關(guān)于A(yíng)RM處理器的MVB 2類(lèi)設備研究
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系統級驅動(dòng) 與系統軟件相關(guān)的驅動(dòng)，這類(lèi)驅動(dòng)是操作系統和中間件等系統軟件所需的驅動(dòng)程序，他們的開(kāi)發(fā)要按照系統軟件的要求進(jìn)行。
應用級驅動(dòng) 與應用程序相關(guān)的驅動(dòng)，和操作系統無(wú)關(guān)，由應用決定。
3.1.2 操作系統層
操作系統層足嵌入式軟件的核心，是系統的軟件支持平臺。主要包括實(shí)時(shí)操作系統內核、文件系統、電源管理、嵌入式GUI系統、嵌入式網(wǎng)絡(luò )系統。其中嵌入式內核是基礎和必備的部分，主要完成任務(wù)調度、內存管理、任務(wù)間通信、任務(wù)的同步與互斥、中斷管理、定時(shí)器等功能。本系統采用Nucleus Plus嵌入式操作系統，能完全滿(mǎn)足MVB對于實(shí)時(shí)性、可靠性、完整性和有效性的要求。NucleusPlus采用了軟件組件的方法，每個(gè)組件具有單一而明確的目的，包括任務(wù)控制管理、內存控制管理、定時(shí)器管理、中斷、系統診斷、I／O驅動(dòng)管理等16個(gè)組件。
3.1.3 應用軟件層
應用軟件層主要由多個(gè)相對獨立的應用任務(wù)組成，每個(gè)應用完成一個(gè)特定的工作，這里主要包括MVB協(xié)議棧軟件。MVB協(xié)議棧軟件在實(shí)時(shí)操作系統內核的支持下，通過(guò)MVB驅動(dòng)模塊完成MVB網(wǎng)絡(luò )數據通信任務(wù)。用戶(hù)應用可以利用MVB協(xié)議棧的接口函數訪(fǎng)問(wèn)需要的數據集，并利用收到或者發(fā)送的數據進(jìn)行相應的控制或其他數據處理工作。
3.2 實(shí)時(shí)協(xié)議
每個(gè)網(wǎng)絡(luò )都要有與之相應的網(wǎng)絡(luò )軟件在其上運行，這些軟件被稱(chēng)為協(xié)議。在互聯(lián)網(wǎng)上運行的協(xié)議我們稱(chēng)之為T(mén)CP／IP協(xié)議，在列車(chē)通信網(wǎng)上運行的類(lèi)似TCP／IP的協(xié)議我們稱(chēng)之為實(shí)時(shí)協(xié)議(Real Time Protocol，RTP)，實(shí)時(shí)協(xié)議為一個(gè)應用與另一個(gè)應用在列車(chē)通信網(wǎng)上的通信提供協(xié)議和服務(wù)。
實(shí)時(shí)協(xié)議分層結構如圖6所示。由圖中的分層結構可知MVB實(shí)時(shí)協(xié)議包括過(guò)程變量通訊和消息數據通訊兩部分。由圖可知變量的協(xié)議和服務(wù)包括過(guò)程數據鏈路層接口(LPI)和變量的應用層接口(AVI)。消息協(xié)議和服務(wù)包括消息數據鏈路層接口(LMI)、網(wǎng)絡(luò )層、傳送層、會(huì )話(huà)層、應用層接口(AMI)。其中鏈路層接口又稱(chēng)為低層接口，他規定來(lái)自總線(xiàn)的服務(wù)，應用層接口又稱(chēng)為高層接口，他規定提供給應用的應用層接口。
3.3 消息通信機制及其實(shí)現
MVB 2類(lèi)設備的主要特征是實(shí)現消息數據的發(fā)送和接收。消息通信中實(shí)時(shí)協(xié)議是由信使執行的，他是作為獨立的進(jìn)程與應用并行運行。實(shí)時(shí)協(xié)議的網(wǎng)絡(luò )層、傳輸層、會(huì )話(huà)層、表示層是由信使來(lái)執行并實(shí)現的，信使與應用層有一個(gè)消息應用層接口(AMI)，通過(guò)這個(gè)接口應用可以調用信使的服務(wù)。同時(shí)信使與鏈路層也有一個(gè)接口：消息鏈路層接口(LMI)，鏈路層通過(guò)這個(gè)接口向信使提供服務(wù)。在編程實(shí)現消息通信時(shí)，只需要使用消息應用層接口。
用戶(hù)開(kāi)發(fā)程序來(lái)實(shí)現消息通信，就是使用消息應用層接口中的接口函數來(lái)調用信使的各項功能，實(shí)現消息通信的應用程序就是按照這個(gè)順序編寫(xiě)和執行的。消息數據的實(shí)現程序的流程如圖7所示。
4 結 語(yǔ)
使用符合TCN標準的產(chǎn)品是開(kāi)發(fā)下一代新式列車(chē)的重要發(fā)展趨勢，本文通過(guò)對IEC61375-1列車(chē)通訊網(wǎng)絡(luò )標準的研究，提出了MVB 2類(lèi)設備軟硬件的設計方案并完成了系統硬件各功能模塊設計和上層軟件的部分設計，對MVB實(shí)時(shí)協(xié)議RTP和消息通信的機制也做了深入的研究，并給出了消息通信的編程實(shí)現方法。通過(guò)對基于ARM處理器的MVB 2類(lèi)設備的深入研究和功能設計實(shí)現，不但為以后開(kāi)發(fā)更高類(lèi)別的MVB設備積累了經(jīng)驗，而且為進(jìn)一步自主開(kāi)發(fā)其他符合TCN標準的MVB產(chǎn)品提供了借鑒。
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