基于Nios II的雙網(wǎng)傳真機系統的研究與開(kāi)發(fā)
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在通過(guò)Internet進(jìn)行傳真時(shí)需要將MH編碼數據封裝在TIFF文件中，封裝成TIFF文件的過(guò)程通過(guò)軟件模塊實(shí)現。
(4)譯碼模塊
基于FPGA硬件電路實(shí)現圖像MH譯碼模塊，采用快速譯碼策略。在譯碼時(shí)，由于碼元不等長(cháng)且數據量較大，構造譯碼樹(shù)較困難，應采用快速譯碼方法?？焖僮g碼算法的基本思想是采取多步合一的方法，一次輸入的不是一個(gè)碼元，而是多個(gè)碼元。根據碼表的特點(diǎn)可知，白游程最短碼長(cháng)是4，黑游程最短碼長(cháng)是2。由此在譯碼開(kāi)始時(shí)，碼元是以穿行的方式進(jìn)入譯碼電路，對白游程可以直接讀取4 bit，進(jìn)入譯碼查找，若非完整編碼再逐位讀??；對黑游程可以直接讀取2 bit，進(jìn)入譯碼查找，若非完整編碼再逐位讀取。譯碼的具體算法如下：
①按游程類(lèi)型讀取對應最小編碼長(cháng)度編碼；
②在形成碼中進(jìn)行匹配，若成功，按游程類(lèi)型繼續讀取對應最小編碼長(cháng)度編碼，轉入③；否則轉入④；
③終結碼中匹配，失敗則讀取下一位繼續匹配，直至成功；
④在終結碼中進(jìn)行匹配，匹配成功則跳入①重新開(kāi)始；否則讀取下一位編碼，轉入②。重復以上操作，直到本行結束；
(5)掃描、打印、電機驅動(dòng)邏輯。
本硬件模塊采用FPGA實(shí)現，主要提供CIS掃描器件、TPH打印器件、電機的驅動(dòng)時(shí)序信號。
2.2 雙網(wǎng)數字傳真機軟件設計
操作系統采用實(shí)時(shí)操作系統內核?滋C/OS-II，硬件抽象層HAL[5]由Nios II開(kāi)發(fā)工具生成，TCP/IP協(xié)議棧使用移植到μC/OS-II上的Niche TCP/IP協(xié)議棧。Altera EP1C20開(kāi)發(fā)板含有SMSC LAN91C111-NE MAC/PHY芯片，該芯片完成網(wǎng)絡(luò )中MAC/PHY功能。軟件主要完成系統控制和T30協(xié)議通信過(guò)程、非實(shí)時(shí)傳真通信過(guò)程、Tiff[6]文件創(chuàng )建、Tiff文件解析。由于μC/OS-II是多任務(wù)的實(shí)時(shí)內核，故系統劃分和設計了以下任務(wù)：
(1)Init任務(wù)：初始化任務(wù)，建立任務(wù)之間的通信量。
(2)TCP/IP協(xié)議棧任務(wù)：Inet_main任務(wù)，該任務(wù)負責TCP/IP協(xié)議的運行。
(3)clock tick任務(wù)：系統ticks任務(wù)。
(4)T30發(fā)送任務(wù)：實(shí)現發(fā)送一封傳真的T30通信過(guò)程。
(5)T30接收任務(wù)：實(shí)現接收一封傳真的T30通信過(guò)程。
(6)SMTP發(fā)送任務(wù)：通過(guò)SMTP命令EHLO、AUTH、RCPT、MAIL、DATA、QUIT和傳真服務(wù)器進(jìn)行對話(huà)，基于SMTP協(xié)議實(shí)現非實(shí)時(shí)傳真通信協(xié)議，即按照服務(wù)器接收的發(fā)送傳真格式發(fā)送一封特殊郵件到服務(wù)器。其中傳真數據文件以附件的方式附在這封有固定格式和含義的郵件中，圖像數據需要封裝成Tiff文件的形式，附件發(fā)送時(shí)需要按照SMTP協(xié)議將數據重新編碼為base64格式的編碼數據才能進(jìn)行發(fā)送。該封郵件內容固定格式中含有賬號密碼、發(fā)送參數、發(fā)往目標號碼列表信息等內容，是非實(shí)時(shí)傳真通信協(xié)議中規定的內容。
(7)POP3接收任務(wù)：通過(guò)POP3命令USER、PASS、STAT、RETR、QUIT實(shí)現與傳真服務(wù)器的對話(huà)，從傳真服務(wù)器收取一封特殊的郵件，該郵件的附件即為傳真圖像數據Tiff文件。收取下來(lái)的Tiff文件是base64編碼數據，首先需要將文件數據進(jìn)行base64解碼還原出Tiff文件。
(8)Tiff文件解碼任務(wù)：Tiff文件是標簽式文件，按照Tiff文件的格式和對應標簽含義解析出Tiff文件的信息和具體的圖像數據，然后觸發(fā)MH解碼電路模塊工作并驅動(dòng)電機和TPH打印模塊打印黑白像素點(diǎn)。
(9)創(chuàng )建Tiff文件任務(wù)：根據Tiff文件信息標簽組建Tiff文件。
雙網(wǎng)傳真機系統在A(yíng)ltera Cyclone EP1C20實(shí)驗板、外加驅動(dòng)板、Modem等硬件基礎上開(kāi)發(fā)成功，通過(guò)反復軟硬件調試，軟硬件運行穩定、達到系統功能指標。利用了μC/OS-II能夠穩定、安全處理并發(fā)多任務(wù)這一特點(diǎn)，軟件模塊穩定運行，體現出較高的實(shí)時(shí)性和可靠性，取得了較好的實(shí)際效果。本系統可以自己設計和生產(chǎn)帶Altera FPGA芯片的實(shí)驗板，集成Ethernet MAC/PHY芯片和Modem芯片等，降低系統成本。同時(shí)本系統還可以與PC機聯(lián)網(wǎng)，通過(guò)PC機向雙網(wǎng)傳真機發(fā)送文件和接收文件，這樣可以提高工作效率并減少紙張浪費，適合于公司集團用戶(hù)作為傳真中轉工作機，具有一定的市場(chǎng)應用價(jià)值。
參考文獻
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[6] RFC2306-Tag Image File Format(TIFF)-F Profile for Facsimile[S]，1998.本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/151770.htm
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