Nesc1.2簡述

Nesc1.2簡述 1 組件 ，nesC組件使用的是一個純局部的命名空間，這就是說一個組件除了要聲明它將執行的函數外，還要聲明它所調用的函數。每一個組件都有一個形式說明（specification），這個形式說明是一段代碼，它聲明瞭組件所提供（執行）接口（函數）和所使用（調用）的接口（函數） 2 接口，接口（interface）是相關函數的一個集合，用戶可以根據功能的需要定義自己的接口，但在定義接口中的函數時，必須使用command或event關鍵字聲明該函數是命令或是事件，否則編譯時會報錯。 nesC有兩種組件： 配件（configurations），用於將組件連接在一起從而形成一個新的組件。 模塊（modules），提供了接口代碼的實現，並且分配組件內部狀態，是組件內部行爲的具體實現。 配件和模塊的主要區別是後者有實現代碼但不能連接。前者沒有代碼，但可以連接。 模塊相關概念： 1）分段操作（Split Phase），分段接口的一個重要的特徵就是兩個階段的調用是相反的：向下調用是開始操作，向上的signal操作是完成操作。在nesC中，向下調用的是命令，而向上調用的是事件，接口指定了這種關係的兩個方面。 連續操作 If (send()==SUCCESS) { sendCount++;} 分段操作 Send();//開始階段 ...... Void sendDone(error_t err)//完成階段 { If (err==SUCCESS){ sendCount ++;} } 分段接口實例： interface Read { command error_t read(); event void readDone( error_t result, val_t val ); } Read接口的提供者需要定義Read函數和通知Readdone事件，而Rend接口的使用者則需要定義Readdone事件，而且能夠調用Read命令。 2）類型化接口 接口可以帶有類型參數 ，接口的類型參數放在一對尖括號裏，這個參數定義了它要處理的數據的類型。 如果提供者和使用者的接口都帶有類型參數，那麼在連接時，它們的類型必須匹配。 例：LocalTime接口帶有一個precision_tag參數，定義在 pt/tinysos-2.x/tos/lib/timer目錄中。如下： terface LocalTime { async command uint32_t get(); } 參數precision_tag雖然沒有在接口的命令中出現，但它在連接時會被用於類型檢查：該參數指明瞭最小的時間間隔。三種類型是TMili（毫秒），T32kHz和TMicro（微秒）。 3）模塊實現（Module Implementation） 在Implementation｛｝內的就是模塊的實現部分。模塊必須實現它所提供的接口中的每個命令（即provide中的每個命令），和它所使用的接口中的每一個事件。 以sense爲例： module SenseC { uses { interface Boot;//注意：Boot接口中有事件booted(),故須實現。 interface Leds; interface Timer;//此接口中有event void Timer.fired()須實現。 interface Read;// /此接口中有event void Read.readDone（）須實現。 } Implementation // 以下是實現部分 { #define SAMPLING_FREQUENCY 100 event void Boot.booted() { call Timer.startPeriodic(SAMPLING_FREQUENCY);//調用了Timer接口的命令 } event void Timer.fired() //因爲使用了Timer接口，所以必須實現Timer接口中定義的事件 { call Read.read();//調用了Read接口的命令} event void Read.readDone(error_t result, uint16_t data) //因爲使用了Read接口，所以必須 { //實現 Read接口中定義的事件 if (result == SUCCESS){ if (data & 0x0004) call Leds.led2On(); else call Leds.led2Off(); if (data & 0x0002) call Leds.led1On(); else call Leds.led1Off(); if (data & 0x0001) call Leds.led0On(); else call Leds.led0Off(); } } } 4）配件和連接 組件之間是完全獨立的，只有通過連接才能綁定到一 起 ，配件用於實現此功能。配件的定義與模塊類似 使用了三個操作->,<-和=實現連接。前面兩個是最基本的連接操作：箭頭從使用者指向提供者。例如，下面兩行是等同的： Sched.McuSleep -> Sleep; Sleep<-Sched.McuSleep; 一個直接的連接總是從使用者uses指向提供者provides，箭頭的方向決定了調用關係和模塊一樣，配件可以提供和使用接口。但是由於配件沒有代碼實現，所以這些接口的實現必須依賴其他的組件。 5）扇入，扇出，combine函數 接口之間可以是n對k的關係，這裏n是使用者uses數，k是提供者provides數. 扇出（fan-out）同一個調用者一次調用了多個函數。 扇入（fan-ins）用來描述多個人調用同一個函數。 接口之間是一個n對k的關係，任何提供者的signal將會引起n個使用者的事件處理函數，並且任何使用者調用一個命令將會調用k個提供者的命令。 combine函數，它將多個返回值組合後只返回一個值。一個數據類型可以有一個相關的combine函數。因爲一個fan-out總是涉及到調用N個相同的函數，調用者最終得到的返回值是對所有的被調用者的返回值使用combine函數之後得到的返回值。 例： generic configuration AMSnoopingReceiverC(am_id_t AMId) { provides { interface Receive; interface Packet; interface AMPacket; } } implementation { components ActiveMessageC; Receive = ActiveMessageC.Snoop[AMId]; Receive = ActiveMessageC.Receive[AMId]; Packet = ActiveMessageC; AMPacket = ActiveMessageC; } AMSnoopingReceiverC .Receive既被映射到了ActiveMessageC.Snoop[AMId];又被映射到了ActiveMessageC.Receive[AMId]。則調用AMSnoopingReceiverC .Receive.getPayload()函數時，也就同時調用了ActiveMessageC.Snoop[AMId] .getPayload()和ActiveMessageC.Receive[AM Id] .getPayload()，但是這兩個函數的調用順序不確定。 6）參數化連接 參數化接口用於提供同一接口的多個實例。如： configuration ActiveMessageC { provides { interface SplitControl; interface AMSend[uint8_t id]; interface Receive[uint8_t id]; …… } } 這種其實相當於： onfiguration ActiveMessageC { provides { interface SplitControl; interface AMSend as AMSend1; interface AMSend as AMSend2; interface AMSend as AMSend3;//在這裏1，2，3的函數實現是相同的。纔可以用上面的參數來實現。 ................ interface Receive as Receive1; interface Receive as Receive2; interface Receive as Receive3; …… } } 那麼它可以使用如下格式的配件： Configuration MyAppC{} Implementation { Components MainC, MyApp, ActiveMessageC; MainC.SoftwareInit->ActiveMessageC; MyApp.AMSend->ActiveMessageC.AMSend[100];//這裏有100可以是用戶自已指定的。 MyApp.Receive->ActiveMessageC.Receive[100]; } 故可以看出，參數化接口本質上是一個接口數組，數組的索引就是接口的參數。這樣定義目的是函數實現的簡單化。 nesC還提供了一個unique函數用於保證以參數不重複。例如： #include "AM.h" generic configuration AMSenderC(am_id_t AMId) { provides { interface AMSend; interface Packet; interface AMPacket; interface PacketAcknowledgements as Acks; } } implementation { components new AMQueueEntryP(AMId) as AMQueueEntryP; components AMQueueP, ActiveMessageC; AMQueueEntryP.Send -> AMQueueP.Send[unique(UQ_AMQUEUE_SEND)]; ......... } 在"AM.h"中，有如下定義：＃define UQ_AMQUEUE_SEND “qmqueue.send” uniqueCount(UQ_AMQUEUE_SEND)用來計算共有多少次unique(UQ_AMQUEUE_SEND)。 7）通用組件（Generic Components） 通用組件不是單一實例的，它在配件內能被實例化。一般來說，組件是單一實例的，這就是說，組件的名字是全局命名空間一個單獨的實體。一個組件只可以被實例化一次。當兩個不同的組件引用MainC時，它們都將會引用同樣的代碼段和狀態。但通用組件不是單一實例，它在配件內能被實例化。 通用組件與非通用組件原型定義的最大差別有兩點： （1）在關鍵字component（表示module或configuration）之前有一個generic關鍵字，它表示該組件是通用組件。 （2）通用組件在組件名字後必須帶有參數列表，從這方面來看類似於函數的定義。若該通用組件不需要參數，那麼該參數列表爲空。 目前通用組件支持如下三種類型的參數： 類型（types）參數：這些參數可以作爲類型化接口的參數，聲明時使用typedef。 數值常數(numeric constants)參數。 字符串常數（constant strings）參數。 使用通用組件時需要在配件中使用關鍵字new實例化一個通用組件，這個實例是配件所私有的。用戶每使用戶每使用一次new便被會創建一個實例。在使用關字new實例化通用組件的時候，系統使用了代碼拷貝的方式生成新的實例。例如： Implementation{ Components new BitVectorC(10);//創建了一個大小爲10的BitVectorC組件。同時也實現了//BitVectorC代碼的拷貝。 } 通用模塊帶有三種參數，如果參數是一個類型，那麼必須用typedef關鍵字聲明。例如通用模塊VirtualizeTimerC（opt/tinyos-2.x/ tos/lib/ timer），如下： eneric module VirtualizeTimerC(typedef precision_tag , int max_timers) { provides interface Timer as Timer[uint8_t num]; uses interface Timer as TimerFrom; ｝ Implementation {…................…} 通用模塊VirtualizeTimerC帶有兩個參數。precision_tag是定顯示器精度參數。max_timers表示用戶使用（實例化）的最大定時器個數。它通常使用uniquequeCount()計算得到。 #include "Timer.h" configuration HilTimerMilliC { provides interface Init; provides interface Timer as TimerMilli[uint8_t num]; provides interface LocalTime; } implementation { enum { TIMER_COUNT = uniqueCount(UQ_TIMER_MILLI) }; components AlarmCounterMilliP, new AlarmToTimerC(TMilli), new VirtualizeTimerC(TMilli, TIMER_COUNT),//在這裏實例化了VirtualizeTimerC，//TMilli表示需要生成毫秒定時器，參數uniqueCount(UQ_TIMER_MILLI)表示需要生成的定//時器的總個數。而且因爲VirtualizeTimerC是一個模塊，所以實例化它就是需要爲它分配///////必要的狀態，同時會拷貝通用模塊的代碼從而生成一個新的模塊實例。總之，在這個例///////子中生成了VirtualizeTimerC代碼的拷貝，並且分配了uniqueCount(UQ_TIMER_MILLI) //////個毫秒精度的定時器。 new CounterToLocalTimeC(TMilli); Init = AlarmCounterMilliP; TimerMilli = VirtualizeTimerC; VirtualizeTimerC.TimerFrom -> AlarmToTimerC; AlarmToTimerC.Alarm -> AlarmCounterMilliP; LocalTime = CounterToLocalTimeC; CounterToLocalTimeC.Counter -> AlarmCounterMilliP; } 通用配件構成了更高層次的虛擬化和抽象。使用通用配件與使用通用模塊的方法是一樣的。