状态机在嵌入式系统中的应用

在嵌入式前后台系统中，外部的异步事件通过中断来捕获并运行在后台，而其他的任务则运行于前台。提高系统中的任务处理能力，是嵌入式前后台系统设计的重点。本文描述了利用状态机来提高嵌入式前后台系统任务处理能力的实现方法。为了便于研究和描述状态机在嵌入式前后台软件系统中的应用，本文将以移动2G光纤直放站近端机的监控软件案例来阐述和说明。

　　1 移动2G光纤直放站近端机监控单元

　　对于移动2G光纤直放站近端机监控单元，只介绍与本文有关部分的原理框图，如图1所示。图中GSM

　　Modem通过AT91SAM7S256的串口1相连。由于GSM

　　Modem的特性和短消息的收发，其通信收发处理相对比较繁琐和复杂。例如，发送短消息时，需要向Modem发送“AT+CMGS=电话号码”并等待一定的时间，再发送短消息内容，等待发送成功。短消息发送成功后，GSM

　　Modem将回应“+CMGS序号”的信息。其发送需要等待的时间长短不定。

　　图1 直放站近端机监控单元

　　在移动2G光纤直放站近端机中，通过串口1发送到GSM

　　Modem的数据不仅仅是短消息，还包括下行功率查询、信源信息查询、读取/删除短消息等。因此，针对移动2G光纤直放站近端机监控单元的要求和软件系统为前后台系统的特点，移动2G光纤直放站近端机监控单元的监控软件设计采用了状态机和队列的方式。

　　2 软件的设计思路

　　根据前后台软件系统的特点，结合移动2G光纤直放站近端机的硬件结构，以移动2G光纤直放站近端机的监控软件中的短消息收发子系统为例，来阐述软件的设计思路。GSM

　　Modem的短消息接收采用软件主动读取的方式，即软件以中断方式接收到短消息在Modem中存储的序号，然后软件主动读取短消息和删除已读取的短消息。短消息的收发处理流程如图2所示。

　　2.1 短消息的接收

　　如图2所示，GSM

　　Modem主动上报的信息将存储到串口1接收缓冲区中，软件从串口1接收缓冲区的数据中解析出短信序号(Modem收到的短消息在Modem中的存储序号)存储到短信序号队列(短信序号缓冲区1~n)中，然后软件通过短信序号队列的状态来决定是否需要向Modem发送读取短信或者删除短信命令。

　　当软件发送读短消息命令后，GSM

　　Modem将对应序号的短信息送出，数据将存储到串口1接收缓冲区中，软件再从串口1接收缓冲区的数据中解析出短消存储到短信队列(短信缓冲区1~m)中。这样需要软件处理的短消息就存储到了短信队列中，而处理的事情则交由软件的其他区处理。

　　图2 直放站短信收发处理流程