適于底層協議棧開發(fā)的數據采集與仿真系統
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2.2 輸出數據
根據1.1節(jié)所選擇的數據采集點，需在DSP的底層協議棧代碼中輸出仿真時所用的數據: (1)需要輸出的為前端AD/DA數據，以及底層協議棧與上層協議棧之間的交互數據，這是底層通信協議棧接收、發(fā)射信息時所需的輸入數據與最終的輸出結果； (2)其他外圍設備產生的中斷和輸入數據也會影響底層協議棧流程，是仿真時所必須的部分；(3)底層協議棧各任務掛起、運行、結束等狀態(tài)變化需要輸出，以保證仿真程序運行時刻與實際情況一致。另外，在2次AD/DA中斷之間會發(fā)生多次變化的全局變量也需要輸出，以彌補時間片劃分的不足。
2.3 數據解析
1.5節(jié)中所存儲的接收數據不方便直接用于仿真，需要進行格式轉換。根據2.1節(jié)中所述系統框架，所有事件通過AD/DA數據計時,故而除AD/DA數據外,其他類型數據需要記錄AD/DA數據個數信息，作為時間戳，因而可將所有數據分為兩大類：AD/DA數據和非AD/DA數據。為仿真方便，將這2種類型數據分別存放于2個文件中。在解析數據時，需要將1.3小節(jié)中為了與CY68013A兼容而通過FPGA拆分開的2個16位數據重新合并為1個，并將不同類型的數據分開。AD/DA數據一般長度固定，由AD/DA轉換器分辨率（位數）而定，例如，AD/DA數據為16位，每次中斷輸出1個數據，則解析后的數據格式如表2所示。本文引用地址：http://www.104case.com/article/157453.htm
非AD/DA數據根據程序需求，長度不固定，可在協議棧程序輸出數據中包含長度信息，也可在接收程序與輸出程序中提前規(guī)定好數據長度。例如,非AD/DA數據以字為單位，數據長度為N，則解析后的數據格式如表3所示。
由于底層協議棧需要兼顧外圍硬件控制，各種外部中斷比較多，很可能會打斷數據輸出，因而在解析數據時，需要考慮各種數據之間的嵌套。為此，可以對每種數據采用單獨的緩沖區(qū)，待解析到1條完整數據之后再存入文件中，同時還要保證文件中各種非AD/DA數據按照發(fā)生時間的先后順序排列。其流程如圖3所示。
2.4 系統仿真
系統仿真之前，首先要將運行于DSP中的底層協議棧代碼轉換為PC機上可運行的代碼，一般DSP大多采用C語言和匯編語言相結合的方式進行開發(fā)，C代碼基本上不需要進行大量修改，而匯編代碼需要根據其工作原理，轉譯成C代碼。系統仿真時采用2.3節(jié)中解析后的數據文件作為輸入,按照2.1節(jié)定義的仿真系統框架，以AD/DA數據為驅動，通過判斷非AD/DA數據的發(fā)生時刻（AD/DA數據計數值）來調動底層協議棧各部分任務運行，以達到再現協議棧運行狀況、調試程序的目的。仿真流程如圖4所示。有些硬件操作需要底層協議棧控制，仿真時可以按照“[發(fā)生時間] 硬件操作內容”的格式寫到文件中作為仿真程序的輸出。這樣通過查詢輸出文件，各種硬件操作的先后關系一目了然，更形象化，有利于發(fā)現硬件控制上的邏輯錯誤。
本文設計了一種專門用于底層協議棧開發(fā)的數據采集與仿真系統，利用USB高速傳輸特點以及物理連接的便利性，采用CY68013A進行數據傳遞，充分利用其GPIF資源，使用FPGA進行格式轉換。文中對仿真系統的整體框架和數據轉換細節(jié)進行了詳細說明。該系統可用于各種類型協議棧調試，便于追蹤、再現問題。經過實驗驗證，系統可承受100 Mb/s的實時數據流，在數字集群手持終端開發(fā)中進行了廣泛應用，不僅降低了協議棧的開發(fā)難度，而且縮短了開發(fā)周期，有很高的實用性。
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