论文研究-雷达系统仿真中基于消息驱动的通信服务模型之研究.pdf

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仿真系统通信构件设计是雷达系统仿真中的关键问题。采用多进程协作仿真设计方法构建通用雷达仿真系统,提出了雷达系统仿真协作关系模型,并在此基础上设计出采用远程消息服务中心和本地仿真执程消息代理架构的通信服务模型用于控制雷达系统仿真过程,同时给出并发访问控制策略。实验表明,基于消息驱动的通信服务模型可以很好地实现分布式结构下雷达系统各仿真执程间的互通与协作仿真。
第10期 王磊,等:雷达系统仿真中基于消息驱动的通信服务模型之研究 3769 表2标记特征词语义表 寺征词 语义信息 发送消息/消息 )2 消息描述文件信息 指定仿真成员(进程) 开始 P (鼷、得整 名称 代理 ie)消息描述文件信息 指定仿真成员节点通 仿真执行链路 结束 PAdd 信地址 图4进程通信过程 仿真成员(进程)信 指定仿真成员节点通 息开如 Commport 信端口 c)路由链表。由模块信息表和目标消息表组成;它是仿 仿真成员(进稈)信 真进程间消息发送和接收关系的映射,反映整个仿真系统执行 em,)息结束 XXXX M 指定消息字内容 流程。路由链表信息是通过对消息描述文件进行载入、解析及(m消息字开始 DestProcessNarme 指定消息转发目标成 关系映射后形成的仿真系统执行逻辑链路。 员名称 essage〉消息字结束 b)队列管理。对消息缓冲队列、消息处理队列、消息转发 队列进行管理。 2.4并发访问控制 仿真D 当有多个外部请求并发访问消息中心时,采用以下策略进 行并发访问控制 =-==+ 仿意进程用 1)客户端连接请求侦询策略 「数据接口服务API a)创建通信套接字对象 Conn Sock;成功则进入b),否则提 广--—------ 消息代理{客) 仿真处理逻单元 示报错信息并退出。 b)配置目标地址 Estado,转人c)。 息息日愿 初始化 理写 数 收!订 c)请求与服务端消息中心建立连接 Connect( ConnOck, Dest addr);成功则进入d),否则连接请求侦询计时器启动 --------- (N=K* nterval),等待Nms后继续c)。 调君聚务4 d)向服务端消息中心发送消息字,转人e)。 模块信息表 e)关闭并释放通信套接字对象 ConnOck 队列管 多个客户端在同一时刻发出连接请求很有可能得不到消 消思缓冲队列消处理趴列消息转发队列 息中心及时响应,采用客户端连接请求侦询策略通过计时等待 理 表 后冉次发出连接请求的方法,既可以避免客户端连接请求的时 消息中心 目标消息表 间冲突问题,又可以保障客户端自动重启连接请求。 基础网络 2)服务端并发响应策略 网络 消息中心采用分立线程设计策略(图6),消息接收线程负 图5通信服务模型 责响应外部进程连接请求,接收外部消息;消息解析线程负责 22消息代理 查找消息路山链表,找到转发消息字;消息发送线程负责发送 消息代理是本地仿直执程对外通信的接口,从逻辑层次上目标消息字(即转发的消息字)至外部进程。三个线程并行处 来看,其服务过程表现为对消息的接收、解析、发送过程,从而理,可以满足服务端消息中心及时响应外部连接请求,提供并 通过消息发送、消息接收消息处理三项服务实现本地进程与通信版 进一步驱动系统仿真步骤的正确执行。它按照标准接口设计, 发消息服务。服务端套接字使用LO复用算法具体实现并发 消息中心间的信息交互。 3仿真实验 消息文件模板 消息中心构造路由信息链表数据来源于消息描述文件 在 Windows XP操作系统下,对雷达系统仿真中所采用的 (采用特征词描述方法)。表2给出了消息文件模板中所使用通信模型进行测试,其运行环境如下 的特征词语义信息,其模板定义如下 硬件环境8台PC节点机(2GB内存,100Mbs网卡)通 过集线器组成局域网络,消息屮心执程(MC)和状态监控执程 member Process Name ipaddr Com m port (SC)布置在同一节点机上,其余每台节点机部署一个仿真 message xxxx ms 执程 (destination DestPmcess Name destination 软件环境: WindowsⅫP, Winsock2.0,CP/通信协议。 me 仿真结果 (message YYYY Msg 在指定具体的仿真任务参数后,启动雷达仿真系统开始仿 destination DestProcessName destination 真过程。消息中心(MC)作为仿真执程间的桥梁将存在前后 驱动关系的仿真执程串联起来,通过査找消息模板文件中源执 程与目标执程映射关系实现消息的传递与转发,进而控制雷达 member 系统仿真步骤。仿真执程只了解服务程序的位置,不受节点位 置迁移的影响,服务程序保留所有仿真执程的信息。图7给出 file) 了雷达系统仿真过程中各执程动态协作运行状(下转第3774页) 3774 计算机应用研究 第28卷 赖于底层UDC驱动的 struct usb gadget结构的定义,这导致上核的KCDB13,但是目前的调试模型不攴持日益广泛的USB 层种类繁多的 Gadget功能驱动直接依赖于下层UDC驱动程接口,给使用带来诸多不便。通过在嵌入式Lnux中使用 序的模型。一旦UD驱动模型改变,必然会导致上层的Gadg- USB Gadget功能驱动支持USB接口调试,提高了程序开发和 et驱动大规模改写。随着USB应用的日益发展,这会为将来调试的灵活性。 的大规模使用埋下一个隐患。 参考文献 b) Gadge功能驱动的注册函数sh- gadget_register- Iriver[1魏永明,Limx设备驱动程序[M].北京:中国电力出版社,200 直接由UDC驱动程序导出,是UDC本身的一部分,这就使得21探矽工作室.嵌入式系统开发圣经「M1.沈阳:中国青年出版社, 下层UDC驱动程序直接依赖于上层的 Gadget驱动模型,不利 2002 于 Gadget系统的层次化和接口化。 [3 GATLIFF B. Embedding with GNU: the GNU debugger EB/OL I 4.2 Gadget框架的改进方法 (2001-02).http://www.Redhatcom/devnet/articles/embedgdh 为了减少底层UDC控制器驱动与 Gadget驱动之间的耦 合性,提高框架的接口化和模块化,需要对 Gadget驱动框架41单开涛,GDB嵌入式远程调试中目标机模块若干关键技术的 究与实現[D].杭州:浙江大学,2006 进行一些改进。可将 Gidget api扩充发展为类似于 USB core [5]赵炯.Linx内核完全注释[M].北京:机械工业出版社,2004 的一个完整的中间层子系统,其功能为对底层UDC驱动和上[6]邹思轶,嵌入式Limx设计与应用[M].北京:清华大学出版社 层 Gadget驱动的注朋与管理,并同时向下层UDC驱动和上 层 Gadget驱动提供AP。重新定义 struct usb_gadget_driver7] The CDB remote serial protocol EB/OL」.htp:/Nw, redhat 和 struct usb_gadget这两个结构,使其仅依赖于中间层子 系统。 [8] Debug with GdbleR/ol.]. hTtp: //Sources. redhat com/grb/onlir 5结束语 1 9 LSB Implementers Forum. Universal serial bus specification revision 2.o[eb/olj.(2000).http://www.usb.org/developers/docs USB接口的日益普及和 Linux的广泛采用将会使得两者 [10]倪继利. Linux内核分析及编程[M].北京:工业出版社,2005 的结合口益紧密,熟悉Liux下USB的驱动框架将会极大地(11 inux-LSB Communi. Linux-USB Gadget API framework[ EB 提高IsB驱动程序的开发效率。在设备端,实现 Gadget功能 Olj.(2005).http://www.linux-usb.org/gadget 驱动就是利用LDC驱动提供的API控制UDC和主机的通[12] BROWNE D L L. USB Gadget APl for Linux[EB/OL].(200).ht 信,使设备面向主机表现出某一个特定的功能。在开发嵌入 tp: //tali admingil-de. org/ linux-doebook/gadget. 式 Linux上层应用时,通常使用GDB对嵌入式软件进行远程13]李红卫,李翠萍.KGDB调试Lnx内核的剖析与改进[J].微型 调试,在 Linux的平台上,已经完成了专门用来调试 Linux内 机与应用,2004,23(10):7-9. (上接第3769页)态监控显示结果;图8给出了服务端消息中心 运行输出信息、;图9给出了客户端某执程运行输出信息、。 4结束语 消息 本文提出了雷达系统仿真协作关系模型,并在此基础上设 接收线程 收缓存区 计出采用远程消息服务中心和本地仿真执程消息代理架构的 消息解析线程 通信服务模型,实现了分布式结构下雷达系统各仿真执程间的 互通与协作,保证了雷达系统仿真步骤的正确执行,满足了通 发送缓存 用雷达系统仿真的需求。 发送线程 [ 本文的进一步研究将放在改进现冇通信模型.提高仿真执 图6分宣线程服务模式 程间操作并行度,进一步实现通用雷达仿真系统局部并行化调 仿真运行监视区 度与控制。 状态模块1234567891121314151617181920222324252627282930 参考文献 RG [1]陈小辉,刘心松,左朝树,等.分布式并行数据库中基于调度的多 线桯通信模型之硏究[J].小型徵型计算机系统,2005,26(4) DP 605-608 [2]史万江,吴健,詹涛,等.JG:单点访问的通信中间件研究[J].计 算机应用研究,2005,2 [3]赵峰,王雪松,肖顺平,等,基于HLA的相控阵雷达系统仿真并行 图7仿真系统运行状态监控显示结果 处理研究[J].系统仿真学报,2006,18(8):2170-2172 [4]史乐,李辉,原江波,等,基于消息通信的多智能休系统的应用 [冂].计算机应月,2008,28(2):532-533 [5 MULLER D, LARVOR J P, GOUMAND D, et aL. ASTRAD: a com- InOn platforn for multilevel radar simulations [C//Proe of RADAR ) [6 GUGUEN P, LIGNOUX C. GOUMAND D, et uL. ASTRAD: simulation platform, a breakthrough for future electromagnetic systems development 图8消息中心运行结果 图9客户端RM执程运行输出 [C//Prue of RADAR 2008 InTernatioal Cun ference. 2008: 1-5

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