SDR 开发者社区

1、 GNU Radio buffer分配1.1 buffer使用简述GNU Radio数据buffer的管理机制是零拷贝循环缓存，这样能够保证来自源的数据流高效在各个模块之间传输。具体的buffer分配方式如下图所示：图1 buffer的使用方式页管理存储方式，一开始就分配好，buffer的长度是每页的大小的倍数，同时，每个循环缓存映射成两部分，实际使用的只是其中的一半。Buffer的size由用户决定（最大、最小缓存大小设定）。1.2 buffer创建方式针对不同的操作系统，GNU Radio提供不同配置方式。由vmcircbuf classes类型控制实现buffer使用。● MS Windows系统，采用Create File Mapping方式● OSX系统，采用Memory-mapped Temp File方式● Linux/POSIX系统，提供了System V Shared Memory和Memory-mapped Shared Memory两种方式 具体每种方式的建立步骤这里不再赘述，后面根据代码再简单介绍。2、 GNURadio buffer的创建流程GNU Rradio Flowgraph 运行时，每个模块的输出端口都绑定一个循环缓冲区(buffer)，通过一个写指针 w_ptr 输出数据，它的下游模块通过一个读指针r_ptr 读取数据。对于每个block的buffer如何进行分配，在block运行的设置连接函数setup_connections()里就对它进行了具体的描述，主要是对buffer的size以及地址进行设定，具体流程如下图所示：图2 buffer分配流程3、 代码分析每个Block通过detail()可以得倒block_detail实例对象指针，而且block的输出端口都绑定一个循环缓冲区（buffer），其分配起始于下面的代码： 上面这部分代码是buffer分配的具体实现，主要是对输出端口对应的缓冲区size大小及输出数据类型做判断，确保buffer分配的有效，然后通过make_buffer实现buffer的分配以及设定循环缓冲区的首地址。Buffer的分配最终是调用VM circular buffer类实现缓存分配并返回基址。前面提到过，针对不同的操作系统提供了不同的内存分配接口，系统默认的buffer分配配置文件路径是$HOME/.gnuradio/prefs/vmcircbuf_default_factory。通过读取文件获取到（如默认 gr::vmcircbuf_sysv_shm_factory），如果没有默认配置或者配置的不正确，则直接获取工厂列表中的第一个。同样，根据获取到的factory，然后通过对应的make进行buffer分配。具体的代码实现参考以下的.h和对应的cc文件（vmcircbuf_createfilemapping.h、vmcircbuf_sysv_shm.h、vmcircbuf_mmap_shm_open.h、vmcircbuf_mmap_tmpfile.h）1、MS Windows系统的实现Windows系统采用createfilemapping 方式实现内存的分配及映射，具体代码的实现逻辑如下：① size大小是page size的整数倍，通过CreateFileMapping获取文件页的句柄；② 通过VirtualAlloc分配2*size大小的内存并返回指针first_tmp；③ 通过MapViewOfFileEx分别将文件页映射到分配的虚拟内存的前后两部分，指针分别对应为first_tmp和first_tmp+size；④ 返回内存地址指针（保证分配的内存大小是2*size）。具体的实现代码见vmcircbuf_createfilemapping::vmcircbuf_createfilemapping::vmcircbuf_createfilemapping(int size): gr::vmcircbuf(size)函数，2、OSX系统的实现苹果系统，查看vmcircbuf_mmap_tmpfile::vmcircbuf_mmap_tmpfile (int size): gr::vmcircbuf (size)函数具体描述，这里不再详细介绍。3、LINUX系统的Mermory-mapped Shared Memory实现查看vmcircbuf_mmap_shm_open::vmcircbuf_mmap_shm_open(int size): gr::vmcircbuf(size)函数具体描述，通过shm_open分配内存，这里不再详细介绍。4、GNU radio默认的buffer分配采用LINUX系统的另外一种实现方式，即System V Shared Memory共享内存方式，主要由shmget、shmat、shmat、shmctl四个函数组成实现。代码的逻辑基本上如下描述：① 获取page size，传入的size大小是page size的整数倍；② 通过shmget分别创建shmid_guard（page size大小）、shmid1（size大小）、shmid2（2*size大小）共享内存对象；③ 通过shmat将各共享内存区对象映射到调用进程的地址空间，将shmid1分别映射到shmid2前半部分和后半部分，并且保证shmid2的两部分内存映射到同样的虚拟空间，同时映射shmid_guard到首地址，且为只读模式；④ 返回内存地址指针（保证分配的内存大小是2*size）。具体的实现代码见文件vmcircbuf_sysv_shm.cc文件的vmcircbuf_sysv_shm::vmcircbuf_sysv_shm(int size): gr::vmcircbuf(size)函数。到此为止,buffer的分配完成,后面通过block建立block之间的连接，对应每个buffer绑定reader，在block的运行中，通过维护r_ptr和w_ptr即可实现buffer的循环使用。4、 LOG跟踪 在flat_flowgraph.cc文件中，将#define FLAT_FLOWGRAPH_DEBUG 0修改为#define FLAT_FLOWGRAPH_DEBUG 1，即打开日志的使能开关，就可以看到各block buffer分配的简单信息，如果需要详细了解分配的各步骤信息，可以在代码中增加打印信息。

1、 Scheduler 任务简述GNU Radio中每个block的调度工作如下图所示，主要包含三个方面：图1 block的调度工作（1） 维护block对应的buffer的读写指针；blcok对应的buffer读写指针在buffer章节介绍中有描述，这里不再赘述。（2） 处理各个block的约束要求Block的约束需求主要是四部分设置：Forecast函数的功能是告诉调度器对于每次输出的item需要多少个输入的items；Output Multiple则是通过函数set_output_multiple(int multiple)设置每次输出items的大小，如果没有足够的数据则不输出。Alignment表明数据对齐，通过函数set_alignment(int multiple)进行设置，保证输入的数据为multiple倍数大小；History主要用来设置buffer读指针的history items，一方面保证我们有足够有效的数据history items超过输出的output_items大小，另一方面它经常用于有因果关系的信号间进行工作。具体使用方式如下图：图2 history使用（3） 完成信息的传输GNU Radio采用消息传递（Message）和流标签（Stream tag）两种机制在block 之间传输信息。其中Stream tag是同步标签，只能单向传输，Message是异步消息，可以向任何方向传输。在GNU Radio流图中，Stream tag实线表示，Message虚线表示。【注意】Stream tag与数据流是并行传输模式，不是插入到原始数据流，也不会改变原始数据流，而是绑定到数据流的某一个样点，只能在block之间传递消息，不能通过天线发送出去。2、 流图调度2.1 模块调度初始化流图建立后，运行流图，创建调度器。对流图的模块进行拓扑排列，获取各个block的vector信息，设置流图中所有模块的done标志，然后循环为各个block创建线程并启动线程body进行信息处理。图3 流图的block初始化流程2.2 模块线程整体处理 各block线程主体处理的流程如下图所示。先前的GNU Radio框架介绍提及到，模块的默认调度机制是TPB模式，即多线程调度。每个block的线程处理主体函数的实现均包含在tpb_thread_body.cc文件中，进入线程body，首先获取block的detail()信息以及当前线程ID，接着绑定线程、设置线程优先级，然后while循环进行消息、数据流的run_one_iteration操作以及返回状态处理。具体介绍代码分析部分再描述。图4 各block线程的主体处理流程2.3 模块线程核心处理run_one_iteration()函数是线程主体运行的核心，包含了模块的主要功能实现。图4 block线程核心处理流程总的来说，run_one_iteration()函数按照模块类型（信源、信宿以及中间模块三种）进行逐一处理。针对block的每个输出端口，检查各自对应的buffer的剩余空间，从而获得block可以输出的items数目。如果没有用于输出的足够的空间，则返回BLKD_OUT(输出阻塞)；同时，根据前面计算出的输出items数目，计算出所需要的输入items数目（通过forecast函数），综合检查输入的items数目是否满足要求，不满足则返回BLKD_IN；如果输入的items足够，也有足够的空间存放输出的items，则执行block::general_work()完成模块的功能。2.3.1 try again流程 该流程主要从以下几个方面进行逻辑的判断和处理： 1、如果是固定速率的block，有一些专门的限制条件，单独分析；2、未设置Output Multiple，针对Alignment是否设置进行判断；3、调用forecast计算输入items，判断数据是否满足要求，回调work函数进行处理；4、其他的异常情况判断，返回相应状态处理。具体的实现流程如下图所示：图5 try again处理流程2.3.2 work流程 work流程通过获取buffer指针，调用各个block的general_work()函数进行数据处理，如果启用了work处理函数的性能计数器，则统计性能，接着根据返回值进行相应处理并返回结果状态值。图6 work处理流程2.3.3 DONE流程 该流程代表当前数据信息处理完成，然后设置block的done标志，通知上下游模块可以进行数据信息的输入和输出。图7 done处理流程3、 代码走读3.1 调度器初始化流图运行的时候，会根据系统选择的调度器模式（TPB）进行调度器的创建和初始化（对流图的模块进行拓扑排列，获取各个block的vector信息（模块的上下游关系），设置流图中所有模块的done标志，循环为各个block创建线程）。 3.2 线程处理主体函数线程主体函数处理部分，首先是获取线程ID，绑定线程，然后设置各个block的线程优先级，清除block的finish标志。接下就是信息的处理部分了，先遍历消息队列，如果有当前消息注册的句柄，则从队列中POP，然后调用该block的handler分发消息；否则将该消息塞进队列，判断队列里的最大消息数，超过容量则将最开始进队列的消息删除掉。如果不是消息而是流模块，则判断输入输出数据信息调用run_one_iteration()处理，返回处理的状态结果值。然后就针对各返回状态值进行处理：◆ READY：通知上下游模块有足够的buffer空间和数据输出；◆ READY_NO_OUTPUT：通知上游模块有buffer空间可以使用；◆ DONE：告知上下游模块信息处理完成；◆ BLKD_IN：等待数据的输入或者新的消息处理；◆ BLKD_OUT：等待数据的缓存空间释放或者新的消息处理。3.3 流模块数据处理 代码在block_executor.cc文件中，主要根据block类型（信源、信宿以及中间模块）进行分别处理。3.3.1信源模块该模块只有下游模块，综合计算输出buffer空间，如果足够则调用work处理，否则等待buffer的释放。3.3.2信宿模块该模块只有上游模块，如果输入数据完成且数据不满足block的output multiple，直接返回DONE；如果没有输出则表明没有输入数据，返回BLKD_IN，否则直接进入try again流程处理。3.3.3中间模块中间模块从上游模块接收数据，然后输出到下游模块，在处理时先确认输入的数据，然后计算输出buffer的空间，如果noutput_items值为0，则阻塞中，等待buffer，值为-1则表明已经完成，否则进入try again进行进一步的判断和分析。3.3.4 try again处理 该部分针对block的限制需求进行相关判断分析和处理，主要包含fixed_rate、output_multiple_set、alignment、forecast以及input的check，并返回对应的处理值。如果一切都正常，则获取buffer的r_ptr指针读取输入数据，调用work进行数据的处理。3.3.5 work处理 获取输出buffer的写指针，将输入数据调用general_work处理输出写入buffer。3.3.6其他处理 包括调整剩余待处理的未对齐数据的unaligned属性；如果是标签流，按照新的速率进行数据传递；更新buffer的指针位置；设置新的传输速率等等。4、 LOG日志 在block的调度时，消息模块主要是由框架进行队列的管理及分发，这部分日志没什么好查看，如果想看消息具体的实现细节，则需在各个block的实现文件中增加相应日志信息；流模块则是由调度器循环不断的处理，主要的细节处理在block_executor.cc文件中，将#define ENABLE_LOGGING 0修改为#define ENABLE_LOGGING 1，即打开日志的使能开关，就可以看到各个block在运行中的各步骤打印信息，同样如果要看模块的具体功能实现细节，则需在blcok的work实现中增加相应的日志记录。

1、GNU Radio框架图1 gnuradio框架 2、GNU Radio系统层次结构图图2 gnuradio系统层次结构3、GNU Radio软件架构 图3 gnuradio软件架构4、代码阅读4.1 block信号处理基类 图4 gnuradio信号处理类（C++）4.2 block应用关系 图5 gnuradio block应用上图中，箭头表示引用关系，如通过调用block::detail（）可以得倒block_detail实例对象的指针。block主要关注数据的处理、运算和生成；block_detail主要关注block的输入、输出及连接关系等；buffer主要关注buffer的分配、数据的写入及交换等；buffer_reader主要关注buffer的读取。每个block的输出可以连接到多个block的输入，两个block之间的连接（或者说是数据交换）是通过buffer类的对象完成的。从buffer的角度来看，每个buffer都与一个block的输出和多个block的输入相关联，可以看成是单写入多读取的环形缓冲区。对于一个指向buffer对象的指针buf来说，通过buf->link()可以获得与之关联的上游block指针（该block向buffer中写入）；同时，该buffer还暴露出若干个buffer_reader对象指针，用于下游block的读取，每个buffer_reader各自通过link()成员函数与单个下游block相关联。通过调用全局函数buffer_add_reader可以为buffer绑定一个新的reader。4.3 block调度运行机制一个系统由多个block连接而成，并形成一个top_block，通过调用top_block的run()成员函数，gnuradio启动一系列的线程，并通过调度机制将来自于源的数据顺序经过各个block处理，最终送到sink。 图6 gnuradio调度流程 top_block持有一个指向类top_block_impl的数据成员d_impl，进入top_block_impl类的start函数查看： 上述代码执行若干检查后，最后调用阴影部分的代码创建gnuradio的调度器，接着我们继续查看make_scheduler()函数： 代码可以看出，首先检查是否设置了linux的环境变量GR_SCHEDULER,如果没有则使用默认的TPB（thread per block）调度器，否则根据环境变量使用所需要的调度器。TPB（default）：multi-threaded schedulerSTS：single-threaded scheduler默认情况下，调用scheduler_tpb::make来创建调度器。 该代码中，对flowgraph中的block进行排序，系统按照排列的结果，逐个block进行调度。最重要的是最后阴影部分的代码，thread_body_wrapper是一个仿函数类，该类用来封装线程的主体函数，其构造函数第一个参数为实际要执行的函数体。该部分代码中，这个参数是tpb_container类的对象。 tpb_container类的定义如下： 对于每个block来说，线程的入口就在tpb_thread_body body(d_block, d_max_noutput_items);每个线程的工作步骤有以下几步：1、每个block对应的线程都有一个while(1)循环2、循环内处理各种消息并运行关键处理函数run_one_iteration()3、run_one_iteration()检查是否有足够多的输入数据和足够的输出空间4、如果是，调用general_work()函数完成block的功能5、否则相应的返回BLKD_IN,BLKD_OUT 可以看出，run_one_iteration()是线程运行的主体，包含了模块的主要功能。其主要流程如下： 总的来说，该函数针对block的每个输出端口，检查各自对应的buffer的剩余空间，从而获得block可以输出的items数目。如果没有用于输出的足够的空间，则返回BLKD_OUT(输出阻塞)；同时，根据前面计算出的输出items数目，计算出所需要的输入items数目（通过forecast函数），综合检查输入的items数目是否满足要求，不满足则返回BLKD_IN；如果输入的items足够，也有足够的空间存放输出的items，则执行block::general_work()完成模块的功能。5、代码调试5.1 日志 在block_executor.cc文件中，将#define ENABLE_LOGGING 0修改为#define ENABLE_LOGGING 1，即打开日志的使能开关，就可以看到各个block在运行中的各步骤打印信息。5.2 block的GDB调试 block的调试主要包含以下几个步骤：（1）编译模块代码 cmake的时候，按照以下命令执行cmake .. -DCMAKE_BUILD_TYPE=Debug（2）在生成的py文件最前面加上 import os 最后面的 if __name__ == '__main__':中，main前增加以下两行： print "pid=%d" %(os.getpid(),) raw_input() （3）如果gdb中出现设置断点提示make breakpoint pending on future shared library? 则按照下面步骤操作：打开文件：sudo文件：sudo gedit /etc/sysctl.d/10-prtace.conf修改kernel.yama.ptrace_scope=0然后执行service procps restart（4）在终端中执行python *.py 回车后显示pid，然后在新的终端中“gdb -p pid”进入gdb设置断点后，在显示PID号的终端上再次回车启动流图运行，进入断点调试。6、缩略语简写全称SWIG（Simplified Wrapper and Interface Generator）简化封装接口生成器SDR（Software Defined Radio）软件无线电USRP（Universal software Radio Peripheral）通用软件无线电外围设备GPP（General-Purpose Processors）通用处理器TPB（thread per block）每模块线程STS（single-threaded scheduler）单线程调度

一、产品定位与研发背景区别 1. USRP B210（国外通用 SDR 设备）USRP B210 是国外厂商推出的入门级双通道软件无线电硬件，多年来广泛用于高校通信教学、简易射频信号采集，属于海外商用通用射频设备。短板明显：核心芯片、底层驱动、配套软件均为海外技术，无法适配国产信创环境；设备采购、维保、授权成本高，供货周期不稳定，军工、涉密科研场景存在数据安全风险。2. RF210 国产软件无线电（大尧科技自研国产化 SDR）RF210 是国内自主研发的双通道通用软件无线电设备，核心 FPGA、射频链路、底层 UHD 兼容驱动全部自主开发，专为国内高校新工科实验室、国产化电磁仿真、涉密电子对抗测试打造。核心定位：国产替代 USRP B210，兼顾教学实训与军工科研场景，完美适配飞腾、鲲鹏国产 CPU，麒麟、统信国产操作系统，满足国内信创国产化政策要求。二、硬件射频参数核心差异频率覆盖范围 USRP B210 标准频段 70MHz–6GHz，低频段缺失，无法开展低频长波、短波通信相关实验； RF210 覆盖 1MHz–6GHz，向下拓展至 1MHz 低频区间，支持短波、中波、超宽带信号收发，适配更多雷达、导航、低频通信实训项目。瞬时带宽与采样性能 两者最大瞬时带宽均支持 56MHz，基础采样指标持平； RF210 优化 FPGA 内部信号处理链路，本地实时波形处理延迟更低，多信号同步仿真稳定性优于 B210，适合复杂电磁环境叠加测试。FPGA 主控芯片 USRP B210 采用海外原厂 FPGA，芯片供货受海外管制； RF210 搭载国产 Kintex-7 系列 FPGA，芯片全国产供应链，无断供风险，支持用户二次开发自定义射频算法、跳频模块。通道与时钟同步 二者均为 2 发 2 收双通道； RF210 标配高精度内置 PPS 时钟同步接口，多设备级联搭建多通道电磁仿真系统时同步误差更小，适合组网式雷达信号模拟。三、驱动与软件生态兼容性区别1. 驱动适配USRP B210 仅原生支持 Windows、Ubuntu 海外系统，无官方国产系统适配包，麒麟、统信安装驱动难度大，易出现兼容报错；RF210全兼容 UHD 标准驱动，可直接复用原有基于 USRP 开发的代码工程，同时原生适配 Windows、Ubuntu、银河麒麟、统信 UOS 全系统，信创电脑可即插即用，无需二次移植代码。2. 配套仿真软件USRP B210 依赖 MATLAB、LabVIEW 等国外商用仿真软件，软件授权费用高昂，涉密项目禁止使用；RF210 配套自研天问云教学仿真平台、国产波形开发软件，无需付费海外软件，内置 100 + 通信、雷达、导航教学实验案例，支持本地离线仿真 + 云端远程实训，完全满足高校产教融合需求。四、国产化适配与安全合规差异供应链安全 USRP B210 硬件、核心元器件海外进口，国际局势影响供货周期，部分单位采购受限； RF210 整机元器件、电路板、驱动程序全部国内生产自研，供应链稳定，可大批量供货用于高校实验室批量采购、军工项目配套。涉密 / 信创场景使用权限 USRP B210 属于境外设备，涉密科研、国防电子对抗项目存在数据外泄风险，多数单位采购准入受限； RF210 纯国产软硬件架构，无境外代码后门，符合国产化仪器采购标准，可用于涉密电磁信号模拟、军用通信仿真测试。五、使用成本、售后与技术支持区别采购与长期使用成本 USRP B210 进口设备关税、物流成本高，单台采购价格更高；配套 MATLAB 等软件每年需支付高额授权费；设备故障维修需寄回海外，维修周期长达数月。 RF210 国产自研设备，定价适配国内院校预算，无额外软件授权费用；厂家本地技术团队提供终身免费驱动升级，硬件故障国内原厂快速维修，售后响应时效 1-3 个工作日。教学配套技术服务 USRP 厂商仅提供基础英文文档，无国内高校定制化教学方案； 采购 RF210 可免费获取配套实验讲义、课程教案、线上实训云平台使用权，厂家工程师支持进校搭建通信实验室、开展教师技术培训。六、适用场景选择建议选择 USRP B210 的场景仅普通非涉密高校简易教学、无国产化要求、仅做基础射频演示，无低频、多设备级联仿真需求。优先选用国产 RF210 软件无线电的场景高校新工科、通信电子实验室国产化改造项目；需要适配麒麟、统信国产操作系统、飞腾国产主机；短波、低频通信、多通道雷达导航信号仿真；涉密科研、国防电子对抗、复杂电磁环境模拟；院校远程云端教学、批量搭建分布式实训平台；想要替代 USRP，降低设备与软件长期采购成本。七、总结USRP B210 是成熟的海外入门 SDR 设备，基础射频指标可满足简单实验，但存在供货受限、无法适配信创系统、软件成本高、涉密场景禁用等短板；国产 RF210 软件无线电在保留 UHD 兼容、对标 B210 核心射频性能的基础上，实现全国产化软硬件替代，拓展低频带宽、适配国产软硬件生态，配套免费教学仿真平台，售后与供货更稳定，是国内高校、军工科研单位替换 USRP B210 的最优国产化方案。

本教程介绍了 流 和 向量 之间的区别。上一篇教程 “打包位 ”介绍了如何将比特流打包成 字节 或 字符 数据类型，以及如何将其解包回比特流。下一篇教程 “层级块和参数 ”演示了如何创建 分层块 以及如何使用 参数 。流在 GNU Radio 中，模块之间可以使用 流 或 向量 进行连接。 流 在每个时间点携带一个样本。 流 生成序列化数据。 流 必须具有数据类型，例如 Float32 或 Byte 。信号源 模块产生一个 复浮点数 32 数据流。该模块在每个时间点的输出包含 1 个复数样本：图中显示，每个时间点都有一个复杂的样本。向量向量 在每个时间点携带多个样本。 向量 并行表示数据。 流 在每个时间点表示一个标量。 向量 在每个时间点表示一个数组。GRC 使用较浅的颜色表示 数据流 ，使用较深的颜色表示 向量 输出：流到向量流程图示例以下示例描述了如何将数据流转换为向量，以及如何将向量转换回数据流。两个复杂的正弦数据流被转换为一个二元向量并显示出来，然后再转换回它们各自的独立数据流。向工作区添加两个 信号源 模块：编辑第二个 信号源 的参数，使其频率为 100，幅度为 0.1，以便在视觉上将其与第一个 信号源区 分开来：点击 “确定” 接受参数。找到 “流到向量” 模块，将其拖入工作区并将其连接到 “信号源” 模块：找到 Vector to Stream 模块，并将三个 QT GUI Time Sink 模块添加到流程图中：“向量转流”模块 会将向量序列化为流。 “向量转流”模块 输出的样本将交错排列。编辑三个 QT GUI 时间接收器 模块的标题，以便彼此区分。首先，编辑连接到频率为 1000、幅度为 1 的 信号源的 模块，将其标题设置为 “信号源 A” ：现在编辑连接到第二个 QT GUI 时间接收器， 信号源（ “信号源 B” 频率为 100，幅度为 0.1）的 将其标题设置为 ：最后，编辑连接到 QT GUI Time Sink Vector to Stream “交错信号源” 模块的 ，将其标题设置为 ：运行流程图会显示三个时间接收器： 信号源 B、 信号源 A 、交错信号源 。交错信号源 时间接收器显示来自 信号源 A和信号源 B 的交错样本：向量到流的流程图示例以下示例对向量化数据进行解交错（或序列化），将其转换回两个流。搜索 “向量到流” 模块，将其添加到工作区，并将其连接到 “流到向量” 模块：右键单击并删除连接两个 信号源 模块和 QT GUI 时间接收器 模块的箭头：将两个 Vector to Streams QT GUI Time Sink 模块移动并重新连接到 输出：运行流程图。矢量化样本已重新分离成两个流：下一个教程“ 层级块和参数 ”演示了如何创建 和使用 层级块 。

本教程介绍了如何使用 Pack K Bits 模块将位打包成一个字节，以及如何使用 Unpack K Bits 模块将一个字节解包成位。上一篇教程 “数据类型转换 ”介绍了 字符型 和 字节型 数据类型以及如何在数据类型之间进行转换。下一篇教程“ 流和向量 ”介绍了流和向量之间的区别以及如何在流程图中使用它们。开始打包位流程图将 比特 打包成一个字节对于表示二进制数据（而非数字化射频采样）以及使用调制器模块（例如 星座调制器 、 GFSK 调制器 和 OFDM 发射机 ）都非常有用。创建一个新的流程图，并将 随机源 模块添加到工作区：点击 “随机源” 。选中时会显示 浅蓝色 边框：按 向上 或 向下 键循环切换不同的数据类型，直到选中 字节 数据类型（以 紫色 输出端口颜色表示）：随机源生成的字节最小值为 Minimum ，最大值为 Maximum-1 。在本例中， Minimum = 0 ， Maximum = 2 ，因此它将生成二进制 0 和 1。Pack K Bits 模块用于将多个比特并行化（或 打包 ）到单个字节中，以表示更大的二进制值。将 Throttle 、 Pack K Bits 、 Char to Float 和 QT GUI Histogram Sink 模块添加到流程图中并连接它们：解释 K 位块的打包Pack K Bits 块接收 K 位，并通过先填充最低有效位 (LSB) 将它们放入一个字节中。在本例中， K=4 。 随机源 首先生成比特 B 0 。该比特将被 数据包 K 位 接收，然后存储在最低有效位 (LSB) 中：[0 0 0 0 0 0 0 B 0]Pack K Bits 生成的第二个比特是 B 1 ，然后 Pack K Bits 根据以下方式存储它：[0 0 0 0 0 0 B 1 B 0 ]按照这个规律，接下来的比特 B 2 和 B 3 将存储为：[0 0 0 0 B 3 B 2 B 1 B 0 ]下图展示了该模块的工作原理：由于 0000B K=4 位已被打包，因此将输出字节 3 B 2 B 1 B 0 ，并开始一个新的字节。该字节的输出值（十进制）为：= (B 3 *2 3) + (B 2 *2 2) + (B 1 *2 1) + (B 0 *2 0)= (B 3 *8) + (B 2 *4) + (B 1 *2) + (B 0)例如，如果：B 0 =0B 1 =1B 2 =0B 3 =1该字节用 00001010 表示，其十进制值为：8 + 0 + 2 + 0 = 10 完成 Pack K Bits 流程图编辑 Pack K Bits 的属性：K： 4四位二进制数可以生成 0 到 QT GUI 顶部直方图接收器 4 2 之间的数字 -1=15 。编辑 属性，并更改以下内容：标题： 4 位垃圾箱数量： 1024x 轴最大值： 16四位二进制数可以生成 0 到 2 之间的数字 4 -1=15 。编辑 QT GUI 底部直方图接收器 属性，并更改以下内容：标题： 1 比特垃圾箱数量： 1024x 轴最大值： 16流程图应如下所示：运行流程图。1 0 位 1 直方图显示值 4 位 和 0 ，而 15 直方图显示值从 到 ：解包比特解包操作会将一个 字节 序列化为一串比特。将 “解包 K 位” 模块添加到工作区，并将其连接在 “打包 K 位” 模块和 “字符转浮点数 ”模块之间。编辑 “解包 K 位” 模块的属性，并输入 K: 4 。运行流程图。1 位直方图显示打包的 4 位被解包（序列化）回 0 和 1 的值：解包过程从最低有效位 ( 最高有效位 (MSB) LSB) “打包 K 位” 开始，然后依次进行到 0000B 。在前面的示例中， “解包 K 位” 3 模块生成了一个字节，其位为 2 B 1 B 0 B B 。 B 0 模块的输出结果首先是位 B 1 ，然后是位 B 2 、 和 3 ，字节中剩余的 4 个零位将被忽略。连接模块：QT QUI 时间接收器显示输出：单击鼠标左键并拖动鼠标，即可放大查看：这两个图完全重合。 “解包 K 位” “打包 K 位” “打包 K 位” 模块的输入与 “解包 K 位”模块 模块的输出完全相同。这表明解包和打包 执行的是完全相反的操作。 下一个教程 “流和向量 ”介绍了流和向量之间的区别，以及如何在流程图中使用它们。