在VXI系统中嵌入式控制机如何传递实时性数据

引 言

在VXI系统中，控制器可以选用各种流行的控制机和操作系统。嵌入式控制机无疑是一种很好的选择。但在一些由VXI组成的大型、复杂系统中，往往一台计算机无法完成所有的任务，因此需要多台机器之间配合完成，各自负责处理部分任务，因此如何传递彼此间的实时性数据显得十分重要。本文介绍在一个VXI机箱插入两个嵌入式计算机，其中一台作为零槽控制器，另一台作为一个模块，两者之间可以快速、有效地相互交换各自处理的实时性数据。选用的环境是Windows 2000操作系统，Agilent E8401A VXI主机箱一个，NI VXIpc-872B嵌入式计算机两台。采用的方法是共享存储器通信和事件回调机制。

共享存储器通信

VXI总线的通信方式很多，其中共享存储器通信是对VXI总线字串行通信的补充。这些协议将使用少量的辅助操作而传递大量的信息，而这些辅助操作正是字串行协议所需要的。VISA提供了两种不同的方式用于直接对寄存器编程：高级存储器函数或低级存储器函数。高级存储器函数允许通过简单的函数调用访问接口上的存储器，这不需要把存储器映射到窗口。使用高级存储器函数可完成存储器映射和直接存储器访问。由于此函数包含了存储器空间的映射和直接寄存器访问，这就增加了程序的执行时间。和高级存储器函数一样，低级存储器函数允许直接访问接口上的内存，但是，调用低级存储器函数时，必须用低级存储器函数对地址和被访问的寄存器进行映射。在使用低级存储器函数时，为了提高程序的执行速度，低级存储器函数不返回错误代码。

使用事件和句柄

事件是需要引起应用程序注意的特殊事件。事件类型包括服务请求、中断和硬件触发。只有当适当的事件允许时，事件才能被传送。当事件发生时，有两种方式应引起注意：

1. 用viInstallhandler安装事件，用viEnableEvent使能一个或多个事件。如果事件以句柄的形式使能，当指定的事件发生时，指定的事件句柄就被调用。这种方式被叫作回调方式。

2. 使用viEnableEvent使能一个或几个事件并且调用viWaitOn Event函数。viWaitOn Event函数将挂起执行程序，直到指定的事件发生或到达指定的超时值。这种方式被叫做排队方式。

这两种方式是彼此独立的，在同一时间可以使用一种或两种同时使用。回调方式通常用来处理需要立即反应的事件，排队方式用来处理非紧急事件。为了满足实时性的要求，本文采用回调的方式。

动态链接库的设计与实现

为了提高动态链接库的效率，选用动态链接库中的函数的原则如下：

1. 不同的函数按功能分类，如初始化通信环境、传送数据、释放系统资源、实用函数（事件回调函数）等。

2. 保持函数之间一定的独立性。

3. 如果一个功能由数个函数执行，应该简化命令序列。

4. 使函数总数目最少。

整个动态链接库中函数按照功能可分为初始化和数传两类。初始化类包括初始化通信函数和释放系统资源函数；数传类包括传送数据函数和实用函数。

在初始化通信函数中，首先应在两个模块的进程中各自打开自己的一个会话。在对接口存储器进行映射之前先要进行存储器分配，然后从指定的地址偏移量处进行端口映射，本文采用的是A24地址映射方式。当调用数据传递函数传递完数据后还应该通知对方接收数据，本文采用的是VXI总线触发的方式来通知数据传递，因此在初始化函数中还应该使能一个事件，指定触发方式。

数据传递函数负责处理数据的传递。这里需要注意的是使用存储器映射函数只能传递8位、16位和32位无符号整数，所以必须通过软件编写进行数据格式的转换。

实用函数主要是指在初始化通信函数中使能的事件所对应的回调函数。此函数的作用是监听并接收数据。如果监听到的是指定的触发，就通过存储器映射函数将数据读出来，经过一定的数据格式转换还原出原始数据，之后向主线程发送消息，通知数据已经接收到。主线程使用线程间通信的方法将数据接收并进行相应的处理。从而整个数据的传递过程结束。

下面是动态链接库主要函数实现的方法：

void Senddata（unsigned short data2） file:/数据传递函数

{

viPoke16（vi，addr，data2）;

viAssertTrigger （vi，VI_TRIG_PROT_SYNC）;

}

ViStatus _VI_FUNCH myHdlr（ViSession vi，ViEventType eventType，ViEvent ctx，ViAddr userHdlr） file:/事件回调函数

{

viGetAttribute（ctx，VI_ATTR_ RECV_TRIG_ID，&trigId）;

file:/得到触发id

switch（trigId）

{

case VI_TRIG_TTL0： file:/判断是否TTL0的触发

viPeek16（vi，addr，&a）;

break;

。

。

。

}

通过在程序中调用上面的Senddata函数可以实现一个unsigned short型数据的传递。当需要传递多个数据时，建议使用结构体定义要传递的数据。

结 语

本文通过对VXI共享存储器通信和处理事件机制的介绍，阐述了如何在Windows环境下通过动态链接库实现两块嵌入式计算机之间的数据传递，其中有关VISA函数的细节在HP或NI提供的VISA帮助中有详尽的说明，不再赘述。基于这种方法编写出来的程序处理VXI零槽控制器和非零槽模块之间的通信问题是比较合适的。

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