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CN112527522A - 一种基于两级数据池的分区消息订阅、发布方法 - Google Patents

一种基于两级数据池的分区消息订阅、发布方法 Download PDF

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CN112527522A CN202011414699.8A CN202011414699A CN112527522A CN 112527522 A CN112527522 A CN 112527522A CN 202011414699 A CN202011414699 A CN 202011414699A CN 112527522 A CN112527522 A CN 112527522A
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李渊
陈银超
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Abstract

本发明涉及一种基于两级数据池的分区消息订阅发布方法，其特征在于，基于局部和全局两级数据池的消息订阅发布方法，局部数据池用于应用分区与同一操作系统之上的其他应用分区之间的通信，全局数据池用于应用分区与非同一操作系统之上的外部应用之间的通信，局部数据池内存属性设置为Cache使能，全局数据池内存属性设置为Cache禁止，应用分区与局部数据池和全局数据池之间的通信数据采用CPU搬移方式，外部I/O缓存区与全局数据池之间的通信数据采用DMA搬移方式。本发明通过消息订阅/发布机制，降低了应用分区与外围软件的耦合度，通过设置局部和全局两级数据池，并采取不同的数据搬移策略，有效地提高了应用分区的通信效率。

Description

一种基于两级数据池的分区消息订阅、发布方法
技术领域
本发明属于嵌入式实时操作系统分时分区技术。
背景技术
嵌入式实时操作系统通过分时分区技术为应用分区提供了时、空隔离的运行环境支撑。除此之外，应用分区还需要满足与外界的通信需求。通信需求有两种，一种是同一操作系统之上，各个应用分区相互之间的通信，另一种是应用分区与非同一操作系统之上的外部应用之间的通信。
同一操作系统之上的各个应用分区可通过共享内存方式进行通信，这种通信方式简单直接，但要求通信分区之间的变量地址映射一致，这会造成分区之间耦合严重。
应用分区与非同一操作系统之上的外部应用直接进行通信，这在一方面会造成应用分区与外部应用的耦合，另一方面，多个应用分区可能与外部应用存在共同的通信需求，重复收发浪费通信带宽。
采用消息订阅发布方法，通过建立消息数据池，可有效降低应用分区与外界的耦合度，提高应用分区的可移植性。考虑两种通信需求的差异，同一操作系统之上的各个应用分区之间的通信数据量少，通信介质为高速RAM，速度快；应用分区与非同一操作系统之上的外部应用通信数据量多，通信介质为慢速总线(如串口、1394总线，以太网等)，速度慢。采用单一数据池无法兼顾两者的通信需求，通信性能无法充分挖掘。
发明内容
发明目的
提供一种基于两级数据池的应用分区通信机制，能够兼顾应用分区与同一操作系统之上的其他应用分区，以及应用分区与非同一操作系统之上的外部应用差异化的通信需求。
发明技术解决方案
本发明的实施包括以下步骤：
1)嵌入式实时操作系统设置局部数据池，用于存放并维护同一操作系统之上的应用分区之间的通信消息；
2)嵌入式实时操作系统设置全局数据池，用于存放并维护应用分区与非同一操作系统之上的外部应用的通信消息，外部应用通信数据通过总线传输，存放在外部I/O缓存区；
3)嵌入式实时操作系统设置局部数据池的内存区域Cache使能；
4)嵌入式实时操作系统设置全局数据池的内存区域Cache禁止；
5)应用分区设置消息的订阅和发布缓存区Cache使能；
6)嵌入式实时操作系统设置专门的输入和输出分区负责全局数据池与外部I/O缓存区之间的数据搬移，采用DMA搬移方式；
7)应用分区与全局数据池和局部数据池之间的订阅/发布消息通信采用CPU搬移方式；
8)应用分区在初始化时注册消息订阅/发布表，告知嵌入式实时操作系统需要订阅和发布的消息ID，消息的长度，以及消息在应用分区的内存区域；
9)应用分区在实时速率组中，通过嵌入式实时操作系统的订阅/发布系统调用，将订阅消息由局部/全局数据池搬移至应用分区指定的内存区域，将发布消息由应用分区指定的内存区域搬移至局部/全局数据池。
积极效果
本发明通过消息订阅/发布机制，降低了应用分区与外围软件的耦合度，通过设置局部和全局两级数据池，并采取不同的数据搬移策略，有效地提高了应用分区的通信效率。
附图说明
图1为一种基于两级数据池的分区消息订阅、发布方法图。
具体实施方式
以图1所示的示例详细说明具体的实施方式。
1)应用分区初始化时注册消息订阅/发布表，告知嵌入式实时操作系统需要订阅哪些消息和发布哪些消息，消息的长度，以及消息在应用分区的内存区域；
2)嵌入式实时操作系统通过输入分区将外部I/O缓存区的数据搬移至操作系统的全局数据池，数据搬移方式采用DMA方式；
3)应用分区在实时速率组中，通过嵌入式实时操作系统的消息订阅系统调用，将需要订阅的同一操作系统之上的其他应用分区消息，从局部数据池搬移至应用分区指定的内存区域，数据搬移方式采用CPU方式；
4)应用分区在实时速率组中，通过嵌入式实时操作系统的消息订阅系统调用，将需要订阅的非同一个操作系统之上的外部应用消息，从全局数据池搬移至应用分区指定的内存区域，数据搬移方式采用CPU方式；
5)应用分区在实时速率组中，利用订阅获得的消息，完成任务处理后，将待发布的消息放置应用分区指定的内存区域；
6)应用分区在实时速率组中，通过嵌入式实时操作系统的消息发布系统调用，将需要发布的同一操作系统之上的其他分区消息，从应用分区指定的内存区域搬移至局部数据池，数据搬移方式采用CPU方式；
7)应用分区在实时速率组中，通过嵌入式实时操作系统的消息发布系统调用，将需要发布的非同一操作系统之上的外部应用消息，从应用分区指定的内存区域搬移至全局数据池，数据搬移方式采用CPU方式；
8)嵌入式实时操作系统通过输出分区将消息从操作系统的全局数据池搬移至外部I/O缓存区，数据搬移方式采用DMA方式；
9)由计算机硬件将外部I/O缓存区消息数据通过总线发送给外部应用。

Claims (10)

1.一种基于两级数据池的分区消息订阅发布方法，其特征在于，基于局部和全局两级数据池的消息订阅发布方法，局部数据池用于应用分区与同一操作系统之上的其他应用分区之间的通信，全局数据池用于应用分区与非同一操作系统之上的外部应用之间的通信，局部数据池内存属性设置为Cache使能，全局数据池内存属性设置为Cache禁止，应用分区与局部数据池和全局数据池之间的通信数据采用CPU搬移方式，外部I/O缓存区与全局数据池之间的通信数据采用DMA搬移方式。
2.如权利要求1所述的基于两级数据池的分区消息订阅发布方法，其特征在于，包括步骤1)嵌入式实时操作系统设置局部数据池，用于存放并维护同一操作系统之上的应用分区之间的通信消息。
3.如权利要求1所述的基于两级数据池的分区消息订阅发布方法，其特征在于，包括步骤2)嵌入式实时操作系统设置全局数据池，用于存放并维护应用分区与非同一操作系统之上的外部应用的通信消息，外部应用通信数据通过总线传输，存放在外部I/O缓存区。
4.如权利要求1所述的基于两级数据池的分区消息订阅发布方法，其特征在于，包括步骤3)嵌入式实时操作系统设置局部数据池的内存区域Cache使能。
5.如权利要求1所述的基于两级数据池的分区消息订阅发布方法，其特征在于，包括步骤4)嵌入式实时操作系统设置全局数据池的内存区域Cache禁止。
6.如权利要求1所述的基于两级数据池的分区消息订阅发布方法，其特征在于，包括步骤5)应用分区设置消息的订阅和发布缓存区Cache使能。
7.如权利要求1所述的基于两级数据池的分区消息订阅发布方法，其特征在于，包括步骤6)嵌入式实时操作系统设置专门的输入和输出分区负责全局数据池与外部I/O缓存区之间的数据搬移，采用DMA搬移方式。
8.如权利要求1所述的基于两级数据池的分区消息订阅发布方法，其特征在于，包括步骤7)应用分区与全局数据池和局部数据池之间的订阅/发布消息通信采用CPU搬移方式。
9.如权利要求1所述的基于两级数据池的分区消息订阅发布方法，其特征在于，包括步骤8)应用分区在初始化时注册消息订阅/发布表，告知嵌入式实时操作系统需要订阅和发布的消息ID，消息的长度，以及消息在应用分区的内存区域。
10.如权利要求1所述的基于两级数据池的分区消息订阅发布方法，其特征在于，包括步骤9)应用分区在实时速率组中，通过嵌入式实时操作系统的订阅/发布系统调用，将订阅消息由局部/全局数据池搬移至应用分区指定的内存区域，将发布消息由应用分区指定的内存区域搬移至局部/全局数据池。
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