CN104598194A - 一种头尾指针链表存储器的初始化方法及电路 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种头尾指针链表存储器的初始化方法及电路，包括空闲队列、多个缓冲队列、空闲存储单元计数器、链表初始化计数器和链表更新控制单元；其中每个缓冲队列的头、尾指针寄存器均与链表更新控制单元相连、空闲队列的头、尾指针与链表更新控制单元相连，链表更新控制单元与空闲存储单元计数器、链表存储器、链表初始化计数器输出端均相连，链表初始化计数器输出的计数结果与参数D分别连接比较器的两个输入端，比较器的输出端与链表初始化计数器的使能端相连。通过该初始化方法实现队列头尾指针存储器的初始化，减少初始化延迟，达到立即复位立即工作的要求，采用参数化设置，适用于多种不同应用环境，增加了配置的灵活性。

Description

一种头尾指针链表存储器的初始化方法及电路

技术领域

本发明属于计算机硬件技术，涉及一种队列头尾指针存储器初始化方法及电路。

背景技术

在计算机通信中，随着应用数据量的不断增加，对存储器的存储效率要求越来越高，需要使用动态存储器管理的方法，线性链表是动态存储器管理经常使用的一种数据结构。多个队列通过各自的链表存储器的应用也越来越广泛。链表存储器包括多个存储单元、地址译码电路和读写控制电路，每个存储单元存储有帧控制信息和链表指针。链表存储器的初始化方法为：当链表存储器上电后，利用现有的初始化电路按照地址译码依次对每个存储单元进行写操作。如果存储单元比较多时，初始化时间很长，不能满足立即复位立即工作的要求，不适合在安全关键性***中使用。

发明内容

本发明的目的是提出一种硬件实现的队列头尾指针存储器初始化方法及电路。通过该初始化方法实现链表存储器的快速初始化，采用参数化设置，增加使用的灵活性。

本发明的技术解决方案是：

一种头尾指针链表存储器的初始化电路，其特殊之处在于：包括空闲队列、多个缓冲队列、空闲存储单元计数器、链表初始化计数器和链表更新控制单元；每个缓冲队列包括缓冲头指针寄存器、缓冲尾指针寄存器、缓冲队列编号以及在链表存储器中由该缓冲队列头指针、尾指针动态链接起来的多个缓冲帧数据，所述缓冲头指针寄存器用于指向该缓冲队列首帧缓冲数据在链表存储器中的存储地址；所述缓冲尾指针寄存器用于指向该队列尾帧缓冲数据在链表存储器中的存储地址；所述缓冲队列编号用于标识该缓冲队列的编码；

空闲队列包括空闲头指针寄存器、空闲尾指针寄存器以及在链表存储器中由该空闲队列头指针、尾指针动态链接起来的多个空闲存储单元，所述空闲头指针寄存器用于指向该空闲队列首个空闲存储单元在链表存储器中的存储地址；所述空闲尾指针寄存器用于指向该空闲队列最后一个空闲存储单元在链表存储器中的存储地址；

空闲存储单元计数器用于对链表存储器中的空闲存储单元进行计数；

链表初始化计数器用于对链表存储器首次顺序分配操作进行计数，输出链表存储器初始化标志信号和当前计数值给链表更新控制单元；当计数值达到链表存储器最大深度D时，链表存储器初始化标志信号为有效，否则为无效；当链表存储器初始化标志信号为有效时，链表初始化计数器停止计数；

链表更新控制单元：包括初始化完成标志寄存器和更新控制模块，所述更新控制模块用于维护空闲队列的空闲头指针寄存器和空闲尾指针寄存器；维护缓冲队列的缓冲头指针寄存器和缓冲尾指针寄存器；链表存储器存储单元中链表指针的获取或更新；所述初始化完成标志寄存器用于接收链表存储器初始化完成标志信号，供更新控制模块使用。

一种头尾指针链表存储器的初始化方法，其特殊之处在于：包括以下步骤：

一、当链表存储器初始化标志信号无效时缓冲队列入队操作和缓冲队列出队操作，具体如下：

1】缓冲队列入队操作：

1.1】链表更新控制单元获取链表初始化计数器的当前计数值L；

1.2】链表更新控制单元将链表初始化计数器的当前计数值L赋予缓冲尾指

针寄存器，将入队数据写入至链表存储器中的存储地址L中；

1.3】链表更新控制单元控制链表初始化计数器的计数值L加一，并将结果

赋予空闲头指针寄存器，作为新的空闲头指针寄存器的存储地址；

2】缓冲队列出队操作：

2.1】链表更新控制单元获取队列头指针寄存器的存储地址M，根据存储地

址M获得对应的存储单元的帧控制信息和链表指针Q；

2.2】链表更新控制单元将存储地址M赋予空闲尾指针寄存器；

2.3】链表更新控制单元将链表指针Q赋予队列头指针寄存器，作为新的队

列头指针寄存器的存储地址；

二、当链表存储器初始化标志信号有效时缓冲队列入队操作和缓冲队列出队操作，具体如下：

1】缓冲队列入队操作：

1.1】链表更新控制单元获取空闲头指针寄存器的存储地址N，根据存储地

址N找到对应的存储单元的链表指针P；

1.2】链表更新控制单元将获取空闲头指针寄存器的存储地址N赋予缓冲尾

指针寄存器，将入队数据写入至链表存储器中的存储地址N；

1.3】链表更新控制单元将链表指针P赋予空闲头指针寄存器，作为新的空

闲头指针寄存器的存储地址；

2】缓冲队列出队操作：

2.1】链表更新控制单元获取队列头指针寄存器的存储地址M，根据存储地

址M获得对应的存储单元的帧控制信息和链表指针Q；

2.2】链表更新控制单元将存储地址M赋予空闲尾指针寄存器；

2.3】链表更新控制单元将链表指针Q赋予队列头指针寄存器，作为新的队列头指针寄存器的存储地址。

本发明的有益效果：

1、减少初始化延迟：本发明采用硬件自动完成动态初始化过程，不需要软件干预，减少了初始化延迟。

2、灵活性：采用参数化设置，根据不同应用所需队列数或者且队列数据将要共享使用的存储器深度的不同，满足不同应用使用的灵活性要求。

附图说明

图1是本发明队列头尾指针存储器初始化电路的功能框图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地表述。显然，所表述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

如图1所示，一种头尾指针链表存储器的初始化电路，包括空闲队列、多个缓冲队列、空闲存储单元计数器、链表初始化计数器和链表更新控制单元；每个缓冲队列包括缓冲头指针寄存器、缓冲尾指针寄存器、缓冲队列编号以及在链表存储器中由该缓冲队列头指针、尾指针动态链接起来的多个缓冲帧数据，所述缓冲头指针寄存器用于指向该缓冲队列首帧缓冲数据在链表存储器中的存储地址；所述缓冲尾指针寄存器用于指向该队列尾帧缓冲数据在链表存储器中的存储地址；所述缓冲队列编号用于标识该缓冲队列的编码；

空闲队列包括空闲头指针寄存器、空闲尾指针寄存器以及在链表存储器中由该空闲队列头指针、尾指针动态链接起来的多个空闲存储单元，所述空闲头指针寄存器用于指向该空闲队列首个空闲存储单元在链表存储器中的存储地址；所述空闲尾指针寄存器用于指向该空闲队列最后一个空闲存储单元在链表存储器中的存储地址；空闲存储单元计数器用于对链表存储器中的空闲存储单元进行计数；链表初始化计数器用于对链表存储器首次顺序分配操作进行计数，输出链表存储器初始化标志信号和当前计数值给链表更新控制单元；当计数值达到链表存储器最大深度D时，链表存储器初始化标志信号为有效，否则为无效；当链表存储器初始化标志信号为有效时，链表初始化计数器停止计数；链表更新控制单元：包括初始化完成标志寄存器和更新控制模块，所述更新控制模块用于维护空闲队列的空闲头指针寄存器和空闲尾指针寄存器；维护缓冲队列的缓冲头指针寄存器和缓冲尾指针寄存器；链表存储器存储单元中链表指针的获取或更新；所述初始化完成标志寄存器用于接收链表存储器初始化完成标志信号，供更新控制模块使用。

链表初始化计数器的复位初始值为零，当给缓冲队列分配一个空闲存储单元链表初始化计数器将进行加一操作，当加数值达到链表存储器最大深度时，输出链表存储器初始化完成标志信号，同时链表初始化计数器停止计数。

空闲存储单元计数器用于对链表存储器中的空闲存储单元进行计数；(给缓冲队列分配一个空闲存储单元进行减一操作，缓冲队列释放一个缓冲单元进行加一操作)。

所述一种头尾指针链表存储器的初始化方法，包括以下步骤：

一、当链表存储器初始化标志信号无效时缓冲队列入队操作和缓冲队列出队操作，具体如下：

1】缓冲队列入队操作：

1.1】链表更新控制单元获取链表初始化计数器的当前计数值L；

1.2】链表更新控制单元将链表初始化计数器的当前计数值L赋予缓冲尾指

针寄存器，将入队数据写入至链表存储器中的存储地址L中；

1.3】链表更新控制单元控制链表初始化计数器的计数值L加一，并将结果

赋予空闲头指针寄存器，作为新的空闲头指针寄存器的存储地址；

2】缓冲队列出队操作：

2.1】链表更新控制单元获取队列头指针寄存器的存储地址M，根据存储地

址M获得对应的存储单元的帧控制信息和链表指针Q；

2.2】链表更新控制单元将存储地址M赋予空闲尾指针寄存器；

2.3】链表更新控制单元将链表指针Q赋予队列头指针寄存器，作为新的队

列头指针寄存器的存储地址；

二、当链表存储器初始化标志信号有效时缓冲队列入队操作和缓冲队列出队操作，具体如下：

1】缓冲队列入队操作：

1.1】链表更新控制单元获取空闲头指针寄存器的存储地址N，根据存储地

址N找到对应的存储单元的链表指针P；

1.2】链表更新控制单元将获取空闲头指针寄存器的存储地址N赋予缓冲尾

指针寄存器，将入队数据写入至链表存储器中的存储地址N；

1.3】链表更新控制单元将链表指针P赋予空闲头指针寄存器，作为新的空

闲头指针寄存器的存储地址；

2】缓冲队列出队操作：

2.1】链表更新控制单元获取队列头指针寄存器的存储地址M，根据存储地

址M获得对应的存储单元的帧控制信息和链表指针Q；

2.2】链表更新控制单元将存储地址M赋予空闲尾指针寄存器；

2.3】链表更新控制单元将链表指针Q赋予队列头指针寄存器，作为新的队列头指针寄存器的存储地址。

Claims (2)

1.一种头尾指针链表存储器的初始化电路，其特征在于：包括空闲队列、多个缓冲队列、空闲存储单元计数器、链表初始化计数器和链表更新控制单元；每个缓冲队列包括缓冲头指针寄存器、缓冲尾指针寄存器、缓冲队列编号以及在链表存储器中由该缓冲队列头指针、尾指针动态链接起来的多个缓冲帧数据，所述缓冲头指针寄存器用于指向该缓冲队列首帧缓冲数据在链表存储器中的存储地址；所述缓冲尾指针寄存器用于指向该队列尾帧缓冲数据在链表存储器中的存储地址；所述缓冲队列编号用于标识该缓冲队列的编码；

空闲队列包括空闲头指针寄存器、空闲尾指针寄存器以及在链表存储器中由该空闲队列头指针、尾指针动态链接起来的多个空闲存储单元，所述空闲头指针寄存器用于指向该空闲队列首个空闲存储单元在链表存储器中的存储地址；所述空闲尾指针寄存器用于指向该空闲队列最后一个空闲存储单元在链表存储器中的存储地址；

空闲存储单元计数器用于对链表存储器中的空闲存储单元进行计数；

链表初始化计数器用于对链表存储器首次顺序分配操作进行计数，输出链表存储器初始化标志信号和当前计数值给链表更新控制单元；当计数值达到链表存储器最大深度D时，链表存储器初始化标志信号为有效，否则为无效；当链表存储器初始化标志信号为有效时，链表初始化计数器停止计数；

链表更新控制单元：包括初始化完成标志寄存器和更新控制模块，所述更新控制模块用于维护空闲队列的空闲头指针寄存器和空闲尾指针寄存器；维护缓冲队列的缓冲头指针寄存器和缓冲尾指针寄存器；链表存储器存储单元中链表指针的获取或更新；所述初始化完成标志寄存器用于接收链表存储器初始化完成标志信号，供更新控制模块使用。

2.一种头尾指针链表存储器的初始化方法，其特征在于：包括以下步骤：

一、当链表存储器初始化标志信号无效时缓冲队列入队操作和缓冲队列出队操作，具体如下：

1】缓冲队列入队操作：

1.1】链表更新控制单元获取链表初始化计数器的当前计数值L；

1.2】链表更新控制单元将链表初始化计数器的当前计数值L赋予缓冲尾指针寄存器，将入队数据写入至链表存储器中的存储地址L中；

1.3】链表更新控制单元控制链表初始化计数器的计数值L加一，并将结果赋予空闲头指针寄存器，作为新的空闲头指针寄存器的存储地址；

2】缓冲队列出队操作：

2.1】链表更新控制单元获取队列头指针寄存器的存储地址M，根据存储地址M获得对应的存储单元的帧控制信息和链表指针Q；

2.2】链表更新控制单元将存储地址M赋予空闲尾指针寄存器；

2.3】链表更新控制单元将链表指针Q赋予队列头指针寄存器，作为新的队列头指针寄存器的存储地址；

二、当链表存储器初始化标志信号有效时缓冲队列入队操作和缓冲队列出队操作，具体如下：

1】缓冲队列入队操作：

1.1】链表更新控制单元获取空闲头指针寄存器的存储地址N，根据存储地址N找到对应的存储单元的链表指针P；

1.2】链表更新控制单元将获取空闲头指针寄存器的存储地址N赋予缓冲尾指针寄存器，将入队数据写入至链表存储器中的存储地址N；

1.3】链表更新控制单元将链表指针P赋予空闲头指针寄存器，作为新的空闲头指针寄存器的存储地址；

2】缓冲队列出队操作：

2.1】链表更新控制单元获取队列头指针寄存器的存储地址M，根据存储地址M获得对应的存储单元的帧控制信息和链表指针Q；

2.2】链表更新控制单元将存储地址M赋予空闲尾指针寄存器；

2.3】链表更新控制单元将链表指针Q赋予队列头指针寄存器，作为新的队列头指针寄存器的存储地址。