專利名稱：實時數(shù)字信號處理機(jī)空載率指示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用來測量數(shù)字信號處理機(jī)的負(fù)載率的設(shè)備。
在使用電腦時，經(jīng)常有必要測定電腦的可用處理容量。數(shù)字信號處理機(jī)(亦即微處理機(jī))，實際上已普遍使用於各種類型的電子設(shè)備中。這種處理機(jī)可用來執(zhí)行各種任務(wù)。處理機(jī)使用靈活，和一個系統(tǒng)一起使用，常能有效地擴(kuò)充該系統(tǒng)的功能，或者用復(fù)雜的算法來完成這些功能。
舉一個簡單的例子來說，比如要設(shè)計一個適用于通訊系統(tǒng)中的音響信號的帶通濾波器。其中一種可選用的設(shè)計方案是，采用運算放大器、電阻和電容來構(gòu)成一個模擬式帶通濾波器，這在許多應(yīng)用場合是很經(jīng)濟(jì)的，而且能提供合適的頻率特性。然而，為了增加靈活性并提高性能，可以不采用模擬技術(shù)而采用數(shù)字濾波技術(shù)。在數(shù)字濾波技術(shù)中，濾波特性并不取決于電阻、電容的數(shù)值以及放大器的組態(tài)，而取決于數(shù)字信號處理機(jī)(比如微處理機(jī)，或者其它能處理數(shù)字信號的設(shè)備)所執(zhí)行的程序控制步。要改變一個數(shù)字濾波器的各種濾波特性(比如滾降頻率、轉(zhuǎn)角頻率＊等)，只要修改處理機(jī)所執(zhí)行的程序即可，這就大大地增加了系統(tǒng)的靈活性。
使用處理機(jī)時，總希望能盡可能地充分利用它的各種機(jī)能，用於濾波的同一架處理機(jī)，亦可用來完成其它有關(guān)的(甚至於無關(guān)的)任務(wù)。例如，有可能希望利用處理機(jī)來產(chǎn)生各種應(yīng)用場合的音響信號;提供系統(tǒng)狀態(tài)信息(使指示燈點亮或者驅(qū)動文字?jǐn)?shù)字式顯示器);接收并處理用戶指令等等。和模擬電路相比較，使用處理機(jī)能實現(xiàn)復(fù)雜得多的濾波特性并執(zhí)行前者不能執(zhí)行的其它任務(wù)。
不幸的是，并不是所有的程序碼都具有應(yīng)有的效率;即使在實時領(lǐng)域內(nèi)執(zhí)行復(fù)雜操作任務(wù)的有效碼，也會導(dǎo)致處理負(fù)荷過大的現(xiàn)象。處理機(jī)都有最短“循環(huán)時間”，也就是執(zhí)行一條程序控制指令所需時間。在上述數(shù)字濾波器的＊即3dB頻率例子中，處理機(jī)除了執(zhí)行一應(yīng)內(nèi)務(wù)操作及其它操作以外，還必須對輸入信號在實時領(lǐng)域內(nèi)進(jìn)行處理。通常所謂處理機(jī)的負(fù)載(實際負(fù)載占最大負(fù)載的百分比)，取決於輸入數(shù)據(jù)率、程序控制軟件的效率以及復(fù)雜性、和處理機(jī)的速度。
舉一個簡單的例子，假定處理機(jī)能在每個微秒(10-6秒)內(nèi)執(zhí)行一條指令，而對要濾波的輸入信號則每1毫秒(10-3秒)進(jìn)行一次采樣。再假定起到濾波作用的軟件平均對每一個輸入樣本執(zhí)行500條指令，所需總時間為500×10-6秒＝0.5毫秒，這0.5毫秒也就是每一個樣本所需處理時間。那么處理機(jī)的負(fù)載率就是大約50%，或者考慮到處理機(jī)所必須進(jìn)行的附加內(nèi)務(wù)操作，比50%略高一些。如果對輸入信號的采樣速率增加至每0.5毫米采樣一次，那么處理機(jī)的負(fù)載率將增至大約100%。
處理機(jī)過荷可能造成極大的危害。在上述濾波器例子中，處理機(jī)過荷可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失和/或使濾波過程產(chǎn)生偏差。如果一個處理機(jī)已經(jīng)因?qū)崟r處理操作而滿荷但不是過荷，那么要它執(zhí)行其它操作時，就可能會顯得附加容量不足。另一方面，一般說來處理機(jī)的速度越快，則價格越貴，況且在有些應(yīng)用場合下也許甚至不能適用。對經(jīng)濟(jì)有效的設(shè)計來說，通常希望采用這樣的組件，這些組件能產(chǎn)生和對它們的要求同等程度的機(jī)能。
可惜的是，要精確地預(yù)言一個執(zhí)行給定實時操作的處理機(jī)具有多大的負(fù)載，并不是經(jīng)常能做到的。典型的復(fù)雜運算對輸入數(shù)據(jù)所執(zhí)行的指令數(shù)目是變化的，取決於一些可能很難甚至不可能加以精確考慮的因素。電腦模擬雖然是有助的，但由于只能模擬實際操作條件，因而可能不精確。因此，希望能實際測定在各種不同操作條件下的處理機(jī)的負(fù)載。
一種周知的方法是采用和處理機(jī)的正常程序同時運行的診斷程序，來測定處理機(jī)的負(fù)載。這種診斷程序可以用一個操作系統(tǒng)程序(如果有的話)來調(diào)用，或者亦可被中斷驅(qū)動而周期性地調(diào)用(例如在一個定時器超時時調(diào)用)。診斷程序可以用來測定處理機(jī)負(fù)載的各種有關(guān)參數(shù)，包括計算處理周期，和/或讀出處理機(jī)工作區(qū)域內(nèi)的內(nèi)容，諸如狀態(tài)寄存器的內(nèi)容、棧內(nèi)容等，并根據(jù)這些參數(shù)以及其它參數(shù)，來算出一個即時或平均負(fù)載值?？梢园岩幌盗羞@樣的負(fù)載指示值作為檔案存放起來加以分析，從而得出處理機(jī)在各種不同操作條件下的負(fù)載。
遺憾的是，這種診斷程序通常很復(fù)雜，而且它們本身就大大地增加了處理機(jī)的負(fù)載，致使它們所提供的指示值在某些情況下顯得不正確，而且測定過程中反而增加了處理機(jī)的負(fù)載。一個通過對處理周期計數(shù)來測定處理機(jī)負(fù)載的程序，可能會低估一個極其繁忙的處理機(jī)的負(fù)載，因為所述處理機(jī)可能因為資源不足而不能增加周期計數(shù)。這種診斷程序的另一個缺點是，它們所試圖估算的是處理機(jī)有多少時間是忙碌的，其實在大多數(shù)場合下，更重要的信息是處理機(jī)有多少時間是閑著的，以便可以用它來執(zhí)行附加的任務(wù)。
因此，亟需提供一種經(jīng)濟(jì)有效的裝置，這種裝置可以測定處理機(jī)的平均負(fù)載，卻又是非侵入性的，亦即對處理機(jī)的運行來說是完全透明的，它本身并不增加處理機(jī)的負(fù)載。如果這樣的裝置能直接測定在各種不同操作條件下處理機(jī)所具有的可利用的處理容量，那么這種裝置將更加有用。
本發(fā)明的目的是提供一種測定設(shè)備，這種設(shè)備能按照上述方法工作，也就是把所謂診斷指令包括在處理機(jī)的空環(huán)內(nèi)，因而具有上述各種優(yōu)點。
實現(xiàn)本發(fā)明的目的的具體做法是，讓處理機(jī)在空閑時并不停止執(zhí)行指令，而是轉(zhuǎn)移到或者說“捕捉到”一個所謂“空環(huán)”。所述空環(huán)一般包括一些并不執(zhí)行有用操作的指令，例如“無操作”指令、延遲和/或轉(zhuǎn)移指令等。當(dāng)處理機(jī)有操作任務(wù)執(zhí)行時，它會接收到一個“中斷”信號，于是，它就停止執(zhí)行空環(huán)中的指令，開始執(zhí)行其它有用的程序控制指令。下一次當(dāng)處理機(jī)又沒有什么任務(wù)執(zhí)行時，它又返回到上述空環(huán)。
按照本發(fā)明，在處理機(jī)的空環(huán)內(nèi)裝入一些指令，這些指令能控制處理機(jī)(或與處理機(jī)相連的外電路)來測定處理機(jī)在空環(huán)中運行的時間(或該時間占總時間之百分?jǐn)?shù))。在本發(fā)明的最佳實施例中，處理機(jī)空環(huán)中的指令，能控制處理機(jī)使得其數(shù)據(jù)輸出電平在不同的輸出狀態(tài)之間交替變換。也就是說，每當(dāng)處理機(jī)空閑時，其數(shù)據(jù)輸出電平就在上述不同狀態(tài)之間不斷地交替變換;而當(dāng)處理機(jī)執(zhí)行有用任務(wù)時，數(shù)據(jù)輸出電平就保持在同一狀態(tài)?？梢圆捎靡粋€頻率計數(shù)器或其它能反映數(shù)據(jù)輸出狀態(tài)改變率的指示器(例如一個發(fā)光二極管)，來直接指示出處理機(jī)空閑時間和其總處理時間的比值。
既然所檢測的是數(shù)據(jù)輸出的狀態(tài)變化，而不是狀態(tài)本身，那么當(dāng)處理機(jī)接到中斷信號而停止執(zhí)行空環(huán)中的指令時，所述數(shù)據(jù)輸出處于哪一個狀態(tài)，是無關(guān)緊要的。在設(shè)計上，執(zhí)行空環(huán)指令的優(yōu)先權(quán)等級是比執(zhí)行任何其它指令的優(yōu)先權(quán)要低的。
由于處理機(jī)只有在無其它事情可做時才執(zhí)行空環(huán)中的指令，因此空環(huán)中的附加指令并不增加處理機(jī)的負(fù)載，因而這種負(fù)載檢測裝置對於處理機(jī)運行來說是完全透明的。另外，空環(huán)中的指令是直接測定處理機(jī)處于空閑狀態(tài)中的時間和總處理時間的比值，因而能提供極其有用的有關(guān)剩余處理容量的直接指示值。這樣，在處理機(jī)系統(tǒng)上增加一個成本很低的裝置，就可以實現(xiàn)上述優(yōu)點。


如下。圖1是本發(fā)明所推薦實施例的方塊圖;圖2是圖1所示處理機(jī)在空閑時所執(zhí)行程序控制步的方塊流程圖;而圖3及圖4是圖1所示處理機(jī)所產(chǎn)生的負(fù)載指示輸出波形。
以下結(jié)合諸附圖，詳細(xì)說明本發(fā)明所述實時數(shù)字信號處理機(jī)空載率指示器的推薦實施例，通過以下說明，將更好并更完全地理解本發(fā)明的上述優(yōu)點及其它優(yōu)點。
圖1是按照本發(fā)明的數(shù)字信號處理系統(tǒng)(10)的現(xiàn)行推薦實施例的方塊圖。系統(tǒng)(10)包括一個中央處理機(jī)(亦即CPU)或者處理機(jī)(12)。所述處理機(jī)(12)，可以是一個微處理機(jī)，所述微處理機(jī)包括一個只讀存儲程序存儲器(12a)、一些內(nèi)部寄存器以及一個邏輯運算單元等部分;或者可以是其它任何一種處理數(shù)字信號的設(shè)備。一個習(xí)用的時鐘信號發(fā)生器(13)，產(chǎn)生一個周期性交替變換的數(shù)字時鐘同步信號，該信號驅(qū)動處理機(jī)(12)。所述時鐘信號的頻率(亦即其周期)，決定了處理機(jī)(12)執(zhí)行它的每一條程序控制指令所需要的時間。
在推薦的實施例中，處理機(jī)(12)可以和各種有關(guān)的習(xí)用外電路連接使用，所述外電路是用來執(zhí)行各種所希望的操作的。比如說，如果處理機(jī)(12)是用來進(jìn)行數(shù)字濾波的，那么它可以接至一個模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的輸出端，或者其它數(shù)字化信號源(圖中未顯示)。處理機(jī)(12)亦可接至各種顯示設(shè)備、輸入/輸出外圍設(shè)備，或者設(shè)計成能和一個處理機(jī)接口使用的千百種不同設(shè)備中的任一種(實際上是本行業(yè)中熟練技術(shù)人員所熟知的一切設(shè)備)。
在推薦的實施例中，處理機(jī)(12)至少包括一個未用數(shù)據(jù)輸出端P1，該輸出端和習(xí)用的輸入/輸出寄存器(14)的輸入端連接。所述輸入/輸出寄存器(14)對處理機(jī)(12)的輸出端P1所呈現(xiàn)的邊沿信號(或者說，過渡信號)是敏感的，并且產(chǎn)生一個隨所述邊沿信號而改變電平狀態(tài)的比特(BIT)輸出信號。在推薦的實施例中，寄存器(14)對處理機(jī)的數(shù)據(jù)輸出端P1所輸出的信號起到了緩沖作用，但并不改變該信號的頻率，也可以(但不是必須)起到使所述信號和處理機(jī)的時鐘脈沖同步的作用。
寄存器(14)的比特(BIT)輸出信號接至一個頻率計數(shù)器(16)的輸入端，所述計數(shù)器(16)是作為一個具有固定選通時間(比如說10秒)的事件計數(shù)器而工作的。另外，上述寄存器(14)的比特(BIT)輸出信號還接至一個顯示電路(18)，所述顯示電路可以很方便地安裝在處理機(jī)(12)的同一塊板子上，這樣可以提供一個處理機(jī)空閑時間百分比的粗略的顯示值。
推薦的實施例中的顯示電路(18)，包括一個異或門“XOR”(20)，所述異或門的兩個輸入端并接在一個電阻(22)上。比特(BIT)信號接至所述異或門(20)的第一個輸入端上，異或門(20)的另一個輸入端則經(jīng)由一個電容器(24)而和地電位相接。異或門(20)的這一輸入組態(tài)，能使得每當(dāng)比特(BIT)輸出信號中出現(xiàn)一個電平變化的過渡狀態(tài)時，異或門即產(chǎn)生一個脈沖。因為異或門的第一輸入端是緊緊地跟蹤著比特(BIT)信號的電平改變而改變電平的，而異或門的第二輸入端上的電平則要延遲一段時間后才改變，所述延遲時間由電阻(22)和電容(24)的RC時間常數(shù)所決定。
異或門(20)的輸出端經(jīng)由一串聯(lián)電阻(26)而接至一個發(fā)光二極管(28)的陽極，所述發(fā)光二極管的陰極則接至地電位。此外，也可以選用一個驅(qū)動/緩沖放大器(30)，把異或門(20)輸出端和頻率計數(shù)器(16)輸入端連接起來，用以代替計數(shù)器(16)輸入端和寄存器(14)的比特信號輸出端之間的直接聯(lián)線。
正如本行熟練技術(shù)人員會明白那樣，在推薦的實施例中無必要同時提供頻率計數(shù)器(16)和顯示電路(18)，因為二者是用來指示同一信息的。在推薦的實施例中，只有當(dāng)希望精確測定時才接入頻率計數(shù)器(16)，而顯示電路(18)則是經(jīng)常和輸入/輸出寄存器(14)連接在一起，以便時時提供一個處理機(jī)空閑時間百分比的顯示值。
圖2是每當(dāng)處理機(jī)(12)處于空閑狀態(tài)時，處理機(jī)所執(zhí)行的典型的程序控制步的流程圖。在推薦的實施例中，每當(dāng)處理機(jī)(12)空閑而無須執(zhí)行有用的操作時，它就從與其相連的只讀存儲程序存儲器(12a)的某一預(yù)定地址開始執(zhí)行一個節(jié)碼。流程2中所示規(guī)定操作任務(wù)的程序控制指令，就是裝入程序存儲器(12a)內(nèi)，并且是從上述預(yù)定地址開始的，因此，每當(dāng)處理機(jī)(12)空閑時，這些程序控制指令就被執(zhí)行。
在推薦的實施例中，處理機(jī)(12)是被“中斷驅(qū)動”的，這個意思是說，當(dāng)有外部事件發(fā)生時(例如接收到輸入數(shù)據(jù)要加以處理)，處理機(jī)(12)就產(chǎn)生響應(yīng)，開始執(zhí)行程序存儲器(12a)中另外一部分內(nèi)所存放的程序控制指令(而不是存放處理機(jī)空閑時所執(zhí)行的指令的那一部分)。典型的做法是，利用一個位于處理機(jī)(12)外部的設(shè)備(例如習(xí)用的輸入/輸出控制器-圖中未畫出)，來產(chǎn)生一個信號，饋送至處理機(jī)的一個中斷請求(IRQ)輸入端。在該中斷請求輸入端上所存在的有效電平信號，能使微處理機(jī)停止執(zhí)行“空閑時的”程序，并“捕捉到”一個存放在程序存儲器(12a)中另一不同部分內(nèi)的中斷處理程序。所述中斷處理程序，或者本身執(zhí)行所希望的處理(例如處理導(dǎo)致輸入/輸出中斷信號產(chǎn)生的輸入數(shù)據(jù))，或者把程序控制信號傳送給也是存放在程序存儲器(12a)內(nèi)的附加程序，使后者執(zhí)行所希望的處理。當(dāng)處理完畢后，處理機(jī)(12)又一次返回去執(zhí)行空閑程序。
在推薦的實施例中，如圖2所示的空閑程序是很短的。該程序的第一步(50)把邏輯電平“1”寫入處理機(jī)的數(shù)據(jù)輸出端P1。第二步(52)則把邏輯電平“0”寫入處理機(jī)的數(shù)據(jù)輸出端P1。然后該程序又“跳回”到第一步(50)，再重復(fù)步(50)和步(52)。
以下是執(zhí)行圖2所示流程圖中的步的標(biāo)準(zhǔn)助記指令地址指令XP1置位X+1P1復(fù)位X+2轉(zhuǎn)移至地址X圖2所示程序步，形成了一個無端環(huán)，該無端環(huán)使得處理機(jī)數(shù)據(jù)輸出端P1的電平，每當(dāng)處理機(jī)空閑時以正比於處理機(jī)時鐘脈沖頻率的速率而反復(fù)變化，亦即在二進(jìn)制的“0”和“1”之間交替變化，而當(dāng)處理機(jī)執(zhí)行有用操作時，該無端環(huán)使得數(shù)據(jù)輸出端P1的電平保持為恒定。例如，假定處理機(jī)(12)的時鐘脈沖頻率為1兆赫，處理機(jī)用一個循環(huán)周期(1微秒)來執(zhí)行上述置位和復(fù)位指令之一，而用兩個循環(huán)周期(2微秒)來執(zhí)行上述轉(zhuǎn)移指令。那么執(zhí)行由這三個指令所組成的空環(huán)所需總時間是4微秒。每循環(huán)執(zhí)行一次空環(huán)，將使數(shù)據(jù)輸出端P1的電平在邏輯電平“0”和“1”之間循環(huán)變化一次，亦即從“0”變到“1”再變到“0”，或者從“1”變到“0”再變到“1”。這樣，當(dāng)且僅當(dāng)處理機(jī)無事可做而空閑時，就會產(chǎn)生一個其頻率相當(dāng)于處理機(jī)時鐘脈沖信號頻率的1/4的信號。
不過，在推薦的實施例中，即使當(dāng)處理機(jī)(12)是100%的空閑，而圖2所示無端環(huán)被連續(xù)不斷地執(zhí)行時，出現(xiàn)在處理機(jī)的P1輸出端的信號，也不會有50%的循環(huán)運行時間。這是因為輸出端P1的狀態(tài)當(dāng)處理機(jī)(12)執(zhí)行“跳躍”指令(亦即轉(zhuǎn)移指令)時，是保持恒定的。在本推薦的實施例中，只有當(dāng)處理機(jī)(12)執(zhí)行復(fù)位指令時，亦即在緊接著置位指令被執(zhí)行完畢后的那一個處理機(jī)循環(huán)周期中，輸出端P1的電平才會上升至邏輯電平“1”。然后，在執(zhí)行完復(fù)位指令之后，輸出端P1的電平隨即降至邏輯電平“0”，此后，在執(zhí)行“跳躍”指令時以及執(zhí)行置位指令時，P1的電平一直保持在邏輯電平“0”上。正因為這個原因，頻率計數(shù)器(16)以及顯示電路(18)對比特(BIT)信號中的過渡過程(而不是對該信號中的其它特徵)呈現(xiàn)敏感性。
在本推薦的實施例中，頻率計數(shù)器(16)是通過對輸入/輸出寄存器(14)所產(chǎn)生的比特(BIT)信號的邊沿進(jìn)行計數(shù)，而達(dá)到直接指示處理機(jī)(12)空閑時間相對于總處理時間的百分比的目的的。如果處理機(jī)是1.00%的空閑，那么邊沿(例如脈沖前沿)的發(fā)生率為1/T，其中T是處理機(jī)(12)執(zhí)行一次空環(huán)指令所需時間，在前面給出的例子中，這一時間為4微秒(亦即在推薦的實施例中執(zhí)行一次置位指令、一次復(fù)位指令以及一次轉(zhuǎn)移指令所需總時間)。當(dāng)處理機(jī)所做的有用操作越來越多時，它執(zhí)行空環(huán)指令所化的時間就越來越少，上述邊沿的發(fā)生率亦將降低，這是和所余空閑時間量成正比的。
假定如上述例子那樣，當(dāng)處理機(jī)(12)是100%空閑時，頻率計數(shù)器(16)每4微秒接收到一個脈沖(邊沿)。假定頻率計數(shù)器(16)的選通時間為10秒(這是按所希望的平均選通時間選定的)。那么，當(dāng)處理機(jī)(12)100%空閑時，在該10秒鐘內(nèi)頻率計數(shù)器(16)將測得2.5×106個脈沖(邊沿)，亦即每4微秒測得一個脈沖，每秒鐘測得250，000個脈沖，或者說，每10秒鐘250萬個脈沖。注意這一個計算是有利于明白(至少是大致明白)處理機(jī)時鐘脈沖頻率和選通時間之間的關(guān)系，亦有助于明白(至少大致明白)執(zhí)行一整套空環(huán)指令所需的時鐘脈沖周期數(shù)目。處理機(jī)(12)100%空閑時的比特(BIT)信號波形圖所圖3所示。
現(xiàn)在假定頻率計數(shù)器(16)在其10秒鐘的選通時間內(nèi)計測到1.25×106個脈沖(邊沿)。這一計數(shù)表明，在10秒鐘的選通時間內(nèi)，處理機(jī)(12)平均為50%空閑。如圖4所示，這一50%空閑狀態(tài)并不使比特(BIT)信號的即時頻率減少一半。相反地，每當(dāng)處理機(jī)(12)在所推薦的實施例中處于空閑狀態(tài)時，比特(BIT)信號基本上是以相同的頻率發(fā)生的。然而，每當(dāng)處理機(jī)(12)執(zhí)行有用的操作而并不空閑時，它就完全停止產(chǎn)生比特(BIT)信號。當(dāng)一系列的比特(BIT)信號沿著相對于處理機(jī)的時鐘脈沖間隔來說長得多的時間間隔求積分而獲得平均值時，其結(jié)果將是處理機(jī)平均空閑百分比的一個極其精確的指示。
很明顯，發(fā)光二極管(28)是不能如同頻率計數(shù)器(16)那樣提供一個有關(guān)處理機(jī)空閑時間的精確估值的。不過發(fā)光二極管(28)所提供的顯示也是很有用的。如果發(fā)光二極管(28)完全點亮，說明處理機(jī)(12)幾乎100%空閑(實際上在此狀態(tài)下發(fā)光二極管是以明滅各半的頻率時明時暗的，但明滅變化太快，以致肉眼不能察覺)。如果發(fā)光二極管(28)熄滅或幾乎熄滅，那么處理機(jī)(12)的空閑時間百分比為0%。如果和100%狀態(tài)相比較，發(fā)光二極管(28)呈現(xiàn)半明狀態(tài)，那么處理機(jī)(12)的空閑率為50%。
在有的應(yīng)用場合下，可能希望用一個習(xí)知的頻率比檢測器來替代頻率計數(shù)器(16)，這樣一個檢測器可以對處理機(jī)時鐘脈沖頻率和比特(BIT)信號的頻率加以比較，根據(jù)二者之頻率比來提供一個處理機(jī)空閑時間百分比的指示值。
以上是有關(guān)本發(fā)明最佳實施例的詳細(xì)描述。但必須指出，本發(fā)明并不只限于已揭示的實施例，相反地，本發(fā)明還包括所附權(quán)利要求的本質(zhì)和范圍所包含的各種類同的以及改進(jìn)的實施例在內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種測定數(shù)字信號處理機(jī)空載率的設(shè)備，所述數(shù)字信號處理機(jī)屬於那樣的類型，它能執(zhí)行程序控制指令來完成預(yù)定的操作任務(wù)，其特徵在于，所述設(shè)備包括--一個空環(huán)結(jié)構(gòu)，每當(dāng)所述處理機(jī)空閑時，所述空環(huán)結(jié)構(gòu)使得所述數(shù)字信號處理機(jī)的一個輸出電平在第一、第二兩個二進(jìn)制數(shù)值之間交替變更，而當(dāng)所述處理機(jī)執(zhí)行所述預(yù)定操作任務(wù)時，所述空環(huán)結(jié)構(gòu)使得所述處理機(jī)的輸出電平維持在上述第一或第二兩個二進(jìn)制數(shù)值中的任一個；以及--一個顯示機(jī)構(gòu)，所述顯示機(jī)構(gòu)按照所述處理機(jī)輸出電平在所述第一、第二兩個二進(jìn)制數(shù)值之間交替交換的速率而顯示出處理機(jī)的空載百分比。
2.如權(quán)利要求1所述的測定數(shù)字信號處理機(jī)空載率的設(shè)備，其特徵在于，所述產(chǎn)生顯示的顯示機(jī)構(gòu)，包括一個對所述處理機(jī)的輸出電平在一段預(yù)定的選通時間內(nèi)交替改變的次數(shù)進(jìn)行計數(shù)的頻率計數(shù)裝置。
3.如權(quán)利要求1所述的測定數(shù)字信號處理機(jī)空載率的設(shè)備，其特徵在于，所述設(shè)備還包括一個控制所述空環(huán)結(jié)構(gòu)交替變更所述處理機(jī)輸出電平的速率的時鐘脈沖發(fā)生裝置，且所述頻率計數(shù)裝置的選通時間和所述被控制的速率之間具有一種已知的關(guān)系。
4.一個實時數(shù)字信號處理系統(tǒng)，其特徵在于，所述處理系統(tǒng)包括-用來存儲定義空作業(yè)的程序控制指令序列，以及存儲定義其它作業(yè)的程序控指令序列的存儲機(jī)構(gòu);-一個和所述存儲機(jī)構(gòu)相連的數(shù)字信號處理機(jī)構(gòu)，所述數(shù)字信號處理機(jī)構(gòu)接成可接收外部產(chǎn)生的輸入信號的狀態(tài)，且具有一個數(shù)據(jù)輸出端，所述處理機(jī)構(gòu)按照所述定義其它作業(yè)的程序控制指令序列，對所述輸入信號基本上在實時領(lǐng)域內(nèi)進(jìn)行處理，而當(dāng)其不用忙于處理所述輸入信號而空閑時，所述數(shù)字信號處理機(jī)構(gòu)就執(zhí)行所述空閑程序控制指令序列，且所述空作業(yè)致使所述數(shù)據(jù)輸出端的電位在第一和第二兩個狀態(tài)之間交替變更;以及-和所述數(shù)據(jù)輸出端相連的顯示機(jī)構(gòu)，所述顯示機(jī)構(gòu)顯示出所述處理機(jī)響應(yīng)所述數(shù)據(jù)輸出端的狀態(tài)改變而執(zhí)行所述空閑程序控制指令序列所占用時間的百分比。
5.如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特徵在于，所述顯示機(jī)構(gòu)包括一種用以對數(shù)據(jù)輸出端的一系列狀態(tài)交替改變的電平信號對時間積分求和的機(jī)構(gòu)。
6.如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特徵在于，所述顯示機(jī)構(gòu)顯示出所述處理機(jī)構(gòu)執(zhí)行所述空作業(yè)的時間相對于總的經(jīng)過時間的比值。
7.如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特徵在于，所述空作業(yè)包括-使得所述處理機(jī)的數(shù)據(jù)輸出端電平上升至邏輯電平“1”的第一個空作業(yè)，-使得所述處理機(jī)的數(shù)據(jù)輸出端電平降落至邏輯電平“0”的第二個空作業(yè)，以及-只要當(dāng)所述處理機(jī)處于空閑狀態(tài)而并不在執(zhí)行所述其它作業(yè)時，使得所述第一及第二個空作業(yè)被周期性地反復(fù)執(zhí)行的第三個空作業(yè)。
8.如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特徵在于，所述顯示機(jī)構(gòu)包括一個顯示所述數(shù)據(jù)輸出端狀態(tài)變化頻率的光學(xué)器件。
9.如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特徵在于，所述系統(tǒng)還包括一個用以產(chǎn)生一個具有預(yù)定頻率的交變時鐘同步信號的機(jī)構(gòu)，且所述處理機(jī)構(gòu)連接成可接收所述時鐘脈沖信號，并響應(yīng)所述時鐘脈沖信號而以一定速率執(zhí)行所述空作業(yè)以及其它作業(yè)，另外，所述顯示機(jī)構(gòu)包括一個用以測定所述處理機(jī)數(shù)據(jù)輸出端狀態(tài)改變頻率和時鐘信號頻率的比值的裝置。
10.如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特徵在于，執(zhí)行所述空閑程序控制指令并不增加所述處理機(jī)構(gòu)的有效負(fù)載。
11.如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特徵在于，所述處理機(jī)構(gòu)是被中斷驅(qū)動的，在接收到一個輸入信號后，所述處理機(jī)構(gòu)就執(zhí)行所述其它作業(yè)的程序控制指令序列，而每當(dāng)沒有中斷信號發(fā)生，且響應(yīng)上述所接收到的中斷信號而執(zhí)行的其它作業(yè)的程序控制指令序列已被執(zhí)行完畢時，所述處理機(jī)構(gòu)就執(zhí)行所述空閑程序控制指令序列。
12.如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特徵在于，用來存儲程序控制指令的存儲機(jī)構(gòu)亦即空環(huán)結(jié)構(gòu)，包括一個當(dāng)所述處理機(jī)構(gòu)100%空閑時用來對所述處理機(jī)構(gòu)數(shù)據(jù)輸出端狀態(tài)進(jìn)行非對稱改變的裝置。
13.如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特徵在于，所述空作業(yè)使得所述數(shù)據(jù)輸出端以一個預(yù)定的即時速率改變狀態(tài)，而所述數(shù)據(jù)輸出端改變狀態(tài)的平均速率，是和所述處理機(jī)構(gòu)執(zhí)行所述空閑指令序列的持續(xù)時間成正比的。
14.一個數(shù)字信號處理系統(tǒng)，其特徵在于，所述系統(tǒng)包括-一個在忙碌狀態(tài)及空閑狀態(tài)之間交替運行的數(shù)字信號處理機(jī)構(gòu)，所述處理機(jī)構(gòu)處于所述忙碌狀態(tài)時，就對施加於其上的輸入信號進(jìn)行處理，當(dāng)它處于空閑狀態(tài)時，就執(zhí)行一個空環(huán)程序，且所述處理機(jī)構(gòu)包括一裝置，所述裝置僅當(dāng)所述處理機(jī)構(gòu)在所述空閑狀態(tài)運行時，才產(chǎn)生一個交變的二進(jìn)制數(shù)值的輸出信號;以及-一個顯示機(jī)構(gòu)，所述顯示機(jī)構(gòu)連接成可接收所述輸出信號，并按照所述輸出信號的交變率來指示出所述處理機(jī)構(gòu)在所述空閑狀態(tài)中運行時間的百分比。
15.一種數(shù)字信號處理方法，其特徵在于，所述處理方法包括(1)使一個數(shù)字信號處理機(jī)交替運行在忙碌狀態(tài)以及空閑狀態(tài)，(2)每當(dāng)所述處理機(jī)運行在所述忙碌狀態(tài)時，用所述處理機(jī)對輸入信號進(jìn)行處理，(3)僅當(dāng)所述處理機(jī)運行在所述空閑狀態(tài)時，產(chǎn)生一個交替變換的二進(jìn)制數(shù)值的輸出信號，以及(4)按照所述輸出信號隨時間而交替變換的平均速率，指示出所述處理機(jī)在所述空閑狀態(tài)中運行時間所占百分比。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其特徵在于，指示出所述百分比的步驟(4)，還包括對所述輸出信號在一個預(yù)定的選通時間內(nèi)所發(fā)生的過渡狀態(tài)進(jìn)行計數(shù)。
17.如權(quán)利要求15所述的方法，其特徵在于，所述方法還包括響應(yīng)中斷請求而執(zhí)行所述處理步驟(2)，以及當(dāng)所述處理步驟(2)完成處理所述輸入信號之后，執(zhí)行產(chǎn)生輸出信號的步驟(3)。
18.如權(quán)利要求15所述的方法，其特徵在于，所述產(chǎn)生輸出信號的步驟(3)還包括(a)向所述處理機(jī)的數(shù)據(jù)輸出端施加一個邏輯電平“1”，(b)向所述處理機(jī)的數(shù)據(jù)輸出端施加一個邏輯電平“0”，以及(c)周期性地交替重復(fù)所述電平施加步驟(a)和(b)。
19.一種如權(quán)利要求17所述的方法，其特徵在于，所述產(chǎn)生輸出信號的步驟(3)，是在空環(huán)程序控制指令的控制下被執(zhí)行的。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用來測量數(shù)字信號處理機(jī)空載率的設(shè)備?，F(xiàn)有技術(shù)中的各種測定設(shè)備，均為非透明的，且所指示的為處理機(jī)的負(fù)載率，本發(fā)明是在處理機(jī)的空環(huán)內(nèi)裝入一些程序控制指令，每當(dāng)處理機(jī)空閑時，所述控制指令使處理機(jī)的一個數(shù)據(jù)輸出端電平交替改變，而當(dāng)處理機(jī)執(zhí)行有用操作時，數(shù)據(jù)輸出端電平保持不變。這樣根據(jù)數(shù)據(jù)輸出端電平變化率，利用頻率計數(shù)器或顯示電路直接指示出空載率。這樣一種測定裝置，對處理機(jī)運行呈現(xiàn)為完全透明，且能精確地指示出極為有用的處理機(jī)空載率。
文檔編號G06F11/34GK1033890SQ88108310
公開日1989年7月12日 申請日期1988年11月30日 優(yōu)先權(quán)日1987年12月8日
發(fā)明者馬修丁·丁·維埃 申請人:北方電信有限公司