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发表人：偶尔路过 |
发表时间：2009/7/18 7:55:00 |
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 发表新论题
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| 本栏论题： |
分析CITECT驱动程序的实现方式 [5925] |
1 驱动程序的功能（The Function of a Driver）
驱动程序用于在某一设备内独立与控制器或监视设备通信。它允许CITECT运行系统直接与许多运
行同样应用程序的不同类型的设备进行通信。CITECT 产生请求访问I/O设备并把这些请求传送至驱动程序。
驱动程序通过与I/O设备通信来处理这些请求（使用其唯一的通信协议）。一旦通信建立起来，CITECT将
其数据格式转换成CITECT的通用形式。而后驱动程序把结果反馈给CITECT。
CITECT设备驱动程序的结构是极度灵活的。它容许一个单一驱动程序同时同几个通信板进行通信，
每块集成板上可以有多个硬件端口,每个端口可以连接几个I/O设备。
2 驱动程序控制模块(Driver Control Block)
驱动程序控制模块是一种在CITECT和设备驱动程序之间转换请求的数据结构。驱动程序将(1)请求排队,
(2)(当硬件有效时)处理请求, (3)把结果返回给CITECT。
CITECT可同时将几个DCB（驱动程序控制块）传递给驱动程序，DCB（驱动程序控制块）的数量由驱动程序
决定。驱动程序将传递来的驱动程序控制块排在队列的尾部，驱动程序不断从队首取出DCB（驱动程序控制块）
进行处理，使驱动程序一直处于忙碌状态，以达到最高的执行效率。有些驱动程序可以对请求进行优化，合并
成一个请求，使数据可以缓存，仅在需要时才产生物理请求。
值得注意的是，许多命令的处理必须是异步的，这将允许CITECT在等待驱动程序响应时能够进行其它操作。
支持异步运算的各种命令在CITECT驱动程序开发手册中有详细的说明。
DCB（驱动程序控制块）按以下方式往返传递：CITECT将含有命令和其他相关信息的DCB（驱动程序控制模
块）作为参数调用驱动程序，驱动程序便获得DCB（驱动程序控制块），驱动程序将DCB中的“InUseFlag”成员
变量的置为“真”。在此种状态下, CITECT不能修改该DCB控制块。当驱动程序完成DCB中命令的操作后,它将DCB
控制块的“InUseFlag”成员变量重新设置为“假”，同时调用回调函数如果已经定义。
CITECT既可以设置‘InUseFlag’成员变量， 也可以附上一个回调函数以决定驱动程序在何时完成命令。
同时，CITECT还具有watch dog 的功能， 由它负责检查DCB规定的命令执行是否的超时，超时时间一般为三十
秒，由WatchTime选项指定。如果CITECT检测出驱动程序在规定的时间内没有反应，它将取消DCB并产生一个硬
件报警。
数据点(Data Point)：DATAPOINT数据结构定义了用于信息读、写的位置以及每次读、写过程中所需
要转换的字节数。数据结构中的数据由编译程序的定义数据库构成和具体的通讯协议构成。
通道（Channel）：对于CITECT组态软件中的每个端口，每个通道数据结构都被分配了内存单元。通道
数据结构含有与通道相关的所有数据。通道数据结构的第一部分是固定的，由CITECT设定这部分的内容，其他
情况下不能改变其内容。
一般情况下在驱动程序的指定部分增加需要与物理通道有关的数据，比较典型的数据包括timer（定时器）、
queue header（队列头）和communications buffer (通信缓冲区)。MaxUnit（最大单元）和UnitDataBase（单
元数据库）是所有CITECT驱动程序中的一个标准部分。这样便可以将通道和通道所处的单元建立连接。
3 基于请求的驱动程序（Request based drivers）
Request handling（请求操作）将驱动程序划分为两种基本形式：基于请求的驱动程序和front-end
/back-end（前端、后端）驱动程序[2]。
在基于请求的驱动程序中，来自CITECT的CTDCB请求使驱动程序直接对物理设备提出请求。当该设备做出
反应时，驱动程序会回复CITECT提出的请求。这是最常见的一种驱动程序形式，比前端/后端驱动程序简单些。
大部分驱动程序是这样工作的。其工作原理见图一
前端/后端驱动程序有两部分组成Front end和Back-end。与基于请求的驱动程序不同的是Back-end无须接
收来自CITECT的任何CTDCB请求就能与I/O设备建立通信。它通常使用CTDRV_CPU命令定期地轮询设备。Back end
将来自I/O设备的数据放入存储缓冲器，作为I/O设备寄存器的存储影象。驱动程序的Front end将处理来自
CITECT的命令。要完成一个请求，Front end从存储缓冲器中提取数据。该数据将不在作为I/O设备的内存影象。
CITECT提供的NMS驱动程序就是一个前端/后端驱动程序。
Front end与Back end驱动程序之间必定有某种通信以处理写给I/O设备的程序。在此情况下，Front end
将把所写命令传递给Back end，并将以通常的方式起作用。同时，也许你需要告知Back end哪些数据要从设备
中轮询，因为你不想把时间浪费在轮询不用的程序上。
有些设备通过异常来记录数据的改变，即它们只在某些数据改变状态时才发送信息给你。许多Distributed
Control Systems（分布式控制系统）就是这样工作的。此类驱动程序应该开发成back end / front end驱动程
序。在启动时就读取整个设备，然后查询异常。
4初始化和关闭系统（Initialisation and Shut-down）
当CITECT系统启动时，一系列初始化命令被执行，使得CITECT系统、驱动程序以及I/O设备之间相互连接。
下列给出了驱动程序初始化、运行、以及关闭系统的系列操作[2]：
初始化操作： InitDriver() 调用InitDriver函数初始化驱动程序
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InitCard(CTDRV_INIT_CARD) 调用InitCard函数初始化通讯模块
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OpenChannel(CTDRV_OPEN) 调用OpenChannel函数打开通道
|(CITECT 启动驱动程序的CTDRV_CPU命令)
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InitChannel (CTDRV_INIT_CHANNEL) 调用InitChannel函数初始化通道
| 通道在线连机
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InitUnit (CTDRV_INIT_UNIT) 调用InitUnit函数初始化通讯单元
|通讯单元在线连机驱动程序进入运行状态
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ReadDCB（CTDRV_READ）调用ReadDCB函数从I/O设备读取所需要的数据。
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