基于VxWorks实时操作系统的文件传输软件的设计与实现图精.docx
- 文档编号:12687426
- 上传时间:2023-04-21
- 格式:DOCX
- 页数:11
- 大小:27.62KB
基于VxWorks实时操作系统的文件传输软件的设计与实现图精.docx
《基于VxWorks实时操作系统的文件传输软件的设计与实现图精.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《基于VxWorks实时操作系统的文件传输软件的设计与实现图精.docx(11页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
基于VxWorks实时操作系统的文件传输软件的设计与实现图精
第36卷第2期2010年2月
信息化研究
InformatizationResearch
V01.36No.2Feb.2010
基于VxWorks实时操作系统的文件传输软件的设计与实现
谢佑波1,万福1,袁朝晖2,许建南1
(1.海军指挥学院,江苏省南京市211800;2.中国人民解放军91715部队,广东省广州市510450
摘要:
在一些军事、航空等对数据的传输可靠性要求比较高的领域中,简单的串口通信协议已不能满足可靠性要求,需要基于VxWorks操作系统设计并实现一个具有较高通信质量和可靠性的串口通信协议体系结构。
本文结合在嵌入式实时操作系统中实现文件传输的实际应用,设计了基于Vx—Works的串l:
lt通信协议,给出了通信协议的基本原理及其在VxWorks下的设计实现,并用于某型数据链中的文件传输,具有一定的应用价值。
关键词:
VxWorks;实时操作系统;文件传输;协议
中图分类号:
TP3ll
0引言
VxWorks是一个微内核、可裁剪的高性能实时操作系统,在实时操作系统市场上处于领先地位,以其良好的可靠性和卓越的实时性被广泛应用在通信、军事、航空、航天等高精尖技术及实时性要求极高的领域中,如卫星通信、弹道制导、飞机导航等。
串【J在嵌入式系统中是一类蘑要的数据通信接口。
串F1通信开发简单,在传输数据量不大、速度要求不高而传输距离较大的通信设备中已得到J“泛应用。
在一些军事、航空等对数据的传输可靠性要求比较高的领域中,简单的串口通信协议已不能满足可靠性要求,需要皋于VxWorks设计并实现一个具有较高通信质量和可靠性的串几通信协议体系结构。
本文提出的文件传输软件设计丁基于RS-422口的新的通信协议,大大提高了VxWorks中串口通信的质量和町靠性,并在VxWorks实时嵌入式操作系统中实现,较好地应用于某型数据链的文件传输中。
l文件传输软件功能概述
本文件传输软件是为某犁数据链系统设计的一个模块,该数据链系统是一个建立在实时操作系Vx—Works下的复杂的嵌入式应用,划分为板级支持包(BSP软件、内核(WindKernel和应用程序3部分。
为了满足数据链系统记录数据的下载、分析,加载嵌入式数据链设备通信组成方案以及加载、下载数据库的功能需求,要求在数据链系统各处理设备之间实
收稿日期:
2009-09-01;修回日期:
2010-01-12。
现文件上载、下载的功能。
数据链系统分析处理设备通常为固定装备,不便于携带。
而数据加载器为便携设备,充当了数据链和通信计划制定、编配设备或数据分析处理设备之间的中介,如图l所示。
数据加载器可以通过某种方式和通信计划制定、编配设备或数据分析处理设备进行文件交换。
另一方面,数据加载器通过RS-422通信线路和数据链系统进行文件的上载、下载。
另外,操作员能在加载器上对数据系统的这些文件进行管理(如查看目录内容、删除文件。
这砦文件传输的可靠性对数据链系统的正常运行至关霞要。
正是基于文件传输要具有较高可靠性这一需求,设计了通信协议体系结构,并在VxWorks实时嵌入式操作系统中实现,用于加载器和数据链系统之间的数据通信。
“渝
数据系统
……………。
1
将上载文件;
待F裁的文件
………一:
:
二……….机上珏境…………………………………处理中心环境
加载器
i--……………
;将上载文件{
陌i翮
操作员
处理巾心计算机
臣亘函口;将下载的文件;
图1文件传输软件结构图
2协议栈的设计及实现
客户端和服务器端通过各层协议交互实现文件上下载功能。
这些协议包括物理层的RS-422协议,数据・53・
万方数据
・技术应用・信息化研究
2010年2月
链路层的数据块协议Block、链路访问协议LAPB(平衡方式链路访问协议,包拆装协议以及文件传输协议。
协议栈如图2所示。
用广
lI
麽
l
I
文I
l文件传输ClientI
l文件传输ServerI
件I
系I
统
维l
维工
护l包拆装Segment
I包拆装Segment
l
护
I
l
器
电器I
I
子客I
l
服户l链路访问LAPB
l
I链路访问LAPB
务盘
端
I
器I
端
l
l数据帧Block。
lI
数据帧BlockI
l
l
I
l物理通道RS-422卜
叫物理通道RS-422l
I
I
图2协议栈
VxWorks支持C和C++语言,我们开发了Vx.
Works封装库,用C++写的程序完全可以编译通过,本项目采用C++语言在集成环境Tornado2.0中开发。
关于VxWorks可以参考各种相关资料。
对于板级支
持包(BSP和软件的VxWorks封装库…本文不作讲述,主要讲述各层协议及其在VxWorks中的c++实
现。
2.1物理层协议
物理层协议规定了通信通道的物理特性,遵循RS-422标准,这里不详述,具体可参考RS-422标准。
物理层协议定义了各层通信协议的基类CLayer。
主要提供各层的共有属性,各层对其进行继承;还定义了一
个类CTransmitter,对物理层通信通道进行配置。
2.2数据链路层协议
数据链路层协议分2个子层:
(1数据成帧协议;
(2LAPB。
数据成帧协议实现将串行线路上的字符流
组成数据帧,并对数据帧进行校验。
LAPB为第3层提供面向连接的服务,具有链路连接控制、差错控制以及流控制功能,从而降低了误码率,提高了数据传输质量。
2.2.1数据成帧协议
虽然数据加载器和数据链处理设备之间的通信路
径已经很可靠,但为了确保低差错率也不会导致故障,
该协议提供了错误保护机制。
二者之间的每l份报文都由数据块DATA、块校验和BCS组成心],如图3所
示。
控制字符包括以下符号:
DLE为数据链路转义,取值10H;STX为报文开始,取值02H;NUL为空字符,
・S4・
6----BCS---->
图3数据帧格式
用于填充,取值OOH;ETX为报文结束,取值03H。
数据块包括1个开始发送序列(10H02H、报文和1个结束发送序列(10H03H。
数据块校验和由发
送端计算得出。
在发送端将报文的每1个8比特组相
加再模上65536,再将这个16位结果的每1位取反,加1,然后发送给接收端。
发送报文内容以及校验和时,每次遇到值为10H(DLE的字符,都在该字符后添加1个填充符00H(NUL,这样就保证了开始和结束
标志能够被区分开来。
接收端应丢弃跟在10H(DLE
后面的00H(NUL。
去除填充符后,接收端将报文内容的8比特组同16位BCS相加后模63536,结果应该是0000H。
如果接收端收到的报文校验错误,就丢弃该报文。
发送端在发送DLE之后只町能发送STX、NUL或ETX,因此,如果接收端收到DLE后跟着其他字符,则认为发生了数据丢失或错误,并重新搜索开始标志。
接收端收到1个意外的结束标志也会导致重新
搜索开始标志。
收到1个开始标j基将总认为是新报文
的开始,而不管接收端处于什么状态。
这里定义了类CL2来实现数据成帧协议。
2.2.2
LAPB
LAPB的帧格式如图4所示。
地址(A控制(c
信息(18比特
l
8比特
”比特
图4LAPB帧格式
地址字段由1个8比特组组成,用于标识该帧是
命令帧还是响应帧,地址编码如图5所示。
编码
地址
MSB
…LSBDCE发往DTE命令帧A
O
OO
O
ll
D'11E发往iX'E响应帧DTE发往IX_'E命令帧B0000000l
DCE发往DTE响应帧
图5LAPB地址编码
模8(基本操作的控制字段由1个8比特组组成。
模128(扩展操作的控制字段由2个8比特组组
成。
控制字段包括命令或响应,以及叮能使用的序号。
其格式有3种类型,分别用于完成编号的信息传送(I格式、编号的监控功能(S格式和无编号的控制功能(u格式旧J。
模8操作的控制字段格式如图6所示。
这里用类CLapb来具体实现。
2.3包拆装协议
包拆装协议主要实现:
控制功能,控制连接的建立
万方数据
第36卷第2期谢佑波,等:
基于VxWorks实时操作系统的文件传输软件的设计与实现・技术应用・
控制字段比特765432l0
l格式N(RlPN《SO
s格式NIRP/FS3S20I
U格式M7M6M5P/FM3M2ll
图6LAPB模8操作的控制字段格式
和拆除;管理功能,决定何时拆除连接,释放设备;信息的接收和发送功能,双方在建立连接后交换信息。
这里用类CL3来具体实现。
文中代码限于篇幅未予列出。
3结束语
本文描述了在实时操作系统VxWorks中基于串口的新的文件传输协议,改进了VxWorks所提供的串口通信协议,提高了通信质量和可靠性。
目前已经在某型数据链系统中获得了应用,大大降低-r误码率,提高了传输的可靠性。
该方法可适用于对数据传输可靠性要求较高的领域,具有较高的应用价值。
在嵌入式实时操作系统中使用串u通信,不仅可以扩展嵌入式设备的通信能力,而且可以扩大其应用范围。
参考文献
[1]WindRiverSystem,Inc.VxWorksProgrammer’8Guide[M].1999.
[2]孔祥营,柏桂枝.嵌入式实时操作系统VxWorks及其开发环境Tornado[M].北京:
中国电力出版社,2002.
[3]陈智育,温彦军,陈琪.VxWorks程序开发实践[M].北京:
人民邮电出版社,2004.
谢佑波(1979-,男,硕士,研究方向为通信与信息系统。
DesignandImplementationofFileTransmissionBasedon
EmbeddedReal-timeOperatingSystemVxWorks
XlEYoub01,WANFu’,YUANChaohui2,XUJiannan。
(1.NavyCommandCollege,Nanjing21l800,China;
2.Unit91715ofPLA,Guangzhou510450,China
Abstract:
Combiningtheapplicationoffiletransmissionsystemwithembeddedreal-timeoperatingsystemVxWorks,withtheserialcommunicationinitasanexample,acommunicationprotocolbasedontheserialcommunicationisdesigned.Theprincipleofcommunicationprotocolanditsrelizationareprovidedandusedinadatalinksystem.
Keywords:
VxWorks;real—timeoperatingsystem;filetransmission;protocol
监惫娥置鼍茧≮似蓝馐毫鲨锰鼍鲨电东基鬣≤哇‘毫美≤噔若喧谧i篓j蠡墨蓝:
芝篮谨乏篮墨蓝锰矗篓基篡矗《囊墨‘i蠼j《篮j蛙:
芝蛙‘i:
噬五篮i盔芝蓝:
篡茁蠢尝{蓝冀学稼囊毫:
芸盏馘≤茁乏篮芝蓝芝(上接第52页用[M].西安:
西安交通大学出版社,1997.
参考文献
[1]穆剑玲,刘振栋.MCS-51与串行D/A转换器的接口设计[J].国外电子元器件,1999(12:
33-35.
[2]刘守义,杨宏丽,王静霞.单片机应用技术[M].西安:
西安电子科技大学出版社,2004.[5]NORTHROPRB.AnMogElectronicCircuits:
AnalysisandApplications[M].Addi∞n.wesleyPublishingCompany,1990.
[6]杨军.新型多路数控增益放大器[J].电子工程师,2008,34(10:
35-39.
[3]杨文龙.单片机原理及应用[M].西安:
西安电子科技大学究。
出版社,1993.
[4]薛均义,张彦斌.MCS-51/96系列单片微型计算机及其应
于进杰(1983.,男,主要从事电子信息工程的教学和研
ImplementationofSerial心DConversionBasedonSingleChipMachineYUJi哪ie,FENGGensheng,XIAOXianbao,HUANGZhiying
(BengbuTankInstituteofPLA,Bengbu233013,China
Abstract:
Forwardchannelistheconnectionpartbetweensinglechipmachineapplicationsystemandsig-nalcollectionobjects.Inordertoreducethenumberoftransmissionwireandtopreventinterference,weuse12.bitserialoutput8.channelA/DconverterMAXl86fordatacollectionandphotocoupler(isolatorMOC3009forisolatedtransmission.Withonlyfourlinesto89C51microcontroller,thehardwarecircuitdesignisgreatlysimplified.
Keywords:
singlechipmachine;datasampling;A/Dconversion;serial
・55・ 万方数据
基于VxWorks实时操作系统的文件传输软件的设计与实现
作者:
谢佑波,万福,袁朝晖,许建南,XIEYoubo,WANFu,YUANChaohui,XUJiannan作者单位:
谢佑波,万福,许建南,XIEYoubo,WANFu,XUJiannan(海军指挥学院,江苏省南京市,211800,袁朝晖,YUANChaohui(中国人民解放军91715部队,广东省广州市,510450
刊名:
信息化研究
英文刊名:
INFORMATIZATIONRESEARCH
年,卷(期:
2010,36(2
参考文献(3条
1.陈智育;温彦军;陈琪VxWorks程序开发实践2004
2.孔祥营;柏桂枝嵌入式实时操作系统VxWorks及其开发环境Tornado2002
3.WindRiverSystem,IncVxWorksProgrammer'sGuide1999
本文链接:
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 基于 VxWorks 实时 操作系统 文件传输 软件 设计 实现