基于VxWorks的双端口网卡智能双冗余驱动

摘　要： 针对PC104结构SCM/DETH双端口以太网卡设计实现了一个基于VxWorks系统的智能双冗余网络驱动，在驱动程序中实现了网络通信故障诊断及网卡间智能切换等功能。通过对智能双冗余驱动进行性能测试，验证了设计的正确性和有效性。
关键词： VxWorks操作系统 冗余备份 网络接口卡 网卡驱动

　　随着网络技术的成熟，具有价格低廉、连接方便等优点的以太网已成为各种控制系统接口互连的主要媒介。它作为一种通用网络数据通信系统，在全球计算机网络领域已经得到了广泛的应用。随着现代舰船信息化程度的不断提高，以太网技术也开始应用于现代舰船信息系统中，不但要求信息传输速度快，抗干扰能力强，还要求网络具有高稳定性和高可靠性，在网络局部故障或受损时，全系统不至于瘫痪失效。
　　冗余设计作为一种提高系统可靠性的有效方法，已经得到了广泛的应用。对于网络系统中的单个节点，常常需要对网卡进行双冗余备份，即每个节点都采用两个网络接口，中间用两个集线器或交换机互连，当正常通信的网卡或线路出现故障时该节点能自动地切换到备份网卡进行通信。
　　目前大多数操作系统(如Windows、Unix、Linux等)都支持多网卡，但均非冗余设计，每块网卡都有独立的物理地址和IP地址，以独立的形式供应用系统使用。要实现真正的智能双冗余网络系统，必须自行设计专用的网络驱动程序，以透明的形式提交高层应用系统使用，使系统感觉不到双网卡的存在。本文使用盛博公司PC104结构SCM/DETH型10M双端口以太网卡，设计实现了基于VxWorks的智能双冗余网络驱动。
1 VxWorks系统网络驱动原理
1.1 VxWorks系统简介
　　VxWorks操作系统是美国风河公司(Wind River System)推出的一款运行在目标机上的高性能、可裁减的嵌入式强实时操作系统。操作系统包括了进程管理、存储管理、设备管理、文件系统管理、网络协议及系统应用等几个部分，只占用了很小的存储空间，并可高度裁减，保证了系统能以较高的效率运行。它以其良好的可靠性和卓越的实时性被广泛地应用在通信、军事、航空、航天等高精尖技术及实时性要求极高的领域中。
　　VxWorks主要有以下特点：
　　(1)具有高度可剪裁的操作系统微内核Wind；
　　(2)具有比较优秀的网络处理能力，适用于多种物理介质的TCP/IP协议族支持；
　　(3)具有极其丰富的BSP，支持多处理器系统，最多可以支持20个CPU；
　　(4)具有友好的开发调试环境，便于操作、配置和应用程序的开发调试；
　　(5)具有较好的兼容性，支持POSIX1003.1b；
　　(6)支持多种开发和运行环境。支持C语言、C++语言以及JAVA虚拟机。
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