基于vxworks操作系统的多路高速串口的通信方法设计

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1、万方数据基于VxWorkS操作系统的多路高速串口的通信方法设计。李柏楠，王文峰，季中恒(解放军信息工程大学国家数字交换系统工程技术研究中心，河南郑州450002)摘要：在传统的中断和轮询方式基础上，提出一种中断与轮询相结合的接收机制，可以根据负载情况，在设定的门限控制下，对多路串口系统中不同的通道区分不同的接收方法。应用该方法在VxWorks操作系统上实现了对多路高速串口的实时接收处理。关键词：高速多串口中断轮询Highspeedmulti—serialportcommunicadonmethoddesignbasedonVxWorks0SLIBaiNan，WA

2、NGWenFe“g，JIZho“gHe“g(NDscoftllePLAInfoma如nEn殍nee五“gunivers时，zhe“gzllou450002，china)Abst值ct：Thisp印erproposesani“putmechanismwhichcoⅡlbinesintemlpba上ldpollingtIleconventionalmetllodT“smeⅡloddiscdminativelv11ses山ereceivemechaIlismatdiⅡerentsedalchaⅡnelb＆sed⋯)b㈣whe山erthelⅧteof({a阻arriva

3、lsexceedsathIesholdinthemuhi—s甜alponsystem．1hisscheme∞hieves山ereal一“mereceive‰mthelli出8peedmlIl“一s删alDoninVxWorksOS．Keywords：HigllspeedMulli—se五al；Inte咖Pt；P0mⅡg串口通信具有传输距离远、传输稳定、简单实用等特点，已被广泛应用于工业控制、数据采集、网络通信等领域。在这些应用领域中，串口通信用丁实时地从各个串口接收数据，而向各个串口发送的主要是控制信息，一般不要求严格的实时性。因此提高串口设备接收的实时性至关重

4、要。设备接收到数据时，系统可通过两种途径获取数据包到达的信息。一种是中断方式，利用硬件中断机制实现设备和系统的应答对话，即当外部设备需要cPU处理数据时，设备就发一个中断信号给系统．系统在收到中断请求时要保存中断现场，调用相应的中断服务程序响应设备的中断请求，退出中断处理程序后耍恢复现场。上下文的切换要占据系统开销，在数据量过载时会使得中断频率过高，CPU忙于处理硬件中断，上层应用程序对于数据包的处理无法执行，而中断程序还不断往队列中放数据，系统将自陷在中断响应这一环节，产生所谓的“活锁”。另一种是轮询方式，系统每隔一定{国家863计划基金项目(皿一c3G一02

5、—20，863—317—03一01—02—20时间便检查一次物理没备，若设备“报告”有数据到达．则调用相应的处理程序。但固定的轮询周期增加了数据等待处理时间，降低r系统实时性。而且当数据量比较小时，频繁查询没有数据达到的设备也是对cPU资源的浪费。可见中断和轮询方式都不能满足不同负载情况F系统的实时性要求。本文借鉴Ⅱnux系统中NAPI⋯方法，结合中断与轮询的优点，提出一种轮询与中断结合的调度方式。这种调度机制在多串口系统中，当负载在不同的串口通道不均衡时，可以提高cPu的利用效率．并能满足业务的时延要求。另外，根据到达数据量分析得出了轮询、中断切换门限和轮询周

6、期。1算法描述在同一系统中处理相同业务量时，中断和轮询处坪的时间相同。因为过程相同，都是把数据从外设缓冲搬移到CPU内存中，所不同的是中断进行上下文切换要占据系统开销，而轮询只是查询一下寄存器状态。相比《电子技术应用》2007年第9期欢迎订购《电子技术应用羟000~2006年合订光盘(010一82306084)21万方数据置蘸篱蠢纛I《i黼E。。鲥a州h。n。。b。，之下，轮询占用CPu的时间很短，一般中断为几个斗s，7，则该端口改为轮询状态，在轮询队列中增加该端口。轮询为几百ns，根据不同系统而有差别。相反，在数据2门限设计量比较小的情况下轮询中存在空转情况，

7、无疑增加了系如果事件随机发生而且发生频率很低，以致大多数坑开销。轮询都认为事件没有发生，则中断就会是首选的事件通目前，处理中断和轮询互换的方法有定时中断法知机制；如果事件定期发生且可以预测，而大多数轮询(ClockedInte删pts)，郎设置一个定时器，定时器到时，如都发现事件已发生，则首选机制是轮询。在这两者之间果有中断，则响应中断，调用中断服务程序处理数据。这存在这样一种情况，即轮询行为和反应型行为的效果都种方法在数据量大时类似于轮询，在负载小时中断由异相同，在它们之间如何选择都无关紧要。这种情况即为步事件触发降低了开销。但是这种机制需要一个精确的、所寻找

8、的轮询和中断的切换门限。