本文格式為Word版，下載可任意編輯——空間數(shù)據(jù)采樣方案設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)管理方案設(shè)計(jì)生動(dòng)MEMORY

本文針對(duì)大量儀器需要預(yù)置數(shù)據(jù)于FLASH芯片的處境，提出了一種將FLASH操作從數(shù)據(jù)管理類中剝離，從而使FLASHMEMORY數(shù)據(jù)管理變得更加簡便、生動(dòng)及易于使用的有效解決方案。

閃存；數(shù)據(jù)管理

AnDesignonanFlexibleFlashMemoryDataManagement

WangQing-shan

(HainanUniversityHainanHaikou570208)

Nowadays,moreandmoreequipmentsusingFlashMemorytostorepre-setdataandparameters.ThisdesignseparatesFlashdataoperationsfromtheManagementclass,makingtheflashmemorydataeasierandmoreflexibletomanageanduse.

flashmemory；datamanagement

1問題的提出

大量重要的儀器，如醫(yī)學(xué)儀器，全部預(yù)置數(shù)據(jù)均存儲(chǔ)在一片F(xiàn)lashMemory的若干扇區(qū)上，根據(jù)用途這些預(yù)置數(shù)據(jù)分為通用參數(shù)、各檢查模式參數(shù)、TGC曲線、后處理參數(shù)、解釋用語庫以及穿刺參數(shù)等，系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，這些數(shù)據(jù)被分別載入系統(tǒng)內(nèi)的對(duì)應(yīng)的預(yù)置數(shù)據(jù)管理對(duì)象，供系統(tǒng)使用，同時(shí)這些數(shù)據(jù)也可以由其對(duì)應(yīng)的預(yù)置數(shù)據(jù)管理對(duì)象寫入FlashMemory。

提出一個(gè)解決方案并不困難，但我們夢想能實(shí)現(xiàn)一個(gè)合理、生動(dòng)、易于使用的解決方案：

1）預(yù)置數(shù)據(jù)根據(jù)其對(duì)應(yīng)的預(yù)置數(shù)據(jù)管理對(duì)象來組織，其讀寫由預(yù)置數(shù)據(jù)管理對(duì)象實(shí)現(xiàn)；

2）多個(gè)預(yù)置數(shù)據(jù)管理對(duì)象管理的數(shù)據(jù)可以存放在同一扇區(qū)，以提高FlashMemory的存儲(chǔ)效率；

3）各預(yù)置數(shù)據(jù)管理對(duì)象可以單獨(dú)寫入數(shù)據(jù)，由于FlashMemory的讀寫特性，同一扇區(qū)的其它數(shù)據(jù)也要同時(shí)寫入；

4）輕易增加新的預(yù)置數(shù)據(jù)及其管理對(duì)象；

5）使用方法簡易、明顯，最好能以流的方式讀寫數(shù)據(jù)；

6）輕易支持多廠商的FLASH芯片。

2實(shí)現(xiàn)方案

數(shù)據(jù)由預(yù)置數(shù)據(jù)管理對(duì)象管理，問題在于FLASHMEMORY的讀寫理應(yīng)由誰實(shí)現(xiàn)。較早的方案是數(shù)據(jù)管理對(duì)象自行讀寫FLASHMEMORY，為此，全體的數(shù)據(jù)管理類都繼承了一個(gè)具備讀、寫、擦除FLASHMEMORY才能的類FlashManager。鑒于FLASHMEMORY的讀寫特性，在將多個(gè)預(yù)置數(shù)據(jù)管理對(duì)象管理的數(shù)據(jù)存放于同一扇區(qū)時(shí)，采用這種方案會(huì)遇到困難，由于每個(gè)數(shù)據(jù)管理對(duì)象在將數(shù)據(jù)寫入FLASHMEMORY之前，都要先擦除將要寫入的扇區(qū)。

解決問題的方法是，將讀寫FLASHMEMORY的功能從數(shù)據(jù)管理類中剝離出來，由一個(gè)單獨(dú)的對(duì)象完成。

類關(guān)系圖如圖1所示。

DataManagerBase是純虛類，它定義了數(shù)據(jù)管理類的接口片面：

classDataManagerBase:publicUObject

{

protected:

shortmSector;//數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在FLASHMEMORY中的扇區(qū)號(hào)

shortmOffset;//存儲(chǔ)的起始位置相對(duì)于扇區(qū)首地址的偏移量

public:

DataManagerBase(…);//構(gòu)造函數(shù)，略

virtualvoidReadData()=0;//將數(shù)據(jù)從FLASH讀入，將由派生類重載

virtualvoidWriteData();

virtualvoidDoWriteData(FlashManager*the_flash)=0;

//將數(shù)據(jù)寫入FLASH，將由派生類重載

…

};

UObject是供給對(duì)象管理根本特性的根類，如對(duì)象分層管理、對(duì)象遍歷、對(duì)象識(shí)別、收發(fā)消息等才能，在此不作議論。

WriteData()是將數(shù)據(jù)寫入FLASHMEMORY的接口函數(shù)，但它實(shí)際上并未執(zhí)行將數(shù)據(jù)寫入FLASH操作，它只是通知父對(duì)象刷新它所在的扇區(qū)，實(shí)際的數(shù)據(jù)寫入工作是由DoWriteData(FlashManager*the_flash)函數(shù)完成的，該函數(shù)通過the_flash所指的FlashManager對(duì)象將自己管理的數(shù)據(jù)寫入FLASH。

ReadData和DoWriteData負(fù)責(zé)完成讀寫FlashManager所管理數(shù)據(jù)的工作，它們的實(shí)現(xiàn)代碼將在派生類中定義。

FlashManager類封裝了對(duì)FLASH的操作，而PresetServer類是個(gè)操縱類，它擁有全體的預(yù)置數(shù)據(jù)管理對(duì)象（圖2例如中的d1和d2，實(shí)際上預(yù)置數(shù)據(jù)管理對(duì)象的個(gè)數(shù)沒有限制）和一個(gè)由m_pTheFlash指向的FlashManager對(duì)象，該FlashManager對(duì)象負(fù)責(zé)完成全體對(duì)FLASH的實(shí)際操作。

單獨(dú)地將一個(gè)數(shù)據(jù)管理對(duì)象（d1:Data1Manager）的數(shù)據(jù)寫入FLASH的時(shí)序如圖3所示。

1）d1:Data1Manager收到將數(shù)據(jù)寫入FLASH的消息；

2）d1:Data1Manager向thePresetServer苦求刷新本扇區(qū)（mSector）；

3）thePresetServer將*m-pTheFlash的扇區(qū)設(shè)置為將要刷新的扇區(qū)；

4）調(diào)用*m_pTheFlash函數(shù)擦除該扇區(qū)；

5）遍歷并將m_pTheFlash對(duì)象指針傳給全體的DataManager對(duì)象（包括發(fā)出苦求的d1:Data1Manager對(duì)象），使扇區(qū)號(hào)與指定扇區(qū)號(hào)相符的數(shù)據(jù)管理對(duì)象將自身數(shù)據(jù)寫入FLASH。

代碼如下：

//假設(shè)obj是DataManager對(duì)象，那么obj通過p_flash所指的FlashManager對(duì)象

//將自己所管理的數(shù)據(jù)寫入FLASH

//p_flash:FlashManager指針

staticvoidDoWriteDataTo(UObject

}

voidDataManagerBase::WriteData()

{

//苦求刷新mSector扇區(qū)

RequestToParent(Req_WriteDataInSector,0,mSector);

}

//處理子對(duì)象發(fā)來的苦求

voidPresetServer::HandleChildRequest(UChildMessage*p_req)

{

if(p_req->NotifyCode==Req_WriteDataInSector)//假設(shè)是刷新扇區(qū)的苦求{

//將FlashManager的扇區(qū)設(shè)置為將要刷新的扇區(qū)

m_pTheFlash->SetSectorNum(p_req->LParam);

//擦除該扇區(qū)

m_pTheFlash->EraseSector();

//遍歷全體的DataManager子對(duì)象，使扇區(qū)號(hào)與指定扇區(qū)號(hào)相符的數(shù)據(jù)管理對(duì)象

//用m_pTheFlash所指的FlashManager對(duì)象將自身數(shù)據(jù)寫入FLASH

ForEach(DoWriteDataTo,(void*)m_pTheFlash);

}

…//處理其它苦求

}

voidData1Manager::DoWriteData(UFlashManager*the_flash)

{

//假設(shè)不是操作自身數(shù)據(jù)所在扇區(qū)，返回

if(the_flash->SectorNum()!=mSector)

return;

//將數(shù)據(jù)寫入FLASH

the_flash->WriteData(地址偏移1，數(shù)據(jù)1)；

the_flash->WriteData(地址偏移2，數(shù)據(jù)2)；

…

}

相對(duì)于寫數(shù)據(jù)，DataManager從FLASH中讀出數(shù)據(jù)簡樸一些，DataManager只須從PresetServer處得到FlashManager對(duì)象指針，然后按地址偏移將數(shù)據(jù)讀出即可。

3議論

以上方案實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)管理對(duì)象（DataManager）與數(shù)據(jù)操作對(duì)象（FlashManager）的動(dòng)態(tài)綁定，經(jīng)過進(jìn)一步分析，察覺這實(shí)際上是bridge設(shè)計(jì)模式的變型。這是說明組合關(guān)系比繼承關(guān)系更為生動(dòng)的又一個(gè)例子。

我們的啟程點(diǎn)是制止數(shù)據(jù)管理對(duì)象在寫FLASH之前擦除目標(biāo)扇區(qū)，為此將FLASH操作從數(shù)據(jù)管理類中剝離出來，形成獨(dú)立的FlashManager類，現(xiàn)在這種生動(dòng)性帶來了其它好處：

1）DataManager和FlashManager可以彼此獨(dú)立地變化，我們可以獨(dú)立地?cái)U(kuò)展DataManager和FlashManager的類層次布局。

2）DataManager對(duì)象和FlashManager對(duì)象可以動(dòng)態(tài)組合，DataManager甚至可以在程序運(yùn)行時(shí)選擇其它的FlashManager（例如支持其它公司的FLASH芯片）。當(dāng)然在線切換FLASH型號(hào)沒什么必要，但在其它場合這種切換是有用的，如醫(yī)學(xué)儀器的中英文版動(dòng)態(tài)切換、檢查模式參數(shù)動(dòng)態(tài)切換就是用bridge模式實(shí)現(xiàn)的。

3）FlashManager有可能被設(shè)計(jì)為通用的FLASH操作類，支持多種FLASH，也可以用于只要需要操作FLASH的場合。

4）FlashManager與DataManager的分開使得FlashManager采用流的方式讀寫數(shù)據(jù)成為可能，DataManager不必再打理每個(gè)數(shù)據(jù)在FLASH扇區(qū)中的偏移地址，它只需以固定的依次將自己管理的數(shù)據(jù)流入數(shù)據(jù)管理大為簡化，代碼干脆明顯。

4以流的方式工作

要使FlashManager能以流的方式工作，首先定義與流有關(guān)的函數(shù)，重載流運(yùn)算符：

classFlashManager

{

shortmSectorNum;//扇區(qū)號(hào)

short*ChipBaseAddr;//FLASH基地址

short*SectorBaseAddr;//扇區(qū)基地址

intmOffsetInWord;//偏移量

intmStreamPosi;//流位置

public:

//構(gòu)造函數(shù)與析構(gòu)函數(shù)，略

//流函數(shù)

voidMoveTo(intstream_posi);//移到流的指定位置

FlashManager

FlashManager

FlashManager

FlashManager

//…其它需要流出的數(shù)據(jù)類型

private:

shortReadWord(longrAddr)

floatReadFloat(longrAddr);

boolWriteWord(longrAddr,shortsData);

voidWriteFloat(longrAddr,floatfData);

};

重載什么數(shù)據(jù)類型的流運(yùn)算符取決于DataManager管理的數(shù)據(jù)類型有多少。

//將一個(gè)char數(shù)據(jù)寫入FLASH

FlashManager//從FLASH流指針指定位置讀出數(shù)據(jù)

mStreamPosi++;//流指針加1

return*this;

};

流操作符返回FlashManager對(duì)象引用的目的在于能以連續(xù)調(diào)用的格式書寫代碼：

//以下為偽代碼

//Data1Manager從FLASH讀入數(shù)據(jù)

voidData1Manager::ReadData()

{

//獲取FlashManager對(duì)象指針

FlashManager*p_flash=(FlashManager*)RequestToParent(Req_PresetFlashPtr,mSector,

mOffsetInWord);

//移到流的起始位置；

p_flash->MoveTo(0);

//數(shù)據(jù)從FlashManager流出（從FLASH讀），