异步数据读写装置和系统的制作方法

本实用新型涉及数字信号处理技术领域，特别是涉及一种异步数据读写装置和系统。

背景技术：

目前，随着电子信息技术、无线通信技术、半导体集成电路技术、生物医疗技术的迅猛发展，电子、生物、医疗等诸多领域相互融合、彼此促进，对大规模数据采集的应用需求与日俱增。类似生物信号采集等需要信号链保持高精度、高传输速度的领域蓬勃发展，同时市场对低复杂度、低功耗、低成本的信号系统的需求日益增长，由此给后续通信电路的信息吞吐速率提出了苛刻的要求，其工程实现难度也相应增加。

在信息搬移方面，分为同步和异步两种数据读写方式，同步读写方式要求前后级电路具备严格的时序约束，具体应用灵活性差，异步读写方式灵活性好，由此也成为这个技术领域发展的趋势，异步通信技术的核心是缓冲技术。数据缓冲作为调整信号传输速率、保持信号完整性的关键环节，在如广电网络建设、卫星通信、民用低费用通信、数字家庭小型医疗检测通信设备研究领域存在巨大的应用潜力。

现有的异步数据读写系统写入数据时不能读出，读出数据时不能写入，这样就造成对数据流的“断流”，数据读写效率较低。

技术实现要素：

基于此，有必要针对现有的异步数据读写系统数据读写效率较低的问题，提供一种异步数据读写装置和系统。

一种异步数据读写装置，包括：

第一计数器、第一比较器、第二比较器、存储器、第二计数器、计算装置和第三计数器；

所述第一计数器连接数据通道、第二计数器和存储器，所述存储器连接第二比较器和第三计数器，所述第二比较器连接后级读出电路，所述第三计数器连接计算装置和后级读出电路，所述第二计数器连接第一比较器和计算装置，所述第一比较器连接计算装置和前级写入电路，所述计算装置连接第二比较器。

上述异步数据读写装置，通过计算装置统计存储空间当前的空间余量和剩余数据量，通过第一计数器获取写入数据帧的长度，通过第一比较器对所述空间余量与写入数据帧的长度的大小进行判别，并发送写入使能信号至写入电路，写入电路将数据帧存储器，通过第二比较器对读出数据帧的长度与所述剩余数据量的大小进行判别，并发送读出使能信号至存储器，存储器读出数据帧，并通过读出数据量统计单元发送至后级读出电路，第二计数器和第三计数器统计写入和读出过程中存储空间存取的数据量，并发送至计算装置重新统计存储空间当前的空间余量和剩余数据量。与现有技术相比，本实用新型的异步数据读写装置和系统具有空间利用率高的优点，读写方法灵活，操作简便，大大提高了存储空间的利用率，在存储空间有限的情况下，能达到其最饱满的状态，并达到低空闲、高吞吐效率的应用效果。

一种异步数据读写装置，包括：

通道数据量计数单元、写入使能判别单元、读出使能判别单元、存储空间、写入数据量统计单元、余量统计单元和读出数据量统计单元；

所述通道数据量计数单元连接数据通道、写入数据量统计单元和存储空间，所述存储空间连接读出使能判别单元和读出数据量统计单元，所述读出使能判别单元连接后级读出电路，所述读出数据量统计单元连接余量统计单元和后级读出电路，所述写入数据量统计单元连接写入使能判别单元和余量统计单元，所述写入使能判别单元连接余量统计单元和前级写入电路，所述余量统计单元连接读出使能判别单元。

上述异步数据读写装置，通过余量统计单元统计存储空间当前的空间余量和剩余数据量，通过通道数据量计数单元获取写入数据帧的长度，通过写入使能判别单元对所述空间余量与写入数据帧的长度的大小进行判别，并发送写入使能信号至写入电路，写入电路将数据帧存储空间，通过读出使能判别单元对读出数据帧的长度与所述剩余数据量的大小进行判别，并发送读出使能信号至存储空间，存储空间读出数据帧，并通过读出数据量统计单元发送至后级读出电路，写入数据量统计单元和读出数据量统计单元统计写入和读出过程中存储空间存取的数据量，并发送至余量统计单元重新统计存储空间当前的空间余量和剩余数据量。与现有技术相比，本实用新型的异步数据读写装置和系统具有空间利用率高的优点，读写方法灵活，操作简便，大大提高了存储空间的利用率，在存储空间有限的情况下，能达到其最饱满的状态，并达到低空闲、高吞吐效率的应用效果。

一种异步数据读写系统，包括：

模拟采集前端，模数转换器，异步数据读写装置以及后级读出电路；

所述模拟采集前端与所述模数转换器相连接，所述模数转换器与所述异步数据读写装置相连接，所述异步数据读写装置与所述后级读出电路相连接。

上述异步数据读写系统，通过余量统计单元统计存储空间当前的空间余量和剩余数据量，通过通道数据量计数单元获取写入数据帧的长度，通过写入使能判别单元对所述空间余量与写入数据帧的长度的大小进行判别，并发送写入使能信号至写入电路，写入电路将数据帧存储空间，通过读出使能判别单元对读出数据帧的长度与所述剩余数据量的大小进行判别，并发送读出使能信号至存储空间，存储空间读出数据帧，并通过读出数据量统计单元发送至后级读出电路，写入数据量统计单元和读出数据量统计单元统计写入和读出过程中存储空间存取的数据量，并发送至余量统计单元重新统计存储空间当前的空间余量和剩余数据量。与现有技术相比，本实用新型的异步数据读写装置和系统具有空间利用率高的优点，读写方法灵活，操作简便，大大提高了存储空间的利用率，在存储空间有限的情况下，能达到其最饱满的状态，并达到低空闲、高吞吐效率的应用效果。

附图说明

图1(a)为第一实施例的异步数据读写装置的结构示意图；

图1(b)为第二实施例的异步数据读写装置的结构示意图；

图2为一个实施例的异步数据读写系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的技术方案进行说明。

如图1(a)所示，本实用新型提供一种异步数据读写装置，可包括：

通道数据量计数单元21、写入使能判别单元22、读出使能判别单元23、存储空间24、写入数据量统计单元25、余量统计单元26和读出数据量统计单元27；

所述通道数据量计数单元21连接数据通道、写入数据量统计单元25和存储空间24，所述存储空间24连接读出使能判别单元23和读出数据量统计单元27，所述读出使能判别单元23连接后级读出电路400，所述读出数据量统计单元27连接余量统计单元26和后级读出电路400，所述写入数据量统计单元25连接写入使能判别单元22和余量统计单元26，所述写入使能判别单元22连接余量统计单元26和前级写入电路，所述余量统计单元26连接读出使能判别单元23。

所述通道数据量计数单元21可连接多个数据通道。

当接收到前级写入电路的写入请求时，余量统计单元26计算存储空间24当前的空间余量，所述通道数据量计数单元21获取写入数据帧长度，若所述空间余量大于或等于待写入的数据帧长度，所述写入使能判别单元22输出空闲标志至前级写入电路，前级写入电路通过数据通道将数据帧写入所述存储空间24，所述写入数据量统计单元25计算写入数据量，当读出使能判别单元23接收到后级读出电路400的读出标志时，进行余量判断，向存储空间24发送读出使能信号，存储空间24将存储的数据读出至后级读出电路400，读出数据量统计单元27对读出数据量进行计数，余量统计单元26根据写入数据量和读出数据量计数空间余量和剩余数据量，并将空间余量发送至写入使能判别单元22，将剩余数据量发送至读出使能判别单元23。

其中，通道数据量计数单元21、写入数据量统计单元25和读出数据量统计单元27可以通过计数器来实现。

余量统计单元26可以通过计算装置来实现。

写入使能判别单元22可以通过比较器来实现，其直接对写入数据量以及空间余量两路输入进行比较，根据比较结果输出空闲标志。

读出使能判别单元23可以通过比较器来实现，当读出标志到来时，该比较器可对数据余量与读出帧长度R进行比较，根据比较结果输出读出使能信号。

存储空间24可以通过存储器来实现，该存储器可以是工作在双端口异步FIFO(First In First Out，先进先出)队列模式下的存储器。

如图1(b)所示，在该替代方案下，本实用新型的异步数据读写装置可以包括：

第一计数器21、第一比较器22、第二比较器23、存储器24、第二计数器25、计算装置26和第三计数器27；

所述第一计数器21连接数据通道、第二计数器22和存储器24，所述存储器24连接第二比较器23和第三计数器27，所述第二比较器23连接后级读出电路，所述第三计数器27连接计算装置26和后级读出电路，所述第二计数器25连接第一比较器22和计算装置26，所述第一比较器22连接计算装置26和前级写入电路，所述计算装置26连接第二比较器23。

所述第一计数器21可以连接多个数据通道。

当接收到前级写入电路的写入请求时，计算装置26计算存储器24当前的空间余量，所述第一计数器21获取写入数据帧长度，若所述空间余量大于或等于待写入的数据帧长度，所述第一比较器22输出空闲标志至前级写入电路，前级写入电路通过数据通道将数据帧写入所述存储器24，所述第二计数器25计算写入数据量，当第二比较器23接收到后级读出电路的读出标志时，进行余量判断，向存储器24发送读出使能信号，存储器24将存储的数据读出至后级读出电路，第三计数器27对读出数据量进行计数，计算装置24根据写入数据量和读出数据量计数空间余量和剩余数据量，并将空间余量发送至第一比较器22，将剩余数据量发送至第二比较器23。

如图2所示，本实用新型还提供一种异步数据读写系统，可包括：

如权利要求1至3任意一项所述的异步数据读写装置100；模拟采集前端200；模数转换器300；以及后级读出电路400；

所述模拟采集前端200与所述模数转换器300相连接，所述模数转换器300与所述异步数据读写装置100相连接，所述异步数据读写装置100与所述后级读出电路400相连接。

上述异步数据读写系统中异步数据读写装置100的实施例与上述异步数据读写装置100的实施例相同，此处不再赘述。

在一个实施例中，所述异步数据读写系统还可包括低噪声放大器和滤波器；所述低噪声放大器的输入端连接所述前级写入电路的输出端，所述低噪声放大器的输出端连接所述滤波器的输入端，所述滤波器的输出端连接所述模数转换器的数据输入端。

在一个实施例中，所述模数转换器可以是多通道高速模数转换器。

上述异步数据读写装置和系统，通过余量统计单元统计存储空间当前的空间余量和剩余数据量，通过通道数据量计数单元获取写入数据帧的长度，通过写入使能判别单元对所述空间余量与写入数据帧的长度的大小进行判别，并发送写入使能信号至写入电路，写入电路将数据帧存储空间，通过读出使能判别单元对读出数据帧的长度与所述剩余数据量的大小进行判别，并发送读出使能信号至存储空间，存储空间读出数据帧，并通过读出数据量统计单元发送至后级读出电路，写入数据量统计单元和读出数据量统计单元统计写入和读出过程中存储空间存取的数据量，并发送至余量统计单元重新统计存储空间当前的空间余量和剩余数据量。与现有技术相比，本实用新型的异步数据读写装置和系统具有空间利用率高的优点，读写方法灵活，操作简便，大大提高了存储空间的利用率，在存储空间有限的情况下，能达到其最饱满的状态，并达到低空闲、高吞吐效率的应用效果。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。