉及到除法操作,通過CPU內(nèi)部進行處理。但這里并不會造成性能瓶頸,這是因為相對于數(shù)量龐大的輸入統(tǒng)計點而言,輸出統(tǒng)計點的個數(shù)通常很少,不會造成過多時間開銷。
CPU取走輸出統(tǒng)計點緩沖單元3中的輸出統(tǒng)計點且后置平均值計算單元71計算得到平均值A(chǔ)vg之后,需要對統(tǒng)計點中的平方和累加和統(tǒng)計信息進行后置運算,才能得到統(tǒng)計點對應(yīng)的方差。后置方差計算單元72涉及到乘法與除法操作,通過CPU內(nèi)部進行處理。但這里并不會造成性能瓶頸,這是因為相對于數(shù)量龐大的輸入統(tǒng)計點而言,輸出統(tǒng)計點的個數(shù)通常很少,不會造成過多時間開銷。
本發(fā)明實施例采用一種流水線式的計算結(jié)構(gòu),可將裝置中的所有非乘除法運算單元全部部署到FPGA等硬件設(shè)備中作為CPU的協(xié)處理器,并通過CPU將FPGA流水線輸出的數(shù)據(jù)進行簡單的后置計算,即可既快速又精確地得到最大值、最小值、平均值、方差等全部常用統(tǒng)計指標的區(qū)間值,從而大大加快數(shù)據(jù)處理速度,并顯著降低CPU負荷,最終為用戶提供數(shù)據(jù)精確、響應(yīng)快速的趨勢圖功能。
進一步的,裝置還可以包括外部存儲單元,連接輸入統(tǒng)計點緩沖單元,用以存儲待重采樣的統(tǒng)計點序列。繼續(xù)參看圖2,外部存儲單元可以為SD卡8,CPU可從SD卡8中讀取等待重采樣的輸入統(tǒng)計點序列或單個輸入統(tǒng)計點。外部存儲單元還可以存儲最終趨勢點序列,用以實現(xiàn)歷史記錄的調(diào)取分析。裝置還可以包括顯示屏9,用于顯示最終趨勢點序列,當然顯示屏9可以不設(shè)置在裝置中,而是通過信號線連接起來。
本發(fā)明雖然以較佳實施例公開如上,但其并不是用來限定權(quán)利要求,任何本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi),都可以做出可能的變動和修改,因此本發(fā)明的保護范圍應(yīng)當以本發(fā)明權(quán)利要求所界定的范圍為準。