[發明專利]PCI學業數據挖掘芯片及其運行方法

在審

• 申請號: 201110108485.2
• 申請日: 2011-04-28
• 公開（公告）號: CN102760106A
• 公開（公告）日: 2012-10-31
• 發明（設計）人: 錢永臣;周剛
• 申請（專利權）人: 北京京師勵耘教育科技有限公司
• 主分類號: G06F13/16
• 分類號: G06F13/16
• 代理公司: 北京市盛峰律師事務所 11337
• 代理人: 李賀香

技術領域

本發明屬于PCI芯片，特別涉及一種PCI學業數據挖掘芯片及其運行方法。

背景技術

學業數據挖掘是以區域或學校學生考試成績、在線測試及作業數據為藍本，進行知識點的關聯規則挖掘以及學生知識結構相關性分析，為區域教育、學校、教師和學生的學業診斷及教學效果評價提供診斷與評價模型。

理論依據：認知神經科學與學習理論認為學科知識是知識點及其相互關系的集合，這種集合被稱為“知識空間”，知識空間中知識點之間的相互關系需要通過關聯規則挖掘來建立。而學生對知識點及其相互關系的認識是一個動態的集合，這種集合被稱為“知識狀態”P＝P(t)，同一個年齡段的學生的“知識狀態”是可以分類的，用數據挖掘就可以對學生的知識狀態進行分類。學生或學生群的“知識狀態”和“知識空間”進行比對就能夠找出學生或學生群的“知識缺陷”，這樣就能準確地對區域教育、學校、教師和學生的學習及教學效果進行診斷、評價和預警。

嵌入式系統是軟件和硬件的綜合體，還可以涵蓋機械等附屬裝置。目前國內一個普遍被認同的定義是：以應用為中心、以計算機技術為基礎、軟件硬件可裁剪、適應應用系統對功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴格要求的專用計算機系統。

學業數據挖掘的最大客戶為學校，絕大部分學校的服務器會部署多個應用系統，用軟件實現的數據挖掘對服務器CPU、內存資源的要求很高，運行時其他應用程序基本就不能運行了。這對于學業數據挖掘與應用在中小學的推廣是一個很大的瓶頸。

發明內容

本發明目的為提供一種PCI學業數據挖掘芯片及其運行方法，該芯片及其運行方法能大幅降低學業數據挖掘應用對服務器CPU及內存資源的占用，使得學業數據挖掘應用和其他應用程序能同時流暢運行。

本發明的技術方案如下：

一種PCI學業數據挖掘芯片，包括FPGA開發板和DSP芯片，所述FPGA開發板上設有PCI總線接口模塊、DMA控制模塊，實現通過PCI總線從主機內存中直接讀取數據，以及向內存寫入數據，所述FPGA開發板上還設有雙口RAM模塊、EPCS控制器，所述雙口RAM模塊通過EMIF接口與DSP芯片通信連接。

所述DSP芯片與FPGA開發板連接同連接于一個電源，所述FPGA開發板上還設有定時器，所述DSP還連接有外擴FLASH。

FPGA開發板的初始化以及內部定時器的設置，開啟定時中斷啟動數據的讀取，然后對應雙口RAM模塊的標志位置位中等待DSP芯片的讀取；FPGA開發板接收DSP芯片解算完成后將結果存入雙口RAM模塊的標志區域的中斷信號，FPGA開發板響應中斷從雙口RAM模塊中讀取解算結果，然后通過PCI總線接口模塊將數據發送給主機。

DSP芯片讀取待處理數據，DSP芯片通過EMIF接口從雙口RAM的指定區域讀取數據.首先讀取標志數據，如果有新的數據寫入，則從標志數據中給出的地址讀取數據；學業數據挖掘解算程序調用；解算后的數據寫入雙口RAM模塊并向FPGA發中斷。

本發明的技術效果在于：

學業數據挖掘用軟件實現，其大數據量的讀取與存儲，以及大負荷的數據處理工作，是消耗CPU及內存資源的根本原因，本案解決這個問題的思路是將原來用軟件實現的數據存取及處理邏輯，用一塊PCI卡獨立實現，這塊PCI卡的核心是PCI學業數據挖掘芯片。

附圖說明

圖1為本發明所述PCI學業數據挖掘芯片結構示意圖。

圖2為本發明所述FPGA開發板程序運行流程圖。

圖3為本發明所述DSP芯片運行流程圖。

具體實施方式

以下結合附圖對本發明做進一步說明。

如圖1所示，一種PCI學業數據挖掘芯片，包括FPGA開發板和DSP芯片，所述FPGA開發板上設有PCI總線接口模塊、DMA控制模塊，實現通過PCI總線從主機內存中直接讀取數據，以及向內存寫入數據，所述FPGA開發板上還設有雙口RAM模塊、EPCS控制器，所述雙口RAM模塊通過EMIF接口與DSP芯片通信連接。

關于雙口RAM模塊：由于FPGA開發板在硬件設計上的靈活性，在其內部構建一個雙口RAM的模塊，作為FPGA與DSP數據交換的緩沖。雙口RAM具有通訊速度快、實時性強、接口比較簡單的特點，兩邊CPU都可進行主動數據傳輸。雙口RAM的存儲空間分為兩個部分，分別處理1)FPGA向RAM中寫入待處理數據，由DSP讀出；2)DSP向中RAM寫入解算后數據由FPGA讀出。