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怎样去设计一种采用覆盖机制的FIFO队列模型呢

问答对人有帮助，内容完整，我也想知道答案 0 FIFO队列是什么？怎样去设计一种采用覆盖机制的FIFO队列模型呢？ 0
2021-12-8 06:07:14　　评论淘帖0 邀请回答您可以邀请以下用户，快速回答问题 × heks 该类别下有 50 个回答。邀请回答 hgimtk 该类别下有 44 个回答。邀请回答新星之火12138 该类别下有 42 个回答。邀请回答 wang21cj 该类别下有 41 个回答。邀请回答 chm5 该类别下有 40 个回答。邀请回答 hjfjsdgfjdsf 该类别下有 37 个回答。邀请回答 werywer 该类别下有 35 个回答。邀请回答 h1654155957.9520 该类别下有 35 个回答。邀请回答 fdjslkjd 该类别下有 35 个回答。邀请回答 uvysdfydad 该类别下有 35 个回答。邀请回答 jenny042 该类别下有 34 个回答。邀请回答 dfzvzs 该类别下有 34 个回答。邀请回答维生素B2 该类别下有 34 个回答。邀请回答凤毛麟角该类别下有 34 个回答。邀请回答 ggfvxv 该类别下有 33 个回答。邀请回答刘洋该类别下有 33 个回答。邀请回答 meihuacg 该类别下有 33 个回答。邀请回答 hfgdzc 该类别下有 33 个回答。邀请回答 h1654155275.6678 该类别下有 32 个回答。邀请回答河南顺之航该类别下有 32 个回答。邀请回答举报 fansz 相关推荐 • 请问怎样去设计一种异步FIFO？ 752 • 如何去实现一种队列程序的设计呢 1185 • 怎样去搭建一种永磁同步电动机模型 1558 • 请教一下怎样去实现一种通信系统？ 772 • 怎样去搭建一种基于Simulink的变速恒频双馈风力发电模型呢 1412 • 怎样去搭建一种基于PI调节器的PMSM矢量控制系统模型？ 1174 • RTT为什么没有用IPC里的队列实现字符流接收呢？ 628 • 请问怎样去搭建一种模糊控制器系统的数学模型 1057 • 如何去实现一种基于磁链模型的非线性观测器设计呢 2176 • 如何利用simulink去设计一种四则运算仿真模型 1193 1个回答

答案对人有帮助，有参考价值 0 背景说明先进先出队列（简称队列）是一种基于先进先出（FIFO）策略的集合类型。对于数据传输速度不同步的应用场景里，采用FIFO队列作为数据缓冲是十分有必要的。在单片机开发的项目中，笔者遇见应用FIFO缓冲的两个典型场景分别是串口数据收发与ADC高速采样。 FIFO队列最重要的指标之一就是队列长度问题，因为队列长度是有限的，有可能被填满，这就涉及到该机制的丢弃原则。常见的一个丢弃原则叫做Tail Drop机制，简单地说就是该队列如果已经满了，那么后续进入的报文被丢弃。还有一种原则是覆盖机制，简单的说就是如果队列已经满了，那么后续进入的数据将覆盖最前面的数据，队列中的数据始终保持着最新。两种机制有各自的应用场景，但当队列已满时，都有不可避免的数据丢失。因此，在硬件资源足够的前提下，可以适当增大队列的深度，提高读操作的速度，以尽量避免队列满的情况。本文设计的FIFO队列模型采用了覆盖机制，读者可以根据需要将它改成Tail Drop机制。库源码头文件 /* * fifo.h * * Created on: 2020年9月18日 * Author: Tao / #ifndef SOURCE_ALWHALESLIB_SYSEXTEND_INC_FIFO_H_ #define SOURCE_ALWHALESLIB_SYSEXTEND_INC_FIFO_H_ #include "stm32f4xx.h" #include "stm32f4xx_conf.h" /* * 考虑到FIFO数据成员可能会是不同类型的数据， * 因此在此处重命名一个数据类型， * 并将此数据类型作为FIFO数据结构库的成员类型。 * 这么做的好处是可以方便的修改FIFO的成员数据类型。 / typedef uint16_t FIFO_DataType; typedef struct { uint32_t BufferSize; //数据缓存容量 FIFO_DataType Buffer; //数据缓存 FIFO_DataType Read_P; //读指针 FIFO_DataType Write_P; //写指针 uint32_t DataCount; //剩余数据量 } FIFO_Struct; #define FIFO_DATA_NUM 1 #define FIFO_DATA_SIZE 10000 extern FIFO_Struct FIFO_Data[FIFO_DATA_NUM]; void FIFO_Init(FIFO_Struct FIFO_Data); void FIFO_WriteData(FIFO_Struct FIFO_Data,FIFO_DataType Data, uint32_t length); void FIFO_WriteOneData(FIFO_Struct FIFO_Data,FIFO_DataType Data); void FIFO_ReadData(FIFO_Struct FIFO_Data,FIFO_DataType Data, uint32_t length); uint16_t FIFO_ReadOneData(FIFO_Struct FIFO_Data); uint8_t FIFO_IsDataFull(FIFO_Struct FIFO_Data); uint8_t FIFO_IsDataEmpty(FIFO_Struct FIFO_Data); uint32_t FIFO_GetDataCount(FIFO_Struct FIFO_Data); #endif /* SOURCE_ALWHALESLIB_SYSEXTEND_INC_FIFO_H_ / 源文件 / * fifo.c * * Created on: 2020年9月18日 * Author: Tao / #include "fifo.h" static FIFO_DataType FIFO_DataBuffer[FIFO_DATA_NUM][FIFO_DATA_SIZE]; FIFO_Struct FIFO_Data[FIFO_DATA_NUM] = { { .BufferSize = FIFO_DATA_SIZE, .Buffer = FIFO_DataBuffer[0], }, }; /* * @brief 初始化FIFO队列数据：清空数据、复位读写指针 / void FIFO_Init(FIFO_Struct FIFO_Data) { FIFO_Data->DataCount = 0; FIFO_Data->Read_P = FIFO_Data->Buffer; FIFO_Data->Write_P = FIFO_Data->Buffer; } /** * @brief 将数据写入FIFO队列，当数据超出缓冲区的大小时，停止写入数据 * @param FIFO_Data: 需要操作的FIFO队列数据指针 * @param Data: 需要写入的数据指针 * @param length: 需要写入的数据长度 / void FIFO_WriteData(FIFO_Struct FIFO_Data,FIFO_DataType Data, uint32_t length) { //将数据依次写入到队列缓冲区 for(uint32_t index = 0; index < length; index++) { //如果计数器大于等于缓冲容量 if(FIFO_Data->DataCount > FIFO_Data->BufferSize -1) { //退出写数据 return; } //写入一个数据 FIFO_Data->Write_P = Data; //写指针移动一位 FIFO_Data->Write_P++; //数据缓存指针移动一位 Data++; //计数器自增1 FIFO_Data->DataCount++; //如果写指针已经到达缓冲区边界 if(FIFO_Data->Write_P >= FIFO_Data->Buffer + FIFO_Data->BufferSize) { //使写指针回到缓冲区起点 FIFO_Data->Write_P = FIFO_Data->Buffer; } } } /* * @brief 向FIFO队列中写入一个数据 * @param FIFO_Data: 需要操作的FIFO队列数据指针 * @param Data: 要写入的数据 / void FIFO_WriteOneData(FIFO_Struct FIFO_Data,FIFO_DataType Data) { FIFO_WriteData(FIFO_Data, &Data, 1); } /** * @brief 将数据从FIFO队列中读出，当缓冲区为空时，停止读出数据 * @param FIFO_Data: 需要操作的FIFO队列数据指针 * @param Data: 用来存放读出数据的指针 * @param length: 需要读出的数据长度 / void FIFO_ReadData(FIFO_Struct FIFO_Data,FIFO_DataType Data, uint32_t length) { //将缓冲区数据依次读出到Data数组中 for(uint32_t index = 0; index < length; index++) { //缓冲区数据计数器为0时 if(FIFO_Data->DataCount == 0) { //退出读数据 return; } //如果数据计数器大于写指针减去缓冲区起始位置（说明写入的数据已经到达过缓冲区边界） if(FIFO_Data->Write_P - FIFO_Data->Buffer < FIFO_Data->DataCount) { //确定数据初始位置，并传递给读指针 FIFO_Data->Read_P = FIFO_Data->BufferSize - FIFO_Data->DataCount + FIFO_Data->Write_P; } //写入的数据还未到达过缓冲区边界 else { //确定数据初始位置，并传递给读指针 FIFO_Data->Read_P = FIFO_Data->Write_P - FIFO_Data->DataCount; } //读出一个数据 Data = FIFO_Data->Read_P; //读指针移动一位 FIFO_Data->Read_P++; //数据缓存指针移动一位 Data++; //计数器自减1 FIFO_Data->DataCount--; //如果读指针已经到达缓冲区边界 if(FIFO_Data->Read_P >= FIFO_Data->Buffer + FIFO_Data->BufferSize) { //使读指针回到缓冲区起点 FIFO_Data->Read_P = FIFO_Data->Buffer; } } } /* * @brief 从FIFO队列中读出一个数据 * @param FIFO_Data: 需要操作的FIFO队列数据指针 * @retval 读出的数据 / FIFO_DataType FIFO_ReadOneData(FIFO_Struct FIFO_Data) { FIFO_DataType tempData; FIFO_ReadData(FIFO_Data, &tempData, 1); return tempData; } /** * @brief 判断队列数据是否已满 * @param FIFO_Data: 需要操作的FIFO队列数据指针 * @retval 指示队列是否已满 * @arg 0: 队列未满 * @arg 1: 队列已满 / uint8_t FIFO_IsDataFull(FIFO_Struct FIFO_Data) { if(FIFO_Data->DataCount >= FIFO_Data->BufferSize) { return 1; } else { return 0; } } /** * @brief 判断队列数据是否为空 * @param FIFO_Data: 需要操作的FIFO队列数据指针 * @retval 指示队列是否为空 * @arg 0: 队列不空 * @arg 1: 队列为空 / uint8_t FIFO_IsDataEmpty(FIFO_Struct FIFO_Data) { if(FIFO_Data->DataCount == 0) { return 1; } else { return 0; } } /** * @brief 获取队列数据的数量 * @param FIFO_Data: 需要操作的FIFO队列数据指针 * @retval 队列数据的数量 / uint32_t FIFO_GetDataCount(FIFO_Struct FIFO_Data) { return FIFO_Data->DataCount; } 应用指南声明并初始化FIFO队列数据根据项目的需要可以选择声明一个FIFO数据类型的变量或者数组，并初始化。可以依次为每一个成员赋值以完成初始化，或者是为FIFO结构体类型变量分配缓存区后，通过void FIFO_Init(FIFO_Struct FIFO_Data)来完成其他成员的初始化。 #define FIFO_DATA_NUM 2 #define FIFO_DATA_SIZE 10000 extern FIFO_Struct FIFO_Data[FIFO_DATA_NUM]; FIFO_Struct FIFO_Data[FIFO_DATA_NUM] = { { .BufferSize = FIFO_DATA_SIZE, .Buffer = FIFO_DataBuffer[0], }, { .BufferSize = FIFO_DATA_SIZE, .Buffer = FIFO_DataBuffer[1], }, }; void User_Init() { /省略无关代码/ FIFO_Init(&FIFO_Data[0]); FIFO_Init(&FIFO_Data[1]); /省略无关代码/ } 在需要写入数据的地方根据写入数据的数量，可以选择调用void FIFO_WriteData(FIFO_Struct FIFO_Data,FIFO_DataType Data, uint32_t length)或者void FIFO_WriteOneData(FIFO_Struct FIFO_Data,FIFO_DataType Data)。例如： /** * @brief 在外部中断14的服务函数中周期性的写入AD7606的高速采样数据 / void EXTI14Triggered() { if(User_StartDAQ != 0) { AD7606_RefreshData(); FIFO_WriteOneData(&FIFO_Data[0], AD7606_RawData[0]); } } 在需要读出数据的地方根据读出数据的数量，可以选择调用void FIFO_ReadData(FIFO_Struct /* * @brief This function is called by timer update interrupt handler, which will be executed periodically. / void User_RefreshData() { //注意SensorData数组顺序与ADS1115数据通道顺序不一致 SensorData[0].value = ADS1115_Data[1]; SensorData[1].value = ADS1115_Data[0]; //注意SensorData数组顺序与AD7606数据通道顺序不一致 SensorData[2].value = (int16_t)AD7606_RawData[1]/32768.05000; SensorData[3].value = (int16_t)FIFO_ReadOneData(&FIFO_Data[0])/32768.0*5000; User_SetOutputCurrent(); User_RefreshSingalSwitch(); } FIFO队列的数据类型由于C语言不支持模板特性，因此采用typedef关键字重命名数据类型，并将此别名用作FIFO队列的数据成员类型。根据不同项目的不同需求，可以更改数据类型： typedef float FIFO_DataType;

2021-12-8 09:44:06 评论举报杨斌