嵌入式系统的通信规约管理平台设计

摘要：论述设计通信规约管理平台的必要性与可行性；借鉴操作系统的PCB思想，结合面向对象的方法学提出通信规约管理平台设计的核心思想——用户填写静态规约说明书。规约管理平台根据规约书生成通信规约控制块，由规约控制块控制、管理并适应千差万别规约程序的运行。　关键词：平台　规约说明书　CPCB　动态描述静态描述　逻辑描述引言众所周知，通信的双方必须遵守相同的协议，报文才能互相识别。目前，不同行业间的通信协议千差万别。为解决不同通信协议间的计算机系统通信问题，人们普遍采用的措施是一个具体规约对应一段程序。如果出现新规约，只能由通信双方共同配合，由一方按另一方的标准修改或增加通信规约来解决问题。这种解决措施使得通信系统的适应能力不强、可维护性差，难以兼容不同规约的设备。笔者借鉴操作系统进程控制块PCB的思想，通过对各种通信规约的认真分析研究，提出了自己的通信规约管理平台的核心设计思想——用户填写指定格式的静态规约说明书。规约管理平台根据规约书生成通信规约控制块，由规约控制块统一控制、管理，并适应千差万别规约程序的运行。该平台的设计使得系统能够适应千差万别的通信规约，不用修改程序就能够保证通信系统在线运行情况下，接入各种新设备，以不变的程序应对万变的规约，维护真正做到傻瓜化、智能化。1　设计通信规约管理平台的可行性1.1　统一的通信模型任何两台计算机上的两个应用程序通信，都遵从如图1所示的通信模型。数据流动可以用收到发两个动作来描述。把提出数据请求服务的应用程序称为控制方向、即命令的下行；把提供数据服务的应用程序称为监测方向，即数据的上行。这样，一个完整的规约有控制方和监测方两个方面。控制方向下发送命令，并解析监测方发来的应答或主动上报的数据或状态指示报文；监测方解析命令，根据请求命令组织应答报文并上传。1.2　通信规约的共性任何通信规约都具有如下共同特征；帧结构的相似性、数据对象种类和报文长度的有限性、报文流的粒子性、逻辑过程的有穷性、传送原因的可分类性。（1）帧结构的相似性每帧报文都有图2所示的传输控制部分。传输控制部分的目的之一是保证要传输的数据最终能够正确到达目的地。传输控制部分包括同步字对象、长度对象、传输方向对象、源地址对象、目的地址对象、帧号对象、功能符对象、结束符对象、其它对象及校验码十种对象构成。任何具体的规约都是上述对象的全部或基子集的一个具体排列。数据部分就是用传输控制元素封装起来的传输数据。（2）数据对象种类和报文长度的有限性数据对象是通信规约真正要传输的对象。任何一个具体应用，要传输数据对象的种类是有限的，因而人们能够通过具体的通信规约将其进行描述。通信规允管理平台同样也能被描述出来。任何规约一帧报文的最大长度都是有限的，这样不但可以遏制通信线路上长期被个别设备独占，也减少了错误传的次数与重传时间。一旦要传输的数据超过规定帧长，要分帧发送，接收方根据帧号来组装源数据。（3）报文流的粒子性更重要的是任何报文流的最小单位都是一个二进制位，相应报文的最小定义单元也是一个二进制位，这是所有通信规约的共性，不同的是各位间含义不同。任何规约的不同定义都在报文流有不同的确定位置（对位而言），数据发送是以字节为单位的。所以，引入顺序号的概念来描述并指示定义在不同报文中的起始位置（相对于合法报文的第一个同步字）和位数，顺序号属性就成了所有对象的共同属性。描述如下：*字节序号——定义在一个以字节为单位，合法帧中数据成员占有的逻辑序号，第一个起始符为逻辑序号0（C、C 下标从0开始），根据在数据流中出现的先后顺序递增；*字节内的起始位号——字节内的开始位号，取值范围0～7；*位数——用几位表示。struct　CommSerial{unsigned　int　SerialByte;unsigned　char　ByteStartBit,ByteEndBit}my={2,0,8}；字节顺序号为2，字节内起始位号为0，位数为8，说明是帧中的第三个字节。如果规约用已有定义的字节的空位来定义，顺序号可以重复，但位号不能重复，用累加实现。（4）逻辑规则的有穷性逻辑规则包含以下四个方面。①命令应答关系规则：包括通信双方中，控制方发送的命令和监测方的应答数据对应关系，以及监测方的状态指示和控制方的发送命令关系两个方面。这种对应关系是确定的、有限的和可描述的。②双方数据发送的时间规则：控制方的自动轮询时间规则、监视方主动上报的时间规则及人工随机干预的控制命令，以上都是有限的与确定的。③优先级规则：控制方同时出现多种要发送的命令，应按优先级规则进行传送。④在帧结构的各控制元素一级封装下，数据对象本身又进行了二级封装。这种二级封可按一级封装的方式解决。（5）传送原因的可分类性控制方的传输原因有自动轮询、人工随机干预、监视方出现需优先处理的状态或指示；监视方向的传输原因有受召唤与主动上报两种。综上所述，通信规约管理平台的设计是完全可行的。