基于VxWorks实时操作系统的文件传输软件的设计与实现图精Word文档格式.docx

1、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（Wind Kernel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

2、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 ;

3、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l I麽lI文 Il文件传输Client Il文件传输Server I件 I系 I统维 l维 工护 l包拆装SegmentI包拆装Segment护器电 器 I子 客 I服 户 l链路访问LAPBI链路访问LAPB务 盘端器 Il 数据帧Block。数据帧Block I

4、l物理通道RS-422卜叫物理通道RS-422l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Tornado 2.0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CT

5、ransmitter,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

6、开始,取值02H;NUL为空字符,S46-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（10H 02H、报文 和1个结束发送序列（10H 03H。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

7、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。2.2.2LAPBLAPB的帧格式如图4所示。地址（A 控制（c信息（1 8比特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

8、MSB LSB DCE发往DTE命令帧 AOO Ol lD11E发往iXE响应帧 DTE发往IX_E命令帧 B 0000000lDCE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VxWork

9、s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 765432l 0l格式 N（Rl P NS Os格式 NIR P/F S3S20IU格式 M7M6M5P/F M3M2l l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

10、。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1Wind River System,Inc.VxWorks Programmer8GuideM. 1999.2孔祥营,柏桂枝.嵌入式实时操作系统VxWorks及其开发 环境TornadoM.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。Design and Implementation of

11、 File Transmission Based onEmbedded Real-time Operating System VxWorksXlE Youb01,WAN Fu,YUAN Chaohui2,XU Jiannan。（1.Navy Command College,Nanjing 21l 800,China;2.Unit 91715of PLA,Guangzhou 510450,ChinaAbstract:Combining the application of file transmission system with embedded real-time operating sys

12、tem VxWorks,with the serial communication in it as an example,a communication protocol based on the serial communication is designed.The principle of communication protocol and its relization are provided and used in a data link system.Keywords:realtime operating system;file transmission;protocol监惫娥

13、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,1997.1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. 5NORTHROP R B.AnMog Electronic Circuits:Analysis and ApplicationsM.Addin.wesley Publishin

14、g Company, 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Implementation of Serial心D Conversion Based on Single Chip Machine YU Ji哪ie,FENG Gensheng,XIAO Xianbao,HUANG Zhiying（Bengbu Tank Institute of PLA,Be

15、ngbu 233013,ChinaForward channel is the connection part between single chip machine application system and sig-nal collection objects.In order to reduce the number of transmission wire and to prevent interference,we use 12.bit serial output 8.channel A/D converter MAXl86for data collection and photo

16、coupler（isolator MOC3009for isolated transmission.With only four lines to 89C51microcontroller,the hardware circuit design is greatly simplified.single chip machine;data sampling;A/D conversion;serial55 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 , XIE Youbo, WAN Fu, YUAN Chaohui, XU J

17、iannan作者单位:谢佑波,万福,许建南,XIE Youbo,WAN Fu,XU Jiannan（海军指挥学院,江苏省南京市,211800 , 袁朝晖,YUAN Chaohui（中国人民解放军91715部队,广东省广州市,510450刊名:英文刊名:INFORMATIZATION RESEARCH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 20042. 孔祥营;柏桂枝 嵌入式实时操作系统VxWorks及其开发环境Tornado 20023. Wind River System,IncVxWorks Programmers Guide 1999本文链接: