[實用新型]用于提高數據處理速度的數據處理系統

有效

• 申請號: 201820268847.1
• 申請日: 2018-02-24
• 公開（公告）號: CN207817702U
• 公開（公告）日: 2018-09-04
• 發明（設計）人: 張永;黃齊
• 申請（專利權）人: 豐郅（上海）新能源科技有限公司
• 主分類號: G06F15/78
• 分類號: G06F15/78
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型主要涉及到用于提高數據處理速度的數據處理系統。用于采集目標數據的數據采集模塊以及帶有直接內存存取功能的微處理器，微處理器接收數據采集模塊傳送的體現為模擬量的原始數據源并執行模數轉換；微處理器以直接內存存取的方式將模數轉換得到的數字量數據保存到其內存當中的指定緩沖區域之中，微處理器還用于對數字量數據執行預定模式的數據處理。采用對嵌入式微處理器的數據實施直接內存存取的處理方案而避免微處理器系統在程序執行期間消耗過多的等待時間從而提高數據處理效率。

技術領域

本實用新型主要涉及到微處理器應用領域，確切地說，是涉及到在嵌入式設備系統中采用對嵌入式微處理器的數據實施直接內存存取的處理方案，避免微處理器系統在程序執行期間消耗過多的等待時間從而提高數據處理效率。

背景技術

隨著高集成度的集成電路設計進入片上系統時代，尤其是微處理器領域，嵌入式系統的功能不斷增強和完善，應用范圍也越來越廣泛，幾乎在所有的電子設備中都不可避免的使用到嵌入式系統，微處理器也越來越多地出現在日常生活中。涉及從數碼相機、通信設備和多媒體播放器再到汽車電子等廣泛的領域。隨著硬件電子技術的高速發展，實時嵌入式系統的復雜程度也在日益提高，這要求嵌入式系統的設計方法更加成熟而且實時性更強和具備高可靠度，可預見性更高，關鍵的技術因素就是數據處理速度。當前高性能的硬件都使用了高速緩存技術來彌補中央處理單元和內存之間的性能差距，高速緩存的優勢是顯而易見的但是弊端是嚴重影響了數據的實時性，譬如：指令或數據在高速緩存中的執行時間和不在高速緩存中的執行時間差距是非常巨大的，可能相差好幾個數量級，很大程度上限制了芯片例如微處理器等的整體性能的提升，為了保證執行時間的確定性和預測性來滿足實時性的需要，片上存儲器技術應運而生。與由硬件管理的高速緩存技術相比，采用適當的軟件優化方法來管理片上存儲器，可使片上存儲器的性能、功耗和面積都優于高速緩存并且因此可適于對于實時性要求較高的嵌入式系統。由于訪問片上存儲器的時間比去訪問片外存儲器的時間要小得多，而且不存在命中率的問題，所以把程序的一部分從片外存儲器搬移片上存儲器中可以大大減少應用程序的運行時間。通過將程序的基本塊、數據和常量或經常用到的程序段搬到片上存儲器，并盡可能重復利用這些已經轉移到片上的數據可以有效地減少片外存儲器與片上存儲器之間的數據轉移，帶來的有益效果是，能夠充分提高實時嵌入式應用的運行速度并降低功耗。

針對促使當前的處理器速度提升的方案，目前關于高速緩存存儲器也就是通常技術人員所言的一級高速緩存。這些緩沖存儲器均由靜態RAM組成且物理結構復雜，假設中央處理器所在的基于硅襯底的半導體晶體管芯片面積不太大的情況下，高速緩存的存儲容量不太可能做得非常大，否則會擠占核心邏輯單元的管芯面積而得不償失。作為減輕中央處理單元的中斷負擔而提供的方案，直接內存存取DMA內部設有數個傳輸通道，可以不要求相應的數據緩沖器來實現片上存取器與系統總線之間的背靠背傳輸，從而來適應片上存儲器和片外存儲器之間的數據傳輸。若直接內存存取DMA需要操作時該DMA控制器會向中央處理單元發出占用總線的請求，一旦當總線請求成功后，中央處理單元已經將總線的使用權交給DMA控制器，從而可以進行數據傳輸，在DMA傳輸過程中通常是設定中央處理單元放棄總線使用權并且暫時性的不再使用總線。盡管現有技術提供了如前文所言的各類數據處理方法，數據流總是從前一級流向后一級的階梯式處理，并未帶來顯著性的速度提升效果，針對微處理器仍然有必要單獨提供可提升數據處理效率的方案。

實用新型內容

在本申請的可選但非必須的一個實施例中，披露了一種用于提高數據處理速度的數據處理系統，其特征在于主要包括了：用于采集目標數據的數據采集模塊以及帶有直接內存存取功能的微處理器，微處理器接收數據采集模塊傳送的體現為模擬量的原始數據源并執行模數轉換；微處理器以直接內存存取的方式將模數轉換得到的數字量數據保存到其內存當中的指定緩沖區域之中，微處理器還用于對數字量數據執行預定模式的數據處理。

上述的用于提高數據處理速度的數據處理系統，其中：在內存中選取具有預期容量的一個指定緩沖區域，并且該指定緩沖區域至少劃分成容量均等的多個空間。