CN106909513A

CN106909513A - 一种异步非对称的读写存储区管理方法

Info

Publication number: CN106909513A
Application number: CN201710164034.8A
Authority: CN
Inventors: 王灿峰; 袁智巧
Original assignee: Hangzhou Sutian Technology Co Ltd
Current assignee: Zhuhai Pantum Electronics Co Ltd
Priority date: 2017-03-20
Filing date: 2017-03-20
Publication date: 2017-06-30

Abstract

本发明公开了一种异步非对称的读写存储区管理方法，数据由DMA写入和CPU读出，设置限制标志位，当存储区用到结尾放不下一个完整的数据包时，使限制标志位指向实际占用的结尾处，然后将完整的数据包存放到存储区的头部，从而使得交给DMA来搬运数据的地址是连续的。本发明当2个功能模块之间的数据交换可以参考生产者和消费者模型关系，即读取和写入是异步且非对称（读取长度和写入长度不等且可变）时，若数据由DMA写入，通过跳过环形FIFO尾部长度不够的空间来巧妙地解决DMA地址必须连续的问题。

Description

一种异步非对称的读写存储区管理方法

技术领域

本申请涉及读写存储区管理领域，具体是一种异步非对称的读写存储区管理方法。

背景技术

在一些应用场景中，对数据处理的实时性要求不高，但是数据传输速度要求较高，通常使用异步FIFO来传输数据。异步FIFO一般采用环形存储区来高效的实现，当然只是逻辑地址连续，实际地址不连续，因此在使用DMA进行数据写入，且单次传输长度不固定时，需要一种方法来解决地址不连续的问题。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供了一种异步非对称的读写存储区管理方法，数据由DMA写入和CPU读出，设置限制标志位，当存储区用到结尾放不下一个完整的数据包时，使限制标志位指向实际占用的结尾处，然后将完整的数据包存放到存储区的头部，从而使得交给DMA来搬运数据的地址是连续的。

进一步的，向存储区放入数据的过程包括如下步骤：

i.要存入n个字节，首先判断空闲空间在内存中是否是连续的；若连续，就跳到ii。若不连续，就跳到iii；

ii.连续则判断空闲空间大小是否足够，足够就直接存入数据，不足够就提示剩余空间不足；

iii.不连续则先查看尾部空闲空间是否足够。若足够，就直接存入数据；若不足够，就跳到iv；

iv.尾部空闲空间不足够，则判断头部空闲空间是否足够。若足够，就直接存入数据；若不足够，就提示剩余空间不足。

进一步的，从存储区取出数据的过程包括如下步骤：

i.要取出n个字节，首先判断数据空间在内存中是否连续；若连续，就跳到ii；若不连续，就跳到iii；

ii.连续则判断数据空间是否足够，足够就直接取走数据，不足够就提示没有足够的数据；

iii.不连续则先判断尾部数据空间是否足够；若足够，就直接取走数据；若不足够，就跳到iv；

iv.尾部数据空间不足够，则判断头部和尾部数据空间总大小是否足够；若足够，就先取出全部的尾部数据，再从头部取走所需的剩余大小数据；若总大小不足够，就提示没有足够的数据。

本发明当2个功能模块之间的数据交换可以参考生产者和消费者模型关系，即读取和写入是异步且非对称（读取长度和写入长度不等且可变）时，若数据由DMA写入，通过跳过环形FIFO尾部长度不够的空间来巧妙地解决DMA地址必须连续的问题。

附图说明

图1是向存储区放入数据流程图；

图2是从存储区取出数据流程图；

图3-9是具体实施图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

本发明的异步非对称的读写存储区管理方法，包括向存储区放入数据和从存储区取出数据两方面。

如图1所示，向存储区放入数据的过程包括如下步骤：

i.要存入n个字节，首先判断空闲空间在内存中是否是连续的。若连续，就跳到ii。若不连续，就跳到iii。

ii.连续则判断空闲空间大小是否足够，足够就直接存入数据，不足够就提示剩余空间不足。

iii.不连续则先查看尾部空闲空间是否足够。若足够，就直接存入数据。若不足够，就跳到iv。

iv.尾部空闲空间不足够，则判断头部空闲空间是否足够。若足够，就直接存入数据。若不足够，就提示剩余空间不足。

如图2所示，从存储区取出数据的过程包括如下步骤：

i.要取出n个字节，首先判断数据空间在内存中是否连续。若连续，就跳到ii。若不连续，就跳到iii。

ii.连续则判断数据空间是否足够，足够就直接取走数据，不足够就提示没有足够的数据。

iii.不连续则先判断尾部数据空间是否足够。若足够，就直接取走数据。若不足够，就跳到iv。

iv.尾部数据空间不足够，则判断头部和尾部数据空间总大小是否足够。若足够，就先取出全部的尾部数据，再从头部取走所需的剩余大小数据。若总大小不足够，就提示没有足够的数据。

具体通过如下方式实现：

1)使用一片内存作为存储区，大小为max；outx记录存储区占用区块的开始处，也即读取首地址；inx记录存储区空闲区块的开始处，也即写入的首地址； limit记录实际占用的结尾处。开始时的存储区如图3所示。

2)当数据生产者使用DMA搬运了n次数据到存储区后，图中灰色方块表示每次写入的数据，L[n]表示第n次数据搬运的数据长度。具体分布情况如图4所示。

3)数据消费者从存储区取走了部分数据后。如图5所示。

4)在写入过程中会出现如图6所示。

5)这时若数据生产者使用DMA搬运了L+5个数据到存储区，但是存储区的尾部只剩下L个数据大小的空间，所以从存储区头部开始存放，limit指向实际占用的结尾处。如图7所示。

6)在读取过程中会出现如下情况，如图8所示。

7)这时数据消费者要取走L+5个数据时，先取出从outx指向的地址开始到limit指向的地址为结尾的L个数据，limit重新指向max。然后再取出存储区头部的5个数据，outx指向首地址加5的地址。如图9所示。

在多功能打印机芯片的USB device驱动中，底层USB device驱动作为数据生产者，而上层数据处理模块为数据消费者，使用了这种方法来解决DMA地址要连续的问题。

USB 在数据收发过程中，驱动程序事先分配好存储空间给DMA使用，大部分情况是满512字节的长包，但也存在不满512字节的短包，因此会遇到存储区用到结尾时放不下一个USB包的情况。使用本发明的机制，让limit指向实际占用的结尾处，然后将USB包存放到存储区的头部（如果足够），从而使得交给DMA来搬运USB数据包的地址是连续的。

Claims

1.一种异步非对称的读写存储区管理方法，数据由DMA写入和CPU读出，其特征在于：设置限制标志位，当存储区用到结尾放不下一个完整的数据包时，使限制标志位指向实际占用的结尾处，然后将完整的数据包存放到存储区的头部，从而使得交给DMA来搬运数据的地址是连续的。

2.如权利要求1所述的异步非对称的读写存储区管理方法，其特征在于：

向存储区放入数据的过程包括如下步骤：

要存入n个字节，首先判断空闲空间在内存中是否是连续的；若连续，就跳到ii；

若不连续，就跳到iii；

连续则判断空闲空间大小是否足够，足够就直接存入数据，不足够就提示剩余空间不足；

不连续则先查看尾部空闲空间是否足够，若足够，就直接存入数据；若不足够，就跳到iv；

尾部空闲空间不足够，则判断头部空闲空间是否足够；

若足够，就直接存入数据；若不足够，就提示剩余空间不足。

3.如权利要求1所述的异步非对称的读写存储区管理方法，其特征在于：

从存储区取出数据的过程包括如下步骤：

要取出n个字节，首先判断数据空间在内存中是否连续；若连续，就跳到ii；若不连续，就跳到iii；

连续则判断数据空间是否足够，足够就直接取走数据，不足够就提示没有足够的数据；

不连续则先判断尾部数据空间是否足够；若足够，就直接取走数据；若不足够，就跳到iv；

尾部数据空间不足够，则判断头部和尾部数据空间总大小是否足够；若足够，就先取出全部的尾部数据，再从头部取走所需的剩余大小数据；若总大小不足够，就提示没有足够的数据。