[發(fā)明專利]一種基于多線程機(jī)制的高速回波數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)記錄系統(tǒng)及記錄方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210673222.4
• 申請(qǐng)日: 2022-06-14
• 公開（公告）號(hào): CN115080206B
• 公開（公告）日: 2023-08-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張京超;高沛文;喬立巖
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F9/48
• 分類號(hào): G06F9/48;G06F9/50;G06F13/42;G06F15/163;G01S7/02
• 代理公司: 哈爾濱市松花江聯(lián)合專利商標(biāo)代理有限公司 23213
• 代理人: 時(shí)起磊

1.一種基于多線程機(jī)制的高速回波數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)記錄系統(tǒng)，其特征在于：所述系統(tǒng)包括：一塊高速數(shù)據(jù)采集板卡和上位機(jī)；

板卡包括FPGA、DDR、外設(shè)接口；

上位機(jī)PC主要包括PCIe插槽、硬盤、用戶軟件；

所述FPGA用于實(shí)現(xiàn)網(wǎng)口、光纖、PCIe外設(shè)接口的連接以及數(shù)據(jù)的采集和傳輸功能；所述DDR用于增加數(shù)據(jù)傳輸帶寬，負(fù)責(zé)FPGA接收數(shù)據(jù)的第一級(jí)緩存；

所述上位機(jī)PC內(nèi)部設(shè)有的PCIe插槽用于連接數(shù)據(jù)采集板卡；

所述上位機(jī)PC內(nèi)部設(shè)有的硬盤用于數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)；

所述上位機(jī)PC內(nèi)部設(shè)有的用戶軟件用于控制數(shù)據(jù)采集板卡；

所述上位機(jī)PC內(nèi)部設(shè)有的用戶軟件是基于NationalInstrument的LabWindows/CVI平臺(tái)設(shè)計(jì)的；

在LabWindows/CVI軟件中使用多線程機(jī)制，對(duì)多個(gè)任務(wù)進(jìn)行分割，在多核處理器中，每個(gè)處理器各自執(zhí)行一個(gè)線程，多個(gè)任務(wù)能夠并行執(zhí)行；

所述多線程機(jī)制包括主線程和輔助線程；

所述主線程mainthread用于用戶界面的顯示、更新、用戶操作的響應(yīng)；

所述輔助線程workerthread用于采集，緩存，寫入硬盤；

所述輔助線程包括輔助線程workerthread1、輔助線程workerthread2和輔助線程workerthread3；

所述thread為線程；

為接收的數(shù)據(jù)開辟N個(gè)數(shù)據(jù)緩存區(qū)buffer，每個(gè)數(shù)據(jù)緩存區(qū)buffer的容量是1幀，并把數(shù)據(jù)緩存區(qū)buffer的首地址存儲(chǔ)在數(shù)組隊(duì)列中；

所述數(shù)組隊(duì)列中存儲(chǔ)buffer的id，寫輔助線程workerthread2從buffer0開始寫，每寫完1個(gè)buffer就把對(duì)應(yīng)的id寫入到隊(duì)列中，讀輔助線程workerthread3從隊(duì)列中取出buffer已經(jīng)寫滿的id，然后從對(duì)應(yīng)的buffer中讀取數(shù)據(jù)并寫入磁盤；

所述thread1用于讀取板卡的state_fifo，如果為空，等待更新；如果不空，則把數(shù)據(jù)state_data寫入到對(duì)應(yīng)的命令cmd_fifo和Queue(cmd)中，通過數(shù)據(jù)采集板卡的PCI-e總線將數(shù)據(jù)傳輸給上位機(jī)PC；

所述thread2用于令i＝0，從Queue中讀取命令cmd，根據(jù)命令cmd的值選擇把C2H的數(shù)據(jù)讀入到data[cmd]的buffer[data[cmd]i]中，讀完后把data[cmd]i寫入隊(duì)列，判斷i取值是否為N-1，是，結(jié)束；否，令i＝i+1，繼續(xù)從Queue中讀取命令cmd，根據(jù)命令cmd的值選擇把C2H的數(shù)據(jù)讀入到data[cmd]的buffer[data[cmd]i]中，讀完后把data[cmd]i寫入隊(duì)列；

所述thread3用于從隊(duì)列取出buffer的id，然后把該buffer中的數(shù)據(jù)寫入到硬盤中，判斷i取值是否為N-1，是，結(jié)束；否，令i＝i+1，繼續(xù)從隊(duì)列取出buffer的id，然后把該buffer中的數(shù)據(jù)寫入到硬盤中，直至i取值是N-1；

N為數(shù)據(jù)緩存區(qū)buffer的個(gè)數(shù)；

所述C2H的數(shù)據(jù)為板卡到主機(jī)的數(shù)據(jù)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于多線程機(jī)制的高速回波數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)記錄系統(tǒng)，其特征在于：所述多線程為大于等于2個(gè)線程。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種基于多線程機(jī)制的高速回波數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)記錄系統(tǒng)，其特征在于：所述多核為8核或16核。