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
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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
护
器
电器I
子客I
服户l链路访问LAPB
I链路访问LAPB
务盘
端
器I
l数据帧Block。
数据帧BlockI
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
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
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。
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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:
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:
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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
Forwardchannelistheconnectionpartbetweensinglechipmachineapplicationsystemandsig-nalcollectionobjects.Inordertoreducethenumberoftransmissionwireandtopreventinterference,weuse12.bitserialoutput8.channelA/DconverterMAXl86fordatacollectionandphotocoupler（isolatorMOC3009forisolatedtransmission.Withonlyfourlinesto89C51microcontroller,thehardwarecircuitdesignisgreatlysimplified.
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:
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
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