AnyWhere――面向設(shè)備的編程模式

這里依然以開發(fā)控制遠(yuǎn)程蜂鳴器的嵌入式系統(tǒng)為例，其開發(fā)流程如圖5所示。圖5的左邊是面向設(shè)備的編程模式，右邊是開發(fā)步驟。
通過查看遠(yuǎn)程設(shè)備圖，得知蜂鳴器的端口地址為0x1111，寫1為鳴叫，寫0為停止鳴叫。
這種編程模式非常簡單。事實(shí)上延時(shí)功能已經(jīng)定義成本地端口，真實(shí)的程序?qū)⒏唵巍Ｃ嫦蛟O(shè)備編程模式與傳統(tǒng)編程模式的對比如表3所列。

3．2 設(shè)計(jì)目標(biāo)
針對目前嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)的困境，本文提出“面向設(shè)備的編程”這一概念。研發(fā)人員不需要考慮硬件細(xì)節(jié)和網(wǎng)絡(luò)細(xì)節(jié)，使用同一種方式操作本地硬件和遠(yuǎn)程硬件。
與傳統(tǒng)編程模式不同，面向設(shè)備的編程模式把所有通過網(wǎng)絡(luò)連接的嵌入式系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)作為一個(gè)整體來考慮。研發(fā)人員只需要知道設(shè)備地址和設(shè)備內(nèi)端口地址的分配即可，不需要知道設(shè)備如何連接到系統(tǒng)，可以通過有限的幾個(gè)函數(shù)操作設(shè)備。
3．3 特 點(diǎn)
AnyWhere最大的特點(diǎn)是著眼于系統(tǒng)，是系統(tǒng)級解決方案。一個(gè)系統(tǒng)中的所有嵌入式設(shè)備都使用AnyWhere兼容設(shè)備，整體效果最佳。除了這個(gè)特點(diǎn)外，AnyWhere還有以下特點(diǎn)：
①使用ANSI C編程。將來可能增加編程語言支持。
②編程接口統(tǒng)一。無論操作設(shè)備的什么功能，都使用有限的幾個(gè)函數(shù)操作。
③編程不區(qū)分遠(yuǎn)程設(shè)備和本地硬件。系統(tǒng)保留1個(gè)系統(tǒng)地址(符號為AW_LOCAL_ADDR，值為0x00000000)用于識別本地設(shè)備，用這個(gè)地址操作的就是本地設(shè)備。大多數(shù)情況下，設(shè)備也可以使用設(shè)備的真實(shí)地址來訪問本地硬件。這樣，設(shè)備可以使用同樣的接口訪問本地硬件和遠(yuǎn)程設(shè)備。
④多協(xié)議多網(wǎng)絡(luò)支持。AnyWhere默認(rèn)協(xié)議計(jì)劃支持RS232、RS485、RS422、以太網(wǎng)、CAN、USB等網(wǎng)絡(luò)。AnyWhere還計(jì)劃支持ModeBus、iCAN、CANOpen、DeviceNet、J1939、DMX512、MVB等協(xié)議。用戶還可以通過多協(xié)議接口增加特定的協(xié)議。
⑤協(xié)議及鏈路自動動態(tài)匹配。研發(fā)人員只需要知道設(shè)備的地址就可以編程，而不需關(guān)心主控設(shè)備與被控設(shè)備之間的網(wǎng)絡(luò)與協(xié)議匹配問題。系統(tǒng)會自動選擇兩者均支持(并且當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)支持)的協(xié)議。如果網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，系統(tǒng)會再次主動選擇協(xié)議。這些過程都是透明的，研發(fā)人員無需關(guān)心。
⑥提供被控設(shè)備編程接口。用戶可以通過這個(gè)接口設(shè)計(jì)特殊的被控設(shè)備。

4 基本設(shè)計(jì)思想
(1)總體設(shè)計(jì)思想
AnyWhere把所有用網(wǎng)絡(luò)連接起來的嵌入式系統(tǒng)作為一個(gè)整體來考慮。依據(jù)其在系統(tǒng)中的作用，把嵌入式系統(tǒng)分為主控設(shè)備和被控設(shè)備兩類。
主控設(shè)備通過遠(yuǎn)程調(diào)用來控制被控設(shè)備。每當(dāng)主控設(shè)備調(diào)用AnyWhere的主機(jī)接口核心函數(shù)時(shí)，對應(yīng)的被控設(shè)備執(zhí)行相應(yīng)的函數(shù)。被控設(shè)備的函數(shù)執(zhí)行完畢后，把返回值和執(zhí)行結(jié)果反饋給主控設(shè)備，主控設(shè)備獲得執(zhí)行結(jié)果，函數(shù)返回。
(2)基本框圖
AnyWhere的基本框圖如圖6所示。

(3)一般處理流程
為主控設(shè)備訪問遠(yuǎn)程設(shè)備中awRead()函數(shù)的一般處理流程是：主控設(shè)備首先查找ARP表，如果ARP表中存有被控設(shè)備信息，調(diào)用被控設(shè)備函數(shù)開始執(zhí)行；如果ARP表中不存在此遠(yuǎn)程設(shè)備的情況，則需要請求添加此設(shè)備；在遠(yuǎn)程設(shè)備添加成功后，調(diào)用被控設(shè)備函數(shù)開始執(zhí)行；程序處理完成后應(yīng)答返回。

5 主要的用戶編程接口
5. 1 主控設(shè)備編程接口(核心編程接口)
這是一般用戶使用的接口，也是最常用的API。這部分有4個(gè)函數(shù)，分別是awRead()、awWrite()、awReadEx()和awWriteEx()。其中函數(shù)awRead()和awWrite()是對指定設(shè)備的指定端口用默認(rèn)的模式讀寫，讀寫的數(shù)據(jù)都會轉(zhuǎn)化為32位無符號數(shù)。而awReadEx()和awWriteEx()用于對端口一次讀寫多個(gè)數(shù)據(jù)，需要指定讀寫模式，這個(gè)模式還必須與端口的模式一致。
5．2 被控設(shè)備編程接口
在設(shè)計(jì)一個(gè)控制系統(tǒng)時(shí)，被控設(shè)備一般會選擇標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備，不需要用戶編程。如果使用非標(biāo)準(zhǔn)的被控設(shè)備，就需要進(jìn)行產(chǎn)品研發(fā)。從圖6可以看出，被控設(shè)備的應(yīng)用程序僅僅是初始化而已。如果用戶選擇廣州致遠(yuǎn)電子有限公司的半成品模塊，大多數(shù)情況下也無需開發(fā)，只需通過向?qū)?PC機(jī)程序)配置需要的功能就可以生成需要的代碼。如果這些半成品模塊不能完全滿足系統(tǒng)需求，就要進(jìn)行研發(fā)。