[发明专利]一种实时推进下的多平台混合通信机制

说明书

技术领域

本发明属军事装备模拟训练仿真技术领域，涉及一种模拟训练系统实时推进下的多平台混合通信难题的解决方法。

背景技术

为满足军事装备日常操作训练的需要，解决实装训练中人多机少和效费比低等矛盾，在充分考虑部队训练需要的基础上，开发了模拟训练系统，其中软件系统的开发是模拟训练系统研制的核心，而通信是连接软件系统各功能模块的纽带。

基于单一通信手段的软件通信已经得到了很好的解决，但是综合运用多种通讯手段，实现其优势互补已经成为新的趋势。模拟训练系统是由多个平台模块组成的综合性装置，各个平台模块由于硬件组成的不同而各具特点。为实现各个平台模块之间的高效实时的通信，保证模拟训练系统按正确的时序关系实时推进，开发出而基于多种通讯手段的多平台混合通信机制成为军事装备模拟训练领域的新的难题，此难题的解决将具有重大的军事意义。

发明内容

本发明的目的在于解决多平台多模块间软件通信难题，确保软件系统数据交换得以较好地实现，满足武器模拟训练系统软件对通信实时、可靠和高效的要求。

本发明的技术解决方案为：

1主控机和从控机之间的串行通信

在模拟训练系统中，主控机和从控机等控制节点异步工作，为了检测系统性能，要求各控制节点通过串行通信端口实时发送本节点的检测数据、数据有效时刻与发送时刻之间的延迟量。本发明在各个节点中结合实时钟(Real-time clock，RTC)，实现串口数据的精确实时发送。

在各个节点中，PC104模块为节点的主控模块，其主要功能是接收外部节点发送的指令及数据。同时本节点接收外部节点发送的校时命令，实现与整个模拟训练系统的时钟统一。实时钟运行原理如图1所示。

检测数据实时发送的基本原理是RTC模块维持系统时钟，数据生成模块准备检测数据并记录数据产生时刻，数据发送模块读取发送时刻时钟计算数据延迟量并发送数据，如图2所示。

当某帧数据正在被发送时，即使发送FIFO可写，也不能再写入下一帧数据，因为其发送时刻不确定。利用发送中断的产生原理，在ISR中进行数据发送，当发送完成后产生一次发送保持器中断即可发送下一帧数据。因此，设计合理的中断控制方式是实现多帧数据实时发送的关键。

(1)实时钟中断挂接及中断处理

RTC基本I/O端口是0x70～0x71，0x70被用作RTC芯片内部寄存器的地址索引端口，而端口0x71则被用作RTC芯片内部寄存器的数据端口。在读写一个RTC寄存器之前，必须先把该寄存器在RTC芯片内部的地址索引值写到端口0x70中。

RTC芯片具有A、B、C、D等4个控制寄存器。其中，寄存器A控制计时的基频和输出频率；寄存器B控制RTC的工作方式；寄存器C是一系列的标志，反映了芯片向CPU申请中断的情况；D是RAM有效位的标记寄存器。

①实时钟中断挂接

首先，使能RTC周期中断，必须将RTC寄存器B的PIE位置1，其中，PIE为周期中断允许位，PIE＝1表示允许周期中断，PIE＝0表示禁止周期中断。然后使能IRQ8，由于IRQ8由8259A从片控制，因此还必须使能IRQ2。

②实时钟中断处理

实时钟中断频率为1024Hz，主要功能是维持系统时钟count，每中断一次产生一个时钟滴答(TICK)，系统时钟count增1。在ISR中必须读RTC的寄存器C，否则RTC将不再产生下一次中断。由于RTC中断由8259A从片控制，因此，中断结束时必须向2片8259A发送中断结束信号(EOI)。

(2)串口中断挂接及中断处理

①串口中断挂接

串口中断挂接时，禁止UART中断，但要使能串口相应的IRQ(如IRQ4)。另外，必须使能UART寄存器MCR中的OUT2位，否则UART芯片的中断不能向8259A发送中断信号。由于使用了发送FIFO，还必须将寄存器FCR的BIT0置1发送FIFO，其流程图如图3所示。

②串口中断处理

串口ISR主要完成数据的发送和中断禁止控制。在ISR中，查询数据标识是否有效，数据有效时读取当前时钟，并根据数据时刻计算延迟量；将数据和延迟量按帧格式写入发送FIFO；最后判断是否还有数据需要发送，无数据需要发送时禁止中断。其流程如图4所示。

完成以上主要模块设计后，即可在主程序中循环查询数据标识，当数据有效时使能串口发送中断。CPU将响应中断，执行串口ISR完成数据发送。

2主控机和从控机之间的网络通信