Программное обеспечение (ПО) является средством управления маг истрально-мо
дульным и средствами VXI во всех случаях их применения от виртуальных приборов
и до функционально сложных автоматизированных систем контроля и диагностирования
(АСКД).
Базовый стандарт VXI IEEE-1155 и ГОСТ 26003-80 установили совместимость модулей
на физическом уровне. Способы взаимодействия между различными компонентами программного
обеспечения и их характеристики оказывают существенное влияние на совместимость
магистрально-модульных средств и трудоемкость разработки прикладного программного
обеспечения АСКД, поэтому при интеграции систем возникали трудности. В связи
с этим в 1994 году пятью фирмами США (National Instruments, Racal Instruments,
Tektronix, Wavetsk, General Radio) был образован альянс (VXI plug & play
System Aliance), в задачу которого входила разработка стандартизованного совместимого
программного обеспечения для приборов аналогично стандарту на аппаратную часть
магистрали VXI (IEEE-1355). В дальнейшем к альянсу присоединились другие приборостроительные
фирмы, выпускающие VXI аппаратуру и фирмы интеграторы АИС.
Рекомендации альянса VXI Plug & Play (VPP) обеспечивают высокую степень
унификации программного обеспечения всех уровней. Это позволяет обеспечить практически
полную аппаратно-программную совместимость продукции различных фирм, а пользователю
иметь широкий выбор готовых решений и "заготовок" для создания своей
системы.
На рисунке приведена обобщенная многоуровневая программно-аппаратная модель
VXI системы, включающая в себя различные (наиболее часто встречаемые) варианты
используемых программно-технических средств.
Прикладное ПО пользователя
|
7
|
|
C/C++, LabWindows, LabVIEW,
VisualBasic
|
6
|
Средства разработки |
Стандартная библиотека ввода-вывода
(VISA)
|
5
|
Операции ввода-вывода |
DOS, Windows, HP-UX, VMS, LynxOS
|
4
|
Операционная среда |
RS, GP-IB, VXLink, MXI, VXI
|
3
|
Интерфейс связи |
Intel, Macintosh, Sun, VAX,
PA-RISC
|
2
|
Управляющий компьютер |
Функциональные модули VXI
|
1
|
VXI аппаратура |
Обобщенная многоуровневая программно-аппаратная модель
VXI системы
|
Нижний (аппаратный) уровень - уровень модулей VXI характеризуется унифицированной
для всех типов функциональных модулей регистровой структурой. Это позволило
в рамках VPP аппаратуры реализовать принцип стандартизации драйверов всех устройств,
который сохраняется на всех верхних уровнях модели. Второй особенностью VPP
модуля является возможность программировать команды модулей не только в двоичном
коде (регистровые операции), ко и в ASCII кодах.
Следующий уровень модели определяет аппаратную платформу внешнего или встроенного
компьютера (контроллера), который используется для управления VXI системой.
В качестве контроллера мо;ут использоваться практически любые имеющиеся на рынке
компьютеры. Тип используемого компьютера определяет базовую операционную систему,
в которой разрабатывается и исполняется прикладная программа.
Наиболее предпочитаемыми операционными системами общего назначения являются
Windows 95/NT. Низкая эксплуатационная стоимость сочетается с широкой программно-аппаратной
поддержкой, удобным графическим интерфейсом и удовлетворительной производительностью.
При создании VXI систем реального времени сейчас наиболее часто используется
ОС LynxOS, кроме того, ведутся разработки по применению других систем.
Третий уровень модели определяет способ подключения VXI аппаратуры к управляющему
компьютеру. Связь может быть реализована по одному из стандартных интерфейсов
(КОП, RS-232, MXI-1, MXI-2, VXLink и др.)- который должен иметь аппаратную совместимость
с выбранным типом контроллера и программную совместимость (драйвер) с используемой
операционной системой (следующий уровень модели).
Второй, третий и четвертый уровни модели определяют конкретную конфигурацию
VXI системы, ее производительность и технические возможности.
На верхних уровнях модели представлены программные средства, наиболее часто
встречающиеся в VXI технологиях при разработке прикладных программ и систем.
Пятый уровень стандартизует библиотеку операций ввода/вывода межсистемных
обменов по различным интерфейсам связи (VISA - Virtual Instrument Software Architecture).
На уровне языков программирования VXI технологии предоставляют самый широкий
выбор средств и возможностей для пользователя. Кроме общеизвестных алгоритмических
языков программирования С, C++, PASCAL, FORTRAN, BASIC разработаны специализированные
графические среды разработчика, существенно облегчающие процесс, а также сокращающие
время создания и отладки прикладных программ VXI систем.
Все они основаны на представлении алгоритмов и программ в виде простых графических
образов: функциональных и блочных структур, мнемосхем процессов и объектов,
функциональных панелей управления. Такая возможность позволяет проводить разработку
прикладных программ пользователю, совершенно не знакомому с традиционным программированием
и облегчает жизнь опытным программистам.
Встроенная поддержка современных технологий взаимодействия между приложениями
позволяет полностью реализовать принципы модульного построения прикладного ПО.
За счет типового использования программного обеспечения в системах различного
назначения суествено снижается стоимость разработки, повышается надежность этих
систем и упрощается процесс их модернизации.
|