IEEE1394實(shí)時(shí)性及資源動(dòng)態(tài)管理的應(yīng)用研究.pdf

1、IEEE1394串行總線已經(jīng)在消費(fèi)電子領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用,目前其應(yīng)用已經(jīng)延伸到工業(yè)控制、航空、航天和軍工等領(lǐng)域。這些新的應(yīng)用領(lǐng)域不僅使得IEEE1394總線的工作環(huán)境更加復(fù)雜,而且還對(duì)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性和服務(wù)質(zhì)量提出更高的要求。為使得IEEE1394總線能適應(yīng)這些新領(lǐng)域的應(yīng)用,本論文對(duì)IEEE1394系統(tǒng)的實(shí)時(shí)特性和資源的動(dòng)態(tài)管理進(jìn)行了研究,主要工作內(nèi)容如下：
　　 傳統(tǒng)的IEEE1394系統(tǒng)應(yīng)用到實(shí)時(shí)環(huán)境會(huì)遇到中斷延遲和數(shù)據(jù)包優(yōu)先級(jí)倒

2、置問題。為此,本文提出幾種提高其實(shí)時(shí)性能的方法：中斷服務(wù)程序只發(fā)送信號(hào)來激活中斷服務(wù)任務(wù),中斷服務(wù)任務(wù)再將事件的處理分發(fā)給不同優(yōu)先級(jí)的任務(wù),這樣即可減少系統(tǒng)的中斷延遲。通過在異步數(shù)據(jù)包頭中加入自定義位域作為優(yōu)先級(jí)標(biāo)記,并根據(jù)數(shù)據(jù)包的緊迫性對(duì)其賦予不同的優(yōu)先級(jí)。此后數(shù)據(jù)包依據(jù)其優(yōu)先級(jí)進(jìn)入相應(yīng)的請(qǐng)求隊(duì)列,不同隊(duì)列由不同優(yōu)先級(jí)的任務(wù)處理。高優(yōu)先級(jí)任務(wù)通過搶占調(diào)度優(yōu)先執(zhí)行,即緊迫的數(shù)據(jù)包被優(yōu)先處理。另外通過對(duì)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的優(yōu)化使得某些節(jié)點(diǎn)在仲裁總線

3、時(shí)具有更高的自然優(yōu)先級(jí)。在VxWorks實(shí)時(shí)嵌入式操作系統(tǒng)中對(duì)本文提出的方法進(jìn)行測試,結(jié)果顯示高優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)包的響應(yīng)時(shí)間更短而且具有更好的穩(wěn)定性。
　　 傳統(tǒng)的IEEE1394系統(tǒng)采用固定帶寬資源利用模式,不能保證異步傳輸及單個(gè)節(jié)點(diǎn)的帶寬。為此,本文提出了數(shù)據(jù)傳輸控制模型,并將其用于異步帶寬預(yù)留和異步傳輸?shù)牡却龝r(shí)間評(píng)估。利用該模型設(shè)計(jì)了帶寬資源管理與動(dòng)態(tài)調(diào)度模塊。該模塊由位于資源管理節(jié)點(diǎn)上的主控制任務(wù)和其它節(jié)點(diǎn)上的協(xié)作任務(wù)組成,協(xié)

4、作任務(wù)負(fù)責(zé)其所在節(jié)點(diǎn)的資源管理,主控制任務(wù)通過管理協(xié)作任務(wù)來實(shí)現(xiàn)整個(gè)IEEE1394系統(tǒng)的資源管理。通過該模塊可以對(duì)等時(shí)信道進(jìn)行定量分配、動(dòng)態(tài)調(diào)度和搶占回收,從而為異步傳輸動(dòng)態(tài)預(yù)留帶寬。最后分別對(duì)該模塊提供的異步帶寬預(yù)留、信道動(dòng)態(tài)調(diào)度、異步帶寬獨(dú)占和節(jié)點(diǎn)異步帶寬限制等服務(wù)進(jìn)行了功能性測試。
　　 IEEE1394協(xié)議可以讓設(shè)備之間以等時(shí)和異步方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸,當(dāng)具體到某個(gè)應(yīng)用時(shí),需要在其上層實(shí)現(xiàn)相關(guān)的應(yīng)用協(xié)議,如：AV/C和SB