CN101634939A - 一种快速寻址装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种快速寻址的装置和方法，采用由存储器，扫描检测电路和计数器所组成的设计构造实现了快速寻址的方法，通过扫描检测电路实时扫描保存在第一存储器内的数据，将符合要求数据从离散的地址空间内提取出来，按序依次保存在第二存储器中，并对第二存储器内有效数据进行计数存入计数器中；CPU响应中断请求后，读取计数器中的数据，按照计数器的信息指示按序读取第二存储器中的有效数据量；本发明只需要少量的额外寻址寄存器即可完成在任何大小地址空间内快速寻址，有效地解决软件在很大范围的存储器寻址速度，缩短软件处理中断过程时间，提高了系统设备的整体工作性能。

Description

一种快速寻址装置和方法

技术领域

本发明涉及通讯设备中的硬件与软件交互接口设计领域，具体涉及一种在对高速信号进行实时处理时实现的快速寻址装置和方法。

背景技术

在通讯设备中既要完成对高速信号的收发，又需要对信号进行各种复杂协议处理。为了兼顾效率和成本的平衡，一般在模块划分上将速度较高、功能较单纯的部分由硬件电路处理，功能较为复杂部分由软件处理，硬件和软件交互接口设计往往就成为了制约系统处理速度的瓶颈。

通常的设计方案是：采用硬件电路对高速信号进行实时处理，将需要软件处理的信息保存在存储空间M中，同时产生一个中断信号通知CPU，CPU响应中断后执行读取外部存储器指令，将存储空间M中的信息调入CPU内存中处理。目前主流CPU内部运算能力都很强，但是外部存储器读写速度受到各种限制不能太快，对于存储空间M地址非常大的应用场合，CPU完成一次遍历的时间会突破几个数量级，造成很大延时。

现有技术中的一种寻址方法如图1所示，该方法设计了若干组寻址寄存器，采用分级寻址的方式，即对存储器M地址用寻址寄存器组3的每个比特位来寻址，寻址寄存器组3的地址用寻址寄存器组2的每个比特位来寻址，寻址寄存器组2的地址用寻址寄存器组1的每个比特位来寻址。根据存储器M空间的大小，可以继续增加更多级的寻址寄存器组，此方案虽然提高寻址速度，但是也给软件带来了额外的读取负担，在需要读取地址急剧增加的情况下，读取寻址寄存器组的时间也会大量增加。

若寻址地址空间为m，寻址寄存器位宽为n，则需要额外读取的寻址寄存器的数量J为：

$J=\mathrm{mod}\left(\frac{m}{n}\right)+\mathrm{mod}\left(\frac{m}{n^2}\right)+...+\mathrm{mod}\left(\frac{m}{n^k}\right)+1$ k＜log_nm

所以对目前所采取的增加更多级的寻址寄存器组的方案需加以改进。

发明内容

本发明的目的是，针对上述现有技术存在的缺陷提供了一种只需要少量的额外寻址寄存器就可以完成在任何大小地址空间内快速寻址的装置和方法。

本发明的技术方案如下：

一种快速寻址的装置，其中，包括：扫描检测电路，计数器和第二存储器，所述扫描检测电路分别与所述计数器和第二存储器相连，用于对所接收的信息进行判断，提取符合要求的数据保存在所述第二存储器中，并对所述第二存储器内的有效数据进行计数存入所述计数器中。

所述的装置，其中，还包括第一存储器，所述第一存储器与所述扫描检测电路相连，用于存储数据信息，通过所述扫描检测电路实时扫描所述第一存储器内所保存的数据信息。

所述的装置，其中，所述扫描检测电路包括检测控制器和第一地址生成器，所述第一地址生成器生成顺序的地址信号发送给所述第一存储器，所述第一存储器通过数据总线将保存的数据信息发送给所述检测控制器，所述检测控制器对接收的信息进行判断，生成不同的信号。

所述的装置，其中，所述扫描检测电路还包括第二地址生成器，用于接收所述检测控制器的信号。

所述的装置，其中，所述检测控制器所生成的信号包括计数使能信号，地址使能信号和中断请求信号，通过所述检测控制器分别将所述计数使能信号发送给所述计数器使所述计数器增加1，所述地址使能信号发送给所述第二地址生成器使所述第二地址生成器生成的地址增加1，所述中断请求信号发送给中央处理单元CPU。

所述的装置，其中，软件响应中断请求后读取所述计数器中的数据，按照所述计数器的信息指示读取所述第二存储器中的数据，从而获取有效数据量。

所述的装置，其中，所述第二存储器的数据是按序依次保存，连续存放和连续读取。

所述的装置，其中，所述第二存储器由多个寻址寄存器构成。

所述的装置，其中，所述寻址寄存器的数量J为：

$J=\mathrm{mod}\left(\frac{{\log }_{2}m}{n}\right)+1$

其中，m为寻址地址空间，n为计数器位宽。

一种快速寻址的方法，其中，所述方法按如下步骤进行：

A、扫描检测电路实时扫描保存在第一存储器内的数据，将符合要求数据从离散的地址空间内提取出来，按序依次保存在第二存储器中，并对第二存储器内有效数据进行计数存入计数器中；

B、CPU响应中断请求后，读取所述计数器中的数据，按照所述计数器的信息指示按序读取所述第二存储器中的有效数据量。

本发明所提供的一种快速寻址的装置和方法，采用由存储器，扫描检测电路和计数器所组成的设计构造，实现了只需要少量的额外寻址寄存器来完成在任何大小地址空间内快速寻址的方法，有效地解决软件在很大范围的存储器寻址速度，缩短软件处理中断过程时间，提高了系统设备的整体工作性能。

附图说明

图1是现有技术的方案示意图；

图2为本发明的方案原理图；

图3为本发明实施例的功能框图。

具体实施方式

本发明提供了一种快速寻址的装置和方法，为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。

为了解决在对高速信号进行实时处理时所存在的延时和软件所带来额外的读取负担的问题，本发明采用了由存储器，扫描检测电路和计数器所组成的设计构造，实现了只需要少量的额外寻址寄存器来完成在任何大小地址空间内快速寻址的方法，它包括：第一步，通过扫描检测电路实时扫描保存在第一存储器内的数据信息，将符合要求数据从离散的地址空间内提取出来，按序依次保存在第二存储器中，并对第二存储器内有效数据进行计数存入计数器中；第二步，CPU响应中断请求后，读取所述计数器中的数据，按照所述计数器的信息指示按序读取所述第二存储器中的有效数据量。

根据该方法本发明采用了如图2所示的用于完成在任何大小地址空间内快速寻址的装置，该装置包括：第一存储器I、扫描检测电路D、计数器A和第二存储器II；其中：第一存储器I与扫描检测电路D相连，存储器I是一个具有很大范围的存储空间，保存了数据信息Registerl～RegisterN依次存放连续的地址空间内；扫描检测电路D还分别与计数器A和第二存储器II相连，扫描检测电路D用于实时扫描存储器I内保存的数据，将符合要求数据从离散的地址空间内提取出来，按序依次保存在存储器II中，同时对存储器II内有效数据进行计数，保存在计数器C中；软件响应中断请求后先读取计数器C中的数据，从而获取存储器II中的有效数据量，由于存储器II中数据是连续存放，因此软件无需寻址，连续读取即可，有效地解决了软件所带来额外的读取负担。

本发明所设计的快速寻址的方法，如果需要寻址空间越大，计数器C在软件全部读取负荷的比率越小，较好的提高软件处理速度；若寻址地址空间为m，计数器C位宽为n，则需要额外读取的寻址寄存器(即第二存储器II，存储器II是由多个寻址寄存器构成)的数量J最多为：

$J=\mathrm{mod}\left(\frac{{\log }_{2}m}{n}\right)+1$

为了使本发明的描述更为清楚，结合附图3对其进行详细的描述，其中以同步数字系列(SDH)设备中的开销处理模块为示例进行描述，但此设计方法可以适用于各种类似需求的应用场合。

开销处理模块如图3所示，分为两个部分，即硬件处理部分和软件处理部分，其中硬件处理部分包括了完成对高速信号实时提取开销信息，通过数据总线A依次保存在存储器I中，扫描检测电路D中的地址生成器1生成顺序的地址信号发送给存储器I，存储器I同时将保存的开销信息通过数据总线B发送给检测控制器，检测控制器对接收的开销信息进行比较，发现有变化时，生成3个信号，包括计数使能信号，地址使能信号和中断请求信号，通过所述检测控制器分别将生成的3个信号发送给：信号1、计数使能信号，发送计数器C使计数器C增加1；信号2、地址使能信号发送给地址生成器2使所述地址生成器2生成的地址增加1，并通过地址总线B将地址使能信号保存在存储器II中；信号3、中断请求信号发送给中央处理单元CPU，通知CPU中断其它操作；最后将更新后开销信息通过数据总线C保存在存储器II中。

软件处理部分包括当CPU中断请求信号后，通过CPU地址总线和CPU数据总线首先执行读取计数器C指令，再按照计数器C的信息指示按序读取存储器II中开销信息，完成其他开销处理功能。由于存储器II的数据是按序依次保存，因此软件无需寻址，连续读取即可，所以有效地解决软件在很大范围的存储器寻址速度，缩短软件处理中断过程时间，提高了系统设备的整体工作性能。

应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1、一种快速寻址的装置，其特征在于，包括：扫描检测电路，计数器和第二存储器，所述扫描检测电路分别与所述计数器和第二存储器相连，用于对所接收的信息进行判断，提取符合要求的数据保存在所述第二存储器中，并对所述第二存储器内的有效数据进行计数存入所述计数器中。

2、根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括第一存储器，所述第一存储器与所述扫描检测电路相连，用于存储数据信息，通过所述扫描检测电路实时扫描所述第一存储器内所保存的数据信息。

3、根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述扫描检测电路包括检测控制器和第一地址生成器，所述第一地址生成器生成顺序的地址信号发送给所述第一存储器，所述第一存储器通过数据总线将保存的数据信息发送给所述检测控制器，所述检测控制器对接收的信息进行判断，生成不同的信号。

4、根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述扫描检测电路还包括第二地址生成器，用于接收所述检测控制器的信号。

5、根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述检测控制器所生成的信号包括计数使能信号，地址使能信号和中断请求信号，通过所述检测控制器分别将所述计数使能信号发送给所述计数器使所述计数器增加1，所述地址使能信号发送给所述第二地址生成器使所述第二地址生成器生成的地址增加1，所述中断请求信号发送给中央处理单元CPU。

6、根据权利要求1或5所述的装置，其特征在于，软件响应中断请求后读取所述计数器中的数据，按照所述计数器的信息指示读取所述第二存储器中的数据，从而获取有效数据量。

7、根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第二存储器的数据是按序依次保存，连续存放和连续读取。

8、根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第二存储器由多个寻址寄存器构成。

9、根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述寻址寄存器的数量J为：

$J=\mathrm{mod}\left(\frac{{\log }_{2}m}{n}\right)+1$

其中，m为寻址地址空间，n为计数器位宽。

10、一种快速寻址的方法，其特征在于，所述方法按如下步骤进行：

A、扫描检测电路实时扫描保存在第一存储器内的数据，将符合要求数据从离散的地址空间内提取出来，按序依次保存在第二存储器中，并对第二存储器内有效数据进行计数存入计数器中；

B、CPU响应中断请求后，读取所述计数器中的数据，按照所述计数器的信息指示按序读取所述第二存储器中的有效数据量。

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