基于VxWorks的微機保護(hù)裝置網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)計

摘要：針對微機保護(hù)系統(tǒng)對采樣數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶崟r性需要，給出了一種基于VxWorks嵌入式實時操作系統(tǒng)的微機保護(hù)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通信實現(xiàn)方案。該方案利用VxWorks的靈活通信機制，并通過建立基于雙緩沖消息隊列的客戶端／服務(wù)器通信模型來提高系統(tǒng)的實時性和可靠性。
關(guān)鍵詞：VxWorks；微機保護(hù)；網(wǎng)絡(luò)通信；客戶端／服務(wù)器

0 引言
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)程間通信的性能要求也越來越高，傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通信方式已經(jīng)不能滿足需要。目前，越來越多的嵌入式設(shè)備都可以通過各種形式接入到網(wǎng)絡(luò)，以實現(xiàn)與網(wǎng)絡(luò)上其他各類型的主機互聯(lián)。這在很大程度上得益于TCP／IP協(xié)議在嵌入式領(lǐng)域中的應(yīng)用。本文選用VxWorks實時操作系統(tǒng)，并利用VxWorks對TCP／IP協(xié)議、多任務(wù)以及BSD Socket的良好支持，給出了一種可方便地實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信的方法。

1 VxWorks網(wǎng)絡(luò)協(xié)議
VxWorks通常使用以太網(wǎng)作為最底層傳輸媒介。而在傳輸媒介的上一層，VxWorks則用TCP／IP協(xié)議來用于VxWorks進(jìn)程與其它主機環(huán)境進(jìn)程之間的傳輸數(shù)據(jù)。用戶程序需要的就是在TCP／IP層之上進(jìn)行通信。因此，利用VxWorks對多任務(wù)和Socket的良好支持，可以方便的實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信。
TCP／IP是VxWorks提供的網(wǎng)絡(luò)間進(jìn)程通信的主要機制，它主要包括三個協(xié)議：Internet協(xié)議、IP協(xié)議和傳輸層協(xié)議。其中Internet協(xié)議是處于TCP和UDP之上的一組協(xié)議專門開發(fā)的應(yīng)用程序，包括telnet、文件傳輸協(xié)議(FTP)等。IP層也稱網(wǎng)絡(luò)層，它包括Internet協(xié)議(IP)、網(wǎng)際控制報文協(xié)議(ICMP)和地址識別協(xié)議(ARP)；其中IP協(xié)議是TCP／IP協(xié)議族的基礎(chǔ)，該協(xié)議被設(shè)計成互聯(lián)分組交換通信網(wǎng)，現(xiàn)已形成了一個網(wǎng)際通信環(huán)境，它負(fù)責(zé)在源主機和目的地主機之間傳輸來自其較高層軟件的(稱為數(shù)據(jù)報文的)數(shù)據(jù)塊，它在源和目的地之間可提供非連接型傳遞服務(wù)；而傳輸層協(xié)議包括傳輸控制協(xié)議，主要有面向連接的TCP和無連接數(shù)據(jù)報UDP兩種協(xié)議。
VxWorks網(wǎng)絡(luò)協(xié)議是一個基于開放系統(tǒng)的互連(OSI)模型，而且系統(tǒng)為了向高層協(xié)議層提供一個統(tǒng)一的、規(guī)范的、方便協(xié)議移植的網(wǎng)絡(luò)接口，在高層IP層之下添加了一個MUX層，由MUX層負(fù)責(zé)與網(wǎng)絡(luò)底層驅(qū)動的交互。這樣做可以使用戶在設(shè)計協(xié)議中不必關(guān)心網(wǎng)絡(luò)底層的數(shù)據(jù)傳遞，而在設(shè)計網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動程序時也不必關(guān)心協(xié)議棧的結(jié)構(gòu)，因而大大方便了對其進(jìn)行的開發(fā)。VxWorks網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的結(jié)構(gòu)如圖1所示。