一種實(shí)時(shí)dsp嵌入式系統(tǒng)虛擬內(nèi)存擴(kuò)容方法【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種實(shí)時(shí)DSP嵌入式系統(tǒng)虛擬內(nèi)存擴(kuò)容方法，方法步驟如下，a.將邏輯功能劃分為一個(gè)綜合調(diào)度監(jiān)控模塊和若干個(gè)業(yè)務(wù)功能模塊；b.生成目標(biāo)碼文件；c.設(shè)計(jì)一個(gè)或多個(gè)共享數(shù)據(jù)段；d.設(shè)計(jì)各模塊在外部存儲(chǔ)空間中的地址分配表；e.利用DSP外部接口燒寫(xiě)軟件；f.DSP系統(tǒng)上電后，綜合調(diào)度監(jiān)控模塊自動(dòng)運(yùn)行，按照分配表選擇一塊或多塊存儲(chǔ)空間作為全系統(tǒng)運(yùn)行的共享交互數(shù)據(jù)塊。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的對(duì)嵌入式軟件系統(tǒng)采用新的邏輯架構(gòu)方式，利用實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)引導(dǎo)、代碼和數(shù)據(jù)分時(shí)分段加載的技術(shù)手段，使DSP平臺(tái)能夠?qū)⑼鈹U(kuò)存儲(chǔ)設(shè)備作為系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的虛擬內(nèi)存使用，同時(shí)由于運(yùn)行架構(gòu)的先進(jìn)性，仍能保持滿(mǎn)足系統(tǒng)的硬實(shí)時(shí)性要求?！緦?zhuān)利說(shuō)明】-種實(shí)時(shí)DSP嵌入式系統(tǒng)虛擬內(nèi)存擴(kuò)容方法【
技術(shù)領(lǐng)域：
】[0001]本發(fā)明涉及一種內(nèi)存擴(kuò)容方法，尤其涉及一種實(shí)時(shí)DSP嵌入式系統(tǒng)虛擬內(nèi)存擴(kuò)容方法?！?br>背景技術(shù)：
】[0002]常用的DSP平臺(tái)其內(nèi)部可運(yùn)行程序的內(nèi)存（IRAM)空間容量較為有限，通常不大于256KB，在應(yīng)用軟件功能較復(fù)雜、規(guī)模龐大時(shí)，容量無(wú)法滿(mǎn)足軟件運(yùn)行的需求。雖然部分DSP平臺(tái)提供了允許軟件在外擴(kuò)存儲(chǔ)設(shè)備（如FLASH、EEPR0M等）上直接運(yùn)行的機(jī)制，但DSP控制總線訪問(wèn)外部存儲(chǔ)設(shè)備速率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于訪問(wèn)內(nèi)部?jī)?nèi)存的速率，當(dāng)應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)高實(shí)時(shí)性有硬性要求時(shí)，軟件運(yùn)行在外部存儲(chǔ)設(shè)備上無(wú)法滿(mǎn)足。[0003]傳統(tǒng)上當(dāng)軟件規(guī)模超過(guò)DSP內(nèi)存容量時(shí)，采用直接在外部存儲(chǔ)設(shè)備上運(yùn)行代碼的方法，存在如下問(wèn)題：(a)軟件規(guī)模大，啟動(dòng)加載耗時(shí)長(zhǎng)；(b)系統(tǒng)執(zhí)行程序指令時(shí)頻繁讀取外部存儲(chǔ)設(shè)備，降低外部存儲(chǔ)設(shè)備壽命；（c)未有效利用DSP的IRAM;(d)在外擴(kuò)存儲(chǔ)設(shè)備上運(yùn)行的軟件無(wú)法滿(mǎn)足系統(tǒng)的高實(shí)時(shí)性要求?！?br/>發(fā)明內(nèi)容】[0004]本發(fā)明的目的就在于提供一種基于DSP平臺(tái)的實(shí)時(shí)DSP嵌入式系統(tǒng)虛擬內(nèi)存擴(kuò)容方法，能夠解決復(fù)雜應(yīng)用軟件在DSP系統(tǒng)中運(yùn)行時(shí)內(nèi)存容量不足的問(wèn)題。[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種實(shí)時(shí)DSP嵌入式系統(tǒng)虛擬內(nèi)存擴(kuò)容方法，方法步驟如下，[0006]a.進(jìn)行邏輯功能劃分，劃分為一個(gè)綜合調(diào)度監(jiān)控模塊和若干個(gè)業(yè)務(wù)功能模塊；[0007]b.采用DSP編譯鏈接工具，將綜合調(diào)度監(jiān)控模塊和業(yè)務(wù)功能模塊均編譯生成目標(biāo)碼文件；[0008]c.根據(jù)各業(yè)務(wù)功能模塊間的數(shù)據(jù)交互需求，設(shè)計(jì)一個(gè)或多個(gè)共享數(shù)據(jù)段；[0009]d.根據(jù)生成的任務(wù)程序目標(biāo)碼以及數(shù)據(jù)段序列，設(shè)計(jì)各模塊在外部存儲(chǔ)空間中的地址分配表，在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，由綜合調(diào)度監(jiān)控模塊讀取該地址分配表，以知曉需加載程序段及數(shù)據(jù)段的起始地址及長(zhǎng)度；[0010]e.利用DSP外部接口燒寫(xiě)軟件，從外部接口將綜合調(diào)度監(jiān)控模塊、業(yè)務(wù)功能模塊、地址分配表的全部目標(biāo)碼文件，依次上傳燒寫(xiě)至DSP嵌入式系統(tǒng)的外擴(kuò)存儲(chǔ)設(shè)備中，并將綜合調(diào)度監(jiān)控模塊設(shè)為DSP系統(tǒng)上電后自動(dòng)啟動(dòng)引導(dǎo)至IRAM的默認(rèn)運(yùn)行軟件；[0011]f.DSP系統(tǒng)上電后，綜合調(diào)度監(jiān)控模塊自動(dòng)運(yùn)行，從外部存儲(chǔ)設(shè)備中讀取地址分配表，按照分配表選擇一塊或多塊存儲(chǔ)空間作為全系統(tǒng)運(yùn)行的共享交互數(shù)據(jù)塊，并對(duì)這些數(shù)據(jù)塊進(jìn)行初始化；[0012]作為優(yōu)選，步驟a中，所述綜合調(diào)度監(jiān)控模塊和業(yè)務(wù)功能模塊均為可獨(dú)立編譯、獨(dú)立運(yùn)行的軟件模塊；[0013]作為優(yōu)選，步驟a中，所述綜合調(diào)度監(jiān)控模塊運(yùn)行時(shí)占用內(nèi)存不超過(guò)DSP平臺(tái)提供的IRAM最大容量的20%，各個(gè)業(yè)務(wù)模塊獨(dú)立運(yùn)行時(shí)占用內(nèi)存均不超過(guò)IRAM最大容量的60%，剩余的20%容量保留不使用，以確保嵌入式系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性；[0014]作為優(yōu)選，步驟e中，所述綜合調(diào)度監(jiān)控模塊、業(yè)務(wù)功能模塊、地址分配表的各目標(biāo)碼在外擴(kuò)存儲(chǔ)設(shè)備中占用的空間段彼此不得覆蓋；[0015]作為優(yōu)選，步驟e中，外擴(kuò)存儲(chǔ)設(shè)備為FLASH或者EEPR0M。[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：本發(fā)明解決了復(fù)雜的、大規(guī)模的軟件系統(tǒng)無(wú)法在內(nèi)存容量不足的DSP平臺(tái)上運(yùn)行是大型高實(shí)時(shí)性嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的主要瓶頸問(wèn)題。對(duì)嵌入式軟件系統(tǒng)采用新的邏輯架構(gòu)方式，利用實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)引導(dǎo)、代碼和數(shù)據(jù)分時(shí)分段加載的技術(shù)手段，使得DSP平臺(tái)能夠?qū)⑼鈹U(kuò)存儲(chǔ)設(shè)備作為系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的虛擬內(nèi)存使用，同時(shí)由于運(yùn)行架構(gòu)的先進(jìn)性，仍能保持滿(mǎn)足系統(tǒng)的硬實(shí)時(shí)性要求。系統(tǒng)方案先進(jìn)，易用性高，顯著提升了嵌入式軟件系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的可擴(kuò)展性和靈活性?！緦?zhuān)利附圖】【附圖說(shuō)明】[0017]圖1為DSP平臺(tái)虛擬內(nèi)存擴(kuò)容技術(shù)系統(tǒng)架構(gòu)示意圖。【具體實(shí)施方式】[0018]下面將對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。[0019]實(shí)施例：一種實(shí)時(shí)DSP嵌入式系統(tǒng)虛擬內(nèi)存擴(kuò)容方法，如圖1所示，方法步驟如下，[0020]a.對(duì)一個(gè)大的復(fù)雜應(yīng)用軟件系統(tǒng)按照本方法的設(shè)計(jì)要求，進(jìn)行邏輯功能劃分和設(shè)計(jì)，形成多個(gè)可獨(dú)立編譯、獨(dú)立運(yùn)行的軟件模塊，包括：一個(gè)綜合調(diào)度監(jiān)控模塊和若干個(gè)業(yè)務(wù)功能模塊；綜合調(diào)度監(jiān)控模塊運(yùn)行時(shí)占用內(nèi)存不超過(guò)DSP平臺(tái)提供的IRAM最大容量的20%，各個(gè)業(yè)務(wù)模塊獨(dú)立運(yùn)行時(shí)占用內(nèi)存均不超過(guò)IRAM最大容量的60%，剩余的20%容量保留不使用，以確保嵌入式系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性；[0021]b.用DSP編譯鏈接工具，將各個(gè)獨(dú)立軟件模塊均編譯生成目標(biāo)碼文件，假定命名%system.dat>task_l.dat>task_2.dat......task_n.dat；[0022]c.根據(jù)各業(yè)務(wù)功能模塊間的數(shù)據(jù)交互需求，設(shè)計(jì)一個(gè)或多個(gè)共享數(shù)據(jù)段，其數(shù)據(jù)格式和內(nèi)容均可根據(jù)系統(tǒng)需求自定義，假定命名為data_l、data_2、......data_m;[0023]d.根據(jù)生成的任務(wù)程序目標(biāo)碼以及數(shù)據(jù)段序列，設(shè)計(jì)各模塊在外部存儲(chǔ)空間中的地址分配表assign_table。在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，由綜合調(diào)度監(jiān)控模塊讀取該表，以知曉需加載程序段及數(shù)據(jù)段的起始地址及長(zhǎng)度；[0024]e.利用DSP外部接口燒寫(xiě)軟件（其軟件需根據(jù)需求自行開(kāi)發(fā)），從外部接口如串口、CAN總線接口等，將system.dat、assign_table、task_l.dat…等全部目標(biāo)碼文件，依次上傳燒寫(xiě)至DSP嵌入式系統(tǒng)的外擴(kuò)存儲(chǔ)設(shè)備中，外擴(kuò)存儲(chǔ)設(shè)備為FLASH或者EEPR0M，各目標(biāo)碼在外擴(kuò)存儲(chǔ)設(shè)備中占用的空間段彼此不得覆蓋。必須將綜合調(diào)度監(jiān)控模塊system,dat設(shè)為DSP系統(tǒng)上電后自動(dòng)啟動(dòng)引導(dǎo)至IRAM的默認(rèn)運(yùn)行軟件；[0025]f.DSP系統(tǒng)上電后，綜合調(diào)度監(jiān)控模塊自動(dòng)運(yùn)行，從外部存儲(chǔ)設(shè)備中讀取assign_table，按照分配表中的設(shè)計(jì)，選擇一塊或多塊存儲(chǔ)空間作為全系統(tǒng)運(yùn)行的共享交互數(shù)據(jù)塊，并對(duì)這些數(shù)據(jù)塊進(jìn)行初始化；[0026]系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，外擴(kuò)存儲(chǔ)設(shè)備上的各預(yù)置程序塊、數(shù)據(jù)塊均為軟件系統(tǒng)的虛擬內(nèi)存擴(kuò)容空間。綜合調(diào)度監(jiān)控模塊負(fù)責(zé)根據(jù)系統(tǒng)當(dāng)前業(yè)務(wù)需要，依據(jù)assign_table將對(duì)應(yīng)的業(yè)務(wù)功能軟件模塊task_i.dat(i=1，2,···.η)從外部存儲(chǔ)設(shè)備上讀取出來(lái)，動(dòng)態(tài)加載入IRAM中，同時(shí)將該業(yè)務(wù)模塊運(yùn)行需要的輸入數(shù)據(jù)寫(xiě)入外部存儲(chǔ)設(shè)備的對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)塊data_k(k=1,2……m)中，之后將程序運(yùn)行指針動(dòng)態(tài)跳轉(zhuǎn)至IRAM中業(yè)務(wù)功能軟件模塊的入口地址，將運(yùn)行權(quán)交給業(yè)務(wù)模塊k，業(yè)務(wù)模塊k在完成功能任務(wù)后，輸出結(jié)果數(shù)據(jù)至目標(biāo)數(shù)據(jù)塊data_p(p=1,2……m)，向DSP狀態(tài)控制寄存器中寫(xiě)入后續(xù)目標(biāo)業(yè)務(wù)軟件模塊編號(hào)，之后將程序運(yùn)行指針跳轉(zhuǎn)回IRAM中綜合調(diào)度監(jiān)控模塊的入口地址，將運(yùn)行權(quán)交還綜合監(jiān)控調(diào)度模塊，綜合監(jiān)控調(diào)度模塊讀取DSP狀態(tài)控制寄存器中的業(yè)務(wù)軟件模塊編號(hào)，假定為j(j=1，2,···.η)，則加載task_j.dat進(jìn)入IRAM，跳轉(zhuǎn)執(zhí)行后續(xù)業(yè)務(wù)功能，以此循環(huán)演進(jìn)，直至軟件系統(tǒng)完成所有預(yù)定業(yè)務(wù)功能，或者系統(tǒng)斷電停止運(yùn)行為止。[0027]本發(fā)明的特點(diǎn)如下，[0028](a)對(duì)應(yīng)用軟件系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)分段加載，啟動(dòng)加載速度快；[0029](b)對(duì)外部存儲(chǔ)設(shè)備中的程序塊、數(shù)據(jù)塊均為一次性整體讀取，避免頻繁訪問(wèn)外部設(shè)備；[0030](c)程序?qū)嶋H運(yùn)行時(shí)均在IRAM中；[0031](d)通過(guò)虛擬內(nèi)存擴(kuò)容，同時(shí)保證了系統(tǒng)的高實(shí)時(shí)性和對(duì)大規(guī)模軟件運(yùn)行的支持。[0032]以上對(duì)本發(fā)明所提供的一種實(shí)時(shí)DSP嵌入式系統(tǒng)虛擬內(nèi)存擴(kuò)容方法進(jìn)行了詳盡介紹，本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說(shuō)明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在【具體實(shí)施方式】及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，對(duì)本發(fā)明的變更和改進(jìn)將是可能的，而不會(huì)超出附加權(quán)利要求所規(guī)定的構(gòu)思和范圍，綜上所述，本說(shuō)明書(shū)內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制?！緳?quán)利要求】1.一種實(shí)時(shí)DSP嵌入式系統(tǒng)虛擬內(nèi)存擴(kuò)容方法，其特征在于：方法步驟如下，a.進(jìn)行邏輯功能劃分，劃分為一個(gè)綜合調(diào)度監(jiān)控模塊和若干個(gè)業(yè)務(wù)功能模塊；b.采用DSP編譯鏈接工具，將綜合調(diào)度監(jiān)控模塊和業(yè)務(wù)功能模塊均編譯生成目標(biāo)碼文件；c.根據(jù)各業(yè)務(wù)功能模塊間的數(shù)據(jù)交互需求，設(shè)計(jì)一個(gè)或多個(gè)共享數(shù)據(jù)段；d.根據(jù)生成的任務(wù)程序目標(biāo)碼以及數(shù)據(jù)段序列，設(shè)計(jì)各模塊在外部存儲(chǔ)空間中的地址分配表，在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，由綜合調(diào)度監(jiān)控模塊讀取該地址分配表，以知曉需加載程序段及數(shù)據(jù)段的起始地址及長(zhǎng)度；e.利用DSP外部接口燒寫(xiě)軟件，從外部接口將綜合調(diào)度監(jiān)控模塊、業(yè)務(wù)功能模塊、地址分配表的全部目標(biāo)碼文件，依次上傳燒寫(xiě)至DSP嵌入式系統(tǒng)的外擴(kuò)存儲(chǔ)設(shè)備中，并將綜合調(diào)度監(jiān)控模塊設(shè)為DSP系統(tǒng)上電后自動(dòng)啟動(dòng)引導(dǎo)至IRAM的默認(rèn)運(yùn)行軟件；f.DSP系統(tǒng)上電后，綜合調(diào)度監(jiān)控模塊自動(dòng)運(yùn)行，從外部存儲(chǔ)設(shè)備中讀取地址分配表，按照分配表選擇一塊或多塊存儲(chǔ)空間作為全系統(tǒng)運(yùn)行的共享交互數(shù)據(jù)塊，并對(duì)這些數(shù)據(jù)塊進(jìn)行初始化。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種實(shí)時(shí)DSP嵌入式系統(tǒng)虛擬內(nèi)存擴(kuò)容方法，其特征在于：步驟a中，所述綜合調(diào)度監(jiān)控模塊和業(yè)務(wù)功能模塊均為可獨(dú)立編譯、獨(dú)立運(yùn)行的軟件模塊。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種實(shí)時(shí)DSP嵌入式系統(tǒng)虛擬內(nèi)存擴(kuò)容方法，其特征在于：步驟a中，所述綜合調(diào)度監(jiān)控模塊運(yùn)行時(shí)占用內(nèi)存不超過(guò)DSP平臺(tái)提供的IRAM最大容量的20%，各個(gè)業(yè)務(wù)模塊獨(dú)立運(yùn)行時(shí)占用內(nèi)存均不超過(guò)IRAM最大容量的60%。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種實(shí)時(shí)DSP嵌入式系統(tǒng)虛擬內(nèi)存擴(kuò)容方法，其特征在于：步驟e中，所述綜合調(diào)度監(jiān)控模塊、業(yè)務(wù)功能模塊、地址分配表的各目標(biāo)碼在外擴(kuò)存儲(chǔ)設(shè)備中占用的空間段彼此不得覆蓋。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種實(shí)時(shí)DSP嵌入式系統(tǒng)虛擬內(nèi)存擴(kuò)容方法，其特征在于：步驟e中，外擴(kuò)存儲(chǔ)設(shè)備為FLASH或者EEPROM?！疚臋n編號(hào)】G06F9/445GK104090804SQ201410334174【公開(kāi)日】2014年10月8日申請(qǐng)日期:2014年7月15日優(yōu)先權(quán)日:2014年7月15日【發(fā)明者】唐經(jīng)天,沈浪,周保琢,張波,楊濤,李清明,張志申請(qǐng)人:四川航天系統(tǒng)工程研究所