【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于嵌入式內(nèi)存管理，尤其涉及一種基于多通道中頻信號(hào)采集的ddr分配方法及系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
1、在現(xiàn)代嵌入式系統(tǒng)和高性能計(jì)算領(lǐng)域，有效的內(nèi)存分配管理對(duì)于系統(tǒng)的性能和效率至關(guān)重要。內(nèi)存分配決定了系統(tǒng)如何有效地管理和利用物理內(nèi)存內(nèi)存，尤其在多通道dma數(shù)據(jù)處理等場(chǎng)景中顯得尤為重要。傳統(tǒng)上，內(nèi)存分配方法通常較為單一和機(jī)械化。在許多應(yīng)用中，開(kāi)發(fā)通道員常常使用靜態(tài)分配的方法，將內(nèi)存按照固定大小或者預(yù)設(shè)的分區(qū)方式進(jìn)行分配。例如，一些系統(tǒng)會(huì)將整個(gè)內(nèi)存均勻地分成若干個(gè)固定大小的區(qū)域，每個(gè)區(qū)域?qū)?yīng)一個(gè)特定的任務(wù)或功能。這種方法簡(jiǎn)單直接，但難以適應(yīng)動(dòng)態(tài)變化的需求，尤其在多通道dma數(shù)據(jù)處理中可能導(dǎo)致部分內(nèi)存區(qū)域被浪費(fèi)或者某些通道無(wú)法滿足實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理的需求。
2、為了克服傳統(tǒng)內(nèi)存分配方法的局限性，近年來(lái)，研究通道員開(kāi)始探索更為靈活和智能的內(nèi)存管理方式。其中一種創(chuàng)新的方法是動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配管理模塊，特別是在多通道dma數(shù)據(jù)處理應(yīng)用中表現(xiàn)出色。
3、通過(guò)上述分析，現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題及缺陷為：現(xiàn)有數(shù)據(jù)采集過(guò)程中，多通道采集的數(shù)據(jù)緩存是將ddr按照通道數(shù)進(jìn)行相應(yīng)的等分操作，這種傳統(tǒng)的內(nèi)存分配方式缺少靈活性且造成了不必要的內(nèi)存浪費(fèi)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、為克服相關(guān)技術(shù)中存在的問(wèn)題，本專利技術(shù)公開(kāi)實(shí)施例提供了一種基于多通道中頻信號(hào)采集的ddr分配方法及系統(tǒng)。本專利技術(shù)目的在于提供一種基于多通道中頻信號(hào)采集的ddr分配方法，該方法能夠根據(jù)所使能的通道數(shù)量，動(dòng)態(tài)對(duì)內(nèi)存進(jìn)行分配管理，實(shí)現(xiàn)ddr內(nèi)
2、所述技術(shù)方案如下：基于多通道中頻信號(hào)采集的ddr分配系統(tǒng)，包括：
3、dma數(shù)據(jù)接收單元，用于對(duì)采集到的有效數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)搬移；
4、多通道調(diào)度管理單元，用于對(duì)外部采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分通道處理；
5、動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配管理單元，用于對(duì)外部多條通道采集到的有效數(shù)據(jù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配與數(shù)據(jù)緩存。
6、進(jìn)一步，所述dma數(shù)據(jù)接收單元在數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中，adc采集到的有效數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在dma控制器的數(shù)據(jù)緩存區(qū)中，dma控制器通過(guò)axi?stream形式的總線接口將數(shù)據(jù)從緩存區(qū)傳輸?shù)较到y(tǒng)主存儲(chǔ)器ddr中，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)移。
7、進(jìn)一步，所述dma數(shù)據(jù)接收單元中的axidma支持多個(gè)數(shù)據(jù)通道，同時(shí)進(jìn)行多路數(shù)據(jù)的搬移操作，支持多通道信號(hào)采集。
8、進(jìn)一步，多通道調(diào)度管理單元通過(guò)以下兩種方式對(duì)外部多通道數(shù)據(jù)采集，包括：
9、第一種，通過(guò)單個(gè)axidma核并使能多通道功能；
10、第二種，通過(guò)添加多個(gè)axidma核，每個(gè)核使能單個(gè)通道，通過(guò)添加多個(gè)dma控制器的方式，使各通道獨(dú)立配置且滿足不通的數(shù)據(jù)源核傳輸要求，所述各通道獨(dú)立配置包括配置每個(gè)通道的數(shù)據(jù)寬度、傳輸模式、傳輸速率參數(shù)。
11、進(jìn)一步，所述動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配管理單元對(duì)外部多條通道采集到的有效數(shù)據(jù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配與數(shù)據(jù)緩存，在dma初始化和配置階段根據(jù)所使能的通道數(shù)對(duì)ddr內(nèi)存進(jìn)行動(dòng)態(tài)劃分；對(duì)于ddr內(nèi)存的分配方式根據(jù)所使能的通道數(shù)據(jù)來(lái)分配相應(yīng)數(shù)量的區(qū)域，使各個(gè)通道的數(shù)據(jù)獨(dú)立存儲(chǔ)在指定的內(nèi)存區(qū)域中；
12、所述動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配管理單元對(duì)外部多條通道采集到的有效數(shù)據(jù)進(jìn)行合理的動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配與數(shù)據(jù)緩存，采用自適應(yīng)算法，根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的通道配置動(dòng)態(tài)調(diào)整內(nèi)存分配策略；在通道使能數(shù)量變化時(shí)，即時(shí)調(diào)整內(nèi)存分配；當(dāng)某條通道的數(shù)據(jù)量大或傳輸速率快時(shí)，所述動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配管理單元增加該通道的分配權(quán)重，在分配過(guò)程中增加內(nèi)存容量。
13、本專利技術(shù)的另一目的在于提供一種基于多通道中頻信號(hào)采集的ddr分配方法，該方法運(yùn)行所述基于多通道中頻信號(hào)采集的ddr分配系統(tǒng)，該方法包括：
14、s1，初始化階段：系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配管理單元根據(jù)預(yù)設(shè)的初始配置，初始化ddr內(nèi)存的分區(qū)情況，根據(jù)ddr內(nèi)存總量和通道數(shù)量，分配初始的內(nèi)存區(qū)域給各個(gè)通道；
15、s2，通道活躍檢測(cè)：持續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中每個(gè)通道的活躍狀態(tài)；
16、s3，動(dòng)態(tài)調(diào)整策略：當(dāng)檢測(cè)到通道活躍狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配管理單元根據(jù)當(dāng)前使能的通道數(shù)和傳輸速率去對(duì)內(nèi)存分配進(jìn)行調(diào)整，以平衡各個(gè)通道之間的內(nèi)存使用；
17、s4，配置更新和應(yīng)用：動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配管理單元根據(jù)動(dòng)態(tài)調(diào)整的結(jié)果更新內(nèi)存分配配置，并將新的配置應(yīng)用到ddr中；
18、s5，周期性地循環(huán)監(jiān)測(cè)和調(diào)整上述步驟。
19、在步驟s2中，通道活躍檢測(cè)，根據(jù)dma數(shù)據(jù)傳輸請(qǐng)求頻率、通道的配置狀態(tài)判斷。
20、在步驟s3中，當(dāng)檢測(cè)到通道活躍狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配管理單元根據(jù)當(dāng)前使能的通道數(shù)和傳輸速率去對(duì)內(nèi)存分配進(jìn)行調(diào)整，包括：
21、步驟一，與動(dòng)態(tài)分配總?cè)萘啃畔⑻峤唬瑑?nèi)存信息匯總放入ddr容量池，以及確定總分配通道數(shù)q；
22、步驟二，根據(jù)ddr容量池內(nèi)信道數(shù)規(guī)定要分配的權(quán)重?cái)?shù)值為h＝{1,2…h(huán)}，其中，h為權(quán)重?cái)?shù)值，h為權(quán)重因子；
23、步驟三，確定所有參與待分配的次級(jí)ddr內(nèi)存容量通道集合g＝{1,2…g}，其中，g為容量通道集合，為g子容量通道；；以及通道活躍狀態(tài)變化圖s＝<k|p>表示待分配的次級(jí)ddr內(nèi)存容量通道之間的承接關(guān)系，在通道活躍狀態(tài)變化圖中，點(diǎn)集k表示所有的待分配的次級(jí)ddr內(nèi)存容量通道，點(diǎn)集p表示次級(jí)ddr內(nèi)存容量通道間的承接關(guān)系，兩個(gè)待分配的次級(jí)ddr內(nèi)存容量通道之間連接上的邊，表示這兩個(gè)待分配的次級(jí)ddr內(nèi)存容量通道同時(shí)使用同一信道時(shí)將會(huì)發(fā)生承接；所有參與待分配的次級(jí)用戶需要提交一組需求信息ai＝(ai,ei,qi)，ai,ei,qi分別是分配容量值、申請(qǐng)信道個(gè)數(shù)和申請(qǐng)占用通道數(shù)，其中，最多需求h個(gè)信道，最多占用q個(gè)通道數(shù)；
24、步驟四，計(jì)算每個(gè)待分配通道的傳輸速率ui，其中，篩選出有傳輸速率異常的待分配通道進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整后的傳輸速率為ui′；如果沒(méi)有傳輸速率異常，則有ui′＝ui；
25、步驟五，設(shè)計(jì)排序算法，根據(jù)調(diào)整后的傳輸速率ui′和通道活躍狀態(tài)變化圖s進(jìn)行排序；通過(guò)廣度優(yōu)先排序，得到一棵排序樹(shù)，依次遍歷整個(gè)樹(shù)得到排序結(jié)果列表f；
26、步驟六，設(shè)計(jì)ddr內(nèi)存容量傳輸適宜值計(jì)算的算法，預(yù)分配和尋找臨界節(jié)點(diǎn)，根據(jù)f中的順序，依次尋找每個(gè)待分配通道的臨界節(jié)點(diǎn)，依次進(jìn)行預(yù)分配，設(shè)一個(gè)節(jié)點(diǎn)已經(jīng)被分配所需要的信道，進(jìn)行分配過(guò)程，該節(jié)點(diǎn)選取在預(yù)分配階段沒(méi)有被分配信道并且傳輸速率最大的一個(gè)節(jié)點(diǎn)作為自己的臨界節(jié)點(diǎn)；計(jì)算ddr內(nèi)存容量傳輸適宜值oi＝uci×ei×qi，得到該節(jié)點(diǎn)的臨界節(jié)點(diǎn)的傳輸速率與該節(jié)點(diǎn)申請(qǐng)信道數(shù)目和申請(qǐng)時(shí)長(zhǎng)的乘積，其中，uci為該節(jié)點(diǎn)的臨界節(jié)點(diǎn)的傳輸速率；ddr內(nèi)存容量傳輸適宜值計(jì)算算法，對(duì)于每個(gè)待分配通道，通過(guò)選擇規(guī)則以及選擇算法循環(huán)迭代選擇出對(duì)應(yīng)的臨界節(jié)點(diǎn)，再進(jìn)行ddr內(nèi)存容量傳輸適宜值計(jì)算，以確保傳輸速率異常對(duì)ddr內(nèi)存容量傳輸適宜值計(jì)算無(wú)影響，防止傳輸速率異常；
27、步驟本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種基于多通道中頻信號(hào)采集的DDR分配系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多通道中頻信號(hào)采集的DDR分配系統(tǒng)，其特征在于，所述DMA數(shù)據(jù)接收單元(1)在數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中，ADC采集到的有效數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在DMA控制器的數(shù)據(jù)緩存區(qū)中，DMA控制器通過(guò)AXI?Stream形式的總線接口將數(shù)據(jù)從緩存區(qū)傳輸?shù)较到y(tǒng)主存儲(chǔ)器DDR中，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)移。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于多通道中頻信號(hào)采集的DDR分配系統(tǒng)，其特征在于，所述DMA數(shù)據(jù)接收單元(1)中的AXIDMA支持多個(gè)數(shù)據(jù)通道，同時(shí)進(jìn)行多路數(shù)據(jù)的搬移操作，支持多通道信號(hào)采集。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多通道中頻信號(hào)采集的DDR分配系統(tǒng)，其特征在于，多通道調(diào)度管理單元(2)通過(guò)以下兩種方式對(duì)外部多通道數(shù)據(jù)采集，包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多通道中頻信號(hào)采集的DDR分配系統(tǒng)，其特征在于，所述動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配管理單元(3)對(duì)外部多條通道采集到的有效數(shù)據(jù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配與數(shù)據(jù)緩存，在DMA初始化和配置階段根據(jù)所使能的通道數(shù)對(duì)DDR內(nèi)存進(jìn)行動(dòng)態(tài)劃分；對(duì)于DDR內(nèi)存的分
6.一種基于多通道中頻信號(hào)采集的DDR分配方法，其特征在于，該方法運(yùn)行于權(quán)利要求1-5任意一項(xiàng)所述基于多通道中頻信號(hào)采集的DDR分配系統(tǒng)，該方法包括：
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于多通道中頻信號(hào)采集的DDR分配方法，其特征在于，在步驟S2中，通道活躍檢測(cè)，根據(jù)DMA數(shù)據(jù)傳輸請(qǐng)求頻率、通道的配置狀態(tài)判斷。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于多通道中頻信號(hào)采集的DDR分配方法，其特征在于，在步驟S3中，當(dāng)檢測(cè)到通道活躍狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配管理單元(3)根據(jù)當(dāng)前使能的通道數(shù)和傳輸速率去對(duì)內(nèi)存分配進(jìn)行調(diào)整，包括：
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于多通道中頻信號(hào)采集的DDR分配方法，其特征在于，在步驟三中，通道活躍狀態(tài)變化圖S＝<K|P>中的承接關(guān)系，在實(shí)際應(yīng)用中通過(guò)計(jì)算每個(gè)待分配通道之間的距離間接描述信噪比；
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于多通道中頻信號(hào)采集的DDR分配方法，其特征在于，該方法以嵌入式嵌入ARM、FPGA或ZYNQ架構(gòu)。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于多通道中頻信號(hào)采集的ddr分配系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多通道中頻信號(hào)采集的ddr分配系統(tǒng)，其特征在于，所述dma數(shù)據(jù)接收單元(1)在數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中，adc采集到的有效數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在dma控制器的數(shù)據(jù)緩存區(qū)中，dma控制器通過(guò)axi?stream形式的總線接口將數(shù)據(jù)從緩存區(qū)傳輸?shù)较到y(tǒng)主存儲(chǔ)器ddr中，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)移。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于多通道中頻信號(hào)采集的ddr分配系統(tǒng)，其特征在于，所述dma數(shù)據(jù)接收單元(1)中的axidma支持多個(gè)數(shù)據(jù)通道，同時(shí)進(jìn)行多路數(shù)據(jù)的搬移操作，支持多通道信號(hào)采集。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多通道中頻信號(hào)采集的ddr分配系統(tǒng)，其特征在于，多通道調(diào)度管理單元(2)通過(guò)以下兩種方式對(duì)外部多通道數(shù)據(jù)采集，包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多通道中頻信號(hào)采集的ddr分配系統(tǒng)，其特征在于，所述動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配管理單元(3)對(duì)外部多條通道采集到的有效數(shù)據(jù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配與數(shù)據(jù)緩存，在dma初始化和配置階段根據(jù)所使能的通道數(shù)對(duì)ddr內(nèi)存進(jìn)行動(dòng)態(tài)劃分；對(duì)于ddr內(nèi)存的分配方式...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：趙旭琛，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：天津津航計(jì)算技術(shù)研究所，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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