VxWorks 环境下IP-CATV 网关驱动程序的设计与实现

中文摘要:

  介绍了一种新型的IP-CATV 网关系统模型,给出其基本设计思想,并详细说明在VxWorks 实时嵌入式操作系统下如何开发和设计IP-CATV 网关驱动程序。

英文摘要：

  This article int roduces a new type of IP-CATV gateway model , present s the basic design idea , and gives the detailed implementation of the IP-CATV gateway driver under VxWorks.

1 　引言
     有线电视(CATV) 网络是一种覆盖范围广、普及 率高的网络资源,与同样具有广泛普及率的电话网相 比,它还具备高带宽的特点。如果我们能够利用 CATV 网络来传输IP 数据,不仅节省了建设高带宽 IP 网络的费用,而且还实现了高带宽的IP 服务质量 (QoS) 。因此,我们提出了一种基于VxWorks 实时操 作系统,在HFC 上传输IP 数据的方案,即所谓的IP-CATV 或CATV-IP 接入网关系统方案。本文将主 要讨论该系统中驱动程序的编写。
2 　VxWorks 驱动程序的实现
    
2. 1 　BSP 与VxWorks
     BSP(板级支持包) 是介于底层硬件和上层软件之 间的底层软件开发包,其作用类似于DOS 的BIOS。 它的主要功能为屏蔽硬件、提供操作系统的驱动及硬 件驱动。BSP 与VxWorks 的关系如图1 所示。 　BSP 中包括源代码、头文件、MAKE 文件、派生文 件以及二进制驱动程序模块。在VxWorks 中,硬件驱 动程序被分为两类,即通用性和BSP 专用性。通用的 驱动程序管理可以在不同的目标环境之间移动的设 备;而BSP 驱动程序管理专用于在某种目标环境之间 移动的设备。在开发BSP 时,不仅要对BSP 专用的驱 动程序提供完全支持,还需要将通用的设备驱动程序 集成在一起。因此,在编写设备驱动程序时,可以根据 具体情况将其放在BSP 中合适的位置。
3 　IP-CATV网关的结构
     IP-CATV网关主要完成IP 数据通过CATV 网 络进行下行广播的功能,分为发送卡和接收卡两部分。 发送卡主要实现把IP 网络中不定长、突发的数据变为 CATV 网络可以传输的定长、恒定速率的TS 码流。 接收卡的功能则刚好相反,它将TS 码流变为IP 数 据。从另一个角度讲,发送卡相当于服务器所处的IP 网络接入到CATV 网络的网关,接收卡相当于CATV 网络接入客户端所处的IP 网络的网关。 发送端从局端以太网接收IP 数据,并把IP 数据 转换成TS 码流,然后把TS 码流发送给QAM 调制 器。QAM 调制器根据局端所分配的带宽和中心频率 对TS 码流进行调制,调制后的数据被送入CATV 网 络传输。接收卡从QAM 解调器接收经CATV 网络传 输并由QAM 解调器解调输出的TS 码流,并将其重新 组装成IP 数据送入用户端以太网传输。系统网络模 型图见图3 所示。
5 　结束语
     本文主要从提高网络利用率的实际要求入手,介 绍了一种新型的IP-CATV 网关系统模型,并详细说 明了在VxWorks 实时嵌入式操作系统下如何开发和 设计IP-CATV 网关的驱动程序。此程序目前正在 试用,性能良好,并通过验证。