如何实现WTB协议栈软件结构的设计

　　采用模型驱动的设计方法 ， 在研究了平面型网络体系结构 、快车道和慢车道 、嵌入式通信网络参 考模型的基础上 ， 完成 WTB协议栈的软件结构 设计 ， 划 分了功能性模块和非功能性模 块 ， 对 WTB 初运行模块 进行了控制平面和数据平面划分 ， 指出了并行工作需求 、是否包括定时器 、任务切换的系统开销是否可 以忍受 、可移植性等是模块实现方式选择的重要因素 ， 最后给出了各任务的优先级 。

　　WTB （ Wire Train Bus ， 绞 线 式 列 车 总 线） 是 IEC61375- 1 定义的列车 总线协议 〔1〕 ， 也是 TB/ T3035 - 2002推荐的车辆间通信协议 〔2〕。该总线源于西门子的 DIN43322 和意大利 CD450〔3〕。该总线的设计目标有 3 个 ： 提供实时可靠的数据传输服务 ， 能够适应列车编组变化并自动识别车辆在列车中的位置和方向 ， 不同制造商生产的车辆可互操作 。WTB 在屏蔽双绞线上的传输速率为 1 Mb/ s， 32 个节点 ， 传输距离可达 860 m 〔1〕。WTB 传输的数据分为两类 ， 一类是实时过程数据 ， 另一类是按需发送的非实时消息报文 ， WTB 通过主节点控制下的周期性轮询方式实现过程数据硬实时传输 ， 在每个周期的空闲时间按需传输消息报文或监视数据 。开发 WTB 协议栈 ， 选择合适的方法是首先要考虑的问题 。而对于软件结构设计 ， 有两种途径 ： 需求驱动和模型驱动 。需求驱动开发方法按需求分解系统的功能 ， 同时将系统分成物理组件 ， 然后将功能分配到物理组件中 ， 这些物理组件最终被集成起来 。采取这样的开发方法有一个前提 ， 即在开发前充分的理解需求 ， 而在现实世界中 ， 是很难做到的 。采取这样的开发方法 ， 还需要较早的将功能分配到物理组件中 ， 随着开发的深入 ， 功能需要被分配到更低层次的物理组件中 ， 有可能单个功能被分配到多个物理组件中 ， 这个分配过程可能形成数百上千的多对多决策树 。现有的开发方法缺乏相关指南 ， 指导如何进行这种分配 ， 如何分析平衡优化 。对于 WTB 来讲 ， IEC61375对协议做了规范 ， 但作为产品需求 ， 还不够完整 。因此 ， 从分解产品需求入手 ， 不如从建立产品的通用结构入手 。而且 ， 模块化过程是 EN50128对铁路电子产品软件开发的要求之一 。模块化过程有两个重要方向 ： 一个是建立通用的体系结构 ， 另一个是模块抽象化 。前者重点解决模块如何划分 ， 后者重点解决模块如何复用 。本文重点研究如何设计 WTB 协议栈的软件结构 ， 并给出具体实现 。