專利名稱：一種星載軟件的硬件屏蔽層以及星上數(shù)據(jù)通信方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于航天器數(shù)據(jù)通信領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及航天器的硬件設(shè)備和應(yīng)用軟件之間的通信，現(xiàn)有的航天器星上通信系統(tǒng)主要涉及硬件設(shè)備層和軟件應(yīng)用層，此類分層方式導(dǎo)致航天器星載軟件中應(yīng)用層對于硬件端口的訪問大多是直接讀寫硬件端口地址，這樣一方面要求應(yīng)用軟件開發(fā)人員對硬件工作過程要非常清楚，導(dǎo)致軟件的可移植性和可維護性比較差，另一方面在軟件應(yīng)用層存在很多操作硬件的代碼，導(dǎo)致硬件和應(yīng)用層的層次結(jié)構(gòu)模糊，軟件的可靠性比較差。在不直接讀寫硬件端口地址的情況下，實現(xiàn)應(yīng)用軟件對硬件設(shè)備的適用，并提高應(yīng)用軟件的可移植性和可維護性是航天器星上通信系統(tǒng)的發(fā)展方向。因此建立新型的航天器星上系統(tǒng)分層結(jié)構(gòu)，是亟待解決的問題

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提出了一種星載軟件的硬件屏蔽層，本發(fā)明主要針對星載軟件的應(yīng)用特點以及硬件設(shè)備的功能，設(shè)計特定的接口函數(shù)，形成屏蔽層，將硬件設(shè)備和應(yīng)用軟件隔離；建立硬件層-屏蔽層-軟件應(yīng)用層的三層結(jié)構(gòu)，使得航天器星上通信系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)清晰?；谏鲜瞿康模景l(fā)明的技術(shù)方案如下有益效果—、本方法將硬件設(shè)備和應(yīng)用軟件隔離，僅通過接口函數(shù)進行通信，在此基礎(chǔ)上建立了硬件設(shè)備層、屏蔽層和軟件應(yīng)用層的三層結(jié)構(gòu)設(shè)計，使得航天器星上通信系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)清晰，提高了軟件的可移植性和可維護性；二、該方法針對硬件設(shè)備的功能特點以及應(yīng)用軟件的需求，設(shè)計了符合通信接口的標(biāo)準(zhǔn)化的接口函數(shù)，通過對星上通信系統(tǒng)各功能流程進行分析，本設(shè)計總結(jié)出必要的幾種功能，并針對各功能設(shè)計了接口集合；本設(shè)計采用較少的接口函數(shù)即可涵蓋硬件設(shè)備的各種功能，占用系統(tǒng)資源少；同時，針對相同功能的不同應(yīng)用，本發(fā)明設(shè)計了不同的函數(shù)實現(xiàn)其應(yīng)用，例如所有通道遙測采集使能函數(shù)和單通道遙測采集使能函數(shù)、所有通道遙測數(shù)據(jù)讀取函數(shù)和單通道遙測數(shù)據(jù)讀取函數(shù)，這種設(shè)計提高了屏蔽層的處理速度，能夠更為合理有效地實現(xiàn)應(yīng)用軟件對硬件設(shè)備的屏蔽。


圖1硬件設(shè)備和應(yīng)用軟件的關(guān)系；圖2 (a)所有通道遙測數(shù)據(jù)采集流程； (b)單通道遙測數(shù)據(jù)采集流程；圖3 (a)遙測數(shù)據(jù)輸出流程；
(b)遙測輸出中斷服務(wù)程序；圖4遙控數(shù)據(jù)接收流程；圖5指令輸出流程。
具體實施例方式本發(fā)明針對不同硬件設(shè)備的功能，同時結(jié)合應(yīng)用軟件的需求，設(shè)計了星載軟件的硬件屏蔽層，該屏蔽層包括各種硬件設(shè)備的接口集合，每個硬件設(shè)備的接口集合包含能夠?qū)崿F(xiàn)特定功能的接口，所有接口均通過接口函數(shù)的形式實現(xiàn)，應(yīng)用軟件使用特定的調(diào)用參數(shù)可調(diào)用每個接口函數(shù)，接口函數(shù)具有一定返回值。接口函數(shù)對應(yīng)用軟件不可見。本發(fā)明同時設(shè)計了星上數(shù)據(jù)的通信方法，即使用上述屏蔽層，實現(xiàn)應(yīng)用軟件與硬件設(shè)備的數(shù)據(jù)通信，該方法使得應(yīng)用軟件無需直接讀寫硬件端口地址，僅調(diào)用接口函數(shù)即可完成與硬件設(shè)備之間的通信。本發(fā)明主要用于航天器硬件設(shè)備和應(yīng)用軟件之間通信。下面結(jié)合附圖并舉實施例，對本發(fā)明進行詳細描述。如圖1所示，本實施例中所設(shè)計的屏蔽層設(shè)置在應(yīng)用軟件與硬件設(shè)備之間，包括4個接口集合，每個接口集合對應(yīng)一個能夠?qū)崿F(xiàn)特定功能的硬件設(shè)備，其中4個接口結(jié)合分別為遙測采集接口集合、遙測輸出接口集合、遙控接收接口集合、指令輸出接口集合，所有接口均使用接口函數(shù)來實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳遞以及硬件控制。各接口集合所包含的接口函數(shù)具體如下(I)遙測采集接口集合包括遙測采集設(shè)備初始化接口、所有通道遙測采集使能接口、遙測采集禁止接口、單通道遙測采集使能接口、所有通道遙測數(shù)據(jù)讀取接口、單通道遙測數(shù)據(jù)讀取接口。遙測采集設(shè)備初始化函數(shù)無調(diào)用參數(shù)，返回遙測采集設(shè)備屬性指針；遙測采集設(shè)備初始化函數(shù)對遙測采集設(shè)備中包括所有通道遙測采集使能標(biāo)識、遙測采集完成標(biāo)識、單通道遙測采集使能標(biāo)識、遙測采集狀態(tài)、遙測采集設(shè)備緩存區(qū)、通道號、單通道遙測數(shù)據(jù)緩存區(qū)、設(shè)備屬性指針在內(nèi)的設(shè)備屬性進行初始化；所有通道遙測采集使能函數(shù)的調(diào)用參數(shù)為遙測采集設(shè)備屬性指針，無返回值；所有通道遙測采集使能函數(shù)根據(jù)遙測采集設(shè)備屬性指針，啟動遙測采集設(shè)備，遙測采集設(shè)備開始采集所有通道的遙測數(shù)據(jù)，單通道遙測采集使能函數(shù)的調(diào)用參數(shù)為設(shè)備屬性指針和通道號，無返回值；單通道遙測采集使能函數(shù)根據(jù)遙測采集設(shè)備屬性指針，啟動遙測采集設(shè)備，遙測采集設(shè)備開始按通道號采集特定通道的遙測數(shù)據(jù)；所有通道遙測讀取函數(shù)的調(diào)用參數(shù)為遙測采集設(shè)備屬性指針和應(yīng)用軟件中遙測數(shù)據(jù)存儲地址，返回遙測數(shù)據(jù)讀取成功標(biāo)識或遙測數(shù)據(jù)讀取失敗標(biāo)識；所有通道遙測讀取函數(shù)檢測判斷遙測采集完成標(biāo)識是否有效，若有效則根據(jù)遙測采集設(shè)備屬性指針從遙測采集設(shè)備讀取所有通道遙測數(shù)據(jù)，存入應(yīng)用軟件中遙測數(shù)據(jù)存儲地址，并返回遙測數(shù)據(jù)讀取成功標(biāo)識；若遙測采集完成標(biāo)識無效，則不做任何處理，返回遙測數(shù)據(jù)讀取失敗標(biāo)識；單通道遙測讀取函數(shù)的調(diào)用參數(shù)為遙測采集設(shè)備屬性指針、應(yīng)用軟件中遙測數(shù)據(jù)存儲地址和通道號，檢測判斷遙測采集完成標(biāo)識是否有效，若有效則根據(jù)遙測采集設(shè)備屬性指針從遙測采集設(shè)備按通道號讀取單通道遙測數(shù)據(jù)，存入應(yīng)用軟件中遙測數(shù)據(jù)存儲地址，并返回遙測數(shù)據(jù)讀取成功標(biāo)識；若遙測采集完成標(biāo)識無效，則不做任何處理，返回遙測數(shù)據(jù)讀取失敗標(biāo)識；遙測采集禁止函數(shù)的調(diào)用參數(shù)為遙測采集設(shè)備屬性指針，遙測采集禁止函數(shù)控制遙測采集設(shè)備停止采集遙測無返回值。如圖2 Ca)所示，所有通道遙測采集過程如下1、應(yīng)用軟件首先調(diào)用設(shè)備初始化函數(shù)，設(shè)備初始化函數(shù)對遙測采集設(shè)備屬性進行初始化，并返回設(shè)備屬性指針；2、應(yīng)用軟件調(diào)用所有通道遙測采集使能函數(shù)，啟動遙測采集設(shè)備開始采集所有通道遙測數(shù)據(jù)，無返回值；3、應(yīng)用軟件在等待遙測采集設(shè)備采集完所有通道遙測數(shù)據(jù)所需的理論時間之后，提出中斷并進入遙測采集完成中斷服務(wù)程序，遙測采集完成中斷服務(wù)程序中設(shè)置遙測采集完成標(biāo)識為有效，隨后退出遙測采集完成中斷服務(wù)程序，調(diào)用遙測數(shù)據(jù)讀取函數(shù)；在所有通道遙測數(shù)據(jù)采集完成之前，遙測采集完成標(biāo)識為無效；4、所有通道遙測數(shù)據(jù)讀取函數(shù)檢測采集完成標(biāo)識是否有效，從而判斷遙測采集設(shè)備的遙測采集過程是否完成，如果檢測采集完成標(biāo)識有效，所有通道遙測數(shù)據(jù)讀取函數(shù)則從遙測采集設(shè)備讀取所有通道遙測數(shù)據(jù)并輸出給應(yīng)用軟件，同時返回讀取成功標(biāo)識；如果檢測采集完成標(biāo)識無效，則遙測采集過程尚未完成，遙測數(shù)據(jù)讀取函數(shù)不給應(yīng)用軟件輸出遙測數(shù)據(jù)，同時返回讀取失敗標(biāo)識；5、如果應(yīng)用軟件需要遙測采集設(shè)備停止采集遙測，則調(diào)用遙測采集禁止函數(shù)。如圖2 (b)所示，單通道遙測采集過程如下1、應(yīng)用軟件首先調(diào)用設(shè)備初始化函數(shù)，設(shè)備初始化函數(shù)對遙測采集設(shè)備屬性進行初始化，并返回設(shè)備屬性指針；2、應(yīng)用軟件調(diào)用單通道遙測采集使能函數(shù)，啟動遙測采集設(shè)備開始按通道號采集單通道遙測數(shù)據(jù)，無返回值；3、應(yīng)用軟件在等待遙測采集設(shè)備采集完單通道遙測數(shù)據(jù)所需的理論時間之后，提出中斷并進入遙測采集完成中斷服務(wù)程序，遙測采集完成中斷服務(wù)程序中設(shè)置遙測采集完成標(biāo)識為有效，隨后退出遙測采集完成中斷服務(wù)程序，調(diào)用遙測數(shù)據(jù)讀取函數(shù)；在單通道遙測數(shù)據(jù)采集完成之前，遙測采集完成標(biāo)識為無效；4、單通道遙測數(shù)據(jù)讀取函數(shù)檢測采集完成標(biāo)識是否有效，從而判斷遙測采集設(shè)備的遙測采集過程是否完成，如果檢測采集完成標(biāo)識有效，單通道遙測數(shù)據(jù)讀取函數(shù)則按通道號從遙測采集設(shè)備讀取單通道遙測數(shù)據(jù)并輸出給應(yīng)用軟件，同時返回讀取成功標(biāo)識；如果檢測采集完成標(biāo)識無效，則遙測采集過程尚未完成，遙測數(shù)據(jù)讀取函數(shù)不給應(yīng)用軟件輸出遙測數(shù)據(jù)，同時返回讀取失敗標(biāo)識；5、如果應(yīng)用軟件需要遙測采集設(shè)備停止采集遙測，則調(diào)用遙測采集禁止函數(shù)。(2)遙測輸出接口集合包括遙測輸出設(shè)備初始化接口、遙測數(shù)據(jù)輸出接口、獲取下一幀星時接口、獲取同步標(biāo)識接口、設(shè)置碼速率接口、設(shè)置編碼方式接口。遙測輸出設(shè)備初始化函數(shù)無調(diào)用參數(shù)，返回設(shè)備屬性指針；遙測輸出設(shè)備初始化函數(shù)對遙測輸出設(shè)備中包括遙測輸出設(shè)備緩存區(qū)、緩存區(qū)滿標(biāo)識、同步標(biāo)識、緩存區(qū)輸出標(biāo)識、緩存區(qū)更新標(biāo)識、數(shù)據(jù)輸出地址指針、星時存儲區(qū)、碼速率和編碼方式、碼速率和編碼方式切換狀態(tài)標(biāo)識、碼速率和編碼方式配置寄存器在內(nèi)的屬性進行初始化；遙測數(shù)據(jù)輸出函數(shù)的調(diào)用參數(shù)為遙測輸出設(shè)備屬性指針、應(yīng)用軟件中的遙測數(shù)據(jù)存儲地址和字節(jié)數(shù)，返回遙測數(shù)據(jù)輸出成功標(biāo)識或者遙測數(shù)據(jù)輸出失敗標(biāo)識；遙測數(shù)據(jù)輸出函數(shù)根據(jù)遙測輸出設(shè)備屬性指針檢測遙測輸出設(shè)備當(dāng)前是否有空緩存區(qū)，如果有空緩存區(qū)，遙測輸出函數(shù)接收應(yīng)用軟件發(fā)送的遙測數(shù)據(jù)并存儲到空緩存區(qū)，并給應(yīng)用軟件返回遙測數(shù)據(jù)輸出成功標(biāo)識，其中應(yīng)用軟件發(fā)送的遙測數(shù)據(jù)存儲在應(yīng)用軟件中的遙測數(shù)據(jù)存儲地址所指向的存儲區(qū)，應(yīng)用軟件中的數(shù)據(jù)存儲地址的大小為調(diào)用參數(shù)所給定的字節(jié)數(shù)；如果沒有空緩存區(qū)，遙測輸出函數(shù)只給應(yīng)用軟件返回遙測數(shù)據(jù)輸出失敗標(biāo)識；獲取下一幀星時函數(shù)的調(diào)用參數(shù)為遙測輸出設(shè)備屬性指針、應(yīng)用軟件中的星時存儲地址，無返回值；獲取下一幀星時函數(shù)根據(jù)遙測輸出設(shè)備屬性指針，在遙測輸出設(shè)備中的星時存儲區(qū)中獲取下一幀星時，并將星時存儲于應(yīng)用軟件中的星時存儲地址中；獲取同步標(biāo)識函數(shù)的調(diào)用參數(shù)為遙測輸出設(shè)備屬性指針，返回同步信息標(biāo)識有效Y或者同步信息標(biāo)識無效N ;獲取同步標(biāo)識函數(shù)檢測遙測輸出設(shè)備中的同步標(biāo)識，若同步標(biāo)識為有效，則返回同步信息標(biāo)識有效Y ;若同步標(biāo)識為無效，則返回同步信息標(biāo)識無效N。設(shè)置碼速率函數(shù)的調(diào)用參數(shù)為遙測輸出設(shè)備屬性指針、碼速率標(biāo)識，無返回值；設(shè)置碼速率函數(shù)記錄碼速率標(biāo)識，并設(shè)置切換碼速率標(biāo)識為有效；設(shè)置編碼方式函數(shù)的調(diào)用參數(shù)為遙測輸出設(shè)備屬性指針、編碼方式標(biāo)識，無返回值；設(shè)置編碼方式函數(shù)記錄編碼方式標(biāo)識，并設(shè)置切換編碼方式標(biāo)識為有效。如圖3 Ca)所示，遙測數(shù)據(jù)讀取操作如下a、應(yīng)用軟件首先調(diào)用遙測輸出設(shè)備初始化函數(shù)，對遙測輸出設(shè)備進行屬性初始化，并獲取遙測輸出設(shè)備屬性指針；b、應(yīng)用軟件調(diào)用遙測數(shù)據(jù)輸出函數(shù)，遙測數(shù)據(jù)輸出函數(shù)中判斷當(dāng)前是否有空緩存區(qū)，如果有則接收應(yīng)用軟件發(fā)送的遙測數(shù)據(jù)并存儲到空緩存區(qū)，并給應(yīng)用軟件返回遙測數(shù)據(jù)輸出成功標(biāo)識。如果沒有空緩存區(qū)則只給應(yīng)用軟件返回遙測數(shù)據(jù)輸出失敗標(biāo)識。C、應(yīng)用軟件周期性調(diào)用獲取同步標(biāo)識函數(shù)，檢測同步標(biāo)識是否為有效，判斷當(dāng)前是否具有同步信息如果同步標(biāo)識為有效，應(yīng)用軟件則調(diào)用遙測數(shù)據(jù)輸出函數(shù)將新的遙測數(shù)據(jù)發(fā)送給遙測輸出設(shè)備，如果沒有同步信息則應(yīng)用軟件不作處理。其中調(diào)用獲取同步標(biāo)識函數(shù)的周期為每幀遙測幀數(shù)據(jù)輸出的時間。d、應(yīng)用軟件在每次組織遙測幀前調(diào)用獲取下一幀星時函數(shù)，得到組織到遙測幀中的星時。e、當(dāng)?shù)孛孀⑷氪a速率切換指令后，應(yīng)用軟件調(diào)用設(shè)置碼速率函數(shù)，記錄新碼速率并設(shè)置切換碼速率標(biāo)識，無返回值。f、當(dāng)?shù)孛孀⑷刖幋a方式切換指令后，應(yīng)用軟件調(diào)用設(shè)置編碼方式函數(shù)，記錄新編碼方式并設(shè)置切換編碼方式標(biāo)識，無返回值。g、其中遙測輸出設(shè)備每輸出8字節(jié)數(shù)據(jù)提出一個中斷，進入遙測輸出中斷服務(wù)程序，遙測輸出中斷服務(wù)程序中將下一次的8字節(jié)寫入遙測輸出設(shè)備的緩存區(qū)中等待輸出。遙測輸出中斷服務(wù)程序每輸出完一幀數(shù)據(jù)后判斷是否有切換碼速率標(biāo)識，如果有切換碼速率標(biāo)識則啟用新碼速率，如果沒有切換碼速率標(biāo)識則不作處理；同時判斷是否有切換編碼方式標(biāo)識，如果有切換編碼方式標(biāo)識則啟用新編碼方式，如果沒有切換編碼方式標(biāo)識則不作處理。遙測輸出設(shè)備設(shè)計3個緩存區(qū)，前兩個緩存區(qū)用來緩存應(yīng)用軟件發(fā)送的遙測數(shù)據(jù)，第三個緩存區(qū)為空閑幀緩存區(qū)。正常情況下，遙測輸出中斷服務(wù)程序輸出前兩個緩存區(qū)中的遙測數(shù)據(jù)，輸出完一個緩存區(qū)中的數(shù)據(jù)后獲取下一幀星時，存儲到星時存儲區(qū)，設(shè)置同步標(biāo)識，設(shè)置緩存區(qū)空標(biāo)識，同時判斷另外一個緩存區(qū)是否已經(jīng)有新的遙測數(shù)據(jù)存入，如果已經(jīng)存入新的遙測數(shù)據(jù)則切換緩存區(qū)，輸出新的遙測數(shù)據(jù)。如果另外一個緩存區(qū)尚未存入新的遙測數(shù)據(jù)，則切換到第三個緩存區(qū)，輸出空閑幀。遙測輸出中斷服務(wù)程序流程如圖3 (b)所示。(3)遙控接收接口集合包括遙控接收設(shè)備初始化接口和遙控數(shù)據(jù)接收接口。遙控接收設(shè)備初始化函數(shù)無調(diào)用參數(shù)，并返回遙控接收設(shè)備屬性指針；遙控接收設(shè)備初始化函數(shù)對遙控接收設(shè)備的包括遙控通道緩存區(qū)初始化、遙控通道結(jié)束標(biāo)識在內(nèi)的屬性進行初始化。遙控數(shù)據(jù)接收函數(shù)的調(diào)用參數(shù)為遙控接收設(shè)備屬性指針和遙控數(shù)據(jù)存儲地址，遙控數(shù)據(jù)接收函數(shù)檢測遙控通道接收結(jié)束標(biāo)識，如果判斷到遙控通道結(jié)束標(biāo)識則將該通道的遙控數(shù)據(jù)輸出給應(yīng)用軟件，并給應(yīng)用軟件返回遙控數(shù)據(jù)接收成功標(biāo)識；如果沒有判斷到遙控通道結(jié)束標(biāo)識則不作處理，只給應(yīng)用軟件返回遙控數(shù)據(jù)接收失敗標(biāo)識。如圖4所示，遙控接收過程如下1、應(yīng)用軟件調(diào)用設(shè)備初始化函數(shù)，對遙控接收設(shè)備進行初始化，并獲取設(shè)備屬性指針；2、應(yīng)用軟件調(diào)用遙控數(shù)據(jù)接收函數(shù)來獲取遙控數(shù)據(jù)。遙控數(shù)據(jù)接收函數(shù)檢測遙控通道接收結(jié)束標(biāo)識，如果判斷到遙控通道結(jié)束標(biāo)識則將該通道的遙控數(shù)據(jù)輸出給應(yīng)用軟件，如果沒有判斷到遙控通道結(jié)束標(biāo)識則不作處理，只給應(yīng)用軟件返回遙控數(shù)據(jù)接收失敗標(biāo)識。其中遙控通道接收結(jié)束標(biāo)識由遙控中斷服務(wù)程序設(shè)置。遙控中斷服務(wù)程序每次接收8字節(jié)，將遙控數(shù)據(jù)存儲到遙控通道緩存區(qū)，記錄接收到的字節(jié)數(shù)，判斷通道接收是否結(jié)束，如果結(jié)束則設(shè)置標(biāo)識表明遙控通道接收結(jié)束。(4)指令輸出接口集合包括指令輸出設(shè)備初始化接口和指令碼發(fā)送接口。指令輸出設(shè)備初始化函數(shù)無調(diào)用參數(shù)，并返回指令輸出設(shè)備屬性指針；指令輸出設(shè)備初始化函數(shù)在指令輸出設(shè)備中創(chuàng)建80ms定時器，完成指令輸出設(shè)備屬性的初始化。指令碼發(fā)送函數(shù)的調(diào)用參數(shù)為指令輸出設(shè)備屬性指針和指令碼，指令碼發(fā)送函數(shù)根據(jù)指令輸出設(shè)備指針將指令碼寫入指令輸出設(shè)備的端口地址，然后啟動80ms定時器，無返回值。如圖5所示，指令輸出過程如下1、應(yīng)用軟件調(diào)用設(shè)備初始化函數(shù)，對指令輸出設(shè)備進行初始化，并獲取設(shè)備屬性指針；2、應(yīng)用軟件調(diào)用指令碼發(fā)送函數(shù)，指令碼作為函數(shù)參數(shù)傳遞。指令碼發(fā)送函數(shù)則將指令碼寫入指令輸出設(shè)備端口地址，然后啟動80ms定時器，開始指令脈沖輸出。80ms定時器到時后給相應(yīng)的硬件端口地址寫入?yún)?shù)停止指令脈沖，即指令發(fā)送完成。綜上所述，以上僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種星載軟件的硬件屏蔽層，其特征在于，屏蔽層位于應(yīng)用軟件與硬件設(shè)備之間，包括4個接口集合，每個接口集合對應(yīng)一個能夠?qū)崿F(xiàn)特定功能的硬件設(shè)備，所述的4個接口集合為遙測采集接口集合、遙測輸出接口集合、遙控接收接口集合、指令輸出接口集合，所有接口均以接口函數(shù)的形式實現(xiàn)；各接口集合所包含的接口函數(shù)具體如下(I)遙測采集接口集合包括遙測采集設(shè)備初始化接口、所有通道遙測采集使能接口、 遙測采集禁止接口、單通道遙測采集使能接口、所有通道遙測數(shù)據(jù)讀取接口、單通道遙測數(shù)據(jù)讀取接口；遙測采集設(shè)備初始化函數(shù)無調(diào)用參數(shù)，返回遙測采集設(shè)備屬性指針；遙測采集設(shè)備初始化函數(shù)對遙測采集設(shè)備中的設(shè)備屬性進行初始化；所有通道遙測采集使能函數(shù)的調(diào)用參數(shù)為遙測采集設(shè)備屬性指針，無返回值；所有通道遙測采集使能函數(shù)根據(jù)遙測采集設(shè)備屬性指針，啟動遙測采集設(shè)備，遙測采集設(shè)備開始采集所有通道的遙測數(shù)據(jù)；單通道遙測采集使能函數(shù)的調(diào)用參數(shù)為設(shè)備屬性指針和通道號，無返回值；單通道遙測采集使能函數(shù)根據(jù)遙測采集設(shè)備屬性指針，啟動遙測采集設(shè)備，遙測采集設(shè)備開始按通道號采集特定通道的遙測數(shù)據(jù)；所有通道遙測讀取函數(shù)的調(diào)用參數(shù)為遙測采集設(shè)備屬性指針和應(yīng)用軟件中遙測數(shù)據(jù)存儲地址，返回遙測數(shù)據(jù)讀取成功標(biāo)識或遙測數(shù)據(jù)讀取失敗標(biāo)識；所有通道遙測讀取函數(shù)檢測判斷遙測采集完成標(biāo)識是否有效，若有效則根據(jù)遙測采集設(shè)備屬性指針從遙測采集設(shè)備讀取所有通道遙測數(shù)據(jù)，存入應(yīng)用軟件中遙測數(shù)據(jù)存儲地址，并返回遙測數(shù)據(jù)讀取成功標(biāo)識；若遙測采集完成標(biāo)識無效，則只給應(yīng)用軟件返回遙測數(shù)據(jù)讀取失敗標(biāo)識；單通道遙測讀取函數(shù)的調(diào)用參數(shù)為遙測采集設(shè)備屬性指針、應(yīng)用軟件中的遙測數(shù)據(jù)存儲地址和通道號，返回遙測數(shù)據(jù)讀取成功標(biāo)識或遙測數(shù)據(jù)讀取失敗標(biāo)識；單通道遙測讀取函數(shù)檢測判斷遙測采集完成標(biāo)識是否有效，若有效則根據(jù)遙測采集設(shè)備屬性指針從遙測采集設(shè)備按通道號讀取單通道遙測數(shù)據(jù)，存入應(yīng)用軟件中的遙測數(shù)據(jù)存儲地址中，并返回遙測數(shù)據(jù)讀取成功標(biāo)識；若遙測采集完成標(biāo)識無效，只給應(yīng)用軟件返回遙測數(shù)據(jù)讀取失敗標(biāo)遙測采集禁止函數(shù)的調(diào)用參數(shù)為遙測采集設(shè)備屬性指針，無返回值；遙測采集禁止函數(shù)控制遙測采集設(shè)備停止采集遙測；(2)遙測輸出接口集合包括遙測輸出設(shè)備初始化接口、遙測數(shù)據(jù)輸出接口、獲取下一幀星時接口、獲取同步標(biāo)識接口、設(shè)置碼速率接口、設(shè)置編碼方式接口 ；遙測輸出設(shè)備初始化函數(shù)無調(diào)用參數(shù)，返回設(shè)備屬性指針；遙測輸出設(shè)備初始化函數(shù)對遙測輸出設(shè)備中的屬性進行初始化；遙測數(shù)據(jù)輸出函數(shù)的調(diào)用參數(shù)為遙測輸出設(shè)備屬性指針、應(yīng)用軟件中的遙測數(shù)據(jù)存儲地址和字節(jié)數(shù)，返回遙測數(shù)據(jù)輸出成功標(biāo)識或者遙測數(shù)據(jù)輸出失敗標(biāo)識；遙測數(shù)據(jù)輸出函數(shù)根據(jù)遙測輸出設(shè)備屬性指針檢測遙測輸出設(shè)備當(dāng)前是否有空緩存區(qū)，如果有空緩存區(qū)，遙測輸出函數(shù)接收應(yīng)用軟件發(fā)送的遙測數(shù)據(jù)并存儲到空緩存區(qū)，并給應(yīng)用軟件返回遙測數(shù)據(jù)輸出成功標(biāo)識，其中應(yīng)用軟件發(fā)送的遙測數(shù)據(jù)存儲在應(yīng)用軟件中的遙測數(shù)據(jù)存儲地址所指向的存儲區(qū)，應(yīng)用軟件中的數(shù)據(jù)存儲地址的大小為調(diào)用參數(shù)所給定的字節(jié)數(shù)；如果沒有空緩存區(qū)，遙測輸出函數(shù)只給應(yīng)用軟件返回遙測數(shù)據(jù)輸出失敗標(biāo)識；獲取下一幀星時函數(shù)的調(diào)用參數(shù)為遙測輸出設(shè)備屬性指針、應(yīng)用軟件中的星時存儲地址，無返回值；獲取下一幀星時函數(shù)根據(jù)遙測輸出設(shè)備屬性指針，在遙測輸出設(shè)備中的星時存儲區(qū)中獲取下一幀星時，并將星時存儲于應(yīng)用軟件中的星時存儲地址中；獲取同步標(biāo)識函數(shù)的調(diào)用參數(shù)為遙測輸出設(shè)備屬性指針，返回同步信息標(biāo)識有效Y或者同步信息標(biāo)識無效N;獲取同步標(biāo)識函數(shù)檢測遙測輸出設(shè)備中的同步標(biāo)識，若同步標(biāo)識為有效，則返回同步信息標(biāo)識有效Y ;若同步標(biāo)識為無效，則返回同步信息標(biāo)識無效N ;設(shè)置碼速率函數(shù)的調(diào)用參數(shù)為遙測輸出設(shè)備屬性指針、碼速率標(biāo)識，無返回值；設(shè)置碼速率函數(shù)記錄碼速率標(biāo)識，并設(shè)置切換碼速率標(biāo)識有效；設(shè)置編碼方式函數(shù)的調(diào)用參數(shù)為遙測輸出設(shè)備屬性指針、編碼方式標(biāo)識，，無返回值; 設(shè)置編碼方式函數(shù)記錄編碼方式標(biāo)識，并設(shè)置切換編碼方式標(biāo)識為有效；(3)遙控接收接口集合包括遙控接收設(shè)備初始化接口和遙控數(shù)據(jù)接收接口；遙控接收設(shè)備初始化函數(shù)無調(diào)用參數(shù)，并返回遙控接收設(shè)備屬性指針；遙控接收設(shè)備初始化函數(shù)對遙控接收設(shè)備的屬性進行初始化；遙控數(shù)據(jù)接收函數(shù)的調(diào)用參數(shù)為遙控接收設(shè)備屬性指針和遙控數(shù)據(jù)存儲地址，遙控數(shù)據(jù)接收函數(shù)檢測遙控通道接收結(jié)束標(biāo)識，如果判斷到遙控通道結(jié)束標(biāo)識則將該通道的遙控數(shù)據(jù)輸出給應(yīng)用軟件，存儲到應(yīng)用軟件中遙控數(shù)據(jù)存儲地址中，并給應(yīng)用軟件返回遙控數(shù)據(jù)接收成功標(biāo)識；如果沒有判斷到遙控通道結(jié)束標(biāo)識則不作處理，只給應(yīng)用軟件返回遙控數(shù)據(jù)接收失敗標(biāo)識；(4)指令輸出接口集合包括指令輸出設(shè)備初始化接口和指令碼發(fā)送接口；指令輸出設(shè)備初始化函數(shù)無調(diào)用參數(shù)，并返回指令輸出設(shè)備屬性指針；指令輸出設(shè)備初始化函數(shù)在指令輸出設(shè)備中創(chuàng)建80ms定時器，完成指令輸出設(shè)備屬性的初始化；指令碼發(fā)送函數(shù)的調(diào)用參數(shù)為指令輸出設(shè)備屬性指針和指令碼，指令碼發(fā)送函數(shù)將根據(jù)指令輸出設(shè)備屬性指針，將指令碼寫入指令輸出設(shè)備端口地址，然后啟動80ms定時器， 無返回值。
2.一種星載軟件的星上數(shù)據(jù)通信方法，其特征在于，在應(yīng)用軟件與硬件設(shè)備之間設(shè)置如權(quán)利要求1所述的一種星載軟件的硬件屏蔽層，星載軟件的星上數(shù)據(jù)通信包括如下過所有通道遙測采集過程如下1)應(yīng)用軟件首先調(diào)用設(shè)備初始化函數(shù)，無調(diào)用參數(shù)；設(shè)備初始化函數(shù)對遙測采集設(shè)備中的設(shè)備屬性進行初始化，并返回設(shè)備屬性指針；2)應(yīng)用軟件調(diào)用所有通道遙測采集使能函數(shù)，調(diào)用參數(shù)為遙測采集設(shè)備屬性指針；所有通道遙測采集使能函數(shù)根據(jù)遙測采集設(shè)備屬性指針，啟動遙測采集設(shè)備，遙測采集設(shè)備開始采集所有通道的遙測數(shù)據(jù)，無返回值；3)應(yīng)用軟件等待一定時間，所述一定時間為理論上遙測采集設(shè)備采集完所有通道遙測數(shù)據(jù)所用的時間，在遙測采集設(shè)備采集完所有通道遙測數(shù)據(jù)后應(yīng)用軟件提出中斷并進入遙測采集完成中斷服務(wù)程序，遙測采集完成中斷服務(wù)程序中設(shè)置遙測采集完成標(biāo)識為有效， 隨后退出遙測采集完成中斷服務(wù)程序，調(diào)用所有通道遙測數(shù)據(jù)讀取函數(shù)，調(diào)用參數(shù)為遙測采集設(shè)備屬性指針和應(yīng)用軟件中遙測數(shù)據(jù)存儲地址；在采集所有通道遙測數(shù)據(jù)完成之前，遙測采集完成標(biāo)識為無效；4)所有通道遙測數(shù)據(jù)讀取函數(shù)檢測采集完成標(biāo)識是否有效，從而判斷所有通道遙測采集設(shè)備的遙測采集過程是否完成，如果檢測到采集完成標(biāo)識有效，所有通道遙測數(shù)據(jù)讀取函數(shù)則根據(jù)遙測采集設(shè)備屬性指針從遙測采集設(shè)備中讀取所有通道遙測數(shù)據(jù)并輸出給應(yīng)用軟件，同時返回讀取成功標(biāo)識；如果檢測到采集完成標(biāo)識無效，則遙測采集過程尚未完成，遙測數(shù)據(jù)讀取函數(shù)不給應(yīng)用軟件輸出遙測數(shù)據(jù)，同時返回讀取失敗標(biāo)識；5)如果應(yīng)用軟件需要遙測采集設(shè)備停止采集遙測，則調(diào)用遙測采集禁止函數(shù)，調(diào)用參數(shù)為遙測采集設(shè)備屬性指針，遙測采集禁止函數(shù)控制遙測采集設(shè)備停止采集遙測，無返回值；單通道遙測采集過程如下1)應(yīng)用軟件首先調(diào)用設(shè)備初始化函數(shù)，無調(diào)用參數(shù)；設(shè)備初始化函數(shù)對遙測采集設(shè)備中的設(shè)備屬性進行初始化，并返回設(shè)備屬性指針；2)應(yīng)用軟件調(diào)用單通道遙測采集使能函數(shù)，調(diào)用參數(shù)為遙測采集設(shè)備屬性指針和通道號；單通道遙測采集使能函數(shù)根據(jù)遙測采集設(shè)備屬性指針，啟動遙測采集設(shè)備，遙測采集設(shè)備開始按通道號采集單通道的遙測數(shù)據(jù)，無返回值；3)應(yīng)用軟件等待一定時間，所述一定時間為理論上遙測采集設(shè)備采集完單通道遙測數(shù)據(jù)所用的時間，在遙測采集設(shè)備采集完單通道遙測數(shù)據(jù)后應(yīng)用軟件提出中斷并進入遙測采集完成中斷服務(wù)程序，遙測采集完成中斷服務(wù)程序中設(shè)置單通道遙測采集完成標(biāo)識為有效，隨后退出遙測采集完成中斷服務(wù)程序，調(diào)用單通道遙測數(shù)據(jù)讀取函數(shù)，調(diào)用參數(shù)為遙測采集設(shè)備屬性指針、應(yīng)用軟件中遙測數(shù)據(jù)存儲地址和通道號；4)單通道遙測數(shù)據(jù)讀取函數(shù)檢測采集完成標(biāo)識是否為·有效，從而判斷遙測采集設(shè)備的遙測采集過程是否完成，如果檢測采集完成標(biāo)識有效，遙測數(shù)據(jù)讀取函數(shù)則根據(jù)遙測采集設(shè)備屬性指針從遙測采集設(shè)備中按通道號讀取單通道遙測數(shù)據(jù)并輸出給應(yīng)用軟件，同時返回讀取成功標(biāo)識；如果檢測采集完成標(biāo)識無效，則遙測采集過程尚未完成，遙測數(shù)據(jù)讀取函數(shù)不給應(yīng)用軟件輸出遙測數(shù)據(jù)，同時返回讀取失敗標(biāo)識；5)如果應(yīng)用軟件需要遙測采集設(shè)備停止采集遙測，則調(diào)用遙測采集禁止函數(shù)，調(diào)用參數(shù)為遙測采集設(shè)備屬性指針，遙測采集禁止函數(shù)控制遙測采集設(shè)備停止采集遙測，無返回值；遙測數(shù)據(jù)輸出操作如下a)應(yīng)用軟件首先調(diào)用遙測輸出設(shè)備初始化函數(shù)，無調(diào)用參數(shù)，遙測輸出設(shè)備初始化函數(shù)對遙測輸出設(shè)備中的屬性進行初始化，并返回遙測輸出設(shè)備屬性指針；b)應(yīng)用軟件調(diào)用遙測數(shù)據(jù)輸出函數(shù)，調(diào)用參數(shù)為遙測輸出設(shè)備屬性指針、應(yīng)用軟件中的遙測數(shù)據(jù)存儲地址和字節(jié)數(shù)，遙測數(shù)據(jù)輸出函數(shù)中判斷當(dāng)前是否有空緩存區(qū)，如果有則接收應(yīng)用軟件發(fā)送的遙測數(shù)據(jù)并存儲到空緩存區(qū)，并給應(yīng)用軟件返回遙測數(shù)據(jù)輸出成功標(biāo)識；如果沒有空緩存區(qū)則只給應(yīng)用軟件返回遙測數(shù)據(jù)輸出失敗標(biāo)識；c)應(yīng)用軟件周期性調(diào)用獲取同步標(biāo)識函數(shù)，調(diào)用參數(shù)為遙測輸出設(shè)備屬性指針，同步標(biāo)識函數(shù)檢測同步標(biāo)識是否為有效，判斷當(dāng)前是否具有同步信息如果同步標(biāo)識為有效，應(yīng)用軟件則調(diào)用遙測數(shù)據(jù)輸出函數(shù)將新的遙測數(shù)據(jù)發(fā)送給遙測輸出設(shè)備，如果沒有同步信息則應(yīng)用軟件不作處理；其中調(diào)用獲取同步標(biāo)識函數(shù)的周期為每幀遙測幀數(shù)據(jù)輸出的時間，返回值為同步信息標(biāo)識有效Y或者同步標(biāo)識無效N;d)應(yīng)用軟件在每次組織遙測幀前調(diào)用獲取下一幀星時函數(shù)，調(diào)用參數(shù)為遙測輸出設(shè)備屬性指針、應(yīng)用軟件中的星時存儲地址，獲取下一幀星時函數(shù)根據(jù)遙測輸出設(shè)備屬性指針， 在遙測輸出設(shè)備中的星時存儲區(qū)中獲取下一幀星時，并將星時存儲于應(yīng)用軟件中的星時存儲地址中，無返回值；e)當(dāng)?shù)孛孀⑷氪a速率切換指令后，應(yīng)用軟件調(diào)用設(shè)置碼速率函數(shù)，調(diào)用參數(shù)為遙測輸出設(shè)備屬性指針、碼速率標(biāo)識；設(shè)置碼速率函數(shù)記錄碼速率標(biāo)識，并設(shè)置切換碼速率標(biāo)識為有效，無返回值；所述的碼速率標(biāo)識記錄了新碼速率；f)當(dāng)?shù)孛孀⑷刖幋a方式切換指令后，應(yīng)用軟件調(diào)用設(shè)置編碼方式函數(shù)，調(diào)用參數(shù)為遙測輸出設(shè)備屬性指針、編碼方式標(biāo)識，置編碼方式函數(shù)記錄編碼方式標(biāo)識，并設(shè)置切換編碼方式標(biāo)識為有效，無返回值；所述的編碼方式標(biāo)識記錄了新編碼方式；g)其中遙測輸出設(shè)備每輸出8字節(jié)數(shù)據(jù)提出一個中斷，進入遙測輸出中斷服務(wù)程序， 遙測輸出中斷服務(wù)程序中將下一次的8字節(jié)寫入遙測輸出設(shè)備的緩存區(qū)中等待輸出，遙測輸出中斷服務(wù)程序輸出完一幀數(shù)據(jù)后判斷切換碼速率標(biāo)識是否有效，如果切換碼速率標(biāo)識有效則根據(jù)碼速率標(biāo)識啟用新碼速率，如果切換碼速率標(biāo)識無效則不作處理；同時判斷切換編碼方式標(biāo)識是否有效，如果切換編碼方式標(biāo)識有效則根據(jù)編碼方式標(biāo)識啟用新編碼方式，如果切換編碼方式標(biāo)識無效則不作處理；、遙控接收過程如下1)應(yīng)用軟件調(diào)用設(shè)備初始化函數(shù)，無調(diào)用參數(shù)，遙控接收設(shè)備初始化函數(shù)對遙控接收設(shè)備的屬性進行初始化，并返回設(shè)備屬性指針；2)應(yīng)用軟件調(diào)用遙控數(shù)據(jù)接收函數(shù)來獲取遙控數(shù)據(jù)，調(diào)用參數(shù)為遙控接收設(shè)備屬性指針和應(yīng)用軟件中遙控數(shù)據(jù)存儲地址，遙控數(shù)據(jù)接收函數(shù)檢測遙控通道接收結(jié)束標(biāo)識，如果判斷到遙控通道結(jié)束標(biāo)識為有效則將該通道的遙控數(shù)據(jù)輸出給應(yīng)用軟件，存儲到應(yīng)用軟件中遙控數(shù)據(jù)存儲地址中，并給應(yīng)用軟件返回遙控數(shù)據(jù)接收成功標(biāo)識，如果檢測到遙控通道結(jié)束標(biāo)識為無效，則只給應(yīng)用軟件返回遙控數(shù)據(jù)接收失敗標(biāo)識；所述的遙控通道接收結(jié)束標(biāo)識由遙控中斷服務(wù)程序設(shè)置，遙控中斷服務(wù)程序每次接收 8字節(jié)，將遙控數(shù)據(jù)存儲到遙控通道緩存區(qū)，記錄接收到的字節(jié)數(shù)，判斷通道接收是否結(jié)束， 如果結(jié)束則設(shè)置遙控通道接收結(jié)束標(biāo)識為有效；指令輸出過程如下1)應(yīng)用軟件調(diào)用設(shè)備初始化函數(shù)，無調(diào)用參數(shù)，指令輸出設(shè)備初始化函數(shù)在指令輸出設(shè)備中創(chuàng)建80ms定時器，完成指令輸出設(shè)備屬性的初始化，并返回設(shè)備屬性指針；2)應(yīng)用調(diào)用指令碼發(fā)送函數(shù)，調(diào)用參數(shù)為指令輸出設(shè)備屬性指針和指令碼，指令碼發(fā)送函數(shù)根據(jù)指令輸出設(shè)備屬性指針，將指令碼寫入指令輸出設(shè)備端口地址，然后啟動80ms 定時器，開始指令脈沖輸出，80ms定時器到時后給相應(yīng)的硬件端口地址寫入?yún)?shù)停止指令脈沖，完成指令輸出。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種星載軟件的硬件屏蔽層以及星上數(shù)據(jù)通信方法，屬于航天器數(shù)據(jù)通信領(lǐng)域。本發(fā)明針對硬件設(shè)備的功能設(shè)計了相應(yīng)功能的接口集合，形成星載軟件的硬件屏蔽層，接口結(jié)合包括標(biāo)準(zhǔn)的輸入輸出接口函數(shù)，接口函數(shù)的調(diào)用參數(shù)包括設(shè)備屬性參數(shù)和數(shù)據(jù)通信接口參數(shù)，接口函數(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)一定的功能并具有返回值。使用本發(fā)明所提供的星上數(shù)據(jù)通信方法，應(yīng)用軟件僅在需要時提供設(shè)備屬性參數(shù)和通信接口參數(shù)，調(diào)用接口函數(shù)即可完成與硬件設(shè)備之間的通信。本發(fā)明主要用于航天器硬件設(shè)備和上層軟件之間通信。
文檔編號G06F9/44GK102999331SQ20121045223
公開日2013年3月27日 申請日期2012年11月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月13日
發(fā)明者張紅軍, 穆強, 裴楠, 袁珺, 張高, 程慧霞, 禹霽陽, 張亞航, 郭堅 申請人:北京空間飛行器總體設(shè)計部