嵌入式系統(tǒng)的通信規(guī)約管理平臺設計
發(fā)布時間:2007/4/23 0:00:00 訪問次數(shù):443
摘要:論述設計通信規(guī)約管理平臺的必要性與可行性;借鑒操作系統(tǒng)的PCB思想,結合面向對象的方法學提出通信規(guī)約管理平臺設計的核心思想——用戶填寫靜態(tài)規(guī)約說明書。規(guī)約管理平臺根據(jù)規(guī)約書生成通信規(guī)約控制塊,由規(guī)約控制塊控制、管理并適應千差萬別規(guī)約程序的運行。
關鍵詞:平臺 規(guī)約說明書 CPCB 動態(tài)描述靜態(tài)描述 邏輯描述
引言
眾所周知,通信的雙方必須遵守相同的協(xié)議,報文才能互相識別。目前,不同行業(yè)間的通信協(xié)議千差萬別。為解決不同通信協(xié)議間的計算機系統(tǒng)通信問題,人們普遍采用的措施是一個具體規(guī)約對應一段程序。如果出現(xiàn)新規(guī)約,只能由通信雙方共同配合,由一方按另一方的標準修改或增加通信規(guī)約來解決問題。這種解決措施使得通信系統(tǒng)的適應能力不強、可維護性差,難以兼容不同規(guī)約的設備。
筆者借鑒操作系統(tǒng)進程控制塊PCB的思想,通過對各種通信規(guī)約的認真分析研究,提出了自己的通信規(guī)約管理平臺的核心設計思想——用戶填寫指定格式的靜態(tài)規(guī)約說明書。規(guī)約管理平臺根據(jù)規(guī)約書生成通信規(guī)約控制塊,由規(guī)約控制塊統(tǒng)一控制、管理,并適應千差萬別規(guī)約程序的運行。
該平臺的設計使得系統(tǒng)能夠適應千差萬別的通信規(guī)約,不用修改程序就能夠保證通信系統(tǒng)在線運行情況下,接入各種新設備,以不變的程序應對萬變的規(guī)約,維護真正做到傻瓜化、智能化。
1 設計通信規(guī)約管理平臺的可行性
1.1 統(tǒng)一的通信模型
任何兩臺計算機上的兩個應用程序通信,都遵從如圖1所示的通信模型。數(shù)據(jù)流動可以用收到發(fā)兩個動作來描述。把提出數(shù)據(jù)請求服務的應用程序稱為控制方向、即命令的下行;把提供數(shù)據(jù)服務的應用程序稱為監(jiān)測方向,即數(shù)據(jù)的上行。這樣,一個完整的規(guī)約有控制方和監(jiān)測方兩個方面。控制方向下發(fā)送命令,并解析監(jiān)測方發(fā)來的應答或主動上報的數(shù)據(jù)或狀態(tài)指示報文;監(jiān)測方解析命令,根據(jù)請求命令組織應答報文并上傳。
1.2 通信規(guī)約的共性
任何通信規(guī)約都具有如下共同特征;幀結構的相似性、數(shù)據(jù)對象種類和報文長度的有限性、報文流的粒子性、邏輯過程的有窮性、傳送原因的可分類性。
(1)幀結構的相似性
每幀報文都有圖2所示的傳輸控制部分。
傳輸控制部分的目的之一是保證要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)最終能夠正確到達目的地。傳輸控制部分包括同步字對象、長度對象、傳輸方向對象、源地址對象、目的地址對象、幀號對象、功能符對象、結束符對象、其它對象及校驗碼十種對象構成。任何具體的規(guī)約都是上述對象的全部或基子集的一個具體排列。
數(shù)據(jù)部分就是用傳輸控制元素封裝起來的傳輸數(shù)據(jù)。
(2)數(shù)據(jù)對象種類和報文長度的有限性
數(shù)據(jù)對象是通信規(guī)約真正要傳輸?shù)膶ο。任何一個具體應用,要傳輸數(shù)據(jù)對象的種類是有限的,因而人們能夠通過具體的通信規(guī)約將其進行描述。通信規(guī)允管理平臺同樣也能被描述出來。
任何規(guī)約一幀報文的最大長度都是有限的,這樣不但可以遏制通信線路上長期被個別設備獨占,也減少了錯誤傳的次數(shù)與重傳時間。一旦要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)超過規(guī)定幀長,要分幀發(fā)送,接收方根據(jù)幀號來組裝源數(shù)據(jù)。
(3)報文流的粒子性
更重要的是任何報文流的最小單位都是一個二進制位,相應報文的最小定義單元也是一個二進制位,這是所有通信規(guī)約的共性,不同的是各位間含義不同。任何規(guī)約的不同定義都在報文流有不同的確定位置(對位而言),數(shù)據(jù)發(fā)送是以字節(jié)為單位的。所以,引入順序號的概念來描述并指示定義在不同報文中的起始位置(相對于合法報文的第一個同步字)和位數(shù),順序號屬性就成了所有對象的共同屬性。描述如下:
*字節(jié)序號——定義在一個以字節(jié)為單位,合法幀中數(shù)據(jù)成員占有的邏輯序號,第一個起始符為邏輯序號0(C、C++下標從0開始),根據(jù)在數(shù)據(jù)流中出現(xiàn)的先后順序遞增;
*字節(jié)內(nèi)的起始位號——字節(jié)內(nèi)的開始位號,取值范圍0~7;
*位數(shù)——用幾位表示。
摘要:論述設計通信規(guī)約管理平臺的必要性與可行性;借鑒操作系統(tǒng)的PCB思想,結合面向對象的方法學提出通信規(guī)約管理平臺設計的核心思想——用戶填寫靜態(tài)規(guī)約說明書。規(guī)約管理平臺根據(jù)規(guī)約書生成通信規(guī)約控制塊,由規(guī)約控制塊控制、管理并適應千差萬別規(guī)約程序的運行。
關鍵詞:平臺 規(guī)約說明書 CPCB 動態(tài)描述靜態(tài)描述 邏輯描述
引言
眾所周知,通信的雙方必須遵守相同的協(xié)議,報文才能互相識別。目前,不同行業(yè)間的通信協(xié)議千差萬別。為解決不同通信協(xié)議間的計算機系統(tǒng)通信問題,人們普遍采用的措施是一個具體規(guī)約對應一段程序。如果出現(xiàn)新規(guī)約,只能由通信雙方共同配合,由一方按另一方的標準修改或增加通信規(guī)約來解決問題。這種解決措施使得通信系統(tǒng)的適應能力不強、可維護性差,難以兼容不同規(guī)約的設備。
筆者借鑒操作系統(tǒng)進程控制塊PCB的思想,通過對各種通信規(guī)約的認真分析研究,提出了自己的通信規(guī)約管理平臺的核心設計思想——用戶填寫指定格式的靜態(tài)規(guī)約說明書。規(guī)約管理平臺根據(jù)規(guī)約書生成通信規(guī)約控制塊,由規(guī)約控制塊統(tǒng)一控制、管理,并適應千差萬別規(guī)約程序的運行。
該平臺的設計使得系統(tǒng)能夠適應千差萬別的通信規(guī)約,不用修改程序就能夠保證通信系統(tǒng)在線運行情況下,接入各種新設備,以不變的程序應對萬變的規(guī)約,維護真正做到傻瓜化、智能化。
1 設計通信規(guī)約管理平臺的可行性
1.1 統(tǒng)一的通信模型
任何兩臺計算機上的兩個應用程序通信,都遵從如圖1所示的通信模型。數(shù)據(jù)流動可以用收到發(fā)兩個動作來描述。把提出數(shù)據(jù)請求服務的應用程序稱為控制方向、即命令的下行;把提供數(shù)據(jù)服務的應用程序稱為監(jiān)測方向,即數(shù)據(jù)的上行。這樣,一個完整的規(guī)約有控制方和監(jiān)測方兩個方面?刂品较蛳掳l(fā)送命令,并解析監(jiān)測方發(fā)來的應答或主動上報的數(shù)據(jù)或狀態(tài)指示報文;監(jiān)測方解析命令,根據(jù)請求命令組織應答報文并上傳。
1.2 通信規(guī)約的共性
任何通信規(guī)約都具有如下共同特征;幀結構的相似性、數(shù)據(jù)對象種類和報文長度的有限性、報文流的粒子性、邏輯過程的有窮性、傳送原因的可分類性。
(1)幀結構的相似性
每幀報文都有圖2所示的傳輸控制部分。
傳輸控制部分的目的之一是保證要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)最終能夠正確到達目的地。傳輸控制部分包括同步字對象、長度對象、傳輸方向對象、源地址對象、目的地址對象、幀號對象、功能符對象、結束符對象、其它對象及校驗碼十種對象構成。任何具體的規(guī)約都是上述對象的全部或基子集的一個具體排列。
數(shù)據(jù)部分就是用傳輸控制元素封裝起來的傳輸數(shù)據(jù)。
(2)數(shù)據(jù)對象種類和報文長度的有限性
數(shù)據(jù)對象是通信規(guī)約真正要傳輸?shù)膶ο蟆H魏我粋具體應用,要傳輸數(shù)據(jù)對象的種類是有限的,因而人們能夠通過具體的通信規(guī)約將其進行描述。通信規(guī)允管理平臺同樣也能被描述出來。
任何規(guī)約一幀報文的最大長度都是有限的,這樣不但可以遏制通信線路上長期被個別設備獨占,也減少了錯誤傳的次數(shù)與重傳時間。一旦要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)超過規(guī)定幀長,要分幀發(fā)送,接收方根據(jù)幀號來組裝源數(shù)據(jù)。
(3)報文流的粒子性
更重要的是任何報文流的最小單位都是一個二進制位,相應報文的最小定義單元也是一個二進制位,這是所有通信規(guī)約的共性,不同的是各位間含義不同。任何規(guī)約的不同定義都在報文流有不同的確定位置(對位而言),數(shù)據(jù)發(fā)送是以字節(jié)為單位的。所以,引入順序號的概念來描述并指示定義在不同報文中的起始位置(相對于合法報文的第一個同步字)和位數(shù),順序號屬性就成了所有對象的共同屬性。描述如下:
*字節(jié)序號——定義在一個以字節(jié)為單位,合法幀中數(shù)據(jù)成員占有的邏輯序號,第一個起始符為邏輯序號0(C、C++下標從0開始),根據(jù)在數(shù)據(jù)流中出現(xiàn)的先后順序遞增;
*字節(jié)內(nèi)的起始位號——字節(jié)內(nèi)的開始位號,取值范圍0~7;
*位數(shù)——用幾位表示。
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