专利名称：触摸屏数据处理系统、方法及专用alu的制作方法
技术领域：
本发明涉及触摸技术，尤其涉及一种触摸屏数据处理系统、数据处理方法及触摸屏专用算术逻辑单兀(ALU, Arithmetic Logic Unit)。
背景技术：
现有技术的触摸屏控制器，需要实时监测由触摸屏系统中模拟/数字转换器(ADC, Analog-to-Digital Converter)采集到的信号(如电容，电阻等)，并转化为以数字信号形式存储的原始采样数据信息，再通过微控制单元(MCU, Micro Control Unit)执行专门的数据处理算法，将原始数据转换为人体在触摸屏上触摸位置的信息并上报给系统主机。MCU的工作负担，或者说对MCU处理能力的要求，取决于原始采样的数据量的大
小，触摸信息上报速率的要求以及数据处理算法的复杂程度。触摸屏的面积的增大，就要求有更多的激励通道和感应通道的数目，这会导致原始采样数据量的增加；为了能更准确的响应快速的移动触摸，则要求触摸屏数据处理系统能实现更快速的信息上报速率；而触摸屏应用环境的复杂性则对数据处理算法也有更高要求。这些因素都对MCU的性能有所挑战，会导致MCU的成本，功耗等都有明显的上升。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于为降低MCU工作负担，减小MCU运算复杂性而提出一种触摸屏专用ALU以及具有该专用ALU的触摸屏数据处理系统和方法。为了解决上述问题，本发明提供了一种触摸屏数据处理系统，包括存储器阵列，具有多个单元存储器，任一单元存储器用于存储完整的或一部分触摸屏原始采样数据或数据处理的运算结果；微控制单元(MCU)，用于进行流程控制，向专用算术逻辑单元(ALU)发送专用ALU指令；专用算术逻辑单元(ALU)，用于根据MCU发送的所述专用ALU指令对存储器阵列中的数据进行运算，并将结果保存至存储器阵列中，其中，所述专用ALU指令具有这样的指令格式，其使得所述ALU能够在一条专用ALU指令中完成对多个存储数据的批量处理。根据本发明的另一方面，还提供了一种触摸屏数据处理方法，包括如下步骤步骤I :开辟包含多个单元存储器的存储器阵列空间，其中，任一单元存储器用于存储完整的或一部分触摸屏原始采样数据或数据处理的运算结果；步骤2 :模拟/数字转换器(ADC)将采集到的触摸信息转换为数字信号形式的原始采样数据信息，并保存在存储器阵列中；步骤3 :微控制单元(MCU)向算术逻辑单元(ALU)发送专用ALU指令；步骤4 :所述ALU根据所述M⑶发送的所述专用ALU指令对存储器阵列中的数据进行运算，将运算结果保存到所述存储器阵列空间中，其中，所述专用ALU指令具有这样的指令格式，其使得所述ALU能够在一条专用ALU指令中完成对多个存储数据的批量处理。此外，根据本发明的另一方面，还提供了一种触摸屏专用算术逻辑单元(ALU)，其特征在于，所述ALU从微控制单元(MCU)接收专用ALU指令，并根据所述专用ALU指令对存储器阵列中的数据进行运算，将结果保存至存储器阵列中，其中，所述专用ALU指令具有这样的指令格式，其使得所述ALU能够在一条专用ALU指令中完成对多个存储数据的批量处理；所述批量处理以存储数据矩阵的形式进行，其中，在所述专用ALU指令中指定参与运算的源数据矩阵和存放运算结果的目标矩阵，在一条专用ALU指令执行期间对指定的矩阵形式存储区域进行连续读写，通过指定矩阵首地址、矩阵行数和矩阵列数来确定一块存储数据矩阵；所述专用ALU指令包括操作类型；目标矩阵首地址，目标矩阵行数，目标矩阵列数；源矩阵首地址，源矩阵行数，源矩阵列数；其中，该指令涉及至少一个源矩阵，源矩阵的数量由不同的操作类型决定。本发明实施例提供的技术方案的有益效果是在上述技术方案中使用适用于批量数据处理的专用ALU指令格式和能够处理该专用ALU指令格式的专用ALU，大大地提高运算效率，使MCU在更低的主频时钟下，完成数据处理工作。
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图I是根据本发明一实施例的触摸屏数据处理系统的结构框图。图2是根据本发明一实施例的数据存储空间的示意图。图3是根据本发明一实施例的专用ALU指令执行时序图。
具体实施例方式下面将结合附图和具体实施例对本发明提供的一种触摸屏数据处理系统、数据处理方法以及专用ALU进行详细描述。图I是根据本发明的触摸屏数据处理系统的结构框图，其中[I]开辟一块存储器阵列空间，其中包含η个单元存储器Ml，M2，……Mn，任一单元存储器都可以存储完整的或一部分触摸屏采样数据或数据处理的中间运算结果；单元存储器可以是一块独立的存储器(例如SRAM，等等)，也可以是一个存储器中一段指定地址区域的局部空间。[2]ADC对触摸屏进行扫描，将一次触摸屏扫描得到的数据存放某一个单元存储器中，例如Ml中，或者是将多次触摸屏扫描得到的数据存放到多个单元存储器中。[3] MCU向ALU发送专用ALU指令，由ALU完成对数据的运算，运算包括基本运算以及由若干基本运算组成的复合运算；其中基本运算如搬移、算术运算(加，减，乘，除，取模等)、逻辑运算(与，或，非，异或，同或等)、比较运算(等于，大于，小于等)、移位运算(逻辑左移，逻辑右移，算术左移，算术右移等)、累加运算等单次运算，但不局限于以上所列出的单次运算；由若干基本运算组成的复合运算，例如计算超过某一阈值的所有数据的累加和(比较和累加运算的组合)、计算三点平均(多次加法和除法的组合)、计算三点中值(多次比较运算的组合)等，同样也不局限于以上所列。[4]ALU完成运算，将结果保存到存储器阵列中，并通知MCU，之后ALU等待下一条专用ALU指令准备下一次运算。在本发明中，专用ALU要满足对存储器中数据进行批量处理的需求，以矩阵形式执行数据操作。图2是根据本发明的数据存储空间的示意图，在图2中，假设一块单元存储器中在地址O (MXN-I)中有MXN个数据,可以认为每M个数据为一行,共有N行数据，其中，M、N为自然数。专用ALU可以在一条指令下完成整个MXN矩阵或它的任意大小的子矩阵内的数据运算。一条专用ALU指令格式如下
权利要求
1.一种触摸屏数据处理系统，包括 存储器阵列，具有多个单元存储器，任一单元存储器用于存储完整的或一部分触摸屏原始采样数据或数据处理的运算结果； 微控制单元(MCU)，用于进行流程控制，向专用算术逻辑单元(ALU)发送专用ALU指令； 专用算术逻辑单元(ALU)，用于根据MCU发送的所述专用ALU指令对存储器阵列中的数据进行运算，并将结果保存至存储器阵列中，其中，所述专用ALU指令具有这样的指令格式，其使得所述ALU能够在一条专用ALU指令中完成对多个存储数据的批量处理。
2.权利要求I所述的触摸屏数据处理系统，其特征在于，所述对多个存储数据的批量处理以存储数据矩阵的形式进行，其中，在所述专用ALU指令中指定参与运算的源数据矩阵和存放运算结果的目标矩阵，在一条专用ALU指令执行期间对指定的矩阵形式存储区域进行连续读写。
3.权利要求I或2所述的触摸屏数据处理系统，其特征在于，所述ALU在完成一次运算后通知所述MCU，之后所述ALU等待下一条专用ALU指令准备下一次运算。
4.权利要求I或2所述的触摸屏数据处理系统，其特征在于，在所述ALU运算期间，停掉所述MCU的时钟，所述ALU运算结束后，自动恢复所述MCU时钟。
5.一种触摸屏数据处理方法，包括如下步骤 步骤I :开辟包含多个单元存储器的存储器阵列空间，其中，任一单元存储器用于存储完整的或一部分触摸屏原始采样数据或数据处理的运算结果； 步骤2 :模拟/数字转换器(ADC)将采集到的触摸信号转换为数字信号形式的原始采样数据信息，并保存在存储器阵列中； 步骤3 :微控制单元(MCU)向专用算术逻辑单元(ALU)发送专用ALU指令； 步骤4 :所述ALU根据所述MCU发送的所述专用ALU指令对存储器阵列中的数据进行运算，将运算结果保存到所述存储器阵列空间中，其中，所述专用ALU指令具有这样的指令格式，其使得所述ALU能够在一条专用ALU指令中完成对多个存储数据的批量处理。
6.权利要求5所述的触摸屏数据处理方法，其特征在于，所述对多个存储数据的批量处理以存储数据矩阵的形式进行，其中，在所述专用ALU指令中指定参与运算的源数据矩阵和存放运算结果的目标矩阵，在一条专用ALU指令执行期间对指定的矩阵形式存储区域进行连续读写。
7.权利要求5或6所述的触摸屏数据处理方法，其特征在于，在步骤4之后还包括步骤5 :所述ALU在完成一次运算后通知所述MCU，之后所述ALU等待下一条专用ALU指令准备下一次运算。
8.权利要求5或6所述的触摸屏数据处理方法，其特征在于，在所述ALU运算期间，停掉所述MCU的时钟，所述ALU运算结束后，自动恢复所述MCU时钟。
9.一种触摸屏专用算术逻辑单元(ALU)，其特征在于，所述ALU从微控制单元(MCU)接收专用ALU指令，并根据所述专用ALU指令对存储器阵列中的数据进行运算，将结果保存至存储器阵列中，其中，所述专用ALU指令具有这样的指令格式，其使得所述ALU能够在一条专用ALU指令中完成对多个存储数据的批量处理；所述批量处理以存储数据矩阵的形式进行，其中，在所述专用ALU指令中指定参与运算的源数据矩阵和存放运算结果的目标矩阵，在一条专用ALU指令执行期间对指定的矩阵形式存储区域进行连续读写，通过指定矩阵首地址、矩阵行数和矩阵列数来确定一块存储数据矩阵；所述专用ALU指令包括操作类型；目标矩阵首地址，目标矩阵行数，目标矩阵列数；源矩阵首地址，源矩阵行数，源矩阵列数；其中，该指令涉及至少一个源矩阵，源矩阵的数量由不同的操作类型决定。
10.权利要求9所述的触摸屏专用算术逻辑单元(ALU)，其特征在于，当目标矩阵的行列数与源矩阵的行列数相等时，在所述专用ALU指令中省略对源矩阵行数以及源矩阵列数的指定。
全文摘要
一种电容式触摸屏数据处理系统，包括存储器阵列，具有多个单元存储器，任一单元存储器用于存储完整的或一部分触摸屏原始采样电容数据或数据处理的运算结果；微控制单元(MCU)，用于进行流程控制，向专用算术逻辑单元(ALU)发送专用ALU指令；专用算术逻辑单元(ALU)，用于根据MCU发送的专用ALU指令对存储器阵列中的数据进行运算，并将结果保存至存储器阵列中，其中，所述专用ALU指令具有这样的指令格式，其使得ALU能够在一条专用ALU指令中完成对多个存储数据的批量处理。本发明在电容式触摸屏数据处理系统中使用能处理批量数据的专用ALU指令和处理该指令的专用ALU，降低MCU工作负担，大大提高运算效率。
文档编号G06F3/041GK102880341SQ20121031271
公开日2013年1月16日 申请日期2012年8月29日 优先权日2012年8月29日
发明者张晋芳, 张利达 申请人:北京集创北方科技有限公司