一種基於軟體通信體系結構的多層級平臺建模方法與流程
2023-05-30 18:41:09
本發明涉及軟體通信體系架構中平臺建模方法，具體涉及一種基於軟體通信體系結構的多層級平臺建模方法。
背景技術：
軟體通信體系結構sca(softwarecommunicationarchitecture)是美軍聯合戰術無線電系統jtrs(jointtacticalradiosystem)開發軟體可配置無線電臺的基本需求而建立的獨立於具體應用的軟體無線電體系結構。sca要實現的目標是：極大的提供部署在全球範圍的通信系統的操作靈活性以及互操作能力，系統升級簡單，降低系統開發和操作管理成本。
按照sca標準的定義，系統內的所有設備都在sca軟體平臺中抽象為一個邏輯設備。邏輯設備是具體物理設備在sca平臺上的軟體代理，採用sca標準的設備接口將底層千差萬別的物理設備接口標準化。從而，實現系統軟、硬體的分離。然而，對於一個複雜的軟體無線電系統，資源規模大，系統架構複雜，系統管理實現難度大。基於傳統的單一的邏輯設備抽象機制，難以實現對如此大規模資源的管理。具體弊端如下：
抽象深度不夠：僅對設備進行抽象，系統的上層管理者面對如此底層、龐大的設備對象，難以實現高效的管理及複雜的業務邏輯。
缺乏高效的平臺管理及通信機制：在系統運行過程中，平臺存在大量的數據交互，如上電自檢、周期自檢、參數配置等；沒有統一、高效的通信約束，造成系統設計難度大。
平臺建模缺乏標準規範約束：sca中並沒有對平臺建模的約束，造成平臺建模效率低，而且互不兼容，軟體的可移植性也差。
技術實現要素：
本發明提供一種基於軟體通信體系結構的多層級平臺建模方法，用以解決現有的邏輯設備接口對軟體無線電系統抽象程度不夠，難以實現複雜的系統管理中，如動態重構、健康監測、故障處理等技術問題。
一種基於軟體通信體系結構的多層級平臺建模方法，其特徵在於，包括以下步驟：
步驟1：將軟體通信體系結構分為設備層、節點層和平臺層；
步驟2：實施所述設備層的建模，為系統的每一個設備對象創建所對應的邏輯設備，為創建邏輯設備埠及spd.xm、scd.xml、prf.xml、dpd.xml配置文件；
步驟3：實施所述節點層的建模，根據系統的架構設計和系統各個設備的功能邊界，將系統資源劃分為若干個具有獨立功能邊界的分區，即節點，為各個節點創建對應的設備管理器及設備管理器埠，並為設備管理器創建dcd.xml配置文件；
步驟4：實施所述平臺層建模，根據已有的節點信息，創建域管理器及創建域管理器埠，並為平臺層創建pcd.xml配置文件。
本發明原理：本發明將系統平臺抽象為三個層次：設備層、節點層及平臺層。設備層的對象為邏輯設備，而邏輯設備是系統處理器件在系統平臺上的軟體代理，採用sca標準的設備接口；節點層的對象是設備管理器，而節點是個抽象的概念，是對該節點所管理的所有設備構成的分區的抽象，同時也是該分區的管理單元；平臺層是系統域的最高抽象層，是對系統平臺的抽象，其所管理對象是系統的所有節點，自身對象為域管理器。
為更好實現本發明，可進一步為：所述設備對象是實際系統中物理器件在平臺上的軟體代理，與物體器件一一對應；所述邏輯設備繼承軟體通信體系結構中的標準設備接口，為上層平臺屏蔽了底層硬體接口的差異。
可選的：每個所述節點內的資源均由一個所述設備管理器進行管理，包括所述邏輯設備的註冊、註銷、查詢及配置等技術特徵；所述設備管理器根據所述dcd.xml文件獲取設備的基本信息技術特徵。
可選的：所述域管理器負責所述節點的註冊與註銷。
可選的：所述域管理器具有一個控制類型使用者埠和一個數據類型提供者埠；所述設備管理器具有一個控制類型提供者和一個控制類型使用者埠，同時具有一個數據類型提供者和一個數據類型使用者埠；所述邏輯設備具有一個控制類型提供者埠和一個數據類型使用者埠。
可選的，所述平臺層控制命令下發流程具體步驟如下：
步驟11：平臺層接收上層應用或由平臺自主產生的控制信息，分析並轉化成控制指令通過所述域管理器的控制類型使用者埠發送到所述設備管理器控制類型提供者埠；
步驟12：所述設備管理器對接收到的控制命令進行解析，在已註冊的設備對象中查找所下發的目標設備對象；如果查詢到目標設備對象，則通過設備管理器中的控制類型使用者埠推送到目標設備的控制類型提供者埠；
步驟13：所述目標設備對象對接收到的控制命令進行解析，並配置到所映射的物理器件，實現對物理設備的控制。
可選的，所述設備對象上報數據步驟如下：
步驟21：所述邏輯設備收集由所對應物理器件上報的數據，並對數據進行處理，然後再將數據推送至所屬設備管理器的數據類型提供者埠；
步驟22：所述設備管理器對接收的數據進行處理與融合，將處理後的數據推送至域管理器的數據類型提供者埠；
步驟23：所述域管理器再對由各個節點上報的數據進行信息融合與處理，上報給上層管理應用。
本發明的有益效果：本發明的基於軟體通信體系結構將系統平臺抽象為三個層次，即設備層、節點層及平臺層，通過這種多級分層、分區管理的思想將系統平臺的所有設備納入一個邏輯層次清晰、接口標準的管理框架內，為系統實現複雜的系統管理中，如動態重構、健康監測、故障處理等提供基礎。
附圖說明
圖1示出了本發明中平臺多層次結構模型圖；
圖2示出了本發明中多層級平臺建模流程圖；
圖3示出了本發明中多層級平臺埠連接模型。
具體實施方式
下面將結合附圖對本發明技術方案的實施例進行詳細的描述。以下實施例僅用於更加清楚地說明本發明的技術方案，因此只是作為示例，而不能以此來限制本發明的保護範圍。
如圖1所示：一種基於軟體通信體系結構的多層級平臺建模方法，其特徵在於，包括以下步驟：
步驟1：將軟體通信體系結構分為設備層、節點層和平臺層；
步驟2：實施設備層的建模，為系統的每一個設備對象創建所對應的邏輯設備，並創建邏輯設備埠及spd.xm、scd.xml、prf.xml、dpd.xml配置文件；
步驟3：實施節點層的建模，根據系統的架構設計和系統各個設備的功能邊界，將系統資源劃分為若干個具有獨立功能邊界的分區，即節點，為各個節點創建對應的設備管理器及設備管理器埠，並為設備管理器創建dcd.xml配置文件；
步驟4：實施平臺層建模，根據已有的節點信息，創建域管理器及創建域管理器埠，並為平臺層創建pcd.xml配置文件。
其中：設備層是平臺模型的最底層，設備層有系統的各個設備對象構成，設備對象將軟體無線電系統中的所有物理器件抽象為三種類型的設備：普通設備、可加載設備、可執行設備。所述設備對象是實際系統中物理器件在平臺上的軟體代理，與物體器件一一對應；所述邏輯設備繼承軟體通信體系結構中的標準設備接口，為上層平臺屏蔽了底層硬體接口的差異。
節點層是軟體通信體系結構中的多層級平臺的中間層，尤其大規模無線電系統中資源量龐大，為了實現對資源有效的管理，將資源進行分區管理。每個資源分區具有明確的功能邊界，同一資源分區的資源可進行平等調度。這裡的資源分區就是一個節點，是有同一功能邊界內的資源構成。每個所述節點內的資源均由一個所述設備管理器進行管理，包括所述邏輯設備的註冊、註銷、查詢及配置等技術特徵；所述設備管理器根據所述dcd.xml文件獲取設備的基本信息技術特徵，所述dcd.xml文件描述了該節點所管理的所有設備信息。
平臺層是軟體通信體系結構中的多層級平臺的上層，是對整個系統平臺的抽象，其功能邊界是系統域。域管理器是域中的管理者，負責節點的註冊與註銷。pcd.xml是域的配置文件，描述了系統域的基本信息，具體指節點的基本信息。域管理器正是通過pcd.xml獲取系統域的基本信息。
如圖2所示為本發明中多層級平臺建模流程圖。多層級平臺是對原系統平臺的深度抽象，對上層應用屏蔽底層硬體接口的差異，為系統管理實現複雜的管理策略提供基礎。軟體通信體系結構中多層級平臺共分為三個部分：設備建模、節點建模及平臺建模，其具體步驟如下：
設備建模階段，為系統中的每個物理設備創建一個邏輯設備，實現啟動、停止、配置、自測試等軟體通信體系結構中的標準的設備接口。為邏輯設備分別創建一個控制類與數據類提供者埠。最後，為邏輯設備創建spd.xml、scd.xml、dpd.xml、prf.xml配置文件，並為其分配一個物理地址。
節點建模階段，根據系統設計目標及功能邊界，將系統域中的所有設備劃分為具有獨立功能邊界的節點。創建該節點下的設備管理器以及控制類及數據類的埠，為設備管理器創建dcd.xml配置文件。
平臺建模階段，根據已有的節點信息，創建域管理器及其埠。埠包括一個控制類型的使用者埠和一個數據類型提供者埠。為域管理器創建pcd.xml配置文件，並設置主節點。
如圖3所示為本發明中多層級平臺埠連接模型，軟體通信體系結構的多層級平臺中的對象具有明確的層級關係，並且各層之間的數據交互方式採用統一的機制。節點層中的設備管理器實施對本節點設備的控制採用接口調用的方式，其接口採用軟體通信體系結構的接口標準。平臺層中的域管理器實施對系統域中節點的控制採用接口調用的方式，其接口採用軟體通信體系結構的接口標準。而各個層級之間的數據流，如bit信息、配置信息等，通過數據埠與控制埠進行信息交互；
所述域管理器具有一個控制類型使用者埠和一個數據類型提供者埠；所述設備管理器具有一個控制類型提供者和一個控制類型使用者埠，同時具有一個數據類型提供者和一個數據類型使用者埠；所述邏輯設備具有一個控制類型提供者埠和一個數據類型使用者埠；使用者埠提供連接與斷開連接操作，提供者埠提供數據推送操作，為提供系統的數據傳輸效率及降低數據流之間的幹擾，控制流與數據流分開。
所述平臺層控制命令下發流程具體步驟如下：
步驟11：平臺層接收上層應用或由平臺自主產生的控制信息，分析並轉化成控制指令通過所述域管理器的控制類型使用者埠發送到所述設備管理器控制類型提供者埠；
步驟12：所述設備管理器對接收到的控制命令進行解析，在已註冊的設備對象中查找所下發的目標設備對象；如果查詢到目標設備對象，則通過設備管理器中的控制類型使用者埠推送到目標設備的控制類型提供者埠；
步驟13：所述目標設備對象對接收到的控制命令進行解析，並配置到所映射的物理器件，實現對物理設備的控制。
所述設備對象上報數據步驟如下：
步驟21：所述邏輯設備收集由所對應物理器件上報的數據，並對數據進行處理，然後再將數據推送至所屬設備管理器的數據類型提供者埠；
步驟22：所述設備管理器對接收的數據進行處理與融合，將處理後的數據推送至域管理器的數據類型提供者埠；
步驟23：所述域管理器再對由各個節點上報的數據進行信息融合與處理，上報給上層管理應用。
以上各實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；儘管參照前述各實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特徵進行等同替換；而這些修改或者替換，並不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的範圍，其均應涵蓋在本發明的權利要求和說明書的範圍當中。