ZStack基本工作原理

目录
ZStack基本工作原理 1
摘要 1
前言 2
1、ZStack协议栈介绍 2
1.1、ZStack 2
1.2、ZStack协议栈的架构 2
2、 ZStack协议栈工作 4
2.1、ZStack的实现 4
2.2、ZStack OSAL API 介绍 5
2.3、ZStack的工作函数 6
参考 8

ZStack基本工作原理
摘要
ZStack是下一代开源的云计算IaaS（基础架构即服务）软件。它主要面向的是未来的智能数据中心，通过提供的API来管理包括计算、存储和网络在内的数据中心的各种资源，ZStack可以做到15分钟完成安装部署，版本间5分钟无缝升级，全API交付，零手工配置；可以单节点管理十万物理机、百万级虚拟机，同时响应数万并发API调用； API层面提供SQL级别的查询，拥有单项查询条件超过400万个，组合查询条件为400万阶乘；内建工作流引擎，可以在错误发生时随时回滚，维护系统一致性。
前言
ZStack于2015年4月首发0.6版本后，迅速获得技术圈关注。国内CSDN、InfoQ、国外The New Stack、51CTO及IT168都对ZStack的架构和技术进行了报道。阿里云(5月13日)、百度开放云（9月5日）、金山云（10月8日）和网易研究院（2016年1月26日）分别邀请ZStack创始团队进行技术交流，为他们的工程师团队讲解ZStack架构和技术。
1、ZStack协议栈介绍
1.1、ZStack
Z-Stack协议栈是一个基于任务轮询方式的操作系统，其任务调度和资源分配由操作系统抽象层OSAL管理着。即Z-Stack协议栈=OSAL操作系统+CC2530硬件模块+AF无线网络应用。
1.2、ZStack协议栈的架构
整个协议栈的架构，如图所示：

APP：应用层目录，这是用户创建各种不同工程的区域，在这个目录中包含了应用层的内容和这个项目的主要内容，在协议栈里面一般是以操作系统的任务实现的。
HAL：硬件层目录，包含有与硬件相关的配置和驱动及操作函数。
MAC：MAC层目录，包含了MAC层的参数配置文件及其MAC的LIB库的函数接口文件。
MT：监控调试层，主要用于调试目的的，即实现通过串口调试各层，与各层进行直接交互。
NWK：网络层目录，涵网络层配置参数文件及网络层库的函数接口文件，APS层库的函数接口。
OSAL：协议栈的操作系统。
Profile：AF层目录，包含AF层处理函数文件。
Security：安全层目录，安全层处理函数接口文件，比如加密函数等。
Services：地址处理函数目录，包括着地址模式的定义及地址处理函数。
Tools：工程配置目录，包括空间划分和Zstack相关的配置信息。
ZDO：ZDO目录。
ZMac：MAC层目录，包括MAC层参数配置及MAC层LIB库函数回调处理函数。
ZMain：主函数目录，包括入口函数main（）及硬件配置文件。
Output：输出文件目录层，这个EW8051 IDE自主设计的。
2、ZStack协议栈工作
2.1、ZStack的实现
ZigBee无线网络的实现，是建立在ZigBee协议栈的基础上的，协议栈采用分层的结构协议分层的目的是为了使各层相对独立，每一层都提供一些服务，服务由协议定义，程序员只需关心与他的工作直接相关的那些层的协议，它们向高层提供服务，并由低层提供服务。
在ZigBee协议栈中，PHY、MAC层位于最低层，且与硬件相关；NWK、APS, APL层以及安全层建立在PHY和MAC层之上，并且完全与硬件无关。分层的结构脉络清晰、一目了然，给设计和调试带来极大的方便。
整个Z-Stack采用分层的软件结构，硬件抽象层（HAL）提供各种硬件模块的驱动，包括定时器Timer，通用I/O口GPIO，通用异步收发传输器UART，模数转换ADC的应用程序接口API，提供各种服务的扩展集。操作系统抽象层OSAL实现了一个易用的操作系统平台，通过时间片轮转函数实现任务调度，提供多任务处理机制。用户可以调用OSAL提供的相关API进行多任务编程，将自己的应用程序作为一个独立的任务来实现。
2.2、ZStack OSAL API 介绍
OSAL层是与协议栈独立的，但是整个协议都要基于OS才能运行。OSAL提供如下服务和管理：信息管理、任务同步、时间管理、中断管理、任务管理、内存管理、电源管理以及非易失存储管理。[28][29]
一、信息管理API
信息管理为任务间的信息交换或者外部处理事件（例如：中断服务程序或一个控制循环内的函数调用等）提供一种管理机制。包括允许任务分配或不分配信息缓存、发送命令信息到其他任务、接受应答信息等API函数。
二、同步任务API
该API允许一个任务等待某个事件的发生并返回等待期间的控制。该API的功能是为某个任务设置事件，一旦任何一个事件被设置就修改该任务。
三、时间管理API
该API允许定时器被内部（Z-Stack）任务和外部任务使用。该API提供开始和停止一个定时器的功能，这些定时器能用毫秒（ms）设置。
四、中断管理API
这些API是外部中断和任务的接口。这些API函数允许一个任务为每个中断分配指定服务程序。这些中断能被允许或禁止。在服务程序内，可为其他的任务设置事件。
五、任务管理API
该API用在管理OSAL中的任务，包括系统任务和用户自定义任务的创建、管理和信息处理等。
六、内存管理API
该API描绘了简单的存储分配系统。这些函数允许动态存储分配。
七、电源管理API
这里描写了OSAL的电源管理系统。当OSAL安全地关闭接收器与外部硬件并使处理器进入休眠模式时，该系统提供向应用/任务通告该事务的方式。
2.3、ZStack的工作函数
一．APP层

OSAL_Example.c中存放着操作系统接口文件，并且对于不公的项目，大部分的代码都是相同的，只是在用户应用层，添加了不同的任务及事件处理函数。因此一般情况下，用户只需要额外添加上图中的三个文件（主文件、头文件、操作系统接口文件）就可以完成一个项目，然后编写自己的额任务处理函数就可以了。
二．HAL层目录

common目录下的文件是公用文件，基本上与硬件无关，hal_assert.c文件是断言文件，用于调试，hal_drivers.c是驱动文件，抽象出于硬件无关的驱动函数，包含有与硬件相关的配置和驱动及操作函数。Include目录下主要包含各个硬件模块的头文件，Target目录下的文件是跟硬件平台相关的，可以看到有两个平台，其中我们正在用的是CC2530EB平台。
三．MAC层目录

MAC分为高层和低层，Include目录下包含了MAC层的参数配置文件及LIB库的函数接口文件。
四．ZMac目录

Zmac.c是ZStack MAC层接口文件，Zmac_cb.c是ZMAC需要调用的网络层函数。
五．ZMain目录

Z-Stack有main（）函数开始执行，main（）中Zmain.c中该函数共做了两件事：一是系统初始化，另外是开始执行轮训查询式操作系统，OnBoard.c中包含了对硬件开发平台各类外设进行控制的接口函数。
参考
[1].杜军朝、ZigBee技术原理与实践、机械工业出版社
[2].https://blog.csdn.net/kangerdong/article/details/86523286
[3].https://blog.csdn.net/weilexuexi12/article/details/71374307

ZStack基本工作原理相关推荐

简述Z-Stack的基本工作原理与流程（OSAL操作系统）
首先上图,跟着图中的函数顺序来感受Z-Stack的工作流程: Z-Stack协议栈总的来说做了两件事,系统的初始化和启动OSAL操作系统. 系统初始化:从main函数看,首先是调用了osal_init ...
2021年大数据ELK（十八）：Beats 简单介绍和FileBeat工作原理
全网最详细的大数据ELK文章系列,强烈建议收藏加关注! 新文章都已经列出历史文章目录,帮助大家回顾前面的知识重点. 目录 Beats 简单介绍和FileBeat工作原理一.Beats 二.FileB ...
深入理解Nginx工作原理
1 反向代理 1.1 概念反向代理(Reverse Proxy)方式是指以代理服务器来接受internet上的连接请求,然后将请求转发给内部网络上的服务器,并将从服务器上得到的结果返回给intern ...
高频开关电源原理_程控开关电源的工作原理
本文介绍了开关电源的工作原理以及它的特点. 程控开关电源要要比线性电源复杂得多. 下图是典型的开关电源工作原理图. 首先对 220 V/50Hz 的 AC 输入,通过桥式整流器进行整流储能电容对整流 ...
Servlet生命周期与工作原理
Servlet生命周期分为三个阶段: 1,初始化阶段调用init()方法 2,响应客户请求阶段调用service()方法 3,终止阶段调用destroy()方法 Servlet初始化阶段: 在 ...
java的工作原理你知道吗_每天用Mybatis，但是Mybatis的工作原理你真的知道吗？
近来想写一个mybatis的分页插件,但是在写插件之前肯定要了解一下mybatis具体的工作原理吧,于是边参考别人的博客,边看源码就开干了. 核心部件:SqlSession Executor Stat ...
linux网络管理原理,Linux__网络管理（物理层数据链路层网络层工作原理）
千锋云计算逆战班11点后打卡今天学习后,进行复习下,物理层数据链路层网络层的工作原理物理层关心的两件事情:1.信号 2.介质先说信号:信号分为模拟信号和数字信号模拟信号: 模拟信号,不 ...
HDD工作原理导图
以上导图介绍了我们使用的 (HDD)机械硬盘的基本构造以及核心工作原理,对于大家扫盲有所帮助参考文档: https://blog.csdn.net/yizhaoxin/article/details ...
路由和交换机工作原理
路由器与交换机的工作原理计算机网络往往由许多种不同类型的网络互连连接而成.如果几个计算机网络只是在物理上连接在一起,它们之间并不能进行通信,那么这种"互连"并没有什么实际意义.因 ...
Google工作原理
今天在晚上看到一个图,讲解google的工作原理,感觉写的不错.贴过来方便以后深入的研究. 转载于:https://www.cnblogs.com/muyuge/archive/2010/07/06/ ...

ZStack基本工作原理

ZStack基本工作原理相关推荐

最新文章

热门文章