CN106844044B - 一种数据处理方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种数据处理方法和装置。该数据处理方法包括：接收数据分组；向数据分组指派相应代码，所述代码指定需要对数据分组执行的处理；以及根据所指派的代码，对数据分组执行处理。

Description

一种数据处理方法和装置
技术领域
本发明涉及计算机数据处理领域，特别是计算机图像检测处理领域和计算机实时数据处理领域。
背景技术
在数据处理领域，特别是在图像数据处理领域，数据常以数据分组的形式进入数据处理装置。在一些特定领域，一个数据分组的处理不是以该数据分组到达数据处理装置的先后次序处理，而是以该数据分组和其他特定数据分组的关联性来决定该数据分组的处理时刻和处理流程。
例如，在Blecher等人的美国专利No.7,379,847中描述了使用任务管理进程(jobmanager)管理数据分组的处理时刻和处理流程。
在高速、实时、大数据量、多计算节点集群的应用场合，这种数据处理方式带来了许多挑战：数据分组之间的关联性迫使任务管理进程必须设计复杂的时序逻辑以处理数据分组之间复杂的时序关系；任务管理进程和计算节点之间基于消息的通讯机制又使管理这种时序关系更加复杂化；任务管理进程还需要优化计算节点和计算任务的分配。这些挑战都可能会造成数据处理系统整体效率的降低，或者发生互锁事件，导致系统的停滞。
图1是示出常规数据处理系统的示意图。在高速、实时、大容量基于图像的缺陷检测领域，数据处理系统100至少包括数据产生设备110和数据处理装置120。数据产生设备110可以是例如应用光学技术或电子束扫描技术对硅片进行检测的设备，其通常具备一个或更多个光学的或电子的传感器。任务书130为数据处理系统100规定了工件111上应该检测的区域112和检测算法。
由基于光学的或电子束的数据产生设备110产生数据分组(即图像数据)，并经由数据链路140传入数据处理装置120。数据处理装置120通常是多个计算节点121组成的集群式计算机系统。
根据任务书130的要求，数据产生设备110扫描工件111上某特定区域而产生的图像数据Ia送入数据处理装置120后，需与工件上另一特定区域的图像数据Ib进行比较，以进行缺陷检测。而数据产生设备，为保证其工作效率，并不保证顺序地产生图像数据Ia和图像数据Ib，而是有可能在扫描Ia之后，扫描多个其它图像以后再来扫描Ib。这种图像产生时序和图像处理时序的不同，对图像处理装置提出了协调两个时序的要求。
现行的解决方法是用任务管理进程来协调这两个不同的时序。
在高速、大数据量、并有实时性要求的应用场合，编写一个好的、优化的任务管理进程的是十分复杂的任务，很难在一个较宽数据量、计算节点数的范围内达到最好的效果。
发明内容
本发明的目的至少部分地在于提供一种高效的数据处理方法和装置。
根据本发明的第一方案，提供了一种数据处理方法，包括：接收数据分组；向数据分组指派相应代码，所述代码指定了需要对数据分组执行的处理；以及根据所指派的代码，对数据分组执行处理。
优选地，将指派了代码的、待处理的数据分组存入数据池。
优选地，如果数据分组的代码指定对该数据分组的单独处理，则直接对该数据分组进行处理。
优选地，如果数据分组的代码指定对该数据分组以及一个或更多个其他数据分组进行共同处理，则等待所述一个或更多个其他数据分组到达数据池，然后一并处理。
优选地，代码指定要对数据分组执行的处理序列以及各处理步骤所涉及的相关数据分组。
优选地，数据分组由数据产生装置根据任务书产生；代码是根据任务书来编写。
优选地，在对数据分组处理结束后，对该数据分组的代码进行更新。
优选地，将完成代码所指定的全部处理的数据分组清除出数据池。
根据本发明的第二方案，提供了一种数据处理装置，包括：接收单元，用于接收数据分组；处理器，被配置为：向数据分组指派相应代码，所述代码指定了需要对数据分组执行的处理；以及基于所指派的代码，对数据分组执行处理。
优选地，其中所述处理器还被配置为：将指派了代码的待处理的数据分组存入数据池。
优选地，其中所述处理器还被配置为：如果数据分组的代码指定对该数据分组的单独处理，则将该数据分组指派给一个处理器进行处理。
优选地，所述处理器还被配置为：如果数据分组的代码指定对该数据分组以及一个或更多个其他数据分组的共同处理，则令所述数据分组在数据池中等待所述一个或更多个其他数据分组到达数据池。
优选地，所述处理器还被配置为：指派如下代码，所述代码指定要对数据分组执行的处理序列以及各处理所涉及的相关数据分组。
优选地，数据分组由数据产生装置根据任务书产生，所述处理器还被配置为根据任务书来指派代码。。
优选地，所述处理器还被配置为：在对数据分组处理结束后，对该数据分组的代码进行更新。
优选地，其中所述处理器还被配置为：将完成代码所指定的全部处理的数据分组清除出数据池。
在传统的方法中，数据和处理数据的程序信息是分离的：数据就是数据，该怎样处理这些数据是由程序决定。具体地，数据由任务书指定数据产生装置产生；在数据处理装置中，由任务管理进程来保证任务书所规定的数据处理得到忠实地执行。任务管理进程必须时刻追踪两个不同的时序，在高速、实时、大数据量的情况下很难达到高效、稳定、且不受互锁事件干扰的要求。
根据实施例，摈弃基于消息机制的任务管理进程，代之以一种全新的基于“自律代码”的数据处理机制。具体地，数据和处理这些数据的程序信息以自律代码的形式结合在数据分组里了。因而，可以避开了两个不同时序所产生的问题，因而可以设计和优化更可靠的任务分配进程，更高效地利用计算资源。而在传统的方法中，由于数据产生的时序和数据处理的时序的不同给任务管理进程的设计和实现带来了很大的挑战，而且很难扩展到更大规模的数据处理应用场合。
由此，可以至少部分地消除任务管理中复杂的时序逻辑，减少错误发生和互锁的概率，提高数据处理装置的效率和鲁棒性。使数据处理任务分配尽可能不再受复杂的时序关系所带来的各种限制，从而可以更好的优化任务分配算法，增加数据处理装置的效率和可靠性。
附图说明
图1是示出常规数据处理系统的示意图。
图2是示出根据本公开实施例的数据处理装置的示意图。
图3是示出根据本公开实施例的数据处理方法的流程图。
图4是示出根据本公开附加实施例的数据处理方法的流程图。
具体实施方式
下面将详细描述本发明的具体实施例，应当注意，这里描述的实施例只用于举例说明，并不用于限制本发明。在以下描述中，为了提供对本发明的透彻理解，阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本发明。在其他实例中，为了避免混淆本发明，未具体描述公知的电路、材料或方法。
在整个说明书中，对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”的提及意味着：结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本发明至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个地方出现的短语“在一个实施例中”、“在实施例中”、“一个示例”或“示例”不一定都指同一实施例或示例。此外，可以以任何适当的组合和/或子组合将特定的特征、结构或特性组合在一个或多个实施例或示例中。此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。这里使用的术语“和/或”包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有组合。
以下参考附图对本发明的实施例进行具体描述。
图2是示出根据本公开实施例的数据处理装置的示意图。
数据处理装置220可以包括接收单元221和处理器222。
接收单元221可以是实现为任何类型标准接口或专用接口电路，例如以太网接口、通用串行总线(USB)和/或PCI快速接口。处理器222可以实现为来自
Figure BDA0001198796270000051
家族、
Figure BDA0001198796270000052
家族或
Figure BDA0001198796270000053
家族的一个或多个
Figure BDA0001198796270000054
微处理器。当然，也可以使用来自其它家族的其它处理器。处理器222可以实现为集中式或分布式配置，或者采用其他计算平台技术，例如云计算技术。
处理器222可以包括编码器2221、数据池2222和计算节点2223。
数据池2222可以实现为易失性存储器(同步动态随机存取存储器(SDRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、RAMBUS动态随机存取存储器(RDRAM)和/或任何其他类型的随机存取存储器设备)或非易失性存储器(闪存、磁盘文件系统和/或任何其他所需类型的存储设备)。
可以将任务书(recipe)230下达给数据产生设备210和数据处理装置220二者。任务书230为数据处理系统规定了工件211上应该检测的区域和检测算法。任务书230还可以规定不同区域之间的关联性，例如，需要进行比较以进行缺陷检测的两个或多个区域。本文所述的工件211可以是例如硅片、基板等。
数据产生设备210根据任务书230产生n个数据分组I1，…，In，(n≥2)，并经由数据链路240传入数据处理装置220。例如，数据产生设备210可以根据任务书230，对需要检测的区域进行拍摄，来获得图像数据，并因此获得相应的数据分组。
接收单元221接收经由数据链路240传入数据处理装置220的n个数据分组I1，…，In。数据链路240可以使用不同的协议，例如千兆以太网、火线(FireWire)、高速USB和快速宽超级SCSI等。与数据处理系统的其他组件相组合使用时，光纤与其他组件相比具有更大的带宽，并因此优选光纤。
编码器2221根据任务书230赋予每一个进入数据处理装置220的数据分组一个特定的自律代码N，该自律代码N是根据任务书230针对数据分组Ix定制的，并可以将数据分组Ix与所指派的相应自律代码N相组合，形成具备自律代码的数据分组Ix N。
一个数据分组的自律代码是规定了这一数据分组在数据处理装置中需要和哪些数据分组相互作用，需要完成哪些处理的代码。即，规定了这个数据分组在数据处理装置中的发生、成长、相互作用、以及变化、消亡的过程。该自律代码的作用与生物体的DNA相类似。
根据一些实施例，某些数据分组之间具备一定的关联性，例如从需要彼此比较的区域获得的数据分组彼此之间具有关联性。由于这种关联性是根据任务书230产生的，因此接收到任务书230的数据处理装置220可以知道这种关联性，并可以在数据分组中标注这种关联性。例如，编码器2221可以在根据任务书230需要彼此比较的数据分组中标注相匹配的标记。此外，编码器2221可以将任务书230中针对各数据分组规定的处理以代码形式进行标注。
将被赋予自律代码的数据分组，Ia N，送入数据池2222(Pool)，等待。当与数据分组Ia N相匹配的数据分组Ib N进入数据池后(例如，根据自律代码中所标注的相匹配标记)，它们根据各自的自律代码配成一个任务。该任务被派送给一个计算节点2223进行数据处理。数据处理完毕后，该两个数据分组的自律代码根据处理结果被更新，并重新送回数据池2222。
如果在数据池2222中的数据分组Ic N不需等待另外一个数据分组，那么它将被派送给一个计算节点2223进行处理。数据处理完毕后，该数据分组的自律代码根据处理结果被更新，并送回数据池2222。直到该数据分组所有自律代码规定的处理全部完成。
最后，将完成所有自律代码指定处理的数据分组(例如，Id N)清除出数据池2222，从而完成数据处理装置对该数据分组的工作。
图3是示出根据本公开实施例的数据处理方法的流程图。
首先，在步骤S310中，接收数据分组。这些数据分组如上所述可以是数据产生设备根据任务书而产生的。
在步骤S320中，向数据分组指派相应代码，所述代码指定需要对数据分组执行的处理。这些代码可以是如上所述的“自律代码”，并指定了需要对数据分组执行的处理，更具体地，指定要对数据分组执行的处理序列以及各处理所涉及的相关数据分组。
在步骤S330中，基于所指派的代码，对数据分组执行处理。例如，可以根据代码所指定的处理序列，依次对数据分组执行相应的处理。当代码指定某一处理涉及其他的数据分组时，可以等到所涉及到的其他数据分组的到来，并对它们一起执行相应处理。
图4是示出根据本公开附加实施例的数据处理方法的流程图。
图4包括图3中的全部步骤，因此为了简洁，对于图3中所包括的步骤不再进行描述。
如图4所示，在一个实施例中，步骤S330具备包括步骤S3311，其中如果数据分组的代码指定对该数据分组的单独处理，则直接对该数据分组进行处理。
在另一实施例中，步骤S330具备包括步骤S3312，其中如果数据分组的代码指定对该数据分组以及一个或更多个其他数据分组的共同处理，则等待所述一个或更多个其他数据分组一并处理。
在另一实施例中，在执行步骤S3311或S3312之后，即在对所述具备相应自律代码的数据分组的处理结束后，执行步骤S332。在步骤S332中，对所述具备相应自律代码的数据分组的自律代码进行更新，并将具备更新后的自律代码的数据分组送回所述数据池。
在另一实施例中，还可以包括步骤S333，将待处理的数据分组存入数据池，且将完成代码所指定的全部处理的数据分组清除到数据池之外。
以上的详细描述通过使用示意图、流程图和/或示例，已经阐述了数据处理方法和装置的多个实施例。在这种示意图、流程图和/或示例包含一个或多个功能和/或操作的情况下，本领域技术人员应理解，这种示意图、流程图或示例中的每一功能和/或操作可以通过各种结构、硬件、软件、固件或实质上它们的任意组合来单独和/或共同实现。在一个实施例中，本发明的实施例所述主题的若干部分可以通过专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、数字信号处理器(DSP)、或其他集成格式来实现。然而，本领域技术人员应认识到，这里所公开的实施例的一些方面在整体上或部分地可以等同地实现在集成电路中，实现为在一台或多台计算机上运行的一个或多个计算机程序(例如，实现为在一台或多台计算机系统上运行的一个或多个程序)，实现为在一个或多个处理器上运行的一个或多个程序(例如，实现为在一个或多个微处理器上运行的一个或多个程序)，实现为固件，或者实质上实现为上述方式的任意组合，并且本领域技术人员根据本公开，将具备设计电路和/或写入软件和/或固件代码的能力。此外，本领域技术人员将认识到，本公开所述主题的机制能够作为多种形式的程序产品进行分发，并且无论实际用来执行分发的信号承载介质的具体类型如何，本公开所述主题的示例性实施例均适用。信号承载介质的示例包括但不限于：可记录型介质，如软盘、硬盘驱动器、紧致盘(CD)、数字通用盘(DVD)、数字磁带、计算机存储器等；以及传输型介质，如数字和/或模拟通信介质(例如，光纤光缆、波导、有线通信链路、无线通信链路等)。
需要注意的是，以上仅为本发明的较佳实施例及原理。本领域的技术人员会理解，本发明不限于这里的特定实施例。本领域的技术人员能够做出各种明显变化、调整和替代，而不脱离本发明的保护范围。本发明的范围由所附权利要求界定。

Claims (14)

1.一种数据处理方法，包括：
接收由数据产生装置根据任务书所产生的数据分组；
根据所述任务书，向数据分组指派相应代码，所述代码指定了需要对数据分组执行的处理以及处理所涉及的相关数据分组；以及
根据所指派的代码，对处理所涉及的相关数据分组执行处理。
2.根据权利要求1所述的数据处理方法，其中，将指派了相应代码的待处理的数据分组存入数据池。
3.根据权利要求1所述的数据处理方法，其中，如果数据分组的代码指定对所述数据分组的单独处理，则直接对所述数据分组进行处理。
4.根据权利要求1所述的数据处理方法，其中，如果数据分组的代码指定对所述数据分组以及一个或更多个其他数据分组的共同处理，则等待所述一个或更多个其他数据分组一并处理。
5.根据权利要求1所述的数据处理方法，其中，代码指定要对数据分组执行的处理序列以及各处理所涉及的相关数据分组。
6.根据权利要求1所述的数据处理方法，其中，在对数据分组处理结束后，对所述数据分组的代码进行更新。
7.根据权利要求6所述的数据处理方法，将完成代码所指定的全部处理的数据分组清除出数据池。
8.一种数据处理装置，包括：
接收单元，用于接收由数据产生装置根据任务书所产生的数据分组；
处理器，被配置为：根据所述任务书，向数据分组指派相应代码，所述代码指定了需要对数据分组执行的处理以及处理所涉及的相关数据分组；以及根据所指派的代码，对处理所涉及的相关数据分组执行处理。
9.根据权利要求8所述的数据处理装置，其中所述处理器还被配置为：将指派了相应代码的数据分组存入数据池。
10.根据权利要求8所述的数据处理装置，其中所述处理器还被配置为：如果数据分组的代码指定对所述数据分组的单独处理，则直接对所述数据分组进行处理。
11.根据权利要求8所述的数据处理装置，其中所述处理器还被配置为：如果数据分组的代码指定对所述数据分组以及一个或更多个其他数据分组的共同处理，则等待所述一个或更多个其他数据分组一并处理。
12.根据权利要求8所述的数据处理装置，其中所述处理器还被配置为：指派如下代码，所述代码指定要对数据分组执行的处理序列以及各处理所涉及的相关数据分组。
13.根据权利要求8所述的数据处理装置，其中所述处理器还被配置为：在对数据分组处理结束后，对所述数据分组的代码进行更新。
14.根据权利要求13所述的数据处理装置，其中所述处理器还被配置为：将待处理的数据分组存入数据池，且将完成代码所指定的全部处理的数据分组清除出数据池。
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