[發明專利]一種串口通信中的雙指針環形緩沖區設計方法及系統

在審

• 申請號: 202010564758.3
• 申請日: 2020-06-19
• 公開（公告）號: CN111865824A
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發明（設計）人: 王玉軍;姚杰;練俊君
• 申請（專利權）人: 重慶川儀自動化股份有限公司
• 主分類號: H04L12/861
• 分類號: H04L12/861;H04L12/879;G06F9/50
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙) 31219
• 代理人: 代玲

本發明提供一種串口通信中的雙指針環形緩沖區設計方法及系統，方法包括實時獲取數據狀態；設置緩沖區剩余長度變量，并建立緩沖區剩余長度變量分別與讀寫數據之間的映射關系；根據讀寫數據的狀態獲取緩沖區剩余長度變量的變化，判斷靜態緩沖區的狀態；當靜態緩沖區已滿時，建立動態緩沖區，將新增寫入的數據寫入動態緩沖區，并繼續判斷靜態緩沖區的狀態；當靜態緩沖區的狀態由已滿變為未滿時，將動態緩沖區的數據寫入靜態緩沖區；本發明通過使用靜態環形緩沖區與動態緩沖區結合的方式，自動開辟動態緩沖區，避免了覆蓋以前的數據，從而避免了數據丟失現象，同時，可以避免重復的開辟釋放動態緩沖區，提高了內存利用率，進而提高了系統的運行效率。

技術領域

本發明涉及計算機領域和通信領域，尤其涉及一種串口通信中的雙指針環形緩沖區設計方法及系統。

背景技術

環形緩沖區是嵌入式系統軟件設計中的一種常用數據結構，廣泛應用到數據產生速率和數據處理速率不匹配的場合，在設計上一般采用先入先出的方式，一般采用預先靜態分配內存的方式，由于嵌入式系統的內存資源非常有限，動態內存管理在多數情況下的運行效率和內存利用率都非常低，特別是頻繁進行小容量內存單元的分配釋放，會造成內存碎片，故多采用靜態分配的方式來實現。

但是，目前靜態環形緩沖區的設計存在如下問題：一方面，無法判斷緩沖區是空還是滿狀態。另一方面當緩沖區滿了，需要進行解決，如果通過保持一個元素不用，判斷為緩沖區已滿，會一直保留了一個元素空間未能使用，存在內存浪費，存儲空間利用率不高；如果當緩沖區滿狀態時，不再寫入數據，由于不再寫入數據或覆蓋原來的數據，會導致數據丟失；如果當緩沖區寫滿時，由于不再寫入數據或覆蓋原來的數據，會導致數據丟失。

發明內容

鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明提供一種串口通信中的雙指針環形緩沖區設計方法及系統，以解決上述技術問題。

本發明提供的串口通信中的雙指針環形緩沖區設計方法，包括：

實時獲取數據狀態，所述數據狀態包括數據讀取和數據寫入；

設置緩沖區剩余長度變量，并建立所述緩沖區剩余長度變量分別與讀寫數據之間的映射關系；

根據讀寫數據的狀態獲取緩沖區剩余長度變量的變化，并根據所述變化判斷靜態緩沖區的狀態，所述靜態緩沖區的狀態包括空、未滿和已滿；

當靜態緩沖區已滿時，建立動態緩沖區，將新增寫入的數據寫入動態緩沖區，并繼續判斷靜態緩沖區的狀態；

當靜態緩沖區的狀態由已滿變為未滿時，將動態緩沖區的數據寫入所述靜態緩沖區。

可選的，當數據狀態為寫入數據時，將緩沖區剩余長度變量減1；

當數據狀態為讀取數據時，將緩沖區剩余長度變量加1；

當緩沖區剩余長度變量為0時，判斷靜態緩沖區已滿；

當緩沖區剩余長度變量與靜態緩沖區的長度相等時，判斷靜態緩沖區為空。

可選的，所述動態緩沖區包括動態內存。

可選的，當靜態緩沖區的狀態由已滿變為未滿時，將動態緩沖區的數據寫入所述靜態緩沖區，待動態緩沖區內的全部數據寫完后，釋放動態緩沖區的內存。

可選的，所述靜態緩沖區為環形緩沖區。

可選的，設置隊頭指針和隊尾指針，所述隊頭指針指向可讀數據，所述隊尾指針指向可寫數據，通過移動隊頭指針和隊尾指針實現環形緩沖區數據的寫入和讀取。

可選的，將隊頭指針和隊尾指針初始化為0，指向環形緩沖區數組的起始位，當寫入數據時隊頭指針加1，當讀取數據時隊尾指針加1。

本發明還提供一種串口通信中的雙指針環形緩沖區系統，包括：