[发明专利]地面测试设备嵌入式软件中动态内存映射文件读取方法

说明书

本发明公开了一种用于地面测试设备嵌入式软件中动态内存映射文件读取方法，涉及数据处理技术领域。本发明包括一个就绪线程预处理单元来分别获取一文件占用空间获取模块、一CPU采集模块和一当前线程时间片获取模块采集的信息，依照目标文件的内存映射大小进行内存映射操作，一数据交换模块用于数据交换操作，同时对线程时间片进行相应调整，并根据计算值进行数据的循环映射读取。本发明通过对大数据文件的动态映射，映射分段的粒度数大小随文件大小、嵌入式软件状态等因素动态改变，并根据每段映射读取时间动态调整执行时间片大小，从而有效提高文件读取和线程执行效率，减少了资源开销。

技术领域

本发明属于数据处理技术领域，特别是涉及一种应用于地面测试设备嵌入式软件中动态内存映射文件读取方法。

背景技术

不失一般性，以航天航空测控系统、空地通信系统为例，地面测试设备负责对应答机进行全方位、多场景的地面测试验证，且人机交互功能是地面测试设备嵌入式软件的重要功能。嵌入式软件完成人机交互功能的实现，是地面测试设备的主要控制软件。在地面测试设备嵌入式软件中，软件的文件读取力式是影响嵌入式软件性能的重要因素。现有的大数据文件读取方法平均响应时间过长，主要表现在：

(1)地面测试设备嵌入式软件中常规的文件读取方法是采用I/O读取的方式，在I/O操作中，嵌入式软件需要对文件的内容进行缓存处理，首先将数据加载到内存，然后是数据到文件的回写，最后再进行内存块的释放。这种读取方式占用硬件资源多、效率低。

(2)基于虚拟映射的内存映射文件读取方式，可以将文件的物理内存直接和对应的虚拟地址空间进行映射，从而提高了文件读取的速率。但这种读取的方式在应对大数据文件时，其读取的效率会发生显著的下降。

目前，国内外对地面测试设备嵌入式软件的大数据读取的研究主要集中在两个方面：

①对于异步方式读取大数据文件的研究，通过异步读取的方式来改善文件读取速度与CPU处理速度失调导致的CPU空转的问题；

②对于直接访问内存读取大数据文件的研究，对于大数据文件取采用虚拟内存映射、直接内存访问等直接对内存访问的方法，以此达到大数据文件高效读取的效果。

在地面测试设备嵌入式软件文件读取方面，内存映射文件读取方法是近年来研究的热点，其内存映射原理如图1所示，以Windows CE为例，Windows CE使用的是一个线性32位虚拟地址空间，虚拟地址空间分为内核空间和用户空间，各位2GB。在Windows CE中包括物理地址和映射的虚拟地址两种地址类型，内存映射文件技术正是利用文件数据的内容映射到进程对应的虚拟地址空间中这一特性。由于Windows CE本身的虚拟地址空间有限的限制，在对于大数据的文件进行内存映射时，往往采用分段的方式进行映射。目前国内外对分段内存映射技术也提出了许多研究。

在2014年第35期《中国科学院大学学报》第117页到120页，马志刚和刘文怡发表的论文“航天测试系统大容量数据曲线绘制方法的研究”提出利用分段映射内存技术实现对大数据文件的分块读取。在2011年第48期《计算机研究与发展》63页至67页有马礼和李敬喆等发表的“一种基于多核环境的海量数据快速读取方法”中，提出将分段映射粒度数与负载的动态或静态结合，有效的提高了文件的读取速率。在2012年陕光在武汉华中科技大学硕士论文“混合建模系统数据接口与大文件读写技术研究”提出对分段大小进行系统粒度数补偿的分段映射文件方式对大文件进行处理。

上诉分段内存映射文件读取的方法在内存映射文件读取的基础上实现了方法或是效率上的优化，但其考虑的方向过于单一。一般仅仅提出了将文件分段映射，或是在嵌入式软件运行出气就已经确定了具体分段方式，或是仅考虑文件大小单一的因素。

因此，本发明提供了一种方法解决了地面测试设备嵌入式软件的以上问题，国内外未见相关报道。

发明内容