基于SDL的通信協(xié)議開(kāi)發(fā)平臺
進(jìn)程是并行執行的擴展的有限狀態(tài)機,它規定一個(gè)系統的動(dòng)態(tài)行為,進(jìn)程基本上是處于等待信號的狀態(tài),收到信號則立刻進(jìn)行狀態(tài)之間的轉移,進(jìn)程的這一概念非常類(lèi)似于操作系統中進(jìn)程或者任務(wù)的概念。進(jìn)程之間,進(jìn)程與系統環(huán)境之間通過(guò)異步信號進(jìn)行通信,這些信號可攜帶不同類(lèi)型的參數。雖然進(jìn)程的特點(diǎn)和RTOS中任務(wù)有點(diǎn)相似,但實(shí)際開(kāi)發(fā)中一個(gè)SDL的進(jìn)程會(huì )同時(shí)存在上百個(gè)甚至上千個(gè),這顯然不能用任務(wù)去直接實(shí)現SDL進(jìn)程。
在SDL平臺上采用一個(gè)C函數對應一個(gè)SDL的進(jìn)程,該進(jìn)程所在的功能塊負責調度該進(jìn)程的運行。在SDL語(yǔ)言中進(jìn)程可以看作是一個(gè)有限狀態(tài)機,狀態(tài)機的狀態(tài)躍遷是由一系列信號觸發(fā)的,在進(jìn)程的入口函數采用swicht―case架構的實(shí)現狀態(tài)機。在平臺規定了一個(gè)標準的進(jìn)程狀態(tài)機函數模板,協(xié)議開(kāi)發(fā)中每個(gè)進(jìn)程按照這個(gè)模板編寫(xiě)SDL進(jìn)程的代碼。
3.1.3 進(jìn)程并發(fā)性的實(shí)現
進(jìn)程并發(fā)性是通過(guò)在功能塊任務(wù)內的進(jìn)程調度函數實(shí)現的,在調度函數內按照消息的觸發(fā)次序輪流調用進(jìn)程的狀態(tài)機函數。在實(shí)際應用中還會(huì )碰到一個(gè)狀態(tài)機函數,需要并發(fā)調用的情況,比如在WiMAX系統中每個(gè)用戶(hù)站入網(wǎng)過(guò)程都是一樣的,包含下行同步參數獲取、上行參數獲取、初始測距、能力協(xié)商、注冊等狀態(tài)躍遷過(guò)程,所以對基站來(lái)說(shuō)只要一個(gè)進(jìn)程狀態(tài)機就可以完成一個(gè)用戶(hù)站的入網(wǎng)接入過(guò)程,但對基站來(lái)說(shuō)又需要同時(shí)接人多個(gè)用戶(hù),這就需要進(jìn)程狀態(tài)機函數允許被重用,就像面向對象就是類(lèi)和對象的關(guān)系,我們把這種需要被重用的進(jìn)程稱(chēng)做進(jìn)程類(lèi)型,而每個(gè)實(shí)際使用的進(jìn)程稱(chēng)作進(jìn)程實(shí)例,在協(xié)議開(kāi)發(fā)過(guò)程中開(kāi)發(fā)者調用平臺提供接口函數就可以創(chuàng )建一個(gè)或者多個(gè)進(jìn)程實(shí)例。在程序中要實(shí)現狀態(tài)機函數的重用就需要解決函數的重入問(wèn)題,我們采用在每個(gè)狀態(tài)機函數中保留一個(gè)私有存儲區方法解決函數重人過(guò)程中私有變量的保存問(wèn)題,如圖3所示。本文引用地址:http://dyxdggzs.com/article/158152.htm
3.2 通信機制的實(shí)現
在SDL中系統通過(guò)信道與環(huán)境連接。系統由許多用信道連接起來(lái)的功能塊組成,每個(gè)功能塊相對于其他功能塊而言是獨立的。在兩個(gè)不同功能塊中的進(jìn)程之間,通信的惟一手段是靠發(fā)送信號,信號通過(guò)信道來(lái)傳遞。信號是系統的不同功能塊之間或功能塊和環(huán)境之間進(jìn)行通信的手段。
根據信號發(fā)送的目的采用兩種不同方式實(shí)現SDL的通信:
(1)同一功能塊內部的進(jìn)程通訊,這種情況下進(jìn)程之間的通信是由功能塊內部的消息分發(fā)機制實(shí)現的;
(2)不同功能塊之間進(jìn)程的通信,在這種情況下先通過(guò)調用操作系統的消息發(fā)送機制將消息發(fā)送給目標進(jìn)程所在功能塊,由功能塊再分發(fā)給進(jìn)程。
這種兩種方式不管是哪種方式都使用了統一消息發(fā)送接口函數,對開(kāi)發(fā)者來(lái)說(shuō)是透明的。
3.3 定時(shí)器管理
定時(shí)器是SDL語(yǔ)言中一個(gè)重要元素在通信協(xié)議開(kāi)發(fā)中被大量應用,比如在WiMAX系統開(kāi)發(fā)中周期測距需要一個(gè)定時(shí)器周期觸發(fā)周期測距進(jìn)程進(jìn)行信號質(zhì)量的檢測,在網(wǎng)口地址過(guò)濾中需要周期進(jìn)行地址老化。在SDL協(xié)議開(kāi)發(fā)平臺中,我們將定時(shí)器綁定在進(jìn)程狀態(tài)機上,通過(guò)靜態(tài)分配的方法將在平臺初始化時(shí)分配定時(shí)器給每個(gè)進(jìn)程,定時(shí)器的定時(shí)功能由進(jìn)程所在的功能塊任務(wù)維護,這種方法避免了采用一個(gè)任務(wù)管理所有定時(shí)器帶來(lái)任務(wù)負荷過(guò)大的問(wèn)題。另外為了降低功能塊的任務(wù)負荷,在功能任務(wù)內沒(méi)有采用傳統的在一個(gè)固定tick周期內檢查是否有定時(shí)器超時(shí)的方法,而是利用功能塊任務(wù)已經(jīng)有的等待外部任務(wù)消息超時(shí)來(lái)實(shí)現定時(shí)器的定時(shí)檢查。具體說(shuō)就是在SDL的功能任務(wù)內采用差值定時(shí)的方法維護定時(shí)器,在每個(gè)功能塊任務(wù)內維護一個(gè)定時(shí)器鏈表,當定時(shí)器啟動(dòng)時(shí)就插入到這個(gè)定時(shí)器鏈表中并根據時(shí)間進(jìn)行排序。在功能塊任務(wù)等待外部消息超時(shí)后就檢查是否鏈表中有定時(shí)器超時(shí),如果有則向相應的進(jìn)程發(fā)送超時(shí)消息_并刪除該定時(shí)器,然后更新下一個(gè)定時(shí)器超時(shí)周期并把這個(gè)周期設置成等待外部消息超時(shí)的時(shí)間。采用這種定時(shí)器管理機制的好處是定時(shí)器管理任務(wù)只在下一個(gè)定時(shí)器超時(shí)的時(shí)候被激活,而不需要每隔一個(gè)固定周期就需要激活去檢查定時(shí)器鏈表,大大節省了任務(wù)的切換時(shí)間。
4 結 語(yǔ)
基于SDL協(xié)議開(kāi)發(fā)平臺提供一套將SDL語(yǔ)言直接映射成協(xié)議代碼的高效方法,使通信協(xié)議軟件開(kāi)發(fā)人員在協(xié)議開(kāi)發(fā)過(guò)程中將主要精力集中在前期的SDL對系統的描述階段,而無(wú)需關(guān)心系統底層的實(shí)現,較好地提高了協(xié)議開(kāi)發(fā)的效率和代碼的可維護性、可移植性,這些優(yōu)點(diǎn)已經(jīng)在基于IEEE802.16d的固定寬帶無(wú)線(xiàn)接入系統的開(kāi)發(fā)中得到了充分的體現。目前SDL協(xié)議開(kāi)發(fā)平臺還只是實(shí)現了基本的SDL進(jìn)程、功能塊、定時(shí)器等元素,對SDL中通信只實(shí)現了消息的交互,沒(méi)有實(shí)現遠端過(guò)程(Remote Pro―eedure)調用和遠端變量(Remote Variable),這會(huì )限制SDL平臺在一些復雜通信協(xié)議開(kāi)發(fā)中的使用,針對這些問(wèn)題我們將在后續的工作逐步完善。
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