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接口設(shè)計(jì)論文精品(七篇)
時(shí)間：2023-03-22 17:38:05
序論：寫(xiě)作是一種深度的自我表達(dá)。它要求我們深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隱藏在內(nèi)心深處的真相，好投稿為您帶來(lái)了七篇接口設(shè)計(jì)論文范文，愿它們成為您寫(xiě)作過(guò)程中的靈感催化劑，助力您的創(chuàng)作。
篇(1)
1．1接口描述當(dāng)傳感器網(wǎng)絡(luò)的Zigbee網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)不斷地將網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中監(jiān)測(cè)到的溫度、煙霧等信息發(fā)送給上位機(jī)時(shí)，上位機(jī)的通信模塊必須及時(shí)響應(yīng)接收數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)上位機(jī)通信接口采用VB6．0中MSComm控件，利用串行端口傳輸和接收數(shù)據(jù)，為應(yīng)用程序提供串行通信功能，具體包括2種處理通訊方式，一種是事件驅(qū)動(dòng)通訊，利用OnComm捕獲并處理通訊時(shí)間；另一種是通過(guò)檢查CommEvent的值，來(lái)查詢(xún)事件和錯(cuò)誤［5］。設(shè)計(jì)中采用第1種方式，在用戶(hù)界面設(shè)置好相應(yīng)的控制參數(shù)，如波特率為38400bps、無(wú)校驗(yàn)位、8數(shù)據(jù)位、1位停止位等。當(dāng)傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)監(jiān)測(cè)的的溫度、煙霧等信息發(fā)送給上位機(jī)時(shí)，將觸發(fā)監(jiān)測(cè)程序中MSComm控件的OnComm事件，進(jìn)而改變ComEvent的值，程序根據(jù)ComEvent的值執(zhí)行相應(yīng)的操作，如解析數(shù)據(jù)、發(fā)送數(shù)據(jù)、錯(cuò)誤分析等，然后更新內(nèi)存節(jié)點(diǎn)樹(shù)中當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、采集信息（如溫度、煙霧等）存入數(shù)據(jù)庫(kù)。
1．2實(shí)現(xiàn)方法MSComm控件可以設(shè)置以二進(jìn)制或者以文本方式接收，若設(shè)置為二進(jìn)制接受，控件會(huì)自動(dòng)將其轉(zhuǎn)變成十進(jìn)制。在該系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)幀的數(shù)據(jù)是十六進(jìn)制的，設(shè)置以二進(jìn)制方式進(jìn)行接收，從接收緩存中獲取到的是十進(jìn)制的數(shù)據(jù)。
2數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與數(shù)據(jù)解析
2．1內(nèi)存中節(jié)點(diǎn)多叉樹(shù)的建立圖2節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)圖通信監(jiān)測(cè)模塊接收數(shù)據(jù)后，為了便于以圖形方式實(shí)時(shí)顯示網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜凸?jié)點(diǎn)監(jiān)測(cè)信息，以及提高查詢(xún)數(shù)據(jù)的運(yùn)行速度，需要在內(nèi)存中構(gòu)建一個(gè)動(dòng)態(tài)多叉樹(shù)，用于存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)最新的數(shù)據(jù)信息。節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。在內(nèi)存中建立一個(gè)關(guān)于節(jié)點(diǎn)的動(dòng)態(tài)多叉樹(shù)，節(jié)點(diǎn)的唯一標(biāo)識(shí)是它的自身ID，根據(jù)數(shù)據(jù)幀中包含的父子關(guān)系可構(gòu)建出一棵多叉樹(shù)。首先定義一個(gè)名為treeNode的類(lèi)，它的每一個(gè)實(shí)例都代表著一個(gè)節(jié)點(diǎn)，里面包含節(jié)點(diǎn)的屬性（例如ID、溫度、煙霧等）和方法（例如獲取類(lèi)中節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)的getData方法）。為了將節(jié)點(diǎn)間的父子關(guān)系表現(xiàn)出來(lái)，可在類(lèi)treeNode中定義一個(gè)類(lèi)型為treeNode的動(dòng)態(tài)數(shù)組NodeChild（），用于存放子節(jié)點(diǎn)。如某節(jié)點(diǎn)ID為0000，子節(jié)點(diǎn)ID為0001，將子節(jié)點(diǎn)0001存放在節(jié)點(diǎn)0000的NodeChild（）數(shù)組中，即可完成節(jié)點(diǎn)間的連接。當(dāng)需要找某個(gè)節(jié)點(diǎn)時(shí)，從根節(jié)點(diǎn)開(kāi)始查找，若根節(jié)點(diǎn)的孩子沒(méi)有要找的節(jié)點(diǎn)，則查找根節(jié)點(diǎn)的孩子的孩子，直到遍歷完所有節(jié)點(diǎn)。當(dāng)某數(shù)據(jù)幀發(fā)送到上位機(jī)時(shí)，解析出來(lái)的原始數(shù)據(jù)分別放在相應(yīng)的變量，假設(shè)原始的溫度數(shù)據(jù)是3F4A，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中溫度變量名為T(mén)emperature，類(lèi)型為String，則直接將3F4A轉(zhuǎn)換為String類(lèi)型存在Temperature中。按上述方法構(gòu)建的動(dòng)態(tài)多叉樹(shù)能夠適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋭?dòng)態(tài)變化的應(yīng)用場(chǎng)景，相比于定長(zhǎng)的數(shù)組，其更為節(jié)省內(nèi)存，不足之處是查詢(xún)算法較復(fù)雜。
2．2數(shù)據(jù)解析通信監(jiān)測(cè)模塊接收到Zigbee網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)發(fā)送來(lái)的一組數(shù)據(jù)（數(shù)據(jù)幀）后，需要對(duì)收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行協(xié)議解析，然后根據(jù)解析數(shù)據(jù)建立當(dāng)前動(dòng)態(tài)多叉樹(shù)。由于通信中難以避免數(shù)據(jù)幀出錯(cuò)、截?cái)唷G失等情況，故數(shù)據(jù)解析部分根據(jù)數(shù)據(jù)幀的格式制定了一套協(xié)議，丟棄異常數(shù)據(jù)幀。數(shù)據(jù)幀的部分格式如下：FFXXXXXXXXFF01XXXX02XXXX2FF之間，開(kāi)頭2個(gè)字節(jié)為節(jié)點(diǎn)ID，緊跟的2個(gè)字節(jié)節(jié)點(diǎn)的父ID01代表溫度類(lèi)型，后面2個(gè)字節(jié)是溫度數(shù)值02代表煙霧類(lèi)型，后面2個(gè)字節(jié)是煙霧值，依次類(lèi)推…。2個(gè)FF后的字節(jié)都是數(shù)據(jù)，其格式如下：數(shù)據(jù)類(lèi)型（01，溫度類(lèi)型）＋2個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)（XXXX）。具體操作流程如圖3所示。首先檢驗(yàn)從串口進(jìn)來(lái)的數(shù)據(jù)幀開(kāi)頭一個(gè)字節(jié)是否FF，若是，則開(kāi)始解析。直到下一個(gè)FF，則節(jié)點(diǎn)ID部分解析結(jié)束，后面都是數(shù)據(jù)。繼續(xù)讀取下一個(gè)字節(jié)，若為01，則將后面緊跟的兩個(gè)字節(jié)存進(jìn)相應(yīng)的溫度變量，讀取下一個(gè)字符；若該字節(jié)所表示的數(shù)據(jù)類(lèi)型未定義則跳過(guò)該字節(jié)及后面緊跟的兩個(gè)字節(jié)，繼續(xù)讀取下一個(gè)字符。該過(guò)程一直執(zhí)行直到解析完整個(gè)數(shù)據(jù)幀。由于數(shù)據(jù)幀是不定長(zhǎng)的，而且沒(méi)有結(jié)束字符，所以每收到一個(gè)數(shù)據(jù)幀程序便立即從緩存中讀取并解析，以避免多個(gè)幀合并為一個(gè)數(shù)據(jù)幀導(dǎo)致解析錯(cuò)誤。當(dāng)出現(xiàn)多個(gè)數(shù)據(jù)幀并合情況時(shí)，則丟棄后繼的幀。在幀解析完畢后，可以對(duì)解析出來(lái)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行處理，將數(shù)據(jù)信息一份存進(jìn)內(nèi)存中節(jié)點(diǎn)多叉樹(shù)，一份存進(jìn)數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)更新數(shù)據(jù)和記錄當(dāng)前信息。以下是有關(guān)串口通信事件響應(yīng)及數(shù)據(jù)解析的部分代碼：
3數(shù)據(jù)庫(kù)的構(gòu)建與連接
3．1數(shù)據(jù)庫(kù)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)關(guān)系圖如圖4所示。由于每個(gè)節(jié)點(diǎn)都有大量歷史數(shù)據(jù)，所以每一個(gè)節(jié)點(diǎn)都創(chuàng)建一個(gè)表；USERS表用于保存監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的用戶(hù)信息；NodeTran用于保存數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)發(fā)路徑；Nodelist用于保存節(jié)點(diǎn)列表；Limit用于保存監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的閾值管理設(shè)置值；Node＿XXXX為節(jié)點(diǎn)XXXX的歷史數(shù)據(jù)表。除了用戶(hù)表，所有數(shù)據(jù)都采用varchar類(lèi)型。
3．2存儲(chǔ)過(guò)程的創(chuàng)建為了提高通信監(jiān)測(cè)模塊與數(shù)據(jù)庫(kù)之間通信的效率，將一些常用且較為復(fù)雜的SQL語(yǔ)句存放在數(shù)據(jù)庫(kù)中，使用時(shí)只需要調(diào)用存儲(chǔ)過(guò)程，輸入必要的參數(shù)即可完成相應(yīng)的SQL語(yǔ)句操作，這樣可以大大減少程序與數(shù)據(jù)庫(kù)之間的通信量。
3．3使用ADO將VB6．0與SQL2005連接ADO是為Microsoft最新和最強(qiáng)大的數(shù)據(jù)訪問(wèn)范例OLEDB而設(shè)計(jì)的，擁有一個(gè)易于使用的應(yīng)用程序?qū)咏涌?。通過(guò)使用ADO2．0對(duì)象模型中的Recordset和Connection對(duì)象實(shí)現(xiàn)兩者連接和數(shù)據(jù)的存取。Connection對(duì)象包含關(guān)于某個(gè)數(shù)據(jù)提供程序的信息，如數(shù)據(jù)庫(kù)用戶(hù)、密碼、數(shù)據(jù)庫(kù)名等；Recordset對(duì)象包含某個(gè)查詢(xún)返回的記錄，可以創(chuàng)建一個(gè)Connection對(duì)象，在同一個(gè)連接上打開(kāi)多個(gè)Recordset對(duì)象［8］。操作流程圖如圖5所示。
4結(jié)語(yǔ)
篇(2)
地面測(cè)試臺(tái)的測(cè)試對(duì)象為某采編存儲(chǔ)器。測(cè)試臺(tái)的主要功能包括向采編存儲(chǔ)器提供模擬信號(hào)供其采集，向采編存儲(chǔ)器下發(fā)控制命令，接收采編存儲(chǔ)器下發(fā)的高速LVDS實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)并進(jìn)行后續(xù)處理。測(cè)試臺(tái)的整體結(jié)構(gòu)如圖1所示。CPCI總線(xiàn)上掛有3個(gè)CPCI板卡，分別為CPU卡、接口卡、信源卡。其中，CPU卡為處理系統(tǒng)，接口卡和信源卡為功能卡。本文將以接口卡為主要依據(jù)來(lái)介紹如何以FPGA邏輯控制來(lái)實(shí)現(xiàn)CPCI局部總線(xiàn)接口和高速LVDS接口。
2LVDS高速數(shù)據(jù)接口實(shí)現(xiàn)
2．1LVDS接口硬件電路設(shè)計(jì)由于趨膚效應(yīng)和介質(zhì)損耗，高速信號(hào)在傳輸過(guò)程中會(huì)衰減。因此，當(dāng)傳輸距離較長(zhǎng)時(shí)，往往要使用電纜驅(qū)動(dòng)器和均衡器來(lái)保證高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性。電纜驅(qū)動(dòng)器將信號(hào)以最大功率耦合到電纜上［4］，延長(zhǎng)信號(hào)的傳輸距離，電纜均衡器可以對(duì)傳輸?shù)男盘?hào)進(jìn)行高頻補(bǔ)償，以至達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)邏輯電位。本設(shè)計(jì)中，LVDS串行器/解串器分別選用TI公司的SN65LV1203和SN65LV1224，信號(hào)驅(qū)動(dòng)器/電纜均衡器分別選用NS公司的CLC001和CLC014。LVDS接口電路結(jié)構(gòu)如圖2所示，采編存儲(chǔ)器的FPGA控制LVDS串行器將10bit并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成差分串行數(shù)據(jù)，再通過(guò)電纜驅(qū)動(dòng)器將信號(hào)耦合到電纜上。地面測(cè)試臺(tái)的電纜均衡器對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行高頻補(bǔ)償之后傳送給解串器，解串器根據(jù)參考時(shí)鐘將差分串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成10bit的并行數(shù)據(jù)，由FP-GA進(jìn)行后續(xù)的處理。
2．2FPGA邏輯控制LVDS數(shù)據(jù)接收由于CPCI接口傳輸?shù)臅r(shí)鐘和LVDS數(shù)據(jù)接收電路的時(shí)鐘不匹配，為了保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?，在編?xiě)VHDL語(yǔ)言程序時(shí)FPGA內(nèi)部調(diào)用一個(gè)異步時(shí)鐘控制的緩存FIFO［8］IP核來(lái)對(duì)接收到的LVDS高速數(shù)據(jù)進(jìn)行緩存，如圖2所示。上位機(jī)通過(guò)配置PCI9054的傳輸計(jì)數(shù)寄存器，將一次DMA傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量設(shè)置為2kbyte。寫(xiě)FIFO的時(shí)鐘為18．432MHz，讀FIFO的時(shí)鐘為36．864MHz，當(dāng)FIFO內(nèi)數(shù)據(jù)量達(dá)到2kbyte時(shí)，F(xiàn)PGA立即通知上位機(jī)啟動(dòng)一次DMA傳輸。經(jīng)計(jì)算，從FIFO內(nèi)讀走2kbyte數(shù)據(jù)大約耗時(shí)54μs，在這個(gè)時(shí)間段內(nèi)寫(xiě)入FIFO的數(shù)據(jù)量大約為1kbyte，所以，當(dāng)DMA傳輸結(jié)束時(shí)，F(xiàn)IFO內(nèi)數(shù)據(jù)不足2kbyte，上位機(jī)直到FIFO內(nèi)數(shù)據(jù)量再次達(dá)到2kbyte時(shí)才會(huì)啟動(dòng)下一次的DMA傳輸。為了避免PCI9054不能立即執(zhí)行DMA傳輸而導(dǎo)致FIFO數(shù)據(jù)溢出，F(xiàn)IFO容量要大于2kbyte。本設(shè)計(jì)中選擇容量為4kbyte的FIFO，經(jīng)驗(yàn)證，不會(huì)出現(xiàn)FIFO溢出現(xiàn)象。
3CPCI局部總線(xiàn)接口實(shí)現(xiàn)
實(shí)現(xiàn)CPCI接口協(xié)議一般有兩種方法。其中一種方法為:利用FPGA實(shí)現(xiàn)接口邏輯。這種方法雖然可以充分利用FPGA的資源，減小成本，但PCI邏輯十分復(fù)雜，可靠性不能得到保證，且開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng)。另外一種方法為:采用專(zhuān)用的PCI接口控制芯片。專(zhuān)用接口芯片功能強(qiáng)大，性能穩(wěn)定，設(shè)計(jì)方便，很大程度上減少了設(shè)計(jì)者的工作量，縮短了開(kāi)發(fā)周期。所以，本設(shè)計(jì)中選擇使用PCI9054接口控制芯片與FPGA配合工作的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)CPCI局部總線(xiàn)接口通信。
3．1EEPROM的配置在Windows環(huán)境下，為有效管理多塊CPCI板卡資源，實(shí)現(xiàn)多卡協(xié)同工作。通過(guò)設(shè)置EEPROM配置選項(xiàng)中的ClassCode/REV值，解決使用同一驅(qū)動(dòng)情況下，多塊CPCI板卡識(shí)別問(wèn)題。地面測(cè)試臺(tái)含信源卡和接口卡兩塊CPCI功能板卡，圖3為接口卡的EEPROM配置文件截圖，各板卡需要設(shè)置不同的ClassCode/Rev(圖中紅色選框部分)，上位機(jī)程序通過(guò)識(shí)別不同的ClassCode/Rev達(dá)到控制不同板卡的目的。ClassCode/Rev為一個(gè)32bit數(shù)據(jù)，規(guī)定高8bit作為不同板卡區(qū)分標(biāo)志，低24bit保留。其中D31～D28功能標(biāo)識(shí)，區(qū)分是否為信源卡、接口卡等功能卡。D27～D24數(shù)量標(biāo)識(shí)，區(qū)分當(dāng)前功能卡的數(shù)量，具體約束如下表1所示。
3．2CPCI局部總線(xiàn)實(shí)現(xiàn)方法
3．2．1PCI9054工作模式選擇PCI9054總線(xiàn)控制芯片有3種工作模式，即M模式、C模式、J模式。其中，C模式最為簡(jiǎn)單，類(lèi)似于單片機(jī)的工作方式，它的地址線(xiàn)和數(shù)據(jù)線(xiàn)分開(kāi)使用，可以很方便地控制本地時(shí)序。所以本設(shè)計(jì)中PCI9054工作于C模式，由FPGA邏輯控制本地時(shí)序來(lái)完成CPCI局部總線(xiàn)與功能板卡之間的通信。
3．2．2CPCI總線(xiàn)訪問(wèn)本地總線(xiàn)PCI9054的訪問(wèn)方式選擇DMA方式。PCI9054作為主控設(shè)備，通過(guò)內(nèi)部的DMA控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)局部總線(xiàn)上數(shù)據(jù)與CPCI總線(xiàn)上數(shù)據(jù)的傳輸。在DMA訪問(wèn)方式下，一個(gè)總線(xiàn)周期的時(shí)序如圖4所示。當(dāng)CPCI總線(xiàn)訪問(wèn)本地總線(xiàn)時(shí)，PCI9054內(nèi)部的DMA控制器發(fā)出LHOLD信號(hào)來(lái)申請(qǐng)控制局部總線(xiàn)，當(dāng)其收到響應(yīng)信號(hào)LHOLDA后，才獲得局部總線(xiàn)的控制權(quán)。當(dāng)ADS#信號(hào)有效時(shí)，局部總線(xiàn)上的地址信號(hào)LA為有效地址;當(dāng)BLAST#信號(hào)有效時(shí)，代表一次單周期訪問(wèn)開(kāi)啟;READY#為本地總線(xiàn)的狀態(tài)反饋信號(hào)，只有當(dāng)其有效時(shí)，表示本地總線(xiàn)已經(jīng)準(zhǔn)備好，才可以進(jìn)行訪問(wèn);當(dāng)LW/R#為高時(shí)，代表單周期訪問(wèn)為寫(xiě)操作，當(dāng)LW/R#為低時(shí)，代表單周期訪問(wèn)為讀操作。在本設(shè)計(jì)中，F(xiàn)PGA通過(guò)識(shí)別地址信號(hào)LA來(lái)判斷具體的操作類(lèi)型。當(dāng)上位機(jī)向接口卡下發(fā)控制命令時(shí)，為CPCI總線(xiàn)到本地總線(xiàn)的數(shù)據(jù)傳輸，具體的工作流程為:當(dāng)上位機(jī)下發(fā)命令時(shí)，啟動(dòng)一次單周期寫(xiě)訪問(wèn)，同時(shí)下發(fā)特定的寫(xiě)地址LA1，F(xiàn)PGA反饋READY#信號(hào)，并判斷到LW/R#信號(hào)為高，即得知上位機(jī)要下發(fā)數(shù)據(jù)，便從該特定地址LA1將命令代碼讀出，進(jìn)行解碼之后將命令下發(fā)給采編存儲(chǔ)器。當(dāng)接口卡向上位機(jī)傳輸LVDS高速數(shù)據(jù)時(shí)，為本地總線(xiàn)到CPCI總線(xiàn)的數(shù)據(jù)傳輸，具體的工作流程為:當(dāng)圖1中所示的LVDS數(shù)據(jù)緩存FIFO內(nèi)數(shù)據(jù)量達(dá)到2kbyte，啟動(dòng)一次DMA傳輸，即一次DMA傳輸將2kbyte的數(shù)據(jù)上傳給上位機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示與處理。上位機(jī)通過(guò)下發(fā)特定地址信號(hào)LA2來(lái)向FPGA查詢(xún)FIFO內(nèi)數(shù)據(jù)量是否達(dá)到2kbyte，一旦其得到緩存FIFO內(nèi)數(shù)據(jù)量滿(mǎn)足要求的信息，立即啟動(dòng)一次單周期讀訪問(wèn)，并向FPGA下發(fā)數(shù)據(jù)傳輸?shù)刂稬A3，F(xiàn)PGA反饋READY#信號(hào)，并判斷到LW/R#信號(hào)為低，便將LVDS數(shù)據(jù)通過(guò)地址LA3上傳給上位機(jī)。
4設(shè)計(jì)驗(yàn)證
將信源卡和接口卡分別插到背板上的2號(hào)和3號(hào)物理槽中，1號(hào)物理槽為系統(tǒng)槽，打開(kāi)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，安裝驅(qū)動(dòng)之后，兩塊功能板卡均能夠被識(shí)別。分別對(duì)兩塊板卡進(jìn)行操作，均能實(shí)現(xiàn)各自的功能且互不影響，說(shuō)明EEPROM的配置正確可行。以接口卡為例，用Chipscope來(lái)監(jiān)測(cè)CPCI總線(xiàn)對(duì)本地進(jìn)行讀、寫(xiě)操作的實(shí)際過(guò)程，圖5和圖6分別為單周期讀訪問(wèn)時(shí)序截圖和單周期寫(xiě)訪問(wèn)截圖。如圖5所示，當(dāng)FIFO內(nèi)數(shù)據(jù)量達(dá)到2kbyte時(shí)，信號(hào)f_fifo_hf變高，此時(shí)啟動(dòng)一次單周期讀訪問(wèn)，LW/R#為低，通過(guò)地址0008h將數(shù)據(jù)87h上傳給上位機(jī)。實(shí)際時(shí)序與第3節(jié)介紹的本地總線(xiàn)向CPCI總線(xiàn)傳輸數(shù)據(jù)的理論時(shí)序一致，對(duì)接收到的數(shù)據(jù)文件進(jìn)行分析，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)完整，數(shù)據(jù)包計(jì)數(shù)連續(xù)，沒(méi)有丟數(shù)現(xiàn)象，驗(yàn)證了本設(shè)計(jì)中本地總線(xiàn)向CPCI總線(xiàn)傳輸數(shù)據(jù)的正確性。如圖6所示，上位機(jī)向FPGA下發(fā)控制信號(hào)，此時(shí)啟動(dòng)一次單周期寫(xiě)訪問(wèn)，LW/R#為高，F(xiàn)PGA通過(guò)地址0004h獲得命令代碼67h。實(shí)際通信時(shí)序與第3節(jié)介紹的CPCI總線(xiàn)向本地總線(xiàn)傳輸數(shù)據(jù)的理論時(shí)序一致，且命令下發(fā)正確，驗(yàn)證了本設(shè)計(jì)中CPCI總線(xiàn)向本地總線(xiàn)傳輸數(shù)據(jù)的正確性。
5總結(jié)
篇(3)
關(guān)鍵詞：CPUIC卡TDA8007ISO7816
IC卡（IntegratedCircuitcard）即集成電路卡，是將一個(gè)集成電路芯片鑲嵌于朔料基片中，封裝成卡的形式，外形與常用的覆蓋磁條的磁卡相似。IC卡芯片具有寫(xiě)入和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的能力。IC卡存儲(chǔ)器中的內(nèi)容根據(jù)需要可以有條件地供外部讀取，或供內(nèi)部信息處理和判定。根據(jù)卡中所鑲嵌的集成電路的不同，可以分成存儲(chǔ)器卡、邏輯加密卡、CPU卡三類(lèi)。其中CPU卡即為由中央處理器CPU、EEPROM、隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM以及固化在只讀存儲(chǔ)器ROM中的片內(nèi)操作系統(tǒng)COS（ChipOperationSystem）組成的IC卡。IC卡按與外界數(shù)據(jù)傳送的形式來(lái)分，有接觸式和非接觸式兩種。
圖1T=0的CPU卡APDU指令實(shí)現(xiàn)流程
1CPUIC卡T=0的協(xié)議介紹
目前大多數(shù)CPUIC卡采用T=0模式。所謂T=0，即CPUIC卡與接口設(shè)備（即讀寫(xiě)器）中數(shù)據(jù)傳輸方式為異步半雙工字符傳輸模式。
從T=0協(xié)議的功能出發(fā)，該協(xié)議的實(shí)現(xiàn)可以分為物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、終端傳輸層和應(yīng)用層。其中物理層和數(shù)據(jù)鏈路層可以具體參看ISO7816標(biāo)準(zhǔn)。在T=0協(xié)議應(yīng)用，終端傳輸層和應(yīng)用層實(shí)際上是不易分割來(lái)說(shuō)明的，下面簡(jiǎn)單說(shuō)明。
終端傳輸層根據(jù)卡片返回的過(guò)程字符和狀態(tài)字節(jié)執(zhí)行相應(yīng)的操作，使讀寫(xiě)器對(duì)數(shù)據(jù)的處理過(guò)程明朗清晰。卡片返回的過(guò)程字節(jié)和狀態(tài)字節(jié)跟應(yīng)用層發(fā)送給卡的APDU（ApplicationProtocolDataUnit，應(yīng)用協(xié)議數(shù)據(jù)單元）和VPP使用等有關(guān)。表1為VPP未用時(shí)的終端傳輸層中返回的過(guò)程字節(jié)。
表1
字節(jié)值結(jié)果
ACKINSVPP空閑，所有其余的數(shù)據(jù)字節(jié)相繼續(xù)被傳送
INS+''''FF''''VPP空閑，下一個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)隨后被傳送
SW1SW2VPP空閑，接口設(shè)備等待SW2字節(jié)
應(yīng)用層即為由CLA、INS、P1、P2、P3作為命令頭組成的命令消息體的APDU響應(yīng)和應(yīng)答處理層。其中CLA為指令類(lèi)別，INS為指令碼，P1、P2為參數(shù)，P3為根據(jù)APDU的不同格式為發(fā)送給卡的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度或期望響應(yīng)的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度。APDU的幾種情況如表2所列。
表2
命令頭發(fā)送數(shù)據(jù)長(zhǎng)度發(fā)送的數(shù)據(jù)期望應(yīng)答的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度
通用APDUCLAINSP1PLCDataLE
情況一CLAINSP1P
情況二CLAINSP1PLE
情況三CLAINSP1PLCData
情況四CLAINSP1P2LCDataLE
CPU卡對(duì)接口設(shè)備（即讀寫(xiě)器）的應(yīng)答APDU情況如表3所列。
表3
體尾
數(shù)據(jù)DataSW1SW2
其中體中的數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)由命令A(yù)PDU中的LE指出；SW1、SW2是必備的，可以指明命令A(yù)PDU執(zhí)行正確或執(zhí)行出錯(cuò)的錯(cuò)誤類(lèi)型。
2基于T=0傳輸協(xié)議的CPUIC的APDU指令流程
根據(jù)目前CPU卡的常用T=0協(xié)議、自帶編程升壓電路的應(yīng)用情況，以及本讀寫(xiě)器接收IC卡數(shù)據(jù)報(bào)文直接發(fā)送PC機(jī)處理的特點(diǎn)，本讀寫(xiě)器可行的APDU命令和響應(yīng)的處理流程如圖1所示。
3讀寫(xiě)器的硬件組成
讀寫(xiě)器的硬件部分主要由IC接口管理芯片TDA8007、MCUAT89C52、外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器W24257S、串口電平轉(zhuǎn)換芯片MAX3226、安全I(xiàn)C卡座（即SAM卡座）、應(yīng)用IC卡座、鍵盤(pán)口供電的串口通信線(xiàn)及其它相關(guān)元器件組成。
圖2所示為通過(guò)PC機(jī)控制管理的外置于PC機(jī)的接觸式CPUIC卡讀寫(xiě)器。通過(guò)定制的數(shù)據(jù)線(xiàn)，該讀寫(xiě)器的5V直流電源可直接由鍵盤(pán)口提供，同時(shí)數(shù)據(jù)線(xiàn)還負(fù)責(zé)PC機(jī)與讀寫(xiě)器的串行數(shù)據(jù)交換。在大部分IC卡讀寫(xiě)應(yīng)用中，都涉及到IC卡的認(rèn)證和數(shù)據(jù)讀寫(xiě)的國(guó)解密問(wèn)題，所以本讀寫(xiě)器除了提供一個(gè)供用戶(hù)使用的IC卡接口卡座外，還內(nèi)置了一個(gè)SAM卡，即安全I(xiàn)C卡卡座，以方便安裝SAM卡，保證應(yīng)用IC卡讀寫(xiě)時(shí)的數(shù)據(jù)安全，保護(hù)用戶(hù)的利益。
硬件的其它組成部分，如處理器，目前采用Atmel的89C52。其4KB的Flash程序存儲(chǔ)器可以滿(mǎn)足讀寫(xiě)器的程序空間需要。由于PC機(jī)與89C52、89C52與TDA8007的數(shù)據(jù)交換要求的暫存數(shù)據(jù)空間比較大，89C52提供的256字節(jié)不夠，需外加一片數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。本讀寫(xiě)器中使用的是華邦的W24257S。其有32KB存儲(chǔ)容量，IC接口部分的主要芯片為Philips的TDA8007。
4IC卡接口芯片應(yīng)用
下面介紹一下TDA8007及其應(yīng)用。TDA8007的原理結(jié)構(gòu)如圖3所示。
TDA8007芯片能夠提供兩個(gè)能同時(shí)滿(mǎn)足ISO7816標(biāo)準(zhǔn)及EMV和GSM11-11標(biāo)準(zhǔn)的IC卡讀寫(xiě)接口。在本讀寫(xiě)器中，一個(gè)用于與應(yīng)用IC通信，另一個(gè)用于與安全I(xiàn)C卡通信。與上文CPU卡的觸點(diǎn)圖相對(duì)應(yīng)，CLKi、RSTi、VCCi、I/Oi、GNDCi、PRESi、C4i、C8i（其中i=1,2；C4i、C8i未用；PRESi可用于檢測(cè)IC卡是否插入。具體應(yīng)用可參看TDA8007的技術(shù)文檔）都直接由TDA8007提供給IC卡接口相連，MCU只需通過(guò)其接口控制并行通信來(lái)管理TDA8007，便可實(shí)現(xiàn)對(duì)IC卡的上電、下電及讀寫(xiě)數(shù)據(jù)處理。其中，微處理器既可以通過(guò)總線(xiàn)復(fù)用把TDA8007內(nèi)部的所有寄存器作為外部存儲(chǔ)器，用MOVX尋址，也可以通過(guò)非總線(xiàn)復(fù)用方式訪問(wèn)，此時(shí)TDA8007用AD0～AD3來(lái)區(qū)分內(nèi)部各寄存器。另外，TDA8007的片選信號(hào)和外部中斷信號(hào)線(xiàn)可以方便讀寫(xiě)器處理多個(gè)IC卡頭。TDA8007的特別硬件ESD處理、接口短路處理、電源出錯(cuò)處理等也給IC卡和IC卡讀寫(xiě)器提供了比較高的安全保護(hù)；同時(shí)，TDA8007內(nèi)部集成的電源管理功能允許TDA8007的供電范圍可達(dá)2.7～6.0V，并且TDA8007通過(guò)電源管理可以給IC卡提供5.0V、3.0V及1.8V的電源，以適合不同工作電壓的IC卡應(yīng)用。
圖3IC卡接口芯片TDA8007的原理框圖
本讀寫(xiě)器是通過(guò)總線(xiàn)復(fù)用對(duì)TDA8007的寄存器進(jìn)行控制的。其中MCU的P1.5為T(mén)DA8007的片選，P0口為與之通信的8位數(shù)據(jù)線(xiàn)，TDA8007的各寄存器預(yù)先被宏定義的成微處理器的一個(gè)外部數(shù)據(jù)單元（下面電程序處的定義），從而方便MCU訪問(wèn)。下面結(jié)合TDA8007寄存器的定義和位分配，給出應(yīng)用TDA8007接口芯片對(duì)IC卡進(jìn)行上電激活和下電的程序。TDA8007的寄存器主要三類(lèi)。第一類(lèi)，通用寄存器：①卡槽選擇CSR；②硬件狀態(tài)HSR；③定時(shí)器TOR1、TOR2、TOR3。第二類(lèi)，ISO7816串行處理寄存器：①串行狀態(tài)USR；②混合狀態(tài)MSR；③串行發(fā)送UTR；④串行接收URR；⑤隊(duì)列控制FCR。第三類(lèi)，卡專(zhuān)屬寄存器：①可編程分頻PDR；②保護(hù)時(shí)間GTR；③串行控制UCR1、UCR2；④時(shí)鐘配置CCR；⑤上電控制PCR。注意：對(duì)于卡專(zhuān)屬的寄存器，即卡接口1、卡接口2分別對(duì)應(yīng)的寄存器，邏輯上具有相同的名及訪問(wèn)地址，因而，對(duì)不同的瞳操作，需要通過(guò)CSR選擇對(duì)應(yīng)的卡槽來(lái)切換卡專(zhuān)卡屬寄存器的映射的物理空間。所以，接口設(shè)備每次從一個(gè)卡的上下電或讀寫(xiě)轉(zhuǎn)向另一卡，都需要訪CSR設(shè)定對(duì)應(yīng)的卡槽。對(duì)于每個(gè)寄存器的位定義不再多述，主動(dòng)性者可參看TDA8007的技術(shù)文檔。
5上下電過(guò)程及具體程序
圖4為IC卡的上電時(shí)序圖。要實(shí)現(xiàn)之，需對(duì)PCR進(jìn)行寫(xiě)操作。其中START=PCR.0，RSTIN=PCR.2，VUP上升表示激活了TDA8007中的電壓轉(zhuǎn)換電路。當(dāng)START置高時(shí)，只要能檢測(cè)到選定卡槽中的IC卡存在，且沒(méi)有TDA8007能檢測(cè)到并在HSR中指示的硬件錯(cuò)誤出現(xiàn)，則對(duì)應(yīng)IC卡接口的VCC1或VCC2將能被提供響應(yīng)的電平（5V、3V或1.8V）。隨后對(duì)應(yīng)卡的I/O數(shù)據(jù)線(xiàn)被置成高狀態(tài)（Z狀態(tài)），給IC卡提供設(shè)定的時(shí)鐘信號(hào)，常用為3.5712MHz。大約在START置高108ETU后，RSTIN置高。因?yàn)镽ST為RSTIN的拷貝，則對(duì)應(yīng)卡的RST被置高。然后，用TDA8007提供的定時(shí)器TOR3、TOR2設(shè)定對(duì)ATR（AnswerToRequest）即復(fù)位應(yīng)答首字節(jié)的最大等待時(shí)間120ETU（ElementTimeUnit），TOC設(shè)定定時(shí)器工作方式，便開(kāi)始等待ATR首字節(jié)到來(lái)后做相應(yīng)處理。至此，IC卡上電激活工作完成，隨后可以根據(jù)ATR字節(jié)的要求的工作方式對(duì)IC卡進(jìn)行相應(yīng)的讀寫(xiě)處理。具體見(jiàn)上電程序。
圖4TDA8007產(chǎn)生滿(mǎn)足ISO7816標(biāo)準(zhǔn)訴IC卡上電激活時(shí)序
TDA8007寄存器訪問(wèn)的預(yù)定義
#include<absacc.h>
#defineXXXXBYTE[0x8000]//XXX表示CSR等各寄存器上電程序如下：
P1.5=0;//片選TDA8007
CSR&=0xf8；
CSR|=ncard;//選擇卡，ncard=1,2
CSR&=0xf7；
CSR|=0xf7;
CSR|=0x08;//復(fù)位UART的寄存器
UCR2&=0xf7；//異步模式，SAN=0
CCR&=0xdf；//時(shí)鐘停止于低電平
UCR2|=0x60;//關(guān)閉附加中斷及收發(fā)中斷
GTR=0xff;//保持時(shí)間12ETU
If(v==1)//v為函數(shù)變量
PCR|=0x08;//1.8V卡用
elseif(v==3)
PCR|=0x02;//3V卡用
Else
PCR&=0xfd;//5V卡用
UCR2&=0xfc;//CKU=PSC=0,--31
FCR=0x00;//1奇偶校驗(yàn)1FIFO
PDR=0x0c;//Divider=12
CCR=0x00;//不分頻
PCR&=0xfb;//RSTIN=0
UCR2|=0x04;//不自動(dòng)轉(zhuǎn)換
UCR1=0x01;//正向約定
UCR1&=0xf7；//接收模式
flag3=0;//復(fù)位定時(shí)標(biāo)志
flagatr=0;//接收ATR首字節(jié)定時(shí)標(biāo)志
PCR|=0x01;//激活
TOR2=0x6c;
TOR3=0x00;
TOC=0x61;//RST拉高前等待108ETU
while(flag3==0)；//定時(shí)時(shí)間到，在中斷中設(shè)置flag3=1
TOC=0x00；//關(guān)閉定時(shí)器
PCR|=0x04;//給復(fù)位拉高
TOR2=0x78;
TOR3=0x00;
TOC=0x61;//RST拉高前等待
flagatr=1;
ATR();//復(fù)位應(yīng)答處理函數(shù)
圖5為IC卡的下電時(shí)序圖。相對(duì)于上電時(shí)序，下電過(guò)程對(duì)時(shí)間的要求不是很?chē)?yán)格，只要設(shè)計(jì)者控制TDA8007按照一定的順序置低START、RSTIN和停止CLK即可，然后TDA8007會(huì)自動(dòng)逐步釋放RST、I/O、Vcc及VUP。具體處理見(jiàn)下電程序。
下電程序：
P15=0；
PCR&=0xfe;//START=0；下電
PCR&=0xfb;//卡的復(fù)位腳保持0
CCR&=0xdf；//停止時(shí)鐘于低
CCR|=0x10;//停止時(shí)鐘
P15=1；
6使用TDA8007應(yīng)當(dāng)注意的問(wèn)題
TDA8007對(duì)于Vcc、RST出錯(cuò)，芯片過(guò)熱（如圖IC卡為電源短路卡或金屬片），或IC卡插入拔出時(shí)都會(huì)產(chǎn)生中斷輸出。每次中斷處理結(jié)束，應(yīng)注意把HSR中的值讀入一個(gè)臨時(shí)地址，以便清楚HSR中的標(biāo)志。
每次發(fā)送數(shù)據(jù)到IC前，即接收IC卡的最后一個(gè)數(shù)據(jù)之前，應(yīng)設(shè)置寄存器UCR1中的LCT位，以便接收完IC卡的數(shù)據(jù)后，自動(dòng)切換成發(fā)送狀態(tài)。
對(duì)TDA8007部分布線(xiàn)時(shí)應(yīng)注意，時(shí)鐘信號(hào)線(xiàn)與其它線(xiàn)的隔離：最好被地線(xiàn)包圍。
對(duì)于電路板上TDA8007部分的電容應(yīng)盡量靠近TDA8007，其中電容Cap、Cbp、Cup尤其如此，并最好不要在這些電容連向TDA8007引腳過(guò)程中使用過(guò)孔；同時(shí)，Cap、Cup、Cbp電容的ESR要盡量小。
對(duì)TDA8007處理的兩個(gè)IC卡座中的任何一個(gè)執(zhí)行上電、下電、讀寫(xiě)卡操作之前，必須執(zhí)行選擇卡座的操作函數(shù)，以便選中具體的IC卡進(jìn)行處理。
對(duì)IC卡操作中上電時(shí)序中的定時(shí)，讀寫(xiě)卡字節(jié)間等待定時(shí)等都可使用TDA8007中的定時(shí)器及定時(shí)控制器操作，注意其定時(shí)器為向下計(jì)數(shù)方式。
篇(4)
關(guān)鍵詞：PCI總線(xiàn)TM1300以太網(wǎng)通信接口pSOS+內(nèi)核pNA+
1概述
TM1300是Philips公司推出的新一代高性能多媒體數(shù)字信號(hào)處理器芯片?；赥M1300的DSP應(yīng)用系統(tǒng)適合于實(shí)時(shí)聲音、圖像處理，可廣泛應(yīng)用于會(huì)議電視、可視電話(huà)、數(shù)字電視等應(yīng)用場(chǎng)合。它不僅具有強(qiáng)大的處理能力,同時(shí)還具有非常友好的音頻和視頻以及SSI和PCI等I／O接口，因此可以根據(jù)應(yīng)用的需要靈活地構(gòu)造各種視頻通信系統(tǒng)。鑒于目前計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的普及和網(wǎng)上視頻業(yè)務(wù)的發(fā)展，很有必要為T(mén)M1300視頻編碼系統(tǒng)開(kāi)發(fā)一個(gè)以太網(wǎng)接口以拓寬其應(yīng)用范圍。開(kāi)發(fā)以太網(wǎng)接口的一種合理思路是利用TM1300集成的PCI接口來(lái)驅(qū)動(dòng)專(zhuān)用的以太網(wǎng)接口芯片。由于目前多數(shù)以太網(wǎng)接口芯片（如Real-tek8029，Realtek8139等）都采用PCI接口，因此，可以用PCI總線(xiàn)將數(shù)據(jù)從TM1300傳輸?shù)竭@些專(zhuān)用的以太網(wǎng)接口芯片后，再由它們發(fā)送數(shù)據(jù)，而且TM1300可以在嵌入式操作系統(tǒng)pSOS中運(yùn)行，同時(shí)由于系統(tǒng)pSOS帶有TCP／IP協(xié)議棧因此可以方便地完成編碼碼流的TCP／IP封裝。
根據(jù)以上思路筆者在進(jìn)行了前期測(cè)試的基礎(chǔ)上進(jìn)行了電路板的設(shè)計(jì)并順利完成了調(diào)試。目前這個(gè)以太網(wǎng)接口已經(jīng)基本開(kāi)發(fā)成功。本文將對(duì)這個(gè)設(shè)計(jì)的技術(shù)要點(diǎn)從硬件和軟件兩個(gè)方面進(jìn)行詳細(xì)介紹。
2TM1300及PCI總線(xiàn)接口
該系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。本系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)的重點(diǎn)是PCI總線(xiàn)接口。PCI總線(xiàn)根據(jù)數(shù)據(jù)位的寬度有32位和64位之分,64位的數(shù)據(jù)線(xiàn)與32位是兼容的。PC機(jī)中常見(jiàn)的是32位PCI總線(xiàn),它的有用引腳總數(shù)是110個(gè),可以分成3組。第一組是基本功能信號(hào)線(xiàn),包括32位共享數(shù)據(jù)地址線(xiàn)AD〔00．．31〕、接口控制線(xiàn)、仲裁線(xiàn)、時(shí)鐘線(xiàn)、系統(tǒng)復(fù)位線(xiàn)、中斷線(xiàn);第二組是附加功能信號(hào)線(xiàn),包括錯(cuò)誤報(bào)告線(xiàn)、cache功能支持線(xiàn)、JTAG邊界掃描線(xiàn);第三組是電源線(xiàn),包括設(shè)備耗電量標(biāo)識(shí)線(xiàn)、3．3V電源線(xiàn)(12根)、5V電源線(xiàn)(13根)、地線(xiàn)(22根)。
因?yàn)镽ealtek8029不具備PCI的附加功能信號(hào)線(xiàn)所支持的cache功能和JTAG邊界掃描功能,同時(shí)雖然它具有奇偶校驗(yàn)錯(cuò)誤報(bào)告功能引腳,但該腳可以懸空不用。所以,設(shè)計(jì)時(shí)只需考慮第一組功能信號(hào)線(xiàn)的連接即可。
PCI接口的設(shè)計(jì)有以下幾個(gè)要點(diǎn)：
(1)PCI總線(xiàn)的仲裁
這里先說(shuō)明兩個(gè)概念。首先，PCI總線(xiàn)是多設(shè)備共享的，由于PC機(jī)里可以有多個(gè)PCI設(shè)備，所以需要使用仲裁器;其次，PCI設(shè)備有主設(shè)備和從設(shè)備之分，主設(shè)備可以發(fā)起PCI數(shù)據(jù)的傳送從設(shè)備只能被動(dòng)地響應(yīng)主設(shè)備的操作以對(duì)讀操作和寫(xiě)操作做出響應(yīng)。PCI的仲裁引腳是REQ和GNT，分別為請(qǐng)求線(xiàn)和授權(quán)線(xiàn)，而且只有PCI主設(shè)備有這兩個(gè)引腳。一般情況下，REQ通常和GNT成對(duì)地連到仲裁器，而設(shè)備與設(shè)備的REQ和GNT通常是互不相連的。
PCI總線(xiàn)的仲裁過(guò)程是這樣的：PCI主設(shè)備把REQ電平拉低以表示向仲裁器請(qǐng)求占用總線(xiàn)。經(jīng)仲裁獲準(zhǔn)后，仲裁器把這個(gè)設(shè)備的GNT電平拉低以表示請(qǐng)求獲準(zhǔn)，此后該設(shè)備便可以使用總線(xiàn)了。當(dāng)它不再使用總線(xiàn)時(shí)，應(yīng)使REQ信號(hào)變?yōu)楦唠娖舰熤俨闷骶筒辉俳o它分配總線(xiàn)資源。在本系統(tǒng)中，TM1300是PCI主設(shè)備，而Realtek8029是PCI從設(shè)備。由于它們不存在共享總線(xiàn)的問(wèn)題，所以不需要仲裁器，而只是簡(jiǎn)單地把REQ和GNT短接即可，這就相當(dāng)于TM1300自己給自己授權(quán)。
（2）PCI_IDSEL信號(hào)線(xiàn)在設(shè)備的PCI配置讀寫(xiě)中的作用
PCI有一種特殊的讀寫(xiě)周期，稱(chēng)為配置讀寫(xiě)。這是因?yàn)樵谙到y(tǒng)引導(dǎo)時(shí)，如果沒(méi)有給設(shè)備配置I／O或內(nèi)存地址，軟件就只能通過(guò)配置來(lái)讀寫(xiě)訪問(wèn)設(shè)備。配置讀寫(xiě)有兩種，分別稱(chēng)為0型和1型具體采用哪一種取決于總線(xiàn)的硬件連接。配置讀寫(xiě)操作不經(jīng)過(guò)PCI橋時(shí)，使用0型，當(dāng)需要經(jīng)過(guò)PCI橋時(shí)，則要用1型，0型讀寫(xiě)的地址直接就是總線(xiàn)上的地址，1型讀寫(xiě)的地址則要經(jīng)過(guò)PCI橋的譯碼才能成為最終的總線(xiàn)地址。本設(shè)計(jì)中，TM1300和Realtek8029是用PCI總線(xiàn)直連的，所以使用0型配置讀寫(xiě)。
AD〔00．．31〕是PCI總線(xiàn)的共享地址和數(shù)據(jù)線(xiàn)，每一次PCI傳送都分為地址周期和數(shù)據(jù)周期。在地址周期，采用0型讀寫(xiě)時(shí)，AD〔00．．31〕的內(nèi)容如下，AD〔00〕和AD〔01〕總為“00”，因?yàn)榕渲米x寫(xiě)是以雙字為單位的，AD〔02〕～AD〔07〕是要讀寫(xiě)的PCI配置空間的寄存器號(hào)AD〔08〕～AD〔10〕是設(shè)備的功能號(hào)在一塊PCI卡上有多個(gè)功能設(shè)備時(shí)，為了進(jìn)一步區(qū)分不同的設(shè)備就要用到這幾位，由于Realtek8029是單功能設(shè)備，故這幾位全為0，AD〔11〕～AD〔31〕是設(shè)備選擇位，其中必須有且僅有一位為“1”，如圖2所示，這在物理上表現(xiàn)為總線(xiàn)的AD〔11〕～AD〔31〕中有一根為高電平如果輸出高電平的這根線(xiàn)與某塊PCI卡的PCIIDSEL引腳相連，這塊卡就會(huì)被激活，這樣，在緊接著的數(shù)據(jù)周期中，它就會(huì)將其PCI配置空間相應(yīng)寄存器中的內(nèi)容放到總線(xiàn)上以供讀取。
（3）PCI_FRAME、PCI_DEVSEL、PCI_IRDY、PCI_TRDY引腳的處理
上述四個(gè)引腳均是低電平有效，因此需要接上拉電阻，以保證在設(shè)備未驅(qū)動(dòng)該引腳時(shí)處于穩(wěn)定的無(wú)效狀態(tài)，上拉電阻的阻值在1kΩ～10kΩ范圍內(nèi)，阻值越小，則將該信號(hào)驅(qū)動(dòng)為有效的時(shí)間越短，但太小又會(huì)導(dǎo)致電流過(guò)大，所以，要權(quán)衡考慮，本設(shè)計(jì)選用4．7kΩ。
上述三點(diǎn)對(duì)脫機(jī)情況下PCI設(shè)備的互連具有較普遍的參考意義，除此之外，本設(shè)計(jì)還有以下比較特殊的幾點(diǎn)：
應(yīng)將TM1300的PCI，INTA引腳配置為輸入，以便接收Realtek8029的中斷；
PCI時(shí)鐘由TM1300提供；
Realtek8029的復(fù)位信號(hào)也就是TM1300的復(fù)位信號(hào)，該信號(hào)由外部電路提供；
TM1300的PCISTOP、PCISERR引腳懸空，表示Realtek8029不具備相應(yīng)的附加功能。另外，TM1300的PCIINTB、PCIINTC、PCIINTD引腳可以用作用戶(hù)中斷。
3軟件設(shè)計(jì)
該接口設(shè)計(jì)的軟件結(jié)構(gòu)框圖如圖3所示。其中TM1300運(yùn)行于pSOS，它是一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)時(shí)多任務(wù)嵌入式操作系統(tǒng)，帶有pNA＋網(wǎng)絡(luò)組件，其pNA＋相當(dāng)于TCP／IP協(xié)議棧的擴(kuò)展，它向上可提供應(yīng)用程序編程的socket接口，向下可定義一個(gè)與網(wǎng)絡(luò)接口層交互的接口，其中包括8個(gè)函數(shù)，分別是：ni_init（接口芯片初始化）、ni_broad－cast（發(fā)送廣播分組）、ni_send（發(fā)送普通分組）、ni_getpkb（申請(qǐng)發(fā)送緩沖區(qū)）、ni_retpkb（歸還接收緩沖區(qū)）、ni_ioctl（I／O控制操作）、ni_pool（統(tǒng)計(jì)量查詢(xún)）、Announce（網(wǎng)絡(luò)接口驅(qū)動(dòng)調(diào)用它把接收到的數(shù)據(jù)包提交給pSOS）。其中網(wǎng)絡(luò)接口層在本應(yīng)用中就是Realtek8029的驅(qū)動(dòng)程序，它通過(guò)硬件抽象層來(lái)驅(qū)動(dòng)Realtek8029（硬件抽象層是PCI總線(xiàn)的配置讀寫(xiě)和I／O讀寫(xiě)指令集的總稱(chēng)）。
軟件執(zhí)行的流程大致是：系統(tǒng)首先啟動(dòng)pSOS，并由它加載網(wǎng)絡(luò)接口驅(qū)動(dòng)程序，然后調(diào)用驅(qū)動(dòng)程序的ni_init函數(shù)，同時(shí)初始化Realtek8029的PCI配置空間并設(shè)置Realtek8029的工作參數(shù)，之后啟動(dòng)用戶(hù)任務(wù)。在這里，用戶(hù)任務(wù)為H．263編碼進(jìn)程。它對(duì)VI口讀入的源圖像進(jìn)行壓縮編碼后，將調(diào)用socket的接口函數(shù)sendto（sendto是UDP套接口專(zhuān)用的發(fā)送函數(shù)），然后把碼流發(fā)送給pSOS由pSOS根據(jù)UDP協(xié)議進(jìn)行封裝后，再調(diào)用ni_send函數(shù)，并由ni_send完成數(shù)據(jù)包從系統(tǒng)主內(nèi)存到Realtek8029片上RAM的拷貝，然后啟動(dòng)Realtek8029發(fā)送數(shù)據(jù)。在接收情況下，Realtek8029收到一個(gè)完整的數(shù)據(jù)包后會(huì)用中斷通知CPU，然后由CPU執(zhí)行中斷服務(wù)程序。當(dāng)中斷服務(wù)程序?qū)?shù)據(jù)包從Realtek8029片上RAM中拷貝到系統(tǒng)的主內(nèi)存后，系統(tǒng)將調(diào)用Announce函數(shù)并把數(shù)據(jù)塊的指針、數(shù)據(jù)長(zhǎng)度和其它信息提交pSOS，最后由pSOS將數(shù)據(jù)包沿協(xié)議棧一層層上傳并作出相應(yīng)的處理。
軟件的設(shè)計(jì)和pSOS操作系統(tǒng)的關(guān)系比較密切，限于篇幅，本文不對(duì)pSOS作詳細(xì)介紹，。本文接下來(lái)重點(diǎn)介紹PCI配置空間的配置過(guò)程，這部分對(duì)于類(lèi)似的設(shè)計(jì)有較普遍的參考意義。PCI配置空間有64個(gè)字節(jié)，PCI片內(nèi)的這些寄存器存儲(chǔ)了該芯片的廠商號(hào)、設(shè)備號(hào)、設(shè)備類(lèi)型等重要代碼，還包括命令寄存器、基地址寄存器等控制其總線(xiàn)行為的寄存器，它們必須在設(shè)備初始化時(shí)正確配置，否則設(shè)備不能工作。
對(duì)Realtek8029PCI空間的配置需要三個(gè)步驟：
首先是掃描總線(xiàn)，這一步的目的是找到Real-tek8029的配置地址，直觀地講，就是找到它的PCI_IDSEL引腳和哪根AD線(xiàn)相連，因?yàn)楹罄m(xù)的配置寫(xiě)要根據(jù)這個(gè)地址來(lái)尋址。掃描總線(xiàn)時(shí)，要對(duì)AD〔11〕到AD〔31〕每根線(xiàn)進(jìn)行一次掃描，如果哪根AD線(xiàn)連接了一個(gè)PCI設(shè)備的PCIIDSEL引腳，那么用配置讀函數(shù)讀取PCI配置空間的0號(hào)寄存器時(shí)，應(yīng)該返回該設(shè)備的設(shè)備和廠商代碼，如果這根線(xiàn)實(shí)際未連接設(shè)備，則返回值是0。已知Realtek8029的設(shè)備和廠商代碼是“0x802910ec”，如果返回值與之相同，說(shuō)明找到了Realtek8029，這時(shí)要記下這根AD線(xiàn)的序號(hào)。例如，在硬件上把Realtek8029的PCIIDSEL和AD〔20〕相連，則掃描到的序號(hào)就應(yīng)該是“20”。
其次，用配置寫(xiě)函數(shù)配置I／O讀寫(xiě)使能，即在command寄存器中寫(xiě)入“0x1”。
最后，用配置寫(xiě)函數(shù)配置I／O地址，也就是在I／OBaseAdddress寄存器寫(xiě)入分配給該設(shè)備的I／O地址（例如“0xe400”）。具體程序流程圖如圖4所示。
4調(diào)試結(jié)果
根據(jù)以上設(shè)計(jì)，筆者在原TM1300視頻編碼硬件系統(tǒng)的基礎(chǔ)上加入了PCI接口，并編寫(xiě)了pSOS下Realtek8029的驅(qū)動(dòng)程序。然后，在這個(gè)硬件平臺(tái)上對(duì)Realtek8029的驅(qū)動(dòng)部分進(jìn)行了數(shù)據(jù)傳送測(cè)試。
筆者首先用一個(gè)單獨(dú)的UDP發(fā)送任務(wù)進(jìn)行發(fā)送速率測(cè)試。這個(gè)任務(wù)主要是高速地向網(wǎng)絡(luò)上的一臺(tái)PC發(fā)送數(shù)據(jù)包，數(shù)據(jù)包的大小是變長(zhǎng)的。PC接收并對(duì)丟包數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)的結(jié)果如表1所列。實(shí)驗(yàn)表明，在用網(wǎng)線(xiàn)直連的各種測(cè)試速率情況下都沒(méi)有出錯(cuò)，而當(dāng)接入局域網(wǎng)后，在發(fā)送速率為4．5Mbps時(shí)有突發(fā)的少量錯(cuò)誤。由于UDP是不可靠的傳輸方式,所以這種錯(cuò)誤是正常的。測(cè)試中，UDP發(fā)送的最高速率可以達(dá)到5Mbps左右，它與硬件的最高速率（10Mbps）相比還有一定差距，主要原因是數(shù)據(jù)從系統(tǒng)主內(nèi)存到Realtek8029片上RAM的拷貝過(guò)程目前尚未采用DMA方式，這是需要改進(jìn)的地方。
表1丟包數(shù)統(tǒng)計(jì)表（單位：丟包個(gè)數(shù)/分鐘）
連接方式發(fā)送速率
800kbps1.8Mbps4.5Mbps
網(wǎng)絡(luò)直連000
接入局域網(wǎng)002.5
接下來(lái)筆者進(jìn)行了編碼和傳送的聯(lián)合測(cè)試。編碼任務(wù)執(zhí)行H．263數(shù)據(jù)壓縮后，把碼流從以太網(wǎng)接口發(fā)出，然后在網(wǎng)絡(luò)上的另一臺(tái)PC上接收這個(gè)碼流，并進(jìn)行解碼播放。通過(guò)調(diào)整編碼器的量化步長(zhǎng)可以控制編碼的輸出碼率。在實(shí)驗(yàn)環(huán)境下發(fā)現(xiàn)在量化步長(zhǎng)大于等于5、碼率在700kbps以下時(shí)，基本沒(méi)有丟包現(xiàn)象，解碼得到的圖像比較穩(wěn)定，而當(dāng)量化步長(zhǎng)進(jìn)一步減小，碼率接近1Mbps時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)丟包現(xiàn)象，解碼的圖像會(huì)出現(xiàn)彩色方塊。出現(xiàn)這種現(xiàn)象是因?yàn)镠．263編碼器對(duì)CPU資源的消耗很大，而且數(shù)據(jù)在主內(nèi)存和Realtek8029片上RAM之間的復(fù)制采用I／O讀寫(xiě)方式也需要一定的CPU資源。這樣，當(dāng)量化步長(zhǎng)小于5時(shí)，處理的復(fù)雜度超過(guò)了CPU的能力從而產(chǎn)生了一定的誤碼。解決的途徑一方面是改進(jìn)數(shù)據(jù)的傳送方式（采用DMA），另一方面是需要對(duì)編碼任務(wù)進(jìn)行優(yōu)化。
篇(5)
2:吉林省森工集團(tuán)信息化發(fā)展前景與規(guī)劃.
3: 吉林省林業(yè)設(shè)計(jì)院網(wǎng)絡(luò)中心網(wǎng)絡(luò)改造與發(fā)展規(guī)劃.
4: 吉林省林業(yè)系統(tǒng)生態(tài)信息高速公路構(gòu)建課題.
二、論文撰寫(xiě)與設(shè)計(jì)研究的目的:
吉林省的林業(yè)分布十分廣泛,以長(zhǎng)白山系為主要脈絡(luò)的山地廣泛分布各種森林資源,而作為林業(yè)及林業(yè)環(huán)境的發(fā)展,林業(yè)生態(tài)信息則是一個(gè)更為龐大的系統(tǒng),快捷,準(zhǔn)確,合理,系統(tǒng)的采集,處理,分析,存儲(chǔ)這些信息是擺在我們面前的十分現(xiàn)實(shí)的問(wèn)題.在信息交流的這個(gè)世界中,信息好比貨物,我們需要將這些貨物(信息)進(jìn)行合理的處理,其中以硬件為主的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是這些貨物(信息)交流的"公路"和"處理廠",我做這個(gè)題目,就是要為它畫(huà)出一條"公路"和若干"處理方法"的藍(lán)圖.
由于森工集團(tuán)這樣的特定企業(yè),其一,它是一個(gè)統(tǒng)一管理的企業(yè),具有集團(tuán)化的特點(diǎn),網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建具有統(tǒng)一性.其二,它又在地理上是一個(gè)分散的企業(yè),網(wǎng)絡(luò)點(diǎn)也具有分散性.然而,分散中還具有集中的特點(diǎn),它的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)就應(yīng)該是板塊化的.從信息的角度來(lái)講,信息的種類(lèi)多,各種信息的采集傳輸處理角度也不盡相同,我們?cè)谠O(shè)計(jì)的過(guò)程中不僅要考慮硬件的地域布局,也要考慮軟件平臺(tái)的配合.
沒(méi)有最好,只有更好;更新觀念,大步向前.我相信,在導(dǎo)師的精心指導(dǎo)下,經(jīng)過(guò)我的努力,我將為它們創(chuàng)造出一條平坦,寬闊的"高速公路".
1,論文(設(shè)計(jì))研究的對(duì)象:
擬訂以吉林省林業(yè)系統(tǒng)為地理模型,以林業(yè)網(wǎng)絡(luò)綜合服務(wù)為基本需求,以網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為設(shè)計(jì)方向,以軟件整合為應(yīng)用方法,開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)一套完整的基于集散集團(tuán)企業(yè)的企業(yè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng).
2,論文(設(shè)計(jì))研究預(yù)期達(dá)到目標(biāo):
通過(guò)設(shè)計(jì),論文的撰寫(xiě),預(yù)期達(dá)到網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)全面化,軟件整合合理化,網(wǎng)絡(luò)性能最優(yōu)化,資金應(yīng)用最低化,工程周期最短化的目標(biāo).
3,論文(設(shè)計(jì))研究的內(nèi)容:
一),主要問(wèn)題:
設(shè)計(jì)解決網(wǎng)絡(luò)地域規(guī)范與現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)資源的利用和開(kāi)發(fā).
設(shè)計(jì)解決集中單位的網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)一部署.
設(shè)計(jì)解決多類(lèi)型網(wǎng)絡(luò)的接口部署.
設(shè)計(jì)解決分散網(wǎng)絡(luò)用戶(hù)的接入問(wèn)題.
設(shè)計(jì)解決遠(yuǎn)程瘦用戶(hù)網(wǎng)絡(luò)分散點(diǎn)的性能價(jià)格合理化問(wèn)題.
設(shè)計(jì)解決具有針對(duì)性的輸入設(shè)備的自動(dòng)化信息采集問(wèn)題.
合理部署網(wǎng)絡(luò)服務(wù)中心的網(wǎng)絡(luò)平衡.
優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)服務(wù)系統(tǒng),營(yíng)造合理的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái).
網(wǎng)絡(luò)安全問(wèn)題.
10,基本應(yīng)用軟件整合問(wèn)題.
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二),論文(設(shè)計(jì))包含的部分:
1,地理模型與網(wǎng)絡(luò)模型的整合.
2,企業(yè)內(nèi)部集中部門(mén)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì).
3,企業(yè)內(nèi)部分散單元網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)——總體分散.
4,企業(yè)內(nèi)部分散單元網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)——遠(yuǎn)程結(jié)點(diǎn).
5,企業(yè)內(nèi)部分散單元網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)——移動(dòng)結(jié)點(diǎn).
6,企業(yè)網(wǎng)絡(luò)窗口(企業(yè)外信息交流)設(shè)計(jì).
7,企業(yè)網(wǎng)絡(luò)中心,服務(wù)平臺(tái)的設(shè)計(jì).
8,企業(yè)網(wǎng)絡(luò)基本應(yīng)用軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).
9,企業(yè)網(wǎng)絡(luò)特定終端接點(diǎn)設(shè)計(jì).
10,企業(yè)網(wǎng)絡(luò)整合設(shè)計(jì).
5,論文(設(shè)計(jì))的實(shí)驗(yàn)方法及理由:
由于設(shè)計(jì)的過(guò)程并不是工程的施工過(guò)程,在設(shè)計(jì)過(guò)程中詳盡的去現(xiàn)場(chǎng)建設(shè)肯定有很大的難度,也不是十分可行的,那么我們?cè)谠O(shè)計(jì)的階段就應(yīng)該進(jìn)行仿真試驗(yàn)和科學(xué)計(jì)算.第一步,通過(guò)小型網(wǎng)絡(luò)測(cè)試軟件平臺(tái),第二步,構(gòu)建多個(gè)小型網(wǎng)絡(luò)搭建全局網(wǎng)絡(luò)模擬環(huán)境,第三步,構(gòu)建干擾源利用小型網(wǎng)絡(luò)集總仿真測(cè)試.
6,論文(設(shè)計(jì))實(shí)施安排表:
1.論文(設(shè)計(jì))階段第一周次:相關(guān)理論的學(xué)習(xí)研究,閱讀參考文獻(xiàn)資料,制訂課題研究的實(shí)施方案,準(zhǔn)備試驗(yàn)用網(wǎng)絡(luò)硬件和軟件形成試驗(yàn)程序表及試驗(yàn)細(xì)則.
2.論文(設(shè)計(jì))階段第二周次:開(kāi)始第一輪實(shí)驗(yàn),進(jìn)行小型網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建試驗(yàn),模擬網(wǎng)絡(luò)服務(wù)中心,模擬區(qū)域板塊,模擬遠(yuǎn)程及移動(dòng)網(wǎng)絡(luò).
3.論文(設(shè)計(jì))階段第三周次:進(jìn)行接口模擬試驗(yàn),測(cè)試軟件應(yīng)用平臺(tái),完善課題研究方案.
4.論文(設(shè)計(jì))階段第四周次:完成第一輪實(shí)驗(yàn),提交中期成果(實(shí)驗(yàn)報(bào)告1).
5.論文(設(shè)計(jì))階段第五周次:進(jìn)行第二輪實(shí)驗(yàn),模擬環(huán)境(干擾仿真)實(shí)驗(yàn),提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告2.
6.論文(設(shè)計(jì))階段第六周次:完成結(jié)題報(bào)告,形成論文.
三,論文(設(shè)計(jì))實(shí)施工具及參考資料:
小型網(wǎng)絡(luò)環(huán)境,模擬干擾環(huán)境,軟件平臺(tái).
吳企淵《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》.
鄭紀(jì)蛟《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》.
陳濟(jì)彪 丹青 等 《計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)與企業(yè)網(wǎng)》.
christian huitema 《因特網(wǎng)路由技術(shù)》.
[美]othmar kyas 《網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)——風(fēng)險(xiǎn)分析,策略與防火墻》.
其他相關(guān)設(shè)備,軟件的說(shuō)明書(shū).
1、論文(設(shè)計(jì))的創(chuàng)新點(diǎn):
努力實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源的全面應(yīng)用,擺脫將單純的網(wǎng)絡(luò)硬件設(shè)計(jì)為企業(yè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的模式,大膽實(shí)踐將軟件部署與硬件設(shè)計(jì)階段相整合的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)方法.
題目可行性說(shuō)明及預(yù)期成果:
篇(6)
黃統(tǒng)奎，張艷紅
（廣東技術(shù)師范學(xué)院 天河學(xué)院，廣東 廣州 510540）
摘要：該文研究基于Struts2 + Spring + Hibernate的高校畢業(yè)設(shè)計(jì)管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。該系統(tǒng)按照畢業(yè)設(shè)計(jì)工作流程實(shí)現(xiàn)管理端，教師端，學(xué)生端相應(yīng)的功能。重點(diǎn)實(shí)現(xiàn)了業(yè)務(wù)流程管理、用戶(hù)權(quán)限管理、選題管理、文檔管理、文檔在線(xiàn)編輯、成績(jī)?cè)u(píng)定、在線(xiàn)交流、數(shù)據(jù)備份等功能。該系統(tǒng)具有界面簡(jiǎn)潔、易用性強(qiáng)，交互性好、功能完善、同時(shí)又考慮到數(shù)據(jù)安全和系統(tǒng)功能的擴(kuò)充。
關(guān)鍵詞： Struts2；Spring；Hibernate；畢業(yè)設(shè)計(jì)；文檔管理
中圖分類(lèi)號(hào)：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2014）19-4384-03
1 課題背景
隨著大學(xué)的擴(kuò)招，畢業(yè)生數(shù)量的逐年遞增，高校畢業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng)中需要處理的數(shù)據(jù)和信息也越來(lái)越大，在畢業(yè)設(shè)計(jì)管理工作中遇到工作效率低，交互性差，工作量大等問(wèn)題，這已經(jīng)成為高校每年畢業(yè)設(shè)計(jì)管理過(guò)程中急需處理的問(wèn)題。同時(shí)課題資源過(guò)于零散，容易重復(fù)， 進(jìn)一步加大了課題資源整合的難度。綜上所述，該文研究基于 Java EE的高校畢業(yè)設(shè)計(jì)管理系統(tǒng)，使用該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)快捷高效的畢業(yè)設(shè)計(jì)管理工作。
2 系統(tǒng)分析
通過(guò)需求分析，系統(tǒng)確定有三種角色：學(xué)生、教師、管理員。
2.1功能模塊劃分
在具體設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)畢業(yè)設(shè)計(jì)管理系統(tǒng)時(shí)，主要考慮了系統(tǒng)的以下主要功能和模塊。
1） 公用模塊
（1） 登錄模塊：驗(yàn)證帳號(hào)密碼是否正確。
（2） 修改個(gè)人信息模塊：修改賬號(hào)密碼。
（3） 師生互動(dòng)模塊：師生交流平臺(tái)。
（4） 瀏覽信息模塊：查看信息。
2） 畢業(yè)生模塊
（1） 選報(bào)課題模塊：選擇指導(dǎo)老師與課題。
（2） 上傳論文模塊：上傳各階段的論文。
（3） 下載文件模塊：下載指導(dǎo)老師的資料。
3） 指導(dǎo)教師模塊
（1） 申報(bào)課題模塊：申報(bào)自己的課題。
（2） 分配課題模塊：選擇畢業(yè)生與其對(duì)應(yīng)的課題。
（3） 上傳論文模塊：上傳各個(gè)階段的論文。
（4） 審批論文模塊：審批上傳的論文。
（5） 下載文件模塊：下載畢業(yè)生上傳資料。
4） 管理員模塊
（1） 公告模塊：信息。
（2） 課題管理模塊：管理課題。
（3） 賬號(hào)管理模塊：管理畢業(yè)生與指導(dǎo)教師賬號(hào)。
（4） 日常維護(hù)模塊：數(shù)據(jù)庫(kù)備份還原。
2.2業(yè)務(wù)流程圖
2.2.1 管理員業(yè)務(wù)流程圖
管理員定期對(duì)系統(tǒng)的信息進(jìn)行更新和維護(hù)，可以對(duì)公告、課題、帳號(hào)信息進(jìn)行查看、增加、修改、刪除等操作，以及配置系統(tǒng)的參數(shù)。業(yè)務(wù)流程圖如圖1所示。
圖1 管理員業(yè)務(wù)流程圖
圖2 教師業(yè)務(wù)流程圖
2.2.2 教師業(yè)務(wù)流程圖
教師登錄系統(tǒng)后，可以對(duì)課題進(jìn)行管理，審核選題信息。教師可以查看學(xué)生的選題情況和學(xué)生個(gè)人信息，并確定是否錄用學(xué)生提交的課題。在選題完畢之后，教師可以在系統(tǒng)中批閱該課題的上交文件，并給出評(píng)價(jià)及評(píng)分。業(yè)務(wù)流程圖如上圖2所示。
2.2.3 學(xué)生業(yè)務(wù)流程圖
學(xué)生登錄系統(tǒng)后，可以查看公告，修改個(gè)人資料。學(xué)生在選題中，可以自由選擇教師及其提供的課題，也可以自己選取導(dǎo)師并自定義課題。選題后，學(xué)生允許提交各個(gè)時(shí)期的文檔文件，并將上傳信息顯示在教師端界面。學(xué)生的業(yè)務(wù)流程圖如圖3所示。
圖3 學(xué)生業(yè)務(wù)流程圖
3 詳細(xì)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
為了系統(tǒng)開(kāi)發(fā)以及后期的維護(hù)更方便和明確，實(shí)現(xiàn)對(duì)項(xiàng)目的分割，將項(xiàng)目分為DAO、Service、Action層。根據(jù)面向?qū)ο笏枷?，建立?shí)體類(lèi)，實(shí)現(xiàn)實(shí)體關(guān)系，將后臺(tái)的數(shù)據(jù)表映射出來(lái)到這實(shí)體類(lèi)中，提供給DAO、Service、Action層使用。
在web.xml添加Struts、Spring、Hibernate的filter和listener。在WEB-INF文件夾里面編寫(xiě)Spring的application.xml，整合Spring和Hibernate，實(shí)現(xiàn)Spring的IoC和AOP功能。將spring與struts的整合在一起，使用了自動(dòng)掃描技術(shù)和注解的方式為每個(gè)類(lèi)自動(dòng)配置映射文件，使得程序的可讀性變強(qiáng)。
利用Hibernate編寫(xiě)DAO層，為每個(gè)模塊建立DAO接口，在接口中實(shí)現(xiàn)了增刪改查等方法，實(shí)現(xiàn)JAVA與數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)交互，供Service層調(diào)用。
為每個(gè)模塊建立獨(dú)立的Service接口，每個(gè)接口將實(shí)現(xiàn)不同模塊的邏輯。Service層是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)業(yè)務(wù)邏輯的接口。利用之前編寫(xiě)的DAO層的接口，編寫(xiě)Service層，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)邏輯。合理規(guī)劃Service的分類(lèi)，在進(jìn)行系統(tǒng)維護(hù)時(shí)會(huì)非常便利。
Action層用于處理頁(yè)面信息，根據(jù)不同的處理結(jié)果返回不同的頁(yè)面到客戶(hù)端。設(shè)計(jì)Action層，調(diào)用Service層方法進(jìn)行邏輯處理，然后根據(jù)處理結(jié)果為客戶(hù)端返回頁(yè)面，最后對(duì)界面進(jìn)行美化。實(shí)現(xiàn)過(guò)程如下：
在創(chuàng)建具體的Action時(shí)，應(yīng)當(dāng)先創(chuàng)建抽象類(lèi)BaseAction，繼承Struts2中的ActionSupport抽象類(lèi)，聲明一個(gè)map變量session，這樣以后每當(dāng)實(shí)現(xiàn)一個(gè)Action，只要繼承BaseAction，便可使用到session進(jìn)行權(quán)限控制。同時(shí)也要?jiǎng)?chuàng)建PageAction，繼承Struts2中的ActionSupport抽象類(lèi)，并在該類(lèi)中聲明一個(gè)分頁(yè)技術(shù)所需要的參數(shù)，包括了記錄總條目、當(dāng)前頁(yè)碼和總的頁(yè)數(shù)等參數(shù)。
客戶(hù)端每向服務(wù)器提交一次請(qǐng)求，都會(huì)先被相應(yīng)的攔截器（interceptor）攔截并進(jìn)行校驗(yàn)，攔截器會(huì)檢驗(yàn)session中的key為actor保存的對(duì)象是哪一個(gè)對(duì)象（Admin、Teacher、Student），若滿(mǎn)足攔截器的通過(guò)條件，將允許繼續(xù)進(jìn)行操作，否則將強(qiáng)制跳轉(zhuǎn)到登陸頁(yè)。不同的Action將根據(jù)設(shè)計(jì)時(shí)規(guī)劃好的權(quán)限設(shè)置不同的攔截器。
在線(xiàn)word文件的預(yù)覽功能，使用的是PreviewAction里面的默認(rèn)方法獲取當(dāng)前的文件內(nèi)容，通過(guò)里面的execute方法將內(nèi)容在pageOffice的插件上顯示出來(lái)，并且如果我們修改里面的內(nèi)容后直接通過(guò)插件的poCtrl1.setSaveFilePage（）方法將數(shù)據(jù)保存起來(lái)。那么下次我們點(diǎn)開(kāi)文件就可以看到保存后的最新內(nèi)容。
數(shù)據(jù)管理功能，所要調(diào)用到的是DataManageAction里面的execute方法跳轉(zhuǎn)到數(shù)據(jù)管理界面。其中每當(dāng)我們點(diǎn)擊備份時(shí)，我們將數(shù)據(jù)庫(kù)名、登陸賬號(hào)、密碼、安裝路徑等參數(shù)傳遞給DataManageAction里面的backup方法，將數(shù)據(jù)進(jìn)行備份出來(lái)并彈出備份是否成功的提醒消息，然后將數(shù)據(jù)庫(kù)還原時(shí)，我們需要先選擇備份的文件，最后將頁(yè)面的參數(shù)傳遞給DataManageAction里面的restore方法，將數(shù)據(jù)還原并彈出是否還原成功消息。
日志管理功能，所調(diào)用到的是LogManageAction里面的execute方法跳轉(zhuǎn)到日志管理界面。其中當(dāng)我們點(diǎn)擊“導(dǎo)出日志”時(shí)，我們將調(diào)用LogManageAction里面的export方法，將服務(wù)器上項(xiàng)目的HTK.log日志文件以流的形式將其下載到客戶(hù)端，并彈出保存的窗口讓用戶(hù)選擇存放的路徑。當(dāng)我們點(diǎn)擊“清空日志”時(shí)，那么程序?qū)?huì)調(diào)用LogManageAction里面的clean方法，將服務(wù)器上的HTK.log日志文件里面的內(nèi)容清空并彈出清空成功消息。
4 總結(jié)
設(shè)計(jì)難點(diǎn)：保證上傳信息的導(dǎo)入正確的添加到后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)中，對(duì)導(dǎo)入的xls文件是通過(guò)暫存在服務(wù)器讀取還是直接從客戶(hù)端讀取。評(píng)分功能中，如何確定角色并且實(shí)現(xiàn)正確評(píng)分。在進(jìn)行系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì)時(shí)，必須從一個(gè)宏觀的角度，考慮某一功能模塊設(shè)計(jì)會(huì)不會(huì)對(duì)其他的功能模塊造成不良影響。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)中充分考慮到數(shù)據(jù)安全性和功能的可擴(kuò)展性，按照軟件測(cè)試流程完成了軟件測(cè)試，確保系統(tǒng)最終滿(mǎn)足用戶(hù)需求。
參考文獻(xiàn)：
篇(7)
1.1.數(shù)據(jù)格式
宏觀經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)是多樣式顯示功能的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。就目前來(lái)看，宏觀經(jīng)濟(jì)主要的來(lái)源是統(tǒng)計(jì)報(bào)表、城市卡片和縣卡片。另外，基本單位匯總數(shù)據(jù)、人口普查匯總數(shù)據(jù)也是宏觀經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)的一部分。基本年鑒數(shù)據(jù)一般是報(bào)表數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)處理后的結(jié)果，年鑒數(shù)據(jù)在統(tǒng)計(jì)局的業(yè)務(wù)位置不是很重要，但年鑒數(shù)據(jù)也是將來(lái)系統(tǒng)中可能需要處理的一部分，應(yīng)該也作為一種宏觀經(jīng)濟(jì)的數(shù)據(jù)來(lái)源來(lái)考慮。
宏觀經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)的組織形式是多種多樣的，但透過(guò)復(fù)雜的數(shù)據(jù)組織結(jié)構(gòu)，它們也存在著共性，就是每一個(gè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)都可以通過(guò)空間、時(shí)間、指標(biāo)來(lái)確定，用數(shù)據(jù)庫(kù)的語(yǔ)言描述就是可以分為地址碼字段、時(shí)間字段、指標(biāo)字段，只要數(shù)據(jù)表中存在這幾個(gè)字段，就可以完整的描述統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。
系統(tǒng)的宏觀經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在SQLServer2005中，表1為典型的宏觀經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)表結(jié)構(gòu)，其中的地址碼與空間數(shù)據(jù)中的地址碼（DZM）相對(duì)應(yīng)，實(shí)現(xiàn)空間數(shù)據(jù)與統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一。查詢(xún)后的宏觀經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)如2所示。
1.2.功能需求分析
論文重點(diǎn)研究多地區(qū)、多年、多指標(biāo)的宏觀經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)查詢(xún)結(jié)果的多種表格方式顯示，具體有以下五種。(1)普通樣式：原始表數(shù)據(jù)顯示(2)地區(qū)分類(lèi)樣式：以地區(qū)為主，顯示各個(gè)時(shí)間的各種指標(biāo)信息。(3)時(shí)間分類(lèi)樣式：以時(shí)間為主，顯示各個(gè)地區(qū)的各種指標(biāo)信息。(4)指標(biāo)分類(lèi)樣式：以各類(lèi)指標(biāo)為主，顯示各個(gè)地區(qū)、不同時(shí)間的信息。(5)時(shí)間-指標(biāo)樣式：以時(shí)間加各類(lèi)指標(biāo)為主，顯示各個(gè)地區(qū)的信息。
2.詳細(xì)功能設(shè)計(jì)
2.1.界面設(shè)計(jì)
多樣式表格顯示模塊需要以上述五種方式顯示數(shù)據(jù)。其中，普通樣式可以直接顯示，不需要進(jìn)行復(fù)雜處理。論文主要論述其他四種樣式，具體顯示效果如圖3所示。如圖1所示，時(shí)間分類(lèi)樣式為跨時(shí)間（年）的多地區(qū)、多指標(biāo)數(shù)據(jù)顯示；地區(qū)分類(lèi)樣式為跨地區(qū)的多時(shí)間（年）、多指標(biāo)數(shù)據(jù)顯示；指標(biāo)分類(lèi)樣式為跨指標(biāo)的多地區(qū)、多時(shí)間（年）數(shù)據(jù)顯示；時(shí)間_指標(biāo)分類(lèi)樣式為時(shí)間+指標(biāo)的多地區(qū)數(shù)據(jù)顯示。
2.2.核心組件設(shè)計(jì)
本身提供了一個(gè)數(shù)據(jù)綁定控件DataGrid[3]。可以直接將數(shù)據(jù)綁定到該控件中來(lái)顯示所有數(shù)據(jù)，這樣就避免的使用for循環(huán)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)顯示，大大提高了程序的開(kāi)發(fā)效率?？傮w上DataGrid控件是一個(gè)二維的數(shù)據(jù)網(wǎng)格，用表格形式顯示數(shù)據(jù)源數(shù)據(jù)，并且支持選擇、編輯、刪除、分頁(yè)顯示和排序等功能。但是DataGrid控件只能顯示單列數(shù)據(jù)，樣式簡(jiǎn)單。SourceGrid組件具有很強(qiáng)的重繪功能，通過(guò)簡(jiǎn)單的命令，如rowspan=2，就可以實(shí)現(xiàn)跨行顯示。系統(tǒng)基于開(kāi)源組件SourceGrid開(kāi)發(fā)出SuperGrid控件，如圖2所示，可以輕松實(shí)現(xiàn)各種表格的跨行、跨列顯示。
該組件提供了四個(gè)數(shù)據(jù)多樣式顯示接口、一個(gè)數(shù)據(jù)處理接口和五個(gè)數(shù)據(jù)輸出接口，詳細(xì)功能如下所示。>SpanState是實(shí)現(xiàn)跨地區(qū)顯示的接口；>SpanYear是實(shí)現(xiàn)跨時(shí)間顯示的接口；>SpanIndicator是實(shí)現(xiàn)跨指標(biāo)顯示的接口；>IndividualQuery是實(shí)現(xiàn)時(shí)間指標(biāo)樣式的顯示接口；>ReduceDumensionality是實(shí)現(xiàn)降維處理的接口；>ExporHTML是實(shí)現(xiàn)HTML格式輸出的接口；>ExporWord是實(shí)現(xiàn)Word格式輸出的接口；>ExporExcell是實(shí)現(xiàn)Excel格式輸出的接口；>ExporXML是實(shí)現(xiàn)XML格式輸出的接口；>OutPutTable是實(shí)現(xiàn)表格輸出的接口。其中，SpanState、SpanYear、SpanIndicator需要提供統(tǒng)一入口參數(shù)，即原始表格信息，表格格式為（DZM、MC、YEAR、I1、……、In）。實(shí)現(xiàn)時(shí)間-指標(biāo)樣式的顯示效果，需要首先對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行降維處理，控件提供ReduceDumensionality方法實(shí)現(xiàn)此功能。
3.結(jié)論
