【摘要】：隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)的飛速發(fā)展,嵌入式系統(tǒng)獲得了大范圍的應(yīng)用。嵌入式系統(tǒng)的客戶端程序可以運(yùn)行在嵌入式系統(tǒng)中,也可以運(yùn)行在嵌入式系統(tǒng)以外的其他系統(tǒng)中并通過API來調(diào)用嵌入式系統(tǒng)所提供的功能。在為嵌入式系統(tǒng)編寫軟件時(shí),如何讓處于不同地域,運(yùn)行在不同系統(tǒng)上的客戶端程序用統(tǒng)一的方式來調(diào)用嵌入式系統(tǒng)提供的功能成為一個(gè)重要的課題。簡單來說,本文主要的研究目標(biāo)是讓嵌入式系統(tǒng)中的基于C語言的API函數(shù)可以在嵌入式系統(tǒng)外的任何其他異構(gòu)系統(tǒng)中或者在嵌入式系統(tǒng)的任何進(jìn)程中以和本地調(diào)用完全一樣的函數(shù)調(diào)用方式被調(diào)用。這也即本文所要討論的統(tǒng)一調(diào)用框架。遠(yuǎn)程過程調(diào)用(RPC)為這種客戶端/服務(wù)器模式提供了便利。在保持調(diào)用語義和本地調(diào)用一致的情況下,客戶端不必知道自己和服務(wù)的提供者(嵌入式系統(tǒng)提供的功能)是否處于同一進(jìn)程或是同一系統(tǒng)。因此采用RPC作為嵌入式系統(tǒng)提供服務(wù)的接口是一個(gè)理想的選擇。本文基于對(duì)RPC原理的研究和分析,提出了一種多平臺(tái)RPC統(tǒng)一調(diào)用框架并加以實(shí)現(xiàn)。該統(tǒng)一調(diào)用框架基于以精簡CORBA為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)的RPC調(diào)用,采用Flick開源IDL編譯器生成客戶端和服務(wù)端存根代碼。在RPC的實(shí)現(xiàn)上基于Flick的運(yùn)行時(shí)庫,并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了擴(kuò)展,使得對(duì)嵌入式系統(tǒng)軟件API的RPC調(diào)用可發(fā)生在該嵌入式系統(tǒng)的不同進(jìn)程中,也可發(fā)生在由網(wǎng)絡(luò)連接的另一臺(tái)主機(jī)的一個(gè)進(jìn)程中。為了使RPC調(diào)用能在多平臺(tái)上發(fā)起,在運(yùn)行時(shí)庫的實(shí)現(xiàn)上選擇Socket作為數(shù)據(jù)傳輸?shù)脑Z。為了使運(yùn)行時(shí)庫的實(shí)現(xiàn)和操作系統(tǒng)無關(guān),引入了操作系統(tǒng)抽象層OSAL并將Socket相關(guān)的操作封裝在這一抽象層中。操作系統(tǒng)抽象層可以對(duì)Linux和Windows分別有不同的實(shí)現(xiàn)使得RPC運(yùn)行時(shí)庫的實(shí)現(xiàn)本身無需知道其下所運(yùn)行的具體操作系統(tǒng),從而可進(jìn)一步提高RPC統(tǒng)一調(diào)用框架的跨平臺(tái)特性。最后針對(duì)一些具體應(yīng)用場景進(jìn)行了測試和分析,實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了所提出的統(tǒng)一調(diào)用框架的有效性和適用性。該統(tǒng)一調(diào)用框架的創(chuàng)新之處在于編寫的客戶端程序幾乎可以不加修改地在各種異構(gòu)硬件系統(tǒng)(硬件平臺(tái))和不同的操作系統(tǒng)(軟件平臺(tái))之間移植。嵌入式系統(tǒng)軟件開發(fā)者可以致力于將嵌入式系統(tǒng)的能力通過API形式向軟件開發(fā)者提供。而嵌入式應(yīng)用軟件開發(fā)者則可以致力于在各種平臺(tái)和環(huán)境下開發(fā)和嵌入式系統(tǒng)相關(guān)的應(yīng)用。這樣可以大大增加該嵌入式系統(tǒng)軟件的應(yīng)用領(lǐng)域,擴(kuò)展可能的應(yīng)用場景。該RPC統(tǒng)一調(diào)用框架在本人所在的公司中已經(jīng)有Linux下的初步應(yīng)用,硬件上包括ARM和Intel平臺(tái)。未來還計(jì)劃在Windows平臺(tái)上增加相關(guān)應(yīng)用。
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TP312.1;TP393.09
【圖文】：

一個(gè)簡單的嵌入式系統(tǒng)控制xample of an embedded syste一個(gè)嵌入式系統(tǒng)控制著一或關(guān))，獲取開關(guān)狀態(tài)，對(duì)應(yīng)的嵌入式系統(tǒng)軟件);燈泡的開關(guān)狀態(tài)。對(duì)于時(shí)，燈泡點(diǎn)亮，其亮度由。對(duì)于 light_get_onoff，n 所指向的地址填入燈泡的方法。brightness 為 1

亮度依然是 128。地過程調(diào)用了上面的簡單嵌入式系統(tǒng)例子，我們可以來考察在常規(guī)的系統(tǒng)中，一般調(diào)用方式。首先，控制燈泡的應(yīng)用程序一定是運(yùn)行在同一個(gè)嵌當(dāng)應(yīng)用程序需要通過調(diào)用 light_set_onoff()來點(diǎn)亮燈泡時(shí)，它將 on序 的 返 回 地 址 壓 入 棧 中 并 把 CPU 的 當(dāng) 前 程 序 計(jì) 數(shù) 器 (Pset_onoff()函數(shù)代碼所在的起始地址，隨后將控制權(quán)交由該函數(shù)主體畢后，將返回值存入寄存器內(nèi)，并從棧中取出返回地址賦予 PC，交還給函數(shù)的調(diào)用者。于調(diào)用者需要跳轉(zhuǎn)到 light_set_onoff()函數(shù)所在的地址來執(zhí)行該函數(shù)函數(shù)處在同一個(gè)進(jìn)程中。另一方面，light_set_onoff()本身可能還要過程才能真正完成實(shí)際工作。整個(gè)過程調(diào)用的執(zhí)行流程如圖 2-2 所

調(diào)用方給出的過程參數(shù)(也稱為過程的輸入)按照一定方式進(jìn)行打包，并交給端 RPC 運(yùn)行庫。RPC 運(yùn)行時(shí)庫在客戶端進(jìn)程和服務(wù)端進(jìn)程都會(huì)運(yùn)行一個(gè)實(shí)例戶端進(jìn)程中的 RPC 運(yùn)行時(shí)庫將打包好的過程調(diào)用輸入以一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)包式發(fā)送給處于服務(wù)端進(jìn)程中的 RPC 運(yùn)行時(shí)庫。之后客戶端進(jìn)程的 RPC 運(yùn)行將客戶端掛起，并等待服務(wù)器端 RPC 運(yùn)行時(shí)庫的返回?cái)?shù)據(jù)包。服務(wù)端進(jìn)程 RPC 運(yùn)行時(shí)庫收到數(shù)據(jù)包后將其交由服務(wù)器存根處理。服務(wù)器存根將數(shù)據(jù)后調(diào)用服務(wù)器端的過程來實(shí)現(xiàn)過程本身的功能。服務(wù)器端過程執(zhí)行完畢，服存根將過程的輸出和返回值再次打包，并交由服務(wù)器端 RPC 運(yùn)行時(shí)庫發(fā)還戶端 RPC 運(yùn)行時(shí)庫�？蛻舳� RPC 運(yùn)行時(shí)庫收到返回?cái)?shù)據(jù)包后恢復(fù)客戶端的，并把數(shù)據(jù)包交由客戶端存根解包，客戶端存根將結(jié)果返回至客戶端。至此次 RPC 調(diào)用完成，控制權(quán)交換客戶端調(diào)用方�？蛻舳舜娓瓿傻乃泄蛻舳吮旧硗该鳌Ｓ捎� RPC 調(diào)用和調(diào)用本地函數(shù)一樣的特性和語義，RPC 調(diào)用本身是一個(gè)調(diào)用。圖 2-4 顯示了 light_set_onoff()在一個(gè) RPC 調(diào)用過程中，控制權(quán)的轉(zhuǎn)程。

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本文編號(hào)：2785125