CN104619042A - 一种在linux内核中实现gsm0710协议的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种在LINUX内核中实现GSM0710协议的方法及装置，涉及电子信息产品，所述方法包括：通过设置用于驱动GSM0710规范逻辑通道的TTY逻辑通道驱动模块，打开或关闭与所述TTY设备对应的逻辑通道；通过设置与无线通讯模块接口通讯的TTY接口驱动模块，接收来自无线通讯模块的数据，以及将来自TTY设备的数据发送给无线通讯模块；通过设置TTY线路规程驱动模块，截取并处理所述TTY接口驱动模块所接收的来自无线通讯模块的数据，以及将处理后的数据发送给TTY逻辑通道驱动模块。本发明能够通过在LINUX内核中直接实现GSM0710规范实现的方式，避免多余的数据拷贝和系统调用，提高系统性能。

Description

一种在LINUX内核中实现GSM0710协议的方法及装置

技术领域

本发明涉及电子信息产品，特别涉及一种在LINUX内核中实现GSM0710协议的方法及装置。

背景技术

在智能信息化建设的今天，智能终端设备在各行各业中被得到了广泛的应用。而这些智能终端一般都有无线联网的需求，以便能够灵活的与相应的平台进行通讯，实现各种各样的业务。

具有无线联网功能的设备需要同时处理（接收和发送）各种数据流，例如AT指令流，GPRS数据流等。这些数据流都是彼此独立的。通过采用GSM0710规范定义的标准多路复用协议，将传输设备划分成多个逻辑链路通道，来同时传输这些数据流，每个逻辑通道都具备独立的缓冲区和流量控制。从而实现高效，灵活的无线联网功能。

目前最成熟，使用最广泛的GSM0710规范实现方式是在应用层来实现的，通过给每个逻辑链路通道分配一个伪终端设备，然后实现一个应用层后台程序实现数据的路由功能。

这种实现方式的最大特点就是简单，但是效率非常低下，涉及到大量的数据拷贝和系统调用操作。在高负荷的系统下面，这会成为一个系统瓶颈。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在LINUX内核中实现GSM0710协议的方法及装置，能够解决在高负荷的系统下，在应用层实现GSM规范实现方式所涉及到的大量数据拷贝和系统调用降低系统性能的问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种在LINUX内核中实现GSM0710协议的方法，包括：

设置用于驱动GSM0710规范逻辑通道的TTY逻辑通道驱动模块，并利用所述TTY逻辑通道驱动模块打开或关闭与所述TTY设备对应的逻辑通道；

设置与无线通讯模块接口通讯的TTY接口驱动模块，并利用所述TTY接口驱动模块接收来自无线通讯模块的数据，以及将来自TTY设备的数据发送给无线通讯模块；

设置TTY线路规程驱动模块，并利用所述TTY线路规程驱动模块截取并处理所述TTY接口驱动模块所接收的来自无线通讯模块的数据，以及将处理后的数据发送给TTY逻辑通道驱动模块；

其中，所述TTY逻辑通道驱动模块还通过所打开的逻辑通道把来自TTY线路规程驱动模块的数据转发给所述TTY设备，并对TTY设备经由所打开的逻辑通道发送的数据进行组包处理后发送给TTY接口驱动模块，由其作为来自TTY设备的数据发送给无线通讯模块。

优选地，所述TTY逻辑通道驱动模块根据无线通讯模块设置的逻辑通道数量为每个逻辑通道注册一个TTY设备。

优选地，所述TTY线路规程驱动模块在初始化时启动，包括：

应用程序通过所述TTY设备发送启动GSM0710规范的命令给无线通讯模块；

当所述无线通讯模块返回应答后，应用程序打开用来实现TTY路线规程驱动的TTY线路规程驱动模块。

优选地，所述的TTY逻辑通道驱动模块打开与所述TTY设备对应的逻辑通道的步骤包括：

当应用程序打开TTY设备时，TTY逻辑通道驱动模块通过TTY接口驱动模块向无线通讯模块发送用来打开与所述TTY设备对应的逻辑通道的命令；

当无线通讯模块返回对所述命令的应答后，TTY逻辑通道驱动模块打开与所述TTY设备对应的逻辑通道，以便建立所述TTY设备的数据链路。

优选地，所述的TTY逻辑通道驱动模块通过TTY接口驱动模块向无线通讯模块发送用来打开与所述TTY设备对应的逻辑通道的命令具体为：

当TTY逻辑通道驱动模块检测到应用程序打开TTY设备时，TTY逻辑通道驱动模块根据GSM0710规范将所述命令进行组包，并将组包后的命令经由TTY接口驱动模块转发给无线通讯模块。

优选地，所述的利用所述TTY线路规程驱动模块处理所述TTY接口驱动模块所接收的来自无线通讯模块的数据的步骤包括：

TTY线路规程驱动模块按照GSM0710规范对截取到的数据进行解析，得到将要投递到与所述TTY设备对应的逻辑通道的数据。

优选地，所述的对TTY设备经由所打开的逻辑通道发送的数据进行组包处理后发送给TTY接口驱动模块的步骤包括：

TTY逻辑通道驱动模块通过所打开的逻辑通道接收TTY设备发送的数据；

根据GSM0710规范对所接收的数据进行组包，并将组包后的数据发送给TTY接口驱动模块。

根据本发明的另一方面，提供了一种在LINUX内核中实现GSM0710协议的装置，包括：

TTY逻辑通道驱动模块，用于设置用于驱动GSM0710规范逻辑通道的TTY逻辑通道驱动模块，并利用所述TTY逻辑通道驱动模块打开或关闭与所述TTY设备对应的逻辑通道；

TTY接口驱动模块，用于设置与无线通讯模块接口通讯的TTY接口驱动模块，并利用所述TTY接口驱动模块接收来自无线通讯模块的数据，以及将来自TTY设备的数据发送给无线通讯模块；

TTY线路规程驱动模块，用于设置TTY线路规程驱动模块，并利用所述TTY线路规程驱动模块截取并处理所述TTY接口驱动模块所接收的来自无线通讯模块的数据，以及将处理后的数据发送给TTY逻辑通道驱动模块。

优选地，所述的TTY逻辑通道驱动模块进一步包括：

逻辑通道命令子模块，用于当应用程序打开TTY设备时，TTY逻辑通道驱动模块通过TTY接口驱动模块向无线通讯模块发送用来打开与所述TTY设备对应的逻辑通道的命令；

使能逻辑通道子模块，用于当无线通讯模块返回对所述命令的应答后，TTY逻辑通道驱动模块打开与所述TTY设备对应的逻辑通道，以便建立所述TTY设备的数据链路。

优选地，所述的TTY线路规程驱动模块进一步包括：

数据解析子模块，用于TTY线路规程驱动模块按照GSM0710规范对截取到的数据进行解析，得到将要投递到与所述TTY设备对应的逻辑通道的数据。

与现有技术相比较，本发明的有益效果在于：能够通过在LINUX内核中直接实现GSM0710规范实现的方式，避免多余的数据拷贝和系统调用，提升系统性能。

附图说明

图1是本发明实施例提供的在LINUX内核中实现GSM0710协议的方法流程图；

图2是本发明实施例提供的在LINUX内核中实现GSM0710协议的装置结构图；

图3是本发明实施例提供的在LINUX内核中实现GSM0710协议的整体框架图；

图4是本发明实施例提供的在LINUX内核中实现GSM0710协议的程序流程框图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明，应当理解，以下所说明的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

图1是本发明实施例提供的在LINUX内核中实现GSM0710协议的方法流程图，如图1所示，具体步骤如下：

步骤S1：设置用于驱动GSM0710规范逻辑通道的TTY逻辑通道驱动模块，并利用所述TTY逻辑通道驱动模块打开或关闭与所述TTY设备对应的逻辑通道；

步骤S2：设置与无线通讯模块接口通讯的TTY接口驱动模块，并利用所述TTY接口驱动模块接收来自无线通讯模块的数据，以及将来自TTY设备的数据发送给无线通讯模块；

步骤S3：设置TTY线路规程驱动模块，并利用所述TTY线路规程驱动模块截取并处理所述TTY接口驱动模块所接收的来自无线通讯模块的数据，以及将处理后的数据发送给TTY逻辑通道驱动模块；

其中，所述TTY逻辑通道驱动模块还通过所打开的逻辑通道把来自TTY线路规程驱动模块的数据转发给所述TTY设备，并对TTY设备经由所打开的逻辑通道发送的数据进行组包处理后发送给TTY接口驱动模块，由其作为来自TTY设备的数据发送给无线通讯模块。

所述TTY逻辑通道驱动模块根据无线通讯模块设置的逻辑通道数量为每个逻辑通道注册一个TTY设备。

所述TTY线路规程驱动模块在初始化时启动，包括：

应用程序通过所述TTY设备发送启动GSM0710规范的命令给无线通讯模块；

当所述无线通讯模块返回应答后，应用程序打开用来实现TTY路线规程驱动的TTY线路规程驱动模块。

在步骤S1中，所述的TTY逻辑通道驱动模块打开与所述TTY设备对应的逻辑通道的步骤包括：

当应用程序打开TTY设备时，TTY逻辑通道驱动模块通过TTY接口驱动模块向无线通讯模块发送用来打开与所述TTY设备对应的逻辑通道的命令；

当无线通讯模块返回对所述命令的应答后，TTY逻辑通道驱动模块打开与所述TTY设备对应的逻辑通道，以便建立所述TTY设备的数据链路。

进一步地，所述的TTY逻辑通道驱动模块通过TTY接口驱动模块向无线通讯模块发送用来打开与所述TTY设备对应的逻辑通道的命令具体为：

当TTY逻辑通道驱动模块检测到应用程序打开TTY设备时，TTY逻辑通道驱动模块根据GSM0710规范将所述命令进行组包，并将组包后的命令经由TTY接口驱动模块转发给无线通讯模块。

在步骤S2中，所述的利用所述TTY线路规程驱动模块处理所述TTY接口驱动模块所接收的来自无线通讯模块的数据的步骤包括：

TTY线路规程驱动模块按照GSM0710规范对截取到的数据进行解析，得到将要投递到与所述TTY设备对应的逻辑通道的数据。

所述的对TTY设备经由所打开的逻辑通道发送的数据进行组包处理后发送给TTY接口驱动模块的步骤包括：

TTY逻辑通道驱动模块通过所打开的逻辑通道接收TTY设备发送的数据；

根据GSM0710规范对所接收的数据进行组包，并将组包后的数据发送给TTY接口驱动模块。

图2是本发明实施例提供的在LINUX内核中实现GSM0710协议的装置结构图，如图2所示，包括：TTY逻辑通道驱动模块、TTY接口驱动模块和TTY线路规程驱动模块。

所述TTY逻辑通道驱动模块用于设置用于驱动GSM0710规范逻辑通道的TTY逻辑通道驱动模块，并利用所述TTY逻辑通道驱动模块打开或关闭与所述TTY设备对应的逻辑通道。其中，所述TTY逻辑通道驱动模块的逻辑通道命令子模块用于当应用程序打开TTY设备时，TTY逻辑通道驱动模块通过TTY接口驱动模块向无线通讯模块发送用来打开与所述TTY设备对应的逻辑通道的命令。所述TTY逻辑通道驱动模块的使能逻辑通道子模块用于当无线通讯模块返回对所述命令的应答后，TTY逻辑通道驱动模块打开与所述TTY设备对应的逻辑通道，以便建立所述TTY设备的数据链路。

所述TTY接口驱动模块用于设置与无线通讯模块接口通讯的TTY接口驱动模块，并利用所述TTY接口驱动模块接收来自无线通讯模块的数据，以及将来自TTY设备的数据发送给无线通讯模块。其中，所述TTY接口驱动模块的数据解析子模块用于TTY线路规程驱动模块按照GSM0710规范对截取到的数据进行解析，得到将要投递到与所述TTY设备对应的逻辑通道的数据。

所述TTY线路规程驱动模块用于设置TTY线路规程驱动模块，并利用所述TTY线路规程驱动模块截取并处理所述TTY接口驱动模块所接收的来自无线通讯模块的数据，以及将处理后的数据发送给TTY逻辑通道驱动模块。

图3是本发明实施例提供的在LINUX内核中实现GSM0710协议的整体框架图，如图3所示，客户端接收程序A004（无线通讯模块）通过串口、SPI、SDIO、USB等硬件接口连接到终端设备。客户端接收程序A004是无线通讯模块内部的GSM0710规范实现。其它的应用程序A001，GSM0710规范A002，数据传输设备A003是设备端需要实现的功能模块。A003是最底层的硬件驱动模块，实现数据的收发功能。A002是核心的GSM0710规范实现模块，负责对各个逻辑通道的数据按照GSM0710规范组包然后发送出去，并对接收的数据按照GSM0710规范解析出各个逻辑通道的数据，并投递给应用程序。

图4是本发明实施例提供的在LINUX内核中实现GSM0710协议的程序流程框图，如图4所示，客户端接收程序B006是无线通讯模块内部的GSM0710规范实现。我们无需实现。

TTY驱动（串口驱动）模块B005为最底层的硬件驱动模块，实现裸数据的收发操作。不会对数据做任何协议相关的操作。

TTY线路规程驱动（钩子程序）模块B004，在正常情况下B005收到的数据会直接通过TTY框架层B002，投递给应用程序B001。但是我们现在需要在内核中实现完整的GSM0710规范，所以B004的主要作用是截取B005收到的数据，不要让数据投递到B002。此外，B004的功能还包括对收到的数据按照GSM0710规范做解析。解析出来的数据投递到TTY驱动（逻辑通道驱动）模块B003。默认情况B004是没有使能的，数据都是从B005直接到达B002，然后直接投递给B001。

B003在程序初始化之前为每个逻辑通道都注册一个TTY设备。逻辑通道的数量和具体的无线模块内部实现有关，需查看相应的无线通讯模块规格书。B003的主要功能：（1）接收B004解析出来的数据，投递给相应的逻辑通道设备。（2）接收各个逻辑通道的数据，按照GSM0710规范打包数据，然后投递给B005，把数据发送出去。（3）当B001打开对应的逻辑通道设备时，B003按照GSM0710规范通过B005发送相应的逻辑通道打开/使能命令。同理，关闭逻辑通道设备时，关闭/禁止相应的逻辑通道。

B001通过逻辑通道设备ttyGSM0等设备处理各个数据流，每个逻辑通道都有其特殊的用途，在无线通讯模块规格书中有详细的说明。B001首先要通过/dev/ttyS0设备发送AT+CMUX命令来启用GSM0710规范，等无线通讯模块返回OK应答给B001之后，使能B004模块。从现在开始，所有初始化流程都结束了。B001可以通过打开相应的逻辑通道设备处理各种数据流，并向无线通讯模块发送数据（前面所诉的命令和设备名称没有固定的形式，设备名可以自定义，初始化命令请查看无线通讯模块的规格书）。流程的具体步骤如下：

步骤S401：应用程序通过TTY设备发送AT+CMUX命令启用GSM0710规范。

步骤S402：无线通讯模块根据所述命令返回OK应答后，应用程序使能TTY线路规程驱动模块。

步骤S403：当应用程序打开相应的TTY设备时，TTY逻辑通道驱动模块检测到应用程序打开TTY设备，TTY逻辑通道驱动模块根据GSM0710规范将发送相应的逻辑通道的打开/使能命令进行组包，并将组包后的命令通过硬件驱动模块转发给无线通讯模块。

步骤S404：无线通讯模块返回应答给TTY逻辑通道驱动模块后，TTY逻辑通道驱动模块使能与所述TTY设备对应的逻辑通道。

步骤S405：（接收处理）B004对硬件驱动模块接收到的数据进行截取，并对截取得到的数据根据GSM0710规范进行解析，并将解析得到的数据路由给逻辑通道对应的TTY设备，最后应用程序通过各个逻辑通道的TTY设备独立处理各种数据流而不相互影响。

（发送处理）TTY逻辑通道驱动模块按照GSM0710规范对接收到的各个逻辑通道数据进行组包，并将组包后的数据通过硬件驱动模块发送给无线通讯模块。

事实上，本发明已经在公司产品上进行大范围的应用，经过大量的验证证明是可行的。

综上所述，本发明具有以下技术效果：能够在高负荷的系统下，通过在LINUX内核中直接实现GSM0710规范实现的方式，避免多余的数据拷贝和系统调用，大幅提升系统性能，从而更好地实现高效、灵活的无线联网功能。

尽管上文对本发明进行了详细说明，但是本发明不限于此，本技术领域技术人员可以根据本发明的原理进行各种修改。因此，凡按照本发明原理所作的修改，都应当理解为落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种在LINUX内核中实现GSM0710协议的方法，其特征在于，

设置用于驱动GSM0710规范逻辑通道的TTY逻辑通道驱动模块，并利用所述TTY逻辑通道驱动模块打开或关闭与所述TTY设备对应的逻辑通道；

设置与无线通讯模块接口通讯的TTY接口驱动模块，并利用所述TTY接口驱动模块接收来自无线通讯模块的数据，以及将来自TTY设备的数据发送给无线通讯模块；

设置TTY线路规程驱动模块，并利用所述TTY线路规程驱动模块截取并处理所述TTY接口驱动模块所接收的来自无线通讯模块的数据，以及将处理后的数据发送给TTY逻辑通道驱动模块；

其中，所述TTY逻辑通道驱动模块还通过所打开的逻辑通道把来自TTY线路规程驱动模块的数据转发给所述TTY设备，并对TTY设备经由所打开的逻辑通道发送的数据进行组包处理后发送给TTY接口驱动模块，由其作为来自TTY设备的数据发送给无线通讯模块。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述TTY逻辑通道驱动模块根据无线通讯模块设置的逻辑通道数量为每个逻辑通道注册一个TTY设备。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述TTY线路规程驱动模块在初始化时启动，包括：

应用程序通过所述TTY设备发送启动GSM0710规范的命令给无线通讯模块；

当所述无线通讯模块返回应答后，应用程序打开用来实现TTY路线规程驱动的TTY线路规程驱动模块。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的TTY逻辑通道驱动模块打开与所述TTY设备对应的逻辑通道的步骤包括：

当应用程序打开TTY设备时，TTY逻辑通道驱动模块通过TTY接口驱动模块向无线通讯模块发送用来打开与所述TTY设备对应的逻辑通道的命令；

当无线通讯模块返回对所述命令的应答后，TTY逻辑通道驱动模块打开与所述TTY设备对应的逻辑通道，以便建立所述TTY设备的数据链路。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述的TTY逻辑通道驱动模块通过TTY接口驱动模块向无线通讯模块发送用来打开与所述TTY设备对应的逻辑通道的命令具体为：

当TTY逻辑通道驱动模块检测到应用程序打开TTY设备时，TTY逻辑通道驱动模块根据GSM0710规范将所述命令进行组包，并将组包后的命令经由TTY接口驱动模块转发给无线通讯模块。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的利用所述TTY线路规程驱动模块处理所述TTY接口驱动模块所接收的来自无线通讯模块的数据的步骤包括：

TTY线路规程驱动模块按照GSM0710规范对截取到的数据进行解析，得到将要投递到与所述TTY设备对应的逻辑通道的数据。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的对TTY设备经由所打开的逻辑通道发送的数据进行组包处理后发送给TTY接口驱动模块的步骤包括：

TTY逻辑通道驱动模块通过所打开的逻辑通道接收TTY设备发送的数据；

根据GSM0710规范对所接收的数据进行组包，并将组包后的数据发送给TTY接口驱动模块。

8.一种在LINUX内核中实现GSM0710协议的装置，其特征在于，

TTY逻辑通道驱动模块，用于设置用于驱动GSM0710规范逻辑通道的TTY逻辑通道驱动模块，并利用所述TTY逻辑通道驱动模块打开或关闭与所述TTY设备对应的逻辑通道；

TTY接口驱动模块，用于设置与无线通讯模块接口通讯的TTY接口驱动模块，并利用所述TTY接口驱动模块接收来自无线通讯模块的数据，以及将来自TTY设备的数据发送给无线通讯模块；

TTY线路规程驱动模块，用于设置TTY线路规程驱动模块，并利用所述TTY线路规程驱动模块截取并处理所述TTY接口驱动模块所接收的来自无线通讯模块的数据，以及将处理后的数据发送给TTY逻辑通道驱动模块。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述的TTY逻辑通道驱动模块进一步包括：

逻辑通道命令子模块，用于当应用程序打开TTY设备时，TTY逻辑通道驱动模块通过TTY接口驱动模块向无线通讯模块发送用来打开与所述TTY设备对应的逻辑通道的命令；

使能逻辑通道子模块，用于当无线通讯模块返回对所述命令的应答后，TTY逻辑通道驱动模块打开与所述TTY设备对应的逻辑通道，以便建立所述TTY设备的数据链路。

10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述的TTY线路规程驱动模块进一步包括：

数据解析子模块，用于TTY线路规程驱动模块按照GSM0710规范对截取到的数据进行解析，得到将要投递到与所述TTY设备对应的逻辑通道的数据。