【发布时间】：2021-10-30 18:27:26
【问题描述】：
我正在实现 EEG（时序采集设备）的串行驱动程序。该设备以 12 位 x 26 个总通道对数据进行编码，采样率为 200Hz
串行数据流由信令字节 0xA0 后跟 45 个字节组成，这些字节承载 26 个通道的数据，每个通道用 12 位编码。
但这里有一个问题，这 12 位在 45 字节块中的位置并不固定。第一个字节仅使用 4 LSB，而其余 44 7 LSB。
为了使这一点更具说明性，我将尝试在下面以图形方式表示它。假设我们已经启动了放大器，它总是给我们所有通道的 4095（用 12 位表示的最大 int 值）（所以我们的数据都是“1”），那么我们有这样的东西：
a0 0f 7f 7f 7f 7f 7f 7f 7f 7f 7f 7f 7f 7f 7f 7f 7f 7f 7f 7f 7f 7f 7f 7f 7f 7f 7f 7f 7f 7f 7f 7f 7f 7f 7f 7f 7f 7f 7f 7f a0 下一个样本...
这必须映射到值为 4095 的 int(1,...,26)。
所以，我编写了一个 python 代码，首先找到块的开头，然后将所有内容保存在一个 int/long 中，然后我删除了固定位置的位，附加 8 个最高有效位 0 以形成 16 位表示并将字节数组转换为整数列表。
效果很好，但问题在于速度。似乎代码需要花费大量时间来处理单个样本，并且必须在一秒钟内执行 200 次。让我们包括一些真正的串行读取方法的其他延迟，所有 200 个样本的一切都必须保持在 1 秒以下
#Python code
def readByte():
#mockup
return 0xA0
def read45bytes():
return int(0x0f7f7f7f7f7f7f7f7f7f7f7f7f7f7f7f7f7f7f7f7f7f7f7f7f7f7f7f7f7f7f7f7f7f7f7f7f7f7f7f7f7f7f7f7f)
def remove_bit(num, i):
mask = num >> (i + 1)
mask = mask << i
right = ((1 << i) - 1) & num
return mask | right
def insert_mult_bits(num, bits, len, i):
mask = num >> i
mask = (mask << len) | bits
mask = mask << i
right = ((1 << i) - 1) & num
return right | mask
def main():
while(readByte()!=0xA0):
print("Searching for the beginning of the packet of 45 bytes...")
print("Beginning of the packet of 45 bytes found")
#read whole sample
sample=read45bytes()
#remove unused bits
corr=0;
for i in range(7, sample.bit_length(), 8):
sample=remove_bit(sample,i-corr);
corr=corr+1;
#add HSB to make 2byte representation
corr=0;
for i in range(12,sample.bit_length(),12):
sample=insert_mult_bits(sample,0,4,i+corr)
corr=corr+4;
#convert to bytes 26channels x 2 bytes, bigendian
bt=sample.to_bytes(26*2,'big');
#assign the result to int list
idx=0;
out=[];
for i in range(0,26*2-1,2):
out.append(int(int((bt[i]<<8 | bt[i+1]))))
idx=idx+1;
#print first sample of the channel 1
print(out.pop(0))
【问题讨论】：
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我很好奇，为什么这 12 位的间隔如此不规则？ 3 个字节 = 24 位，应该与 2 个通道完美对齐。跳过的 0 是否可能是您应该检查的某种错误检测？
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我不确定，我想是带宽限制。我还认为“0”是某种纠错，但后来我意识到这是一个设计限制，因为标记字节使用 MSB 来标记序列的开始。此外，串行主要是逐字节读取，也许他们认为一旦收到一个字节就很容易丢弃第一个字节？！很遗憾，我无法更改设备的通信协议。
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您是否尝试过profile您的代码？如果不是，请这样做，因为这会让您找到最耗时的部分（所谓的瓶颈），您应该集中精力。
标签： python bit-manipulation deserialization bitwise-operators data-stream