CN110674067B - 一种硬件间通信仿真的配置连接系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种硬件间通信仿真的配置连接系统，包括：外设接口；以及单机，其中待连接硬件包括发送部分与接收部分，发送部分为外设接口或单机，接收部分为外设接口或单机，硬件间通信仿真的配置连接首先进行初始化，解析配置文件，并用相应的数据结构保存硬件间连接的配置字符串,将发送分部与接收部分的配置字符串，解析出相应的硬件发送与接收通道号；按发送分部与接收部分的配置字符串，获取出相应的硬件类对像句柄；用算法将接收通道的回调函数，注册至发送通道。

Description

一种硬件间通信仿真的配置连接系统和方法
技术领域
本发明涉及仿真技术领域。具体而言，本发明涉及一种硬件间通信仿真的配置连接系统和方法。
背景技术
随着微电子技术和计算机技术的迅猛发展，系统仿真技术日益成熟，在各工业领域有着广泛的应用。由于各硬件系统的外设接口与单机、单机与单机间的连接各不相同，因此在做硬件系统仿真时，需要一种通用的方法，可以通过配置的方式，实现硬件系统仿真中硬件间通信连接的仿真。
在卫星仿真系统中，主要由如下四部分组成：芯片模型库、外设接口(如 CAN等)模型库、单机模型库和分系统(如动力学等)模型库。外设接口与单机间的通信连接方式有如下三种：一对一单工(如同步串口等)、一对一双工(如异步串口等)，一对多双工(如CAN等)。当前在卫星仿真系统搭建时，通过修改软件代码的方式实现不同卫星仿真系统中硬件间通信仿真连接，效率较低，且人力投入大(需要投入开发与测试人员)。因此缺少一种可通过配置实现硬件间通信仿真的连接方法，可不改动软件，仅修改硬件间通信仿真连接配置即可。
此方法对硬件系统仿真的快速搭建、硬件间通信仿真连接的可靠性、可重用性、可维护性等显得尤为重要。
发明内容
本发明的实施例实现一种硬件间通信仿真的配置连接方法。利用该方法可通过配置文件配置，不用修改软件代码，即可质量可靠、可重用的完成硬件间通信仿真连接。
根据本发明的一个实施例，提供一种硬件间通信仿真的配置连接系统，包括：
外设接口；以及
单机，
其中待连接硬件包括发送部分与接收部分，发送部分为外设接口或单机，接收部分为外设接口或单机，硬件间通信仿真的配置连接首先进行初始化，解析配置文件，并用相应的数据结构保存硬件间连接的配置字符串, 将发送分部与接收部分的配置字符串，解析出相应的硬件发送与接收通道号；按发送分部与接收部分的配置字符串，获取出相应的硬件类对像句柄；用算法将接收通道的回调函数，注册至发送通道。
在本发明的一个实施例中，所述外设接口与所述单机间连接为有通信协议连接或模拟信号连接。
在本发明的一个实施例中，单机与单机之间的连接为有通信协议连接，单机与单机之间连接方式为第一单机连接至外设接口，外设接口连接至第二单机。
在本发明的一个实施例中，单机与单机之间的连接为模拟信号连接。
在本发明的一个实施例中，外设接口与外设接口间为模拟信号连接。
在本发明的一个实施例中，一个发送通道与多个接收通道连接。
在本发明的一个实施例中，一个接收通道与多个发送通道连接。
根据本发明的另一个实施例，提供一种硬件间通信仿真的配置连接方法，包括：
读取配置文件中硬件间连接部分的配置；
解析配置文件，并用相应的数据结构保存硬件间连接的配置字符串；
将发送分部与接收部分的配置字符串，解析出相应的硬件发送与接收通道号；
按发送分部与接收部分的配置字符串，获取出相应的硬件类对像句柄；
用算法将接收通道的回调函数，注册至发送通道。
在本发明的另一个实施例中，待连接硬件包括发送部分与接收部分，发送部分为外设接口或单机，接收部分为外设接口或单机。
在本发明的另一个实施例中，硬件间连接包括有通信协议连接和模拟信号连接。
本发明公开的方法将解决目前航天级单机连接外设接口差异大，缺少标准化，仿真难以通用化的现状。
本发明公开的方法可固化硬件间仿真连接的代码，便于仿真系统的质量控制和可重用性。
本发明公开的方法可使外设接口与单机仿真模型对外接口的代码固化，可实现仿真系统的模块化设计与开发。
附图说明
为了进一步阐明本发明的各实施例的以上和其它优点和特征，将参考附图来呈现本发明的各实施例的更具体的描述。可以理解，这些附图只描绘本发明的典型实施例，因此将不被认为是对其范围的限制。在附图中，为了清楚明了，相同或相应的部件将用相同或类似的标记表示。
图1示出根据本发明的一个实施例的硬件间通信仿真连接可配置化示意图。
图2示出根据本发明的一个实施例的硬件间通信仿真连接配置内容。
具体实施方式
在以下的描述中，参考各实施例对本发明进行描述。然而，本领域的技术人员将认识到可在没有一个或多个特定细节的情况下或者与其它替换和/或附加方法、材料或组件一起实施各实施例。在其它情形中，未示出或未详细描述公知的结构、材料或操作以免使本发明的各实施例的诸方面晦涩。类似地，为了解释的目的，阐述了特定数量、材料和配置，以便提供对本发明的实施例的全面理解。然而，本发明可在没有特定细节的情况下实施。此外，应理解附图中示出的各实施例是说明性表示且不一定按比例绘制。
在本说明书中，对“一个实施例”或“该实施例”的引用意味着结合该实施例描述的特定特征、结构或特性被包括在本发明的至少一个实施例中。在本说明书各处中出现的短语“在一个实施例中”并不一定全部指代同一实施例。
台式电脑或汽车等产品通常有标准化的连接方式，例如台式电脑的硬盘大多使用SATA接口连接，汽车的各种传感器都用CAN连接。然而，在航天领域中，单机与外设接口间的连接方式未标准化，例如星敏感器，有用异步串口连接的，有用CAN连接的，不同型号在设计时，会根据各自特点，选择不同的外设接口及连接方式。
当前的卫星仿真，都是面向具体卫星型做定向仿真，外设接口与单机间通信连接仿真要改动软件代码，需投入较大的开发人力和测试人力，因此软件的模块程度低、可重用性差。面对日益增涨的民用微小卫星需求，卫星仿真系统难以工具化。故现在缺少一种通用的硬件间通信仿真的配置连接方法，能避免重复开发，实现质量可靠、开放通用的可配置模型。
本发明提供了一种硬件间仿真的配置连接方法：
1)硬件间连接分为两大类：
a)有通信协议连接：如UART，CAN等
b)模拟信号连接：中断，AD/DA等
2)硬件间通信仿真连接，主要将上述两类连接通过配置文件配置实现总体方案，如附图1所示。
3)前提：外设接口与单机等硬件仿真模块对外接口需按标准归一：
a)归一发送通道号与接收通道号；
b)硬件模块仿真软件中，按通道号创建相应的发送通道与接收通道；
c)硬件模块仿真软件中，数据发送向发送通道号发送，数据接收由接收通道号注册的回调函数接收。
4)外设接口与单机间连接可为有通信协议连接，也可为模拟信号连接。单机与单机间连接按模拟信号连接处理，若为有通信协议连接，则归为外设接口与单机间的连接，并做两次连接即：单机A<-连接1->外设接口<-连接2->单机B。外设接口与外设接口间为模拟信号连接。
5)硬件，分为发送(TX)部分与接收(RX)部分，发送部分可以为外设接口，也可以为单机部件；接收部分也可以为外设接口或单机部件。因此上述硬件间两大类连接均可通过配置发送部分与接收部分，进行连接。
6)在配置文件中，通过多组发送部分与接收部分的成对配置，将硬件间通信仿真连接全可配置化。
7)在硬件间仿真连接类对像初始时，对配置文件中连接部分的配置进行解析并初始化：
a)解析配置文件，并用相应的数据结构保存硬件间连接的配置字符串；
b)将发送分部与接收部分的配置字符串，解析出相应的硬件发送与接收通道号；
c)按发送分部与接收部分的配置字符串，获取出相应的硬件类对像句柄；
d)用算法将接收通道的回调函数，注册至发送通道；
e)一个发送通道，可与多个接收通道连接；
f)一个接收通道，可与多个发送通道连接。
8)硬件模块的数据向发送通道发送时，经硬件间仿真连接模块的转换，即变为调用接收通道回调函数的过程，因此实现了硬件间通信仿真连接可配置。
9)此方法，仅在初始化时，需要花费额外的时间做硬件间连接的初始化；在后续的仿真的运行过程中，为回调函数调用，仿真模型的运行速率不会受可配置的影响而变慢。
下面结合实例，就时钟功能部件与中断功能部件的外设接口间模拟信号连接；同步串口与测控单机间的有通信协议连接，用XML文件作为配置文件如图2，说明两种连接方式的具体实施方式。
例1：模拟信号连接，时钟功能部件与中断功能部件的外设接口间的仿真通信连接。
1)在真实硬件中，时钟模块会与中断模块的IO相连，时钟模块按设置触发，产生高电平或低电的模拟信号，中断模块检测到模拟信号后，向芯片产生中断信号。
2)在硬件间仿真连接模块初始化时，读取XML硬件间连接部分的配置。
3)获取相关配置部分为：<config TX＝"PERI_INT_TIMER" RX＝"PERI_INT"/>。
4)解析可得：时钟功能部件为发送端，通道号为 CHANNLE_TX_INT_TIMER；中断功能部件为接收端，通道号为 CHANNEL_RX_INT。
5)根据配置，获取对应的TIMER类对像句柄和INT类对像句柄。
6)调用硬件间通信仿真连接函数，将INT类对像接收通道的回调函数，注册至TIMER类对像的发送通道号。
7)当TIMER产生中断时，将中断数据向TIMER的发送通道号发送，经硬件间通信仿真连接的发送函数，调用INT类对像的接收回调函数，参数为 TIMER的中断数据。
8)由此实现TIMER与INT两功能部件的模拟信号连接的仿真配置连接方法。
例2：有通信协议连接，同步串口与测控单机间的仿真通信连接。
1)在卫星上，一般用三个同步串口与测控单机相连，一个同步串口连测控单机的遥测下行数据发送端；另两个同步串口分别连测控单机的遥控上行数据接收端，这两个同步串口互为备份。
2)在硬件间仿真连接模块初始化时，读取XML硬件间连接部分的配置。
3)获取相关配置部分为：<config TX＝"PERI_INT_TIMER" RX＝"PERI_INT"/>。
4)解析可得：时钟功能部件为发送端，通道号为 CHANNLE_TX_INT_TIMER；中断功能部件为接收端，通道号为 CHANNEL_RX_INT。
5)根据配置，获取对应的TIMER类对像句柄和INT类对像句柄。
6)调用硬件间通信仿真连接函数，将INT类对像接收通道的回调函数，注册至TIMER类对像的发送通道号。
7)当TIMER产生中断时，将中断数据向TIMER的发送通道号发送，经硬件间通信仿真连接的发送函数，调用INT类对像的接收回调函数，参数为 TIMER的中断数据。
8)由此实现TIMER与INT两功能部件的模拟信号连接的仿真配置连接方法。
尽管上文描述了本发明的各实施例，但是，应该理解，它们只是作为示例来呈现的，而不作为限制。对于相关领域的技术人员显而易见的是，可以对其做出各种组合、变型和改变而不背离本发明的精神和范围。因此，此处所公开的本发明的宽度和范围不应被上述所公开的示例性实施例所限制，而应当仅根据所附权利要求书及其等同替换来定义。

Claims (5)

1.一种硬件间通信仿真的配置连接系统，包括：
外设接口；以及
单机，
其中待连接硬件包括发送部分与接收部分，发送部分为外设接口或单机，接收部分为外设接口或单机，硬件间通信仿真的配置连接首先进行初始化，解析配置文件，在配置文件中，通过多组发送部分与接收部分的成对配置，将硬件间通信仿真连接全可配置化，并用相应的数据结构保存硬件间连接的配置字符串, 将发送部分与接收部分的配置字符串，解析出相应的硬件发送与接收通道号；按发送部分与接收部分的配置字符串，获取出相应的硬件类对像句柄；用算法将接收通道的回调函数，注册至发送通道，
其中所述外设接口与所述单机间连接为有通信协议连接或模拟信号连接，单机与单机之间的连接为模拟信号连接，外设接口与外设接口间为模拟信号连接，
如果单机与单机之间的连接为有通信协议连接，则单机与单机之间连接方式归为第一单机连接至外设接口，外设接口连接至第二单机。
2.如权利要求1所述的硬件间通信仿真的配置连接系统，其特征在于，一个发送通道与多个接收通道连接。
3.如权利要求1所述的硬件间通信仿真的配置连接系统，其特征在于，一个接收通道与多个发送通道连接。
4.一种硬件间通信仿真的配置连接方法，包括：
读取配置文件中硬件间连接部分的配置，在配置文件中，通过多组发送部分与接收部分的成对配置，将硬件间通信仿真连接全可配置化；
解析配置文件，并用相应的数据结构保存硬件间连接的配置字符串；
将发送部分与接收部分的配置字符串，解析出相应的硬件发送与接收通道号；
按发送部分与接收部分的配置字符串，获取出相应的硬件类对像句柄；
用算法将接收通道的回调函数，注册至发送通道，
其中，待连接硬件包括发送部分与接收部分，发送部分为外设接口或单机，接收部分为外设接口或单机，其中所述外设接口与所述单机间连接为有通信协议连接或模拟信号连接，单机与单机之间的连接为模拟信号连接，外设接口与外设接口间为模拟信号连接，
如果单机与单机之间的连接为有通信协议连接，则单机与单机之间连接方式归为第一单机连接至外设接口，外设接口连接至第二单机。
5.如权利要求4所述的硬件间通信仿真的配置连接方法，其特征在于，硬件间连接包括有通信协议连接和模拟信号连接。
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