導言：作為寫作愛好者，不可錯過為您精心挑選的10篇同步技術論文，它們將為您的寫作提供全新的視角，我們衷心期待您的閱讀，并希望這些內容能為您提供靈感和參考。

篇1

網絡同步和時鐘產生是高速傳輸系統設計的重要方面。為了通過降低發射和接收錯誤來提高網絡效率，必須使系統的各個階段都要使用的時鐘的質量保持特定的等級。網絡標準定義同步網絡的體系結構及其在標準接口上的預期性能，以保證傳輸質量和傳輸設備的無縫集成。有大量的同步問題，系統設計人員在建立系統體系結構時必須十分清楚。本文論述了時鐘惡化的各種來源，如抖動和漂移。本文還討論了傳輸系統中時鐘惡化的原因和影響，并分析了標準要求，提出了各種實現技巧。

基本概念：抖動和漂移

抖動的一般定義可以是“一個事件對其理想出現的短暫偏離”。在數字傳輸系統中，抖動被定義為數字信號的重要時刻在時間上偏離其理想位置的短暫變動。重要時刻可以是一個周期為T1的位流的最佳采樣時刻。雖然希望各個位在T的整數倍位置出現，但實際上會有所不同。這種脈沖位置調制被認為是一種抖動。這也被稱為數字信號的相位噪聲。在下圖中，實際信號邊沿在理想信號邊沿附近作周期性移動，演示了周期性抖動的概念。

圖1.抖動示意

抖動，不同于相位噪聲，它以單位間隔(UI)為單位來表示。一個單位間隔相當于一個信號周期(T)，等于360度。假設事件為E，第n次出現表示為tE[n]。則瞬時抖動可以表示為：

一組包括N個抖動測量的峰到峰抖動值使用最小和最大瞬時抖動測量計算如下：

漂移是低頻抖動。兩者之間的典型劃分點為10Hz。抖動和漂移所導致的影響會顯現在傳輸系統的不同但特定的區域。

抖動類型

根據產生原因，抖動可分成兩種主要類型：隨機抖動和確定性抖動。隨機抖動，正如其名，是不可預測的，由隨機的噪聲影響如熱噪聲等引起。隨機抖動通常發生在數字信號的邊沿轉換期間，造成隨機的區間交叉。毫無疑問，隨機抖動具有高斯概率密度函數(PDF)，由其均值(μ)和均方根值(rms)(σ)決定。由于高斯函數的尾在均值的兩側無限延伸，瞬時抖動和峰到峰抖動可以是無限值。因此隨機抖動通常采用其均方根值來表示和測量。

圖2.以高斯概率密度函數表示的隨機抖動

對抖動余量來講，峰到峰抖動比均方根抖動更為有用，因此需要把隨機抖動的均方根值轉換成峰到峰值。為將均方根抖動轉換成峰到峰抖動，定義了隨機抖動高斯函數的任意極限(arbitrarylimit)。誤碼率(BER)是這種轉換中的一個有用參數，其假設高斯函數中的瞬時抖動一旦落在其強制極限之外即出現誤碼。通過下面兩個公式，就可以得到均方根抖動到峰到峰抖動的換算。3

由公式可得到下表，表中峰到峰抖動對應不同的BER值。

確定性抖動是有界的，因此可以預測，且具有確定的幅度極限。考慮集成電路(IC)系統，有大量的工藝、器件和系統級因素將會影響確定性抖動。占空比失真(DCD)和脈沖寬度失真(PWD)會造成數字信號的失真，使過零區間偏離理想位置，向上或向下移動。這些失真通常是由信號的上升沿和下降沿之間時序不同而造成。如果非平衡系統中存在地電位漂移、差分輸入之間存在電壓偏移、信號的上升和下降時間出現變化等，也可能造成這種失真。

圖3，總抖動的雙模表示

數據相關抖動(DDJ)和符號間干擾(ISI)致使信號具有不同的過零區間電平，導致每種唯一的位型出現不同的信號轉換。這也稱為模式相關抖動(PDJ)。信號路徑的低頻截止點和高頻帶寬將影響DDJ。當信號路徑的帶寬可與信號的帶寬進行比較時，位就會延伸到相鄰位時間內，造成符號間干擾(ISI)。低頻截止點會使低頻器件的信號出現失真，而系統的高頻帶寬限制將使高頻器件性能下降。7

正弦抖動以正弦模式調制信號邊沿。這可能是由于供給整個系統的電源或者甚至系統中的其他振蕩造成。接地反彈和其他電源變動也可能造成正弦抖動。正弦抖動廣泛用于抖動環境的測試和仿真。不相關抖動可能由電源噪聲或串擾和其他電磁干擾造成。

考慮抖動對數字信號的影響時，需要將整個確定性抖動和隨機抖動考慮在內。確定性抖動和隨機抖動的總計結果將產生另外一種概率分布4：雙模響應，其中部表示確定性抖動，尾部為高斯響應，表示隨機抖動分量。

抖動測量—TIE、MITE和TEDV

時間間隔誤差(TIE)是通過對實際時鐘間隔的測量和對理想參考時鐘同一間隔的測量得到的。在給定時間t，以一個稱為觀測間隔的時間間隔產生時間T(t)的時鐘，其相對于時鐘Tref(t)的TIE可通過下面公式表示。（x(t)稱為誤差函數。）

TIE表示信號中的高頻相位噪聲，提供了實際時鐘的每個周期偏離理想情況的直接信息。TIE用于計算大量統計派生函數如MTIE、TDEV等。

最大時間間隔誤差(MTIE)定義為，在一個觀測時間(t=nt0)內，一個給定時鐘信號相對于一個理想時鐘信號的最大峰到峰延遲變化，其中該長度的所有觀測時間均在測量周期(T)之內。使用下面公式進行估計：

MTIE是針對時間的緩變或漂移而定義的。當需要分析時鐘的長期特性時，就需要對MTIE進行測量。MTIE值是對一個時鐘信號的長期穩定性的一種衡量。

圖4.TIE的圖形表示

TDEV是另外一個統計參數，作為集成時間的函數對一個信號的預期時間變化的測量。DEV也能提供有關信號相位（時間）噪聲頻譜分量的信息。TIE圖中每個點的標準偏差是對一個觀測間隔計算的，該觀測間隔滑過整個測量時間。該值在整個上述測量時間內進行平均以得到該特定間隔的TDEV值。增大觀測間隔，重復測量過程。TDEV是對短期穩定性的一種衡量，在評估時鐘振蕩器性能時有用。TDEV屬于時間單位。

高速傳輸系統中抖動和漂移的原因

最常用的一種時鐘體系結構是，在備板上運行一個低頻時鐘，在每個傳輸卡上產生同步的高頻時鐘。低頻時鐘在集成電路內或通過分立PLL實現進行倍頻以產生高頻時鐘。通過典型的PLL倍頻，倍頻后時鐘上的相位噪聲增大為原來時鐘相位噪聲的20*log(N)次方，其中N為倍頻系數。此外，PLL參考時鐘輸入上的抖動將延長鎖定時間，且當輸入抖動過大時高速PLL甚至無法實現鎖定。在備板上采用一種更高速的差分時鐘將比采用低速單端時鐘具有更好的抖動性能。

由于VCO對輸入電壓變化較為敏感，因此電源噪聲是增大時鐘抖動的一個主要因素。輸出時鐘抖動幅度與電源噪聲幅度、VCO增益成正比，與噪聲頻率成反比。因導線電阻形成的電阻下降和因導線電感形成的電感噪聲而造成的電源或接地反彈，會對上述輸出時鐘抖動產生相似的影響。在系統板上對電源進行充分過濾，靠近集成電路電源引腳提供去耦電容，可以確保PLL獲得更高的抖動性能。

在系統板內，時鐘和數據相互獨立，發射和接收端在啟動、保持和延遲時間方面的變化對高速率非常關鍵。因數據和時鐘路徑中存在不同有源元件而使數據和時鐘路徑之間出現傳播延遲差異，時鐘路徑之間的接線延遲差異，數據位之間的接線延遲差異，數據和時鐘路徑之間不同的負載情況，分組長度差異等等，均可能造成上述變化。在規劃系統抖動余量時，必須將不同信號路徑的變化考慮在內。

當在一段距離上進行傳輸時，在發射機和接收機中的很多點上存在抖動累積。在發射機物理層實現中，DAC非線性或激光非線性等非線性特性會加重信號失真。在傳輸介質和接收機中，除了外部亂真源（大多在銅導線中）之外，因不同頻率和調制效應而導致的光纖失真、因接收機實現（主要與帶寬有關）和時鐘提取電路實現而導致的信號相關相位偏離，會加重信號流的抖動。

圖5.來自TIE圖的MTIE偏差

具體到SDH（同步數字系列）傳輸，有大量的系統級事件會導致抖動。在將PDH（準同步數字系列）支路映射為SDH幀并通過SDHNE（網絡組件）進行傳輸的典型傳輸系統中，在PDH支路于SDH的終端多路分配器解映射之前，將在每個中間節點處出現VC（虛擬容器）的重新同步。有間隙的時鐘用于將各個支路映射到STM-N幀和從STM-N幀解映射，發出與開銷、固定填充和調整位相應的脈沖，因而造成映射抖動。采用調整機會位補償PDF支路中頻率偏移的方法會造成等待時間抖動。還有指針調整機制，用于對來自初始NE的輸入VC與本地產生的輸出STM-N幀之間的相位波動進行補償。根據頻率偏離，VC在STM-N幀中前后移動。這將使VC提取點看到位流中的突然變化，導致稱為指針抖動的類型抖動。所有上述系統級抖動都將加重總的確定性抖動。

盡管所有上述因素都會加重從源到目的地之間信號傳播的抖動，標準要求仍然規定在傳輸點需具有比理論值更低的抖動數值。這樣，考慮到時鐘倍頻、電源變化、電-光-電轉換、發射和接收影響以及其他致使實際信號惡化的失真信號的影響，在源處驅動信號的時鐘將具有一個相對很低的抖動數值。

抖動對收發器的影響

理想情況下，數字信號是在兩個相鄰電平轉換點的中點進行采樣的。抖動之所以會造成誤碼，是由于相對于理想中點，它改變了信號的邊沿轉換點。誤碼可能由于信號流邊沿變化太晚（在時間上比理想中點晚0.5UI（單位間隔相當于信號的一個周期））或太早（在時間上比理想中點早0.5UI）所致。當時鐘采樣邊沿在信號流的任何一側錯過0.5UI時，將出現50%的誤碼概率，假設平均轉換密度為0.5。7如果分別知道確定性抖動和隨機抖動，可通過上述兩個數字和將峰到峰抖動值與均方根抖動值聯系在一起的表，來估計誤碼率。校準抖動，定義為數字信號的最佳采樣時刻與從其提取出來的采樣時鐘之間的短期變化，可以造成上述誤碼。對于商業應用，源時鐘和源發射接口抖動規范將遠遠低于1UI。

發射接口抖動規范通常與接收端的輸入抖動容限相匹配。對于抖動測量回路濾波器截止頻率，尤其如此。例如，在SDH系統中，有兩種抖動測量帶寬，分別規定：一個用于寬帶測量濾波器（f1到f4），一個用于高頻帶測量濾波器（f3到f4）。數值f1指可在線路系統的PLL中使用的輸出時鐘信號的最窄時鐘截止頻率。低于此帶寬的頻率的抖動將通過系統，而較高頻率的抖動則被部分吸收。數值f3表示輸入時鐘捕獲電路的帶寬。高于此頻率的抖動將導致校準抖動。校準抖動造成光功率損失，需要額外光功率以防各種惡化。因此限制發射機端高頻帶頻譜的抖動十分重要。

漂移對收發器的影響

市場上銷售的大多數電信接收機都使用了一個緩沖器，以適應線路信號中存在的隨機波動。下面框圖6詳細表示出這一概念。恢復時鐘將數據送入富有彈性的緩沖器，而系統時鐘則將數據送出到設備的核心部位。

在準同步傳輸系統中，發射機和接收機工作在相互獨立而又極為接近的頻率上，fL和Fs分別表示發射機和接收機的頻率。當兩者之間存在相位或頻率差異時，彈性存儲會將其消除，否則緩沖器將出現欠載或溢出（取決于差異的幅度和彈性緩沖器的大小），造成一次可控的幀滑動（基本速率傳輸）或一次位調整（高階異步多路復用器）。

在準同步應用中，根據可接受的緩沖滑動對頻率變化和緩沖器深度進行了標準化。最初的網絡主要用于語音傳輸，在一定的頻率門限之下不會造成語音質量下降。ITU-T規范規定該變化為+/-50ppm。但是隨著網絡開始傳送壓縮語音、傳真格式的數據、視頻以及其他種類的媒體應用，對于差錯和重傳以及剛剛興起的同步網絡，滑動使效率嚴重下降。

在同步傳輸系統中，系統時鐘通常同步到用于接收更高時鐘等級信號的接口的恢復時鐘上。恢復時鐘和系統時鐘之間相位和頻率的瞬時和累積差異將被彈性緩沖器吸收，否則將導致彈性存儲器溢出/欠載（取決于緩沖器大小和變化的幅度），造成指針調整而延遲或提前幀傳輸、幀滑動或系統中某處出現位調整。

在同步系統中，所有網絡組件工作在同一平均頻率，可以通過指針機制消除幀惡化。這些指針機制將提前或延遲有效載荷在傳輸幀中的位置，從而調整接收和系統時鐘中存在的頻率和相位變化。SDH收發器中的緩沖器比PDH收發器中的要小，而且對于SDH系統中可能導致的指針移動等不規則性有限制。因此，與PDH系統相比，同步系統的要求更為嚴格。由于網絡發展的歷史和不同網絡之間的互操作連接，在某些階段或其他階段，這些同步網絡會通過準同步網絡來連接。因此PDH網絡的時鐘體系結構也要考慮在內。

MTIE提供了時鐘相對于已知理想參考時鐘的峰值時間變化。在同步傳輸和交換設備的彈性緩沖器的設計中將用到MTIE值。在彈性存儲中，緩沖器填充水平與輸入數字信號和本地系統時鐘之間的TIE成正比。確保時鐘符合有關MTIE的時鐘規范，將保證不會超過一定的緩沖器門限。因此，在緩沖器設計中，其大小取決于MTIE的規定極限。

圖6，典型傳輸系統的接收機接口

系統時鐘輸出相位擾動對收發器的影響

一個時鐘的輸出相位變化可以通過分析其MTIE信息獲得。漂移產生（在自由振蕩模式和同步模式中）主要指系統中所用時鐘振蕩器的長期穩定性，在自由振蕩模式中系統的穩定性僅受振蕩器的穩定性影響。除了漂移產生之外，輸出時鐘相位還受到大量系統不規則特性的影響。

特別是對一個系統同步器而言，將參考源從一個不良或惡化參考時鐘轉換到一個正常參考時鐘可能會導致輸出相位擾動。傳輸用高速PLL中使用的傳統VCO（壓控振蕩器）在改變參考時鐘時采用了切換電容器組的方法。這種切換轉換會對輸出時鐘造成暫時的相位偏移。采用超低抖動時鐘倍頻器電路可以解決這個問題。

高性能網絡時鐘在系統的所有參考時鐘都失去時采用一種稱為“保持”的機制。這是通過記憶存儲技術產生系統最后一個已知良好參考時鐘來實現的。進入和退出保持模式可能會對輸出造成相位擾動。當處于保持模式中時，由于準確頻率的再生不夠精確，因此會繼續產生輸出相位誤差。集成電路技術的進步已使保持精度達到了0.01ppb。輸入參考時鐘惡化和對系統的維護測試（不會導致參考時鐘切換）過少，也會造成輸出相位擾動。

系統輸出擾動是有限的，取決于系統在較低層次可以接受的輸入容限。例如，符合G.813選項1的時鐘，其相位擾動中所允許的相位斜率和最大相位誤差被限制為1μS，最大相位斜率為7.5ppm，兩個120ns相位誤差段，其余部分的相位斜率為0.05ppm。這些數字對應于G.825標準規定的輸入抖動容限，該標準描述了在SDH網絡內對抖動和漂移的控制。

篇2

USB（UniversalSerialBus）總線是INTEL、NEC、MICROSOFT、IBM等公司聯合提出的一種新的串行總線接口規范。為了適應高速傳輸的需要，2000年4月，這些公司在原1．1協議的基礎上制訂了USB2．0傳輸協議，已超過了目前IEEE1394接口400Mbps的傳輸速度，達到了480Mbps。USB總線使用簡單，支持即插即用PnP（PlugAndPlay），一臺主機可串連127個USB設備。設備與主機之間通過輕便、柔性好的USB線纜連接，最長可達5m，使設備具有移動性，可自由掛接在具有USB接口的運行在Windows98／NT平臺的PC機上。USB總線已被越來越多的標準外設和用戶自定義外設所使用，如鼠標、鍵盤、掃描儀、音箱等。

筆者結合設備檢測中數據采集的實際需要，設計了該高速同步數據采集系統。該系統最多可四路同步采樣，單通道采樣速度可達620ksps，四通道同時采樣速度可達180ksps。USB接口控制芯片采用Cypress公司FX2系列中的CY7C68013，通過對其可編程接口控制邏輯的合理設計和芯片內部FIFO的有效運用，實現了數據的高速連續采樣和傳輸。

1基本原理

該采集系統總體框架分三部分：主機（能支持USB2．0協議的PC機）、內部包含CPU及高速緩存的USB接口控制芯片（CY7C68013）和高速同步采樣芯片（MAX115），如圖1所示。其數據傳輸分兩部分：控制信號傳輸和采集數據傳輸。控制信號方向為由主機到外設，由外設CPU控制，數據量較小；采集到的數據由外設到主機，數據量較大。為了保證較高的傳輸速度，不經過CPU。系統基本操作過程為：主機給外設一個采樣控制信號，FX2根據該信號向A／D轉換器送出相應控制信號，即采樣模式控制字；之后由A／D轉換器自主控制轉換，并將各通道采樣數據存入其片內緩存。一旦轉換完成，由A／D的完成位向FX2的可編程控制接口發讀采樣結果信號；然后由可編程接口的控制邏輯依次將各通道采樣結果從A／D的緩存讀入FX2的內部FIFO。當FIFO容量達到指定程度后，自動將數據打包傳送給USB總線。期間所有操作不需要CPU的干預。采樣過程中接口控制邏輯依次取走批量數據，在打包傳送時A／D仍持續轉換，內部FIFO也持續寫入轉換結果。只要內部FIFO寫指針和讀指針位置相差達到指定的值就立即取走數據。從而保證了同步連續高速采集的可靠性。

2硬件部分

2．1芯片介紹

CY7C68013屬于Cypress公司的FX2系列產品，它提供了對USB2．0的完整解決方案。該芯片包括帶8KB片內RAM的高速CPU、16位并行地址總線＋8位數據總線、I2C總線、4KBFIFO存儲器以及通用可編程接口（GPIF）、串行接口引擎（SIE）和USB2．0收發器。在代碼的編寫上，與8051系列單片機兼容，且速度是標準8051的3～5倍。

CY7C68013與外設有兩種接口方式：可編程接口GPIF和SlaveFIFOs。

可編程接口GPIF是主機方式，可以由軟件設置讀寫控制波形，靈活性很大，幾乎可以對任何8／16bit接口的控制器、存儲器和總線進行數據的主動讀寫，使用非常靈活。SlaveFIFOs方式是從機方式，外部控制器可象對普通FIFO一樣對FX2的多層緩沖FIFO進行讀寫。FX2的SlaveFIFOs工作方式可設為同步或異步；工作時鐘為內部產生或外部輸入可選；其它控制信號也可靈活地設置為高有效或低有效。筆者在設計中采用主機方式。

MAX115是美信公司的高速多通道同步采樣芯片。含有兩組4路同步通道，共8個輸入端。采樣精度為12位，采樣模式由采樣控制字決定，可靈活地在兩組中的1～4個通道間選擇。采樣時，各通道轉換結果先存入其內部相對應的4個12bit存儲單元，各通道都轉換完后再一起取走。

2．2電路原理及設計

考慮CY7C68013與MAX115接口時，采樣模式不同，控制波形有所差別，筆者選擇主機方式即可編程控制接口（GPIF）。

GPIF是FX2端點FIFO的內部控制器。在這種方式下，接口內核可產生6個控制輸出端（CTL0～CTL5）和9根線的地址（GADR[8:0])輸出，同時可以接收6個外部輸入(RDY0～RDY5)和2個內部輸入。FX2有4個波形描述符控制各個狀態。這些波形描述符可以動態地配置給任何一個端點FIFO。例如，一個波形描述符可以配置為寫FIFO，而另一個配置為讀FIFO。FX2的固件程序可以把這些描述符配置給四個FIFO中的任意一個，配置后，GPIF將依據波形描述符產生相應的控制邏輯和握手信號給外界接口，滿足向FIFO讀寫數據的需要。GPIF的數據總線既可以是單字節寬（8位FD[7:0]）也可以是雙字節寬（16位FD[15:0]）。每個波形描述符包含了S0～S6七個有效狀態和一個空閑狀態。在每個有效狀態對應的時間段里，經過預先設置，GPIF可以做以下幾件事情：（1）驅動（使為高或低）或懸浮6個輸出控制端；（2）采樣或驅動FIFO的數據總線；（3）增加GPIF地址總線的值；（4）增加指向當前FIFO指針的值；（5）啟動GPFIWF(波形描述符)中斷。除此之外，在每個狀態，GPIF可以對以下幾個信號中任意兩個進行采樣，它們是：（1）RDYX輸入端；（2）FIFO狀態標志位；（3）內部RDY標志位；（4）傳輸計數中止標志位。把其中兩個信號相與、相或或者相異或，根據結果跳轉到其它任意一個狀態或延遲1～256個IFCLK時鐘周期。當然也可以根據輸入端的信號進行跳轉或延遲。GPIF波形描述符通常用Cepress公司的GPIF工具(GPIFTOOL)進行配置。它是一個可運行于Windows平臺的應用程序，與FX2的開發包一起。

在這種方式下，所有的讀寫及控制邏輯通過CY7C68013的GPIF以軟件編程的方式實現，且控制邏輯的變換方便靈活（只需要改變接口的一個配置寄存器的值）。電路連接如圖2所示。

本數據采集系統只用到了兩個輸出控制CTL0、CTL1和一個外部輸入RDY0，它們分別接MAX115的CONVST＃、WR＃和INT＃。數據總線用雙字節，其中FD0～FD11接MAX115的數據輸入端D0～D11，FD12和FD13接控制字輸入端的A2和A3，FD0和FD1復用做控制字輸入端的A0和A1。MAX115的采樣基準時鐘由FX2的輸出時鐘經三分頻得到，為16MHz。對應四種數據傳輸方式（八種不同的采樣模式），GPIF的控制及握手信號波形有所不同。四通道同步采樣的時序圖如圖3所示。

在第一個判決點，若采樣數據已準備就緒，MAX115傳給GPIF一個負脈沖信號RDY0；根據此信號，波形按順序轉入2、3、4、5狀態，使指向內部FIFO的指針在每個時鐘上升沿加1，依次讀取四個數據，取完數據后利用CTL0的上升沿啟動下一次采樣。若在狀態1時沒有出現負脈沖，則直接跳轉到狀態6，之后重復執行此波形描述符。

三通道同步采樣時，讀取數據的狀態只需要持續三次。其它采樣模式控制波形的設計依此類推。

2．3固件程序設計

固件程序是指運行在設備CPU中的程序。只有在該程序運行時，外設才能稱之為具有給定功能的外部設備。固件程序負責初始化各硬件單元，重新配置設備及A／D采樣控制。固件代碼的存儲位置有三種：第一種是存在主機中，設備加電后由驅動程序把固件下載到片內RAM后執行，即“重新枚舉”；第二種方法是把固件代碼固化到一片EEPROM中，外設加電后由FX2通過I2C總線下載到片內RAM后自動執行；最后一種方法是把程序固化到一片ROM中，使之充當外部程序存儲器，連在FX2三總線上。筆者選用第一種方式，這種方式便于系統的調試和升級。固件程序框圖如圖4所示。

3用戶程序和驅動程序

3．1驅動程序的編寫

該系統需要兩個驅動程序，即通用驅動和下載固件的驅動。通用驅動完成與外設和用戶程序的通信及控制；而下載固件的驅動則只負責在外設連接USB總線后把特定的固件程序下載到FX2的RAM中，使FX2的CPU重啟，模擬斷開與USB總線的連接，完成對外設的重新設置。主機根據新的設置安裝通用驅動程序，重新枚舉外設為一個新的USB設備。

通用驅動程序一般不需要重新編寫，用Cypress公司已經編好的驅動ezusb．sys；而下載固件的驅動則必須定做，其詳細操作過程見參考文獻[2]。

3．2用戶程序的編寫

用戶程序是系統與用戶的接口，它通過通用驅動程序完成對外設的控制和通信。在編寫用戶程序時，首先要建立與外設的連接，然后才能實施數據的傳輸。啟動采樣后，為了保證不丟失數據，用戶程序應該建立一個新的工作線程專門獲取外設傳來的數據。程序中主要用到兩個API函數：CreateFile（）和DeviceIoControl()。CreateFile（）取得設備句柄后，DeviceIoControl()根據該句柄完成數據傳輸。程序代碼簡要如下：

hDevice＝CreateFile(″＼＼＼＼．＼＼EZUSB－0″)

GENERIC＿READ｜GENERIC＿WRITE,

FILE＿SHARE＿WRITE,

NULL,

OPEN＿EXISTING,

FILE＿ATTRIBUTE＿NORMAL,

NULL);

If(hDevice＝＝INVALID＿HANDLE＿VALUE)

{

Application－＞MessageBoxA(“無法創建設備，請確認設備是否連上！”,NULL,IDOK);

}

else

{

DeviceIoControl(

hDevice,

IOCTL＿EZUSB＿BULK＿WRITE,

＆blkctl,

sizeof(BULK＿TRANSFER＿CONTROL),

＆inBuffer,／／定義的數據緩沖區

sizeof(inBuffer),

＆nBytes,

NULL);

……

篇3

（2）支持分布式P2P方式實現全雙工呼叫與多媒體通信。終端節點間通過分布式通信完成原由中心節點提供的呼叫尋址功能，且仍可通過P2P網絡進行SIP信令全雙工并行呼叫，以及包括數據、語音、圖像在內的多媒體通信。

（3）支持分布式通信大網下的多個小網劃分與通信。終端節點在分布式P2P網絡內仍具有完備的SIP通信交互與控制能力，并支持分布式P2P通信大網中多個小網的定義與通信控制，實現既能全網呼叫也可限制在小網中呼叫。

（4）提供井下局部通信與應急通信手段。通過各終端節點間自協商與處理，網絡中的呼叫尋址與信令流程可以完全不依賴于某個中心或特定節點進行交互，且終端節點數量不受限制，以便為井下局部通信、應急救災通信聯絡提供新技術手段。

2礦井分布式通信設計

2．1礦井分布式通信技術選型

目前分布式通信技術有集中式、全分布式、混合式和結構化4種網絡模型：

（1）集中式P2P網絡需要1個中心目錄服務器負責記錄共享信息以及回答對這些信息的查詢，只要關閉目錄服務器，交換就停止，生命力十分脆弱。

（2）全分布式P2P網絡中不存在中央服務器，所有的服務及其相關信息完全散布于各P2P節點中，其最顯著的特點就是完全去中心化，采用了隨機圖的組織方式來形成一個松散的網絡。

（3）混合式P2P網絡由多個簇構成，每個簇由1個超級節點所代表，不同簇之間通過分布式P2P網絡將超級節點連接起來，但超級節點本身的脆弱性可能導致其簇內的節點處于孤立狀態。

（4）結構化P2P網絡具有自組織和負載均衡等特點，通過采用DHT（DistributedHashTable，分布式哈希表）算法，網絡中各節點并不需要維護整個網絡的信息，只在節點中存儲其鄰近的后繼節點信息，輸入的信息將通過分布式哈希函數唯一地映射到某個節點上，然后通過一些特定的路由算法和該節點建立連接。目前基于DHT的結構化P2P網絡有Chord，Pastry，CAN，Kademlia等模型。煤礦井下通信網絡是一個區域較大的局域網絡，可利用組播或廣播模式進行發現和尋址，從而充分發揮全分布式P2P網絡模型的優勢而規避其在廣域網環境下網絡直徑不可控的劣勢。SIP信令協議具有控制靈活、可擴展性強、支持分布式等特點，能將蜂窩系統和互聯網應用領域融合在一起，被定義為第三代移動通信系統用以提供IP多媒體服務的信令協議，是下一代網絡的核心協議之一。SIP協議的開放性及針對煤礦行業專網應用的可擴展性已得到實際驗證［10］。本文基于SIP信令協議和全分布式P2P技術來設計適合煤礦井下應用的分布式P2P通信業務功能。采用IP通信主流信令SIP協議與多媒體傳輸格式，可實現與現有礦用CDMA、WLAN、以太網及DSL、PDH等有線／無線傳輸方式的調度通信系統的無縫集成。終端節點的SIP通信協議針對終端節點間的全分布式P2P網絡模型做必要擴展與支持，使得出現突發事件導致集中式IP通信系統中心節點單點失效或IP通信網絡僅局部有效時，終端節點間可不依賴任何超級節點或特定節點實現井下全分布式P2P通信。

2．2礦井分布式通信流程設計

井下SIP終端節點發起呼叫時，在中心節點有效情況下，其呼叫信令流程應保持與原集中式調度通信信令流程一致；在集中式調度通信失效情況下，能自動應用全分布式P2P網絡模型發現并尋址被叫節點，尋址到被叫節點后，利用SIP信令流程向被叫節點發起端到端的多媒體呼叫與通信。終端節點間分布式呼叫和通信信令流程如圖1所示。各終端節點仍按SIPREGISTER信令流程周期性向通信服務中心節點S注冊，當用戶號碼為Alice的終端節點A撥號呼叫用戶號碼為Bob的終端節點B時，無論終端節點A是否向中心節點S注冊成功，終端節點A首先向中心節點S發起INVITE信令消息，若限定時間T1內未收到中心節點S的任何回應，終端節點A發起一個P2P請求（Request＿P2P），詢問Bob的節點地址信息。若終端節點B可達，并且終端節點A在限定時間T2內收到終端節點B的P2P響應（Response＿P2P）消息，則終端節點A將以響應消息中告知的節點地址信息重新發起呼叫Bob的INVITE信令消息，后續呼叫流程即為標準的SIP協議端到端語音或音視頻多媒體通信過程。

3實現與驗證

3．1技術實現

筆者團隊開發的有線多媒體終端、無線多媒體終端以及無線語音終端、信息化礦燈已實現了基于SIP協議與標準語音編碼的呼叫通信功能。其中有線多媒體終端與無線多媒體終端基于ARMCortex－A8平臺，無線語音終端與信息化礦燈基于ARM9平臺。對該2種平臺的通信業務軟件進行二次開發，基本實現了分布式通信功能。

3．2測試驗證

針對礦井分布式通信技術的可行性及功能進行測試，調度通信服務器為SIP中心節點。環網接入器與通信基站、Mesh基站組成有線、無線IP分組傳輸交換網絡，支持IP單播、組播與廣播報文的高速傳輸與管理。有線多媒體終端、無線多媒體終端、信息化礦燈與無線語音終端為實現了分布式P2P通信技術的SIP終端節點。分類測試結果如下：

（1）中心節點服務在線、傳輸網絡連接正常情況下，終端節點間的呼叫與通信都經過中心節點進行信令與媒體的，呼叫建立延時在1s內，終端節點間通信正常，中心節點的各種調度功能正常。

（2）中心節點服務斷線或傳輸網絡局部有效情況下，網絡可達的終端節點間可建立呼叫并正常通信，多媒體終端之間可以音視頻通信。終端節點間的呼叫建立延時2～3s，原因是目前主叫節點始終先嘗試向中心節點呼叫，呼叫失敗后再發起分布式尋址及呼叫。

（3）中心節點服務斷線，配置終端節點以組播方式分布式尋址，配置不同組播組的終端節點之間即使網絡可達也不能建立呼叫，配置相同組播組且網絡可達的終端節點之間可以建立呼叫并通信。

（4）中心節點服務斷線，配置終端節點以廣播方式分布式尋址，網絡可達的終端節點之間可以建立呼叫并通信。

篇4

由于綜合布線系統和網絡技術息息相關，在設計綜合布線系統的同時必須考慮到使用的網絡技術，也就是布線設計要和網絡技術相結合，盡量做到兩者技術性能上的統一，避免硬件資源冗余和浪費，才能充分發揮綜合布線系統的優點。目前網絡上經常使用的主要技術有以下三種：

1：FDDI/CDDI（光纖/銅線分布式數據接口）

2：ATM（異步傳輸模式）

3：FASTETHERNET（快速以太網）

下面分析一下這三種技術：

1：FDDI/CDDI（光纖/銅線分布式數據接口）

這是一種成熟的、非載波偵聽的、100M帶寬共享的網絡技術。采用了令牌傳遞服務策略，網絡設備之間有主環和副環相聯，在網絡線路或網絡設備出現故障時，有很強的自重構能力。同時其站管理（SMT）功能十分強大，適合于作主干網絡。但其技術難度高、價格昂貴、擴展性較差，呈環行布線，與ATM不太兼容。

2：ATM（異步傳輸模式）

這是一種基于光纖傳輸系統、應用了統計復用技術、采用了短信元交換技術的先進異步模式。它直接支持數據、視頻、音頻等多媒體傳輸。速率相當快（達成155M，622M），由于采用了異步模式，共效率相當高，比較適合于作主干網格。但它仍然是一項有爭議的技術，許多標準尚待完善，不同廠家產品之間的互操作及通用性有待于進一步改善。

3：FASTETHERNET（快速以太網）

現在的高速以太網技術一般包括兩種：100MVG-ANYLAN和100M-T。這里主要談是后者--快速交換式以太網。100MAG-ANYLAN雖然提供了多媒體功能，但它的兼容性差、價格高、復雜度高，這里不作考慮。100BASE-T是10BASE-T的改良變種，它在原來的基礎上采用將網格分割為若干網段，分割沖突域，并采有了緩沖交換，使網格上傳輸速率和傳輸效率大大提高。

快速以太網具有實用（兼容了原以太網，軟件、硬件豐富），先進（速度快--100MBPS），升級方便（向ATM或更快的網格轉換方便），擴展性好（通過互連設備，交換機，路由器容易擴展），開放性好（軟硬件協議開放），價格便宜（相比于ATM、FDDI），支持的廠家多（得到Intel、Sun、3com、Bay、Accton等大公司的支持）等特點。對于多媒體網格應用，快速以太網也能很好的滿足要求。

雖然以太網的網格設備之間的有效距離較短（100米），適合于部門級的小局域網，但可采用心光纖電轉換器和光纖來延長傳輸距離。

快速以太網具有極好的擴充性，使用交換式集線器和普通集線器，用戶數的擴展對網格沒有影響（正在使用時可以擴展），方便將來子網接入。

基于以上分析，結合綜合布線系統和網格技術的要點，這里向讀者提供三種綜合布線方案。

一：采用全雙絞線結構布線方案（快速以太網技術）

這種方案是整個布線系統（垂直子系統、水平子系統、工作區子系統、設備間子系統、配線間子系統）全部采用五類雙絞線，網絡技術是采用快速以太網技術（見設計示圖一）。

優點是：布線造價便宜、網格設備便宜、管理方便，快速以太網技術相當成熟，它的交換是在第二層進行，無需人工干預。

缺點是：如果樓層較高，這就有可能導致某些住處點的接線長度超過100米，眾所周知，根據布線原則，雙絞線一般不允許超過100米，這樣會造成信號衰減以至畸變。

其次由于所有的接線都從中心機房通過垂直子系統向其他樓層輻射，對豎井要求較高。

再其次是全雙絞線結構難于升級為ATM技術或千兆位以太網技術，ATM技術和千兆位以太網技術需要使用單模/多模光纖來連接構成主干。

方案一支持的硬件設備見下表：

設備名稱規格

SwitchHUB24*10M

2*100M

12*10M

2*100M

HUB16*10M

二、采用以光纖構成垂直主干、雙絞線為邊緣的布線方案（ATM技術）

這種方案的垂直子系統采用光纖結構，其他子系統采用五類雙絞線布線，網絡技術是ATM技術（見設計視圖二）。

優點是：首先布線造價較便宜（與方案一相比，只略高一點）。

其次垂直子系統大大簡化，只需從中心機房向其他樓層輻射光纖，每個樓層分配一條光纖（最好加備份線），在每樓層中再采用五類雙絞線布線，布線的時間復雜度和空間復雜度大大下降，而且100米長度限制的問題不復存在，因為光纖不受短距離限制（單模15公里，多模1.5-2公里）。

再其次是一步到位，直接使用先進的ATM交換技術，會使網絡響應速度大大提高。

缺點：主要是網絡設備和主機設備相當昂貴。由于采用了ATM先進的交換技術，必須配置相應的ATM交換機、ATM仿真橋、ATM適配器，這些設備是極為昂貴的。而且ATM交換機需要專人管理，基于現在的技術，ATM的交換功能尚不能達到完全自動，而要根據人們的設置參數進行工作，管理上受一定的限制。

方案二支持的硬件設備見下表：

設備名稱規格

CB70008*100MSC

SS100012*10M

2*100M

HUB16*10M

綜合方案一和方案二的優缺點，這里提出第三方案。

三：采用以光纖構成垂直主干、雙絞線為邊緣的布線方案（快速以太網技術）

即采用方案一的網絡技術和方案二的布線方式。在垂直子系統采用光纖，其他子系統用五類雙絞線構成。網絡技術使用快速交換式以太網（見設計圖示三）。

優點：布線造價便宜；網絡設備造價合理；主機設備也無需特殊配置；易于升級。而且以太網交換技術無須人工干預。實行全自動交換，管理方便。而且當需要升級到ATM或千兆位以太網技術時，只需要更換網絡設備，無須更換布線設備，真正達到"一次布線，終身受用"的目標。但是系統需要升級時，還須更換部分網絡設備。

方案三支持的硬件設備見下表：

設備名稱規格

CB35002*6*100FX

2*6*10/100TX

SwitchHUB12*10M

篇5

模式變遷

根據測試方法,測試結構被劃分為兩種類型：線形分布式結構遠程分布式結構在線形分布式結構體系中,所有的測試工具和測試儀器——服務器、數據庫管理器、數據統計進程控制硬件和軟件等——都順次連接在一個局域網上。遠程分布式結構則假設儀器和控制機之間的地理距離在同一端,有關它們的進程控制則在另一端進行。這種方式包括遠程監測和遠程控制。

計算機通訊技術的發展使建立這種測試體系成為可能。目前,局域網技術已經得到廣泛應用,遠程儀器I/O標準也接收了TCP/IP協議,數據庫服務器已經可以升級為遠程數據服務器。這些都使各種類型的通訊成為可能。不管在一座樓內還是地球的兩端,測試工程師們現在都可以利用它們來協調生產進程。已經有一些標準協議和產品如超文本傳輸協議(http)等提供了基本構架。很多開發環境也允許開發無縫的分布式應用程序。然而,雖然像MicrosoftVisualBasic這類開發環境提供了網絡應用程序的開發功能,但它們缺乏測試方面所需的一些特殊要求.惠普公司開發的可視化工程環境(簡稱HPVEE)和美國國家儀器公司開發的LabView等一些圖形化的編程環境可用來解決這個問題。利用這些工具,測試工程師在構筑測試解決方案時只需知道域名或IP地址。再通過Netware或其它的互聯網瀏覽器連接遠程端點,簡化用于兩地通訊所需的軟件設計工作量。

圖形化編程

傳統的程序設計語言需要知道關鍵字并遵循復雜的語法規則才能產生出成百上千行代碼——這些代碼很容易出現語法問題以及邏輯錯誤。相比之下,圖形編程工具有效地利用了當今圖形用戶接口的點擊特性。編寫程序只包含以下的一些簡單步驟：用鼠標選擇儀器函數作為對象描述測試步驟和對象之間的關系建立初始條件運行結束后,環境會自動以圖形方式顯示測量結果。而用傳統的編程方法實現一些特定的工作如創建圖形顯示方式、支持鼠標和鍵盤控制、選擇輸入輸出顯示特性、增加程序的保密性等,可能需要幾天的時間。

這種更加直觀的方法可以降低80%以上的編程時間,更重要的是測試工程師認為圖形技術更加方便有趣,從而鼓勵他們在更多的場合應用這些工具。另外,此軟件還支持眾多廠家生產的儀器驅動器,包括遵循VXI即插即用標準的所有儀器模塊。它還用直接I/O方式控制如下類型的儀器:GPIBRS-232VXI基于局域網GPIO利用HPVEE、PC和工作站還可直接控制VXI的背板總線。

對用戶的透明度

遠程分布式結構體系之所以得到廣泛認可的原因應歸功于它大大降低了用戶和他訪問的信息以及信息本身之間存在的臣離所引起的問題。簡單地說,不管測試儀器在同一個房間.在其它建筑物內,在另一個州或在地球的另一端.軟件的操作方式都是一樣的。

假設分布在全球各地的地面監測站需要控制位于一個衛星上的儀器。操作者必須知道衛星運動的方式以及需要實時監測的功能。因此,每個操作者必須知道監測鏈上前一位操作者所做的工作。

惠普公司通過利用VXI技術設計了一種靈活的解決方案，它使操作者之間、操作者和衛星之間密切配合,代替了以往那種操作權轉移方式。這種技術還可以應用在一些危險環境中進行的測量過程，比如煉鋼廠或其它充滿高溫或腐蝕性空氣的環境,不適合工作人員在同一所房間內監測和控制儀器。另外一個應用是從一個大的測試單元檢查測試參數.比如一架天線或飛機的翅膀.這些都需要在不同地點設置多個VXI機箱來執行所需的測試，而網絡技術則允許在一個中心控制點來處理所有儀器。還有一個就是儀器共享問題。假設一個工作組中有若干個科學家.他們都需要用到位于指定地點的一個價格昂貴的儀器集。VXI技術和互聯網技術的結合使得他們可以在各自的實驗室使用這些儀器。

我們可以想象這樣一個過程:生產者將生產線上所有的測試點連接到指定服務器上,這臺服務器上有一個Oracle數據庫和所有結點需要的測試程序。這樣,生產線上的操作者在掃描粘貼在傳送帶設備單元上的條形碼并傳送給服務器后,由它來選擇合適的測試方案并通知相應的測試設備,并決定所要測量的部件和參數。操作者只需將設備單元安裝到固定的機架上，按下按鈕即可，測試結果會自動返回給服務器。

遠程診斷

測試工程師可以利用互聯網技術來排除遠在12000英里以外的設備故障，從而提高設備的利用率，并降低維修費用。例如,我們在服務器上設置了設備診斷、校準和自檢專家庫,為位于吉隆坡的測試點分配一個IP地址,這樣,遠在美國圣大菲的測試工程師就可以通過測試點提供的信息來運行設備的診斷和校準程序，當然,所有這些都需要通過專用軟件才能進行。

在不遠的將來，服務器將支持在一個測試點上運行多種傳輸協議。通過膝上型電腦,測試人員可以瀏覽各個測試點信息，并在相應測試設備上運行診斷系統。“熱鏈接”(超級鏈接)技術允許訪問駐留在第三方系統上的校正系統,測試點可直接下載而不需測試人員身臨其境。展儀器功能

假設我們擁有一個Web頁,一個擁有自己的http服務器和html頁的儀器,將儀器的IP地址通過“熱鏈接”技術同Web頁連接起來。用鼠標點擊熱點“校準”就可以訪問到校準Web頁,它包含儀器的標準規范和校準程序。如果需要尋求儀器生產廠家的支持,第三方的超級鏈接可直接連接到提供此項服務的主頁上。它可以自動將我們使用的軟件或硬件升級到最新版本。

如果儀器在其內部有一個http服務器和Web頁,那么就很容易得到廠家的技術支持,用戶的操作也相應被簡化。儀器的Web頁應包含其基本的使用說明文檔，同時為了幫助那些身體殘疾的客戶,這種在線幫助系統甚至還可以使用視頻或音頻校準功能。當然，它還應支持硬拷貝和打印功能。在這種結構中,儀器就不需要連接到GPIB總線或VXI機架上,而只需象協調其動作的PC一樣，連接到局域網上即可。

創建一個解決方案

回過頭我們再看一下上面提到的有關衛星的那個例子。惠普公司最初的解決方案是利用疊架式儀器。它采用一個支持VXI組織TCP/INST協議的局域網/GPIB總線轉換器,即HPE2050來實現以上測試過程，這種系統通過HPE2050連接到局城網上，然后用GPIB母線和儀器連成一體。再把分布在世界各地的、駐留有測試儀器控制程序的測試點工作站組建一個測試廣域網,實現遠程分布式測試。

基于VXI的解決方案是把HPE2050轉換器連接到0槽控制器上,或把內嵌式控制器配置為一個支持TCP/INST協議的服務器,這樣控制器通過端口就可以和局域網連接起來。TCP/INST協議是HP實驗室的研究員在標準RPC機制的基礎上開發出來的一種局域網傳輸協議。隨后,VXI組織將其接納并作為分布式VISA的基礎。采用此協議的HPVISA可通過HPE2050訪問儀器或運行在服務器上并具有VXI、串口、GPIO接口的控制器,而所有這些只需知道HPE2050或控制器所屬的域名或IP地址。

需要解決的問題

雖然組建分布式測試體系的可能性已經存在,特別是一些計算機技術的出現為其注入了新的活力,然而它還達不到我們理想中的完美程度。這主要是因為互聯網上數據的傳輸率低且不受控制,其結果是從遠地通過不同路徑在電話線上傳輸的數據包不會按照正確的順序到達指定地點。這個瓶頸通常來自一些特殊的局域網,尤其是小公司組建的局域網。另外,在數據包橫跨美國大陸時,一些不可靠的傳輸協議會導致70%左右的內容丟失,其結果使數據的傳輸變得更加緩慢。另外,工業標準變動過快也是一個不容忽視的問題。

這些因素都影響到了分布式測試程序的正常運行。因為在一個分布式解決方案中包含計算機間的通訊進程,所以應用程序內存駐留數據在網上傳輸和在另一個計算機進程的內存中等待所需要的時間都會影響到測試結果。傳輸率不僅和機器本身的速度有關,也和局域網上所運行的協議有關。例如,理論上，以太網的傳輸速率可達到10Mbps,但如果考慮到以上這些因素,實際上它只能達到1Mbps甚至更低,遠遠低于一些數據采集方案的要求。

在一些數傳速率要求不高的場合,可以考慮采用無錢解決方案,使遠程地點不再需要傳統的電話線才能通訊,從而降低費用。它只需要以下這些設備，如一臺PC、所需的儀器系統、移動電話調制解調器和太陽能電池板就可以組建一個完整的、自包容的且價格低廉的監測站，使分布式測量得到廣泛應用。

智能化體系

目前的分布式系統——包括遠程主機和遠程進程仍然采用一種主從式結構,它極大地限制了軟件對另一端的控制能力。對于測試過程和測試參數的監測,必須在智能化前端機進行的系統,這種結構由于互聯網的低數傳速率和不可控制等因素的存在，使其無法得到應用。

篇6

本人抽樣調查了某校部分學生今年的高考成績如下表:從上表可知數學成績人平分男生優于女生,但總體成績基本上是平衡的。由此可見,男、女生在平均智商方面顯然無顯著差異,但在智能品質和類型上則存在著一定的差異。那么該怎樣正確對待性別差異而使女生學好數學?

二、男、女生在智力因素上的差異

在感知覺方面,女性的感受性較高,觸覺、嗅覺較敏感,聽覺能力較強。男性則視覺能力較強。由于具有較強的視覺空間能力,男生的空間表象能力優于女生。在記憶力方面,女生一般偏重于機械記憶和形象記憶。男生則傾向于理解記憶和抽象記憶。在注意力方面,女生的注意力多定向于人。男生的注意力多定向于物,并且喜歡探究物體內部構造的奧秘。在思維品質上,女生由于有較強的形象記憶和機械記憶。而偏向于形象思維類型,主要依靠表象間的類比和聯想,富于想象力,但思維的靈活性不夠,理解力較差。男生偏向于抽象思維類型,主要依靠概念進行判斷和推理,有較強演繹、歸納能力,思維的靈活性較好,理解力較強。在思維方式上,女生傾向于模仿,處理問題時注意部分和細節,但對全局與各部分之間的關系把握較差。男生獨立思考較多,分析綜合能力較優,處理問題時較為重視全局與各部分之間的聯系,但對細節注意不夠。

由于在智能品質和類型上男、女生之間存在著上述差異,而數學學習則需要較強的抽象思維能力,空間想象能力及思維的靈活性和理解力,這些智力品質正是女生較薄弱的方面,這是造成男、女生數學成績分化的重要原因。

三、男、女生在非智力因素上的差異

在興趣方面,在興趣的傾向性上男生明顯愛好科學,喜歡各種科學書報,積極參加課外科技活動。女生則多半對小說、電影、音樂、舞蹈感興趣。在性格特征方面,女生在守紀律、勤奮、認真、細致、踏實等性格特征方面優于男生;而在堅持性、頑強性、自制力、情緒穩定性、自信心、獨立性等性格方面不如男生,而后面的幾項性格特征恰恰是在解決難度較大的數學問題時極其重要的。所以隨著年級的升高,學習難度加大,男、女生數學學習成績的差距在擴大。

四、因材施教,提高女生的數學學習效果

性別差別是客觀存在的。女生在數學學習中往往處于落后的地位。如何根據女生的心理特點,發揮女生的優勢,提高女生的數學學習成績,本人從教學實踐中體會到應從以下幾方面入手:

1、幫助女生提高自信心,發揮非智力因素的作用

在教學中要有意識地介紹杰出女性的事跡,為學生樹立榜樣,讓學生堅信女性在各方面的才華都不亞于男性。同時要幫助她們學會正確的歸因。學會正確地分析和評價自己,樹立自信心。另一方面采用正確的學習方法,重視理解,分析推理。另外在平時的教學中幫助培養她們的獨立性、自主性及堅強的意志、毅力等在創造性活動中起主導作用的非智力因素的品質。

2、加強對女生抽象思維能力的培養

由于女生抽象思維能力發展水平相對較低,在理解數學概念時易發生困難。教學中要注意充分發揮形象思維的優勢,使抽象的概念形象化,促使從形象思維到抽象思維的提升。從而讓理解更加深刻。如函數的奇偶性,就可以先從直觀形象的函數圖像入手,通過“如何用數學語言描述這種對稱性?”讓學生在概念的歸納過程中加強對女生抽象思維能力的培養。

3、創造積極輕松、平等的課堂氣氛,鼓勵積極思考、質疑問難。

現代心理學認為,學生只有在民主平等的教育氣氛中,才能迸發出想象力、創造力的火花。可見,創造良好的課堂心理氣氛有賴于教師對待學生的公正和平等。教師要尊重、關心每個學生,讓每個學生都能獲得同樣的地位和機會。尤其要注意多給那些自卑感強有后進女生嶄露頭角的機會,以增強她們學習的自信心。如果每個學生經常感到教師對她的關心、尊重,便會迸出蘊藏在自身巨大的學習力量,便會在和諧的氣氛中學習知識、發展能力,形成健全的人格。

篇7

1 FPGA的簡介

當前使用硬件的描述語言完成電路設計，都可以通過簡單的匯總和合理的布局，然后快速燒錄到FPGA器件上進行基本的測試，這也是當代數字系統設計進行檢驗的主流技術。這些可編程器件可以用來實現基本邏輯門的電路，也可以實現一些更復雜的組合功能例如數學的方程式、解碼器等等。大多數的FPGA器件里，包含著一些記憶性元件，如觸發器，或者一些其它的更為完整、性能更為優越的記憶塊。

設計師可以根據自己的需要按照可編輯的鏈接將FPGA器件內部的邏輯模塊連接在一起，仿佛一整個電路的實驗板被裝在一個電子芯片內，這些出廠后的FPGA器件的連接方式以及邏輯塊的使用都可以根據設計者不同的設計而進行改變，從而能完成不同的邏輯功能。

當你在進行的電子設計使用到FPGA器件時，你不得不需要努力地解決好電源管理、器件配置、IP集成、完整信號輸出等硬件系統的設計問題。在進行硬件設計時，你需要注意以下幾個問題：

1.1合理分配I/O信號

無論是哪種情況，在進行I/O信號分配時，都必須牢記以下共同的步驟：

1）用表格列出所有需要分配的I/O信號，并按照他們的重要性依次進行排列，比如電壓、端接方法、I/O標準、相關時鐘等；

2）檢查校驗模塊之間的兼容性；

3）利用以上的表格和兼容準則，先把受限制最大的信號分配到引腳上，最后分配那些受限最小的信號。因為受限制大的信號往往只能分配到特定的引腳上；

4）將剩余的信號分配到較為合適的地方。

1.2注意靜態功耗的降低

雖然靜態電流所帶來的功耗和動態功耗相比可以忽略不計，但對一些供電設備卻十分重要。引發靜態電流因素眾多，比如沒有完全接通或關斷的I/O 端口、三態電的驅動器的下拉或上拉電阻，除此之外，保持編程信息也會需要一定靜態功率。

2 FPGA應用技術的設計原則

從上文中對FPGA內部的硬件結構分析可看出，FPGA器件的時序邏輯非常豐富，不同于其他的可編程器件。因而對于FPGA來說，應該有一整套能夠有效利用其內部豐富的時序邏輯功能的技術，而不同于其他一般的可編程器件的設計技術。由于其獨特的優越性，FPGA被越來越多的設計人員所使用，其設計技術被許多的設計者所掌握。在FPGA的實際應用中，使用最合理的設計方法，能很大程度的改善FPGA在應用中出現的漏洞和問題，進而全面提高設計性能。

2.1使用層次化的設計技術

使用層次化的設計的系統一般分成若干頂層模塊，而每一個頂層的模塊下又有若干個小模塊，并以此類推。層次化的設計模塊，可以是描述原理圖的結構圖，也可以是經過邏輯語言所描述、表現的實體。

使用層次化的設計對于系統的模塊劃分非常的重要，模塊劃分的不合理，將會導致整個系統的設計不合理，從而使系統的性能下降，這樣層次化的系統甚至要比沒有經過層次化設計的系統效果更差。

使用層次化設計的主要優點有以下兩個方面：增強設計可讀性，增加設計重復使用的可能性。

2.2使用同步系統設計技術

所有時序電路具有同一個性質――如果要使所設計的電路正常工作，必須嚴格的執行事先定義好的邏輯順序。如果不按照此順序執行，將會把錯誤數據寫進存儲單元，從而導致錯誤的操作。同步系統的設計方法，也就是使用全分布周期性的同步信號使系統中所有的存儲單元進行同時更新，這是執行這一時序有效進行的普遍的設計方法。電路的設計功能是通過產生時鐘信號并按照時序嚴格執行來實現的。

對于靜態的同步設計，必須滿足下面的兩個條件：

1.每一個邊緣敏感的部件其時鐘的輸入應該是一次輸入時鐘的某一個函數；并仍和一次時鐘輸入的時鐘信號。

2.所有的存儲單元都應該是具有邊緣敏感特性，在該系統中不存在電平敏感的存儲單元。

我們對于FPGA器件的同步設計的理解就是全部狀態的改變都是由主時鐘所觸發，同一個系統不同的功能模塊可以是部分異步的，但是模塊與模塊之間必須是同步的。正如CPU的設計一樣，所有的電路都和系統的主時鐘是同步的。相比于異步設計，同步設計具有很多的優點，但進行同步設計時仍然需要考慮很多方面的因素。例如，在選取時鐘時，需要考慮以下幾點：首先，由于大部分的器件都是由時鐘的上跳沿觸發，這要求時鐘信號的延差要很小；其次，時鐘信號的頻率通常很高；第三，時鐘信號一般是負載較重的信號，因此合理地進行負載分配是很重要的。除此之外，在進行FPGA器件的應用時，還要考慮模塊的復位電路、時序同步電路等實際問題。

參考文獻

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篇8

(2)對學生的知識面,掌握知識的深度,運用理論結合實際去處理問題的能力,實驗能力,外語水平,計算機運用水平,書面及口頭表達能力進行考核.

2.要求

(1)要求一定要有結合實際的某項具體項目的設計或對某具體課題進行有獨立見解的論證,并要求技術含量較高.

(2)設計或論文應該在教學計劃所規定的時限內完成.

(3)書面材料:框架及字數應符合規定

3.成績評定

(1)一般采用優秀,良好,及格和不及格四級計分的方法.

(2)評閱人和答辯委員會成員對學生的畢業設計或畢業論文的成績給予評定.

4.評分標準

優秀:按期圓滿完成任務書中規定的項目;能熟練地綜合運用所學理論和專業知識; 有結合實際的某項具體項目的設計或對某具體課題進行有獨立見解的論證,并有較高技術含量.

立論正確,計算,分析,實驗正確,嚴謹,結論合理,獨立工作能力較強,科學作風嚴謹;畢業設計(論文)有一些獨到之處,水平較高.

文字材料條理清楚,通順,論述充分,符合技術用語要求,符號統一,編號齊全,書寫工整.圖紙完備,整潔,正確.

答辯時,思路清晰,論點正確,回答問題基本概念清楚,對主要問題回答正確,深入.

(2)良好:按期圓滿完成任務書中規定的項目;能較好地運用所學理論和專業知識; 有一定的結合實際的某項具體項目的設計或對某具體課題進行有獨立見解的論證,并有一定的技術含量.立論正確,計算,分析,實驗正確,結論合理;有一定的獨立工作能為,科學作風好;設計〈論文〉有一定的水平.

文字材料條理清楚,通順,論述正確,符合技術用語要求,書寫工整.設計圖紙完備,整潔,正確.

答辯時,思路清晰,論點基本正確,能正確地回答主要問題.

(3)及格:在指導教師的具體幫助下,能按期完成任務,獨立工作能力較差且有一些小的疏忽和遺漏;能結合實際的某項具體項目的設計或對某具體課題進行有獨立見解的論證,但技術含量不高.在運用理論和專業知識中,沒有大的原則性錯誤;論點,論據基本成立,計算,分析,實驗基本正確.畢業設計(論文)基本符合要求.

文字材料通順,但敘述不夠恰當和清晰;詞句,符號方面的問題較少i圖紙質量不高,工作不夠認真,個別錯誤明顯.

答辯時,主要問題能答出,或經啟發后能答出,回答問題較膚淺.

(5)不及格:任務書規定的項目未按期完成;或基本概念和基本技能未掌握.沒有本人結合實際的具體設計內容或獨立見解的論證,只是一些文件,資料內容的摘抄.畢業設計(論文)未達到最低要求.

文字材料不通順,書寫潦草,質量很差.圖紙不全,或有原則性錯誤.

答辯時,對畢業設計(論文)的主要內容闡述不清,基本概念糊涂,對主要問題回答有錯誤,或回答不出.

對畢業設計(論文)質量要求

----論文內容符合任務書要求

1.對管理類論文要求:

·對畢業論文的要求是一定要有結合實際的本人獨立論證的內容.

·要求論點明確,立論正確,論證準確,結論確切

·論證內容要求有調查研究,有統計數據,對統計數據要有分析,歸納,總結,

·根據總結得出結論.

·最后有例證說明

管理類論文畢業論文行文的邏輯要領

增強畢業論文行文的邏輯力量,達到概念明確,論證充分,條理分明,思路暢通,是寫好畢業論文的關鍵.提高畢業論文行文的邏輯性,需把握以下幾點:

(1)要思路暢通

寫畢業論文時,思維必須具有清晰性,連貫性,周密性,條理性和規律性,才能構建起嚴謹,和諧的邏輯結構.

(2)要層次清晰,有條有理寫畢業論文,先說什么,后說什么,一層一層如何銜接,這一點和論文行文的邏輯性很有關系.

(3)要論證充分,以理服人,寫畢業論文,最常用的方法是歸納論證,即用對事實的科學分析和敘述來證明觀點,或用基本的史實,科學的調查,精確的數字來證明觀點.

(4)畢業論文行文要注意思維和論述首尾一貫,明白確切.

(5)文字書寫規范,語言準確,簡潔.

2.對工程設計性論文要求:

·有設計地域的自然狀況說明和介紹

·有原有通信網概況介紹及運行參數的說明

·有設計需求,業務預測

·有具體的設計方案

·有相應性能及參數設計和計算

·有完整的設計圖紙

例如: A市本地SDH傳輸網設計方案

一,A市概況簡介

二, A市電信局SDH傳輸網絡現狀(或PDH傳輸網絡現狀)

1, A市本地網網絡結構,交換局數量及位置,傳輸設備類型及容量

2, 存在的問題及擴大SDH網的必要性(或建設SDH網的必要性)----需求及業務預測

三, A市電信局SDH傳輸網絡結構設計方案

1, 網絡拓撲結構設計

2,設備簡介

3, 局間中繼電路的計算與分配

4, 局間中繼距離的計算

四, SDH網絡保護方式

1, SDH網絡保護的基本原理

2, A市電信局SDH網網絡保護方式的選擇及具體設計

五, SDH網同步

1, 同步網概念與結構

2, 定時信號的傳送方式

3, A市電信局SDH網絡同步方式具體設計

六, 方案論證,評估

3.計算機類型題目論文要求:

管理信息系統

·需求分析(含設計目標)

·總體方案設計(總體功能框圖,軟件平臺的選擇,運行模式等)

·數據庫設計(需求分析,概念庫設計,邏輯庫設計,物理庫設計,E-R圖,數據流圖,數據字典,數據庫表結構及關系),

·模塊軟件設計(各模塊的設計流程),

·系統運行與調試.

·附主要程序清單(與學生設計相關的部分,目的是檢測是否是學生自己作的).

校園網,企業網等局域網設計

·功能需求

·對通信量的分析

·網絡系統拓撲設計

·設備選型,配置

·軟件配置

·子網及VLAN的劃分

·IP地址規劃

·接入Internet

·網絡安全

例如:××人事勞資管理信息系統的開發與設計

1,開發人事勞資管理信息系統的設想

(1)人事勞資管理信息系統簡介

(2)人事勞資管理信息系統的用戶需求

2,人事勞資管理信息系統的分析設計

(1)系統功能模塊設計

(2)數據庫設計

—數據庫概念結構設計

—數據庫邏輯結構設計

(3)系統開發環境簡介

3,人事勞資管理信息系統的具體實現

(1)數據庫結構的實現

(2)應用程序對象的創建

(3)應用程序的主窗口

(4)菜單結構

(5)數據窗口對象的創建

(6)登錄程序設計

(7)輸入程序設計

(8)查詢程序設計

(9)報表程序設計

4,總結

設計報告格式與書寫要求

·設計報告應按統一格式裝訂成冊,其順序為:封面,任務書,指導教師評語,內容摘要(200～400字),目錄,報告正文,圖紙,測試數據及計算機程序清單.

·報告構思,書寫要求是:邏輯性強,條理清楚;語言通順簡練,文字打印清楚;插圖清晰準確;文字字數要求1萬字以上例如:(1) A市本地SDH傳輸網設計方案

一,A市概況簡介

二, A市電信局SDH傳輸網絡現狀(或PDH傳輸網絡現狀)

1, A市本地網網絡結構,交換局數量及位置,傳輸設備類型及容量

2, 存在的問題及擴大SDH網的必要性(或建設SDH網的必要性)----需求及業務預測

三, A市電信局SDH傳輸網絡結構設計方案

1, 網絡拓撲結構設計

2,設備簡介

3, 局間中繼電路的計算與分配

4, 局間中繼距離的計算

四, SDH網絡保護方式

1, SDH網絡保護的基本原理

2, A市電信局SDH網網絡保護方式的選擇及具體設計

五, SDH網同步

1, 同步網概念與結構

2, 定時信號的傳送方式

3, A市電信局SDH網絡同步方式具體設計

六, 方案論證,評估

(2 ) A 地區GSM數字蜂窩移動通信系統網絡優化設計方案

一,A 地區GSM數字蜂窩移動通信現狀

1,A地區概況;人口,地形,發展情況

2,系統現狀;現有基站,話務狀況

3,現行網絡運行中存在的問題及分析

①接通率數據采集與分析

②掉話率數據采集與分析

③擁塞率數據采集與分析

4,話務預測分析計算

二,A 地區GSM數字蜂窩移動通信系統網絡優化設計方案

1,優化網絡拓撲圖設計

2,硬件配置及參數的優化

3,基站勘測設計及安裝

4,交換局容量及基站數量

5,傳輸線路的設計

三,網絡性能及分析對比

1,優化前網絡運行情況

2,數據采集與分析

3,撥打測試

四,網絡優化方案評價

(3 ) A 市無線市話系統無線側網絡規劃設計

一,無線市話網絡概述

1,A 市通信網絡發展情況

2,IPAS網絡特點

二,A 市本地電活網絡現狀

1,現有傳輸網絡結構

2,傳統無線網絡規劃

三,無線網絡規劃設計方案

1,A 市自然概況介紹

2,總體話務預測計算

3,IPAS網絡結構設計及說明

4,覆蓋區域劃分,基站數量預測計算

(l〉每個覆蓋區話務預測計算

(2)基站容量頻道設計

5,基站選址,計算覆蓋區域內信號覆蓋情況

6,尋呼區的劃分

(1〉各個網關尋呼區的劃分

(2〉各個基站控制器尋呼區的劃分

7,網關及CSC的規劃

(1)網關到CSC側 2M 鏈路設計

(2)CSC到CS線路設計

四,基站同步規劃

(4 )A 市 GSM無線網絡優化

一,GSM網絡概述

二,A市GSM網絡情況介紹

2.1 網絡結構

2.2 網元配置

2.3 現網突出問題表現

三,GSM網絡優化工作分類及流程

3. 1 GSM網絡優化工作分類

3.2 交換網絡優化流程

3.3 無線網絡優化流程

3.3.1 無線網絡優化流程

3.3.2 無線網絡優化流程的實際應用

四,網絡優化的相關技術指標

4.1接通率

4.2掉話率

4.3話務量

4.4長途來話接通率

4.5擁塞率

4.6 其它

五,無線網絡優化設計及調整

5.1 網絡運行質量數據收集

篇9

永磁同步電動機的定子繞組與一般交流電動機的定子繞組相同， 轉子采用永久磁鐵， 因此轉子磁鏈（磁通）是恒定的， 電動機方程（電壓方程、磁鏈方程和轉矩方程）相對于異步電動機來說都較為簡單， 在控制過程中， 磁鏈的觀測模型也不需要進行計算。永磁同步電動機按定子繞組感應電勢波形的情況來分類時， 一般可分為：正弦波永磁同步電機（Permanent Magnet Synchronous Motor， PMSM）和梯形波永磁同步電機（Brushless DC Motor， BLDC）。介于前者在現實中應用更為廣泛， 本論文主要應用的也是正弦波永磁同步電機。永磁同步電動機具有很多優點， 這些優點也在實際應用中得到了很好的發揮， 例如：根據它諧波少、轉矩精度高的特點， 常用于伺服系統和高性能的調試系統；永磁同步電機有轉軸上無滑環和電刷的特點， 這也解決了其它電機因電刷而帶來的使用壽命問題。與此同時， 永磁同步電動機還具有體積小、功率密度高、轉子轉動慣量低、運行效率高、調速范圍寬等諸多優點。值得注意的是， PMSM是一種強耦合、非線性時變的多變量系統， 這也為其控制工作帶來了一定難度， 而加強對其基本構造和工作原理的理解能有助于克服這一問題。

空間矢量控制技術優點眾多， 近幾年發展非常迅速， 尤其在永磁同步電機中的使用， 更是再次凸顯了它的好處。本論文通過對空間矢量控制技術和永磁同步電機的學習及分析， 在熟練掌握相關數學模型的建立和Matlab/Simulink的使用后， 將建立兩種不同坐標系變換的數學模型和基于SVPWM控制技術的永磁同步電動機系統模型， 并在Matlab/Simulink環境中進行仿真。最終與理論分析相比較， 驗證仿真結果的正確性。

1 控制系統結構模型

根據對永磁同步電機SVPWM控制系統的理解及前期研究， 可得到永磁同步電機空間矢量脈寬調制控制系統設計框圖如圖1所示。

圖1 永磁同步電機SVPWM控制系統設計框圖

本控制系統采用的是雙閉環控制， 即速度環和電流環， 由圖1可看到， 其主要構成為：

三個PI控制器（PIController）、兩相旋轉（dq）和兩相靜止坐標系（？琢？茁）坐標變換的變換器（dq/？琢？茁Coordinate Converter）、三相靜止（abc）和兩相旋轉坐標系變換的變換器（abc/dq Coordinate Converter）、逆變器（Inverter）、空間電壓矢量調制器（Space Vector Pulse Width Modulation，SVPWM）。

系統運行過程：給電機輸入一模擬三相定子電流ia、ib、ic，當傳感器檢測到這一電流時， 該三相電流通過abc/dq坐標變換器被變換為實際定子的直軸電id和交軸電iq。

參考定子交軸電流i*q通過比對實際轉速和參考轉速， 再經PI控制器處理后獲得。將參考定子直軸電流i*d設為0， 把上述id、i*d、iq、i*q四個變量比較過后交由PI控制器處理， 從而分別產生定子直軸、交軸電壓Vd和Vq。將得到的電壓量通過dq/？琢？茁坐標轉換器處理后輸入空間電壓矢量調制器， 從而產生一系列觸發脈沖， 以控制逆變器， 驅動其產生三相電壓， 最終驅動永磁同步電機。

2 控制系統仿真分析

永磁同步電機空間矢量脈寬調制控制系統仿真模型如圖2所示， 模型仿真環境為Matlab/Simlink。

圖2 基于SVPWM的PMSM控制系統仿真建模框圖

如圖所示， 系統主要仿真模塊為：

坐標轉換模塊、速度控制器模塊、電流控制器模塊、矢量控制模塊、空間電壓矢量控制模塊、電壓逆變器模塊、永磁同步電機模塊。

系統部分參數為：總仿真時間為0.3S；系統零時段負載起動轉矩TL=5N?m。

（1）速度環閉環時， 系統定子三相相電流、轉速、轉矩、矢量切換時間、矢量所處扇區響應情況。

圖3 轉速閉環時SVPWM控制系統轉矩響應放大圖

圖4 轉速閉環時電機三相定子電流、轉速、轉矩、矢量切換時間

和矢量所處扇區響應圖

由圖4仿真波形， 可以得到結論如下：

a. 系統在0s～0.05s之間轉速響應以斜率20000上升，延遲時間Td=0.025s、上升時間Tr=0.046s、調節時間Ts=0.05s， 無超調量， 系統動態響應快。系統起動時， 帶動負載速度快， 轉速在0.05s內穩定在設定值n=1000r/min。

b. 系統在穩態運行時，0.05s后都進入穩態階段， 系統穩態輸出誤差已趨近零， 反應出該模擬系統控制精度較高， 穩態特性良好， 波形與理論分析結果相符， 靜態性能穩定。

c.系統起動時，定子起動轉矩6.7N?m，系統穩定運行后，定子轉矩穩定在設定值5N?m。轉矩脈動控制在0.2N?m內，系統運行穩定。

（2）速度環開環時，在系統空載情況下給定幅值為±5A的方波參考交軸電流i*q信號時，系統交軸電流、轉速和轉矩響應。

由圖5仿真波形， 可得出結論如下：

在參考交軸電流±5A切換時， 轉矩響應時間為0.00035s， 轉矩動態響應快速。波形符合理論分析， 具有較好的動態特性。

3 結束語

本論文通過對矢量坐標變換、逆變器、空間電壓矢量脈寬調制等技術的原理分析及建模仿真， 主要設計了一個基于空間電壓矢量脈寬調制技術的永磁同步電機控制系統， 并在Matlab/Simulink對其進行仿真模擬。系統設計步驟為：系統構架、模塊設計、系統設計和系統仿真結果分析。在這次完成論文的過程中， 我對所學的電力電子技術、自動控制原理、電機與拖動以及控制系統的MATLAB仿真與設計等知識有了更深層次的理解， 并在學習過程中積累了許多寶貴經驗。從仿真結果的數據和波形來看， 系統的設計完全符合前期設計要求， 驗證了理論的正確性。

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篇10

ESG標準定義了一整套數據模型,用以描述在DVB-H廣播網絡中,透過CDP所能夠傳送的各種應用服務以及傳輸的細節。終端上的ESG處理程序負責輔助用戶瀏覽收到ESG數據和選取在DVB-H廣播網絡上所傳送的服務。

CDP標準定義了在DVB-H廣播網絡和移動通信網絡上,以IP數據包傳送音視頻媒體流以及數據文件所需的通信協議集,包括FLUTE(FiledeLiv2eryoverUnidirectionalTransport,單向文件傳輸協議)、RTP(Real-timeTransportProtocol,實時傳輸協議)和HTTP(HyperTextTransferProtocol,超文本傳輸協議)。SPP標準則是實現收費服務的基礎,定義了保護前述的音視頻媒體流廣播服務及數據文件廣播服務所需的CA(ConditionalAccess,條件接取)與DRM(DigitalRightManagement,數字版權管理)技術。而正在制訂中的NotificationFramework標準則被用來作為交互應用服務的基礎框架,應用服務的數據內容都能以通知消息的形式傳輸,并通過通知應用服務(NotificationService)的方式提供給終端應用程序使用。在這個通知業務框架中,通知消息被用來作為向終端或者用戶提供即將到達的或不可預知的服務事件或者信息。一條通知消息可能觸發一系列隨之而本論文由整理提供來的交互應用操作[3]。

在DVB-IPDC的框架下,現有網絡中IP層之上的各種多媒體應用服務,都可以彈性地跨平臺應用。從服務的角度來看,以提供數字媒體內容為主的流媒體服務,無疑是目前的主流業務。通知應用服務則可以作為媒體服務的附屬增值業務或者獨立的應用服務業務,提供增強型的多媒體交互應用。

而ESG服務則提供了訪問由上述兩種基本服務組合的各種不同應用服務的用戶界面和訪問指南,是與用戶交互的接口。DVB-IPDC標準體系結構下文將主要探討一個基于該框架的,實現上述服務應用處理的移動多媒體終端原型系統的設計與具體實現方案。

2系統設計與實現

2.1本論文由整理提供總體架構服務端采用實驗室開發的DVB-IPDC多媒體綜合服務系統提供各種應用服務,本終端的設計目標是在DVB-本論文由整理提供IPDC的框架內,能夠接收服務端用各種協議會話傳輸過來的數據信息,實現流媒體服務應用、ESG服務應用、通知服務應用的處理及用戶配置與注冊等管理功能。整個系統以Java作為基礎平臺進行開發,根據功能需求,采用分層設計的方案,如圖2所示。1)傳輸層:向上層應用提供指定會話協議的通信功能。

其中RTP模塊主要負責接收音視頻流媒體以及具有時間同步、服務相關性要求的通知應用服務數據。FLUTE模塊用來接收絕大部分通過DVB-H網絡傳輸的通知應用服務數據。HTTP模塊則提供了一個雙向通道,使終端可以完成服務注冊或者向服務端請求個性的通知應用服務信息,提供了點對點的交互功能。2)功能層:在傳輸層提供通信服務的基礎上,該層負責相關應用服務的數據處理以及終端系統的管理。會話管理模塊負責其他功能模塊調用下層協議通信模塊創建服務接收會話。媒體處理模塊負責提供音視頻流媒體的解碼以及同步處理。ESG處理模塊主要負責ESG分片的維護、聚合以及解析,實現DVB-IPDC標準定義的ESG數據模型處理。

通知消息管理模塊負責終端接收到的通知消息的解析、過濾、生命周期管理以及服務應用投遞。訂閱管理模塊負責終端的服務申請與注冊功能。

配置管理模塊負責處理用戶對終端的系統參數設置管理。存儲管理模塊負責終端的用戶參數、ESG應用服務數據以及通知應用服務的相關信息本論文由整理提供數據的存儲。應用管理模塊則向各種應用服務提供了一個公共的應用框架,用戶通過獲取或者訂閱啟動使用的應用服務都集成于該框架之內,通過公用的接口調用其他模塊的功能,使得終端能夠動態加載各種應用服務,而具體的應用服務的功能邏輯實現與平臺無關。3)應用層:媒體播放器負責播放經解碼和同步處理后的音視頻媒體流。

ESG瀏覽器能夠顯示終端得到的ESG數據信息并支持與用戶交互。用戶配置使得用戶能夠設置終端的用戶應用參數。通知應用界面容器是用來裝載各種通知應用的用戶界面接口,提供終端用戶與通知應用服務的交互。終端架構2.2ESG數據的處理與顯示。

ESG用XMLSchema來定義其數據結構[4]。分片(Fragment)是ESG內容的最小組成單位。根據分片攜帶信息數據的屬性的不同,可以分為3大類共7種類型的分片:①服務信息相關分片:Service、Sched2uleEvent、Content,提供有關服務類型、時間安排、服務內容等應用服務的業務信息;②訂閱購買信息相關分片:ServiceBundle、Purchase、PurchaseChannel,提供有關購買組合、價格等相關信息;③獲得信息分片:Ac2quisition,提供應用服務的訪問途徑和參數,對于用戶不可見,但卻是終端訪問業務應用的入口。通過分片機制,終端可以獨立地接收和更新不同分片,而不管其發送順序,并且可以在接收部分的分片后就根據各分片之間的關系進行聚合(Aggregate),通過ESG瀏覽器展現內容給用戶,不需要等待全部分片到達。

目前以XMLDOM樹形式來組織本論文由整理提供管理ESG分片信息。符合ESG數據模型定義的分片到達終端后,通過遍歷該DOM樹,可以作為新節點加入或者更新相應位置的節點信息,同時檢查是否有失效的分片信息,進行刪減維護。ESG顯示處理采用MVC模式[5],后臺DOM樹數據對象發生的變化,可以實時地反映到ESG瀏覽器。

2)流媒體服務與特定通知應用服務的關聯與信息同步問題。基于DVB-IPDC框架的多媒體服務相對于傳統多媒體服務的最大優勢就在于支持用戶實時交互。流媒體服務不再是單純的數字媒體收視,而是可以與通知應用服務進行綁定,提供交互應用,并且通知消息與流媒體服務的媒體內容可以進行緊密的時間同步[6]。

前者通過在應用服務ESG數據的Service分片描述中指出了服務關聯。而對于通知消息與媒體內容的時間同步,可基于RTP/RTCP傳輸協議進行。RTP/RTCP協議中的同步采用時間戳方法,不同媒體之間依靠RTCP報文中包含的參考時鐘信息和相關的RTP時間戳信息來進行同步[7,8]。

終端系統在RTP協議會話上接收到音視頻媒體流和通知消息數據流后,依據同步的各方共享的遠端參考時鐘,建立一個虛擬的時間軸來決定媒體的下一幀表現時間和通知消息的應用時間。需要指出的是,通知消息并不像媒體數據那樣具有持續時間(Duration)的概念[9],目前采取的處理方法是,用每條消息的首包中的RTP時間戳來對齊參考時間軸,在完整地接收到一條通知消息后,用得到的應用時間值設置一個計時器綁定該通知消息,然后提交給通知消息管理本論文由整理提供模塊,由計時器來觸發后續的應用處理動作。

3)通知消息管理。在終端的通知應用中,雖然通知消息的處理是由承載的數據內容和通知應用程序決定,但終端系統處于動態變化的移動環境下,行為并不具有可預測性,尤其是在通知消息丟失后,可能會導致終端異常。為此DVB組織提出了一種管理通知消息在特定狀態下的潛在應用動作的生命周期參考模型[3]本論文由整理提供

。

根據消息本身的時間特性和數據內容的接收情況,通知消息可能處于3種穩定狀態和1種過渡狀態中的某一狀態中,狀態之間的變遷具有確定的處理動作。具體如圖3所示:通知消息的默認初始狀態為Absent,這同時也是通知消息從系統中刪除后的最終狀態。該狀態下無計時器與通知消息關聯,從該狀態向其他狀態變遷意味著加載該通知消息。Loaded狀態表示該通知消息已經下載完畢,但是沒有后續的被啟動媒體播放器,通知應用程序啟動自己的應用界面)。

然后該應用服務程序通過會話管理模塊調用底層協議通信模塊,根據應用服務的訪問信息創建對應的服務會話接收應用服務數據。如果是流媒體服務,則將媒體數據信息交由媒體處理模塊處理后在媒體播放器展現;如果是特定的通知應用,則經通知本論文由整理提供消息處理后分發給該通知應用程序使用。如果該通知應用存在交互動作,用戶能夠通過HTTP模塊同服務端進行交互操作(如圖6所示)。圖6ESG交互與應用服務啟動3結束語隨著DVB-IPDC的推廣,基于該框架的移動多媒體業務應用必將得到廣泛發展。筆者在DVB-IPDC技術框架的基礎上,提出了一個移動多媒體終端的設計與實現方案,并對實現過程中的關鍵問題和相關技術方法作了一定探討,目前已經初步完成了一個基于上述方案的原型系統。下一步的工作是在該原型系統的基礎上,進一步優化業務流程處理,進行平臺移植測試。

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