CN110932737B - Sca波形组件组合部属方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种SCA波形组件组合部属方法，包括如下步骤：(10)波形组件组合变量值确定：主控模块从波形组件库中获取需要组合的波形组件，并为所述波形组件的组合变量确定实际数值；(20)波形组件组合变量值分发：主控模块部属波形组件到处理器，向代理模块发送相应波形组件的组合变量值；(30)波形组件组合变量配置：各波形组件从代理模块获得各自的组合变量值，并配置到波形组件程序内部的实际组合变量。本发明的SCA波形组件组合部属方法，通用性好、效率高。

Description

SCA波形组件组合部属方法

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，特别是一种通用性好、效率高的SCA波形组件组合部属方法。

背景技术

软件通信体系结构(Software Communication Architecture，SCA)作为软件无线电领域的一个重要体系结构已得到了广泛应用，为了提高波形组件的可移植性，SCA硬件抽象层(以下简称“硬件抽象层”)标准被提出。硬件抽象层是对下屏蔽底层硬件通信细节、对上提供标准接口的中间层软件，波形组件通过调用硬件抽象标准接口能够实现组件之间的数据交互，硬件抽象层中定义了两个地址，分别为逻辑地址LD(Logical Destination)和物理地址PD(Physical Destination)，其中LD表示波形组件的地址；PD表示波形组件所运行的处理器地址。波形组件在发送数据前首先要完成LD-PD的映射，以至于硬件抽象层能够将带有LD字段的消息路由至处理器PD上，最终到达LD组件，换句话说，硬件抽象层降低了波形组件之间的耦合度，提升了波形组件的模块化程度，那么，我们能否通过组合的方式将不同的波形组件拼接起来而构成一个新的波形应用呢？答案是肯定的，但在实际工程中要面临很多难题，例如波形组件的选择、波形组件LD规划以及LD-PD映射等问题。

经过上面的描述，我们可以确定，波形组件之间是依靠LD和LD-PD映射关系等参数而组合起来的，因此，在本发明中我们将“当前波形组件LD、目标波形组件LD以及LD-PD映射关系”定义为波形组件的组合变量，那么波形组件的组合部属问题就转化为组合变量的管理问题。通常情况下，一个波形应用由若干个波形组件组成，这些波形组件的设计及实现往往都是由同一个研发团队来完成的，组合变量的值都是统一规划的并以静态方式(不可动态配置)固定编译到波形组件程序中，那么这种波形组件很难与其它研发团队研制的波形组件进行组合使用。我们希望波形组件能够向着高度模块化和组合化方向发展，波形组件不再限于某一个波形应用，而是独立发展，像“积木”一样，根据不同的波形应用需要，选取不同的“积木”，快速搭建所需波形，这不仅可以加快波形的研发速度，也避免了波形组件的重复研发。“积木”在使用前是独立的，并不知道接下来会与哪个“积木”组合，因此，波形组件在没有被使用时，其组合变量都应该是处于未初始化状态的，只有在与其它波形组件组合使用时，才进行统一规划并进行赋值。

综上所述，若想实现波形组件的组合使用就必须解决两个问题：一个是建立波形组件库，所有入库的波形组件的功能、组合变量等描述必须标准统一；另一个是对波形组件的组合变量的统一规划和配置。

目前，根据所运行处理器类型，波形组件分为GPP波形组件、DSP波形组件和FPGA波形组件。对于GPP波形组件来说，其本质上是一个运行在操作系统之上的任务，部属运行GPP波形组件的过程就是在操作系统上进行任务启动的过程，在任务启动过程中可以带入组合变量的值，因此，GPP波形组件的组合变量配置比较简单。但对于DSP和FPGA波形组件来说，其部属运行后是从处理器执行第1条机器指令开始的，在启动过程中无法带入组合变量的值，因此，DSP和FPGA波形组件的组合变量的配置将会比较复杂。

中国发明专利“基于SCA的波形组件动态地址配置系统及方法”(申请号：201510895053.9，公开日：2016-04-20)公开了一种基于SCA的波形组件动态地址配置系统及方法。其包含一个主控模块和若干个运行在DSP和FPGA上的从模块，当波形组件部属后，运行在DSP和FPGA上的从模块首先获取当前所在处理器的物理地址PD，然后等待主控模块查询，当主控模块查询时，从代理模块将本地波形组件LD和本地处理器PD的映射关系向主控模块报告，主控模块收集到所有LD-PD的映射关系后，再将这些LD-PD映射关系下发给各从模块，从模块再利用这些信息更新波形组件内部的LD-PD映射表。该发明使得波形组件即便改变部属处理器，也依然能够保证波形组件的LD与PD映射关系正确，在一定程度上解决了波形组件灵活部属的问题，但也存在一定局限性，具体如下：

1、该发明解决的是“一个波形应用中的某个波形组件所部署的处理器发生了改变而导致LD-PD映射关系错误”的问题，并不能完全解决波形组件组合部属过程中遇到的问题；

这是因为专利“基于SCA的波形组件动态地址配置系统及方法”(申请号：201510895053.9，)中所涉及的波形组件都是来自同一个波形应用中的波形组件，而不是来自不同波形应用中的波形组件，其解决的是一个波形应用中的波形组件所部署的处理器发生了改变而导致LD-PD映射关系错误的的问题，仅对LD-PD映射关系进行更新，这种背景下的每个波形组件的自身LD及目标波形组件LD都是在波形设计之初定义好并且固定编译在波形组件中的，是不可改变的，唯一可以改变的就是LD-PD映射关系，但我们所定义的波形组件组合部属是指将不同研制厂家的波形组件进行组合使用的过程，待组合的每个波形组件的自身LD、目标组件LD及LD-PD映射关系都需要重新规划并配置，因此已有专利中的方法不能解决波形组件组合部属中的问题；

2、该发明中的方法通用化程度不高，因为其对硬件平台提出了一个功能要求，即从代理模块必须能够获得处理器的物理地址PD，这个功能要求看似简单，但并不是每个硬件平台都能够轻易做到的，例如：一个不具备SRIO端口的低功耗CPU，为了能够使用SRIO总线，一般会通过局部总线级联一个具有SRIO端口的DSP或FPGA处理器，将DSP或FPGA充当CPU外设，CPU的数据收发均通过级联的处理器DSP或FPGA进行中继，那么运行在CPU上从模块就很难直接获得DSP或FPGA的SRIO地址，如果想获得SRIO地址，则必须在CPU与DSP或FPGA之间开发一个SIRO地址交互模块，因此已有专利方法对硬件平台适应性的不够好；

3、该发明中的LD-PD映射关系配置包括查询和下发两个过程，我们更希望LD-PD映射关系不是通过现场查询的方式获得，而是在波形组件组合部属前完成，一旦将波形组件部属到相应处理器后，LD-PD映射关系就直接下发到每个波形组件，从而减少波形组件的部属时间。

总之，现有技术存在的问题是：能力不足，无法实现任意波形组件的组合部属；对硬件平台的功能有特殊要求，通用性不够好；波形组件部属时延大，效率低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种SCA波形组件组合部属方法，通用性好、效率高。

实现本发明目的的技术解决方案为：

一种SCA波形组件组合部属方法，包括如下步骤：

(10)波形组件组合变量值确定：主控模块从波形组件库中获取需要组合的波形组件，并为所述波形组件的组合变量确定实际数值；

(20)波形组件组合变量值分发：主控模块部属波形组件到处理器，向代理模块发送相应波形组件的组合变量值；

(30)波形组件组合变量配置：各波形组件从代理模块获得各自的组合变量值，并配置到波形组件程序内部的实际组合变量。

本发明与现有技术相比，其显著优点为：

1、通用性好：本发明降低了波形组件之间的耦合度，使得波形组件的自身LD、目标波形组件LD及LD-PD映射关系都可配置，能够将来自不同研制厂家的波形组件进行组合部属，提升了波形组件的组合化能力；

2、适应性强：在本发明的波形组件组合部属方法中，代理模块是一个基于硬件抽象层的组件，主控模块发送到代理模块的配置消息也是基于硬件抽象层标准消息格式传递的，因此，本发明的波形组件组合部属方法是基于硬件抽象层的，完全独立于硬件平台，没有对硬件平台功能提出特殊要求，可适用于所有软件通信体系结构硬件平台；

3、效率高：在本发明中的波形组件组合部属方法中，主控模块直接将规划好的配置信息下发到各代理模块，不存在与代理模块协商交互过程，缩短了波形组件组合部属时间。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。

附图说明

图1是本发明SCA波形组件组合部属方法的主流程图。

图2是图1中波形组件组合变量值确定步骤的流程图。

图3是代理模块实现框图。

图4是配置消息格式示例。

图5是ReadConfig函数执行流程图。

图6是实施例中波形组件的数据流示意图。

图7是实施例中PD为0x21的处理器的的配置消息。

图8是实施例中PD为0x22的处理器的的配置消息。

图9是实施例中PD为0x23的处理器的的配置消息。

图10是表1ReadConfig函数描述。

图11是表2实施例中波形组件A的属性描述。

图12是表3实施例中波形组件B的属性描述。

图13是表4实施例中波形组件C的属性描述。

具体实施方式

如图1所示，本发明SCA波形组件组合部属方法，包括如下步骤：

(10)波形组件组合变量值确定：主控模块从波形组件库中获取需要组合的波形组件，并为所述波形组件的组合变量确定实际数值；

所述(10)波形组件的组合变量值确定步骤中，所述主控模块是运行硬件抽象层之上的主控组件，其运行在负责管理硬件平台的处理器上。

所述(10)波形组件的组合变量值确定步骤中，所述波形组件库为存储波形组件的存储系统，其中波形组件以二进制文件的形式存在，并且每个二进制文件配备一个描述文件；

所述描述文件为描述二进制文件中所包含波形组件属性及组合变量；

所述波形组件属性包括当前波形组件ID、当前波形组件功能及指标、部属处理器条件和目标波形组件功能；

所述波形组件ID是用来区别一个二进制文件中的不同波形组件，ID从1开始连续编号，每个波形组件具有一个唯一ID号；

所述目标波形组件是接收当前波形组件发送数据的波形组件；

换句话说，目标波形组件就是处于数据下游的波形组件。

所述组合变量包括当前波形组件LD、目标波形组件LD以及LD-PD映射关系；

所述LD-PD映射关系是指当前波形组件的目标波形组件LD与目标波形组件所部属的处理器PD之间的映射关系。

具体地，如图2所示，所述(10)波形组件组合变量值确定步骤包括：

(11)获取波形组件：根据对波形组件的功能及指标需求，主控模块基于描述文件，在波形组件库中检索出组合后能够形成一个完整波形应用所需要的多个波形组件；

(12)确定波形组件LD：主控模块为每个波形组件分配一个唯一的LD地址；

(13)确定目标波形组件LD：主控模块按照数据的流向，以每个波形组件为当前波形组件，确定每个波形组件的目标波形组件，并确定每个波形组件的目标波形组件LD值；

(14)确定部属物理处理器：主控模块依据描述文件中的波形组件部属处理器要求，确定波形组件将要部属的处理器，同时根据硬件平台手册获取该处理器的物理地址PD；

(15)确定LD-PD映射关系：主控模块将每个波形组件的目标波形组件LD与目标波形组件所部属的处理器PD相互映射，为每个波形组件构成LD-PD映射关系。

(20)波形组件组合变量值分发：主控模块部属波形组件到处理器后，向代理模块发送相应波形组件的组合变量值；

所述(20)波形组件组合变量值分发步骤中，所述代理模块是运行硬件抽象层之上的LD为0的代理组件，其对下接收主控模块发送过来的配置消息并存储到内存中，对上提供读接口函数ReadConfig，代理模块的实现框图，如图3所示；

所述配置消息包括一个处理器上所部属的所有波形组件的组合变量值，如图4所示；

所述读接口函数ReadConfig的输入参数为波形组件ID，输出参数为组合变量值，函数描述如表1所示，其运行过程如图5所示，包括以下步骤：

a)检测共享空间有效字段是否有效；

b)有效，则返回组合变量值

c)无效，则返回步骤a)。

具体地，所述(20)波形组件的组合变量值分发步骤包括：

(21)主控模块将所有波形组件部属到相应处理器上；

(22)主控模块为每个部属波形组件的处理器构建一个配置消息；

(23)主控模块检查当前是否已经将所有配置消息发送完毕；是，则主控模块程序退出；否，则主控模块提取一个配置消息；

(24)主控模块向硬件抽象层注册LD-PD映射关系，其中LD为0，PD为当前提取的配置消息所对应的处理器；

(25)主控模块构建硬件抽象层消息，硬件抽象层消息的LD为0、payload为当前提取的配置消息；

(26)主控模块将通过硬件抽象层接口将含有配置消息的硬件抽象层消息发送出去；并返回步骤(23)。

(30)波形组件组合变量配置：各波形组件从代理模块获得各自的组合变量值，并配置到波形组件程序内部的实际组合变量。

所述(30)波形组件组合变量配置步骤包括：

(31)波形组件读取配置消息：部属到相应处理器上的波形组件开始运行，并调用ReadConfig函数从代理模块读取配置消息；

(32)波形组件解析配置消息：波形组件解析配置消息并获得组合变量值；

(33)波形组件初始化组合变量：波形组件将组合变量值赋给波形组件程序内的实际组合变量。

本发明的原理如下：

本发明的目的在于提升波形组件的组合化能力，使波形组件能够被重复使用，避免重复研发。SCA波形组件之间是依靠LD和LD-PD映射关系等参数而组合起来的，因此，我们将“当前波形组件LD、目标波形组件LD以及LD-PD映射关系”定义为波形组件的组合变量，那么SCA波形组件的组合部属问题就转化为组合变量的管理问题。本发明设计了一种SCA波形组件组合部属方法，在该方法中主要包括主控模块和代理模块，主控模块是运行硬件抽象层之上的主控组件，其部属在负责管理硬件平台的处理器上，代理模块为运行在硬件抽象层之上的代理组件，其运行在能够部属波形组件的处理器上，实现框图如图3所示。主控模块和代理模块之间的数据交互都是基于硬件抽象层接口来实现的。主控模块负责从波形组件库中检索待组合的波形组件，并确定波形组件的组合变量值，然后再将波形组件部属到相应的处理器上，最后，主控模块把组合变量值分发给所有部属波形组件的处理器，处理器上的代理模块收到组合变量值后进行保存，等待波形组件来读取。波形组件被部属后就开始运行，其通过调用读接口函数能够从代理模块中获取组合变量值，然后将其赋值给程序内部的实际组合变量，此时波形组件组合部属结束，可以形成一个功能完成的波形应用。该发明的核心思想包含三部分：

1、波形组件组合变量值确定

为了保证研制方的利益以及波形组件版本的稳定，波形组件通常应该是以二进制的形式对外发布并统一保存在波形组件库中，为了能够使主控模块知道每个波形组件的详细属性，每个波形组件还需要配以具有标准化描述语言的描述文件，该描述文件应该描述二进制文件中所包含波形组件属性及组合变量。

波形组件属性包括当前波形组件ID、当前波形组件功能及指标、部属处理器条件和目标波形组件功能等等。另外，需要注意的是，一个二进制文件中可能包含多个波形组件，例如一个DSP或FPGA二进制文件中包含了处理器上运行的所有程序，如果DSP或FPGA处理器上运行了多个波形组件，此时，一个DSP或FPGA二进制文件中就包含多个波形组件。当主控模块向处理器发送组合变量值时，为了能够使不同波形组件获得属于自己的组合变量值，则每个波形组件必须在当前处理器上具有一个唯一的ID号，为了方便ID号的管理，ID号从1开始连续编号。

主控模块从波形组件库中检索出需要组合的波形组件，然后开始确定每个波形组件的组合变量值：首先为每个波形组件分配一个唯一的LD地址，然后按照数据的流向，以每个波形组件为当前波形组件，确定每个波形组件的目标波形组件LD值，最后，主控模块确定波形组件将被部属的处理器并根据硬件平台手册获取该处理器的物理地址PD，此时能够确定波形组件的LD-PD映射关系。

2、波形组件组合变量值分发

当组合变量值确定后，主控模块首先将波形组件部属波到相应处理器，然后为每个处理器构建一个配置消息，配置消息中包含该处理器上运行的波形组件的组合变量值，最后，主控模块向所有部属波形组件的处理器发送对应的配置消息，运行在处理器上的代理模块能够收到配置消息。

3、波形组件组合变量配置

各波形组件被部属到处理器后便开始运行，其首先通过调用读接口函数从代理模块中获取组合变量值，然后将其赋值给程序内部的实际组合变量，此时波形组件组合部属结束，可以形成一个功能完成的波形应用

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚，以下结合附图、附表及实施例，对本申请进一步详细说明。应当理解为，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

在一个实施例中，假设需要利用波形组件A、波形组件B和波形组件C组合成一个新的波形应用，其组合部属过程如下：

1、波形组件组合变量值确定：

(11)获取波形组件：主控模块从波形组件库检索出波形组件A，然后根据波形组件A的描述文件信息，如表2所示，可以确定波形组件A的目标波形组件包括波形组件B及波形组件C，再继续从波形组件库中检索出波形组件B和波形组件C，根据波形组件B和波形组件C的描述文件信息，如表3和表4所示，可以判断这两个波形组件没有目标波形组件，此时波形组件检索结束；

(12)确定波形组件LD：主控模块为波形组件A、波形组件B和波形组件C分配的LD值为0x1、0x2和0x3；

(13)确定目标波形组件LD：按照数据流向，确定波形组件的逻辑连接关系，如图6所示，波形组件A的目标波形组件LD为0x2和0x3

(14)确定部属物理处理器：主控模块依据描述文件中的波形组件部属处理器要求，确定波形组件将要部属的处理器，同时根据硬件平台手册获取该处理器的物理地址PD，假设波形组件A、波形组件B和波形组件C所部署的处理器物理地址分别为0x21、0x22和0x23；；

(15)确定LD-PD映射关系：波形组件A的LD-PD的映射关系为LD 0x2与PD 0x22映射、LD 0x3与PD 0x23映射，由于波形组件B和波形组件C没有目标波形组件，所有没有LD-PD映射关系。

2、波形组件的组合变量值分发：

(21)主控模块将波形组件A、波形组件B和波形组件C分别部属到PD为0x21、0x22和0x23的处理器上；

(22)主控模块为PD是0x21、0x22和0x23的处理器分别构建一个配置消息，配置消息包括运行在该处理器上的波形组件的组合变量值，如图7、图8和图9所示；

(23)主控模块提取PD为0x21处理器的配置消息，然后向硬件抽象层注册LD-PD映射关系，其中LD为0，PD为0x21，再构建硬件抽象层消息，硬件抽象层消息的LD为0、payload为当前准备发送的配置消息，最后将将含有配置消息的硬件抽象层消息发送出去；

(24)主控模块提取PD为0x22处理器的配置消息，然后向硬件抽象层注册LD-PD映射关系，其中LD为0，PD为0x22，再构建硬件抽象层消息，硬件抽象层消息的LD为0、payload为当前准备发送的配置消息，最后将将含有配置消息的硬件抽象层消息发送出去；

(25)主控模块提取PD为0x23处理器的配置消息，然后向硬件抽象层注册LD-PD映射关系，其中LD为0，PD为0x23，再构建硬件抽象层消息，硬件抽象层消息的LD为0、payload为当前准备发送的配置消息，最后将将含有配置消息的硬件抽象层消息发送出去；

3、波形组件组合变量配置

(31)波形组件A、波形组件B和波形组件C部属到相应处理器后开始运行，并调用ReadConfig函数从代理模块读取配置消息，当代理模块收到主控模块发送的配置消息后，则ReadConfig函数则返回波形组件的配置消息，否则ReadConfig函数处于阻塞状态，等待配置消息到达；

(32)波形组件A通过读取并解析配置消息获得组合变量值：自身LD为0x1、目标组件LD_1为0x2、目标组件LD_2为0x3、LD-PD的映射关系包括0x2-0x22和0x3-0x23，然后波形组件A将这些组合变量值赋值到程序中的实际组合变量；

(33)波形组件B通过读取并解析配置消息获得组合变量值：自身LD为0x2，然后波形组件B将组合变量值赋值到程序中的实际组合变量；

(34)波形组件C通过读取并解析配置消息并获得组合变量值：自身LD为0x3，然后波形组件C将组合变量值赋值到程序中的实际组合变量。

Claims (4)

1.一种SCA波形组件组合部属方法，包括如下步骤：

(10)波形组件组合变量值确定：主控模块从波形组件库中获取需要组合的波形组件，并为所述波形组件的组合变量确定实际数值；

(20)波形组件组合变量值分发：主控模块部属波形组件到处理器后，向代理模块发送相应波形组件的组合变量值；

(30)波形组件组合变量配置：各波形组件从代理模块获得各自的组合变量值，并配置到波形组件程序内部的实际组合变量；

所述(10)波形组件的组合变量值确定步骤中，所述主控模块是运行在硬件抽象层之上的主控组件，其部属在负责管理硬件平台的处理器上；

其特征在于：

所述(10)波形组件的组合变量值确定步骤中，所述波形组件库为存储波形组件的存储系统，其中波形组件以二进制文件的形式存在，并且每个二进制文件配备一个描述文件；

所述描述文件为描述二进制文件中所包含波形组件属性及组合变量；

所述波形组件属性包括当前波形组件ID、当前波形组件功能及指标、部属处理器条件和目标波形组件功能；

所述目标波形组件是接收当前波形组件发送数据的波形组件；

所述组合变量包括当前波形组件LD、目标波形组件LD以及LD-PD映射关系；

所述(10)波形组件组合变量值确定步骤包括：

(11)获取波形组件：根据对波形组件的功能及指标需求，主控模块基于描述文件，在波形组件库中检索出组合后能够形成一个完整波形应用所需要的多个波形组件；

(12)确定波形组件LD：主控模块为每个波形组件分配一个唯一的LD地址；

(13)确定目标波形组件LD：主控模块按照数据的流向，以每个波形组件为当前波形组件，确定每个波形组件的目标波形组件，并确定每个波形组件的目标波形组件LD值；

(14)确定部属物理处理器：主控模块依据描述文件中的波形组件部属处理器要求，确定波形组件将要部属的处理器，同时根据硬件平台手册获取该处理器的物理地址PD；

(15)确定LD-PD映射关系：主控模块将每个波形组件的目标波形组件LD与目标波形组件所部属的处理器PD相互映射，为每个波形组件构成LD-PD映射关系。

2.根据权利要求1所述的波形组件组合部属方法，其特征在于：

所述(20)波形组件组合变量值分发步骤中，所述代理模块是运行在硬件抽象层之上的LD为0的代理组件，每个部属波形组件的处理器上都运行一个代理模块，其对下接收主控模块发送过来的配置消息并存储到内存中，对上提供读接口函数ReadConfig；

所述配置消息包括一个处理器上所部属的所有波形组件的组合变量值；

所述读接口函数ReadConfig的输入参数为波形组件ID，输出参数为组合变量值，其运行步骤包括：

a)检测共享空间有效字段是否有效；

b)有效，则返回组合变量值；

c)无效，则返回步骤a)。

3.根据权利要求1所述的波形组件组合部属方法，其特征在于，所述(20)波形组件的组合变量值分发步骤包括：

(21)主控模块将所有波形组件部属到相应处理器上；

(22)主控模块为每个部属波形组件的处理器构建一个配置消息；

(23)主控模块检查当前是否已经将所有配置消息发送完毕；是，则主控模块程序退出；否，则主控模块提取一个配置消息；

(24)主控模块向硬件抽象层注册LD-PD映射关系，其中LD为0，PD为当前提取的配置消息所对应的处理器；

(25)主控模块构建硬件抽象层消息，硬件抽象层消息的LD为0、payload为当前提取的配置消息；

(26)主控模块将通过硬件抽象层接口将含有配置消息的硬件抽象层消息发送出去；并返回步骤(23)。

4.根据权利要求1所述的波形组件组合部属方法，其特征在于，所述(30)波形组件组合变量配置步骤包括：

(31)波形组件读取配置消息：部属到相应处理器上的波形组件开始运行，并调用ReadConfig函数从代理模块读取配置消息；

(32)波形组件解析配置消息：波形组件解析配置消息并获得组合变量值；

(33)波形组件初始化组合变量：波形组件将组合变量值赋给波形组件程序内的实际组合变量。

Images