CN103342056A - 一种基于多核处理器及dma技术的高速数码印花方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于多核处理器及DMA技术的高速数码印花方法，本发明针对现有数码印花机受到PC处理器性能和并行接口传输数据限制，仍然无法对大量图像进行实时处理的问题，首先利用多核处理器来加快打印命令和打印图像的处理，其次利用DMA技术实现了高速外设和主存储器之间自动成批交换数据尽量减少CPU干预的输入/输出操作方式，使整个计算机系统的效率大大提高，最后利用RAID技术来提高硬盘的存取速度，来提升整个数码打印系统的效率。

Description

一种基于多核处理器及DMA技术的高速数码印花方法

技术领域

本发明属于数码打印技术领域，具体涉及一种基于多核处理器及DMA技术的高速数码印花方法。

背景技术

中国是纺织业大国，纺织品在中国的出口产品中占了很大一部分。印染则是丰富纺织品花色品种、提高产品档次的有效手段，是纺织业公认的高附加值产业，印染能够给纺织品带来更高的价值，经过印染后的纺织品不仅可以作为生活必需品，也可以成为一种工艺品。作为一种工艺品后，纺织品的价值进一步提升。但是传统纺织业存在很多问题，如传统的纺印染，就是典型的高能耗、高噪音、高污染的行业。随着环境保护政策的不断加完善，以及人们对环境保护意识的不断加深，高能耗、高噪音、高污染（三高）对于传统纺织业造成了很大的负面影响。数码印花是随着计算机技术不断发展而逐渐形成的一种集机械、计算机电子信息技术为一体的高新技术产物，能有效解决传统纺织业的“三高”问题。 数码印花技术运用计算机辅助设计（CAD）技术、数字制造技术、计算机网络技术这三项技术对整个纺织品印花加工工艺设备数字化处理，使纺织品印花的整个生产过程实现数字化，从而以全新的生产模式达到提高生产效率，提高产品质量，大力降低环境污染的目标，使印花技术进入一个崭新的时代，是对传统印花技术的一次重大突破，也对纺织业产生了巨大的影响。同时数码印花技术的应用，对个性化、小批量、快速反应的市场需求得到真正的体现。变单一为多样；变平面为立体；变装饰为实用。使得制作形式灵活化、设计取材丰富化、应用方式个性化。极大的满足现代人们求新、求异、求变、求个性化的消费心理。

目前的数码印花机一般由PC、喷头控制单板和外部打印架构组成。一般的步骤都是在首先PC上完成对打印图像的解压、旋转等复杂处理，然后通过并行接口将处理好的图像数据和打印命令传送到数码印花机的喷头。纺织业的印染需要处理大量的图像，大量图像的快速打印对计算机提出了更高的要求。受到PC处理器性能和并行接口传输数据限制，目前的数码印花机仍然无法对大量图像进行实时处理，使得打印速度落后于传统的机印花。数码打印虽然解了印染业的三高问题，但是对于纺织品产业的效率问题却没有很好的解决，这也成为了阻碍数码印花机及数码印花技术在纺织业中的快速普及。

发明内容

本发明的目的在于克服现有数码印花机受到PC处理器性能和并行接口传输数据限制，仍然无法对大量图像进行实时处理，使得打印速度落后于传统的机印花的缺点，提供一种基于多核处理器及DMA技术的高速数码印花方法。本发明可以提高目前数码印花机的效率，从而加快数码印花机的普及。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种基于多核处理器及DMA技术的高速数码印花方法，该方法是在数码印花系统上实现的，该数码印花系统包括多核处理器、内存、系统总线、DMAC、喷头和硬盘；其中：DMAC、多核处理器和内存通过系统总线相连，DMAC分别与喷头和硬盘相连；该方法包括以下几个步骤：

（1）处理打印命令：用户输入打印命令，由多核处理器中专门处理打印命令的那个核来处理打印命令。系统判断打印命令是否正确，其中包括两个部分：打印命令格式是否正确及要打印的图像是否存在，如果两个部分都正确的话，将处理好的命令通过系统总线先存放到内存中，同时跳到步骤2，否则步骤跳到1，等待下一条打印命令；

（2）取出打印图像：DMAC根据打印命令中指定图像地址，将对应的图像从基于RAID技术的硬盘中取出并传输到内存中，等待多核处理器的其他核来处理图像数据；

（3）多核处理器利用其他几个核来快速地对图像进行解压和旋转等复杂处理，在处理完后将图像数据通过系统总线传送到内存中。

（4）在DMAC控制下，将内存中已经处理好的命令和图像传输到喷头，喷头取出打印命令，判断打印命令是否是开始命令，如果是，跳到步骤5，否则跳到步骤1，等待下条命令（喷头一直等到收到的命令为开始打印命令时才开始打印）；

（5）喷头对通过DMAC传过来的已经处理好的图像数据进行打印。

本发明的有益效果在于：本发明首先利用多核处理器来加快打印命令和打印图像的处理，其中打印图像速度的提升对于整体性能的提升很大。其次利用DMA技术实现了高速外设和主存储器之间自动成批交换数据尽量减少CPU干预的输入/输出操作方式，使整个计算机系统的效率大大提高。最后利用RAID技术来提高硬盘的存取速度，来提升整个计算机系统的效率。本发明有效地克服了目前数码印花机处理图像速度不快，以及在大量图像数据传输时浪费了处理器开销，从而降低数码打印及整体性能的缺点，利用多核处理器、DMA技术等来大大提高数码打印机的效率。

附图说明

图1是本发明的系统结构图；

图2是本发明方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图说明和具体实施方式对本发明做进一步详细说明。

本发明的基于多核处理器及DMA技术的高速数码印花方法是在数码印花系统上实现的，该数码印花系统的结构如图1所示，包括多核处理器、内存、系统总线、DMAC、喷头和硬盘；其中： DMAC、多核处理器和内存通过系统总线相连，DMAC分别与喷头、硬盘相连。

所述的多核处理器，将其中一个核专门用来处理打印命令，其他核用来进行图像的解压和旋转等复杂处理。专门让一个核来处理打印命令可以快速高效的处理打印命令，同时用多核处理器处理图像可以大大加快图像处理速度。如Intel （酷睿i7 3770K）四核处理器；

    所述的内存，利用内存的双通道技术，可以大大加快数据传送，由于再加上目前的操作系统已经上升为64位系统，不存在只能利用3G多内存的问题，因此在技术允许的范围内，尽可能多的加内存容量。如威刚（8GB DDR3 1600）内存；

    所述的系统总线，主要用来进行处理器和内存之间的数据传输，包括处理前和处理后的图像以及打印命令；

    所述的DMA（DirectMemoryAccessController，直接内存存取控制器），不需要消耗处理器多余的时间，就可以把需要处理图像从硬盘传入内存，及将处理好的图像数据和打印命令传输到喷头。如STM32 I2C；

    所述的喷头，就是实现数码印花的部件，根据DMAC传输过来的经过处理了的图像数据和打印命令进行打印。如罗兰机740专用喷头；

    所述的硬盘，为实现RAID技术的硬盘，这样可以实现比普通单盘更快的数据传输速度，但价格与固态硬盘相比便宜很多。RAID技术是一种以冗余来提高硬盘速度的方法，由于硬盘是制约整机性能的因素之一，利用RAID技术可以提高整机性能。如用3块希捷（Barracuda 1TB 7200转 64MB）硬盘实现raid 0。

如图2所示，本发明基于多核处理器及DMA技术的高速数码印花系统的处理方法，包括以下几个步骤：

 1、处理打印命令：用户输入打印命令，由多核处理器中专门处理打印命令的那个核来处理打印命令。系统判断打印命令是否正确，其中包括两个部分：打印命令格式是否正确及要打印的图像是否存在，如果两个部分都正确的话，将处理好的命令通过系统总线先存放到内存中，同时跳到步骤2，否则步骤跳到1，等待下一条打印命令；

 2、取出打印图像：DMAC根据打印命令中指定图像地址，将对应的图像从基于RAID技术的硬盘中取出并传输到内存中，等待多核处理器的其他核来处理图像数据；

 3、多核处理器利用其他几个核来快速地对图像进行解压和旋转等复杂处理，在处理完后将图像数据通过系统总线传送到内存中。

 4、在DMAC控制下，将内存中已经处理好的命令和图像传输到喷头，喷头取出打印命令，判断打印命令是否是开始命令，如果是，跳到步骤5，否则跳到步骤1，等待下条命令（喷头一直等到收到的命令为开始打印命令时才开始打印）；

    5、喷头对通过DMAC传过来的已经处理好的图像数据进行打印。

可见，本发明首先利用多核处理器来加快打印命令和打印图像的处理，其中打印图像速度的提升对于整体性能的提升很大。其次利用DMA技术实现了高速外设和主存储器之间自动成批交换数据尽量减少CPU干预的输入/输出操作方式，使整个计算机系统的效率大大提高。最后利用RAID技术来提高硬盘的存取速度，来提升整个计算机系统的效率。本发明有效地克服了目前数码印花机处理图像速度不快，以及在大量图像数据传输时浪费了处理器开销，从而降低数码打印及整体性能的缺点，利用多核处理器、DMA技术等来大大提高数码打印机的效率。

Claims (1)

1.一种基于多核处理器及DMA技术的高速数码印花方法，其特征在于，该方法是在数码印花系统上实现的，该数码印花系统包括多核处理器、内存、系统总线、DMAC、喷头和硬盘；其中：DMAC、多核处理器和内存通过系统总线相连，DMAC分别与喷头和硬盘相连；该方法包括以下几个步骤：

（1）处理打印命令：用户输入打印命令，由多核处理器中专门处理打印命令的那个核来处理打印命令；系统判断打印命令是否正确，其中包括两个部分：打印命令格式是否正确及要打印的图像是否存在，如果两个部分都正确的话，将处理好的命令通过系统总线先存放到内存中，同时跳到步骤2，否则步骤跳到1，等待下一条打印命令；

（2）取出打印图像：DMAC根据打印命令中指定图像地址，将对应的图像从基于RAID技术的硬盘中取出并传输到内存中，等待多核处理器的其他核来处理图像数据；

（3）多核处理器利用其他几个核来快速地对图像进行解压和旋转等复杂处理，在处理完后将图像数据通过系统总线传送到内存中；

（4）在DMAC控制下，将内存中已经处理好的命令和图像传输到喷头，喷头取出打印命令，判断打印命令是否是开始命令，如果是，跳到步骤5，否则跳到步骤1，等待下条命令（喷头一直等到收到的命令为开始打印命令时才开始打印）；

（5）喷头对通过DMAC传过来的已经处理好的图像数据进行打印。

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