XYYL_BCI/XYParser
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262
XYParserDataFlow.md
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@@ -1,32 +1,6 @@
# XYParser 数据流与接口时序说明
## 1. 参与角色
- **64导EEG采集设备**
- 持续输出原始 EEG 字节流。
- **上位机**
- 负责接收设备数据、调用 XYParser 库、对接算法模块。
- **XYParser 库**
- 负责帧解析、阻抗计算、算法数据回灌后的 Welch/PSD 计算。
- **算法**
- 接收上位机送入的算法数据，并输出用于 PSD/Welch 计算的数据。
## 2. 总体链路
当前流程可以分为两个阶段：
- **阶段一：阻抗检测阶段**
- 设备连接后，首先下发采样率和增益配置命令。
- 然后下发阻抗开启命令。
- 在该阶段持续接收设备数据，并通过 `XYParser_ReadImpedance` 读取阻抗结果。
- 阻抗检测结束后，下发阻抗关闭命令。
- **阶段二：常规采集与算法阶段**
- 基于 `XYParser_Feed` 解析得到的帧数据继续做常规采集。
- 帧数据先转换为算法数据，再送入算法模块。
- Welch/PSD 不再直接基于帧解析结果计算，而是基于算法数据，通过 `XYParser_FeedAlgorithmData` 输入后计算。
## 3. 接口时序图
## 接口时序图
### 3.1 64导初始化连接阶段
@@ -41,7 +15,7 @@ sequenceDiagram
Host->>Lib: parser64 = XYParser_CreateParser(64)
Host->>Lib: XYParser_SetAdcParams(parser64, 4.5, 6.0)
Host->>Lib: XYParser_SetSampleRate(parser64, 250)
Host->>Lib: XYParser_SetBypassChecksum(parser64, 0)
Host->>Lib: XYParser_SetBypassChecksum(parser64, 1)
Host->>Lib: gain_cmd_size = XYParser_Get64GainSampleRateCommandSize()
Lib-->>Host: gain_cmd_size
Host->>Lib: gain_cmd_bytes = XYParser_Serialize64GainSampleRateCommand(6, 250, gain_cmd_buf, gain_cmd_size)
@@ -162,7 +136,7 @@ sequenceDiagram
Host->>Lib: parser8 = XYParser_CreateParser(8)
Host->>Lib: XYParser_SetAdcParams(parser8, vref, gain)
Host->>Lib: XYParser_SetSampleRate(parser8, sample_rate)
Host->>Lib: XYParser_SetBypassChecksum(parser8, 0)
Host->>Lib: XYParser_SetBypassChecksum(parser8, 1)
```
### 3.6 8导阻抗阶段
@@ -235,204 +209,54 @@ sequenceDiagram
Host->>Lib: XYParser_DestroyParser(parser8)
```
## 4. 关键接口职责
### 3.8 8导转64导导联映射关系
### 4.1 设备参数配置
8导 workflow 在送入算法前，会先调用 `XYParser_Convert8ChFramesTo64Ch` 将 8 导帧扩展为 64 导帧。
- `XYParser_SetAdcParams`
- 设置库内使用的 ADC 参考电压和增益参数。
- 该参数影响原始采样值到微伏值的换算。
- 8 个输入通道按固定导联位置写入 64 导 summary
- 未覆盖到的其余 56 个 64 导导联全部补 `0`
- `trigger type` 和 `trigger index` 原样透传
- `XYParser_SetSampleRate`
- 设置库内处理逻辑使用的采样率。
- 该参数影响阻抗、Welch/PSD 等后续处理。
映射图如下：
- `XYParser_Get64GainSampleRateCommandSize`
- 获取 64 导设备增益和采样率配置命令所需的缓冲区大小。
```text
8ch[0] -> PO5
8ch[1] -> POZ
8ch[2] -> PO6
8ch[3] -> PO7
8ch[4] -> O1
8ch[5] -> OZ
8ch[6] -> O2
8ch[7] -> PO8
others -> 0
```
- `XYParser_Serialize64GainSampleRateCommand`
- 根据目标增益和采样率生成下发给 64 导设备的命令字节流。
- 上位机拿到该命令后发送给 EEG 设备，使设备端采样参数与库内配置保持一致。
- 当前推荐流程中：
- `vref` 固定为 `4.5`。
- 设备连接成功后，先下发 `250Hz + 增益6`。
- 开启阻抗前，下发 `250Hz + 增益24`，同时调用 `XYParser_SetImpedanceDetection(handle, 1)`，使库内 gain 自动切到 `24`。
- 关闭阻抗后，再下发 `250Hz + 增益6`，同时调用 `XYParser_SetImpedanceDetection(handle, 0)`，使库内 gain 自动恢复到 `6`。
也可以理解为下面这张对应表：
- `XYParser_Get64ImpedanceCommandSize`
- 获取 64 导阻抗开关命令所需的缓冲区大小。
| 8导索引 | 8导写入到的64导导联 |
| --- | --- |
| 0 | PO5 |
| 1 | POZ |
| 2 | PO6 |
| 3 | PO7 |
| 4 | O1 |
| 5 | OZ |
| 6 | O2 |
| 7 | PO8 |
- `XYParser_Serialize64ImpedanceCommand`
- 生成下发给 64 导设备的阻抗开关命令字节流。
- `open = 1` 表示开启阻抗检测，`open = 0` 表示关闭阻抗检测。
转换过程示意：
- `XYParser_Get8ChImpedanceCommandSize`
- 获取 8 导阻抗开关命令所需的缓冲区大小。
```text
XYParser_Feed(8导原始数据)
-> frame8_summary
-> XYParser_Convert8ChFramesTo64Ch
-> frame64_summary
-> XYParser_ConvertSampleFramesToAlgorithmData
-> algorithm_input_data
```
- `XYParser_Serialize8ChImpedanceCommand`
- 生成下发给 8 导设备的阻抗开关命令字节流。
- `open = 1` 表示开启阻抗检测，`open = 0` 表示关闭阻抗检测。
- 8 导流程中，设备连接后**不需要**额外下发增益和采样率命令。
### 4.2 原始数据解析
- `XYParser_Feed`
- 输入设备原始字节流。
- 输出解析后的 `XYParserFrameSummary` 数组。
- 该接口当前仍负责驱动阻抗相关计算。
- 该接口当前**不再驱动 Welch/PSD 计算**。
### 4.3 阻抗读取
- `XYParser_SetImpedanceDetection`
- 控制是否启用阻抗检测。
- 启用时，库内 ADC 增益自动切换到 `24`。
- 关闭时，库内 ADC 增益自动恢复到 `6`。
- 该接口只修改库内解析参数，不会自动给设备发送控制命令。
- `XYParser_ReadImpedance`
- 读取当前已经累计完成的阻抗结果。
- 阻抗结果来源于阻抗检测阶段的帧解析链路。
### 4.4 帧转算法数据
- `XYParser_ConvertSampleFramesToAlgorithmData`
- 将单帧 `XYParserFrameSummary` 转为算法需要的连续数组。
- 上位机通常在拿到帧数据后调用此接口，再把结果送入算法模块。
代码依据：
- `XYParser_Convert8ChFramesTo64Ch`
- 将 8 导帧转换为 64 导帧，未映射导联补 0。
- 8 导流程中，在送算法数据前，需要先把 8 导帧转换为 64 导帧，再调用 `XYParser_ConvertSampleFramesToAlgorithmData`。
### 4.5 算法数据回灌
- `XYParser_FeedAlgorithmData`
- 输入算法数据字节流。
- 内部先按采样缓存，再按每 5 个采样组装为一帧。
- 同时驱动 Welch/PSD 计算。
- 可选输出重新组装后的 `XYParserFrameSummary`。
- `XYParser_ResetAlgorithmDataCache`
- 清空算法数据缓存。
- 适合在切换任务、重置状态时调用。
- `XYParser_FlushAlgorithmData`
- 将缓存中不足 5 个采样的尾数据补齐为 1 帧输出。
- 用于结束阶段处理残留数据。
### 4.6 Welch/PSD 读取
- `XYParser_SetWelchDetection`
- 控制是否启用基于算法数据的 Welch 检测。
- `XYParser_ReadWelch`
- 读取当前已累计完成的 Welch/PSD 结果。
- Welch 结果当前仅来源于 `XYParser_FeedAlgorithmData`。
## 5. 当前设计结论
### 5.1 阻抗数据来源
- 阻抗在独立的阻抗检测阶段获取。
- 即：
- 设备连接成功
- 下发采样率250和增益6命令
- `XYParser_SetImpedanceDetection(handle, 1)`
- 下发采样率250和增益24命令
- 下发阻抗开启命令
- 设备原始字节流
- `XYParser_Feed`
- `XYParser_ReadImpedance`
- `XYParser_SetImpedanceDetection(handle, 0)`
- 下发阻抗关闭命令
- 下发采样率250和增益6命令
### 5.2 PSD 数据来源
- PSD/Welch 不再直接使用 `XYParser_Feed` 解析出来的帧数据。
- 当前流程为：
- 设备原始字节流
- `XYParser_Feed`
- `XYParser_ConvertSampleFramesToAlgorithmData`
- 算法处理
- `XYParser_FeedAlgorithmData`
- `XYParser_ReadWelch`
### 5.3 8导算法数据来源
- 8 导流程中，算法输入和 Welch/PSD 仍然按 64 导数据格式处理。
- 当前流程为：
- 8 导设备原始字节流
- `XYParser_Feed`
- `XYParser_Convert8ChFramesTo64Ch`
- `XYParser_ConvertSampleFramesToAlgorithmData`
- 算法处理
- `XYParser_FeedAlgorithmData`
- `XYParser_ReadWelch`
## 6. 推荐调用顺序
### 6.1 64导推荐调用顺序
```text
1. EEG 设备连接成功
2. CreateParser
3. SetAdcParams(4.5, 6) / SetSampleRate(250) / SetBypassChecksum
4. Get64GainSampleRateCommandSize / Serialize64GainSampleRateCommand(6, 250)
5. 上位机向设备下发采样率250、增益6命令
6. SetImpedanceDetection(1)
7. Get64GainSampleRateCommandSize / Serialize64GainSampleRateCommand(24, 250)
8. 上位机向设备下发采样率250、增益24命令
9. Get64ImpedanceCommandSize / Serialize64ImpedanceCommand(1)
10. 上位机向设备下发阻抗开启命令
11. 阻抗检测阶段循环:
11.1 Feed 原始字节流，拿到帧
11.2 ReadImpedance 读取阻抗
12. Serialize64ImpedanceCommand(0)
13. 上位机向设备下发阻抗关闭命令
14. SetImpedanceDetection(0)
15. Get64GainSampleRateCommandSize / Serialize64GainSampleRateCommand(6, 250)
16. 上位机向设备下发采样率250、增益6命令
17. SetWelchDetection
18. 常规采集阶段循环:
18.1 Feed 原始字节流，拿到帧
18.2 将帧转换为算法数据
18.3 将算法数据送入算法模块
18.4 将算法输出数据通过 FeedAlgorithmData 回灌
18.5 ReadWelch 读取 PSD/Welch 结果
19. 必要时 FlushAlgorithmData
20. DestroyParser
```
### 6.2 8导推荐调用顺序
```text
1. EEG 设备连接成功
2. CreateParser
3. SetAdcParams(vref, gain) / SetSampleRate(sample_rate) / SetBypassChecksum
4. SetImpedanceDetection(1)
5. Get8ChImpedanceCommandSize / Serialize8ChImpedanceCommand(1)
6. 上位机向设备下发阻抗开启命令
7. 阻抗检测阶段循环:
7.1 Feed 原始字节流，拿到8导帧
7.2 ReadImpedance 读取阻抗
8. Serialize8ChImpedanceCommand(0)
9. 上位机向设备下发阻抗关闭命令
10. SetImpedanceDetection(0)
11. SetWelchDetection
12. 常规采集阶段循环:
12.1 Feed 原始字节流，拿到8导帧
12.2 将8导帧转换为64导帧
12.3 将64导帧转换为算法数据
12.4 将算法数据送入算法模块
12.5 将算法输出数据通过 FeedAlgorithmData 回灌
12.6 ReadWelch 读取 PSD/Welch 结果
13. 必要时 FlushAlgorithmData
14. DestroyParser
```
## 7. 一句话总结
- **阻抗是独立阶段，先开阻抗、持续读取、再关阻抗。**
- **Welch/PSD 走算法数据链路。**
- **8导送算法前，先转成64导数据。**
- `Convert8ChSummaryTo64ChSummary`
- 8导映射表 `k8ChLeadMap`