[發明專利]一種加速多路星上載荷文件存儲的方法

有效

• 申請號: 202010008656.3
• 申請日: 2020-01-02
• 公開（公告）號: CN111209228B
• 公開（公告）日: 2023-05-26
• 發明（設計）人: 韋杰;劉偉亮;白亮;田文波;滕樹鵬;胡浩;雙小川
• 申請（專利權）人: 上海航天計算機技術研究所
• 主分類號: G06F12/0853
• 分類號: G06F12/0853;G06F12/0895
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 胡晶

本發明提供了一種加速多路星上載荷文件存儲的方法，通過采用兩級緩存和多線程流水作業的處理方法加速多路星上載荷文件的存儲。在載荷數據接收線程中，第一級緩存利用循環隊列和計數信號量相互配合，通過讀寫指針控制，不做區分的從外部接口接收各路載荷數據包。在載荷數據處理線程中，第二級緩存針對每一路載荷數據采用雙緩存交替讀寫，同時配合狀態機控制每個緩存的空、接收和存儲狀態。在載荷數據存儲線程中，將狀態為存儲的緩存中的載荷數據按存儲器頁大小寫入文件中存儲。第一級緩存快速地接收下外部的多路載荷數據，第二級的雙緩存乒乓操作，加速每路載荷文件數據的快速存儲，充分利用處理器資源，達到加速多路星上載荷文件存儲的效果。

技術領域

本發明涉及一種加速多路星上載荷文件存儲的方法。

背景技術

隨著我國航天技術的快速發展，衛星應用的領域越來越來廣泛，相應的對星上處理能力的要求也越來越高，作為星上處理的對象——載荷數據的種類和數量也隨之急劇增加，大量的載荷數據需要能夠在星上被及時的接收、處理和存儲。傳統的星上數據接收存儲方式是將收到的數據按順序寫入存儲器中，再按順序地讀出傳輸到地面解析處理。如果還是采用傳統的數據接收存儲方式，不但開發難度將會成倍增長，開發成本急劇增加外，而且無法在星上對數據進行靈活處理。

為了能夠滿足星上數據的處理和存儲，采用嵌入式文件系統管理星上數據的處理和存儲成為必然趨勢，而且文件系統也是支持操作系統運行不可缺失的一個組件。但是采用文件系統管理數據后就面臨著讀寫數據速度降低的問題，因為文件系統管理數據后，為了靈活讀寫數據，數據的讀寫不再像傳統那樣順序讀寫Flash存儲器，而是采用了一定的算法，維護存儲器的磨損均衡。

嵌入式文件系統為了能夠提高對存儲器的讀寫速度，通過在驅動層上增加了一些緩存機制，保證存儲器能夠按頁大小讀寫數據，從而能夠增加對存儲器的讀寫效率。但是采用文件系統管理數據的讀寫后，讀寫速度還是有很大的損失。

發明內容

本發明的目的在于提供一種加速多路星上載荷文件存儲的方法。

為解決上述問題，本發明提供一種加速多路星上載荷文件存儲的方法，包括：

運用兩級緩存和多線程流水作業的處理方法進行載荷數據的存儲加速過程，其中，第一級緩存采用循環緩存隊列和計數信號量相配合的方式，不做區分的接收各路載荷數據；第二級緩存為每路載荷數據配備了雙緩存，在緩存狀態機的控制下乒乓操作，交替讀寫，一個緩存用來接收第一級緩存解析出的載荷數據，一個緩存用來將其緩存中的數據寫入文件中存儲。

進一步的，在上述方法中，所述多線程流水作業，包括：

載荷數據接收線程，負責將各路載荷數據不做區分的從外部接口接收下來；

載荷數據處理線程，負責解析收到的星上各路載荷數據；

載荷數據存儲線程，負責將處理后的數據寫入文件中存儲，形成指定要求的文件。

進一步的，在上述方法中，所述循環緩存隊列有讀寫指針，計數信號量配有對應的讀、寫計數信號量，讀、寫指針初始化為循環緩存隊列的起始位置，讀計數信號量初始化為零，寫計數信號量初始化為循環緩存隊列容納的載荷數據包的個數。

進一步的，在上述方法中，所述循環緩存隊列和計數信號量相配合的方式，還包括：

在載荷數據接收線程和載荷數據處理線程之間，利用所述讀計數信號量維護循環緩存隊列的已用空間，利用寫計數信號量維護循環緩存隊列的未用空間，而讀指針維護循環緩存中待處理的載荷數據地址，寫指針維護外部數據寫入循環緩存隊列的地址。

進一步的，在上述方法中，所述循環緩存隊列和計數信號量相配合的方式，還包括：

在載荷數據接收線程中，每獲取一個寫計數信號量，對應的釋放一個讀計數信號量，成功向循環緩存隊列中寫入一包載荷數據，對應的更新一次寫指針；