《Promonitor2000主处理模块软件总体设计方案.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《Promonitor2000主处理模块软件总体设计方案.doc（9页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 Promonitor2000主处理模块软件设计方案 文档编号：P200006.01.001设计人员：卢进 2001年2月5日隶属：主处理模块设计1. 总则l 主处理模块是一个实时语音视频数据传输服务器。l 系统应该能够适应数据、图像、语音的多种多样、接入方式的千差万别。l 系统本身应该具有自诊断能力。能够适应和识别各种板设备的热插拔、故障。l 由于它是基于嵌入式操作系统，系统维护调试不是很方便，因此在注意加强系统远程维护能力的同时，应该在设计上尽量避免因为功能复杂，频繁进行调试和修改。l 系统采取结构化、层次化、模块化设计方式。基于对代码的可移植性、方便调试的要求，减少程序员因为对OSE操作
2、系统不熟悉而带来的问题，设计时应将与操作系统和硬件平台相关的部分隔离开来。l 系统的体系结构是灵活、可伸缩、易扩展、易移植的。2. 系统描述主处理模块的硬件平台是一块以Motorola 68860 CPU为核心，周边有若干通讯和总线设备的微控板。软件平台是OSE嵌入式实时操作系统。主处理模块负责将各采控设备采集的实时数据、图像、语音上报到上位机，同时上位机也可以通过它向采控设备发送实时控制命令。主处理模块的数据通讯都采用异步方式，同时又强调通讯的实时性。2.1. 硬件平台现行版本包括：l Motorola 68860 CPU 1l 485总线 2（采控板通讯接口）l 232串行口 1（系统维护
3、接口）l 高速同步串口 2（图像语音板、2M中继接口板）l Flash Memory 8Mbytel SDRAM 32Mbytel Boot ROM 512Kbyte2.2. 软件平台现有版本为Version4.2，包括：l Realtime Kernel （在板运行操作系统内核）l Soft Kernel （WIN32仿真运行操作系统内核）l BSP （硬件驱动程序开发包）l INET （网络协议开发包）l INETUTIL （网络工具包）l Program Handler （远程程序加载接口）l Web Server （WEB服务器）l Illuminator Browserl Illum
4、inator EvactHandlerl Illuminator Application Loader 2.3. 主处理模块图像语音板采控板采控板采控板硬件层同步串口通讯驱动485通讯驱动硬件接口驱动层采控板通讯管理器图像语音采通讯管理器采控通讯协议图像语音通讯协议设备通讯层虚拟节点驱动器实时数据库图像语音临时存储图像单帧捕获存储采控板轮询控制队列虚拟节点表客户机访问表逻辑节点表逻辑节点处理器数据发送事件处理实时数据层客户访问服务器系统维护应用处理层图像语音数据发送缓冲队列远程数据发送管理器远程传输协议驱动器网络通讯层以太或同步串口（2M）通讯驱动232通讯驱动硬件接口驱动层232串行口以太设
5、备或2M设备硬件层说明： ：代表硬件设备或接口 ：代表处理模块 ：代表数据存储 ： 代表数据关联 ：代表测层次划分系统流程图根据系统的数据流不同特性，从横向上，主处理模块可以分为采控板数据通讯、图像语音板数据通讯两部分。2.3.1.采控板数据通讯采控板数据通讯是以采控节点为基本对象的，它的特性是：l 对实时性的要求相对较低l 数据的类型多种多样l 数据的逻辑处理不一而同l 在上位机的表现形式组合灵活多变l 采控节点的数量巨大，但单位节点的数据通讯量很小因此，设计的重点是：l 使节点数据对上与硬件无关l 使节点数据的逻辑处理方便灵活2.3.2. 图像语音板数据通讯图像语音板数据通讯是以图像语音为
6、基本对象的，它的特性是：l 实时性要求非常高l 数据量巨大l 逻辑处理相对简单l 数据完整性要求高因此，设计的重点是：l 数据流量控制l 传输优先级控制l 数据完整性控制l 网络传输服务质量控制根据系统的数据流流程，从纵向上，主处理模块可以分为硬件接口驱动层、设备通讯层，实时数据层、逻辑处理层、网络通讯层。l 硬件接口驱动层负责硬件设备读写操作。要求在结构上针对不同的硬件设备接口，易于扩展。l 设备通讯层负责在硬件设备驱动层的基础上运行指定的向下数据通讯协议。要求在结构上针对不同的通讯协议，易于扩展。l 实时数据层负责将来自不同采控板的节点映射到内存，所有虚拟节点通过虚拟节点驱动模块处理后，对
7、上通讯时与采控设备无关。l 逻辑处理层负责系统的运行管理、逻辑处理、数据管理、设备管理。l 网络通讯层负责在硬件设备驱动层的基础上运行指定的向上数据通讯协议。要求在结构上针对不同的通讯协议，易于扩展。l 根据结构化的要求，层次内的调用应该对外屏蔽，层次间的调用接口具有统一性，以免在层内做的修改和扩展影响调用者，破坏系统结构。2.3.3.硬件接口驱动层由于OSE操作系统本身对硬件平台的驱动支持比较单薄，需要编写硬件接口驱动程序。驱动程序的设计基于OSE的BSP(Board Support Package) 上提供的模板程序。现行硬件接口需要的驱动模块包括Flash驱动模块、485串口驱动模块、2
8、32串口驱动模块、同步串口驱动模块、Ethernet驱动模块等。如果添加新的硬件接口，可以再扩充新的子驱动模块。硬件接口驱动层应该能够将上层调用和硬件隔离开来，以实现通讯层的硬件无关性。2.3.4. 设备通讯层数据流向下通过它在硬件接口驱动层基础上加上协议包和采控模块通讯，向上通过它剥离协议包和实时数据层通讯。同时根据不同的硬件接口特性，它还要对数据流进行必要的传输时序控制、流量控制、数据缓冲等等。根据数据类型不同可分为采控板通讯、图像语音板通讯两部分。(1) 采控板通讯负责与采控板的通讯，目前采用485总线通讯方式。由于485总线是半双工通讯模式，模块采用定时轮巡法接收采集数据和发送控制命令
9、。这部分可以分成采控板轮询及控制模块和通讯协议模块。如果将来有其它的通讯方式，可有相应的控制模块。同样如果需要使用其它的通讯协议，也可有相应的协议模块。但要求不论是控制模块还是协议模块都应该是方便替换或扩展的。(2) 图像语音通讯是与音视频板的通讯接口，目前采用同步串口通讯方式，图像语音数据单向上传输，而数据流控制根据具体的物理实现做不同的I/O读写操作。这部分可以分成图像语音采集控制模块和通讯协议模块。它也应具备和采控板通讯部分一样，模块方便替换或扩展。(3) 层接口为上层提供统一的调用接口，屏蔽传输方式和协议的多样性。2.3.5. 实时数据层l 虚拟节点是实时数据层的核心对象，也是整个主处
10、理模块的核心对象。l 虚拟节点是采控板上各物理采控节点在系统内存中的映射，每个虚拟节点是一个物理采控节点类型、实时数据、客户访问绑定和其它特性的集合。向下调用设备通讯层接口和物理节点通讯。虚拟节点具有自处理能力，能够自动创建、自动销毁，自动触发事件处理过程、自动上报功能。l 客户访问绑定是指虚拟节点在数值发生变化时，对它正在进行访问的客户机能够通过实现绑定的方式触发通讯事件，从而及时上报到客户机。虚拟节点自动触发事件处理过程、自动上报功能就是指在数值发生变化，绑定的事件能够自动被触发。l 虚拟节点的自动创建、自动销毁是指设备通讯层通过一个即插即用式的自动监测协议，使采控板在插入到总线时能够自动
11、被发现，并将自身板上的物理节点特性上报到虚拟节点层，虚拟节点层通过一定的方式将物理节点编号标识为唯一，并根据上报的特性数据创建虚拟节点，而在采控板从总线被拔下时，虚拟节点能够自动被销毁删除。l 虚拟节点驱动模块的任务就是管理虚拟节点，提供上层访问接口。l 虚拟节点表是虚拟节点的集合。通过虚拟节点驱动模块它能够被动态刷新。l 采控板轮询控制队列是指上位机向采控板发送的控制命令缓冲队列，以及对采控板物理节点的定时轮询队列。l 客户访问表是指正在访问主处理模块的客户机连接属性的队列。l 逻辑节点包括物理量转换成逻辑量、模拟量转换成数字量以及其它更复杂的数据转换、逻辑控制、数据量的临时存贮，图像语音数据的压缩等等的过程描述。l 逻辑节点处理模块负责对虚拟节点进行逻辑处理，形成一个逻辑节点，是一个可迁移的模块，它也可以在上位机模块中实现。它应该在源代码级上尽量实现可移植性。系统配置接口设备通讯接口 采控数据包 过程描述逻辑节点表过程描述区客户访问服务器 客户机连接信息 虚拟节点数据 过程描述虚拟节点表客户机访问表 虚拟节点 逻辑节点数据数据发送事件处理逻辑节点处理器虚拟节点驱动模块逻辑节点表数据区 虚拟节点数据 客户机连接信息 逻辑节点数据 采控节点数据发送缓冲区说明： ：数据流
