一種軟體通信體系結構的邏輯設備組件及其操作方法

2023-05-16 02:18:56 1

專利名稱：一種軟體通信體系結構的邏輯設備組件及其操作方法
技術領域：
本發明涉及軟體通信相關技術領域，特別是一種軟體通信體系結構的邏輯設備組 件及其操作方法。
背景技術：
1. 1. 1軟體無線電和軟體通信體系架構
根據國際電信聯盟(ITU)的定義，軟體無線電是一個具有開放性、標準化、模塊化的通 用硬體平臺，將各種功能，如調製解調類型、數據格式、加密模式、通信協議等用軟體來完 成，並使寬帶A/D、D/A儘可能靠近天線，以研製出具有高度靈活性、開放性的新一代無線通 信系統。軟體通信體系結構(SCA)規範全面制定了軟體無線電軟、硬體體系架構及波形應 用程序接口(API)規範，實現了嵌入式及分布式通信系統中軟體組件配置、管理、互聯互通 的標準化。波形用於描述軟體無線電臺實現從用戶輸入到射頻輸出以及反之的一整套功 能，就是從天線到用戶之間的功能集合。SCA波形應用程式獨立於作業系統、中間件和硬體。SCA是基於公共對象請求代理結構(CORBA)制定的軟體無線電協議和技術標準， 通過CORBA中間件提供一個分布式的環境，實現了軟體總線，把波形應用與底層硬體分開， 為各模塊之間進行數據傳輸與聯繫提供虛擬的公共通道和接口界面。軟體無線電波形應用是由完成不同功能的組件組合而成的。按照應用功能可以分 為調製解調組件、鏈路組件、安全組件、網絡組件和輸入輸出組件。按照實現方式可以分為 CORBA組件和非CORBA組件。CORBA組件又可以進一步細分為資源組件和設備組件。資源 組件與實際硬體無關，由純軟體實現，如鏈路資源、網絡資源等；設備組件與具體的硬體設 備相關，為資源組件提供訪問硬體的標準接口，如輸入輸出。非CORBA組件要通過適配程序 封裝成標準的CORBA接口。1. 1. 2 SCA核心框架和設備組件
SCA核心框架為開發者提供底層軟體和硬體層的抽象，以及波形應用組件的管理和控 制接口。核心框架的構成如圖1所示。其中
設備管理器組件用來對軟體無線電系統的邏輯設備和服務進行管理。邏輯設備組件是硬體設備的抽象，即軟體代理，為控制和配置硬體設備提供通 用的接口，一般用於GPP硬體設備代理。可加載設備組件繼承了邏輯設備，可以實現對設備進行軟體的加載和卸載操 作，一般用於DSP硬體設備代理。可執行設備組件繼承了可加載設備，並進一步擴展了接口，一般用於FPGA硬體 設備代理。聚合設備組件提供了多種設備的聚合功能，通過增加和移除操作聚合設備。資源組件提供控制和配置軟體資源的通用接口，繼承了生命周期、屬性集、可測試對象和埠提供者。SCA設備組件可以看作是資源組件的特例，提供訪問硬體的途徑。資源組件和設備 組件中的屬性是系統配置和查詢的目標。SCA定義了屬性集配置和查詢兩種操作的CORBA接口。對於任一個SCA屬性，按照它的功能分類，分為能力屬性和可配置屬性兩類。其 中
能力屬性用於查詢硬體設備能力的數量，用於分配和回收管理，例如一個具體數量的 受控數據內存空間、通道等，可作為全局變量管理。SCA定義了一個狀態機，用於通過查詢能 力屬性控制一個設備的狀態，將一個設備能力屬性的使用狀態取值空閒、活動和繁忙，一 個設備的使用狀態就是它所有能力屬性狀態的集合。可配置屬性用於表示SCA資源和設備組件中可被控制和設置的屬性，例如編碼速 率、調製頻率等參數，是波形應用主要管理的對象。可配置屬性按照數據類型再分類，可分 為基本類型、基本類型序列、結構體和結構體序列四類。基本數據類型在使用時具體指代整 數型、布爾型、字符型、浮點型、字符串型等各種數據類型。現有技術如圖2所示，通用處理器(GPP)上的資源組件1和資源組件2……資源 組件η分別通過CORBA軟總線與邏輯設備組件進行數據通信，該邏輯設備組件派生出的可 加載設備組件與DSP硬體設備進行數據通信，可運行設備組件與FPGA硬體設備進行數據通
fn °現有技術存在如下問題
根據SCA規範要求，屬性集接口方法必須符合一些較難實現的需求。屬性集的實現需 要使用容易出錯的CORBA抽象數據類型，每個資源組件配置/查詢硬體屬性時都要大量代 碼實現。由於資源和設備組件中的屬性管理與其它操作夾雜在一起，耦合度高，如果修改 屬性操作或更換硬體平臺，則需要對資源和設備組件中屬性相關的部分全部進行修改，導 致組件的可重用性、可移植性和可維護性都比較差。

發明內容
本發明的第一個發明目的在於提供一種軟體通信體系結構的邏輯設備組件，以解 決現有技術的軟體通信體系結構的邏輯設備組件可重用性，可移植性和可維護性都比較差 的技術問題。為了實現本發明的第一個發明目的，採用的技術方案如下
一種軟體通信體系結構的邏輯設備組件，所述邏輯設備組件與至少一個設備進行通 訊，對設備參數進行操作，所述邏輯設備組件包括依次連接的設備實例化模塊和管理器模 塊，所述設備實例化模塊與指定設備進行溝通，以判斷指定設備是否支持對設備參數的操 作，所述管理器模塊對支持的指定設備的設備參數進行操作。作為一種優選方案，所述邏輯設備組件還包括配置屬性模塊，具體包括
當邏輯設備組件接收到配置設備參數為新屬性值的命令時，配置屬性模塊判斷新屬性 值的數據類型是否滿足預先設定的數據類型要求，如果滿足要求，則配置屬性模塊調用管 理器模塊配置設備參數為新屬性值；當邏輯設備組件接收到獲取設備參數的命令時，配置屬性模塊檢查所需獲取的第二設 備參數是否有新插入的屬性值，如果有，配置屬性模塊調用管理器模塊對設備參數進行更 新操作，然後調用管理器模塊獲取更新後的設備參數的屬性值，否則配置屬性模塊調用管 理器模塊獲取設備參數的屬性值。本發明的第二個發明目的，在於提供一種軟體通信體系結構的邏輯設備組件的配 置設備參數操作方法，以應用本發明的第一個發明目的所提供的邏輯設備組件。為了實現本發明的第二個發明目的，採用的技術方案如下
一種軟體通信體系結構的邏輯設備組件的配置設備參數的操作方法，所述方法包括 邏輯設備組件的實例化模塊接收到對設備進行配置設備參數為新屬性值的操作； 實例化模塊對待配置設備執行有效性校驗，如果硬體不支持配置該設備參數，則退出， 否則；
將新屬性值傳遞給配置屬性模塊；
配置屬性模塊執行數據類型校驗，如果新屬性值不符合數據類型要求，則退出，否則； 調用管理器模塊的配置新屬性值的操作，對設備參數配置新屬性值。作為一種優選方案，所述方法還包括調用管理器模塊的配置新屬性值的操作，對 設備參數配置屬性值後，先關閉設備，然後重新啟動設備使設備參數按照新屬性值工作。作為一種優選方案，所述方法還包括調用管理器模塊的配置新屬性值的操作，對 設備參數配置屬性值之前，先執行屬性值約束條件校驗，如果新屬性值不滿足屬性值約束 條件則退出。本發明的第三個發明目的，在於提供一種軟體通信體系結構的邏輯設備組件獲取 設備參數的操作方法，以應用本發明第一個發明目的所提供的邏輯設備組件。為了實現本發明的第三個發明目的，採用的技術方案如下
一種軟體通信體系結構的邏輯設備組件獲取設備參數的操作方法，所述方法包括 邏輯設備組件的實例化模塊接收到對設備進行獲取設備參數的操作； 實例化模塊執行對待獲取設備進行有效性校驗，如果設備不支持獲取該設備參數，則 退出，否則；
實例化模塊讀取設備參數的標識號； 實例化模塊將標識號傳遞給配置屬性模塊；
配置屬性模塊按照標識號檢查是否有新插入的屬性值，如果沒有，則調用管理器模塊 的屬性值讀取操作並返回屬性值，否則；
配置屬性模塊調用管理器模塊的屬性值更新操作，然後調用管理器模塊的屬性值讀取 操作並返回更新後的屬性值。本發明設計的SCA組件屬性控制方法為配置和查詢屬性提供了靈活方便的通用 接口實現，能夠實現所有類型的組件屬性，而不需直接使用任何CORBA特性，使得配置和查 詢請求的處理簡單化。在修改屬性操作或更換硬體平臺時，不需要對屬性的具體配置和查 詢操作進行修改，只需調整相應數據類型的接口函數即可，提高了組件的可重用性、可移植 性和可維護性。如圖9所示，在資源組件和設備組件中增加了屬性管理器通用接口，提供對屬性 的管理和控制。


圖1為SCA核心框架；
圖2為現有技術組件通信原理圖； 圖3為可配置屬性的配置操作時序； 圖4為配置屬性的查詢操作時序； 圖5為實施例一的屬性配置流程圖； 圖6為實施例一的屬性查詢流程圖； 圖7為實施例二的屬性配置流程圖； 圖8為實施例二的屬性查詢流程圖； 圖9為使用屬性管理器的通信原理圖。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施例對本發明做進一步詳細的說明。本發明設計了一種兩級方法來處理可配置屬性的各種數據結構類型，即可配置屬 性的實例化類和對應數據類型的管理器類，將每個可配置屬性的實例化類和一個數據類型 管理器類相匹配。可配置屬性的實例化類處理通用的程式語言操作，調用管理器類中的具 體操作；管理器類處理具體的屬性值數據操作，包括對屬性值的約束條件校驗，配置和查詢 具體屬性值等。圖3表示對可配置屬性進行配置的操作步驟和時序。其中可配置屬性的實例化 類接受配置操作後首先執行對所有待配置屬性的有效性校驗，然後依次將待配置屬性傳遞 給配置屬性類，執行數據類型校驗，調用管理器類的屬性值約束條件校驗和設置新屬性值 的操作，直到所有屬性配置完畢。基本類型序列和結構體序列類型的配置過程中，對每個屬 性值的配置操作還包括序列長度的要求。如果組件配置失敗(沒有進行配置)會引發屬性集無效配置異常。如果只有部分配 置成功會弓I發屬性集部分配置異常。圖4表示對可配置屬性進行查詢的操作步驟和時序。其中可配置屬性的實例化 類接受查詢操作後首先執行對所有待查詢屬性的有效性校驗，讀取屬性的標識號，然後將 讀取屬性類型操作傳遞給配置屬性類，按照標識號檢查是否有新插入的屬性值，調用管理 器類的屬性值更新和讀取的操作並返回屬性值，直到所有屬性查詢完畢。結構體類型的查 詢過程中，管理器類的屬性值讀取操作，變換為結構體中插入值操作，將更新的屬性值插入 到結構體中再返回。結構體序列類型的查詢過程中，管理器類中屬性值讀取操作後面增加 一個循環對結構體內容的讀取操作和插入值操作，然後再返回。當一個或多個不屬於組件的屬性被查詢會引發不可知屬性異常。實施例一
在音頻邏輯設備組件中定義一個可配置屬性，音頻模式，用於控制音效卡設備A/D採樣 功能，包括通道、採樣大小和頻率，整數型，值在0-20之間，初始值設為5。下面按照本發明的屬性控制方法執行屬性配置操作，配置新值為6。SlOl 音頻模式的實例化類接受配置操作。
S102:執行對待配置屬性音頻模式的有效性校驗，檢查音效卡是否支持，返回支持。S103 將待配置屬性傳遞給音頻模式配置屬性類。S104 執行數據類型校驗，整數型符合數據類型要求。S105:調用音頻模式管理器類的屬性值約束條件校驗操作，值在0-20之間，返回 正確。S106 調用音頻模式管理器類的設置新屬性值的操作，設置新值6，返回。配置了新的屬性值後，音效卡設備先關閉，然後重新打開按照新的屬性值6工作。下面按照本發明的屬性控制方法執行屬性查詢操作，查詢過程中沒有新配置的屬 性值插入。S201 音頻模式的實例化類接受查詢操作。S202:執行對待查詢屬性音頻模式的有效性校驗，檢查音效卡是否支持，返回支持。S203 讀取音頻模式屬性的標識號，返回。S204 將讀取屬性類型操作傳遞給配置屬性類。S205 按照標識號檢查是否有新插入的屬性值，沒有。S206 調用管理器類的屬性讀取操作並返回屬性值6，查詢完畢，返回。實施例二
在FPGA可執行設備組件中定義可配置屬性一，數據傳輸速率，用於控制FPGA設備上下 變頻的數據傳輸速率，整數型，值在0-5之間，初始值設為0。可配置屬性二，DAC模式，用於 選擇DAC通道的工作模式，整數型，值在0-2之間，初始值設為0。下面按照本發明的屬性控制方法執行屬性配置操作，配置數據傳輸速率新值為3， DAC模式為2。S301 =FPGA可執行設備的屬性實例化類接受配置操作。S302 執行對所有待配置屬性數據傳輸速率和DAC模式的有效性校驗，檢查FPGA 是否支持，返回支持。S303 依次將待配置屬性傳遞給FPGA可執行設備配置屬性類。S304 執行數據類型校驗，整數型符合數據類型要求。S305 調用FPGA可執行設備屬性管理器類的屬性值約束條件校驗操作，數據傳輸 速率值在0-5之間，DAC模式值在0-2之間，返回正確。S306 調用FPGA可執行設備屬性管理器類的設置新屬性值的操作，設置新值，數 據傳輸速率為為3，DAC模式為2，返回。配置了新的屬性值後，FPGA設備先關閉，然後重新打開按照新的屬性值工作。下面按照本發明的屬性控制方法執行屬性查詢操作，查詢過程中數據傳輸速率有 新配置的屬性值插入，值為4。S401 =FPGA可執行設備的屬性實例化類接受查詢操作。S402 依次執行對待查詢屬性數據傳輸速率和DAC模式的有效性校驗，檢查FPGA 是否支持，返回支持。S403 讀取數據傳輸速率和DAC模式屬性的標識號，返回。S404 將讀取屬性類型操作傳遞給配置屬性類。S405:按照標識號檢查是否有新插入的屬性值，數據傳輸速率屬性有新值插入。
S406 調用FPGA可執行設備屬性管理器類的屬性值更新操作，數據傳輸速率更新 為4。S407 調用FPGA可執行設備屬性管理器類的屬性讀取操作並返回屬性值據傳輸 速率為為4，DAC模式為2，查詢完畢，返回。
權利要求
1.一種軟體通信體系結構的邏輯設備組件，所述邏輯設備組件與至少一個設備進行通 訊，對設備參數進行操作，其特徵在於，所述邏輯設備組件包括依次連接的設備實例化模塊 和管理器模塊，所述設備實例化模塊與指定設備進行溝通，以判斷指定設備是否支持對設 備參數的操作，所述管理器模塊對支持的指定設備的設備參數進行操作。
2.根據權利要求1所述的邏輯設備組件，其特徵在於，所述邏輯設備組件還包括配置 屬性模塊，具體包括當邏輯設備組件接收到配置設備參數為屬性值的命令時，配置屬性模塊判斷屬性值的 數據類型是否滿足預先設定的數據類型要求，如果滿足要求，則配置屬性模塊調用管理器 模塊配置設備參數為屬性值；當邏輯設備組件接收到獲取設備參數的命令時，配置屬性模塊檢查所需獲取的第二設 備參數是否有新插入的屬性值，如果有，配置屬性模塊調用管理器模塊對設備參數進行更 新操作，然後調用管理器模塊獲取更新後的設備參數的屬性值，否則配置屬性模塊調用管 理器模塊獲取設備參數的屬性值。
3.一種軟體通信體系結構的邏輯設備組件配置設備參數的操作方法，採用權利要求1 或2任一項所述的邏輯設備組件，其特徵在於，所述方法包括邏輯設備組件的實例化模塊接收到對設備進行配置設備參數為新屬性值的操作； 實例化模塊對待配置設備執行有效性校驗，如果硬體不支持配置該設備參數，則退出， 否則；將新屬性值傳遞給配置屬性模塊；配置屬性模塊執行數據類型校驗，如果新屬性值不符合數據類型要求，則退出，否則； 調用管理器模塊的配置新屬性值的操作，對設備參數配置屬性值。
4.根據權利要求3所述的操作方法，其特徵在於，所述方法還包括調用管理器模塊的 配置新屬性值的操作，對設備參數配置屬性值後，先關閉設備，然後重新啟動設備使設備參 數按照新屬性值工作。
5.根據權利要求3所述的操作方法，其特徵在於，所述方法還包括調用管理器模塊的 配置新屬性值的操作，對設備參數配置屬性值之前，先執行屬性值約束條件校驗，如果新屬 性值不滿足屬性值約束條件則退出。
6.一種軟體通信體系結構的邏輯設備組件獲取設備參數的操作方法，採用權利要求1 或2任一項所述的邏輯設備組件，其特徵在於，所述方法包括邏輯設備組件的實例化模塊接收到對設備進行獲取設備參數的操作； 實例化模塊執行對待獲取設備進行有效性校驗，如果設備不支持獲取該設備參數，則 退出，否則；實例化模塊讀取設備參數的標識號； 實例化模塊將標識號傳遞給配置屬性模塊；配置屬性模塊按照標識號檢查是否有新插入的屬性值，如果沒有，則調用管理器模塊 的屬性值讀取操作並返回屬性值，否則；配置屬性模塊調用管理器模塊的屬性值更新操作，然後調用管理器模塊的屬性值讀取 操作並返回更新後的屬性值。
全文摘要
本發明涉及軟體通信相關技術領域，特別是一種軟體通信體系結構的邏輯設備組件及其操作方法。所述邏輯設備組件與至少一個設備進行通訊，對設備參數進行操作，所述邏輯設備組件包括依次連接的設備實例化模塊和管理器模塊，所述設備實例化模塊與指定設備進行溝通，以判斷指定設備是否支持對設備參數的操作，所述管理器模塊對支持的指定設備的設備參數進行操作。本發明設計的SCA組件屬性控制方法為配置和查詢屬性提供了靈活方便的通用接口實現，在修改屬性操作或更換硬體平臺時，不需要對屬性的具體配置和查詢操作進行修改，只需調整相應數據類型的接口函數即可，提高了組件的可重用性、可移植性和可維護性。
文檔編號G06F9/46GK102063332SQ201110005670
公開日2011年5月18日 申請日期2011年1月12日 優先權日2011年1月12日
發明者餘秀美, 劉濤, 吳志斌, 王琳, 陳俊可 申請人:中國電子科技集團公司第七研究所