CN104615423B - 多用户软件通信体系结构波形开发方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多用户SCA波形开发方法及装置，方法包括如下步骤：开发资源动态分配，域配置文件修改，系统总线交换配置，虚拟SCA平台启动，波形开发，电源管理。装置包括至少一台PC机和一台SCA主机，SCA主机的各通用处理模块和各数字信号处理模块均还包括对本模块的物理设备进行独立加电、断电和重启控制的电源控制子模块，SCA主机还包括一主机管理模块，还包括一台外部PC机，该外部PC机包括一系统管理模块，该系统管理模块与SCA主机的主机管理模块相连。本发明的方法和装置，可以允许多个用户同时在同一个SCA平台上进行波形开发，在不大幅增加经费开销的前提下，有效提高开发效率，大量缩短系统的研制周期。
Description
技术领域
本发明属于软件无线电领域，特别是一种适应多用户同时进行软件通信体系结构波形开发的多用户软件通信体系结构波形开发方法及装置。
背景技术
软件无线电是采用开放体系架构，将模块化的硬件单元通过标准接口构成通用的硬件平台，通过加载波形软件实现无线通信功能的通信系统。也就是说，软件无线电台相当于高速计算机加天线。软件无线电最突出的特点就是开放性和灵活性。
软件通信体系结构(SCA，Software Communication Architecture)是软件无线电领域一个已被普遍认可和使用的技术标准。SCA系统地提炼了各种无线通信系统的共同属性，采用面向对象的系统设计和分析方法对各部分的组成、层次划分以及互连方式进行了描述，从而使其涵盖各种特定的应用领域。SCA是一套适用于软件可编程电台的法则、方法和设计标准，它独立于系统实现，目标是确保软件和硬件的可移植性和可配置性；能够使新旧系统之间具有很好的连续性和继承性，并确保依据SCA开发的产品之间能够互通。
SCA波形开发是指在SCA通用软硬件平台上进行特定的波形应用开发，SCA波形开发的常用装置如图4所示。
SCA波形开发装置通常由两部分组成：
a)一台或多台普通PC机；
PC机安装波形开发所需的开发环境，完成波形组件的源代码编码、编译、调试等工作。
b)一台SCA软硬件平台主机；
SCA软件硬件平台主机(以下简称SCA平台)通常由若干通用处理模块、若干数字信号处理模块，以及其它模块组成，各模块间由系统总线互联。
数字信号处理模块的核心处理器件是数字信号处理器(以下简称DSP)和可编程门陈列(以下简称FPGA)，DSP和FPGA上加载波形组件，实现相应的波形功能。
通用处理模块的核心处理器件是通用处理器(以下简称GPP)，GPP上运行操作系统和核心框架。核心框架主要包括一个域管理器、一个或多个设备管理器及相关的域管理文件。GPP上同时运行若干设备组件和服务组件，其中，设备组件是对系统中各个物理设备的逻辑代理，每一个波形需要使用的物理器件(如GPP、DSP、FPGA等)均有一个对应的设备组件。
一个SCA平台仅有一个域管理器，用于管理全系统的资源。一个或多个设备管理器，负责管理各设备组件和服务组件。域管理器和设备管理器根据相关域配置文件的描述来确定其所管理的资源。
SCA平台提供标准的传输机制(通常是CORBA)完成核心框架、设备/服务组件与GPP波形组件的互联。同时，SCA平台通过系统总线实现设备组件对其所代理的物理设备的控制，以及GPP波形组件、DSP波形组件和FPGA波形组件之间的通信。
进行波形开发的PC机与SCA平台之间通过外部接口进行连接，通过该接口完成波形组件执行码的下载、控制SCA平台对波形的加卸载，以及波形运行过程的调试等功能。
以现有的SCA波形开发装置，能够顺利完成单个用户对单个SCA波形的开发与调试，但无法适应多个用户同时开发多个SCA波形，主要有以下几个原因：一是系统资源使用上的冲突，多个用户可能使用了同一个系统资源；二是多个波形运行时的互扰；三是SCA波形调试过程中常需要对系统进行断电重启操作，影响了其它用户的正常工作。
而SCA的优势在于通过在一个通用的软硬件平台上加载不同的波形，来实现不同的功能，因此，一个SCA平台上通常需要加载运行多个波形。
针对SCA平台的多用户特性，目前主要有两种解决方法，一是各用户依次在同一个SCA平台上进行波形开发，待一种波形开发完成后，另一种波形才能进行上机调试，此开发方法效率低下，会大幅增加系统的研制周期。二是为每个用户提供一整套SCA平台用于开发，此方法经费开销过大，资源浪费严重。
发明内容
本发明的目的在于提供一种多用户软件通信体系结构波形开发方法，可以允许多个用户同时在同一个SCA平台上进行波形开发，在不大幅增加经费开销的前提下，有效提高开发效率，大量缩短系统的研制周期。
实现本发明目的的技术解决方案为：一种多用户软件通信体系结构波形开发方法，包括如下步骤：
10)开发资源动态分配：根据不同用户的波形开发需求，动态为各个用户分配所需的资源；
20)域配置文件修改：根据系统资源分配情况修改域配置文件，使虚拟软件通信体系结构软件平台只管理分配给自己的物理设备；
30)系统总线交换配置：根据系统资源分配情况，对系统总线交换进行配置，使得同一虚拟平台上的资源通过系统总线互连、互相访问；
40)虚拟软件通信体系结构平台启动：通过电源管理，启动各虚拟软件通信体系结构平台的物理设备；
50)波形开发：各用户使用开发环境，连接分配给自己的虚拟软件通信体系结构平台，采用与单用户使用独立的软件通信体系结构平台进行波形开发时基本一致的流程进行波形开发；
60)电源管理：对所分配的资源进行单独的加电、断电或重启操作。
实现本发明另一目的的技术方案为：一种多用户软件通信体系结构波形开发装置，包括至少一台用于波形开发的PC机和一台用于软件通信体系结构软硬件平台管理的软件通信体系结构主机，所述PC机与软件通信体系结构主机之间通过外部接口连接，所述软件通信体系结构主机包括若干通用处理模块、若干数字信号处理模块，所述软件通信体系结构主机的各通用处理模块和各数字信号处理模块均还包括对本模块的物理设备进行独立加电、断电和重启控制的电源控制子模块，所述软件通信体系结构主机还包括一主机管理模块，该模块由电源管理子模块、资源分配子模块和总线控制子模块组成，所述资源分配子模块用于对各通用处理模块软件平台所管理的资源进行动态调配，所述电源管理子模块用于连接软件通信体系结构主机各通用处理模块和各数字信号处理模块的电源控制子模块，对软件通信体系结构主机中各物理设备进行电源管理，所述总线控制子模块用于对系统总线交换进行控制，统一调配各模块间的总线连接关系；
还包括一台外部PC机，该外部PC机包括一系统管理模块，该系统管理模块与软件通信体系结构主机的主机管理模块相连，用于软件通信体系结构主机的资源分配；
系统管理模块根据不同用户的波形开发需求，通过资源分配子模块动态为各个用户动态分配所需的资源；主机管理模块根据系统资源分配情况修改各通用处理模块核心框架中的域配置文件，使各通用处理模块上的虚拟软件通信体系结构软件平台只管理分配给自己的物理设备；主机管理模块根据系统资源分配情况，对系统总线交换进行配置，使得同一虚拟平台上的资源通过系统总线互连、互相访问；电源管理子模块通过电源控制子模块启动各虚拟软件通信体系结构平台的物理设备；各PC机用户使用开发环境，连接分配给自己的虚拟软件通信体系结构平台，采用与单用户使用独立的软件通信体系结构平台进行波形开发时基本一致的流程进行波形开发；电源管理子模块对其所分配的资源进行单独的加电、断电或重启操作。
本发明与现有技术相比，其显著优点：
本发明的方法及装置，使多个用户能同时在同一个SCA平台上进行波形开发，能够大幅提高开发效率，减少资源浪费、缩短研制周期。
附图说明
图1为本发明多用户软件通信体系结构波形开发方法流程图。
图2为本发明多用户软件通信体系结构波形开发装置一种实施方式的结构示意图。
图3为本发明多用户软件通信体系结构波形开发装置另一种实施方式的结构示意图。
图4为现有技术软件通信体系结构波形开发装置结构示意图。
图中，1软件通信体系结构主机，11通用处理模块，111电源控制子模块，12数字信号处理模块，121电源控制子模块，13主机管理模块，131电源管理子模块，132资源分配子模块，133总线控制子模块，2PC机，3外部PC机，31系统管理模块。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
如图1所示，本发明多用户软件通信体系结构波形开发方法，包括如下步骤：
10)开发资源动态分配：根据不同用户的波形开发需求，动态为各个用户分配所需的资源；
20)域配置文件修改：根据系统资源分配情况修改域配置文件，使虚拟软件通信体系结构软件平台只管理分配给自己的物理设备；
30)系统总线交换配置：根据系统资源分配情况，对系统总线交换进行配置，使得同一虚拟平台上的资源通过系统总线互连、互相访问；
40)虚拟软件通信体系结构平台启动：通过电源管理，启动各虚拟软件通信体系结构平台的物理设备；
50)波形开发：各用户使用开发环境，连接分配给自己的虚拟软件通信体系结构平台，采用与单用户使用独立的软件通信体系结构平台进行波形开发时基本一致的流程进行波形开发；
60)独立电源管理：对所分配的资源进行单独的加电、断电或重启操作。
如图2所示，本发明多用户软件通信体系结构波形开发装置，包括至少一台用于波形开发的PC机(2)和一台用于软件通信体系结构软硬件平台管理的软件通信体系结构主机(1)，所述PC机(2)与软件通信体系结构主机(1)之间通过外部接口连接，所述软件通信体系结构主机包括若干通用处理模块(11)、若干数字信号处理模块(12)，
所述软件通信体系结构主机(1)的各通用处理模块(11)和各数字信号处理模块(12)均还包括对本模块的物理设备进行独立加电、断电和重启控制的电源控制子模块(111、121)，
所述软件通信体系结构主机(1)还包括一主机管理模块(13)，该模块(13)由电源管理子模块(131)、资源分配子模块(132)和总线控制子模块(133)组成，所述资源分配子模块(132)用于对各通用处理模块软件平台所管理的资源进行动态调配，所述电源管理子模块(131)用于连接软件通信体系结构主机各通用处理模块和各数字信号处理模块的电源控制子模块，对软件通信体系结构主机中各物理设备进行电源管理，所述总线控制子模块(133)用于对系统总线交换进行控制，统一调配各模块间的总线连接关系；
还包括一台外部PC机(3)，该外部PC机(3)包括一系统管理模块(31)，该系统管理模块(31)与软件通信体系结构主机(1)的主机管理模块(13)相连，用于软件通信体系结构主机(1)的资源分配；
系统管理模块(31)根据不同用户的波形开发需求，通过资源分配子模块(132)动态为各个用户动态分配所需的资源；主机管理模块(13)根据系统资源分配情况修改各通用处理模块(11)核心框架中的域配置文件，使各通用处理模块(11)上的虚拟软件通信体系结构软件平台只管理分配给自己的物理设备；主机管理模块(13)根据系统资源分配情况，对系统总线交换进行配置，使得同一虚拟平台上的资源通过系统总线互连、互相访问；电源管理子模块(131)通过电源控制子模块(111、121)启动各虚拟软件通信体系结构平台的物理设备；各PC机(2)用户使用开发环境，连接分配给自己的虚拟软件通信体系结构平台，采用与单用户使用独立的软件通信体系结构平台进行波形开发时基本一致的流程进行波形开发；电源管理子模块(111、121)对其所分配的资源进行单独的加电、断电或重启操作。
图2中，外部PC机(3)为另设。
图3中，外部PC机(3)与一台用于波形开发的PC机(2)合用。
Claims (2)
1.一种多用户软件通信体系结构波形开发方法，其特征在于，包括如下步骤：
10)开发资源动态分配：根据不同用户的波形开发需求，动态为各个用户分配所需的资源；
20)域配置文件修改：根据系统资源分配情况修改域配置文件，使虚拟软件通信体系结构软件平台只管理分配给自己的物理设备；
30)系统总线交换配置：根据系统资源分配情况，对系统总线交换进行配置，使得同一虚拟平台上的资源通过系统总线互连、互相访问；
40)虚拟软件通信体系结构平台启动：通过电源管理，启动各虚拟软件通信体系结构平台的物理设备；
50)波形开发：各用户使用开发环境，连接分配给自己的虚拟软件通信体系结构平台，采用与单用户使用独立的软件通信体系结构平台进行波形开发时基本一致的流程进行波形开发；
60)独立电源管理：对所分配的资源进行单独的加电、断电或重启操作。
2.一种多用户软件通信体系结构波形开发装置，包括至少一台用于波形开发的PC机(2)和一台用于软件通信体系结构软硬件平台管理的软件通信体系结构主机(1)，所述PC机(2)与软件通信体系结构主机(1)之间通过外部接口连接，所述软件通信体系结构主机包括若干通用处理模块(11)、若干数字信号处理模块(12)，其特征在于：
所述软件通信体系结构主机(1)的各通用处理模块(11)和各数字信号处理模块(12)均还包括对本模块的物理设备进行独立加电、断电和重启控制的电源控制子模块(111、121)；
所述软件通信体系结构主机(1)还包括一主机管理模块(13)，该主机管理模块(13)由电源管理子模块(131)、资源分配子模块(132)和总线控制子模块(133)组成，所述资源分配子模块(132)用于对各通用处理模块软件平台所管理的资源进行动态调配，所述电源管理子模块(131)用于连接软件通信体系结构主机各通用处理模块和各数字信号处理模块的电源控制子模块，对软件通信体系结构主机中各物理设备进行电源管理，所述总线控制子模块(133)用于对系统总线交换进行控制，统一调配各模块间的总线连接关系；
还包括一台外部PC机(3)，该外部PC机(3)包括一系统管理模块(31)，该系统管理模块(31)与软件通信体系结构主机(1)的主机管理模块(13)相连，用于软件通信体系结构主机(1)的资源分配；
系统管理模块(31)根据不同用户的波形开发需求，通过资源分配子模块(132)动态为各个用户动态分配所需的资源；主机管理模块(13)根据系统资源分配情况修改各通用处理模块(11)核心框架中的域配置文件，使各通用处理模块(11)上的虚拟软件通信体系结构软件平台只管理分配给自己的物理设备；主机管理模块(13)根据系统资源分配情况，对系统总线交换进行配置，使得同一虚拟平台上的资源通过系统总线互连、互相访问；电源管理子模块(131)通过电源控制子模块(111、121)启动各虚拟软件通信体系结构平台的物理设备；各PC机(2)用户使用开发环境，连接分配给自己的虚拟软件通信体系结构平台，采用与单用户使用独立的软件通信体系结构平台进行波形开发时基本一致的流程进行波形开发；电源管理子模块(111、121)对其所分配的资源进行单独的加电、断电或重启操作。
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