關于ARM處理器的MVB 2類設備研究
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系統級驅動 與系統軟件相關的驅動，這類驅動是操作系統和中間件等系統軟件所需的驅動程序，他們的開發(fā)要按照系統軟件的要求進行。
應用級驅動 與應用程序相關的驅動，和操作系統無關，由應用決定。
3.1.2 操作系統層
操作系統層足嵌入式軟件的核心，是系統的軟件支持平臺。主要包括實時操作系統內核、文件系統、電源管理、嵌入式GUI系統、嵌入式網絡系統。其中嵌入式內核是基礎和必備的部分，主要完成任務調度、內存管理、任務間通信、任務的同步與互斥、中斷管理、定時器等功能。本系統采用Nucleus Plus嵌入式操作系統，能完全滿足MVB對于實時性、可靠性、完整性和有效性的要求。NucleusPlus采用了軟件組件的方法，每個組件具有單一而明確的目的，包括任務控制管理、內存控制管理、定時器管理、中斷、系統診斷、I／O驅動管理等16個組件。
3.1.3 應用軟件層
應用軟件層主要由多個相對獨立的應用任務組成，每個應用完成一個特定的工作，這里主要包括MVB協議棧軟件。MVB協議棧軟件在實時操作系統內核的支持下，通過MVB驅動模塊完成MVB網絡數據通信任務。用戶應用可以利用MVB協議棧的接口函數訪問需要的數據集，并利用收到或者發(fā)送的數據進行相應的控制或其他數據處理工作。
3.2 實時協議
每個網絡都要有與之相應的網絡軟件在其上運行，這些軟件被稱為協議。在互聯網上運行的協議我們稱之為TCP／IP協議，在列車通信網上運行的類似TCP／IP的協議我們稱之為實時協議(Real Time Protocol，RTP)，實時協議為一個應用與另一個應用在列車通信網上的通信提供協議和服務。
實時協議分層結構如圖6所示。由圖中的分層結構可知MVB實時協議包括過程變量通訊和消息數據通訊兩部分。由圖可知變量的協議和服務包括過程數據鏈路層接口(LPI)和變量的應用層接口(AVI)。消息協議和服務包括消息數據鏈路層接口(LMI)、網絡層、傳送層、會話層、應用層接口(AMI)。其中鏈路層接口又稱為低層接口，他規(guī)定來自總線的服務，應用層接口又稱為高層接口，他規(guī)定提供給應用的應用層接口。
3.3 消息通信機制及其實現
MVB 2類設備的主要特征是實現消息數據的發(fā)送和接收。消息通信中實時協議是由信使執(zhí)行的，他是作為獨立的進程與應用并行運行。實時協議的網絡層、傳輸層、會話層、表示層是由信使來執(zhí)行并實現的，信使與應用層有一個消息應用層接口(AMI)，通過這個接口應用可以調用信使的服務。同時信使與鏈路層也有一個接口：消息鏈路層接口(LMI)，鏈路層通過這個接口向信使提供服務。在編程實現消息通信時，只需要使用消息應用層接口。
用戶開發(fā)程序來實現消息通信，就是使用消息應用層接口中的接口函數來調用信使的各項功能，實現消息通信的應用程序就是按照這個順序編寫和執(zhí)行的。消息數據的實現程序的流程如圖7所示。
4 結 語
使用符合TCN標準的產品是開發(fā)下一代新式列車的重要發(fā)展趨勢，本文通過對IEC61375-1列車通訊網絡標準的研究，提出了MVB 2類設備軟硬件的設計方案并完成了系統硬件各功能模塊設計和上層軟件的部分設計，對MVB實時協議RTP和消息通信的機制也做了深入的研究，并給出了消息通信的編程實現方法。通過對基于ARM處理器的MVB 2類設備的深入研究和功能設計實現，不但為以后開發(fā)更高類別的MVB設備積累了經驗，而且為進一步自主開發(fā)其他符合TCN標準的MVB產品提供了借鑒。
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