基于SCA的域配置文件解析器及其使用方法

摘要

本发明公开了一种基于SCA的域配置文件解析器，包括功能需求分析模块、DTD文件简化模块、文件解析模块和中间文件生成模块；功能需求分析模块分析功能需求；DTD文件简化模块生成简化的DTD文件；文件解析模块解析域配置文件；中间文件生成模块用于生成中间文件。本发明还公开了所述基于SCA的域配置文件解析器的使用方法，在波形的安装阶段调用基于SCA的域配置文件解析器对域配置文件进行预解析并生成相应的中间文件；在波形的运行阶段通过中间文件快速获取平台所需要的参数，从而加快波形的运行速度。本发明方法加快了域配置文件的解析速度，同时也减少了系统的部署时间。

说明书

技术领域

本发明具体涉及一种基于SCA的域配置文件解析器及其使用方法。

背景技术

软件无线电起源于军事领域对通信系统灵活性的特殊需求，自20世纪90年代就已经明确提出了完整的软件无线电概念和体系结构。软件无线电技术的核心思想是设计一个具有开放的、标准化的、模块化的通用硬件平台，将各种通信功能如调制解调、工作频段、信道接入方式、业务种类、通信协议、加密方式、可编程射频前端等用软件的方式来实现，通过加载不同的波形软件实现不同的通信需求及功能。

为了达到该目标，美军推出了联合战术无线电(JTRS)计划，该计划以软件无线电和模块化为主要设计思想，通过制定系统顶级层设计规范—软件通信体系结构规范(简称SCA)。SCA主要包括平台设备的软件体系架构及波形组件接口定义，实现了战术无线通信装备中软件组件配置、管理、互联互通的标准化。目前SCA规范已经成为国际上军用无线通信的主要参考标准，各国都以该规范为基础，进行相关的研究与应用。

基于SCA的软件无线电系统的所有硬件设备和软件组件由一组被称为域描述(Domain profile)的文件来定义。域管理功能使用域描述文件中的组件配置信息来对已安装到SCA兼容系统中的应用进行开始、初始化和维护。域描述文件按描述的对象分为设备描述文件和软件组件描述文件两类，主要包括：

SAD：软件装配描述文件；

SPD：软件包描述文件；

SCD：软件组件描述文件；

PRF：属性描述文件。

DCD：设备配置描述文件；

DMD：域管理器配置描述文件；

这些文件以XML的形式描述了组成系统的硬件设备和软件组件的属性、能力、位置、连接关系等信息。核心框架对系统内软硬件资源的部署、启动、配置等操作都必须从域描述文件中读取相应的描述信息。为了满足SCA规范的要求，这些域描述文件中的XML语法是基于OMG的CORBA组件规范的，其DTD文档类型定义在SCA规范的附录中进行详细的描述。

在一个平台上，波形的部署运行主要包括波形的安装和波形的启动加载两个部分：波形的安装阶段和波形的启动加载阶段。波形的安装阶段是波形运行的准备阶段，其允许占用的时间相对较长，主要工作在于将波形文件(波形程序文件和相应的配置文件)信息数据复制到平台上；波形的启动加载阶段是波形部署运行的核心阶段，该阶段对实时性的要求较高，主要工作在于对波形安装阶段准备好的域配置文件进行全面解析，并且对波形进行相应的启动和加载操作。

但是，在对波形的域配置文件进行解析的过程中，传统的解析方式是采用全解析方式，即基于现有的XML解析软件实现各种域配置文件的全量级解析。但是，采用这种全解析的方式，不仅增加了系统代码的尺寸，延长了解析时间，增大了平台部署运行时间，而且域配置文件的解析过程耗时较长，严重影响了波形启动加载阶段的实时性。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种能够加快波形的域配置文件的解析速度、减少系统的部署时间的基于SCA的域配置文件解析器。

本发明的目的之二在于提供一种所述基于SCA的域配置文件解析器的使用方法。

本发明提供的这种基于SCA的域配置文件解析器，包括功能需求分析模块、DTD文件简化模块、文件解析模块和中间文件生成模块；功能需求分析模块、DTD文件简化模块、文件解析模块和中间文件生成模块依次串联；功能需求分析模块用于分析软件无线电波形的功能需求；DTD文件简化模块用于从标准级DTD文件生成简化的DTD文件；文件解析模块用于解析满足简化DTD要求的域配置文件；中间文件生成模块用于生成中间文件。

所述的分析软件无线电波形的功能需求，具体为获取平台自身的数据信息，得到平台的功能需求，并根据平台的功能需求选择平台必须的域配置文件内容，同时删除不需要的配置项。

所述的从标准级DTD文件生成简化的DTD文件，具体为根据平台的要求，对标准级DTD文件中该平台必须保留的内容进行保留，并删除标准级DTD文件中该平台不需要的选项，从而生成简化的DTD文件。

所述的解析满足简化DTD要求的域配置文件，具体为对DTD文件简化模块生成的简化的DTD文件进行解析，从而得到相应的域配置信息。

所述的生成中间文件，具体为根据文件解析模块生成的域配置信息，生成中间文件，从而完成域配置文件的解析。

所述的生成中间文件，具体为在解析XML文件时，保持原文件名不变，且保持原文件的目录不变，仅改变文件后缀。

本发明还提供了所述基于SCA的域配置文件解析器的使用方法，在波形的安装阶段调用所述的基于SCA的域配置文件解析器对域配置文件进行预解析并生成相应的中间文件；在波形的运行阶段通过解析生成的中间文件快速获取平台所需要的参数，从而加快波形的运行速度。

所述的基于SCA的域配置文件解析器的使用方法，包括如下步骤：

S1.波形的安装阶段开始；

S2.开始波形的安装；

S3.检查波形域配置文件的有效性和正确性；

S4.调用所述的基于SCA的域配置文件解析器，生成中间文件；

S5.波形的运行阶段开始；

S6.读取步骤S4生成的中间文件，获取平台所需要的参数；

S7.根据步骤S6获取的参数运行波形，波形开始运行。

本发明提供的这种基于SCA的域配置文件解析器及其使用方法，通过将原本在波形运行阶段的域配置文件解析工作提前到波形的安装阶段进行，而且采用基于SCA的域配置文件解析器对域配置文件进行预解析并生成中间文件的方式降低域配置文件解析过程中的工作量，因此本发明方法加快了域配置文件的解析速度，同时也减少了系统的部署时间。

附图说明

图1为本发明的域描述文件间的总体关系示意图。

图2为本发明的基于SCA的域配置文件解析器的功能模块图。

图3为本发明的基于SCA的域配置文件解析器的解析策略示意图。

图4为本发明的基于SCA的域配置文件解析器的使用方法的方法流程图。

具体实施方式

SCA规范要求为可移植的组件提供通用的信息，这种信息叫作域描述文件。域管理功能使用域描述文件中的组件配置信息来对已安装到SCA兼容系统中的应用进行开始、初始化和维护。从各个域描述文件之间的关系(如图1所示)可以看出，一个SAD文件实际上就对应了一个波形应用，它描述了该波形应用需要用到的各种组件，而每个组件的详细信息则由其对应的SPD文件描述，组件输出或输入的接口信息是由与SPD文件相关联的SCD文件来描述，组件的属性信息是由与SPD文件相关的PRF文件来描述。SAD文件是波形创建时首先要读取的文件。

本发明提供的这种基于SCA的域配置文件解析器，其主要作用在于通过对域配置文件进行提前化的预解析，而且在预解析的过程中，并不采用现有的全解析的方式，而是进行必要的解析，删除相应的无功能的文件信息，并生成后续可用的中间文件，从而提高了域配置文件的解析效率，缩短了解析时间。此外，将对域配置文件进行解析的工作提前到了波形的安装过程，而在后续的波形的加载启动阶段仅仅只进行中间文件的解析。在该改变下，虽然波形的安装过程相比于现有技术而言耗时会增长，但是由于波形的安装过程的时间非常充裕，因此该步骤并不会对波形的安装过程产生明显影响；但是，由于波形的启动加载阶段不再进行域配置文件的解析工作，因此原本的波形的加载启动阶段的时间压力将得到极大的释放，使得技术人员不再需要对该部分的技术代码和算法等进行大量的优化，从而使得波形的加载启动阶段的工作量明显减少。

如图2所示为本发明的基于SCA的域配置文件解析器的功能模块图：本发明提供的这种基于SCA的域配置文件解析器，包括功能需求分析模块、DTD文件简化模块、文件解析模块和中间文件生成模块；功能需求分析模块、DTD文件简化模块、文件解析模块和中间文件生成模块依次串联；功能需求分析模块用于分析软件无线电波形的功能需求，具体为获取平台自身的数据信息，得到平台的功能需求，并根据平台的功能需求选择平台必须的域配置文件内容，同时删除不需要的配置项；DTD文件简化模块用于从标准级DTD文件生成简化的DTD文件，具体为根据平台的要求，对标准级DTD文件中该平台必须保留的内容进行保留，并删除标准级DTD文件中该平台不需要的选项，从而生成简化的DTD文件；文件解析模块用于解析满足简化DTD要求的域配置文件，具体为对DTD文件简化模块生成的简化的DTD文件进行解析，从而得到相应的域配置信息；中间文件生成模块用于生成中间文件，具体为根据文件解析模块生成的域配置信息，生成中间文件，从而完成域配置文件的解析，具体实施时，在解析XML文件时，可以保持原文件名不变，且保持原文件的目录不变，仅改变文件后缀。

在波形的域配置文件解析时，波形运行之前将域描述文件中的重要信息解析为简单格式的文件，同时仍保留成功部署和配置组件与波形的信息，如UUID(UniversallyUnique Identifier)、定位、连接、属性等。也可抛弃那些组件和应用配置与部署的非必需信息，如描述、文件头、作者等。尽管本策略所删除的域描述文件的信息也是重要的，在开发一个SCA组件时必须提供这些信息，主要功能的正确运行并不需要这些信息。

如图3所示为本发明的基于SCA的域配置文件解析器的解析策略示意图：首先在标准级DTD文件的基础上，分析出和所在软件平台相关的简化的DTD文件，预先解析满足简化DTD文件的配置文件。

采用这里提供的XML解析策略，仍然可以使用基于这一策略的SCA框架来加载、运行第三方组件和波形。通过XML预解析器将XML文件解析为扩展名为.ex(扩展名并不限定为某一形式，只需要不影响后续的文件读取即可)的中间文件。这一方法虽然不与SCA兼容，但是采用这种两步解析策略并不影响SCA波形的传统设计周期，仅仅在安装时增加了一个额外的预解析步骤。能够极大地简化了XML解析器的复杂度，减少了解析器代码尺寸大小，加快了解析速度，减少了系统部署时间。

如图4所示为本发明的基于SCA的域配置文件解析器的使用方法的方法流程图：本发明还提供了所述基于SCA的域配置文件解析器的使用方法，在波形的安装阶段调用所述的基于SCA的域配置文件解析器对域配置文件进行预解析并生成相应的中间文件；在波形的运行阶段通过解析生成的中间文件快速获取平台所需要的参数，从而加快波形的运行速度。

在具体实施时，所述基于SCA的域配置文件解析器的使用方法，包括如下步骤：

S1.波形的安装阶段开始；

S2.开始波形的安装；

S3.检查波形域配置文件的有效性和正确性；

S4.调用所述的基于SCA的域配置文件解析器，生成中间文件；

S5.波形的运行阶段开始；

S6.读取步骤S4生成的中间文件，获取平台所需要的参数；

S7.根据步骤S6获取的参数运行波形，波形开始运行。

以下结合一个具体实施例，对本发明的效果进行进一步说明：

波形安装是结合x86平台的集成开发环境完成波形的远程安装，安装过程主要将本地波形相关文件拷贝到目标平台，所需要安装的示例波形Hello需要拷贝的文件信息如下表1所示：

表1拷贝文件示意表

波形运行是指整个波形从准备到正常工作的全过程，包括加载启动GPP和FPGA的波形组件程序的时间。

波形运行时间是指测试波形部署启动的时间，包括加载GPP和FPGA程序的时间。

测试硬件平台信息：

X86平台：i7-6700

目标平台：ARM9+ZYNQ7030

其中X86平台和目标平台通过以太网通信。

方法比较：

传统方法：安装期只做波形文件信息复制工作，不解析，运行期间解析配置文件。

本发明方法：采用域配置文件解析器进行预解析，并将解析配置操作提前到安装期。

传统方法与本发明方法在具体指标(该指标是20次实验结果的平均值)上的对比，如下表2所示：

表2指标对比示意表

指标传统方法(秒)本发明方法(秒)波形安装时间1011波形运行时间64总时间1615

从上述描述以及对比试验可以看到，本发明方法将原本需要在波形的运行阶段进行的域配置文件解析工作，通过形成域配置文件解析器的方式提前到波形的安装阶段进行，因此使得原本时间非常紧迫的波形的运行阶段的工作量得到了明显的下降，使得开发人员不需要再对波形的运行阶段的算法和代码进行反复优化以满足时间要求，从而提高了整套算法开发时的效率和速度；同时，本发明方法在满足SAC规范的前提下，在具体实施时，根据平台的类型，通过生成中间文件的形式，对不需要解析的内容或与具体平台无关的内容进行删除或忽略，从而提高了域配置文件解析过程中的效率和速度。