[发明专利]一种分区实时操作系统下DDS通信中间件的构建方法

说明书

本发明提出一种分区实时操作系统下DDS通信中间件的构建方法。该方法包括以下步骤：使用VxWorks653‑Linux GNU工具，编译适配DDS链接库；使用Wind River开发工作台，在VxWorks653系统项目中配置DDS支持环境；在VxWorks653系统分区中为DDS提供部分操作系统底层API支持；使用rtiddsgen工具生成代码，封装DDS应用API为初始化、发送、接收等函数。本发明可实现分区实时嵌入式操作系统通过数据分发服务与其它设备联网通信，为安全和任务关键系统的模块化设计及实现模块间松耦合通信提供技术基础。

技术领域

本发明涉及到分区实时嵌入式操作系统开发与数据分发服务部署，具体涉及分区实时操作系统下DDS通信中间件的构建方法。

背景技术

美国航空无线电通讯公司于1996年提出的ARINC653规范，规定了分区技术环境下的应用程序的执行(APplication EXecutive，APEX)接口标准，是目前主流开放式航电系统遵循的一种重要规范。VxWorks 653分区实时嵌入式操作系统是美国风河公司(WindRiver)遵循ARINC653规范所研发的产品，符合完整的综合模块化航电系统(IntegratedModular Avionics System，IMA)基础架构，其设计契合于航电系统采用开放式架构的需求。

VxWorks653系统以分区作为运行单元，实施轮转调度；并通过存储器管理单元(MMU)保证分区之间没有存储共享空间。从而实现了分区之间，以至部署于各个分区的应用和功能模块之间在时间和空间上的隔离。相比于VxWorks、Linux等常用实时嵌入式操作系统，VxWorks653系统在安全性，可扩展性，可移植性等方面具有显著优势，因此被广泛用作全球众多商用、航空、安全和任务关键、有人或无人飞机项目关键技术，其中包括波音787Dreamliner客机，F35战斗机等。

对象管理组织(OMG)于2004年提出的数据分发服务(Data DistributionService，DDS)框架作为通信中间件的一种，采取“数据中心式”的数据分发，按照发布/订阅机制运行。它凭借实时灵活可靠的特点，可以在保证分布式节点间的通讯质量前提下，满足航电系统模块化设计趋势下的模块间通信的松耦合性需求。其中，RTI-DDS是业界里面最先完全支持DDS规范的产品，由RTI(Real Time Innovation)公司开发。在具有各种严格要求的关键领域，RTI-DDS得到广泛应用。

VxWorks653系统在整体内存分配管理、系统API调用的权限管理以及运行时系统的健康管理等方面相对严格，系统开发时配置相对繁琐复杂。相比于VxWorks、Linux等常用实时嵌入式操作系统，VxWorks653系统在系统架构搭建、组件应用开发以及商业软件移植等方面，相关研究参考资料极其匮乏。另一方面，RTI-DDS在嵌入式环境中的部署及后续通信应用开发需要解决一系列技术问题，如编译同时适配于硬件平台和操作系统的DDS链接库、提供操作系统底层API支持、宏变量和支持环境配置等。特别地，对于VxWorks653系统，更是涉及到整体内存空间分配等难点。因此在VxWorks653系统分区中构建部署DDS通信中间件，处于研究空白。

但是如前所述，VxWorks653系统架构与DDS数据分发机制，二者在思想理念方面可以良好契合。二者的结合将为航电系统，以至各类安全和任务关键系统在开放式架构和模块化设计趋势下提供更广阔的发展前景。特别是在即将到来的全球物联网时代，VxWorks653系统良好的安全性与可移植性，以及DDS灵活可靠的数据分发特性，其组合将在联网通信的嵌入式终端市场中占据重要的一席之地。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种分区实时操作系统下DDS通信中间件的构建方法，来实现分区实时嵌入式操作系统中的数据分发服务功能。本发明具体使用VxWorks653 2.5分区实时嵌入式操作系统与RTI-DDS产品进行构建。

本发明提供了一种VxWorks653分区实时操作系统下DDS通信中间件的构建方法。该方法具体包括以下步骤，如附图1所示：