引言
對商家進行稅控監(jiān)督利國利民，但如何實施是需要認真考慮的。在我們現(xiàn)有的商業(yè)環(huán)境比如大型商場或超市中，收銀所用為 POS機，為配合國家的稅控要求，商場為每臺 POS機配備了嵌入式稅務(wù)控制器，此項技術(shù)，已由國家稅務(wù)部門及相關(guān)單位，在部分省市開始試點。
對于該技術(shù)架構(gòu)，有其不足之處：為每個終端（POS機）都配備一個嵌入式稅務(wù)控制器，對于商家是一筆不小的開銷，經(jīng)營成本的增加，意味著市場競爭的壓力增大，商家對此有疑慮是必然的。因此，研究在保證國家稅控安全基礎(chǔ)上的多對一嵌入式稅務(wù)控制器，盡最大可能減少商家此向方面的開支，無論對國家還是對商家，將是共贏，有著長遠的戰(zhàn)略意義。
1無線多對一嵌入式稅務(wù)控制器架構(gòu)
無線嵌入式稅務(wù)控制器是人們最容易想到的多對一架構(gòu)實現(xiàn)方式，其架構(gòu)如圖一所示，它包括三個模塊，一個模塊用于無線接收多個終端傳來的數(shù)據(jù)；一個模塊是稅控處理芯片，里面包括可信驗證及稅控流程處理程序，再一個模塊就是嵌入式設(shè)備模塊，也即常規(guī)的嵌入式硬件。
該種控制器與終端采用無線連接，結(jié)構(gòu)簡單，不足之處：一是無線網(wǎng)絡(luò)的速度較慢，運行效率較低；二是無線接入的穩(wěn)定性不是很好，難以保證數(shù)據(jù)不出現(xiàn)傳輸錯誤 ；

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2有線多對一嵌入式稅務(wù)控制器架構(gòu)
有線多對一嵌入式稅務(wù)控制器通過網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)與終端進行連接，以提高從終端到嵌入式稅務(wù)控制器的數(shù)據(jù)傳輸速度和準確性。同時，為減少稅務(wù)控制器的體積，我們可以把有線多對一嵌入式稅務(wù)控制器做成類似于網(wǎng)絡(luò)集線器的形式，每個端口接一個終端，形式如圖二所示。不妨我們稱圖二的有線多對一嵌入式稅務(wù)控制器為集線嵌入式稅務(wù)控制器，它的功能要比集線器復(fù)雜許多，它不僅接收數(shù)據(jù)包，還要運行有關(guān)稅務(wù)控制軟件程序來進行稅控流程處理。
有線多對一嵌入式控制器
 

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3多對一嵌入式稅務(wù)控制器的功能及數(shù)據(jù)處理流程
3.1 一般嵌入式稅務(wù)控制器的功能： 在大型超市或賣場，顧客在購買商品時，需到收銀臺交款，對于某個具體終端，顧客購買的商品被一筆筆地錄入到計算機中并通過線路傳給嵌入式稅務(wù)控制器，嵌入式稅務(wù)控制器在收到該顧客的全部所購商品數(shù)據(jù)后進行總金額計算、生成流水號、為該數(shù)據(jù)附加稅控碼、查詢稅控數(shù)據(jù)庫獲得相關(guān)稅種稅目、計算稅后總金額并將數(shù)據(jù)傳給收款機進行打印等。
3.2 多對一嵌入式稅務(wù)控制器的數(shù)據(jù)處理流程：

對于多對一嵌入式稅務(wù)控制器，由于它要同時處理多個終端的數(shù)據(jù)，因此，它必須輪循每個終端中每個顧客每筆商品的數(shù)據(jù)輸入。同時，為使某個終端一旦已將顧客所購商品全部錄入后，能盡快打印小票給顧客，我們在控制器中運行多線程程序以保證數(shù)據(jù)處理的時效性?？刂破鞴策\行4個線程：線程1：輪循接收每個終端（收款機）的數(shù)據(jù)，將每個收款機的每筆數(shù)據(jù)排隊到相應(yīng)隊列；線程2：將已完成數(shù)據(jù)錄入（收款）的隊列號登記到有關(guān)表中； 線程3：將已完成數(shù)據(jù)錄入（收款）的隊列進行計算；將計算結(jié)果寫入數(shù)據(jù)庫； 線程4、將已完成數(shù)據(jù)累加（求和）的顧客數(shù)據(jù)由嵌入式設(shè)備附加稅控碼及其它稅控數(shù)據(jù)后，返回對應(yīng)終端進行打印。
4 多對一嵌入式稅務(wù)控制器的實現(xiàn)方案
對于單處理器的多對一嵌入式稅務(wù)控制器而言，無論是有線連接還是無線連接，都存在嵌入式設(shè)備的處理能力有限這一瓶徑問題，當終端較多時，瓶徑矛盾會更加突出，甚至有可能出現(xiàn)控制器因“不堪重負”而“罷工”的局面。為此，我們提出了 3個解決該問題的辦法
4.1 通過增加單處理器嵌入式稅務(wù)控制器的數(shù)量實現(xiàn)“多對一”：     該辦法是通過減少終端與嵌入式稅務(wù)控制器的連接數(shù)量來實現(xiàn)商場稅控的“多對一”，比如商場有 20臺 POS機，我們就用 4-5個嵌入式稅務(wù)控制器而不是一個來連接這些終端。這樣，在收款機（終端）數(shù)量一定的情況下，單個嵌入式稅務(wù)控制器連接的終端數(shù)減少，從而降低了負載計算量。但這樣做存在兩個問題：一是沒有從根本上解決商家所關(guān)心的最大限度降低采購成本問題；二是由于嵌入式稅務(wù)控制器的增加，每月在為稅務(wù)局進行嵌入式稅務(wù)控制器上的數(shù)據(jù)匯總及常規(guī)維護等方面都增加了不少負擔；
4.2 利用并行計算分擔嵌入式稅務(wù)控制器上的任務(wù)載荷來實現(xiàn)“多對一”：

該辦法是通過將一部分單處理器嵌入式稅務(wù)控制器上的數(shù)據(jù)處理轉(zhuǎn)移到與之能進行并行計算的 PC機上，嵌入式稅務(wù)控制器與終端的連接數(shù)量會明顯增加，從而提高多對一的實際效益。其多對一數(shù)據(jù)處理架構(gòu)如圖三所示：

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此時，在該嵌入式稅務(wù)控制器上的處理流程變動如下： 線程1、2與前相同； 線程3、嵌入式稅務(wù)控制器執(zhí)行MPI_PROC_NULL（空進程），PC機作為 slave執(zhí)行嵌入式稅
務(wù)控制器的計算任務(wù)：對某個已完成數(shù)據(jù)輸入的隊列計算金額總和及將該結(jié)果寫入數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中； 線程4、嵌入式稅務(wù)控制器負責(zé)收集 PC機的計算結(jié)果信息，對 PC機的計算結(jié)果附加稅控碼，通知對應(yīng)終端打印帶有稅控碼的小票。 此辦法的優(yōu)點是架構(gòu)設(shè)計簡單，缺點是需對稅控軟件增加并行計算，編程及維護難度增加。[!--empirenews.page--]
4.3 使用雙處理器嵌入式稅務(wù)控制器實現(xiàn)“多對一”：
該方法不需在軟件設(shè)計上增加并行計算，原有的稅控軟件可直接移植到嵌入式稅務(wù)控制器中即可使用。該嵌入式稅務(wù)控制器采用雙處理器，共享內(nèi)存，其它如嵌入式的IO、網(wǎng)卡、稅控芯片及閃存 flash的連接與單處理器相同。此時控制器的算法依然采用多線程技術(shù)，只是由于現(xiàn)在增加了處理器的數(shù)量，線程的調(diào)度、運行效率將大大提高。
5 多對一嵌入式稅務(wù)控制器的硬件設(shè)計實現(xiàn)：
我們采用 FPGA技術(shù)進行多對一嵌入式稅務(wù)控制器設(shè)計。
FPGA（Field Programmable Gate Array，即現(xiàn)場可編程門陣列），可提供高性能的數(shù)據(jù)和控制處理功能，具有規(guī)模大、可重復(fù)編程、開發(fā)投資小等優(yōu)點，在現(xiàn)代電子產(chǎn)品中應(yīng)用得越來越廣。因此，利用 FPGA技術(shù)實現(xiàn)多對一嵌入式稅務(wù)控制器是較好的設(shè)計方案。
在本文，使用Xilinx 的 VirtexO-4 FX進行設(shè)計，VirtexO-4 FX內(nèi)建 PowerPC雙處理器，能對數(shù)據(jù)進行高速并行處理，效能提升很大。VirtexO-4 FX FPGA包含高性能的可編程架構(gòu)、嵌入式 PowerPC處理器和 3.125Gbps收發(fā)器，從而成為嵌入式稅務(wù)控制器的理想選擇。實現(xiàn)方案如圖四所示。
 

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6 結(jié)束語
采用多對一嵌入式稅務(wù)控制器是降低商家稅控系統(tǒng)采購成本，進而順利推進商業(yè)稅控自動化的非常重要的技術(shù)環(huán)節(jié)。在本文，分析了無線、有線兩種連接嵌入式稅務(wù)控制器的組成形式，提出了用并行架構(gòu)及雙處理器來實現(xiàn)多對一嵌入式稅務(wù)控制器的設(shè)計思想，提出了多對一嵌入式稅務(wù)控制器硬件實現(xiàn)的基本方法，即 FPGA方法。用并行架構(gòu)和采用集線嵌入式稅務(wù)控制器及多線程技術(shù)實現(xiàn)多對一是本文的創(chuàng)新點，它為更好地提高現(xiàn)有嵌入式稅務(wù)控制器的處理效率、減少商場采購壓力、和在現(xiàn)有條件下實現(xiàn)更先進的稅務(wù)控制等方面提供了更深層次的設(shè)計思路和解決辦法。