嵌入式系統(tǒng)的虛擬儀器成測試系統(tǒng)新思路

　　3.2.linux下的io編程

　　儀器卡的驅(qū)動(dòng)程序采用端口讀寫來實(shí)現(xiàn)。Linux下對端口的操作方法在usr/include/asm/io.h中。由于端口讀寫函數(shù)是一些inline宏，所以在編寫端口讀寫程序時(shí)只需要加入：#include不需要包含任何附加的庫文件。另外由于gcc編譯器的一個(gè)限制，在編寫包含端口讀寫代碼的程序時(shí)，要么打開編譯器優(yōu)化選項(xiàng)（使用gcc?O1或更高選項(xiàng)），要么在#include之前加上：#defineexternstatic

　　在讀寫端口之前，必須首先通過ioperm（）函數(shù)取得對該端口讀寫的權(quán)限。該函數(shù)的使用如下：

　　ioperm（from,num,turn_on）

　　如果turn_on=1，則表示要獲取從from開始的共num個(gè)端口的讀寫權(quán)限。如ioperm（0x300,5,1）就表示獲取從端口0x300到0x304共5個(gè)端口的讀寫權(quán)。最后一個(gè)參數(shù)turn_on表示是否獲取讀寫權(quán)（turn_on=1表示獲取，turn_on=0表示釋放）。一般在程序的硬件初始化階段調(diào)用ioperm（）函數(shù)。

　　ioperm（）函數(shù)需要以root身份運(yùn)行或使用seuid賦予該程序root權(quán)限。

　　端口的讀取使用inb（port）和inw（port）函數(shù)來完成，其中inb（port）讀取8位端口，inw（port）讀取16位端口。

　　對8位和16位端口的寫操作分別用函數(shù)outb（value,port）和outw（value,port）來完成。其中各函數(shù)的第一個(gè)參數(shù)表示要寫的數(shù)值，第二個(gè)參數(shù)表示端口地址。

　　宏inb_p（），outb_p（），inw_p（）和outw_p（）的作用與對應(yīng)的上述四個(gè)端口讀寫函數(shù)一樣，只是在端口操作后附加一定時(shí)間的延時(shí)以保證讀寫可靠?？梢酝ㄟ^在#include前加上：#defineREALLY_SLOW_IO獲得約4微秒的延時(shí)。

　　3.3.基于TinyX和Gtk+的軟面板編程

　　儀器軟面板的設(shè)計(jì)涉及l(fā)inux下GUI的選擇和編程，考慮到XWindows的成熟性和與桌面系統(tǒng)的一致性，我們選用精簡的XWindows系統(tǒng)TinyX作為底層GUI解決方案。使用Gtk+1.2庫作為控件集來開發(fā)儀器軟面板程序。

　　基于TinyX和Gtk+庫的圖形界面開發(fā)方案使得軟面板的開發(fā)與桌面環(huán)境下基于Gnome的開發(fā)比較接近，很多的桌面環(huán)境下的linux工具可以直接使用。

　　Gtk+圖形庫是GNOME桌面系統(tǒng)的底層基礎(chǔ)，它包含比較完整的GUI控件集合（GtkWidgets）?；诿嫦?qū)ο蟮姆椒?，GTK+用C語言實(shí)現(xiàn)了一套對象系統(tǒng)和消息及回調(diào)機(jī)制，并將整個(gè)圖形控件集納于對象框架中，使得控件集的擴(kuò)充比較方便。

　　針對虛擬儀器領(lǐng)域的應(yīng)用需求，可以構(gòu)建常見的GUI單元的控件集。我們以GtkWidgets的形式開發(fā)了示波器，信號(hào)源等儀器的面板控件和一些關(guān)鍵的GUI單元控件。這些都有利于用戶的二次開發(fā)和軟件單元的重用。

　　4結(jié)論

　　基于嵌入式主板和嵌入式軟件環(huán)境，我們給出一個(gè)構(gòu)造虛擬儀器的通用解決方案。同時(shí)，通過構(gòu)建基于TinyX和Gtk+庫的GUI環(huán)境，再加上我們自主開發(fā)的一系列面板單元控件，我們提供了對虛擬儀器軟面板開發(fā)的支持。

　　基于以上的方案，我們開發(fā)了集示波器、萬用表和微波信號(hào)源等儀器功能于一體的雷達(dá)故障檢測儀。

　　部隊(duì)野戰(zhàn)環(huán)境下的實(shí)踐表明該系統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu)牢固、可靠性高，攜帶使用方便。