[发明专利]一种基于FPGA的数据信息快速排序方法、系统、设备及存储介质

说明书

本发明属于数据排序技术领域，具体地说，涉及一种基于FPGA的数据信息快速排序方法，该方法包括：步骤1)确定待排序的数据序列的内部缓存大小，并建立缓存；步骤2)从外部读入待排序的数据序列中的第i个数据点，将读入的第i个数据点及其对应的数据区一一映射，逐个存入建立的缓存中；步骤3)在步骤2)读入第i个数据点时，在FPGA内部设置最大值数据寄存器和最小值数据寄存器，对应的记录待排序的数据序列中的最大值数据点与最小值数据点；步骤4)重复步骤2)和3)，得到缓存后的待排序的数据序列中的最大值数据点与最小值数据点；步骤5)根据所需要的排序情况，对缓存后的待排序的数据序列进行对应的排序，逐个读取每个数据点，完成排序。

技术领域

本发明属于数据排序和数据处理技术领域，具体地说，涉及一种基于FPGA的数据信息快速排序方法、系统、设备及存储介质。

背景技术

数据排序是计算机领域中必不可少的基本数据处理操作，也是数据处理中的一种非常重要的基本操作，通过排序可以使得数据能够以一定的顺序进行全排列，减少后续操作的时间；数据排序用于组织数据以实现快速搜索，在许多应用中都有至关重要的作用。在计算机应用中，通常需要对数据进行升序或降序排序。

传统的排序采用排序算法实现，如选择排序、归并排序、基数排序或冒泡排序等。传统排序算法需要先将数据从外部读入FPGA(Field Programmable Gate Array，现场可编程逻辑门阵列)缓存中，再将数据读出放入寄存器内，经过比较，交换，归并等操作，将数据逐步调整为升序或降序序列。而当数据出现重复时，还需另外耗费资源对重复数据进行统计。大量数据排序会耗费较多的存储和计算资源，降低系统的运行效率。

当前在FPGA中实现的排序算法也采用传统的排序算法，先将数据读入缓存，再将数据读出后做归并或堆排序等。而FPGA作为半定制可编程器件，其内部资源包括底层的块存储资源器资源均为可自由配置，存储深度及存储位宽可根据需要调整。但是，现有的方法并不能将排序问题转化为动态存储问题，也无法极大的降低资源使用率并提高排序效率。

发明内容

为解决现有技术存在的上述缺陷，本发明提出了一种基于FPGA的数据信息快速排序方法，具体涉及一种利用缓存实现低精度数据(即数据位宽不大于16bit)快速排序的方法。

本发明提供了一种基于FPGA的数据信息快速排序方法，该方法包括：

步骤1)确定待排序的数据序列的内部缓存大小，并建立缓存；其中，所述待排序的数据序列包括多个数据点；

步骤2)从外部读入待排序的数据序列中的第i个数据点，将读入的第i个数据点作为缓存地址及其对应的数据区一一映射，并逐个存入步骤1)建立的缓存中；

步骤3)在步骤2)读入第i个数据点时，在FPGA内部设置最大值数据寄存器和最小值数据寄存器，对应的记录待排序的数据序列中的最大值数据点与最小值数据点；

步骤4)重复步骤2)和3)，直到将待排序的数据序列中的每个数据点作为缓存地址和对应的数据区写入缓存中，得到缓存后的待排序的数据序列，同时在重复步骤2)和步骤3)的过程中，更新最大值数据点和最小值数据点，得到缓存后的待排序的数据序列中的最大值数据点与最小值数据点；

步骤5)根据所需要的排序情况，对缓存后的待排序的数据序列进行对应的排序，逐个读取每个数据点，完成排序。

作为上述技术方案的改进之一，所述内部缓存大小包括：缓存宽度和缓存深度；所示缓存宽度为数据点的数量，所述缓存深度为待排序的数据序列的数据点对应的最大值。

作为上述技术方案的改进之一，所述步骤5)具体包括：

若所需要的排序情况为升序，则对缓存后的待排序的数据序列进行升序排序，从最小缓存地址开始逐个读取，一直读到最大缓存地址，得到排序后的数据序列；