[发明专利]一种基于应用处理器片上总线控制的文件系统写加速方法

权利要求书

1.一种基于应用处理器片上总线控制的文件系统写加速方法，其特征在于，该加速方法通过文件系统与FPGA协处理器协同完成，所述文件系统运行在主处理器中，文件系统包括open()函数接口、read()函数接口、write()函数接口及close()函数接口；存储器经FPGA协处理器与应用处理器片上总线相连，文件系统用于在写入文件过程中Page的Tags信息的生成；外设数据流实时保存至协处理器的缓冲区，协处理器通过片上总线监听，暂存片上总线捕获的Page，将缓冲区内的数据替换该Page数据区；

具体包括以下步骤：

1)应用处理器操作系统启动，文件系统初始化完成，协处理器接收应用处理器及文件系统启动完成信号后进入同步通信状态，等待文件系统的操作信号；

2)调用文件系统的open()函数创建文件，获得文件句柄；

3)调用文件系统的write()函数向文件中写入外设采集数据，文件系统按固定文件大小向存储器中写入数据，其中，单次写入按Page大小进行，写入过程中文件系统仅生成Page的Tags信息，驱动层将Page的Tags信息拷贝至控制器的缓冲区；当协处理器获得数据写开始信号时，则开始监听片上总线的数据；

4)协处理器获取片上总线Page并暂存，然后将外设数据缓冲区内的数据按固定大小替换Page数据区，并向存储器发送替换后的Page；

5)当剩余写入文件大小小于等于0时，则文件写入结束，否则，则转至步骤3)；

6)文件系统调用close()函数关闭该文件。

2.根据权利要求1所述的基于应用处理器片上总线控制的文件系统写入加速方法，其特征在于，在文件系统中建立与存储器驱动层底层通信机制，标志上层应用写入存储器的内容类型；对文件系统的write()函数体前后建立调用开始信号及结束信号，驱动底层Page写函数通过该标志判断上层调用函数是否将写入文件数据，当确认此次操作为文件数据写入操作时，则向存储器的控制器缓冲区写入该页的Tags信号，启动写命令。

3.根据权利要求1所述的基于应用处理器片上总线控制的文件系统写加速方法，其特征在于，在应用处理器与FPGA协处理器之间建立同步通信机制，所述同步通信机制用于同步文件系统与协处理器之间对Page的协同写入操作；当文件系统调用write()函数开始向文件写入数据，在write()函数接口调用前后分别触发开始信号及结束信号，当协处理器接收到开始信号时，则协处理器启动片上总线监听模式，对Page数据区进行操作；当协处理器接收到结束信号时，则退出监听模式，同时将存储器与应用处理器片上总线直连。

4.根据权利要求2所述的基于应用处理器片上总线控制的文件系统写加速方法，其特征在于，文件系统的write()函数接口对Page进行第一阶段操作，具体的，生成Tags信息并填充控制器缓冲区对应的区段，控制器缓冲区数据区位置保留但不进行操作；然后协处理器对Page进行第二阶段操作，具体的，将外部数据流缓冲区按固定大小替换Page数据区。

5.根据权利要求3所述的基于应用处理器片上总线控制的文件系统写加速方法，其特征在于，协处理器的运行状态分为初始状态、同步通信状态、时序监听状态及数据插入状态，在初始状态，存储器与应用处理器片上总线直连；在同步通信状态；应用处理器文件系统初始化完成；在时序监听状态，应用处理器调用文件系统的write()函数接口向文件写入数据，协处理器监听片上总线数据；在数据插入状态，将外设采集数据缓冲区按固定大小替换Page数据区，向存储器发送Page；协处理器的各状态之间的转化由应用处理器及协处理器事件状态控制。