在開發(fā)儀器控制系統(tǒng)時(shí),驅(qū)動(dòng)軟件常常被忽視。驅(qū)動(dòng)軟件是處理儀器和應(yīng)用軟件之間的通信層。盡管硬件的性能指標(biāo)很重要,但若使用了較差的驅(qū)動(dòng)軟件會(huì)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的開發(fā)時(shí)間和性能產(chǎn)生很大的影響??梢允褂脙煞N不同的方式控制儀器:通過直接I/O命令,或者使用儀器驅(qū)動(dòng)。
在選擇一個(gè)用于與儀器通信的驅(qū)動(dòng)軟件時(shí),需要注意如下5個(gè)方面:
我該使用直接I/O命令還是儀器驅(qū)動(dòng)來控制儀器?
該儀器驅(qū)動(dòng)是否與我的操作系統(tǒng)兼容?
該驅(qū)動(dòng)與我們的應(yīng)用軟件能否很好地兼容?
該驅(qū)動(dòng)是否有詳盡的文檔?
該驅(qū)動(dòng)是否包含啟動(dòng)或診斷工具?
1. 我該使用直接I/O命令還是儀器驅(qū)動(dòng)來控制儀器?
您可以使用兩種不同的方式控制儀器:通過直接I/O命令,或者使用儀器驅(qū)動(dòng)。通常,大家會(huì)選擇儀器驅(qū)動(dòng)的方式,因?yàn)檫@樣效率更高,節(jié)省時(shí)間。
直接I/O命令
如果您無法找到某個(gè)特定儀器的驅(qū)動(dòng),或者不需要使用儀器驅(qū)動(dòng),那么您可以使用交互式工具進(jìn)行直接I/O控制和通訊。如下所示為不選擇使用儀器驅(qū)動(dòng)的理由:
您只需向儀器發(fā)送少量的命令;
該儀器不存在驅(qū)動(dòng);
您不需要將儀器命令發(fā)布給其他;
儀器驅(qū)動(dòng)
儀器驅(qū)動(dòng)是一個(gè)函數(shù)庫,包含用于控制特定儀器或者儀器家族的高層函數(shù)。它們對(duì)于快速開發(fā)測試和測量應(yīng)用至關(guān)重要。通過提供高層的模塊化函數(shù)庫,可以很容易地進(jìn)行編程,無需學(xué)習(xí)復(fù)雜的底層編程協(xié)議(底層協(xié)議可能只適用于某個(gè)特定儀器)。儀器驅(qū)動(dòng)是一組軟件程序的集合,通常用于編程控制時(shí)所需的針對(duì)儀器進(jìn)行配置、讀取、寫入,以及觸發(fā)等操作。此外,對(duì)應(yīng)于同一類設(shè)備的儀器驅(qū)動(dòng)通常具有一個(gè)通用的架構(gòu)和API。因此,當(dāng)您使用過一個(gè)儀器的驅(qū)動(dòng)之后,也可以很容易地將其用于另一個(gè)儀器。通常,針對(duì)各種儀器控制和測試應(yīng)用的儀器驅(qū)動(dòng)分為兩種類型:
即插即用的儀器驅(qū)動(dòng),采用適合于所有驅(qū)動(dòng)的標(biāo)準(zhǔn)編程模式,因此易于使用,大大簡化了儀器的控制和通信操作。即插即用的儀器驅(qū)動(dòng)提供了內(nèi)置的源代碼,能夠與軟件編程環(huán)境輕易集成,而且它與硬件的交互方式比其它的儀器驅(qū)動(dòng)技術(shù)更加簡單。
IVI儀器驅(qū)動(dòng) 的性能更高、更加靈活,適用于需要可互換性、狀態(tài)緩沖,以及儀器仿真的復(fù)雜測試應(yīng)用。
2. 該儀器驅(qū)動(dòng)是否與我的操作系統(tǒng)兼容?
操作系統(tǒng)的種類繁多,包括Windows、Mac 操作系統(tǒng),以及Linux等;這些操作系統(tǒng)各有所長,適用于不同類型的任務(wù)和操作。每種操作系統(tǒng)也會(huì)包含不同的版本、發(fā)布方式以及針對(duì)特定處理器的特殊設(shè)計(jì)。例如,Windows操作系統(tǒng)家族包括Windows XP、Windows Vista以及Windows 7等,且針對(duì)32位和64位處理器都有不同的適用版本。由于Linux系統(tǒng)是開源的,因此其變種多達(dá)數(shù)百個(gè)。每個(gè)類型、發(fā)布或版本的操作系統(tǒng)的功能都會(huì)有所差異,且操作系統(tǒng)之間可能相互兼容,也可能不兼容。
對(duì)于即插即用的儀器驅(qū)動(dòng), 是專門針對(duì)一個(gè)特定的應(yīng)用開發(fā)環(huán)境(ADE)而設(shè)計(jì),可用于此ADE所支持的所有操作系統(tǒng)。
IVI儀器驅(qū)動(dòng) 僅支持Windows操作系統(tǒng)。
3. 該驅(qū)動(dòng)與我們的應(yīng)用軟件能否很好地兼容?
儀器驅(qū)動(dòng)與應(yīng)用軟件的兼容程度不盡相同。每個(gè)儀器驅(qū)動(dòng)的核心都是一個(gè)函數(shù)庫(DLL),用于管理與儀器的通信。正常情況下,廠商會(huì)提供針對(duì)此函數(shù)庫的說明文檔;而在某些情況下,廠商會(huì)提供此函數(shù)庫針對(duì)各種編程語言環(huán)境的封裝。這些封裝是一些簡短的代碼,將函數(shù)庫內(nèi)的函數(shù)翻譯成兼容于特定編程語言的接口。有時(shí),可能沒有針對(duì)您期望的某個(gè)編程語言的封裝,或者根本就沒有任何封裝;此時(shí),你可以使用直接I/O命令與應(yīng)用軟件進(jìn)行交互。
如果該儀器驅(qū)動(dòng)與你的應(yīng)用軟件本身就是集成在一起的,那就再好不過了。在這種無縫的集成關(guān)系下,驅(qū)動(dòng)中的函數(shù)和文檔都內(nèi)置于應(yīng)用軟件中,總體性能更好。
即插即用的儀器驅(qū)動(dòng) 提供源自某個(gè)應(yīng)用開發(fā)環(huán)境(ADE)的源代碼。有了源代碼,你就可以對(duì)儀器驅(qū)動(dòng)進(jìn)行修改、自定義、優(yōu)化、調(diào)試和增加功能。源代碼還可以讓即插即用的驅(qū)動(dòng)得以跨平臺(tái)兼容,因此你可以在該ADE所支持的任意一個(gè)操作系統(tǒng)內(nèi)使用該驅(qū)動(dòng)。
IVI儀器驅(qū)動(dòng)是基于兩種不同的架構(gòu)開發(fā)出來的驅(qū)動(dòng),包括:基于ANSI C的IVI-C驅(qū)動(dòng)和基于Microsoft 組件對(duì)象模型(COM)技術(shù)的IVI-COM驅(qū)動(dòng)。兩種架構(gòu)的設(shè)計(jì)初衷就是并存發(fā)展,不相互排斥。
4. 該驅(qū)動(dòng)是否有詳盡的文檔?
儀器驅(qū)動(dòng)通常會(huì)包含各種形式的文檔,包括用戶手冊(cè)、函數(shù)參考、版本發(fā)布注意事項(xiàng)、已發(fā)現(xiàn)的問題以及范例代碼等等。如果你所參考的文檔雜亂、不完整,那么就會(huì)非常浪費(fèi)時(shí)間。如果一個(gè)驅(qū)動(dòng)的編程接口相關(guān)的文檔不夠詳盡,那么你就需要通過反復(fù)試錯(cuò)的方式確定其功能,這樣會(huì)非常耗時(shí)、且令人沮喪。雖然反復(fù)試錯(cuò)是一種學(xué)習(xí)驅(qū)動(dòng)的功能和句法的有效方式,但是你仍需在必要時(shí)找到手冊(cè)以便查詢。因此,如果驅(qū)動(dòng)的文檔能夠編排合理、內(nèi)容詳盡,可以給你帶來極大幫助。
良好的驅(qū)動(dòng)軟件相關(guān)文檔應(yīng)該內(nèi)容完整、便于瀏覽、易于遵循。比較理想的情況下,還應(yīng)該對(duì)你所熟悉的編程語言提供范例代碼,并提供詳細(xì)的、包含有用信息的錯(cuò)誤消息。你應(yīng)該事先了解驅(qū)動(dòng)軟件的文檔情況,避免在后續(xù)使用中遇到麻煩。
5. 該驅(qū)動(dòng)是否包含啟動(dòng)或診斷工具?
除了相關(guān)文檔以外,驅(qū)動(dòng)的啟動(dòng)和診斷工具可以幫助你快速地安裝和運(yùn)行驅(qū)動(dòng),而且可以對(duì)錯(cuò)誤進(jìn)行診斷。你應(yīng)該充分利用大多應(yīng)用開發(fā)環(huán)境所提供的交互式直接I/O功能
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