基于VPP规范的VXI总线模块的软件开发

1.概述

VXIbus联合体在制定VXIbus规范时，成功地定义了基于VME总线的模块化仪器的标准。它定义了VXIbus兼容部件如主机箱、背板、电源和模块之间互联的电气、机械接口协议和模块间的通讯协议，这些协议能使来自不同厂商的产品组成系统。然而，VXIbus规范没有涉及系统级的软件标准，如选用何种操作系统、应用开发环境和编程语言，何种计算机，何种I／O软件接口，而这些产品的一些组合是不兼容的，这使得用户在设计、组建、编程和使用一个由计算机控制的仪器系统时，仍面临着许多问题。

为了最大限度地提供VXI总线系统级的易用性、多厂商开放式结构和互操作性，在1992年由多家仪器厂商成立了VXIplugplay系统联盟。plugplay意为“即插即用”。联盟通过制定一系列规范，即VPP规范系列，指导厂商和用户的活动，提供一个开放的、多厂商共享的系统结构，使系统软件元素的开发、使用标准化，并最大限度地提高软件的可重用性，减少系统开发周期，降低系统成本，使VXI总线产品能真正做到“即插即用”。

VPP-1为联盟的章程文件，介绍了VXI plugplay的目标、指导原则和核心技术，使得联盟能够迅速制定、公布以下标准。VPP-2为系统框架规范，定义了VXI plugplay系统中应用软件的工作环境，及VXI plugplay系统中所包含的软件元素，即仪器驱动器、I／O接口库、软面板、知识库和安装程序，并针对不同框架对系统软、硬件提出了要求。VPP-3—VPP-7分别为上述软件元素的目标、构成、特性和实现做了详细、具体的规范定义。VPP-8为VXI模块／主机箱至接收装置的互连规范。VPP-9为仪器供应商的缩写。VPP-10为VXI plugplay标识规范和成员注册。

2.基于VPP规范的VXI总线模块的软件开发

由于符合VXI plugplay规范的产品和服务会更容易集成到系统中，用户会尽可能地选择这样的产品。所以厂家应尽可能地提供符合VXI plugplay规范的产品。按照VPP规范，厂家在提供模块化仪器的同时，还要提供仪器驱动器、软面板、知识库和安装程序等软件。下面就结合数字电压表的开发，讲述一下上述软件的开发过程。

在开发上述软件模块时，采用了下面的顺序：

●选择系统框架

●开发仪器驱动器

●开发软面板

●开发知识库

●制作安装程序

2.1选择系统框架

在开发仪器驱动器、软面板、知识库和安装程序之前，首先进行了系统框架的选择。系统框架是上述软件模块运行的环境，由操作系统和应用开发环境所构成，VPP-2定义了十种系统框架，即WIN、WIN95、WINNT、SUN、HP-UX、GWIN、GWIN95、GWINNT、GSUN、GHP-UX。前五种是由它们所支持的操作系统命名的，而在这五种操作系统下使用LabVIEW的G编程语言作为开发仪器驱动器和软面板的环境，则构成了后面五种系统框架。这当中最受欢迎的应是WIN和WIN95框架，因为它们可视窗操作并支持众多的开发工具。在这两种框架下，VPP-2列出了六种应用开发环境LabWindows/CVI,LabVIEW,HPVEE,Microsoft Visual C++,Borland C++和Microsoft Visual Basic，可选用其中的任何一种作为开发仪器驱动器和软面板的工具。在本文中所举的例子都是在WIN95框架和LabWindows/CVI环境下开发的。

2.2开发仪器驱动器

仪器驱动器即仪器驱动程序，是厂家随模块提供给用户的一组驱动函数，它将工作于用户所选择的系统框架下，负责对仪器进行控制和通信。VPP规范的一个重要成果就是将仪器驱动器作为仪器的一个组成部分，由厂家提供，从而缩短了用户的程序开发周期。VPP-3定义了仪器驱动器结构，见图1。

仪器驱动器的结构包括外部接口模型和内部设计模型。

仪器驱动器的外部接口模型表示它如何与系统中其它软件模块接口。其中，交互式开发者接口即函数面板是对驱动器交互式调用接口；编程开发者接口的目的是在用户应用程序中使用驱动器；函数主体描述仪器的功用，即驱动程序的实际代码；I／O接口完成驱动器与仪器间的通信；子进程接口用于调用其它软件模块。

内部设计模型定义了仪器驱动器的内部结构。理解了这一模型，就知道如何设计仪器驱动程序。仪器驱动程序的函数主体包括两级：第一级是一组部件函数，它们是控制仪器特定功能的软件模块；第二级是一组应用函数，它们表示如何使用部件函数来完成面向应用的仪器操作。

部件函数包括初始化、配置、动作／状态、数据、实用和关闭函数。初始化函数是访问仪器时调用的第一个函数，用于初始化软件连接，使仪器处于某种默认的状态。关闭函

数是最后调用的，用于关闭仪器的软件连接。配置函数对仪器进行配置，以便执行所希望的操作。动作／状态函数使仪器执行一项操作或者报告正在执