廖军[1]2003年在《基于嵌入式CORBA的核心框架研究与实现》文中研究说明近年来，嵌入式实时应用增长迅速，当用于分布式处理时，嵌入式计算由于资源受限而受到比桌面计算更大的挑战，如何在资源受限的环境中解决好分布式处理中的平台异构性问题，是本文所要讨论的问题之一。 针对上述挑战，OMG适时地推出了面向嵌入式领域的MinimumCORBA，即最小CORBA，继而又推出了针对实时领域的RealTime CORBA即实时CORBA，嵌入式和实时领域在很多方面是不可分的。本文将要探讨的DeltaCORBA就是一种嵌入式软实时CORBA。 在嵌入式应用方面，最先引入CORBA的是军用和电信领域，美国军方的叁军联合作战系统(JTRS)中的软件通信体系结构(SCA)就是应用CORBA的一个典范。SCA的核心框架(CF)采用CORBA作为其基础通信平台，借鉴了CORBA组件模型CCM的思想和一些设计模式的方法，构建出一个可扩展、可配置、可管理的软件无线电基本框架。该框架实际上是一系列的接口定义和域配置文件集合，接口定义了可以被应用继承和使用的操作，包括基本接口、框架控制接口和框架服务接口，结合XML域配置文件即可实现核心框架的功能。本文主要探讨了核心框架的设计思想和实现机制，并详细分析了DomainManager接口的实现。 在核心框架的实现过程中，我们使用了敏捷方法，敏捷方法包括很多构造软件的实践经验，我们主要使用了其中发展得比较好的极限编程方法XP(eXtreme Porgramming)。本文就XP方法在开发核心框架中的应用作了一些探讨。 经军方用户测试，核心框架的实现符合SCA规范，完全能够用于开发软件无线电波形应用，所采用的中间件DeltaCORBA占用很少的资源并且表现出优良的软实时性能。
刘宇峰[2]2004年在《基于嵌入式CORBA的可配置框架研究与实现》文中指出目前,嵌入式系统正以前所未有的速度向前发展。随着嵌入式技术的发展,嵌入式应用的不断增长以及嵌入式系统复杂性的不断提高,相应的,嵌入式软件的规模和复杂性也在不断提高。如何快速,高效地开发嵌入式软件,使开发出的应用程序具有可移植性,可重用性和可伸缩性,降低软件的开发、维护、升级的代价,已经成为了当前嵌入式软件开发中的一个热点问题。框架是一个一般设计的实现,由一些互相合作的类组成,能适应特定领域中的各种情况。应用开发人员通过扩展或定制框架生成应用特定部分的功能。一个成功的框架很大程度上简化了复杂系统的开发。课题的目标是在嵌入式系统下设计并实现一个系统框架,在此之上应用开发人员不必费尽心机去设计程序的流程而专心设计好应用的业务方法,从而快速,高效地开发嵌入式应用软件。课题来源于10 所预研项目,目的是通过开发一个运行在PC 主板上的系统管理框架对系统内所有硬件设备(包括DSP 设备、FPGA设备以及其它设备)和软件功能模块(以源码形式分布于硬盘中)进行集中部署、互连和运行控制;同时,为了适应系统不断向前发展的趋势,系统必须具备高度灵活的可配置性、可移植性、可扩展性、可伸缩性。
谭翔[3]2011年在《基于SCA架构的SoPC设计与实现》文中研究说明软件无线电(SDR)是无线通信领域的新技术,它采用数字信号处理技术,在可编程控制的通用硬件平台上,利用软件来定义无线通信系统的各模块功能,具有高度开放性、通用性和可扩展性。软件通信体系结构(SCA)为软件无线电的实现提供了一套标准的,开放的结构规范,保证了软件无线电系统硬件设备的通用性以及整个系统的开放性和可扩展性,为软件无线电波形的动态部署和重构,以及波形组件的模块化设计、移植和复用提供了详细的规范。基于SCA规范,美军的JTRS计划开发了一系列兼容多种通信波形的软件无线电台,实现了美军各兵种战术通信电台的互连,互通,互操作,这为我军发展小型化战术无线通信系统提供了参考。由于机动作战和战场环境的需要,战术通信装备对体积和功耗都有严格的要求。为了在背负式和手持式通信终端中实现软件无线电通信,论文采用SoPC软硬件协同设计方法,在Xilinx ML507开发板上构建了一个基于SCA架构的SoPC系统。系统以嵌入式处理器PowerPC为核心,通过定制IP核,设计基于IPIF的可重配置模块,构建了SoPC系统的硬件平台。然后,根据SCA规范,通过移植Linux操作系统、CORBA中间件和小型化SCA核心框架,为波形应用的运行搭建了一个开放式的软件平台。为了实现FPGA波形组件和PowerPC的CORBA通信,本文在PLB总线上实现了CORBA可插拔协议,通过封装ORB引擎,来完成CORBA报文的解析和封装。对FPGA波形组件进行标准的OCP接口封装,有利于FPGA波形组件的模块化设计和动态重配置。最后,搭建了一个多波形集成应用测试验证系统,通过动态部署和加载软件波形组件,重配置硬件波形组件,实现了波形应用的动态重构,验证了系统设计的正确性和可靠性。论文基于SCA架构,实现了一种体积小,功耗低,功能灵活,支持软硬件波形可重构的小型化软件无线电通信平台。为军用战术无线电台和民用通信终端的设计和实现提供了一种创新性的解决方案。
孙海彬[4]2010年在《支持PCI总线的CORBA可插拔协议研究与实现》文中研究表明软件通信体系结构(Software Communications Architecture, SCA)是美军根据联合战术无线电系统(Joint Tactical Radio System, JTRS)开发软件可配置无线电台的基本需求而建立的独立于具体应用的软件无线电体系结构。它采用标准化的软件构件思想,有效提高了无线通信系统的软件复用程度,节省了设计开发成本,缩短了新技术验证和实现周期。在SCA系统中,所有的波形组件均使用CORBA中间件进行通信,这种方法能够很好的屏蔽底层硬件平台和具体通信协议的差异,为应用程序提供统一的调用接口,非常方便的实现远程分布式调用,从而使应用程序具有很好的可移植性和跨平台通信能力。然而,现有的CORBA实现大多基于TCP/IP协议进行通信,却无法有效利用PCI、VME、RapidIO等得到广泛应用的总线传输协议,这在很大程度上限制了CORBA在软件无线电系统中的应用,进而也严重阻碍了SCA规范的标准性和推广应用前景。因此,必须研究有效策略和实际可行的方法,对现有CORBA实现进行扩展,使之能够有效支持各种传输协议,灵活应对SCA系统的各种通信需求。本文的主要研究目标是以某演示验证项目为背景,使SCA系统中任意波形组件能够通过PCI总线进行标准的CORBA通信。为此,论文首先对CORBA的整体架构和工作方式进行了深入研究,在此基础上提出了使用CORBA可插拔协议框架实现扩展其传输能力的基本解决思路。CORBA可插拔协议框架的特点在于,能够使用户以完全标准、模块化和动态可配置的方式来实现对各种新的传输协议的支持,这一特点尤其满足SCA系统的性能要求。遵循这一研究思路,本文针对可插拔协议框架中的关键技术,包括通用ORB间协议(GIOP)、公共数据表示(CDR)、可互操作的对象引用(IOR)等进行了深入分析。在此基础上,提出了基于PCI总线的ORB间协议(PCIIOP),并且将该协议成功应用在一种具有代表性的CORBA实现—TAO中。通过在演示验证平台中得到的实际测试结果表明,PCIIOP协议能够很好的支持CORBA通信双方基于PCI总线的数据传输,同时该协议具有接口标准、模块化、参数可动态配置、修改方便的特点,完全能够满足本项目SCA系统的性能要求,同时对于进一步扩展CORBA对其它传输总线的支持能力也提供了卓有成效的理论依据。
钟鹏飞[5]2008年在《软件通信体系结构核心框架及监控平台设计与实现》文中提出随着无线电通信技术特别是硬件技术的快速发展,软件无线电技术特别是基于软件通信体系结构的软件无线电技术已经成为了现代通信系统的发展趋势和主要方向。本文以中国电子科技集团某研究所基于SCA规范的软件无线电集成开发平台作为项目背景,跟踪国外软件无线电和软件通信体系结构技术的发展动态,遵循最新的软件通信体系结构规范,设计和实现了一个完整的基于SCA规范的软件无线电运行平台和核心框架监控平台。首先,本文深入的研究了软件通信体系结构规范特别是在基于分布式、嵌入式平台上的设计和实现问题,在仔细的阅读和分析了加拿大通信研究中心(CRC)为国际软件无线电论坛所实现的软件通信体系结构核心框架开源演示系统的基础上,深入的理解了软件通信体系结构并针对分布式、嵌入式平台上的特点设计和实现了软件通信体系结构核心框架。同时,本软件无线电运行平台实现对现有SCA规范了进行了兼容扩展,从而有效的支持向FPGA、DSP等物理设备上部署非SCA兼容组件以及多种处理总线和控制总线相分离,为整个软件无线电集成开发平台提供了良好的支撑和运行环境;然后,本文设计和实现基于SCA的软件无线电系统核心框架监控平台。软件无线电系统监控平台是软件无线电系统的重要组成部分,通过监控平台能够以可视化的方式查看系统的设备、核心框架服务以及波形应用的运行状态,并且能方便的安装、创建、启动、停止、释放和卸载波形应用。此外,由于现代通信系统特别是军事通信系统对系统可靠性有着越来越高的要求,针对当前SCA规范在故障恢复方面的不足,本文提出了一种基于SAD文档描述语义的核心框架扩展方案,在完全保持SCA规范兼容性的前提下,实现了包括热备份和冷备份在内的组件运行时自适应重构方案,从而实现系统动态重构和动态容错功能,有效的提高了系统可靠性并降低了维护成本。最后,本文对本课题的主要工作及其特点进行了总结并同国外类似研究进行了比较,分析了当前的基于软件通信体系结构的软件无线电系统的研究热点和发展方向,并指出了进一步的工作的主要方向和所面临的问题。
王娜[6]2008年在《嵌入式虚拟仪器中间件的研究与设计》文中提出随着嵌入式技术在虚拟仪器方面的应用逐渐增多,系统间协同工作也日益普遍,应用范围也更加广阔,涉及到多种语言、通信介质以及操作系统,软件开发往往要求在这些异构环境下运行。这时要实现协同工作,应用开发者不仅要关注具体的应用问题,还要花费大量精力了解底层特性,解决平台差异。为了解决嵌入式虚拟仪器应用中的异构性,加强协同工作能力,本文将“中间件”思想引入到嵌入式虚拟仪器中,设计了嵌入式虚拟仪器中间件模型。中间件作为一种采用组件思想设计的软件,具有实时性特性,符合嵌入式虚拟仪器对效率和资源的要求及限制。它主要为嵌入式虚拟仪器的开发提供跨语言、跨操作平台、模块化和可扩展的接口,借助中间件,只需改变适配层的相关参数,保持中间件层对应用层的接口定义不变,就可以直接将虚拟仪器应用程序移植运行,实现了应用程序“一次编写,多处运行”的思想,依靠中间件的兼容性增强嵌入式虚拟仪器系统的灵活性、适用性。本系统利用嵌入式GUI技术,结合组件化思想设计嵌入式虚拟仪器软面板;利用软硬结合的双缓冲技术消除页面闪烁,提高嵌入式软面板绘图速度以及逼真度;借鉴了IVI(可互换虚拟仪器)技术设计嵌入式虚拟仪器驱动器,并利用驱动引擎机制完成虚拟仪器的动态配置与调用;利用MinimumCORBA中间件规范设计本系统的用户接口,使其具有异构环境下的平台、语言无关性,满足工业现场或恶劣环境下的便携式虚拟仪器的设计需要,提高了嵌入式虚拟仪器的兼容性和可移植性,实现了大粒度的软件可重构。
陈小凤[7]2005年在《基于SCA规范的软件无线电台的研发》文中研究指明为了解决现代军事通信中叁军之间和多国联军之间的互通性问题,美国国防部推动了联合战术无线电系统(JTRS)计划,目的是要开发一种适用于所有军种要求的电台系列。电台实现多种新的先进波形,覆盖2MHz～3GHz频段,通过多波段、多模式方式实现各种信号传输,同时兼容传统系统。软件通信架构(SCA)规范是在实施JTRS计划的过程中发展和成熟起来的一个标准,它为设计者提供了一种与实现无关的开放式的软件架构。在非军事领域,该规范被国际软件无线电论坛推崇为软件无线电的标准。本文主要讨论如何开发一个基于SCA规范的软件无线电系统。 文章首先阐述了软件无线电的基本思想、功能结构、主要应用和发展历程,从而引出了JTRS和SCA两个概念,然后介绍了国内外取得的主要成果和发展趋势,并在随后一章说明了与SCA相关的一些关键技术。 SCA规范是系统的基础,文章用了整整一章的篇幅介绍这个规范,内容包括硬件结构、软件结构、核心框架、域描述文件、应用程序编程接口和信息安全等。介绍完规范后,根据开发者的职责不同,对系统开发与集成任务进行了划分。 笔者在文中提出了系统软件开发方案;详细介绍了核心框架中的主要接口的实现要点和波形应用程序的开发步骤;并通过讨论一个应用实例来帮助理解核心框架组件的应用和波形应用程序的开发。应用实例是以OMAP作为系统硬件平台,设计一个基于SCA规范的SDR电台软件。 为了帮助理解基于SCA规范的软件无线电系统的功能、系统配置及执行方式,文章讲解了JTRS系统的主要用例和部分用例的事件流。 论文最后提出了系统软件开发过程中以及开发完成后的软件测试方案。
何洪伟[8]2002年在《嵌入式CORBA的研究——开发与应用》文中指出随着嵌入式系统的日益广泛应用，嵌入式系统之间及嵌入式系统与普通桌面系统之间必然会出现更广泛的协同工作的需求。OMG根据这个需求，并结合嵌入式系统的资源(如CPU的处理能力、内存的容量、功耗等)有限的特点，对普通CORBA系统进行很大的裁减，在近期推出了适用于嵌入式系统的规范：minimum CORBA。 本文对minimumCORBA进行了深入的分析，并设计和实现了一个符合minimumCORBA规范的嵌入式CORBA——DeltaCORBA。minimum CORBA针对嵌入式系统对原有的CORBA进行了大幅度的裁减，主要解决了资源有限的问题。在DeltaCORBA的实现过程中，我们通过平台依赖层和多协议框架解决了ORB的可移植性问题。可移植对象适配器(POA)负责分解和分派目标对象到对象实现。针对嵌入式系统小的特点(所包含对象较少)，对可移植对象适配器进行了简化，实现了一个小POA(Micro POA)，它不仅具有POA的功能和灵活性，而且较小。在通常的CORBA实现中，调用从客户到服务对象，要经过多层(Stub，I／O系统，网络适配器，对象适配器，Skeleton)，存在大量的动态内存管理和数据拷贝，其代价很大，需要消耗大量的资源，如：CPU，内存等。用“零拷贝”机制，使动态内存分配和数据拷贝最小化，从而提高了DeltaCORBA的性能。我们对DeltaCORBA进行了比较严格的测试，包括功能测试、性能测试及可伸缩性的测试。测试表明，DeltaCORBA是一个具有良好的可移植性和较高性能的嵌入式CORBA。 本文还研究了将DeltaCORBA应用于SCA(Software Communication Architecture)的架构中，作为其中的分布式处理的基础平台。SCA的目的是为了要提供一种标准的、开放的和可互操作的软件平台，实现无线电台应用软件的可移植性和可重用性，它要求采用符合minimumCORBA规范的CORBA中间件。DeltaCORBA作为符合minimumCORBA规范的CORBA中间件，为实现软件无线电应用程序的可移植性、可重用性和模块化提供了坚实的基础。
赵匡[9]2012年在《基于SDR-4000的软件无线电体系架构设计实现》文中提出软件无线电体系架构是实现软件无线电概念的具体设计架构，是软件无线电技术的核心和关键，决定着软件无线电的功能实现。软件通信体系结构（SoftwareCommunication Architecture, SCA）作为一种独立于具体应用的软件无线电系统结构框架，凭借其强大的开放性、通用性以及灵活性赢得了军用、民用多个领域的青睐。基于SCA的软件无线电技术已经成为现代通信系统的发展趋势和主要方向。SDR-4000系统是专门为软件无线电应用设计、开发的一款已经开始实际部署的出色产品，整个系统硬件体系结构设计灵活、通用、可扩展，具有前端宽开化、中频宽带化、硬件通用化等特点；同时还为上层波形应用提供了通用的软件操作环境，对于SCA系统测试、验证以及波形的开发、测试都有着十分重要的意义。本文对SCA体系架构展开深入研究，在SDR-4000平台上设计实现了一种中间件底层传输机制可动态选择、核心框架接口可灵活配置的体系架构，改善了原有体系架构在中间件传输延迟、核心框架资源占用方面存在的问题，为SCA体系架构在小型化平台中的应用提供了有力的支撑。具体完成了以下工作：研究了CORBA中间件的工作机理并结合其在SCA系统中的应用背景，为现有CORBA中间件扩展了基于共享内存的底层传输机制，提高了其在单处理器内部通信的传输效率，使其可以根据不同的应用场景，自动选择最佳的底层传输机制，增强了灵活性。在特定的测试场景下，对所扩展协议的传输延时及延时抖动进行了测试，并将结果与基于TCP/IP的底层传输协议进行对比分析，验证了扩展协议在传输效率方面的优势。提出了可配置核心框架思想。通过降低原有框架接口粒度，消除耦合性，将各个小粒度接口定义为单独的功能单元，使用户可根据自身需求灵活地选择所需的功能单元，定制出既能满足功能需求又不会产生资源浪费的核心框架接口集。最后在SDR-4000平台上对所设计的体系架构进行了实现，通过封装平台硬件设备，实现框架控制组件，验证了体系架构的可行性，同时验证了核心框架的可配置性。
张睿[10]2009年在《基于触发的分布式应急系统框架的研究与实现》文中研究表明现代信息化作战环境复杂多变,各种信息资源完全分布在应急环境中,如何实时准确的完成各种信号的收集、分析、判断与决策,已成为亟待解决的问题。因此,迫切需要构建一个高度实时、可靠且易于扩展的分布式应急系统平台,满足国防信息化C4I系统建设的需求,为智能化的作战指挥提供良好的支撑。本文讨论了当前分布式实时嵌入式(DRE)系统的关键技术,以及在应急系统领域的应用现状。在构建DRE系统平台的基础上,提出一种基于触发的分布式应急系统框架;将嵌入式系统的设计方法同面向对象/组件的软件开发方法相结合,该框架基于实时嵌入式Linux操作系统和实时CORBA中间件。重点阐述了系统框架的设计流程,从层次型的软件体系结构设计到组件化的模块设计都进行了详细介绍,并将时间触发机制和状态触发机制引入应急系统框架,触发流程划分为基于时间的触发过程和基于状态的触发过程,实现了对应两类触发过程的时间触发源和状态触发源,重点介绍了如何实现Linux下精确的硬件定时和高效的数据采集并将其实现为实时CORBA服务。本文还介绍了触发决策和触发管理的具体实现,重点探讨了其中较为创新的实现方法,包括各种设备的扩展管理、可配置的触发动作的统一管理、触发规则库设计和高效的规则匹配数据结构与算法的实现等。最后,详细介绍了如何通过实时中间件TAO的实时调度服务和实时事件服务来实现应急系统框架的实时保障,并通过实验对应急系统框架实时性能进行测试。测试实验结果表明,本系统框架能够满足应急系统的要求。
参考文献：
[1]. 基于嵌入式CORBA的核心框架研究与实现[D]. 廖军. 电子科技大学. 2003
[2]. 基于嵌入式CORBA的可配置框架研究与实现[D]. 刘宇峰. 电子科技大学. 2004
[3]. 基于SCA架构的SoPC设计与实现[D]. 谭翔. 国防科学技术大学. 2011
[4]. 支持PCI总线的CORBA可插拔协议研究与实现[D]. 孙海彬. 国防科学技术大学. 2010
[5]. 软件通信体系结构核心框架及监控平台设计与实现[D]. 钟鹏飞. 电子科技大学. 2008
[6]. 嵌入式虚拟仪器中间件的研究与设计[D]. 王娜. 武汉科技大学. 2008
[7]. 基于SCA规范的软件无线电台的研发[D]. 陈小凤. 暨南大学. 2005
[8]. 嵌入式CORBA的研究——开发与应用[D]. 何洪伟. 电子科技大学. 2002
[9]. 基于SDR-4000的软件无线电体系架构设计实现[D]. 赵匡. 国防科学技术大学. 2012
[10]. 基于触发的分布式应急系统框架的研究与实现[D]. 张睿. 南京航空航天大学. 2009
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