VxWorks组播通讯与LVDS数据传输原理设计

　　1　引言

　　网络通讯是目前流行的数据交换方式,而基于VxWorks的组播通讯因VxWorks操作系统的实时性而显得尤为重要。低压差分信号(LVDS)是一种用于高速数据传输的物理层接口标准,是一种并行高速数据输出接口,可实现大数据量的实时传输。一个具有网络通讯和LVDS数据传输的系统既可实现远程控制,又可实现数据实时传输,这个系统可用于对具有网络接口和LVDS接口的设备进行检验。

　　2　技术要求

　　基于VxWorks组播通讯与LVDS数据传输系统的技术要求如下:

　　1)操作系统使用VxWorks操作系统;

　　2) VxWorks下实现组播通讯;

　　3)实现LVDS数据传输,并能对数据进行检查;

　　4)网络通讯与LVDS数据传输间有信息交换。

　　3　原理

　　3.1　嵌入式硬件与软件系统简介

　　VxWorks操作系统是美国WindRiver公司于1983年设计开发的一种嵌入式实时操作系统(RTOS),是嵌入式开发环境的关键组成部分。VxWorks是目前在工业控制、国防军事、航空航天等领域广泛使用的实时嵌入式操作系统。它以快速多任务切换、强占式任务调度、微内核与可裁剪的组织结构、有效支持各种硬件环境等特点成为事实工业标准[1]。

　　嵌入式系统主要由嵌入式处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统以及特定的应用程序等四部分组成,是集软硬件于一体的可独立工作的“器件”;用于实现对其它设备的控制、监视或管理等功能。

　　3.2　组播原理

　　网络通信在实时嵌入式系统中占有越来越重要的地位。传统的IP通信有单播(Unicast)和广播(Broadcast)两种方式。单播和广播通信方式不能有效地解决单点发送多点接收的问题,利用IP组播技术则可很好地解决数据群组收发、避免网络广播风暴等问题。

　　3.2.1　组播的基本概念

　　组播(Multicast)是一种将一个分组的多份拷贝传送给所有可能目标站的选定子集的技术[2]。IP组播(IP Multicast)是对Internet网络中硬件组播的抽象。它是指将IP数据包传输到一个构成了IP组播群组(IP multicast group)的主机集合。组播必须使用IGMP(Internet Group Man-agement Protoco1)协议来进行群组成员关系的通信。IP组播群组中成员可能分布于各个独立的物理网络上,成员的关系是动态的,主机可以在任何时候加入或退出群组,不是某群组成员的主机也能向该群组发送组播数据包。IP组播基于IP网络层,使用UDP数据包。和UDP数据包一样,IP组播的数据包也可能出现丢失、延迟、重复以及乱序到达等现象[3~4]。

　　3.2.2　组播的硬件要求

　　组播采用多点投递的方式。与广播方式不同,组播允许每台机器选择是否参与组播。支持组播的网络接口设备(网卡),工作在物理层和数据链路层,保留了大量的、用于组播的物理地址,当一组机器要通信时,它们会选择一个特殊的组播物理地址(multicast—address)用于通信。在配置好网络接口硬件后,机器就能识别该组播物理地址,组中所有成员就会收到发送给该组播地址的每个分组的拷贝[2]。