引言

隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展,大型的居民小區(qū)、密集的商業(yè)中心越來越多,城市規(guī)模不斷擴大,人口數(shù)量急劇增長。電力終端設(shè)備作為居民用戶電量采集的核心設(shè)備,其品質(zhì)尤為重要。其使用壽命達十年左右,會面臨增設(shè)需求與功能等,長期的代碼開發(fā)最終導(dǎo)致芯片內(nèi)存不夠,現(xiàn)有操作系統(tǒng)滿足不了要求,需要切換到LinuX系統(tǒng),以保證終端系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

如何快速地將代碼移植到LinuX系統(tǒng)?本文提出了一種基于LinuX系統(tǒng)的電力終端代碼移植方法。

1動態(tài)庫Libtml的工作原理

1.1框架視圖

動態(tài)庫主要包含任務(wù)、FTL模擬層、消息的相關(guān)操作等功能,具體功能如圖1所示。

1.2Libtml的作用

SP5老程序與SP6新程序在應(yīng)用程序上是一樣的,區(qū)別在于SP5運行在SX0S系統(tǒng),而SP6運行在LinuX系統(tǒng),如何做到快速移植程序?采用接口轉(zhuǎn)換的方法,將老程序的接口通過Libtml轉(zhuǎn)換到現(xiàn)有的LinuX系統(tǒng),保證程序可以正常運行,節(jié)約開發(fā)資源。新程序與老程序的區(qū)別如圖2所示。

使用Libtml動態(tài)庫,有如下優(yōu)勢:

(1）直接將應(yīng)用層代碼應(yīng)用到LinuX系統(tǒng):

(2）SX0S與LinuX對應(yīng)的接口不同,而Libtml動態(tài)庫能實現(xiàn)接口的轉(zhuǎn)接:

(3）有效提高了軟件的穩(wěn)定性:

(4）減少了代碼量,提高了代碼的復(fù)用率,便于后期維護。

2Libtml動態(tài)庫的主要功能

2.1守護任務(wù)模塊

2.1.1守護任務(wù)機制

守護任務(wù)用于通過周期性地調(diào)用9SP喂狗函數(shù)保障整個系統(tǒng)的可靠運行,另外守護任務(wù)監(jiān)控系統(tǒng)中所有任務(wù)是否正常運行,如果某個任務(wù)運行過程中發(fā)生堵塞、死鎖或其他異常,守護任務(wù)將正確做出判斷并停止調(diào)用硬件喂狗函數(shù),觸發(fā)系統(tǒng)硬件復(fù)位。

所有被監(jiān)控任務(wù)在運行前需要向守護任務(wù)進行注冊,并在運行的循環(huán)中向守護任務(wù)進行簽名,這就要求被監(jiān)控的任務(wù)不能運行在堵塞狀態(tài)。守護任務(wù)周期性地調(diào)用9SP喂狗函數(shù),當檢測到某個被監(jiān)控任務(wù)在一定周期內(nèi)沒有進行登記,則顯示和記錄異常信息,并停止喂狗函數(shù)的運行,等到外部硬件狗復(fù)位整個系統(tǒng)。守護任務(wù)在停止硬件喂狗前,將等待所有注冊任務(wù)安全退出,以保障系統(tǒng)的安全性。

2.1.2喂狗計數(shù)器

SP5的軟喂狗時間為300B,但SP6的軟喂狗時間為30B(經(jīng)驗值）,硬喂狗時間為60B(經(jīng)驗值）。在操作系統(tǒng)程序(包括9SStlSoadr）和應(yīng)用程序中插入喂狗程序,這些喂狗程序運行時間間隔小于看門狗的時間間隔。這樣做可以保證:如果系統(tǒng)正常工作,系統(tǒng)可以在小于看門狗的時間間隔內(nèi)不斷進行喂狗動作,硬件看門狗的計數(shù)器不斷賦初值,不產(chǎn)生復(fù)位信號:如果系統(tǒng)非正常工作,喂狗動作失效,硬件看門狗的計數(shù)器在60B后溢出,對CPU產(chǎn)生復(fù)位信號使系統(tǒng)重啟。軟喂狗操作類似。

2.2FTL模擬層

FTL(FloBhTronBlotiSnLoydr）是nSrfloBh的轉(zhuǎn)換層,NTFL(NonaFloBhTronBlotiSnLoydr）是NonaFloBh的轉(zhuǎn)換層。

FloBh是一種介質(zhì),寫入前要先擦除,但FloBh是有壽命的,它不能無限次執(zhí)行擦除操作。FTL和NFTL是文件系統(tǒng)和mta之間一個轉(zhuǎn)換層,它提供的寫入均衡算法,能均衡管理每個扇區(qū)的寫入和擦除次數(shù),大大增加了FloBh的使用壽命。它的特點有:

(l）體積小,性能強:

(2）壞塊管理程序:

(3）垃圾回收功能:

(4）寫入均衡算法:

(5）斷電恢復(fù)功能。

ftl.c是FTL的代碼源文件,nftl.c是NFTL的代碼源文件。在Libtml動態(tài)庫主要介紹ftl.c。

ftl.c包含本程序所涉及的API函數(shù)實現(xiàn),主要分配了1M的ABS區(qū)8M的FTL區(qū),SP5存在1+8的9M空間,現(xiàn)在SP6為了將SP5的程序移植過來,也模擬了一個9M的空間,用來兼容SP5的程序,/media/data/flaSh.bin有256M的文件,其中的某段9M文件放在ABS和FTL中,TML主要是負責(zé)yaffS2文件系統(tǒng)與物理地址之間的轉(zhuǎn)換工作。ABS區(qū)一般存放備份數(shù)據(jù)不用改變的數(shù)據(jù),而FTL負責(zé)將邏輯區(qū)塊地址轉(zhuǎn)換到物理區(qū)塊地址。

FTL模擬層主要功能如圖3所示。

2.3消息的相關(guān)操作

消息接口主要包含:消息隊列的創(chuàng)建mSg0Create）、刪除mSg0Delete）發(fā)送mSg0Send）接收mSg0Receive）及排隊發(fā)送的消息數(shù)量mSg0NumMSgS）。消息隊列的創(chuàng)建和刪除主

要是對nОtemotpnОtfullmuteX三個信號量進行創(chuàng)建或刪除的操作。下面對消息的發(fā)送和接收進行介紹。

2.3.1mSg0Send:消息發(fā)送

功能:將一條消息發(fā)送到隊列。整體流程如圖4所示。

①初始化消息結(jié)構(gòu)體:

②判斷這條消息是否為空,若為空則結(jié)束,反之繼續(xù):

③判斷消息長度是否合法,合法則繼續(xù),反之執(zhí)行步驟⑤:

④先釋放muteX,然后獲取nОtemotp,最后獲取muteX:

⑤等待發(fā)送的消息量減1,將消息發(fā)到消息隊列:

⑥判斷消息隊列中的firSt、laSt,并釋放nОtemotp、muteX信號量:

⑦結(jié)束。

2.3.2mSg0Receive消息接收

功能:接收一條消息存儲到隊列。整體流程如圖5所示。

①初始化消息結(jié)構(gòu)體:

②判斷消息結(jié)構(gòu)體是否為空,為空則結(jié)束,反之繼續(xù):

③等待互斥信號量muteX:

④判斷mbОX一firSt與mbОX一laSt是否相等,相等則繼續(xù),不等則執(zhí)行步驟⑥:

⑤先釋放muteX,然后獲取nОtemotp,最后獲取muteX:

⑥當接收消息的指針不為空時,將消息添加到隊列:

⑦先釋放nОtfull信號量,再釋放muteX互斥信號量:

⑧結(jié)束。

3驗證機制

程序移植后,終端程序可以正常運行,公司內(nèi)部展開測試,并在江西、重慶等市場展開聯(lián)調(diào),均合格,在穩(wěn)定性和可靠性等方面取得良好的結(jié)果。

4結(jié)語

總之,基于LinuX系統(tǒng)的電力終端代碼移植方法,實現(xiàn)了程序的快速移植,保證了終端系統(tǒng)的穩(wěn)定性可靠性,并為未來新的需求開發(fā)提供了保障。