[发明专利]基于滑动窗技术的硬件XML解析器

权利要求书

1.一种基于滑动窗技术的硬件XML解析器，其特征在于，包括：初始化存储单元、栈间寄存器、用于产生滑动窗的数据发射模块、用于将XML文档的字符流提取为令牌的词法分析模块、采用XML语法规则对XML文档的令牌进行检查的格式检查模块和XML文档树构建模块，其中：初始化存储单元与数据发射模块相连并传输XML文档的初始化信息，数据发射模块与词法分析模块相连并传输滑动窗信息，词法分析模块与格式检查模块以及XML文档树构建模块相连并传输令牌信息，XML文档树构建模块与内存相连并传输XML文档树信息，用于提高吞吐率的栈间寄存器设置于各相连模块之间。

2.根据权利要求1所述的基于滑动窗技术的硬件XML解析器，其特征是，所述的初始化存储单元的位宽与数据发射模块生成的滑动窗的位宽一致。

3.根据权利要求1所述的基于滑动窗技术的硬件XML解析器，其特征是，所述的数据发射模块包括：依次连接的两个缓冲器单元、数据组以及用于生成滑动窗的控制单元，其中：第一缓冲器单元和第二缓冲器单元采用数据级并行机制，即其输出端分别与数据组相连并输出第一缓冲器单元和第二缓冲器单元的组合信息，从而进一步提高了硬件XML解析器的性能；数据组的输出端与控制单元相连并输出滑动窗信息。

4.根据权利要求1所述的基于滑动窗技术的硬件XML解析器，其特征是，所述的格式检查模块包括：元素嵌套检查单元、根元素唯一检查单元和属性名唯一检查单元，其中：元素嵌套检查单元、根元素唯一检查单元和属性名唯一检查单元都与XML文档树构建模块相连，元素嵌套检查单元接收元素名称令牌信息经栈处理将XML文档元素嵌套是否正确的信息输出至XML文档树构建模块，根元素唯一检查单元接收根元素令牌信息经栈处理将XML文档根元素是否唯一的信息输出至XML文档树构建模块，属性名唯一检查单元接收属性名称的令牌信息经布隆滤波器处理将隶属同一元素的属性名是否唯一的信息输出至XML文档树构建模块。

5.根据权利要求1所述的基于滑动窗技术的硬件XML解析器，其特征是，所述的词法分析模块内设有令牌提取单元，该单元从数据发射模块输出的滑动窗中提取令牌。

6.根据权利要求1所述的基于滑动窗技术的硬件XML解析器，其特征是，所述的XML文档树构建模块内设有DOM树构建单元，该DOM树构建单元采用DOM格式解析XML文档。

7.根据权利要求3所述的基于滑动窗技术的硬件XML解析器，其特征是，所述的第一、第二缓冲器单元构成字节寻址数据组，将第一、第二缓冲器单元按字节编址，其中第一缓冲器单元内的字节编址为0～3，第二缓冲器单元内的字节编址为4～7，滑动窗从该数据组中产生。

8.一种根据上述任一权利要求所述硬件XML解析器的实现方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1)将XML文档初始化在初始化存储单元中；

步骤2)设置两个位宽与滑动窗位宽相同的串行相连的第一缓冲器单元、第二缓冲器单元，第一缓冲器单元缓存从初始化存储单元读出的数据，第二缓冲器单元缓存上一周期中第一缓冲器单元缓存的数据；

步骤3)数据发射模块将第一、第二缓冲器单元拼接成一个位宽为滑动窗位宽2倍的数据组，并为该数据组字节编址；

步骤4)数据发射模块在滑动窗内检测是否存在定界符，其中滑动窗的位置由开始地址和结束地址界定，当未能检测到定界符时，开始地址和结束地址不变，即滑动窗位置不变；

步骤5)词法分析模块借助一个有限状态机来提取滑动窗中的XML令牌信息；

步骤6)格式检查模块采用栈结构和布隆滤波器来验证元素嵌套是否正确，根元素是否唯一以及隶属同一元素的属性名是否唯一；

步骤7)XML文档树是XML查询系统的基础，XML文档树构建模块将有效的令牌信息作为文档树的节点构建XML树结构，并将相关节点信息存入内存，得到存储结构。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征是，所述的结束地址即为检测到的定界符的地址，开始地址由以下公式决定：

其中：N为自然常数，即滑动窗的位宽，2N为数据组的位宽，其字节编址为0，1，2，......，2N‐1。