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嵌入式通信软件设计 信科系 何小其 第1章 嵌入式通信软件组成 1.1 嵌入式通信软件构件类型 1.2 嵌入式通信软件设计考虑 1.1.1 协议软件 协议软件实现协议规范中详细规定的协议。规范由一些国际标准化组织制定，如ISO、IEEE、ITU-T等。 协议实现通常基于状态事件机，也叫状态机。状态机是协议实现的核心，其形式通常为一状态事件表，记录一系列规则来指出在某一事件下应执行的动作。 1.1.2 基础软件和系统软件 基础软件包括缓冲区管理、动态内存管理、定时器管理、资源管理、模块间的通信，其他软件模块的监视、硬件模块的状态管理等。 系统软件包括实时操作系统和设备驱动程序等 1.2 软件设计考虑 硬件体系结构 RTOS是否选定 需要什么样的性能 需要实现那些协议 实现时要使用哪些全局数据结构和表 需要什么样的缓冲区管理和定时器管理 告警、统计处理机制 系统测试方法 第2章 通信软件结构模型 2.1 通信软件结构模型 2.2 系统块与功能块关系模型 2.2 系统块与功能块关系模型 系统块由多个功能块组成 。在这些功能块里，只有一块功能块与环境交互，它收集环境中发生的事件，把它们转换成可以处理的消息，发给相应的进程。同时，它还接收各功能块中进程发往环境的消息，把它们转换成硬件可以执行的动作或操作系统的系统调用。 第3章 通信系统协议软件实现 3.1 状态机 3.2 协议数据单元处理 3.3 协议接口 3.4 协议软件数据结构 3.5 配置与控制 3.6 系统启动 3.7 小结 3.1 状态机 协议是通信系统功能的核心，而协议实现的核心是状态机。 协议有些是有状态的，有些是无状态的。如IP转发是无状态的，其转发动作的执行不依赖以前的行为或数据包。而7号信令系统中的TUP协议是有状态的，它呼叫流程是和以前的行为或数据包密切相关的。 有状态的协议使用称为状态机（FSM）的结构 3.2 协议数据单元处理 PDU预处理 主要包括包文法检查及校验和验证等工作。 给状态机的事件 预处理完成确定包的类型，并将适当的事件传给状态机，状态机完成数据包的解析，将协议数据转换为编程数据，状态机根据消息类型及消息携带的具体参数执行下一步动作。 PDU传输 状态机完成相应动作后将产生的结果以消息的形式，结合具体所需参数，利用PDU组包功能，将编程数据转化为协议数据，发送到线路上，传送给对方。 因此，概括地讲，协议数据单元处理就是PDU的校验、组包及解包过程，该步骤直接影响状态机的执行。 3.3 协议接口协议任务并非孤立存在或执行，需要和系统环境中的其他成分接口和交互包括： 实时操作系统 存储管理 缓冲区管理 时间管理 事件管理 进程间通信 驱动程序接口 配置与控制 3.4 协议软件数据结构 3.4.1 表 表主要有四类： （1）配置-----用于设置操作参数和边界的读/写或只读。例如，口令就是配置参数。 （2）控制-----用于改变通信软件模块的读/写信息。例如，开启或关断协议，主备用切换标志设置等就是控制。 （3）状态-----详细反映当前操作状态的只读信息。例如，HDLC链路的运行状态就是状态变量。 （4）统计-----模块记数或监视到的只读信息。例如，对一个对模块接收或发送的报文数记数的变量就是统计变量。 3.4.2 其它的数据结构 进程控制块 记录协议模块中各进程状态，参数等信息的数据结构。 接口控制块 记录模块或进程间通信端口状态及信息的数据结构。 3.4.3 实现 在协议软件中使用的数据结构表、进程控制块、接口控制块，通常使用数组、链表、树结构等方式实现。 为了能够快速、有效地访问数据结构，主要根据不同对象设计不同的HASH算法直接定位的方式实现。 3.5 配置与控制协议的配置与控制是指协议的管理 开启和关断协议 开启和关断特定端口的协议 特定接口的编址 设定最大帧尺寸 协议消息超时管理 对等实体的超时处理 鉴别安全信息 流量参数管理 封装信息 3.6 系统启动 （1）对各种表的大小参数进行初始化 （2）为动态数据结构和状态表分配内存 （3）状态表变量初始化 （4）缓冲区和定时器接口初始化 （5）从本地源读入配置，并对配置初始化 （6）高层和低层接口初始化，包括向高层和/或低层注册 （7）需要时创建和启动其它的协议任务 （8）在无限循环中等待 第4章 多板通信软件的设计 5.1 板间通信协议及实现 5.2 多板系统中的故障与容错 通信系统很复杂，通常在一个机壳上有多块板，甚至有多个机壳 本章讨论通信中常用的多板设计中软件结构的变化。 4.1 板间通信协议及