CN112328594A - 一种嵌入式装置模型数据管理方法及装置 - Google Patents
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Abstract
一种嵌入式装置模型数据管理方法及装置，包括：加载模型数据文件，所述模型数据文件包括文件头信息、多个数据表数据及与各数据表一一对应的表头部信息，文件头信息包括起始表头部偏移、表头部数量及各数据表数据总长度；根据文件头信息中的起始表头部偏移及表头部数量，确定各表头部位置及长度；根据各表头部位置及长度确定对应的表头部信息；根据文件头信息和各表头部信息确定预留内存空间及预留内存空间对应的内存模型，所述内存模型包含数据表数据与内存地址的一一对应关系；根据各表头部信息将对应的数据表数据存储到对应的内存地址。该解决了嵌入式装置之间或装置与计算机之间的模型数据的存储、共享、快速加载与转换问题，提高了存储效率。
Description
技术领域
本发明涉及电力技术领域，具体涉及一种嵌入式装置轻量级模型数据管理方法及装置。
背景技术
嵌入式系统尤其涉及属于电力工程的继电保护自动化领域的嵌入式装置，在对系统的可靠性、快速性、灵活性及通用性的要求都非常高，但是受控于硬件，一般内存和存储空间都不会很大。目前，嵌入式装置在存储装置模型数据时，通常根据装置数据的个数及类型预先分配存储空间。如果实际数据个数或者数据大小小于预留空间大小，上述方法易造成存储空间的浪费。对装置模型数据进行可靠存储、快速访问、灵活通用的需求日益迫切，尤其在多模块、多CPU间及装置与计算机间的业务数据交换及转换方面，面临CPU架构差异及存储效率低问题，因此亟需一种格式通用、业务无关、灵活高效的加载与存储管理方法。
发明内容
(一)发明目的
本发明的目的是提供一种嵌入式装置模型数据管理方法及装置，以解决嵌入式装置之间或装置与计算机之间的模型数据的存储、共享、快速加载与转换问题，提高了存储效率。
(二)技术方案
为解决上述问题，本申请第一方面，提供一种嵌入式装置模型数据管理方法，包括：
加载模型数据文件，所述模型数据文件包括文件头信息、多个数据表数据及与各数据表一一对应的表头部信息，所述文件头信息包括起始表头部偏移、表头部数量及各数据表数据总长度；
根据所述文件头信息中的起始表头部偏移及表头部数量，确定各表头部位置及长度；
根据各表头部位置及长度确定对应的表头部信息，所述表头部信息包括对应数据表ID、数据表数据起始偏移量、数据表数据数量及数据表单个数据大小；
根据文件头信息和各表头部信息确定预留内存空间及预留内存空间对应的内存模型，所述内存模型包含数据表数据与内存地址的一一对应关系；
根据各表头部信息将对应的数据表数据存储到对应的内存地址。
具体地，所述根据文件头信息和各表头部信息确定预留内存空间及预留内存空间对应的内存模型，包括：
根据文件头信息的数据长度、各表头部信息的数据总长度及各数据表数据总长度，确定预留内存空间；
根据表头部数量、数据表ID、数据表数据数量与数据表单个数据大小对预留内存空间进行区域划分；
确定各区域的内存地址，并建立数据表数据与内存地址的一一对应关系，得到内存模型。
具体地，所述根据各表头部信息将对应的数据表数据存储到对应的内存地址，包括：
根据表头部信息对应的数据起始偏移量及数据数量提取数据表数据并存储到对应的内存地址。
进一步地，所述文件头信息还包括编码类型，用于标识CPU存储类型。
具体地，所述根据表头部信息对应的数据起始偏移量及数据数量提取数据表数据并存储到对应的内存地址，包括：
根据表头部信息对应的数据起始偏移量及数据数量提取数据表数据，根据所述编码类型，将提取的数据表数据存储到对应的内存地址。
具体地，所述加载模型数据文件，具体包括：
根据文件头信息、表头部信息对模型数据文件中的数据表数据进行加载。
进一步地，加载之前对模型数据文件进行有效性校验，若校验通过，则进行加载。
具体地，所述根据文件头信息、表头部信息对模型数据文件中的数据表数据进行加载，具体包括：
根据起始表头部偏移及表头部数量，确定各表头部位置及长度；
根据各表头部位置及长度确定对应的表头部信息；
根据确定的表头部信息对对应数据表数据进行加载。
进一步地，所述文件头信息还包括模型类别信息、保留信息及版本信息。
具体地，所述数据表数据包括数据表ID和多个自定义数据。
本申请的第二方面，提供了一种嵌入式装置模型数据管理装置，包括：
加载模块，用于加载模型数据文件，所述模型数据文件包括文件头信息、多个数据表数据及与各数据表一一对应的表头部信息，所述文件头信息包括起始表头部偏移、表头部数量及各数据表数据总长度；
第一确定模块，用于根据所述文件头信息中的起始表头部偏移及表头部数量，确定各表头部位置及长度；
第二确定模块，用于根据各表头部位置及长度确定对应的表头部信息，所述表头部信息包括对应数据表ID、数据表数据起始偏移量、数据表数据数量及数据表单个数据大小；
第三确定模块，用于根据文件头信息和各表头部信息确定预留内存空间及预留内存空间对应的内存模型，所述内存模型包含数据表数据与内存地址的一一对应关系；
存储模块，用于根据各表头部信息将对应的数据表数据存储到对应的内存地址。
(三)有益效果
本发明的上述技术方案具有如下有益的技术效果：
本发明通过模型数据文件头描述确切地定位数据表头的具体位置、个数、长度，通过数据表头信息得到自定义数据表数据的起始地址、大小等信息，通过这些信息完成数据快速加载、查找及存储操作，提高了加载和存储效率、节约了存储空间；
通过采用数据表数据自定义实现建模的通用性与灵活性；
通过自校验主、后备冗余存储机制来保证存储的可靠性。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种嵌入式装置模型数据管理方法流程图；
图2是本发明实施例提供的一种轻量级模型数据存储格式示意图；
图3是本发明实施例提供的一种文件头信息结构示意图；
图4是本发明实施例提供的一种表头部信息结构示意图；
图5是本发明实施例提供的一种模型数据加载流程示意图；
图6是本发明实施例提供的一种模型数据快速定位示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
参见图1，本发明实施例提供一种嵌入式装置模型数据管理方法，包括：
步骤101：加载模型数据文件，所述模型数据文件包括文件头信息、多个数据表数据及与各数据表一一对应的表头部信息，所述文件头信息包括起始表头部偏移、表头部数量及各数据表数据总长度；
步骤102：根据所述文件头信息中的起始表头部偏移及表头部数量，确定各表头部位置及长度；
步骤103：根据各表头部位置及长度确定对应的表头部信息，所述表头部信息包括对应数据表ID、数据表数据起始偏移量、数据表数据数量及数据表单个数据大小；
步骤104：根据文件头信息和各表头部信息确定预留内存空间及预留内存空间对应的内存模型，所述内存模型包含数据表数据与内存地址的一一对应关系；
步骤105：根据各表头部信息将对应的数据表数据存储到对应的内存地址。
本发明通过模型数据文件头描述确切地定位数据表头的具体位置、个数、长度，通过数据表头信息得到自定义数据表数据的起始地址、大小等信息，通过以上信息确定预留内存空间大小及对应的内存模型，并完成数据快速加载、查找及存储，实现加载、存储的快速性，提高了加载、存储效率、节约了存储空间。
具体地，本申请中，装置模型是指轻量级装置模型。如图3所示，文件头信息可以包括：
标识符：标识模型文件类别或名称(即模型类型信息)；
保留字：长度4字节，标识保留信息；
编码类型：标识CPU存储类型是大、小端模型；
版本信息：标识模型文件管理版本号；
起始表头部偏移：标识起始数据表头部位置偏移；
表头部数目：标识数据表头部的数量；
数据总长度字节数：标识数据总空间大小。
具体地，如图4所示，本申请中表头部信息可以包括：
表名称：标识数据表类别或名称；
表ID：标识数据表编号；
表数据起始偏移量：基于文件头标识数据表起始地址；
表数据数量：标识数据表的数据数量；
单个数据的大小：标识单个数据大小。
在一具体实施例中，本申请中内存模型对应的模型数据存储格式如图2所示。
具体地，所述根据文件头信息和各表头部信息确定预留内存空间及预留内存空间对应的内存模型，包括：
根据文件头信息的数据长度、各表头部信息的数据总长度及各数据表数据总长度，确定预留内存空间；
根据表头部数量、数据表ID、数据表数据数量与数据表单个数据大小对预留内存空间进行区域划分；
确定各区域的内存地址，并建立数据表数据与内存地址的一一对应关系，得到内存模型。
具体地，所述根据各表头部信息将对应的数据表数据存储到对应的内存地址，包括：
根据表头部信息对应的数据起始偏移量及数据数量提取数据表数据并存储到对应的内存地址。
进一步地，所述文件头信息还包括编码类型，用于标识CPU存储类型。
具体地，所述根据表头部信息对应的数据起始偏移量及数据数量提取数据表数据并存储到对应的内存地址，包括：
根据表头部信息对应的数据起始偏移量及数据数量提取数据表数据，根据所述编码类型，将提取的数据表数据存储到对应的内存地址。
具体地，所述加载模型数据文件，具体包括：
根据文件头信息、表头部信息对模型数据文件中的数据表数据进行加载。
进一步地，加载之前对模型数据文件进行有效性校验，若校验通过，则进行加载。
具体地，所述根据文件头信息、表头部信息对模型数据文件中的数据表数据进行加载，具体包括：
根据起始表头部偏移及表头部数量，确定各表头部位置及长度；
根据各表头部位置及长度确定对应的表头部信息；
根据确定的表头部信息对对应数据表数据进行加载。
进一步地，所述文件头信息还包括模型类别信息、保留信息及版本信息。
具体地，所述数据表数据包括数据表ID和多个自定义数据。
以下为本发明提供的嵌入式装置模型数据管理方法的两个具体实施例：
实施例1
本实施例提供了一种嵌入式装置轻量级模型数据加载与存储管理实现方法，该方法主要包括以下步骤：
1)轻量级模型数据存储格式的定义，包括文件头格式定义、数据表头格式定义、数据表自定义数据格式定义；
2)轻量级模型文件的自定义与加载管理；
3)轻量级模型文件内存空间优化存储管理。
所述步骤1)中轻量级模型数据存储格式的定义如下：
A.轻量级模型数据文件头格式定义；
轻量级模型数据文件头信息结构，如附图3示意图所示，是对模型数据文件进行加载与存储管理的必要构件；其中，文件头结构包括以下域(各域顺序存储)：
标识符：长度16字节，标识模型文件类别或名称；
保留字：长度4字节，保留信息；
编码类型：长度1字节，标识CPU存储类型是大、小端模型；
版本信息：长度4字节，标识模型文件管理版本号；
起始表头部偏移：长度4字节，标识起始数据表头部位置偏移；
表头部数目：长度2字节，标识数据表头部的数量；
数据总长度字节数：长度2字节，标识数据总空间大小；
B.轻量级模型数据表头部格式定义；
数据表头部信息结构，如附图4示意图所示，是对模型数据进行加载与存储管理的必要构件；其中，数据表头部信息结构包括以下域(各域顺序存储)：
表名称：长度16字节，标识数据表类别或名称；
表ID：长度4字节，标识数据表编号；
表数据起始偏移量：长度4字节，标识数据表其实地址；
表中数据数量：长度4字节，标识数据表的数据数量；
单个数据的大小：长度4字节，标识表中单个数据大小；
C.轻量级模型数据表数据格式定义；
数据表数据是用来详细描述数据表模型的管理控制结构，在对具体数据模型进行存储时进行控制管理，主要包括以下域(各域顺序存储)：
表ID：长度4字节，标识数据表编号；
自定义数据信息1；
……
自定义数据信息n。
所述步骤2)中轻量级模型数据自定义，是指模型数据的格式可以任意定义，甚至采用自描述字符串格式或其他的二进制格式，满足嵌入式装置建模数据通用性要求；
所述步骤2)中轻量级模型数据加载管理，如图5操作示意图所示，模型数据加载时，需要首先根据模型数据文件头的数据长度进行有效性校验，然后根据文件头、表头部及数据表的格式定义进行数据加载；
所述步骤3)中轻量级模型数据内存空间优化存储管理是指轻量级模型数据加载完毕后，根据文件头信息获取到数据组织格式，及表头部和表数据定位信息，进行快速的数据访问操作。具体方法是：文件头r_shoff成员给出从文件头到起始表头部的偏移字节数，文件头r_shnum成员给出表的个数，文件头r_shentsize成员给出每个表头部的字节数，从这些信息中可以确切地定位表头部和表数据的具体位置、长度。再根据表头部信息获取到数据表起始偏移、数据个数、单个数据大小等信息，基于此可以获取数据的内存地址，通过对内存地址的直接访问，满足嵌入式装置访问效率要求。
实施例2
本实施例提供一种格式通用、结构紧凑、加载与存储操作简单的数据管理方法，通过对文件头信息、数据表头信息、自定义数据表信息的建模与操作句柄管理，完成模型数据的加载存储及快速访问操作；通过对模型数据自定义及对完整模型数据的自描述循环冗余校验，保障模型数据的灵活性、完整性与可靠性；本发明模型数据管理方法的流程如图5模型数据加载流程与图6模型数据快速定位示意图所示，具体实施过程如下：
1.模型数据格式与存储管理句柄的创建
根据自定义模型数据格式及其所占内存空间大小、模型数据版本信息、所属CPU标识、模型数据个数等信息来创建管理存储句柄。
模型数据格式在此处并不是必需项，但模型数据所占内存空间大小为必需项，它需要结合模型数据个数来开辟内存空间。
如图4模型数据表头信息结构示意图所示，储存管理句柄创建还包括模型数据表头信息的模型构造与空间预留。
本发明所构建的模型数据管理采用基于内存相对位置偏移的实现方法，可保证模型数据的快速访问与查找定位，从算法上保证嵌入式装置的模型数据快速加载与快速运行。
2.模型数据加载与存储操作
模型数据加载操作如图5模型数据加载流程与图6模型数据快速定位示意图所示，在模型数据加载时，此时的引导管理句柄即为模型数据文件头信息(见图3模型数据文件头信息示意图)，通过模型数据头信息查找到表头信息(表头个数与表头位置相对偏移)，再通过表头信息查找具体的数据表数据，完成对数据表数据的快速加载。最后释放管理句柄，也即释放资源管理空间。
本发明还提供了一种嵌入式装置模型数据管理装置，包括：
加载模块，用于加载模型数据文件，所述模型数据文件包括文件头信息、多个数据表数据及与各数据表一一对应的表头部信息，所述文件头信息包括起始表头部偏移、表头部数量及各数据表数据总长度；
第一确定模块，用于根据所述文件头信息中的起始表头部偏移及表头部数量，确定各表头部位置及长度；
第二确定模块，用于根据各表头部位置及长度确定对应的表头部信息，所述表头部信息包括对应数据表ID、数据表数据起始偏移量、数据表数据数量及数据表单个数据大小；
第三确定模块，用于根据文件头信息和各表头部信息确定预留内存空间及预留内存空间对应的内存模型，所述内存模型包含数据表数据与内存地址的一一对应关系；
存储模块，用于根据各表头部信息将对应的数据表数据存储到对应的内存地址。
本申请装置实施例与方法实施例一一对应，具体描述及效果参见方法实施例，在此不再赘述。
应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。
Claims (10)
1.一种嵌入式装置模型数据管理方法，其特征在于，包括：
加载模型数据文件，所述模型数据文件包括文件头信息、多个数据表数据及与各数据表一一对应的表头部信息，所述文件头信息包括起始表头部偏移、表头部数量及各数据表数据总长度；
根据所述文件头信息中的起始表头部偏移及表头部数量，确定各表头部位置及长度；
根据各表头部位置及长度确定对应的表头部信息，所述表头部信息包括对应数据表ID、数据表数据起始偏移量、数据表数据数量及数据表单个数据大小；
根据文件头信息和各表头部信息确定预留内存空间及预留内存空间对应的内存模型，所述内存模型包含数据表数据与内存地址的一一对应关系；
根据各表头部信息将对应的数据表数据存储到对应的内存地址。
2.根据权利要求1所述的嵌入式装置模型数据管理方法，其特征在于，所述根据文件头信息和各表头部信息确定预留内存空间及预留内存空间对应的内存模型，包括：
根据文件头信息的数据长度、各表头部信息的数据总长度及各数据表数据总长度，确定预留内存空间；
根据表头部数量、数据表ID、数据表数据数量与数据表单个数据大小对预留内存空间进行区域划分；
确定各区域的内存地址，并建立数据表数据与内存地址的一一对应关系，得到的内存模型。
3.根据权利要求1所述的嵌入式装置模型数据管理方法，其特征在于，所述根据各表头部信息将对应的数据表数据存储到对应的内存地址，包括：
根据表头部信息对应的数据起始偏移量及数据数量提取数据表数据并存储到对应的内存地址。
4.根据权利要求1所述的嵌入式装置模型数据管理方法，其特征在于，所述文件头信息还包括编码类型，用于标识CPU存储类型。
5.根据权利要求4所述的嵌入式装置模型数据管理方法，其特征在于，所述根据表头部信息对应的数据起始偏移量及数据数量提取数据表数据并存储到对应的内存地址，包括：
根据表头部信息对应的数据起始偏移量及数据数量提取数据表数据，根据所述编码类型，将提取的数据表数据存储到对应的内存地址。
6.根据权利要求1所述的嵌入式装置模型数据管理方法，其特征在于，所述加载模型数据文件，具体包括：
根据文件头信息、表头部信息对模型数据文件中的数据表数据进行加载。
7.根据权利要求6所述的嵌入式装置模型数据管理方法，其特征在于，加载之前对模型数据文件进行有效性校验，若校验通过，则进行加载。
8.根据权利要求6所述的嵌入式装置模型数据管理方法，其特征在于，所述根据文件头信息、表头部信息对模型数据文件中的数据表数据进行加载，具体包括：
根据起始表头部偏移及表头部数量，确定各表头部位置及长度；
根据各表头部位置及长度确定对应的表头部信息；
根据确定的表头部信息对对应数据表数据进行加载。
9.根据权利要求1所述的嵌入式装置模型数据管理方法，其特征在于，所述数据表数据包括数据表ID和多个自定义数据。
10.一种嵌入式装置模型数据管理装置，其特征在于，包括：
加载模块，用于加载模型数据文件，所述模型数据文件包括文件头信息、多个数据表数据及与各数据表一一对应的表头部信息，所述文件头信息包括起始表头部偏移、表头部数量及各数据表数据总长度；
第一确定模块，用于根据所述文件头信息中的起始表头部偏移及表头部数量，确定各表头部位置及长度；
第二确定模块，用于根据各表头部位置及长度确定对应的表头部信息，所述表头部信息包括对应数据表ID、数据表数据起始偏移量、数据表数据数量及数据表单个数据大小；
第三确定模块，用于根据文件头信息和各表头部信息确定预留内存空间及预留内存空间对应的内存模型，所述内存模型包含数据表数据与内存地址的一一对应关系；
存储模块，用于根据各表头部信息将对应的数据表数据存储到对应的内存地址。
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