IEEE1394總線的高速網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　3 軟件設(shè)計(jì)

　　根據(jù)軟件要實(shí)現(xiàn)的功能，可把軟件劃分為3個(gè)層次，如圖3所示。

　　3.1 1394內(nèi)核軟件

　　對1394內(nèi)核的物理層和鏈路層寄存器進(jìn)行配置，對OHCI、總線管理器配置等[3]，并對這些內(nèi)核函數(shù)進(jìn)行了封裝。這種隔離的好處是可使用戶不必關(guān)心底層硬件，只需調(diào)用內(nèi)核函數(shù)就可開發(fā)出用戶軟件。通過建立結(jié)構(gòu)體來將這些函數(shù)進(jìn)行分類、鏈接，驅(qū)動(dòng)軟件在調(diào)用內(nèi)核函數(shù)時(shí)可通過結(jié)構(gòu)體來直接找到相應(yīng)的內(nèi)核函數(shù)，從而進(jìn)行調(diào)用，這樣就把1394內(nèi)核軟件和上層驅(qū)動(dòng)鏈接了起來。

　　3.2 驅(qū)動(dòng)軟件

　　由于1394協(xié)議支持異步傳輸和等時(shí)傳輸，且為了保證傳輸?shù)目煽啃?，故采用異步流包進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸。對于發(fā)送，驅(qū)動(dòng)軟件先根據(jù)異步流包的格式，對通信軟件中的消息進(jìn)行組幀打包，然后調(diào)用內(nèi)核函數(shù)進(jìn)行發(fā)送。對于接收，是利用中斷機(jī)制來接收消息的。

　　3.3 通信軟件

　　上電后，1394總線上首先會(huì)出現(xiàn)持續(xù)125 μs左右的總線復(fù)位(bus reset)狀態(tài)，之后進(jìn)行樹標(biāo)識(shí)和自標(biāo)識(shí)工作。樹標(biāo)識(shí)進(jìn)程定義了總線的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。樹標(biāo)識(shí)之前，每一1394節(jié)點(diǎn)都知道自己和其他的節(jié)點(diǎn)相連，此過程過后，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)渚托纬闪?，設(shè)置計(jì)算機(jī)為根節(jié)點(diǎn)(root)，其他的節(jié)點(diǎn)為分支節(jié)點(diǎn)。樹標(biāo)識(shí)后是自標(biāo)識(shí)進(jìn)程，自標(biāo)識(shí)通過根節(jié)點(diǎn)發(fā)送自標(biāo)識(shí)授權(quán)信號(hào)和節(jié)點(diǎn)返回自標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)包來完成，其實(shí)現(xiàn)的功能主要有：為每個(gè)節(jié)點(diǎn)分配物理標(biāo)識(shí)，相鄰節(jié)點(diǎn)交換傳輸速度信息，將樹標(biāo)識(shí)進(jìn)程定義的拓?fù)湓谡麄€(gè)網(wǎng)絡(luò)中廣播。

　　根據(jù)內(nèi)核函數(shù)，對整個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行初始化，包括初始化PCI總線init_pci()、初始化1394設(shè)備init_1394dev()、樹標(biāo)識(shí)和自標(biāo)識(shí)、主控機(jī)上的1394節(jié)點(diǎn)設(shè)為根節(jié)點(diǎn)（葉節(jié)點(diǎn)不進(jìn)行此步）、初始化中斷等。

　　初始化完畢后，首先掛接中斷服務(wù)程序。然后根節(jié)點(diǎn)采用發(fā)送STOF包來進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)同步，即以發(fā)送STOF包作為一幀的開始，葉節(jié)點(diǎn)收到STOF包后立即與整個(gè)網(wǎng)絡(luò)同步。對于發(fā)送過程，通信軟件把要發(fā)送的消息傳遞給驅(qū)動(dòng)軟件，進(jìn)行發(fā)送。對于接收過程，若接收到新消息，就會(huì)報(bào)中斷給處理器，并根據(jù)中斷號(hào)進(jìn)入相應(yīng)的中斷服務(wù)程序，中斷服務(wù)程序就會(huì)置標(biāo)志位，通知通信軟件中的接收函數(shù)把接收到的消息進(jìn)行處理。

　　結(jié)語

　　結(jié)合高速網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)的通信要求，自行設(shè)計(jì)的網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)完成了網(wǎng)絡(luò)中主控計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)之間、根節(jié)點(diǎn)與葉節(jié)點(diǎn)之間、葉節(jié)點(diǎn)與葉節(jié)點(diǎn)之間的通信，實(shí)驗(yàn)表明，系統(tǒng)通信良好。由于此網(wǎng)絡(luò)遵循IEEE1394標(biāo)準(zhǔn)，所以可應(yīng)用于家庭數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)、車載信息系統(tǒng)、工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)等[4]。隨著IEEE1394技術(shù)的不斷發(fā)展，其應(yīng)用也從商用向更多領(lǐng)域擴(kuò)展。