串行通信链路复用协议在嵌入系统上开发

随着移动通信技术的迅速发展，具备无线通信功能的移动终端也迅速发展起来。这些移动终端支持普通的话音、短消息等业务，随着ｇｐｒｓ网络覆盖的迅速扩大，越来越多的手持／车载移动终端也开始支持ｇｐｒｓ上网业务。如何在一个终端设备上整合这些业务，这是许多移动终端设备开发者面对的问题。笔者在开发一款车载移动终端过程中，采用了３ｇｐｐ的ｔｓ ２７．０１０协议，成功地整合了这些业务。 １ ｔｓ２７．０１０协议介绍在常用的ｇｓｍ／ｇｐｒｓ通信模块中（如ｓｉｅｍｅｎｓ的ｍｃ３５mc35、ｗａｖｅｃｏｍ的ｑ２４００q2400等），只能通过一个普通９针的异步串口与终端设备ｔｅ（ｔｅｒｍｉｎａｌ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）进行通信。ｔｅ和ｍｓ?ｍｏｂｉｌｅ ｓｔａｔｉｏｎ?需要通过这个串口交换各种类型的数据，例如：语音、传真、数据、ｓｍｓ、ｃｂｓ、电话号码本的维护、电池状态、ｇｐｒｓ、ｕｓｓｄ等。如何在一个串口上同时支持这么多的业务？例如，在数据通信过程中，怎样发送或接收ｓｍｓ？为了解决这些问题，３ｇｐｐ提出了一个协议--ｔｓ２７．０１０协议（ｔｅｒｍｉｎａｌ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｔｏ ｍｏｂｉｌｅ ｓｔａｔｉｏｎ ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ ｐｒｏｔｏｃｏｌ）。有了ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ，即使在数据连接过程中，也可以发送ｓｍｓ。其它业务组合也可以同时进行。例如，数字语音和ｓｍｓ同时发送。ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ的存在使得一个完整的系统能够根据需要进行划分。３ｇｐｐ 的ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ设计非常灵活，并且独立于ｍｓ／ｔｅ平台，已有的应用程序不需要改动即可工作。在设计ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ时，特别考虑到采用电池供电的设备的需求，所以包含了省电模式控制等很重要的功能，并且ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ本身在运行时也尽量使用最小的功耗和内存。ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ基于ｉｓｏ的ｈｄｌｃ标准设计，工作于有多种选项的单模式下。但是ｂａｓｉｃ ｏｐｔｉｏｎ并不遵从ｈｄｌｃ。在基本选项模式下，ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ没有透明机制，也没有错误恢复功能。但是在高级选项（ａｄｖａｎｃｅｄ ｏｐｔｉｏｎ）模式下，使用ｈｄｌｃ的透明机制，且ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ有一个方便的再同步机制，能够在ｄｃ１／ｄｃ３（ｘｏｎ／ｘｏｆｆ）流控打开的链路上工作，且包含了错误恢复功能。３ｇｐｐ的ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ依赖于一个控制信道。在这个控制信道上，ｔｅ和ｍｓ交换控制信息，例如参数协商、节电控制信息、流控信息等。ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ是一个可选项，如果支持这个功能，就应使用ａｔ＋ｃｍｕｘ命令激活它。 ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ为ｔｅ和ｍｓ在一个起始／停止模式的、具有分帧功能的串行链路上传输数据流提供了一套机制。图１给出了不同的协议层及其功能示意。ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ层负责将数据按字节流的方式传输，不再进行进一步的组帧；如果数据需要按一定结构传输，就需要增加一个会聚层来完成这些功能。ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ为ｔｅ上的进程和ｍｓ上相对应的进程提供了一条虚连接，这样ｔｅ和ｍｓ上的进程就可以通过这条虚连接通信。例如，ｔｅ上的ｓｍｓ应用程序可以通过一条ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ通道与ｍｓ上的ｓｍｓ处理程序连接起来。 ｔｓ２７．０１０规范使用８ｂｉｔ字符的ｓｔａｒｔ－ｓｔｏｐ传输模式，两个ｍｕｌｉｔｐｌｅｘｅｒ实体间的通信使用了规定的帧格式。ｔｅ和ｍｓ之间的每个信道称为一条数据链路连接ｄｌｃ（ｄａｔａ ｌｉｎｋ ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ），这些ｄｌｃ被依次独立地建立起来。每个ｄｌｃ都可以有自己的流控机制。ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ有三种工作模式：ｂａｓｉｃ、ａｄｖａｎｃｅｄ ｗｉｔｈｏｕｔ ｅｒｒｏｒ ｒｅｃｏｖｅｒｙ和ａｄｖａｎｃｅｄ ｗｉｔｈ ｅｒｒｏｒ ｒｅｃｏｖｅｒｙ。这三种模式特点如下：·ｂａｓｉｃ：长度标识代替ｈｄｌｃ的透明机制；使用与ｈｄｌｃ不同的标志字；不能用于具有ｘｏｎ／ｘｏｆｆ流控的链路；从同步丢失状态中恢复需要更长的时间。·ａｄｖａｎｃｅｄ ｗｉｔｈｏｕｔ ｅｒｒｏｒ ｒｅｃｏｖｅｒｙ：遵从ｉｓｏ／ｉｅｃ１３２３９的异步ｈｄｌｃ过程；可以用于具备ｘｏｎ／ｘｏｆｆ流控的链路上；可以更快地从失同步状态恢复。·ａｄｖａｎｃｅｄ ｗｉｔｈ ｅｒｒｏｒ ｒｅｃｏｖｅｒｙ：使用了ｈｄｌｃ的错误恢复过程。
２ ｗａｖｅｃｏｍ ｇｓｍ／ｇｐｒｓ模块ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ协议介绍 笔者选用了ｗａｖｅｃｏｍ的ｑ２４０３ａ，这是一款ｅ－ｇｓｍ／ｇｐｒｓ ９００／１８００的双频模块。这个模