嵌入式實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫存取機(jī)制與可預(yù)見性的研究.pdf

1、嵌入式系統(tǒng)中實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)存取問題，一直是嵌入式領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。在工業(yè)控制現(xiàn)場，面向交互的嵌入式系統(tǒng)是連接被監(jiān)控設(shè)備，現(xiàn)場工作人員，PC機(jī)和遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫的紐帶。其不同來源的數(shù)據(jù)呈現(xiàn)出不同的特性。針對傳統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫對所有的數(shù)據(jù)采用統(tǒng)一索引方法而忽略了數(shù)據(jù)個(gè)性的問題，提出了將數(shù)據(jù)按特性分類，對不同特點(diǎn)的數(shù)據(jù)采用不同存取機(jī)制的思想。其中如何最大限度地平衡數(shù)據(jù)空間占用量和查詢時(shí)間的矛盾是解決該問題的關(guān)鍵。通過深入分析面向交互的嵌入式系統(tǒng)中不同

2、數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)更新和查詢時(shí)的差異，得出了按數(shù)據(jù)源分類的方法。根據(jù)靜態(tài)數(shù)據(jù)域數(shù)據(jù)量大，查詢操作較多的特點(diǎn)，采用T-樹的索引結(jié)構(gòu)以減少其空間占用量和查詢操作的耗時(shí)。根據(jù)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)域插入刪除操作頻繁的特點(diǎn)，采用線性表與鏈表相結(jié)合的結(jié)構(gòu)，以降低其頻繁更新操作和實(shí)時(shí)查詢操作的時(shí)間復(fù)雜度。同時(shí)分析了數(shù)據(jù)有效期對查詢過程造成的影響和分域數(shù)據(jù)索引結(jié)構(gòu)的空間和時(shí)間性能。針對歷史數(shù)據(jù)查詢速度慢的問題，借鑒CPU與內(nèi)存之間的緩沖原理，采用內(nèi)存緩沖區(qū)機(jī)制對部

3、分歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)取。并提出了基于價(jià)值函數(shù)的緩沖區(qū)置換策略，分析了數(shù)據(jù)預(yù)取量對系統(tǒng)代價(jià)產(chǎn)生的影響。 另外，本文利用S3C2410X芯片設(shè)計(jì)了一種基于ARM的嵌入式觸摸屏人機(jī)界面，該設(shè)備可控制多種型號的PLC和數(shù)據(jù)采集設(shè)備。通過實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的采集查詢和歷史趨勢圖的測試，結(jié)果與理論分析基本吻合，驗(yàn)證了上述方法的有效性。文中詳細(xì)給出了基于S3C2410X芯片和Windows CE的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程，并針對PC端與嵌入式設(shè)備端系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不同引