[发明专利]一种数据流写入的异步交替收发方法、收发系统及设备

说明书

本发明公布了一种数据流写入的异步交替收发方法、收发系统及设备，包括以下步骤：1)创建第一存储空间和第二存储空间；2)向第一存储空间写入数据，当到达指定数据量阈值时，切换往第二存储空间写入数据；3)在读写切换控制模块接收到发送完毕标志信号前，第二存储空间写入数据，若写入的数据量达到指定阈值；若写满，则从第二存储空间的首地址开始覆盖写入新数据，并向读写切换控制模块发出覆盖标志信号；4)判断第二存储空间的覆盖标志信号是否给出，发送第二存储空间的数据；5)第一存储空间写入数据；若写入的数据量达到指定阈值，执行扩容操作；6)若读写切换控制模块收到发送完毕标志信号，则按上述步骤循环往复交替执行。

技术领域

本发明涉及数字信号处理技术领域，特别是涉及一种数据流写入的异步交替收发方法、收发系统及设备。

背景技术

随着电子信息技术、无线通信技术、半导体集成电路技术、生物医疗技术的迅猛发展，电子、生物、医疗等诸多领域相互融合、彼此促进，对各种信号或大规模数据流的无线采集或实时采集等应用需求与日俱增。这就对处于采集前端与后级通信端之间的数据缓存提出了更高的要求，缓存器不仅要作为数据吞吐单元，更重要的是作为一种对前后两级不同速率、不同步调或不同体制电路之间的协调机制，并且就这种机制的工程实现而言，还需要在产品性能、实现复杂度、成本之间折中。

现有的数据流缓存技术，可归结为同步与异步两种方式，同步方式需要缓存器的前级与后级电路具备严格的时序约束，需要复杂的同步处理单元，应用灵活性差，尤其是与现有主流的移动网络、以太网络、Wi-Fi、蓝牙等基于异步分包机制的民用主流无线通信技术衔接不匹配。如宋会龙.基于FPGA的红外视频信号测试系统设计[D].西安电子科技大学,2017.的一个数据缓存的单元，其数据写入与读出的速率均确定不变，实现了在对数据进行位宽转化过程中的数据缓冲。相对而言，异步方式灵活性好，实现系统结构简单，且与主流民用无线通信体制兼容性好，由此异步方式也成为此领域的发展趋势。异步缓存技术正成为如广电网络建设、卫星通信、民用低费用通信、数字家庭、移动医疗检测通信领域的有力技术支撑。

常用的一种异步数据缓存方法是基于RAM(SRAM、SDRAM、DDR等)进行数据读写，而现有广泛应用的RAM器件的数据写入与读出需要时分进行，写入数据时不能读出，读出数据时不能写入，由此在承载数据流缓冲业务时，会造成数据的“断流”。另一种异步缓存方式是基于双RAM的“乒乓”读写技术，对两片对称的存储空间进行数据的交替写入与读出，当第一存储空间写满后，切换写第二存储空间，若第二存储空间数据未完成全部发送，则需等待其完成发送或丢弃部分未发送数据，而在等待其完成发送的过程又会造成新输入的数据由于无空间存储而丢失。如涂云.多光谱票据图像采集系统数据接口设计与实现[D].华中科技大学,2017.的一个用于图像数据传输过程中起数据缓冲作用的乒乓缓存系统。此方式比较适合应对读出速度始终大于或等于写入速度的情况，并不利于支撑后级为移动网络、以太网络、Wi-Fi、蓝牙等主流民用通信的数据读出发送。因为此类通信技术均是基于异步分包机制，并且存在“网络拥堵”等现象，所以在数据读出发送速率上会存在比较大的波动，在设计上只能保证在长时间内对缓存的平均读出发送速率大于写入速率，但在某时段内可能出现读出速率低于写入速率的情况，严重时甚至出现暂时性的停止读出情况。为了应对这种问题，现有的乒乓读写技术，一种解决方法是将存储空间容量尽可能作大，由此又带来新的问题。由于存储容量增加后仍然遵循若第一存储空间数据未写满，即使第二存储空间数据已读出发送完毕，也只能等第一存储空间写满后才会进行再次数据读出发送，这就造成了后级通信线路的“空闲”，系统运行效率降低，系统及通信链路浪费了不必要的资源开销，而且随着存储容量越大，这种问题就越明显。

发明内容