專利名稱：硬件中的可配置存儲器分區(qū)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種存儲器系統(tǒng)，該系統(tǒng)可被配置為提供多個獨立的讀/寫緩沖器。
當數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)源傳送至目的地時，緩沖器通常用來臨時存儲數(shù)據(jù)。這種臨時的數(shù)據(jù)存儲允許數(shù)據(jù)源和目的地之間的異步操作以及數(shù)據(jù)源和目的地之間的短暫的速度失配周期，并且提供一種在不丟失數(shù)據(jù)的前提下調(diào)整數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)傳輸速率的有效措施等等。
最初，來自數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)以數(shù)據(jù)源所能提供的速度被寫入緩沖器，并且以目的地能夠接受的速度被讀出緩沖器。如果數(shù)據(jù)源的速度比目的地的速度慢，目的地就必須等待緩沖器中有可用數(shù)據(jù)。如果數(shù)據(jù)源的速度比目的地的速度快，則數(shù)據(jù)源持續(xù)為緩沖器提供數(shù)據(jù)直至緩沖器變滿或者幾乎變滿，此時，數(shù)據(jù)源被命令停止數(shù)據(jù)傳送，直到目的地從緩沖器中移走數(shù)據(jù)，以便為源數(shù)據(jù)騰出空間。通過允許以數(shù)據(jù)源的傳輸速率從數(shù)據(jù)源接收數(shù)據(jù)直至緩沖器變滿，就可支持間歇的高于平均速率的傳輸速率，并且目的地處的間歇的接收延遲也就不必傳播到數(shù)據(jù)源?？梢栽诓挥绊懻w數(shù)據(jù)傳輸速率的前提下所允許的、在數(shù)據(jù)源和目的地間的間歇的傳輸速度差的總量取決于緩沖器的大小，較大的緩沖器能夠比較小的緩沖器允許更大的速度差。
緩沖器的大小通?；跀?shù)據(jù)源或者目的地的特性決定，或者基于二者的特性決定，尤其與它們的數(shù)據(jù)傳輸速度的間歇特性有關(guān)。如果數(shù)據(jù)源和目的地各具有均勻的傳輸速率，就幾乎不用緩沖。如果數(shù)據(jù)源提供數(shù)據(jù)脈沖串，或者目的地分塊處理數(shù)據(jù)，則緩沖器的大小通常被設(shè)置成可以容納所述脈沖串或塊的大小。
大部分系統(tǒng)都包含多個數(shù)據(jù)源和目的地，并且用多個緩沖器來便于每個數(shù)據(jù)源和目的地之間的數(shù)據(jù)傳輸。多數(shù)情況下，存儲器的總量是有限的，而分配給每個緩沖器的存儲器量的大小是基于上面提及的數(shù)據(jù)源和目的地的特性來確定的，并且也取決于與維持特定數(shù)據(jù)源和目的地之間的高傳輸速率相關(guān)聯(lián)的相對優(yōu)先權(quán)和其他性能因素。然而，在許多情況下，在其上運行應(yīng)用程序的系統(tǒng)并沒有利用系統(tǒng)設(shè)計所支持的所有數(shù)據(jù)源和/或目的地，而與這些數(shù)據(jù)源和/或目的地相關(guān)聯(lián)的緩沖器也并未被使用。同樣，不同的應(yīng)用程序可能將不同的優(yōu)先權(quán)與特定的數(shù)據(jù)源和目的地之間的傳輸相關(guān)聯(lián)，而緩沖器大小的分配可能與希望的優(yōu)先權(quán)不一致。
通過向應(yīng)用程序提供整個緩沖器的存儲器空間并且讓應(yīng)用程序?qū)⒋鎯ζ鬟壿嫹謪^(qū)為各單獨設(shè)置大小的緩沖器，就可向應(yīng)用程序提供完全可配置的存儲器分區(qū)。但是，這種方法通常要求應(yīng)用程序處理緩沖器管理的所有方面?？晒┻x擇地，系統(tǒng)可以保留處理緩沖器管理的職責，同時也允許可編程的緩沖器大小。然而在這樣一個實施例中，與管理可變緩沖器大小的未知組合相關(guān)聯(lián)的系統(tǒng)開銷會造成系統(tǒng)成本過高，并且/或者會引入處理延遲以致降低系統(tǒng)性能。
本發(fā)明的一個目的在于提供一種緩沖器管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)允許以最小的開銷進行可配置的存儲器分區(qū)。本發(fā)明的另一個目的在于提供一種易于控制和使用的緩沖器管理系統(tǒng)。而本發(fā)明的另外一個目的在于提供一種適合于在硬件設(shè)備上實現(xiàn)的緩沖器管理系統(tǒng)。
通過提供一個緩沖器管理系統(tǒng)來達到這些和其他目的，該系統(tǒng)將整個存儲器空間分區(qū)成可編程數(shù)量的大小基本一致的緩沖器。一個應(yīng)用程序?qū)⑺璧木彌_器數(shù)量傳送到緩沖器管理系統(tǒng)，然后將這些緩沖器分配在由該應(yīng)用程序使用的數(shù)據(jù)傳輸路徑之間。可選地，能將多個大小一致的緩沖器合并以形成單個邏輯緩沖器。通過將全部存儲器空間分區(qū)成大小一致的緩沖器，管理多個緩沖器所需的開銷被最小化。通過將選定數(shù)量的受管理的緩沖器提供給一個應(yīng)用程序，該應(yīng)用程序能夠根據(jù)需要分配這些緩沖器，而不必考慮緩沖器管理的細節(jié)。
參照下面的附圖，以舉例的方式對本發(fā)明進行更詳細地解釋，其中

圖1示例了根據(jù)本發(fā)明的緩沖器管理系統(tǒng)的方框圖。
圖2示例了根據(jù)本發(fā)明將存儲器空間分區(qū)成大小一致的緩沖器的示例分區(qū)。
圖3示例了用于在根據(jù)本發(fā)明的已分區(qū)的緩沖器系統(tǒng)中使用的一種緩沖器編址方案的示例結(jié)構(gòu)。
在所有附圖中，同樣的附圖標記表示相似或相應(yīng)的特征或功能。
圖1示例了根據(jù)本發(fā)明的緩沖器管理系統(tǒng)100的示例方框圖。緩沖器管理系統(tǒng)100包含控制器150，被配置為對寫入控制邏輯130和讀出控制邏輯140進行控制，以便于從一個或多個數(shù)據(jù)源110到一個或多個目的地120的數(shù)據(jù)傳輸。盡管為了便于理解，圖中示例了分離的控制塊130、140和150，但是，控制塊130和140典型地是控制器150的組件。正如現(xiàn)有技術(shù)所公知的，一個可以發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的設(shè)備可以作為數(shù)據(jù)源110和目的地120。為了便于參照，本文中數(shù)據(jù)源一目的地路徑被定義為一個管道，該管道實現(xiàn)從一個特定數(shù)據(jù)源到一個特定目的地、或從多個數(shù)據(jù)源到一個特定目的地、或從一個特定數(shù)據(jù)源到多個目的地、或從多個數(shù)據(jù)源到多個目的地的數(shù)據(jù)傳輸。也就是說，在一個數(shù)據(jù)源一目的地路徑上的緩沖器，可以接收到僅從一個數(shù)據(jù)源到一個目的地的數(shù)據(jù)，或可以接收編址到同一目的地的所有數(shù)據(jù)，或可以接收從一個數(shù)據(jù)源發(fā)送出來的所有數(shù)據(jù)，或可以接收從多個數(shù)據(jù)源發(fā)送到多個目的地的所有數(shù)據(jù)。
一個或多個應(yīng)用程序(未示出)初始化在數(shù)據(jù)源110和目的地140之間的數(shù)據(jù)傳輸。取決于特定的應(yīng)用程序，可以定義不同的數(shù)據(jù)源-目的地路徑，可以為每一條路徑分配不同的優(yōu)先權(quán)，并且可以展現(xiàn)出不同的通信量模式等等。根據(jù)本發(fā)明，取決于一個或多個應(yīng)用程序?qū)τ谠诓煌臄?shù)據(jù)源-目的地路徑上進行高效數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枰刂破?50負責安排把緩沖存儲器200分區(qū)為各獨立的緩沖器。
鑒于本申請公開，對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言可明確的是，本發(fā)明特別適合于以下實現(xiàn)方式其中將通過不同的數(shù)據(jù)源-目的地路徑傳輸數(shù)據(jù)的應(yīng)用程序是先驗已知的，但是目的地端口的總數(shù)則由應(yīng)用程序在運行時確定。例如，在硬件設(shè)計系統(tǒng)中，緩沖存儲器200、寫入控制邏輯130、讀出控制邏輯140和控制器150可以體現(xiàn)為預先定義的“庫”元件。當用這些庫元件生成定制設(shè)計的集成電路時，控制器150實現(xiàn)對緩沖存儲器200的分區(qū)，以支持體現(xiàn)在集成電路中或者體現(xiàn)在包含了該集成電路的系統(tǒng)中的應(yīng)用程序。在另一個例子中，緩沖器管理系統(tǒng)100可以被包含在一個能運行多個應(yīng)用程序的可編程設(shè)備或系統(tǒng)中，當特定的應(yīng)用程序集被編程到這個可編程設(shè)備中時，控制器150對緩沖存儲器200進行分區(qū)。
在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，控制器150接收一個參數(shù)，該參數(shù)指定了從緩沖存儲器200中所需的緩沖器數(shù)量?；谠搮?shù)(在下文中稱之為分區(qū)參數(shù))，控制器150將緩沖存儲器200分區(qū)為多個大小相同的緩沖器，其中緩沖器的相同大小k為2的冪。在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，分區(qū)的數(shù)量也是2的冪，如圖2所示。
在圖2中，存儲器200a包含一個單獨的緩沖器B0，對應(yīng)于分區(qū)參數(shù)1；存儲器200b包含兩個緩沖器B0 210和B1 211，對應(yīng)于分區(qū)參數(shù)2。存儲器200c包含4個緩沖器220、221、222、223，對應(yīng)于分區(qū)參數(shù)3或4。通常情況下，如存儲器200d所示，圖1中的存儲器200被分區(qū)為“n”個大小相同的緩沖器，這里“n”為2的整數(shù)冪(n＝2N)，對應(yīng)的分區(qū)參數(shù)在2N-1+1到n之間。
為便于理解，本發(fā)明最初是針對分區(qū)參數(shù)等于n的示例情況提出的，其中n是2的冪(n＝2N)。下文中，將提出分區(qū)參數(shù)小于2N的例子。
來自數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)被插入或?qū)懭氲较乱粋€可用的寫入位置，并從最后未讀出的位置被移走或讀出至目的地。寫入控制邏輯130確保下一個可用的寫入位置未被使用，這里“未被使用”被定義為不包含將要被讀出至目的地的數(shù)據(jù)。如果緩沖器已滿，從而整個緩沖器都包含了將要被讀出至目的地的數(shù)據(jù)，則對緩沖器的寫入將被延遲，直至最早的或最后未讀出的數(shù)據(jù)被讀出至目的地，從而釋放緩沖器中的可用空間。讀出控制邏輯140確保尚未被讀出至目的地的數(shù)據(jù)是可用的，否則遲延讀操作。
在傳統(tǒng)的緩沖器系統(tǒng)中，和在本發(fā)明中一樣，每個緩沖器B0，B1，...都被配置為循環(huán)緩沖器，其中緩沖器的“終止(end)”或“頂部(top)”之后的“下一個”位置為緩沖器的“起始(start)”或“底部(bottom)”。寫入控制邏輯130和讀出控制邏輯140被配置為同時在多個緩沖器中實現(xiàn)該循環(huán)編址。下列偽代碼實現(xiàn)用于單個緩沖器的循環(huán)遞增函數(shù)function next_address(current_address，buffer_start，buffer_end)if current_address＜buffer_endthen next_address＝current_address+1else next_address＝buffer_start.
在具有n個緩沖器的緩沖存儲器200的例子中，函數(shù)next_address可被如下定義function next_address(current_address，buffer_index)if current_address＜buffer_end[buffer_index]then next_address＝current_address+1else next_address＝buffer_start[buffer_index]；其中buffer_start和buffer_end數(shù)組包含每一個緩沖器的起始和終止位置，并且對于函數(shù)是局部已知的。使用這種函數(shù)形式，對n個緩沖器中的緩沖器“j”的寫指針(wp)的遞增可用下列命令實現(xiàn)wp[j]＝next_address(wp[j]，j).
以類似的方法，對緩沖器“j”的讀指針(rp)的遞增可用下列命令實現(xiàn)rp[j]＝next_address(rp[j]，j).
對緩沖器j的寫入可以通過下列偽代碼定義function write(data，j)if OK_to_write(j)thenbuffer[wp[j]]＝＝datawp[j]＝＝next_address(wp[j]，j)write＝＝SUCCESS；elsewrite＝＝FAILURE；其中在這個模塊中，寫指針wp指向緩沖器中的下一個用來存放數(shù)據(jù)的可用位置，并且對于該函數(shù)是局部已知的。OK_to_write函數(shù)是一個傳統(tǒng)的檢查函數(shù)，其基于比較讀指針和寫指針來驗證緩沖器未滿。在該實例中，如果寫入函數(shù)返回失敗(FAILURE)，則指示數(shù)據(jù)源不要再發(fā)送其它數(shù)據(jù)，并且寫入函數(shù)被應(yīng)用程序重復調(diào)用直至返回成功(SUCCESS)，然后使數(shù)據(jù)源能夠再次發(fā)送另一個數(shù)據(jù)項。正如本領(lǐng)域公知的那樣，在數(shù)據(jù)源和緩沖器之間如果有一個顯著的時間遲后，則只要緩沖器變得“幾乎已滿(nearly full)”，數(shù)據(jù)源就可能被禁止發(fā)送其它數(shù)據(jù)，其中使用一個數(shù)據(jù)槽閾值數(shù)量來定義“幾乎已滿”。
從緩沖器j的讀出可以用下面的偽代碼定義function read(j)loop here until OK_to_read(j)；read＝buffer[rp[j]]rp[j]＝next_address(rp[i]，j])；其中在該模塊中，讀指針rp指向緩沖器中的要從中讀出數(shù)據(jù)的下一個可用位置。OK_to_read(j)函數(shù)是一個傳統(tǒng)的檢查函數(shù)，它驗證已被寫入到緩沖器中的數(shù)據(jù)尚未被讀出。在該實施例中，讀出函數(shù)在其內(nèi)部循環(huán)中等待，直到OK_to_read函數(shù)指示在緩沖器中有數(shù)據(jù)可供讀出。
注意，在上面給出的例子中，由應(yīng)用程序向n個緩沖器中的一個緩沖器進行寫入或從中進行讀出只需一次函數(shù)調(diào)用，從而使應(yīng)用程序的復雜度保持最小。根據(jù)本發(fā)明，應(yīng)用程序僅將它對緩沖器的需求通知控制器150，隨后只需使用前面提及的緩沖器索引(上面例子中提到的“j”)把每個緩沖器分配到每個數(shù)據(jù)源—目的地路徑上。通過對相應(yīng)地索引的緩沖器執(zhí)行讀出或?qū)懭?，實現(xiàn)沿著各條路徑的每個讀出或?qū)懭?。如圖1中的虛線箭頭所示，數(shù)據(jù)傳輸?shù)穆窂綐俗R通常包含在被傳輸?shù)臄?shù)據(jù)內(nèi)部，例如通過在數(shù)據(jù)中使用目的地字段。在該例中，控制器150提供正確的映射給寫入控制邏輯130，以實現(xiàn)從數(shù)據(jù)中的目的地字段到與被標識的目的地相對應(yīng)的緩沖器索引的轉(zhuǎn)換。在這個實施例中，在應(yīng)用程序中無需包含顯式的“寫入”函數(shù)調(diào)用，當包含目的地字段的數(shù)據(jù)包到達時，寫入函數(shù)被隱含地調(diào)用，并且從數(shù)據(jù)本身自動計算出緩沖器索引。
同樣需要注意，在上面的例子中，無論是顯式的還是隱含的，每個讀出或?qū)懭氩僮鞫夹枰{(diào)用一次next_address函數(shù)。因此，next_address函數(shù)的復雜度將直接影響緩沖器管理系統(tǒng)100可達到的吞吐量。上述的next_address函數(shù)需要基于buffer_start和buffer_end數(shù)組的所索引的內(nèi)容進行條件測試、比較和賦值。而且，上述next_address函數(shù)需要存儲這些數(shù)組或類似結(jié)構(gòu)。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員也認識到，上面的next_address函數(shù)并不特別適合在硬件中實施。
根據(jù)本發(fā)明，next_address函數(shù)被優(yōu)化，以刪除基于buffer_start和buffer_end數(shù)組的所索引的內(nèi)容而進行的條件測試、比較和賦值，從而提供一個特別適合于在硬件中實施的函數(shù)。在一個優(yōu)選實施例中，buffer_start和buffer_end數(shù)組同樣被刪除。
如上所述，依照本發(fā)明，n個相同大小的緩沖器中的每個緩沖器的大小都為“k”，k為2的整數(shù)冪(k＝2Z)。定義大小為2M的緩沖存儲器200的開頭為地址0，并且假設(shè)n個相同大小的緩沖器中的每一個在緩沖存儲器200中是連續(xù)的(緩沖存儲器200起始于地址0，終止于地址2M-1)，限制每一個緩沖器大小為k(k＝2Z)具有下列優(yōu)點地址中的低Z位將對應(yīng)于每個緩沖器中一個唯一的位置(從0到2Z-1)，并且地址中的高M-Z位將對應(yīng)于上述每個緩沖器的索引(從0到n-1)。
圖3是示例在根據(jù)本發(fā)明的在被分區(qū)劃分的緩沖器系統(tǒng)中使用的緩沖器編址方案的示例結(jié)構(gòu)。如上所述，假設(shè)緩沖存儲器200大小為2M，因此M位被用來唯一編址緩沖存儲器200中的每一個存儲器位置。在這M位中，需要N位來對多達2N個緩沖器進行索引。剩余的M-N位于是可用來在2N個緩沖器中的每一個緩沖器內(nèi)直接進行編址，因為如上所述，地址中的低Z(＝M-N)位與大小為2Z的緩沖器中的一個唯一的位置相對應(yīng)。
應(yīng)用圖3中示例的結(jié)構(gòu)，用于實現(xiàn)循環(huán)遞增函數(shù)的偽代碼如下所示function next_address(current_address，buffer_index)next_address＝current_address+1next_address{upper N bits}＝buffer_index；其中括號表示next_address的高N位被給定的buffer_index代替。
本領(lǐng)域普通技術(shù)人員會認識到，上述函數(shù)非常適合于在硬件中實施。第一個語句僅對應(yīng)于地址遞增(address-increment)函數(shù)，其應(yīng)用于current_address的全部內(nèi)容。如果current_address處于緩沖存儲器200中的所分配的緩沖器空間的末端，則該遞增函數(shù)將引起對圖3結(jié)構(gòu)中的緩沖器索引字段(高N位)的‘進位’，如果缺少下一個語句的話，其可能導致next_address錯誤地與下一個相鄰緩沖器相關(guān)聯(lián)。但是，第二個語句是位重寫(bit-overwrite)函數(shù)，它通過確保next_address與緩沖器索引字段中的正確的buffer_index一起被返回而自動糾正該錯誤關(guān)聯(lián)。在硬件中，可以用一次或兩次位屏蔽(bit-masking)操作來實現(xiàn)該語句。
本領(lǐng)域普通技術(shù)人員還會認識到，圖3的結(jié)構(gòu)還給每個相同大小的緩沖器提供最大的可用存儲器。如圖2所示，如果只需要1個緩沖器，則N等于0，并且整個緩沖存儲器200都被分配給這個緩沖器；如果需要2個緩沖器，則N等于1，并且每個緩沖器擁有緩沖存儲器200的一半大??；而如果需要4個緩沖器，則N等于2，并且每個緩沖器擁有緩沖存儲器200的四分之一大小，等等。
在一個典型的硬件實施例中，上述的“庫”元件將包含一個大的緩沖存儲器200。在包含少數(shù)數(shù)據(jù)源-數(shù)據(jù)路徑的應(yīng)用程序中，每一個數(shù)據(jù)源-數(shù)據(jù)路徑都被分配了該緩沖存儲器200的較大部分，因此潛在地提供了高吞吐率。而在包含多個數(shù)據(jù)源-數(shù)據(jù)路徑的應(yīng)用程序中，每一條路徑只被提供了該緩沖存儲器的較小部分，而吞吐量也就同樣被限制了，如同在通常本來就有許多數(shù)據(jù)源-數(shù)據(jù)路徑的應(yīng)用程序中那樣，但是該應(yīng)用程序仍將得到支持，而無需重新設(shè)計庫元件。
也就是說，通過將存儲器空間分區(qū)成大小為2的整數(shù)冪的大小相同的緩沖器，可以提供一個高效的緩沖器管理系統(tǒng)，其中管理多個循環(huán)緩沖器所需的開銷以及對整個可用緩沖存儲器進行分區(qū)和分配的開銷都是最小的。
本領(lǐng)域普通技術(shù)人員會認識到，雖然緩沖器具有相同的物理大小，但應(yīng)用程序可以邏輯地將多個相同物理大小的緩沖器關(guān)聯(lián)到一個邏輯緩沖器，并且將這個較大的邏輯緩沖器分配到一個特定的數(shù)據(jù)源—目的地路徑上。例如，應(yīng)用程序可能把圖2中的緩沖存儲器200c的緩沖器B0、B1和B2分配給一條路徑，而把緩沖器B3分配給另一條路徑。通過對每個緩沖器進行輪叫寫入或讀出(B0，B1，B2，B0，B1等等)，就可實現(xiàn)在第一條路徑上的數(shù)據(jù)傳輸?？商鎿Q地，如果緩沖器比數(shù)據(jù)源-目的地路徑多，則應(yīng)用程序可以被配置為保持一個或多個“備用的”緩沖器，并且當特定的路徑由于突然的通信量驟增發(fā)生高級別的寫入錯誤時，可根據(jù)需要動態(tài)地分配這些備用緩沖器。用于利用本發(fā)明所提供的優(yōu)勢的這些和其他技術(shù)對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說是顯而易見的。
本發(fā)明的原理也可以通過使用不同大小的緩沖器體現(xiàn)，雖然復雜度稍微增加。例如，考慮把緩沖存儲器200分區(qū)為3個緩沖器。在將存儲器200c分區(qū)為4個緩沖器的例子中，需要用兩位來做緩沖器索引，即使用組合00，01，10和11。其中每一組合唯一地標識了200c的其中一個緩沖器B0、B1、B2和B3。而3個緩沖器同樣要用兩位來做緩沖器索引，但是使用上面詳細描述的算法，其中一個索引比位組合將不被使用，這樣，其中有一個分區(qū)就無法使用。
但是，在這個替換實施例中，緩沖器索引可以與多個位組合相對應(yīng)。換句話說，例如緩沖器B0可能對應(yīng)于索引位組合00，緩沖器B1對應(yīng)于索引位組合01，緩沖器B2可能對應(yīng)于索引位組合10或11。這樣，緩沖器B0和B1各被分配了緩沖存儲器200的四分之一，而緩沖器B2將被分配予緩沖存儲器200的一半。這種索引位組合的多重分配可以通過引入現(xiàn)有技術(shù)中公知的“無關(guān)(don’t care)”位屏蔽(bit-masking)操作來實現(xiàn)。也就是說，使用符號“-”來標識“無關(guān)”位，這樣，將上面給出的索引位分配規(guī)定為B0＝00，B1＝01，B2＝1-。使用這個規(guī)定，把上面的將緩沖器索引存儲入next_address的高N位中的位分配語句修改成只替換所規(guī)定的位，而不管“無關(guān)”位。下列的示例偽代碼示例了這種技術(shù)，其用于對緩沖器管理系統(tǒng)的硬件描述，該系統(tǒng)允許將具有8位(0-7)地址空間的緩沖存儲器分區(qū)為1、2、3或4個緩沖器地址遞增
case(no.of buffers)1ptr[7:0]+1；2case(buffer index)0ptr0[7:0]<＝{0，ptr0[6:0]+1}；1ptr1[7:0]<＝{1，ptr1[6:0]+1}；endcase3case(buffer index)0ptr0[7:0]<＝{00，ptr0[5:0]+1}；1ptr1[7:0]<＝{01，ptr1[5:0]+1}；2ptr2[7:0]<＝{1，ptr2[6:0]+1}；endcase4case(buffer index)0ptr0[7:0]<＝{00，ptr0[5:0]+1}；1ptr1[7:0]<＝{01，ptr1[5:0]+1}；2ptr2[7:0]<＝{10，ptr2[5:0]+1}；3ptr3[7:0]<＝{11，ptr3[5,0]+1}；endcaseendcase.
在這個偽代碼示例中，“<＝”符號表示符號右邊的內(nèi)容被傳送到符號左邊的寄存器中，花括號表示面向位(bit-oriented)的操作，其中第一個參數(shù)表示各最高有效位接收到的值，第二個參數(shù)表示各最低有效位接收到的值。
在上面的偽代碼的3個緩沖器的情況中，當指向緩沖器B0的指針(ptr0)遞增時，指針的高兩位被強置為00；當指向緩沖器B1的指針(ptr1)遞增時，指針的高兩位被強置為01；但是當指向緩沖器B2的指針(ptr2)遞增時，只有指針的最高位被強置為1，第二有效位被面向位的操作的第二個參數(shù)控制。也就是說，指向緩沖器B2的指針(ptr2)的低7位(從第6位到第0位)行進通過一個普通的計數(shù)循環(huán)，而只有指向B0和B1的指針(ptr0和ptr1)的低6位(從第5位到第0位)行進通過一個普通計數(shù)循環(huán)增加?！盁o關(guān)”索引位的其它組合可以被容易地定義來提供不相等的緩沖器大小。例如，一組索引(00-，01-，1-0，101，111)對應(yīng)于整個緩沖存儲器200的(1/4，1/4，1/4，1/8，1/8)大小。
以上只示例了本發(fā)明的原理。但是，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員會理解，能夠設(shè)計出各種各樣的安排，盡管沒有在此明確地描述或顯示，但是所述安排也體現(xiàn)本發(fā)明的原理從而落在下面的權(quán)利要求書的精神和范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種緩沖器管理系統(tǒng)(100)，包含緩沖存儲器(200)和適于耦合到緩沖存儲器(200)的控制器(150)，該控制器被配置為根據(jù)分區(qū)參數(shù)將緩沖存儲器(200)分區(qū)為多個獨立緩沖器(220-223)，所述分區(qū)參數(shù)確定所述多個緩沖器的數(shù)量，其中所述多個獨立緩沖器(220-223)中的每一個的大小都為2的整數(shù)冪，以便于對緩沖器進行循環(huán)訪問。
2.如權(quán)利要求1所述的緩沖器管理系統(tǒng)(100)，其中控制器(150)被配置為包含一個循環(huán)遞增函數(shù)，該循環(huán)遞增函數(shù)僅需一個地址遞增函數(shù)和一個位重寫函數(shù)，以實現(xiàn)指向所述多個獨立緩沖器(220-223)中的所選定緩沖器的指針的循環(huán)遞增。
3.如權(quán)利要求1所述的緩沖器管理系統(tǒng)(100)，其中所述多個獨立緩沖器(220-223)的緩沖器大小是相等的。
4.如權(quán)利要求1所述的緩沖器管理系統(tǒng)(100)，其中控制器(150)被進一步配置為在多個數(shù)據(jù)源-目的地路徑之間分配所述多個獨立緩沖器(220-223)。
5.如權(quán)利要求1所述的緩沖器管理系統(tǒng)(100)，其中控制器(150)被進一步配置成為一個或多個應(yīng)用程序提供寫入接口(130)和讀出接口(140)，寫入接口(130)只需要將被存儲的數(shù)據(jù)的標識和所述多個獨立緩沖器(220-223)中的用來存儲該數(shù)據(jù)的選定緩沖器的標識，讀出接口(140)只需要該選定緩沖器的標識。
6.如權(quán)利要求1所述的緩沖器管理系統(tǒng)(100)，其中緩沖存儲器(200)由M位地址編址，所述多個獨立緩沖器(220-223)中的每個緩沖器由N位索引來索引，該索引形成M位地址中的一組N個最高有效位，每一個緩沖器的大小至少為2M-N。
7.一種管理緩沖存儲器(200)的方法，包含接收一個分區(qū)參數(shù)，把存儲器緩沖器分區(qū)為多個獨立緩沖器(220-223)，其中所述多個緩沖器的數(shù)量由分區(qū)參數(shù)確定，并且所述多個獨立緩沖器(220-223)中的每個緩沖器的大小都為2的整數(shù)冪，從而便于對每個緩沖器進行循環(huán)編址。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中所述多個獨立緩沖器(220-223)的大小是相等的。
9.如權(quán)利要求7所述的方法，進一步包含對每一個緩沖器提供循環(huán)編址，其中循環(huán)編址包含遞增緩沖存儲器(200)的地址，并重寫緩沖存儲器(200)中的對應(yīng)于該緩沖器索引的選定地址位。
10.如權(quán)利要求7所述的方法，進一步包含提供寫入接口(130)，該寫入接口只需要將被存儲的數(shù)據(jù)的標識和所述多個獨立緩沖器(220-223)中的用來存儲該數(shù)據(jù)的選定緩沖器的標識，并提供讀出接口(140)，該讀出接口只需要該選定緩沖器的標識。
11.如權(quán)利要求7所述的方法，其中緩沖存儲器(200)由M位地址編址，所述多個獨立緩沖器(220-223)中的每個緩沖器由N位索引來索引，該索引形成M位地址中的一組N個最高有效位，每一個緩沖器的大小至少為2M-N。
12.一種集成電路，包含緩沖存儲器(200)和控制器(150)，該控制器包含寫入控制邏輯(130)和讀出控制邏輯(140)，其中控制器(150)被配置為根據(jù)被提供給它的分區(qū)參數(shù)把緩沖存儲器(200)分區(qū)為多個緩沖器(220-223)，所述多個緩沖器(220-223)中的每個緩沖器的大小都為2的整數(shù)冪，并且寫入控制邏輯(130)和讀出控制邏輯(140)各被配置為便于將每一個緩沖器用作循環(huán)緩沖器。
13.如權(quán)利要求12所述的集成電路，其中所述多個緩沖器(220-223)的大小是相等的。
14.如權(quán)利要求12所述的集成電路，其中將每個緩沖器用作循環(huán)緩沖器需要循環(huán)編址，并且控制器(150)被配置為通過一個遞增器和一個位屏蔽器來實現(xiàn)循環(huán)編址，該遞增器被配置成遞增緩沖存儲器(200)的地址，并且該位屏蔽器被配置為重寫對應(yīng)于緩沖存儲器(200)中的緩沖器索引的選定地址位。
15.如權(quán)利要求12所述的集成電路，其中寫入控制邏輯(130)僅根據(jù)數(shù)據(jù)值的標識和選定緩沖器的標識來將數(shù)據(jù)值存儲到所述多個緩沖器(220-223)中的選定緩沖器，而讀出控制邏輯(140)則僅根據(jù)選定緩沖器的標識來獲取數(shù)據(jù)值。
16.如權(quán)利要求12所述的集成電路，其中緩沖存儲器(200)用M位地址編址，所述多個獨立緩沖器(220-223)中的每個緩沖器由N位索引來索引，該索引形成M位地址中的一組N個最高有效位，每一個緩沖器的大小至少為2M-N。
全文摘要
一種緩沖器管理系統(tǒng)(100)，它將整個存儲器空間(200)分區(qū)成可編程數(shù)量的大小基本一致的緩沖器(220－223)。應(yīng)用程序?qū)⑺杈彌_器的數(shù)量傳送給緩沖器管理系統(tǒng)(200)，然后在由應(yīng)用程序所使用的各數(shù)據(jù)傳輸路徑之間分配這些緩沖器?？蛇x地，多個大小一致的緩沖器可以合并形成單個邏輯緩沖器。通過將整個存儲器空間(200)分區(qū)成大小一致的緩沖器(220－223)，管理多個緩沖器所需的開銷被最小化。通過提供所選數(shù)量的被管理緩沖器給應(yīng)用程序，應(yīng)用程序就可以根據(jù)需要分配這些緩沖器，而不用去關(guān)心緩沖器管理的細節(jié)。
文檔編號G06F5/06GK1726457SQ200380105793
公開日2006年1月25日 申請日期2003年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月12日
發(fā)明者S·杜特塔 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司