OPNET学习笔记之defer模块(ethcoax_station_adv节点模型)

defer模块的进程模型是eth_defer_v2，功能是"Deference：For CSMA/CD Ethernet, the process by which a station delays its transmission when the channel is busy to avoid contention with ongoing transmission"，就是检测链路的情况，并保持一个延迟标志(deference flag)，使mac模块能通过统计线读取来确定传输是否被允许，以避免冲突。

该模块没有model attribute、global statistics和global attributes，有两个local statistics，分别为deference time和deference variable，注意1，process interface中beginsim interrput为不触发。2，该模块没有包流，只有3条统计线，如下：

statwire : defer.Ethcoax.Deference Variable -> mac.instat [0]　　//通知mac模块　　　　　　　　　falling enabled　　　　　　　

statwire : mac.Ethcoax.Frame Waiting -> defer.instat [0]　　　　//来自mac，是否有帧在等待　　　　falling enabled
statwire : bus_rx0.channel [0].bus receiver.busy -> defer.instat [1]　　//来自rcv，收信机是否忙　　rising/falling enabled

 

状态机如下：

由于beginsim interrput为不触发，所以INIT的触发条件？？？

一，header block中定义的全局宏定义：

/* Output statistic wires */
#define DEFERENCE_OUTSTAT 0　　//到mac模块的统计线，表示deference flag

/* Input statistic wires */
#define FRAME_WAITING_INSTAT 0　　//从mac模块接收的统计线，表示是否有frame等待，到instat[0]
#define CARRIER_SENSE_INSTAT 1　　//从接收器模块的统计线，表示信道是否忙，到instat[1]

/* Interframe spacing set to 9.6 microseconds. */　　//帧间隔？？？或退避时间？？？
#define INTERFRAME_SPACING 9.6E-06

/* Macros for state transitions */
#define FRAME_WAITING (frame_waiting != 0)　　//有frame等待，临时变量，结果从函数eth_defer_frame_waiting()得到
#define FRAME_WAITING_LOW (intrpt_stat_index == FRAME_WAITING_INSTAT && !FRAME_WAITING)　　//当前无frame等待，且产生统计量中断源为FRAME_WAITING_INSTAT，注意这个中断只有在输入统计量变低时产生，表示没有frame等待？？？(或frame发送完成？？？)

#define CHANNEL_BUSY (carrier_sense != 0)　　//信道状态为忙，通过eth_defer_carrier_sense()函数查询得到
#define BUSY_HIGH (intrpt_stat_index == CARRIER_SENSE_INSTAT && CHANNEL_BUSY)//当前信道忙，产生统计量中断源为rx0(含义为信道变忙？？？)
#define BUSY_LOW (intrpt_stat_index == CARRIER_SENSE_INSTAT && !CHANNEL_BUSY)//当前信道空闲，（含义为信道变空闲？？？）

#define SPACING_ELAPSED (op_intrpt_type () == OPC_INTRPT_SELF)　　//中断源为自中断
#define ENABLE_INTRPTS (op_intrpt_enable_all ())　　　　　　　　//使能所有中断

 

二，INIT状态的入口代码：

/* Initialize variables and register statistics. */　　//都是state variable
def_on_time = 0.0;
def_off_time = 0.0;
total_deference_time = 0.0;

/* Declare statistics handles. */　　//注册局部统计量，返回句柄
local_deference_handle = op_stat_reg ("Ethcoax.Deference Time (sec)", OPC_STAT_INDEX_NONE, OPC_STAT_LOCAL);
def_handle = op_stat_reg ("Ethcoax.Deference Variable", OPC_STAT_INDEX_NONE, OPC_STAT_LOCAL);　　//注意这个统计量是统计线的源

该状态是强制状态，完成后会直接跳转到DIFF_OFF状态并执行入口代码：

 

三，分析其function block：
static int eth_defer_carrier_sense ()　　//读取bus_rx0模块的统计量，测试介质是否空闲，返回值为bool型，1：buzy，0：idle
{
double stat_val;

/** Return 1 if there is traffic on the bus, zero if not. **/
FIN (eth_defer_carrier_sense ());

/* Read the carrier status. Check for errors. */
stat_val = op_stat_local_read (CARRIER_SENSE_INSTAT);　　//读取统计线的值，为bus_rx0的统计量buzy，是一个bool型(1/0)
if (stat_val == OPC_DBL_INVALID)
{
eth_defer_error ("Unable to read carrier sense statistic.", OPC_NIL, OPC_NIL);　　//读取统计线数据错误
}

if (stat_val == 1.0)　　//buzy，返回1
{
FRET (1);　　　　//注意函数的返回值形式
}
else
{
FRET (0);
}
}

static int eth_defer_frame_waiting ()　　//和上一个函数类似，读取mac模块的统计量frame waiting，测试是否有帧需要发送，1：waiting，0:idle
{
double stat_val;

/** Return 1 if a frame is waiting to be sent, zero if not. **/
FIN (eth_defer_frame_waiting ());

/* Read the frame waiting statistic. Check for errors. */
stat_val = op_stat_local_read (FRAME_WAITING_INSTAT);　　//注意在header block中定义的宏，为统计线instat[0]
if (stat_val == OPC_DBL_INVALID)
{
eth_defer_error ("Unable to read frame waiting statistic.", OPC_NIL, OPC_NIL);
}

if (stat_val == 1.0)
{
FRET (1);
}
else
{
FRET (0);
}
}

static void eth_defer_error (const char* msg0, const char* msg1, const char* msg2)　　//这两个函数都是进行错误处理，给出错误信息并结束仿真
{
/** Print an error message and exit the simulation. **/
FIN (eth_defer_error (msg0, msg1, msg2));

op_sim_end ("Error in Ethernet deference model (eth_defer):", msg0, msg1, msg2);

FOUT;
}

static void eth_defer_warn (const char* msg0, const char* msg1, const char* msg2)

{
/** Print a warning message and exit the simulation. **/
FIN (eth_defer_warn (msg0, msg1, msg2));

op_prg_odb_print_major ("Warning from Ethernet deference model (eth_defer):",
msg0, msg1, msg2, OPC_NIL);

FOUT;

}

四，DEF_OFF状态是强制状态，首先执行入口代码：

/* Test for waiting frames and busy carrier. */　　//测试介质是否忙及是否有frame需要发送
carrier_sense = eth_defer_carrier_sense ();　　　　//（0：idle，1：busy）
frame_waiting = eth_defer_frame_waiting ();

/* If a frame is waiting and the carrier is not busy, turn deference off.*/　　//介质空闲，或者有frame需要发送，则写0到统计量，允许发送？？？
if (frame_waiting || !carrier_sense)　　//这里感觉应该是与的关系，怎么是或呢？？？
{
def_off_time = op_sim_time();　　　　　　//开始计算off的时间
deference_time = def_off_time - def_on_time;　　//def_on_time开始时为0
total_deference_time += deference_time;
op_stat_write (local_deference_handle, total_deference_time);　
op_stat_write (def_handle, 0.0);　　　　//写统计量，def_handle为0，注意到mac模块的统计线的触发器为低触发，会将deference flag置0。
}

然后根据条件跳转：

(一)FRAME_WAITING：当存在帧需要传递，到FRAME_WAIT状态，等待帧发送完成。

//定义在header block中：#define FRAME_WAITING(frame_waiting != 0)

由于在上一状态中deference是低，则mac模块可以发送帧，当发送完成后，发给defer模块统计量中断？？？

等待统计量中断，然后执行其出口函数（一直等到帧发送完）：

/* Make sure that this is a statistic interrupt. */　　//首先判断是否是统计量中断（只允许这种中断），这时候有两种中断，一是来自mac的frame waiting变低，表示帧发送完成；二是来自rcv的busy变化，表示碰撞？？？但是本状态会一直等到帧发送完后，判断rcv状态再跳转，否则等待。
if (op_intrpt_type () != OPC_INTRPT_STAT)
{
eth_defer_error ("Received unexpected interrupt type in state FRM_WAIT.",
"Only statistic interrupts are allowed in this state.",OPC_NIL);
}
intrpt_stat_index = op_intrpt_stat ();　　　　//得到中断统计量的index，以操作之

carrier_sense = eth_defer_carrier_sense ();　　//更新temp variable
frame_waiting = eth_defer_frame_waiting ();

然后判断转换条件：

<1>如果是FRAME_WAITING_LOW && !CHANNEL_BUSY，

　　#define FRAME_WAITING_LOW(intrpt_stat_index == FRAME_WAITING_INSTAT && !FRAME_WAITING)

即mac中没有帧等待发送了，且信道空闲；这时跳转到BSY_WAIT状态，注意

等待中断，期待的这个中断是BUZY_HIGH，即信道变忙了

/* Make sure that this is a statistic interrupt. */　　　　//首先判断是否是统计量中断（只允许这种中断）
if (op_intrpt_type () != OPC_INTRPT_STAT)
{
eth_defer_error ("Received unexpected interrupt type in state BSY_WAIT.",
"Only statistic interrupts are allowed in this state.",OPC_NIL);
}
intrpt_stat_index = op_intrpt_stat ();　　//得到中断统计量的index

carrier_sense = eth_defer_carrier_sense ();

然后跳转到DEF_ON状态。

<2>如果是FRAME_WAITING_LOW && CHANNEL_BUSY，

即mac中没有帧等待发送了，且信道忙；这时跳转到DEF_ON状态，

<3>如果是其它（只可能是从bus_rx0来的，这时mac模块的帧发送未完成），保持原状态。

(2)!FRAME_WAITING && !CHANNEL_BUSY：没有帧等待且信道空闲，进入BUZY_WAIT状态。

(3)default：其它，没有帧等待且信道忙，进入DEF_ON状态。

（二）！FRAME_WAITING&&！CHANNEL_BUSY，没有帧等待且信道空闲，直接进入BUZY_WAIT状态。

（三）default，表示没有帧等待且信道忙，进入DEF_ON状态。

五，DEF_ON状态，执行入口代码：

/* Channel just became busy. Turn on deference. */　　//更新def_on_time，使deference flag为1
def_on_time = op_sim_time();
op_stat_write (def_handle, 1.0);

由于DEF_ON状态是强制状态，马上跳转到FREE_WAIT状态，等待中断

六，FREE_WAIT状态

由于deference flag为高，这时mac模块应不能发送，期待的中断应该是信道空闲，当BUZY_LOW条件满足时，执行出口代码：

/* Make sure that this is a statistic interrupt. */　　//只接收统计量中断
if (op_intrpt_type () != OPC_INTRPT_STAT)
{
eth_defer_error ("Received unexpected interrupt type in state FREE_WAIT.",
"Only statistic interrupts are allowed in this state.",OPC_NIL);
}
intrpt_stat_index = op_intrpt_stat ();

carrier_sense = eth_defer_carrier_sense ();

然后跳转到SPACING状态。

七，SPACING状态，首先执行入口代码：

/* Schedule an interrupt to mark */
/* the end of the interframe gap. */
evh = op_intrpt_schedule_self (op_sim_time () + INTERFRAME_SPACING, 0);　　//自中断，等待帧间隔时间唤醒自己
if (op_ev_valid (evh) == OPC_FALSE)
{
eth_defer_error ("State SPACING: Unable to schedule end of interframe gap.",
OPC_NIL, OPC_NIL);
}

/* During the interframe gap, ignore all statistic wire interrupts. */　　//在此期间忽略一切中断
op_intrpt_disable (OPC_INTRPT_STAT, FRAME_WAITING_INSTAT, OPC_FALSE);
op_intrpt_disable (OPC_INTRPT_STAT, CARRIER_SENSE_INSTAT, OPC_FALSE);

当自中断完成后，开启中断：

#define SPACING_ELAPSED (op_intrpt_type () == OPC_INTRPT_SELF)
#define ENABLE_INTRPTS (op_intrpt_enable_all ())

然后回到def_off状态。

总结：