乒乓缓冲（Ping-pong Buffer）技术详解与实践

乒乓缓冲技术详解
原创 已于 2025-03-29 09:42:07 修改 · 9.1k 阅读 · 53 ·
CC 4.0 BY-SA版权
版权声明：本文为博主原创文章，遵循 CC 4.0 BY-SA 版权协议，转载请附上原文出处链接和本声明。
文章标签：

#mcu #stm32

于 2020-07-08 20:09:55 首次发布
本文深入解析乒乓缓冲（ping-pong buffer）技术，一种用于提高数据传输效率的数据缓存手段。通过交替使用的双缓存机制，解决了CPU处理数据时串口数据连续接收导致的数据丢失问题，适用于串口数据DMA传输场景。
该文章已生成可运行项目，

乒乓缓冲（Ping-pong Buffer）技术详解与实践

文章目录

一、乒乓缓冲概述

1.1 什么是乒乓缓冲

乒乓缓冲（Ping-pong Buffer）是一种双缓冲（Double Buffer）技术，通过两个交替使用的缓冲区实现数据的高效处理。其核心思想是：当一个缓冲区在接收数据时，另一个缓冲区可以同时进行数据处理。

1.2 工作原理

本文章已经生成可运行项目
最低0.47元/天 解锁文章
乒乓缓存机制
MacwinWin的博客
11-04 9018
A Ping Pong Buffer is a double buffer that is used to speed up a device that can overlap the I/O operation with the data processing operation. One buffer is used to hold a block of data so that a reader device will see a complete (old) version of the da...
缓存乒乓与伪共享：多线程程序性能的隐形杀手（终极详解版）
最新发布
大四在找工作，如果公司有需要的可以联系我13086825462@163.com
09-24 1034
《缓存乒乓与伪共享：多线程程序性能的隐形杀手》揭示了现代多核处理器中两个关键性能问题。文章首先介绍了CPU多级缓存架构和64字节的缓存行概念，重点解析了MESI缓存一致性协议如何引发性能损耗。核心问题在于：当多线程频繁读写同一缓存行内的不同变量时，会导致缓存行在核心间无效化传递（缓存乒乓），以及逻辑独立但物理相邻变量间的伪共享现象。通过实测案例展示，这些问题可导致5倍以上的性能差距。文章提供了工业级解决方案，包括内存对齐填充、C++17标准库支持、线程本地存储等技术，并给出性能分析工具使用方法。最后强调，在
pingpong_buffer:一个简单的乒乓缓冲测试
06-25
乒乓缓冲区 一个简单的乒乓缓冲测试。 有两个缓冲区，当一个可读时，另一个可写，循环。 我测试了两个线程的乒乓缓冲区，一个写入，另一个读取，内容先写入，内容也将先读出。
ping-pong buffer的理解
热门推荐
MIThebut的专栏
04-11 2万+
下图给出了pingpang的基本原理框图，从图上可以看出使用pingpang的主要作用 就是使用多个低速的数据预处理模块处理高速的输入数据流。这样做可以提高系统的数据吞吐量（如果不使用乒乓的话数据预处理模块会成为设计中限制系统数据吞 吐量的瓶颈），同时增加了数据缓冲延迟。 另一个解释： 所谓ping-pong buffer，也就是定义两个buffer，当
乒乓buffer的verilog设计
qq_52112285的博客
09-23 3896
下图为乒乓RAM的模块示意图。先在时钟控制下输入两路信号，经过粗略处理，产生两路数据线和地址线，以及两个RAM模块的控制线，分别控制两个RAM的读和写，并且两个RAM的读（或者写）互锁，即一个若处于读状态，则另一个处于写状态。在低速处理高速数据流时，可以使用乒乓操作，10M的数据流用乒乓操作，分流成两个FIFO，一个FIFO的吞吐速度只有原来的一半5M，就可以满足低速的处理方法处理高速的数据，处理后在用合并成一个10M的数据流，top层看起就是10M的处理速度而且数据就被不丢失且高速的处理过。
常见缓冲技术（双缓冲器与环形缓冲器）
propor的专栏
02-20 3090
buffer
快速了解：“乒乓缓冲器架构的提前中断生成”
djc1912810723的博客
12-03 1341
乒乓缓冲器架构的提前中断生成”是一种常用于实时数据流处理的机制，通过DMA控制两个缓冲区的交替填充和传输，并利用提前中断生成机制来确保数据及时处理，减少延迟。这种架构适用于音频采集、视频处理、传感器数据采集等需要高效、低延迟数据处理的应用场景。
ping-pong buffer
baidu_35812312的博客
04-27 1986
所谓ping-pong buffer，也就是定义两个buffer，当有数据进来的时候，负责写入buffer的进程就寻找第一个没有被占用而且可写的buffer，进行写入，写好之后，将占用flag释放，同时设置一个flag提示此buffer已经可读，然后再接下去找另外一个可写的buffer，写入新的数据。而读入的进程也是一直对buffer状态进行检测，一旦发现没有被占用，而且已经可以被读，就把这个bu...
ping pong buffer
qq_35396239的博客
07-17 1944
。
Ping-Pong缓冲技术：从基础到实战的完整指南
niuTyler的博客
04-28 1535
/ 双缓冲区// 当前写入缓冲区索引// 当前读取缓冲区索引// 缓冲区就绪标志// 每个缓冲区大小// 初始化PingPong缓冲// 获取当前写入缓冲区// 标记当前写入缓冲区完成// 获取可读缓冲区// 标记读取完成// 销毁PingPong缓冲#endif提供连续数据处理能力避免数据丢失提高系统实时性优化资源利用用户提供的代码只是Ping-Pong缓冲的基础结构添加缓冲区状态管理实现切换逻辑在多线程环境中添加同步机制。
【IC设计之深入理解乒乓Buffer：原理、应用与设计实践】
youngerwang的博客
07-24 1137
文章摘要： 乒乓Buffer是一种高效的数据缓冲技术，通过双缓冲区交替工作机制实现数据无缝处理。文章深入分析了其五大应用场景：外设数据处理、数据读取显示、DMA与CPU交互、数据延时处理和低速模块处理高速数据流，展示了其解决数据冲突、提高系统效率的优势。详细解析了乒乓Buffer的工作原理，以双口RAM为例说明其交替读写机制，并提供了Verilog代码实现示例。同时探讨了设计难点，如跨时钟域同步问题，提出采用格雷码编码和三级触发器同步链的解决方案。该技术通过"以面积换速度"的设计理念，有
乒乓缓冲技术原理与应用详解
乒乓缓冲技术（Ping-pong Buffer）是一种经典的双缓冲机制，广泛应用于嵌入式系统、高速数据采集、实时通信以及高性能计算等对数据连续性和处理效率要求较高的场景。该技术通过使用两个独立的缓冲区交替进行数据接收...
Ping-pong Buffer【转载知乎】
qq_61918649的博客
01-03 495
ping-pong buffer的作用：用作数据缓存，提高数据传输的效率。如整个系统中有相邻两级模块的运行速度不同，前级快后级慢，这会导致前级的结果不能立即被下一级使用，这时需要用buffer暂存前级的结果，使得这两级的运行速度可以互相独立，前级的运行不会受到后级的拖累。ping-pong buffer的基本思想：有两个缓存单元，交替进行读写。同一阶段一个读一个写，完成后再交换读写功能。2）DOUTMUX 输出数据多路选择器，用来将需要读出的SRAM的输出搬运到pingpong buffer的输出端；
一个类ring buff的ping pong buff实现
黄进发的博客
09-15 2074
代码参考于：https://github.com/dennis-musk/pingpong_buffer.git 我的代码：https://github.com/Mr-jinfa/ping-pong-buff--like-ring-buff 貌似好久没更新博客，因为这段时间浸淫于Android、音视频。虽然两个都学得不咋地，不过还是有点点收获。至少遇到某函数时再也不会叫函数，而是尊...
乒乓buffer
phenixyf的专栏
12-07 4505
看了这篇文章：分析HM代码,首先必须把class TComDataCU完全搞明白! 原文地址：http://blog.youkuaiyun.com/feixiang_john/article/details/8237160 对乒乓buffer不是很清楚，所以查找资料学习下。 ping-pong buffer 也叫双缓存 double buffer, (必须是两个)就是一个缓存在写入的时候, 另一个...
Ping Pong Buffer 双缓冲 C++代码学习
瞎折腾的码农
11-17 6429
1、Ping Pong Buffer 原理分析 基本原理如上图所示，当设备有数据来时，先放入缓冲区1 然后将缓冲区1的数据放入缓冲区2，这时缓冲区1可接收下次数据。工作区可从缓冲区2拿数据 2、C++代码实现 相关结构体创建 typedef struct { void *buffer[2]; volatile uint8_t writeIndex; volatile uint8_t readIndex; volatile uint8
ping-pong buffer dma
03-01
### Ping-Pong Buffer Implementation with DMA In computer architecture and programming, ping-pong buffering combined with Direct Memory Access (DMA) can significantly enhance data transfer efficiency between peripherals and memory without overburdening the CPU. The concept involves using two buffers alternately so that while one buffer is being processed by the application, the other can be used for input/output operations. For implementing a ping-pong buffer system utilizing DMA: #### Initialization Phase The setup phase includes configuring both hardware components involved—the peripheral device and the DMA controller—and preparing software structures necessary for managing these resources effectively[^1]. ```c // Define structure for each buffer struct PpBuffer { volatile int *buffer; size_t bufferSize; }; // Initialize two buffers struct PpBuffer ppBuffers[2]; ppBuffers[0].buffer = malloc(bufferSize); ppBuffers[1].buffer = malloc(bufferSize); // Configure DMA channels for reading/writing into/from respective buffers configure_dma_channel(DMA_CHANNEL_0, ppBuffers[0].buffer, bufferSize); configure_dma_channel(DMA_CHANNEL_1, ppBuffers[1].buffer, bufferSize); ``` #### Operation Mechanism During operation, when one buffer completes its task—either filling up during reception or emptying out upon transmission—it triggers an interrupt signaling completion. Meanwhile, the second buffer takes over immediately ensuring continuous flow of data processing without idle times waiting for I/O completions. When working specifically within architectures like those mentioned in figure descriptions involving performance benchmarks such as lmbench results on older processors including 133 MHz Pentium systems, optimizing this mechanism becomes crucial due to limited computational power available at hand. #### Example Code Snippet Demonstrating Usage Pattern Below demonstrates how applications might interact with such implemented mechanisms through simple function calls abstracted away from low-level details concerning direct manipulation of registers associated directly with either DMA controllers or specific devices interfacing therewithin. ```c void start_data_transfer(int direction) { static unsigned char current_buffer_index = 0; // Toggle index to switch between buffers current_buffer_index ^= 1; struct PpBuffer* activeBuffer = &ppBuffers[current_buffer_index]; if(direction == RECEIVE){ initiate_receive_via_dma(activeBuffer->buffer, activeBuffer->bufferSize); } else { /* SEND */ initiate_send_via_dma(activeBuffer->buffer, activeBuffer->bufferSize); } } ``` This approach ensures efficient utilization of computing resources while maintaining high throughput rates even under constrained conditions typical found especially but not exclusively amongst legacy platforms characterized earlier.
评论
添加红包

请填写红包祝福语或标题

个

红包个数最小为10个

元

红包金额最低5元

当前余额3.43元 前往充值 >
需支付：10.00元
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付元
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明：

1.余额是钱包充值的虚拟货币，按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载，可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值