CN102063332B - 一种软件通信体系结构的逻辑设备组件及其操作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及软件通信相关技术领域，特别是一种软件通信体系结构的逻辑设备组件及其操作方法。所述逻辑设备组件与至少一个设备进行通讯，对设备参数进行操作，所述逻辑设备组件包括依次连接的设备实例化模块和管理器模块，所述设备实例化模块与指定设备进行沟通，以判断指定设备是否支持对设备参数的操作，所述管理器模块对支持的指定设备的设备参数进行操作。本发明设计的SCA组件属性控制方法为配置和查询属性提供了灵活方便的通用接口实现，在修改属性操作或更换硬件平台时，不需要对属性的具体配置和查询操作进行修改，只需调整相应数据类型的接口函数即可，提高了组件的可重用性、可移植性和可维护性。

Description

一种软件通信体系结构的逻辑设备组件及其操作方法

技术领域

本发明涉及软件通信相关技术领域，特别是一种软件通信体系结构的逻辑设备组件及其操作方法。

背景技术

1.1.1软件无线电和软件通信体系架构

根据国际电信联盟（ITU）的定义，软件无线电是一个具有开放性、标准化、模块化的通用硬件平台，将各种功能，如调制解调类型、数据格式、加密模式、通信协议等用软件来完成，并使宽带A/D、D/A尽可能靠近天线，以研制出具有高度灵活性、开放性的新一代无线通信系统。

软件通信体系结构（SCA）规范全面制定了软件无线电软、硬件体系架构及波形应用程序接口（API）规范，实现了嵌入式及分布式通信系统中软件组件配置、管理、互联互通的标准化。波形用于描述软件无线电台实现从用户输入到射频输出以及反之的一整套功能，就是从天线到用户之间的功能集合。SCA波形应用程序独立于操作系统、中间件和硬件。

SCA是基于公共对象请求代理结构（CORBA）制定的软件无线电协议和技术标准，通过CORBA中间件提供一个分布式的环境，实现了软件总线，把波形应用与底层硬件分开，为各模块之间进行数据传输与联系提供虚拟的公共通道和接口界面。

软件无线电波形应用是由完成不同功能的组件组合而成的。按照应用功能可以分为调制解调组件、链路组件、安全组件、网络组件和输入输出组件。按照实现方式可以分为CORBA组件和非CORBA组件。CORBA组件又可以进一步细分为：资源组件和设备组件。资源组件与实际硬件无关，由纯软件实现，如链路资源、网络资源等；设备组件与具体的硬件设备相关，为资源组件提供访问硬件的标准接口，如输入输出。非CORBA组件要通过适配程序封装成标准的CORBA接口。

1.1.2 SCA核心框架和设备组件

SCA核心框架为开发者提供底层软件和硬件层的抽象，以及波形应用组件的管理和控制接口。核心框架的构成如图1所示。

其中：

设备管理器组件：用来对软件无线电系统的逻辑设备和服务进行管理。

 逻辑设备组件：是硬件设备的抽象，即软件代理，为控制和配置硬件设备提供通用的接口，一般用于GPP硬件设备代理。

 可加载设备组件：继承了逻辑设备，可以实现对设备进行软件的加载和卸载操作，一般用于DSP硬件设备代理。

可执行设备组件：继承了可加载设备，并进一步扩展了接口，一般用于FPGA硬件设备代理。

聚合设备组件：提供了多种设备的聚合功能，通过增加和移除操作聚合设备。

资源组件：提供控制和配置软件资源的通用接口，继承了生命周期、属性集、可测试对象和端口提供者。

SCA设备组件可以看作是资源组件的特例，提供访问硬件的途径。资源组件和设备组件中的属性是系统配置和查询的目标。SCA定义了属性集配置和查询两种操作的CORBA接口。

对于任一个SCA属性，按照它的功能分类，分为能力属性和可配置属性两类。其中：

能力属性用于查询硬件设备能力的数量，用于分配和回收管理，例如一个具体数量的受控数据内存空间、通道等，可作为全局变量管理。SCA定义了一个状态机，用于通过查询能力属性控制一个设备的状态，将一个设备能力属性的使用状态取值：空闲、活动和繁忙，一个设备的使用状态就是它所有能力属性状态的集合。

可配置属性用于表示SCA资源和设备组件中可被控制和设置的属性，例如编码速率、调制频率等参数，是波形应用主要管理的对象。可配置属性按照数据类型再分类，可分为基本类型、基本类型序列、结构体和结构体序列四类。基本数据类型在使用时具体指代整数型、布尔型、字符型、浮点型、字符串型等各种数据类型。

现有技术如图2所示，通用处理器（GPP）上的资源组件1和资源组件2……资源组件n分别通过CORBA软总线与逻辑设备组件进行数据通信，该逻辑设备组件派生出的可加载设备组件与DSP硬件设备进行数据通信，可运行设备组件与FPGA硬件设备进行数据通信。

现有技术存在如下问题：

根据SCA规范要求，属性集接口方法必须符合一些较难实现的需求。属性集的实现需要使用容易出错的CORBA抽象数据类型，每个资源组件配置/查询硬件属性时都要大量代码实现。

由于资源和设备组件中的属性管理与其它操作夹杂在一起，耦合度高，如果修改属性操作或更换硬件平台，则需要对资源和设备组件中属性相关的部分全部进行修改，导致组件的可重用性、可移植性和可维护性都比较差。

发明内容

本发明的第一个发明目的在于提供一种软件通信体系结构的逻辑设备组件，以解决现有技术的软件通信体系结构的逻辑设备组件可重用性，可移植性和可维护性都比较差的技术问题。

为了实现本发明的第一个发明目的，采用的技术方案如下：

一种软件通信体系结构的逻辑设备组件，所述逻辑设备组件与至少一个设备进行通讯，对设备参数进行操作，所述逻辑设备组件包括依次连接的设备实例化模块和管理器模块，所述设备实例化模块与指定设备进行沟通，以判断指定设备是否支持对设备参数的操作，所述管理器模块对支持的指定设备的设备参数进行操作。

作为一种优选方案，所述逻辑设备组件还包括配置属性模块，具体包括：

当逻辑设备组件接收到配置设备参数为新属性值的命令时，配置属性模块判断新属性值的数据类型是否满足预先设定的数据类型要求，如果满足要求，则配置属性模块调用管理器模块配置设备参数为新属性值；

当逻辑设备组件接收到获取设备参数的命令时，配置属性模块检查所需获取的第二设备参数是否有新插入的属性值，如果有，配置属性模块调用管理器模块对设备参数进行更新操作，然后调用管理器模块获取更新后的设备参数的属性值，否则配置属性模块调用管理器模块获取设备参数的属性值。

本发明的第二个发明目的，在于提供一种软件通信体系结构的逻辑设备组件的配置设备参数操作方法，以应用本发明的第一个发明目的所提供的逻辑设备组件。

为了实现本发明的第二个发明目的，采用的技术方案如下：

一种软件通信体系结构的逻辑设备组件的配置设备参数的操作方法，所述方法包括：

逻辑设备组件的设备实例化模块接收到对设备进行配置设备参数为新属性值的操作；

设备实例化模块对待配置设备执行有效性校验，如果硬件不支持配置该设备参数，则退出，否则；

将新属性值传递给配置属性模块；

配置属性模块执行数据类型校验，如果新属性值不符合数据类型要求，则退出，否则；

调用管理器模块的配置新属性值的操作，对设备参数配置新属性值。

作为一种优选方案，所述方法还包括：调用管理器模块的配置新属性值的操作，对设备参数配置属性值后，先关闭设备，然后重新启动设备使设备参数按照新属性值工作。

作为一种优选方案，所述方法还包括：调用管理器模块的配置新属性值的操作，对设备参数配置属性值之前，先执行属性值约束条件校验，如果新属性值不满足属性值约束条件则退出。

本发明的第三个发明目的，在于提供一种软件通信体系结构的逻辑设备组件获取设备参数的操作方法，以应用本发明第一个发明目的所提供的逻辑设备组件。

为了实现本发明的第三个发明目的，采用的技术方案如下：

一种软件通信体系结构的逻辑设备组件获取设备参数的操作方法，所述方法包括：

逻辑设备组件的设备实例化模块接收到对设备进行获取设备参数的操作；

设备实例化模块执行对待获取设备进行有效性校验，如果设备不支持获取该设备参数，则退出，否则；

设备实例化模块读取设备参数的标识号；

设备实例化模块将标识号传递给配置属性模块；

配置属性模块按照标识号检查是否有新插入的属性值，如果没有，则调用管理器模块的属性值读取操作并返回属性值，否则；

配置属性模块调用管理器模块的属性值更新操作，然后调用管理器模块的属性值读取操作并返回更新后的属性值。

本发明设计的SCA组件属性控制方法为配置和查询属性提供了灵活方便的通用接口实现，能够实现所有类型的组件属性，而不需直接使用任何CORBA特性，使得配置和查询请求的处理简单化。在修改属性操作或更换硬件平台时，不需要对属性的具体配置和查询操作进行修改，只需调整相应数据类型的接口函数即可，提高了组件的可重用性、可移植性和可维护性。

如图9所示，在资源组件和设备组件中增加了属性管理器通用接口，提供对属性的管理和控制。

附图说明

图1 为SCA核心框架；

图2 为现有技术组件通信原理图；

图3为可配置属性的配置操作时序；

图4 为配置属性的查询操作时序；

图5 为实施例一的属性配置流程图；

图6 为实施例一的属性查询流程图；

图7 为实施例二的属性配置流程图；

图8 为实施例二的属性查询流程图；

图9 为使用属性管理器的通信原理图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细的说明。

本发明设计了一种两级方法来处理可配置属性的各种数据结构类型，即可配置属性的实例化类和对应数据类型的管理器类，将每个可配置属性的实例化类和一个数据类型管理器类相匹配。可配置属性的实例化类处理通用的编程语言操作，调用管理器类中的具体操作；管理器类处理具体的属性值数据操作，包括对属性值的约束条件校验，配置和查询具体属性值等。

图3表示对可配置属性进行配置的操作步骤和时序。其中：可配置属性的实例化类接受配置操作后首先执行对所有待配置属性的有效性校验，然后依次将待配置属性传递给配置属性类，执行数据类型校验，调用管理器类的属性值约束条件校验和设置新属性值的操作，直到所有属性配置完毕。基本类型序列和结构体序列类型的配置过程中，对每个属性值的配置操作还包括序列长度的要求。

如果组件配置失败（没有进行配置）会引发属性集无效配置异常。如果只有部分配置成功会引发属性集部分配置异常。

图4表示对可配置属性进行查询的操作步骤和时序。其中：可配置属性的实例化类接受查询操作后首先执行对所有待查询属性的有效性校验，读取属性的标识号，然后将读取属性类型操作传递给配置属性类，按照标识号检查是否有新插入的属性值，调用管理器类的属性值更新和读取的操作并返回属性值，直到所有属性查询完毕。结构体类型的查询过程中，管理器类的属性值读取操作，变换为结构体中插入值操作，将更新的属性值插入到结构体中再返回。结构体序列类型的查询过程中，管理器类中属性值读取操作后面增加一个循环对结构体内容的读取操作和插入值操作，然后再返回。

当一个或多个不属于组件的属性被查询会引发不可知属性异常。

实施例一

在音频逻辑设备组件中定义一个可配置属性，音频模式，用于控制声卡设备A/D采样功能，包括通道、采样大小和频率，整数型，值在0-20之间，初始值设为5。

下面按照本发明的属性控制方法执行属性配置操作，配置新值为6。

S101：音频模式的实例化类接受配置操作。

S102：执行对待配置属性音频模式的有效性校验，检查声卡是否支持，返回支持。

S103：将待配置属性传递给音频模式配置属性类。

S104：执行数据类型校验，整数型符合数据类型要求。

S105：调用音频模式管理器类的属性值约束条件校验操作，值在0-20之间，返回正确。

S106：调用音频模式管理器类的设置新属性值的操作，设置新值6，返回。

配置了新的属性值后，声卡设备先关闭，然后重新打开按照新的属性值6工作。

下面按照本发明的属性控制方法执行属性查询操作，查询过程中没有新配置的属性值插入。

S201：音频模式的实例化类接受查询操作。

S202：执行对待查询属性音频模式的有效性校验，检查声卡是否支持，返回支持。

S203：读取音频模式属性的标识号，返回。

S204：将读取属性类型操作传递给配置属性类。

S205：按照标识号检查是否有新插入的属性值，没有。

S206：调用管理器类的属性读取操作并返回属性值6，查询完毕，返回。

实施例二

在FPGA可执行设备组件中定义可配置属性一，数据传输速率，用于控制FPGA设备上下变频的数据传输速率，整数型，值在0-5之间，初始值设为0。可配置属性二，DAC模式，用于选择DAC通道的工作模式，整数型，值在0-2之间，初始值设为0。

下面按照本发明的属性控制方法执行属性配置操作，配置数据传输速率新值为3，DAC模式为2。

S301：FPGA可执行设备的属性实例化类接受配置操作。

S302：执行对所有待配置属性数据传输速率和DAC模式的有效性校验，检查FPGA是否支持，返回支持。

S303：依次将待配置属性传递给FPGA可执行设备配置属性类。

S304：执行数据类型校验，整数型符合数据类型要求。

S305：调用FPGA可执行设备属性管理器类的属性值约束条件校验操作，数据传输速率值在0-5之间，DAC模式值在0-2之间，返回正确。

S306：调用FPGA可执行设备属性管理器类的设置新属性值的操作，设置新值，数据传输速率为为3，DAC模式为2，返回。

配置了新的属性值后，FPGA设备先关闭，然后重新打开按照新的属性值工作。

下面按照本发明的属性控制方法执行属性查询操作，查询过程中数据传输速率有新配置的属性值插入，值为4。

S401：FPGA可执行设备的属性实例化类接受查询操作。

S402：依次执行对待查询属性数据传输速率和DAC模式的有效性校验，检查FPGA是否支持，返回支持。

S403：读取数据传输速率和DAC模式属性的标识号，返回。

S404：将读取属性类型操作传递给配置属性类。

S405：按照标识号检查是否有新插入的属性值，数据传输速率属性有新值插入。

S406：调用FPGA可执行设备属性管理器类的属性值更新操作，数据传输速率更新为4。

S407：调用FPGA可执行设备属性管理器类的属性读取操作并返回属性值据传输速率为为4，DAC模式为2，查询完毕，返回。

Claims (5)

1.一种软件通信体系结构的逻辑设备组件，所述逻辑设备组件与至少一个设备进行通讯，对设备参数进行操作，其特征在于，所述逻辑设备组件包括依次连接的设备实例化模块和管理器模块，所述设备实例化模块与指定设备进行沟通，以判断指定设备是否支持对设备参数的操作，所述管理器模块对支持的指定设备的设备参数进行操作；

所述逻辑设备组件还包括配置属性模块，具体包括：

当逻辑设备组件接收到配置设备参数为属性值的命令时，配置属性模块判断属性值的数据类型是否满足预先设定的数据类型要求，如果满足要求，则配置属性模块调用管理器模块配置设备参数为属性值；

当逻辑设备组件接收到获取设备参数的命令时，配置属性模块检查所需获取的第二设备参数是否有新插入的属性值，如果有，配置属性模块调用管理器模块对设备参数进行更新操作，然后调用管理器模块获取更新后的设备参数的属性值，否则配置属性模块调用管理器模块获取设备参数的属性值。

2.一种软件通信体系结构的逻辑设备组件配置设备参数的操作方法，采用权利要求1任一项所述的逻辑设备组件，其特征在于，所述方法包括：

逻辑设备组件的设备实例化模块接收到对设备进行配置设备参数为新属性值的操作；

设备实例化模块对待配置设备执行有效性校验，如果硬件不支持配置该设备参数，则退出，否则；

将新属性值传递给配置属性模块；

配置属性模块执行数据类型校验，如果新属性值不符合数据类型要求，则退出，否则；

调用管理器模块的配置新属性值的操作，对设备参数配置属性值。

3.根据权利要求2所述的操作方法，其特征在于，所述方法还包括：调用管理器模块的配置新属性值的操作，对设备参数配置属性值后，先关闭设备，然后重新启动设备使设备参数按照新属性值工作。

4.根据权利要求2所述的操作方法，其特征在于，所述方法还包括：调用管理器模块的配置新属性值的操作，对设备参数配置属性值之前，先执行属性值约束条件校验，如果新属性值不满足属性值约束条件则退出。

5.一种软件通信体系结构的逻辑设备组件获取设备参数的操作方法，采用权利要求1任一项所述的逻辑设备组件，其特征在于，所述方法包括：

逻辑设备组件的设备实例化模块接收到对设备进行获取设备参数的操作；

设备实例化模块执行对待获取设备进行有效性校验，如果设备不支持获取该设备参数，则退出，否则；

设备实例化模块读取设备参数的标识号；

设备实例化模块将标识号传递给配置属性模块；

配置属性模块按照标识号检查是否有新插入的属性值，如果没有，则调用管理器模块的属性值读取操作并返回属性值，否则；

配置属性模块调用管理器模块的属性值更新操作，然后调用管理器模块的属性值读取操作并返回更新后的属性值。

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