面试题-如何连续读取缓冲区而不丢失数据

Question

我是一名嵌入式工程师，经验不多。我在接受采访时被问到了一个问题，我想这并不新鲜，并且已经有了答案：

您有一个不断接收来自外部世界的输入的外设，该外设有一个缓冲区。输入的速率时不时地发生变化。外设需要读取输入缓冲区并对其进行处理。它检查输入消息并查看其是否与配置的过滤器匹配。如果匹配则转发，否则丢弃。

问题如下：

1. 你如何处理这个问题？
2. 如果缓冲区满了怎么办？您的缓冲区大小有限？外设仅具有一定的处理缓冲消息的速度。
3. 如何使缓冲区适应不同的输入速度？

感谢你的帮助。谢谢。

Answer 1

基本上，他们会检查您是否曾经为某些串行外设编写过程序，因此这是一个很好的面试问题，可以检查某人是否是一个完全的初学者。

以“老派”方式执行此操作的正常方法是设置接收中断。如果数据可以不规则地到达并且我们不允许丢失数据，那么中断几乎是唯一明智的方法。特别是如果计划也支持不同的波特率。

然后可以将过滤器检查置于 ISR 内部（CAN 中除外，此类检查实际上由硬件完成）。从那时起，有效数据被传递到软件环形缓冲区。这最大限度地减少了 ISR 内的执行时间，同时解决了硬件缓冲区有限的问题。数据重入保护优选地需要通过环形缓冲区代码来执行。

现代方法宁愿避免中断，而是使用 DMA（如果微控制器支持）。这减轻了 CPU 处理频繁接收中断的负担。然后我们可以在每次缓冲区满时交换 DMA 缓冲区目标地址，并从那里使用原始缓冲区。或者，如果我们由于某种原因无法交换 DMA 缓冲区地址，则可以将整个 DMA 缓冲区粗略地硬复制到其他地方。