現(xiàn)場(chǎng)總線ff在分布式控制系統(tǒng)中的運(yùn)用

合肥工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院計(jì)算機(jī)系2008級(jí)方向綜合設(shè)計(jì)報(bào)告方 向：分布式控制與嵌入式系統(tǒng)課題題目：現(xiàn)場(chǎng)總線FF在分布式控制系統(tǒng)中的應(yīng)用姓 名：專業(yè)班級(jí)：學(xué) 號(hào)：指導(dǎo)教師：一、設(shè)計(jì)目的和內(nèi)容：設(shè)計(jì)目的：了解分布式控制系統(tǒng)和FF總線，并掌握其通信規(guī)程；設(shè)計(jì)內(nèi)容：掌握和了解分布式控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)以及組成，現(xiàn)場(chǎng)總線FF在分布 式控制系統(tǒng)中的作用，嘗試編寫一個(gè)符合規(guī)約的通信軟件。二、背景知識(shí)：FF（Fieldbus Foundation）現(xiàn)場(chǎng)總線簡(jiǎn)介 FF總線系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)FF現(xiàn)場(chǎng)總線基金會(huì)是由WORLDFIP NA（北美部分，不包括歐洲）和ISP Foundation于1994年6月聯(lián)合成立的，它是一個(gè)國(guó)際性的組織，其目標(biāo)是建立單一的、開放的、可互操作的現(xiàn)場(chǎng)總線國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。這個(gè)組織給予了IEC現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)起草工作組以強(qiáng)大的支持。這個(gè)組織目前有l(wèi)00多成員單位，包括了全世界主要的過程控制產(chǎn)品及系統(tǒng)的生產(chǎn)公司。1997年4月這個(gè)組織在中國(guó)成立了中國(guó)儀協(xié)現(xiàn)場(chǎng)總線專業(yè)委員會(huì)（CFC）。致力于這項(xiàng)技術(shù)在中國(guó)的推廣應(yīng)用。FF成立的時(shí)間比較晚，在推出自己的產(chǎn)品和把這項(xiàng)技術(shù)完整地應(yīng)用到工程上相對(duì)于Profibus和WORLDFIP要晚。但是正由于FF是1992年9月成立的，是以Fisher Rosemount公司為核心的ISP（可互操作系統(tǒng)協(xié)議）與WORLDFIP NA兩大組織合并而成的，因此這個(gè)組織具有相當(dāng)實(shí)力：目前FF在IEC現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)的制訂過程中起著舉足輕重的作用。FF(HSE) 現(xiàn)場(chǎng)總線即為IEC定義的H2總線，它由Fieldbus Foundation(FF)組織負(fù)責(zé)開發(fā)，并于1998年決定全面采用已廣泛應(yīng)用于IT產(chǎn)業(yè)的高速以太網(wǎng)（highspeed ethernet HSE）標(biāo)準(zhǔn)。該總線使用框架式以太網(wǎng)（Shelf Ethernet）技術(shù)，傳輸速率從100Mbps到1Gbps或更高。HSE完全支持IEC 61158現(xiàn)場(chǎng)總線的各項(xiàng)功能，諸如功能塊和裝置描述語言等，并允許基于以太網(wǎng)的裝置通過一種連接裝置與H1裝置相連接。連接到一個(gè)連接裝置上的H1裝置無須主系統(tǒng)的干予就可以進(jìn)行對(duì)等層通信。連接到一個(gè)連接裝置上的H1裝置同樣無須主系統(tǒng)的干預(yù)也可以與另一個(gè)連接裝置上的H1裝置直接進(jìn)行通信。 HSE總線成功地采用CSMA/CD鏈路控制協(xié)議和TCP/IP傳輸協(xié)議，并使用了高速以太網(wǎng)IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)的最新技術(shù)。 現(xiàn)場(chǎng)總線基金會(huì)自1984年成立以來，經(jīng)過十年的發(fā)展，已經(jīng)形成了一個(gè)開放的、全數(shù)字化的工業(yè)通信系統(tǒng)，并在上世紀(jì)末開始進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)，推動(dòng)了中國(guó)的工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)步，并開始了大型全區(qū)域系統(tǒng)集成的應(yīng)用。一個(gè)開放式的總線協(xié)議，很重要的一點(diǎn)就是有多少設(shè)備支持這個(gè)協(xié)議。否則，這個(gè)協(xié)議的開放性就沒有意義了。從2001年起，支持FF總線的產(chǎn)品越來越多。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2002年通過FF基金會(huì)認(rèn)證注冊(cè)的產(chǎn)品增長(zhǎng)了24%，累計(jì)達(dá)到137種。其中，壓力儀表32種，溫度儀表12種，流量?jī)x表19種，物位儀表12種，分析儀表16種，閥門類儀表30種，高速以太網(wǎng)聯(lián)接設(shè)備5種，調(diào)節(jié)儀表1中，其他儀表10種。有10個(gè)公司的控制系統(tǒng)能夠聯(lián)接FF總線的H1網(wǎng)段。它們是ABB，Emerson（Delta-V）；Honeywell（Plantscape，Experion PKS）；Invensys，Smar（System302）；Yamatake（Industrial DEO），Yokogawa（Centum，Stardom）。在具體工程方面，截至2002年6月，全球已經(jīng)安裝的FF總線儀表達(dá)到205，000臺(tái)，已經(jīng)安裝的系統(tǒng)達(dá)到4000個(gè)。石油、天然氣、石油化工、化工領(lǐng)域的項(xiàng)目數(shù)占FF總線全部項(xiàng)目數(shù)的44.9%，說明石化領(lǐng)域目前是FF總線最主要的應(yīng)用領(lǐng)域。 但實(shí)際上，現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)已經(jīng)逐步在大型和超大型規(guī)模系統(tǒng)中得到采用。據(jù)報(bào)道，目前已經(jīng)在使用的FF總線系統(tǒng)的最大規(guī)模已經(jīng)達(dá)到12000臺(tái)儀表。我國(guó)廣西惠州新建的大型石化裝置約采用數(shù)千臺(tái)FF總線儀表，自動(dòng)化的總投資達(dá)到5000萬美元。上海SECCO新建的石化裝置也全部采用FF總線技術(shù)和儀表，合同金額達(dá)到3000萬美元。 現(xiàn)在在我國(guó)已經(jīng)安裝的FF總線系統(tǒng)已經(jīng)超過100個(gè)，當(dāng)然大部分是中小系統(tǒng)。最近報(bào)道廈門湘魯石化有限公司，一期投資為6億美元。生產(chǎn)純凈對(duì)苯二酸，是世界上第一個(gè)在本安區(qū)域使用FF總線的PTA工廠。該系統(tǒng)在本安區(qū)域，有161個(gè)網(wǎng)段，掛接742臺(tái)FF總線設(shè)備。另外自備鍋爐還有38個(gè)網(wǎng)段，掛接173臺(tái)FF總線設(shè)備。平均一個(gè)網(wǎng)段掛接4臺(tái)設(shè)備。采用的系統(tǒng)是Emerson公司的產(chǎn)品隨著現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的發(fā)展，制造商和用戶將越來越加深對(duì)它的理解。據(jù)預(yù)測(cè)，到2005年，我國(guó)的幾個(gè)采用FF總線系統(tǒng)的大型石化工程都將投產(chǎn)。屆時(shí)，我國(guó)安裝的FF儀表將達(dá)到數(shù)萬臺(tái)。人們對(duì)如何進(jìn)行FF總線系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、調(diào)試、組態(tài)、維護(hù)以及現(xiàn)場(chǎng)總線為用戶帶來的實(shí)際利益都會(huì)更加明朗。因此，隨時(shí)掌握各種總線的發(fā)展?fàn)顩r是十分重要的。1.1 FF總線H1總線電路和信號(hào)形式H1網(wǎng)段下，總線電路如圖2所示。現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備靜態(tài)供電電流1015mA，信號(hào)恒流方式l520mApp，多個(gè)設(shè)備可以并聯(lián)，接收信號(hào)在0.751Vpp電壓范圍，最小不低于150mVpp，信號(hào)負(fù)載的作用是將1520mApp電流方波信號(hào)轉(zhuǎn)化為0.751Vpp的電壓信號(hào)。所以，匹配阻抗器既不能多，也不能少，否則信號(hào)電壓將不正常，特別是長(zhǎng)線傳輸?shù)臅r(shí)候，如果終端阻抗不匹配，經(jīng)常會(huì)產(chǎn)生反射而使波形失真。電纜的特征阻抗是100歐姆，長(zhǎng)線要安裝在兩端。1.2 物理層FFH1、HSE是高可靠性要求的熱工過程控制的首選，在當(dāng)前工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用極其廣泛，它們的傳輸距離可根據(jù)實(shí)際情況而定，不同的傳輸介質(zhì)和傳輸介質(zhì)質(zhì)量的好壞對(duì)信號(hào)的傳輸距離有很大的影響，就拿FFH1低速總線來說，如果采用#18AWG屏蔽雙絞線的傳輸介質(zhì)，傳輸距離可達(dá)1900米，但若采用#22AWG屏蔽雙絞線，傳輸距離則只有1200米，且此傳輸距離包含主干與分支的和，分支最長(zhǎng)不能超過120米。另外，傳輸介質(zhì)的質(zhì)量對(duì)傳輸距離也有影響，但據(jù)有關(guān)部門考證，目前，國(guó)內(nèi)很多廠家生產(chǎn)的電纜在要求不是很嚴(yán)格的情況下是能夠滿足FF總線的現(xiàn)場(chǎng)需要的。所以，在我們?cè)O(shè)計(jì)FF總線網(wǎng)絡(luò)時(shí)，要根據(jù)FF總線特性、技術(shù)參數(shù)來選擇適當(dāng)?shù)膫鬏斀橘|(zhì)，這樣就能起到事半功倍的效果。FF總線技術(shù)參數(shù)表如表1所示。1.3 鏈路層FF總線的鏈路層是總線上信息正確傳遞的重要保障，每條總線上有且只有一臺(tái)現(xiàn)行鏈路活動(dòng)調(diào)度器（LAS），在FF總線網(wǎng)絡(luò)上任何一個(gè)智能總線儀表都可以作為該條線路的LAS，LAS中有總線上所有的設(shè)備清單，它負(fù)責(zé)管理總線，管理其它設(shè)備是否占用總線。LAS將“時(shí)間重要”的實(shí)時(shí)過程數(shù)據(jù)與后臺(tái)MM1及組態(tài)下裝數(shù)據(jù)分別處理即周期受調(diào)度和非周期不受調(diào)度通信。1.4 應(yīng)用層FF現(xiàn)場(chǎng)總線應(yīng)用層遵循開放式系統(tǒng)互聯(lián)模式OSI的基本架構(gòu)，F(xiàn)F現(xiàn)場(chǎng)總線的應(yīng)用層服務(wù)由FMS（Fieldbus Message Specification）來定義該層定義了用戶進(jìn)行通信所需要的通信服務(wù)、信息格式、行為狀態(tài)等。在應(yīng)用層中定義了網(wǎng)絡(luò)可視對(duì)象（Network Visible Objects)、虛擬現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備（Virtual Field Device，簡(jiǎn)稱VFD）、虛擬通信關(guān)系（Virtual Communication Relationship，簡(jiǎn)稱VCR）幾個(gè)概念。在FF現(xiàn)場(chǎng)總線規(guī)范中現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備之間進(jìn)行信息傳輸所使用的預(yù)組態(tài)的信道稱為虛擬通信關(guān)系相當(dāng)于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的虛電路。在現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，設(shè)備中的不同的應(yīng)用進(jìn)程進(jìn)行通信時(shí)通過使用不同的VCR可以進(jìn)行互不干擾的通信。FMS在VCR的端點(diǎn)向應(yīng)用進(jìn)程提供服務(wù)，F(xiàn)MS提供的服務(wù)分為有確認(rèn)的服務(wù)和無確認(rèn)服務(wù)，其中有確認(rèn)的服務(wù)用于操作和控制應(yīng)用對(duì)象，如讀，寫變量的值、訪問對(duì)象字典OD等。使用Client/Server VCR；無確認(rèn)的服務(wù)用于發(fā)布數(shù)據(jù)或通報(bào)事件，發(fā)布數(shù)據(jù)使用Publisher/Subscriber VCR；通報(bào)事件使用Report Distributton VCR。1.5 用戶層基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線以ISO/OSI開放系統(tǒng)互連模型為基礎(chǔ)，取其物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、應(yīng)用層為FF通信模型的相應(yīng)層次，并在應(yīng)用層上增加了用戶層，用戶層主要針對(duì)自動(dòng)化測(cè)控應(yīng)用的需要，定義了信息存取的統(tǒng)一規(guī)則，采用設(shè)備描述語言規(guī)定了通用的功能塊集，F(xiàn)F總線利用這些嵌入到系統(tǒng)內(nèi)部的功能塊實(shí)現(xiàn)工業(yè)控制上的各種控制功能。FF公布十個(gè)基本功能塊：摸擬輸入AI；摸擬輸出AO；控制選擇CS；P，PD控制PD；手動(dòng)ML；開關(guān)輸入DI；開關(guān)輸出DO；偏置增益BG；PID，PI，I控制PID；比率RA。FF公布十九個(gè)先進(jìn)功能塊：復(fù)雜摸出；復(fù)雜開出；脈沖輸入；輸入選擇；運(yùn)算；積算；分離器；算術(shù)運(yùn)算；信號(hào)特征；裝置控制；摸擬報(bào)警；死區(qū)；定時(shí)；超前滯后補(bǔ)償；摸擬接口；步進(jìn)PID；SP發(fā)生器；開關(guān)報(bào)警；開關(guān)接口。用以上功能塊可以構(gòu)筑幾乎所有基本的控制策略，功能相強(qiáng)大。1.6 協(xié)議數(shù)據(jù)的構(gòu)成與層次圖3表明了現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議數(shù)據(jù)的內(nèi)容和模型中每層應(yīng)該附加的信息。他也從一個(gè)角度反映了現(xiàn)場(chǎng)總線保溫信息的形成過程如某個(gè)用戶要將數(shù)據(jù)通過現(xiàn)場(chǎng)總線發(fā)往其他設(shè)備，首先在用戶層形成用戶數(shù)據(jù)，并把它們送往總線報(bào)文規(guī)范層處理，每幀最多可發(fā)送251個(gè)8位字節(jié)的用戶數(shù)據(jù)信息；用戶數(shù)據(jù)信息在FAS，F(xiàn)MS，DLL各層分別加上各層的協(xié)議控制信息，在數(shù)據(jù)鏈路層還加上幀校驗(yàn)信息后，送往物理層將數(shù)據(jù)打包，即加上幀前、幀后定界碼，也就是開頭碼、幀結(jié)束碼，并在開頭碼之前再加上用于時(shí)鐘同步的前導(dǎo)碼（或稱之為同步碼）。該圖還表明了各層所附的協(xié)議信息的字節(jié)數(shù)。信息幀形成之后，還要通過物理層轉(zhuǎn)換為符合規(guī)范的物理信號(hào)，在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的管理控制下，發(fā)送到現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)段上。圖3 現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議數(shù)據(jù)的生成2 FF現(xiàn)場(chǎng)總線的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線一般會(huì)采用以下幾種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，為清楚并簡(jiǎn)單起見，圖中省略了電源和終端器。在實(shí)際應(yīng)用往往會(huì)是幾種方式的組合，下面詳細(xì)論述每種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的特性。2.1 點(diǎn)對(duì)點(diǎn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)這類拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是只有由兩臺(tái)設(shè)備的段組成，段可以完全在現(xiàn)場(chǎng)（一臺(tái)從設(shè)備和一臺(tái)主設(shè)備獨(dú)立運(yùn)行，如變送器和閥此外不再帶其它設(shè)備），或者也可以由一臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備（變送器）連接到一個(gè)主系統(tǒng)（作為控制或監(jiān)視），如圖4所示點(diǎn)對(duì)點(diǎn)總線聯(lián)接。圖4 簡(jiǎn)單點(diǎn)到點(diǎn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)（主機(jī)和每個(gè)總線的一個(gè)設(shè)備）不會(huì)常用，因?yàn)樗慷沃挥幸粋€(gè)測(cè)量或者控制設(shè)備，如同在傳統(tǒng)控制420mA時(shí)那樣，同每個(gè)具有多個(gè)設(shè)備的總線段相比沒有優(yōu)點(diǎn)。2.2 帶支線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)這類拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)方式，現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備通過一段支線的電纜聯(lián)接到總線段上。支線的長(zhǎng)度可以從lm到l20m，長(zhǎng)度小于1m的支線看作是一個(gè)接頭，如圖5所示，帶支線總線聯(lián)接。圖5 帶支線總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)2.3 菊花鏈拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)這種聯(lián)接方式，在一個(gè)段中現(xiàn)場(chǎng)總線電纜從一臺(tái)設(shè)備走到另一臺(tái)設(shè)備，在每個(gè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的端子上互連。使用這種拓?fù)浒惭b應(yīng)該使用聯(lián)接器或一種接線方式，使得一臺(tái)設(shè)備的接線斷了不會(huì)影響整個(gè)段的工作，如圖6所示菊花鏈聯(lián)接。圖6 菊花鏈拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)2.4 樹形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)樹形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)就是在一臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)總線段上的設(shè)備都是以獨(dú)立的雙絞線聯(lián)接到公共的端子盒、端子、儀表板或I/O卡。這種布局可以用于通向主機(jī)電纜的一個(gè)端上，實(shí)際上同一段上的設(shè)備是相互分開的，但是一般是在同一個(gè)接線盒的區(qū)域內(nèi)。如圖7所示，樹形聯(lián)接。使用這種布局方式，必須考慮到支線電纜的最大長(zhǎng)度。圖7 樹形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)三、系統(tǒng)方案和實(shí)現(xiàn) VCR由包含F(xiàn)MS，F(xiàn)AS，DLL及物理層的通信棧共同維護(hù)，是應(yīng)用進(jìn)程之間的通信通道。在FAS子層中，提供了主要的報(bào)文傳送服務(wù)，而在FMS的Contex模塊中，則包含了有關(guān)VCR的總的約定，共提供了三條聯(lián)絡(luò)關(guān)系管理服務(wù)：Initiate，Abort及Reject，可用來建立一條新的VCR連接或釋放一條已存在的VCR連接，亦可拒絕不合理的建立VCR連接請(qǐng)求。1.VCR在報(bào)文規(guī)范子層的約定 VCR包含有靜態(tài)VCR信息和動(dòng)態(tài)VCR信息這兩類屬性，這其中定義了一些在VCR狀態(tài)機(jī)建立過程中用于條件判斷的參數(shù)，它們的正確理解是狀態(tài)機(jī)正確實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵：(1)靜態(tài)VCR信息是事先配置好的，相應(yīng)參數(shù)存放在NMlB中。1.QMax FMSPDU SendingMax FMSPDU Receiving：用于限制相應(yīng)VCR上收發(fā)FMSPDU的長(zhǎng)度。2.Max Outstanding Service Sending(MaxSCC)和Max Outstanding ServiceReeeiving(MaxRCC)：這兩個(gè)參數(shù)定義了ClientServer和Peer to Peer VCR上可以并發(fā)運(yùn)行的狀態(tài)機(jī)的數(shù)目，對(duì)應(yīng)于可以同時(shí)運(yùn)行的線程的個(gè)數(shù)。3.FMs Features Supported：對(duì)應(yīng)于建立連接狀態(tài)機(jī)中的條件判斷FMSFeatures Supported test。該屬性參數(shù)規(guī)定了某個(gè)VCR上面允許收發(fā)的服務(wù)類型，每項(xiàng)服務(wù)對(duì)應(yīng)一個(gè)bit位，1表示可用，0表示不可用。(2)動(dòng)態(tài)VCR信息是動(dòng)態(tài)創(chuàng)建的，相應(yīng)參數(shù)可以在VCR初始建立過程中協(xié)商決定。1.OActualMaxSCC對(duì)應(yīng)于上面的MaxScc；ActualMaxRCC對(duì)應(yīng)于上面的MaxRCC。2.對(duì)應(yīng)于實(shí)際上每個(gè)VCR上已經(jīng)運(yùn)行的發(fā)送機(jī)、接收機(jī)數(shù)目(相當(dāng)于運(yùn)行的線程數(shù)、，用OSCC和OSCR計(jì)數(shù)表示。每多一個(gè)“已經(jīng)請(qǐng)求而尚無收到應(yīng)答的確認(rèn)服務(wù)”，對(duì)應(yīng)的OSCC或OSCR加1。3.FMS State，即VCR的4種狀態(tài)：SI：Connection NotEstablished，連接未建立；s2：Connection Established Calling，本地用戶欲建立聯(lián)接；S3：Connection Established Callcd，遠(yuǎn)程用戶欲建立聯(lián)接；S4：Connection Established，連接已建立。在每個(gè)狀態(tài)下，不被支持的原語由斷開連接原語Abort拒絕。2. VCR的初始化VCR的初始化部分也可理解為VCR的組態(tài)過程，即每個(gè)設(shè)備中包含的各個(gè)VCR的初始狀態(tài)，也就是上面所提的靜態(tài)屬性和動(dòng)態(tài)屬性的初始狀態(tài)。一般可將設(shè)備中包含的多個(gè)VCR以結(jié)構(gòu)體數(shù)組的形式維護(hù)起來，每個(gè)結(jié)構(gòu)體分別包含了靜態(tài)屬性和動(dòng)態(tài)屬性。如上面所提，Max FMSPDU Sending，Max FMSPDUReceiving等靜態(tài)參數(shù)為通信雙方在系統(tǒng)組成時(shí)即協(xié)商好，而動(dòng)態(tài)屬性如ActualMaxSCC等，則要初始化為零，在VCR運(yùn)行過程中此值會(huì)隨著服務(wù)的不同而產(chǎn)生相應(yīng)的變化，由FMS來維護(hù)。重要的一點(diǎn)是VCR的動(dòng)態(tài)屬性FMS State要初始化為VCR未建立Connection Not Established，這樣才能應(yīng)用VCR狀態(tài)機(jī)中建立連接部分的處理，將VCR帶入到數(shù)據(jù)傳輸狀態(tài)。3.處理對(duì)象Transaction Object前面提到，動(dòng)態(tài)VCR信息參數(shù)OSCC和OSCR代表“已經(jīng)請(qǐng)求而尚無收到應(yīng)答的確認(rèn)服務(wù)”的個(gè)數(shù)，而這里所說的“已經(jīng)請(qǐng)求而尚無收到應(yīng)答的確認(rèn)服務(wù)”就是通過處理對(duì)象Transaction Object來處理的。這個(gè)處理對(duì)象與相應(yīng)的確認(rèn)服務(wù)原語一一對(duì)應(yīng)，每收到一個(gè)確認(rèn)服務(wù)請(qǐng)求(指示)，就創(chuàng)建一個(gè)這樣的對(duì)象，記錄下服務(wù)的名稱、對(duì)象本身的InvokelD和選用的VCR通道的靜態(tài)VCR ID等參數(shù)。在收到相應(yīng)服務(wù)的確認(rèn)(響應(yīng))后，該處理對(duì)象就被刪除。這里的lnvokelD是用來唯一標(biāo)識(shí)這個(gè)處理對(duì)象在當(dāng)前VCR中的序號(hào)的。因?yàn)樵谕籚CR同時(shí)可能有多個(gè)確認(rèn)服務(wù)原語等待確認(rèn)，因此就可能同時(shí)存在多個(gè)處理對(duì)象，必須把這些對(duì)象進(jìn)行有效的管理，而實(shí)現(xiàn)的方法就是設(shè)置InvokelD。4. VCR的兼容性檢測(cè)這個(gè)檢測(cè)包括兩部分：FMS的Context測(cè)試和FMS用戶的測(cè)試12】。在FMS的實(shí)現(xiàn)部分只需考慮前一個(gè)。FMS Context測(cè)試是被請(qǐng)求建立連接方的FMS在接收到請(qǐng)求建立連接協(xié)議數(shù)據(jù)單元InitiateReqPDU后進(jìn)行的，主要分為兩個(gè)方誣的測(cè)試：MAX FMS PDU測(cè)試和FMS Features Supported鋇4試。MAX FMS PDU測(cè)試包含以下內(nèi)容：本地FMS能夠發(fā)送的最大FMS PDU長(zhǎng)度要小于等于遠(yuǎn)程FMS能夠接收的最大FMS PDU長(zhǎng)度；本地FMS能夠接收的最大FMS PDU長(zhǎng)度要大于等于遠(yuǎn)程FMS能夠發(fā)送的最大FMS PDU長(zhǎng)度。FMS Feamrcs Supported測(cè)試包含以下內(nèi)容：本地作為客戶方Client時(shí)，所能發(fā)送的服務(wù)請(qǐng)求原語要與遠(yuǎn)程服務(wù)器方Server的服務(wù)指示原語相兼容；本地作為服務(wù)器方Server時(shí)，所能發(fā)送的服務(wù)指示原語要與遠(yuǎn)程的客戶方Client服務(wù)請(qǐng)求原語相兼容。5.VCR建立與數(shù)據(jù)傳輸流程前面提到，F(xiàn)F中共有三種類型的VCR，其中以客戶服務(wù)器型VCR的建立最為復(fù)雜，需要進(jìn)行協(xié)議數(shù)據(jù)單元的交換。下面就以客戶服務(wù)器型VCR為例，給出通過VCR狀態(tài)機(jī)函數(shù)建立起VCR通道的流程圖(圖43的(1)一(4)分別描述了從請(qǐng)求建立連接方發(fā)出請(qǐng)求到最后收到連接建立好的確認(rèn)的過程)： (1)請(qǐng)求方發(fā)出建立連接請(qǐng)求的處理 (2)接收方收到建屯連接指示的處理 (3)接收方作出響應(yīng)后的處理 4)發(fā)送方收到連接建立好的確認(rèn)處理 圖1 客戶服務(wù)器型VCR的建立VCR建立好之后，就可以進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸了。下面以確認(rèn)性數(shù)據(jù)傳輸為例，給出通過VCR通信通道進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)牧鞒虉D(圖44的(1)一(4)分別描述了從請(qǐng)求服務(wù)方發(fā)出請(qǐng)求到最后收到服務(wù)確認(rèn)的過程)： (1)請(qǐng)求方發(fā)確認(rèn)性服務(wù)請(qǐng)求的處理 (2）接收方收到確認(rèn)性服務(wù)指示的處理 (3)接收方用戶作出響應(yīng)后的處理 （4)發(fā)送方收到連接建立好的確認(rèn)處理 圖2 確認(rèn)性服務(wù)的傳輸過程436VCR與AR映射分析如前所述，VCR是應(yīng)用進(jìn)程之間的通信通道，由包含F(xiàn)MS、FAS、DLL的通信棧共同維護(hù)。在FMS子層的Context模塊中，包含了有關(guān)VCR的總的約定，如靜態(tài)屬性和動(dòng)態(tài)屬性等。這些動(dòng)態(tài)屬性等的維護(hù)就由FMS子層來維護(hù)，例如在VCR建立過程當(dāng)中的狀態(tài)改交等。而在FAS子層中，將這個(gè)虛擬通信通道稱為應(yīng)用關(guān)系A(chǔ)R。也就是說，VCR在FAS子層維護(hù)的部分稱為AR。FAS提供的主要也就是三種不同類型AR的報(bào)文傳送服務(wù)。同VCR建立過程中的狀態(tài)轉(zhuǎn)換類似，在FAS中的建立連接的AREP端點(diǎn)也會(huì)發(fā)生狀態(tài)的轉(zhuǎn)變。并且，唯一標(biāo)識(shí)VCR通道的VCRID號(hào)碼與唯標(biāo)識(shí)AR的AREPID號(hào)碼具有一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系f19l。結(jié)合FAS予層，VCR建立過程中各層的狀態(tài)轉(zhuǎn)換如圖所示： 、 圖3 VCR建立過程中的狀態(tài)轉(zhuǎn)換在一個(gè)完整的VCR建立過程中，先是根據(jù)上層用戶提供的VCRID，由FMS子層進(jìn)行相應(yīng)的處理，VCR的狀態(tài)也會(huì)發(fā)生相應(yīng)的轉(zhuǎn)換；然后根據(jù)這個(gè)VCRID，F(xiàn)MS會(huì)提供對(duì)應(yīng)的AREPID，從而調(diào)用FAS服務(wù)來進(jìn)行進(jìn)一步的處理：FAS則會(huì)按照前一章所述的方式進(jìn)行相應(yīng)的處理。四、設(shè)計(jì)結(jié)果測(cè)試案例與結(jié)果一致性測(cè)試系統(tǒng)包含三種測(cè)試模式：FMS，SM，NM。也就是說，F(xiàn)AS與DLL沒有專門針對(duì)它們的測(cè)試，只要在測(cè)試上層功能的同時(shí)，便說明FAS與DLL通過了測(cè)試。NM測(cè)試方案僅僅包含了FMS，而SM測(cè)試方案包含了SM和FMS。因此，應(yīng)用層的一致性測(cè)試主要為FMS的一致性測(cè)試。FMS測(cè)試的目的是測(cè)試所有的FMS服務(wù)，包括各種變量的值的情況。(I)FMS測(cè)試描述在測(cè)試新設(shè)備之前，首先必須針對(duì)每一個(gè)測(cè)試的類型準(zhǔn)備好PICSPIXT文件。PICSPIXT文件包含了宏觀的信息，以及測(cè)試所需要的一些特征信息。他們的創(chuàng)建的格式得依照需要測(cè)試的類型來確定。在測(cè)試之前，還需要進(jìn)行環(huán)境變量的一系列配置。測(cè)試類型、測(cè)試目的、測(cè)試動(dòng)作；測(cè)試設(shè)備的設(shè)置；從測(cè)試列表或任務(wù)中選擇需要測(cè)試的小項(xiàng)：測(cè)試執(zhí)行的次數(shù)；輸出模式：曰志模式；在測(cè)試完成之后，需要進(jìn)行以下工作：將測(cè)試用的設(shè)備特征描述文件備份到另外的文件夾；將設(shè)備從測(cè)試系統(tǒng)中刪除。FMS鋇|試組的目標(biāo)是采用所有的FMS服務(wù)來執(zhí)行IUT(Implementation UnderTest)，包括其中所有的變量，IUT都支掙。通常獲得任意兩個(gè)設(shè)備和使它們的所有服務(wù)用其所有的變量來測(cè)試的方法是不可能的。這個(gè)測(cè)試系統(tǒng)可以如我們所期望的那樣很容易的用一種特定的變量發(fā)送服務(wù)。這樣僅僅一個(gè)設(shè)備能以某種方式適應(yīng)FF FMS的一致性測(cè)試：這個(gè)要求是標(biāo)準(zhǔn)的并且通過一個(gè)上位測(cè)試裝置代理UTA來實(shí)現(xiàn)。通過使用UTA，IUT能被很容易的測(cè)試并且處于一個(gè)可控制的方式下；lUT的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的目標(biāo)性評(píng)估是可能的，并且通過大量覆蓋服務(wù)以及他們的變量來使IUT以正確的方式工作。(2)FMS測(cè)試案例FMS測(cè)試案例被寫來使每個(gè)測(cè)試案例既可以用在客戶端也可以服務(wù)器的致性測(cè)試。對(duì)于每個(gè)測(cè)試案例中的下位測(cè)試裝置和上位測(cè)試裝置在測(cè)試案例中都有角色的整體描述，那么就沒有必要將客戶端和服務(wù)器的一致性測(cè)試分離。在測(cè)試案例中指定使用的變量值必須精確地與一個(gè)特定的值相匹。測(cè)試案例包括如下兩個(gè)部分：頭：c語句的結(jié)構(gòu)體塊；測(cè)試方案主體：一些支持并定義了測(cè)試案例執(zhí)行的塊。在選擇了FMS測(cè)試模式后，緊接著就要進(jìn)行FMS服務(wù)的測(cè)試了。對(duì)于每一條FMs服務(wù)，都有多個(gè)測(cè)試案例進(jìn)行選擇。只有所有的測(cè)試案例都通過，才說明這條FMs服務(wù)通過測(cè)試。每個(gè)測(cè)試案例通過后，界面上會(huì)顯示