一种基于微内核的便携式肌电检测设备及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种基于微内核的便携式肌电检测设备及系统，通过使用微内核提高便携式肌电检测设备的稳定性。同时，对微内核进行改进，在肌电数据处理组件的线程个数大于第一预设值时，根据pager创建时间以及每个pager在一定时间内被内核访问的次数对运行在用户态的非肌电数据处理组件的线程对应的pager排序，销毁部分pager，由于pager也是线程，通过对pager的优化，提高了便携式肌电检测设备的性能。本发明专利技术达到了不仅能够保障便携式肌电检测设备稳定运行的效果，而且还能对肌电信号数据进行快速处理。进行快速处理。进行快速处理。

【技术实现步骤摘要】
一种基于微内核的便携式肌电检测设备及系统


[0001]本申请涉及肌电检测领域，尤其涉及基于微内核的便携式肌电检测设备和系统。

技术介绍

[0002]生物电信号是生物机体产生的微弱电信号，例如脑电图、心电图就是将大脑和心脏产生的电信号经过放大、过滤等操作后显示出的图形，借助于这些图像可以了解大脑和心脏的健康情况。肌电顾名思义就是肌肉组织产生的电信号，通过附着在体表的电极可以测量肌电，表面肌电仪是肌电检测中常用的设备，利用肌电仪可以得到肌电图。表面肌电数据(surface electromyography)及其微弱，一般只有1μV
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500μV，正是由于肌电数据的微弱，需要高精度的测量仪器，而且需要系统能高速的对信号进行处理。
[0003]目前医用肌电仪体型比较大，不适合急诊、义诊携带，便携式肌电仪由于处理器的限制，其性能并不高，尤其是对于多通道的便携式肌电仪，很容易出现信号处理慢、稳定性差等问题。而急诊、义诊又需要设备具有较高的可靠性。微内核是一种精简的操作系统内核，它只负责CPU、内存、线程等服务的管理，而例如文件系统、网络服务等的管理是以单独的模块加载到微内核，微内核具有易于维护、系统稳定等特点，很适合应用在便携式肌电仪中。但是由于微内核的非核心功能都是在user mode下管理，例如错页处理线程就是运行在用户态下，相对于宏内核的请求
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应答，微内核用户态下的线程发生错页时，需要通过IPC向微内核请求，微内核再转发给pager，pager处理后再通过微内核返回给请求线程，频繁的kernel mode和user mode切换，会严重降低微内核的性能。如何在保证便携式肌电仪稳定性的前提下，提高便携式肌电仪的性能是本领域亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0004]为了解决上述问题，本专利技术提供了一种基于微内核的便携式肌电检测设备及系统，通过在便携式肌电检测设备中应用微内核解决便携式肌电检测设备稳定性差的问题，同时对微内核进行改进，提高了便携式肌电检测设备的性能。
[0005]在一个方面，本专利技术提供了一种基于微内核的便携式肌电检测设备，所述设备至少包括电级刺激电路、sEMG信号检测电路、微处理器、电源、通信单元、显示器，所述设备采用L4微内核，
[0006]所述L4微内核至少连接有运行在用户态的pager调整组件和运行在用户态的肌电数据处理组件；所述pager调整组件包括以下模块：
[0007]监测模块，用于监测所有非内核态线程及对应的pager个数、pager创建时间以及每个pager在一定时间内被内核访问的次数；并将pager分为两组，第一组为肌电数据处理组件的线程对应的pager，第二组是其他线程对应的pager；
[0008]调整模块，用于判断肌电数据处理组件的线程个数是否大于第一预设值，若是，则根据pager创建时间以及每个pager在一定时间内被内核访问的次数对第二组的pager排序，将第二组中部分pager销毁，并建立销毁pager对应的线程与第二组未销毁pager的对应
关系；若否，不对第二组的pager调整。
[0009]优选地，所述将第二组中部分pager销毁，具体为：
[0010]若创建时间在一定时间之前，则计算pager在一定时间内被内核访问的频率，若创建时间在一定时间之后，则计算pager自创建以来被内核访问的频率，根据频率对第二组的pager按照从大到小的顺序排序，将频率小于阈值的pager销毁。
[0011]优选地，所述pager调整组件还包括：
[0012]请求转发模块，用于在所述调整模块在建立销毁pager对应的线程与第二组未销毁pager的对应关系后，若m个线程对应一个pager，则将一定时间内所述m个线程发出的错页请求整合成一个请求，并将请求发往微内核；微内核将来自pager的应答发送给请求转发模块，进而转发给对应的线程。
[0013]优选地，所述建立销毁pager对应的线程与第二组未销毁pager的对应关系，具体为：
[0014]判断销毁pager对应线程的关系，构建线程链表，所述线程链表上的线程是销毁的pager对应线程，位于同一个线程链表上的线程具有父子关系，则将位于一个线程链表上的线程对应到一个第二组中未销毁的pager。
[0015]优选地，所述调整模块还用于，在用户态中非肌电数据处理组件的线程个数小于第二预设值时，无论肌电数据处理组件的线程个数是否大于第一预设值，都不对pager调整。
[0016]优选地，所述pager调整组件还包括第二调整模块，所述第二调整模块用于在pager对应的线程休眠超过第一阈值时间时，将pager休眠。
[0017]优选地，所述pager是与线程对应的用于处理包括线程页错误在内的线程，在对pager调整之前，每个线程对应一个pager。
[0018]另外一方面，本专利技术还提供了一种基于微内核的便携式肌电监测系统，所述系统包括服务器以及如上所述的设备，所述设备通过通信单元与移动终端或者服务器建立连接。
[0019]最后本专利技术还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，所述计算机程序包括以下模块：
[0020]监测模块，用于监测所有非内核态线程对应的pager个数、pager创建时间以及每个pager在一定时间内被内核访问的次数；并将pager分为两组，第一组为肌电数据处理组件的线程对应的pager，第二组是其他线程对应的pager；
[0021]调整模块，用于判断肌电数据处理组件的线程个数是否大于第一预设值，若是，则根据pager创建时间以及每个pager在一定时间内被内核访问的次数对第二组的pager排序，将第二组中部分pager销毁，并建立销毁pager对应的线程与第二组未销毁pager的对应关系；若否，不对第二组的pager调整。
[0022]优选地，所述计算机程序还包括请求转发模块，于在所述调整模块在建立销毁pager对应的线程与第二组未销毁pager的对应关系后，若m个线程对应一个pager，则将一定时间内所述m个线程发出的错页请求整合成一个请求，并将请求发往微内核；微内核将来自pager的应答发送给请求转发模块，进而转发给对应的线程。
[0023]本专利技术将微内核应用到便携式肌电检测设备中，提高了便携式肌电检测设备的稳
定性。同时通过判断电信号处理组件的线程个数，对微内核用户态的线程对应的pager进行了调整，由于pager本质也是一个线程，其也会占用便携式肌电检测设备的资源，本专利技术通过一个微内核的组件实现了对pager的调整，在便携式肌电检测设备进行肌电数据处理时，将资源尽量分配给肌电数据处理的线程，提高了便携式肌电检测设备的性能。
[0024]本专利技术只对用户态的非肌电数据处理线程对应的pager进行调整，避免了对内核态线程的影响，提高系统稳定性；同时，不对肌电数据处理组件的线程对应的pager进行调整，保障肌电数据处理组本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于微内核的便携式肌电检测设备，所述设备至少包括电级刺激电路、sEMG信号检测电路、微处理器、电源、通信单元、显示器，所述设备采用L4微内核，其特征在于，所述L4微内核至少连接有运行在用户态的pager调整组件和运行在用户态的肌电数据处理组件；所述pager调整组件包括以下模块：监测模块，用于监测所有非内核态线程及对应的pager个数、pager创建时间以及每个pager在一定时间内被内核访问的次数；并将pager分为两组，第一组为肌电数据处理组件的线程对应的pager，第二组是其他线程对应的pager；调整模块，用于判断肌电数据处理组件的线程个数是否大于第一预设值，若是，则根据pager创建时间以及每个pager在一定时间内被内核访问的次数对第二组的pager排序，将第二组中部分pager销毁，并建立销毁pager对应的线程与第二组未销毁pager的对应关系；若否，不对第二组的pager调整。2.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述将第二组中部分pager销毁，具体为：若创建时间在所述一定时间之前，则计算pager在一定时间内被内核访问的频率，若创建时间在所述一定时间之后，则计算pager自创建以来被内核访问的频率，根据频率对第二组的pager按照从大到小的顺序排序，将频率小于阈值的pager销毁。3.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述pager调整组件还包括：请求转发模块，用于在所述调整模块在建立销毁pager对应的线程与第二组未销毁pager的对应关系后，若m个线程对应一个pager，则将一定时间内所述m个线程发出的错页请求整合成一个请求，并将请求发往微内核；微内核将来自pager的应答发送给请求转发模块，进而转发给对应的线程。4.如权利要求1或2所述的设备，其特征在于，所述建立销毁pager对应的线程与第二组未销毁pager的对应关系，具体为：判断销毁pager对应线程的关系，构建线程链表，所述线程链表上的线程是销毁的pager对应线程，位于同一个线程链表上的线程具有父子关系，则将位于一个线程链表上的线...

【专利技术属性】
技术研发人员：李琳，
申请(专利权)人：郑州市中心医院，
类型：发明
国别省市：