基于VxWorks的通信支撑系统设计

论文摘要

在通信领域，信息传输的可靠性很重要；这除了和传输介质以及所采用的传输协议有关之外，还有一个重要的因素就是底层的支撑部分；现代通信系统要有条不紊的连续运作，可靠的完成通信任务，有一个稳定的支撑系统是至关重要的。本文的主要目的是在VxWorks的基础上建立起一个稳定可靠的通信支撑系统。这个支撑系统将对VxWorks的调度管理模块，内存管理模块，通信管理模块，定时器管理模块，文件管理模块和异常处理模块等进行改进和扩展；为了对这些模块改进和扩展，本文做了如下工作：1．调度管理模块在原先任务调度的基础之上引入进程的概念，实现了基于任务的进程调度，以此来达到调度的灵活性；2．内存管理模块采用内存池管理，以此来减少内存碎片，提高申请和释放内存的效率；3．为了兼顾通信的可靠性和编程的方便性，前台单板之间的通信采用RUDP协议，前后台通信采用TCP协议；4．定时器管理模块实现自己的各种定时器管理策略；5．文件管理模块采用一个文件代理进程响应所有其它进程文件操作的思想；6．异常处理模块在VxWorks原有的异常处理机制上挂接自己的异常处理函数，以收集更多的现场异常信息。7．整个系统最终移植到虚拟机VMware上，利用VMware模拟前台单板，利用PC机做操作后台，以这个试验环境进行整个系统的功能和性能测试。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 引言
• 1.1 本文的研究背景
• 1.2 基于 VxWorks 的通信支撑系统研究现状
• 1.3 本文的研究目的和意义
• 1.4 本文的章节安排
• 第二章 支撑系统概述
• 2.1 通信系统的架构
• 2.1.1 通信系统的硬件架构
• 2.1.2 通信系统的软件架构
• 2.2 支撑系统的内部架构
• 2.3 支撑系统的启动过程
• 第三章 支撑系统各模块的设计
• 3.1 调度管理模块的设计
• 3.1.1 调度管理模块设计分析
• 3.1.2 调度管理模块实现的功能
• 3.1.3 调度管理模块设计的具体实现
• 3.1.3.1 相关的数据结构
• 3.1.3.2 改进后的调度模型
• 3.1.3.3 任务状态和进程状态的变迁
• 3.1.3.4 任务和进程之间的切换
• 3.1.3.5 调度管理模块的其他功能
• 3.2 内存管理模块的设计
• 3.2.1 内存管理模块设计分析
• 3.2.2 内存管理模块实现的功能
• 3.2.3 内存管理模块设计的具体实现
• 3.2.3.1 内存管理模块的初始化
• 3.2.3.2 内存块的保护
• 3.2.3.3 内存块的申请
• 3.2.3.4 内存块的释放
• 3.3 通信管理模块的设计
• 3.3.1 通信管理模块设计分析
• 3.3.2 通信管理模块实现的功能
• 3.3.3 通信管理模块设计的具体实现
• 3.3.3.1 前后台之间的通信概述
• 3.3.3.2 前台通信模块的设计
• 3.3.3.3 后台通信模块的设计
• 3.3.3.4 前台单板间通信概述
• 3.3.3.5 RUDP 协议简介
• 3.3.3.6 窗口和流量控制
• 3.3.3.7 RUDP 中的定时器
• 3.4 定时器管理模块的设计
• 3.4.1 定时器管理模块设计分析
• 3.4.2 定时器管理模块实现的功能
• 3.4.3 定时器管理模块设计的具体实现
• 3.4.3.1 定时器管理模块初始化
• 3.4.3.2 定时器精度的控制
• 3.4.3.3 定时器的扫描原理
• 3.4.3.4 进程定时器的管理
• 3.4.3.5 杀死与设置定时器接口的实现
• 3.5 文件管理模块的设计
• 3.5.1 文件管理模块的设计分析
• 3.5.1.1 dosFs 文件系统
• 3.5.1.2 使用 dosFs 文件系统
• 3.5.2 文件管理模块实现的功能
• 3.5.3 文件管理模块设计的具体实现
• 3.5.3.1 文件管理模块架构
• 3.5.3.2 文件代理进程工作流程
• 3.6 异常处理模块的设计
• 3.6.1 异常处理模块设计分析
• 3.6.2 异常处理模块实现的功能
• 3.6.3 异常处理模块设计的具体实现
• 3.6.3.1 异常处理模块的初始化
• 3.6.3.2 异常处理函数
• 3.6.3.3 用户抛出异常接口的设计
• 第四章 系统的移植
• 4.1 与支撑层无关部分的移植
• 4.1.1 编译网卡驱动
• 4.1.2 修改配置文件
• 4.2 与支撑层相关部分的移植
• 4.2.1 调度管理模块的移植
• 4.2.2 定时器管理模块的移植
• 4.2.3 异常处理模块的移植
• 第五章 系统的测试分析
• 5.1 测试框架的设计
• 5.2 调度管理模块测试
• 5.3 内存管理模块测试
• 5.4 定时器管理模块测试
• 5.5 异常处理模块测试
• 第六章 总结与展望
• 致谢
• 参考文献
• 在学期间研究成果