[发明专利]基于FPGA的CORBA通信装置

说明书

技术领域

本发明涉及计算机通信领域，特别涉及在包含多种处理器的应用系统中，一个在FPGA(Field Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)上设计实现的通信装置，能够使运行在该FPGA上的应用模块与运行在其它处理器上的应用模块直接进行CORBA(Common Object Request Broker Architecture，公共对象请求代理体系结构)通信。

背景技术

随着移动通信、导航定位、遥测遥感等应用技术的迅速发展，在这些领域中越来越多地需要依靠由FPGA和通用处理器组成的多处理器应用系统来完成各种复杂任务。在多处理器应用系统中，FPGA上通常运行逻辑简单、运算量巨大的应用模块，通用处理器上通常运行逻辑复杂、运算量较小、专注于控制的应用模块，不同应用模块之间通过相互传递处理结果和控制信息共同完成一个复杂的应用。传统上，FPGA与通用处理器之间采用自定义方法进行相互通信，其具体实现方式与特定的底层硬件平台密切相关，这就导致了某一FPGA上的应用模块很难实现到其它FPGA上的移植和重用。而在通用处理器系统中通过使用CORBA中间件来实现应用模块间的标准通信，并已得到了广泛的应用。CORBA是由OMG(Object Management Group，对象管理组织)制定的一种分布式中间件标准，其核心是ORB(Object Request Broker，对象请求代理)，目的是使运行于不同软硬件平台、使用不同编程语言开发的应用模块无需处理与底层平台和网络通信有关的任何细节即可无缝地连接在一起，这就使得应用模块可以在多种平台上进行移植，具有很好的可重用性。

此外，现有系统所实现的FPGA与通用处理器的通信方法还存在操作时延较大、通用处理器负荷较重、通信报文格式不标准的缺陷。在现有方法中，需要在通用处理器和FPGA上各运行一个适配器模块，同时还需要在通用处理器上运行与FPGA上应用模块一一对应的若干个代理模块。图1是现有技术所实现的一个FPGA与一个通用处理器进行间接CORBA通信的示意图，其中“”为报文封装过程，“”为报文解析过程，“→”为函数调用请求的传递路径，“--→”为函数调用结果的传递路径，当通用处理器上的一个客户端应用模块要向FPGA上的一个服务器端应用模块发出函数调用请求时，必须依次经过通用处理器上的CORBA中间件封装CORBA报文、代理模块解析CORBA报文、代理模块封装CORBA报文、通用处理器上的适配器模块解析CORBA报文、通用处理器上的适配器模块封装自定义报文、FPGA上的适配器模块解析自定义报文共6次数据处理，才能将函数调用请求传递至服务器端应用模块。而当FPGA上的服务器端应用模块执行完函数调用请求，需要返回函数调用结果时，如图1中虚线箭头所示，同样要依次经过FPGA上的适配器模块封装自定义报文、通用处理器上的适配器模块解析自定义报文、通用处理器上的适配器模块封装CORBA报文、代理模块解析CORBA报文、代理模块封装CORBA报文、通用处理器上的CORBA中间件解析CORBA报文共6次数据处理，才能将函数调用结果返回给客户端应用模块。

与上述过程类似，当FPGA上的一个客户端应用模块向通用处理器上的一个服务器端应用模块发出函数调用请求时，调用请求也要经过6次数据处理才能到达通用处理器上的服务器端应用模块；函数调用结果也要经过6次数据处理才能返回给FPGA上的客户端应用模块。

现有技术的缺点如下：

1.通用处理器上的应用模块与FPGA上的应用模块之间的每一次函数调用请求都要经过多达6次的数据处理才能完成，如该函数调用请求需返回函数调用结果，同样要经过6次数据处理才能完成，由此增加了操作时延，降低了通信效率。

2.由于必须在通用处理器上运行一个适配器模块和与FPGA上的每个应用模块相对应的若干代理模块，因而增加了通用处理器的工作负荷，并且FPGA上的应用模块的数量越多，通用处理器的负荷也就越大。

3.由于在通用处理器与FPGA之间实际传递的报文格式是用户自定义的、非标准的，不同厂商会定义不同的报文格式，由此就导致了不同厂商开发出来的通用处理器适配器模块与FPGA适配器模块、FPGA应用模块无法实现互通，无法真正发挥CORBA良好的互操作性。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一个基于FPGA的CORBA通信装置，无需在通用处理器上运行任何适配器模块和代理模块，即可实现FPGA上的应用模块与其它处理器上的应用模块直接进行CORBA通信。