基于ATL技術(shù)原理圖解析器的開(kāi)發(fā)
實(shí)現(xiàn)的原理圖解析器使用ATL技術(shù)，將解析器包裝成一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的COM組件。該解析器主要針對(duì)Mentor公司的ViewDraw原理圖設(shè)計(jì)工具，可對(duì)ViewDraw設(shè)計(jì)生成的原理圖文件在不依賴(lài)ViewDraw的條件下進(jìn)行分析，并將其底層數(shù)據(jù)進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換和整理歸納，然后以接口形式提供給客戶(hù)程序使用。
1 原理圖通用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
在原理圖設(shè)計(jì)中，現(xiàn)在國(guó)外有很多種EDA工具，每種設(shè)計(jì)工具都有自己的底層數(shù)據(jù)組織結(jié)構(gòu)。原理圖解析器采用了一種通用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)兼容ViewDraw、EDIF200和Concept這3種原理圖設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。文中在解析器前端采用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換模塊只針對(duì)ViewDraw的底層原理圖，解析器在工作時(shí)通過(guò)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換模塊把ViewDraw的底層原理圖數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為通用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)保存在內(nèi)存中供解析器使用。
2 COM組件技術(shù)與ATL技術(shù)簡(jiǎn)介
COM即組件對(duì)象模型，是由Microsoft提出的組件標(biāo)準(zhǔn)，是一種以組件為發(fā)布單元的對(duì)象模型，它不僅提供了組件之間進(jìn)行交互的規(guī)范，也提供了實(shí)現(xiàn)交互的環(huán)境。組件之間的接口是組件軟件的核心，因?yàn)榻涌谑墙M件之間進(jìn)行通信的基礎(chǔ)。因此，軟件組件應(yīng)該遵循統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，在同一軟件中的組件必須使用同樣的接口標(biāo)準(zhǔn)才能保證組件之間可以進(jìn)行通信。COM就是這樣一個(gè)為大家一致推崇的組件標(biāo)準(zhǔn)。組件對(duì)象之間進(jìn)行交互的環(huán)境不依賴(lài)于任何特定的語(yǔ)言，所以COM也可以是不同語(yǔ)言協(xié)作開(kāi)發(fā)的一種標(biāo)準(zhǔn)。
ATL(Active Template Library)活動(dòng)模板庫(kù)，是Visual c++提供的一套基于模板的C++類(lèi)庫(kù)，利用這些模板庫(kù)，可以建立小巧、快捷的COM組件程序。ATL使用了C++中的模板、多繼承等高級(jí)技術(shù)，甚至還用到了STL。在Visual C++的編譯環(huán)境中，對(duì)ATL的支持非常強(qiáng)大，所以采用ATL技術(shù)可以方便地實(shí)現(xiàn)COM組件的開(kāi)發(fā)，但又不用過(guò)多的去考慮COM的底層技術(shù)，這樣極大地提高了COM組件的開(kāi)發(fā)效率。
3 系統(tǒng)構(gòu)成
原理圖解析器，主要以數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換模塊和原理圖通用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)模塊，為系統(tǒng)構(gòu)成的基礎(chǔ)，按通用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)格式存儲(chǔ)的原理圖數(shù)據(jù)為數(shù)據(jù)資源，并在ATL技術(shù)平臺(tái)下對(duì)這些數(shù)據(jù)資源進(jìn)行規(guī)劃和組織。解析器最終以COM組件的形式向外部客戶(hù)程序提供服務(wù)。解析器提供了21個(gè)接口，81個(gè)方法，這些接口與原理圖的主要構(gòu)成對(duì)象一一對(duì)應(yīng)。整個(gè)系統(tǒng)以下方式進(jìn)行組織和運(yùn)行的：
(1)數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換模塊將原理圖進(jìn)行數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換并以通用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的格式存儲(chǔ)于內(nèi)存中，這個(gè)功能主要由工程接口IFvdProj實(shí)現(xiàn)；
(2)按照接口的功能需求對(duì)原理圖的數(shù)據(jù)資源進(jìn)行歸納和整理，這里主要處理了器件、模塊、管腳、網(wǎng)絡(luò)(普通網(wǎng)絡(luò)和總線網(wǎng)絡(luò))、網(wǎng)絡(luò)段、連接等，還有這些物理實(shí)體的位置、標(biāo)識(shí)及屬性等；
(3)對(duì)各種異常情況在組件內(nèi)部進(jìn)行了處理，并將相應(yīng)的錯(cuò)誤代碼以函數(shù)值的形式返回，客戶(hù)端可以用捕獲COM異常的方法來(lái)獲取這些錯(cuò)誤代碼。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，如圖l所示。
4 原理圖解析器接口組織調(diào)用關(guān)系描述
原理圖通用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)本身有著龐大復(fù)雜的組織結(jié)構(gòu)，如果直接把通用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以COM接口的形式提供給客戶(hù)端，會(huì)使原理圖解析器接口規(guī)模過(guò)大，信息零散且組織規(guī)律性較差。因此，必須對(duì)數(shù)據(jù)資源的提供方式進(jìn)行規(guī)劃。原理圖解析器提供了，如圖2所示的數(shù)據(jù)資源組織方式。
該圖列出了原理圖解析器的21個(gè)接口和主要的調(diào)用關(guān)系，其中實(shí)線箭頭表示從原理圖組織結(jié)構(gòu)上講由上層對(duì)象調(diào)用下層對(duì)象，虛線箭頭表示由下層對(duì)象調(diào)用上層對(duì)象。以器件和網(wǎng)絡(luò)為核心介紹接口對(duì)數(shù)據(jù)資源的組織關(guān)系。
(1)原理圖——網(wǎng)絡(luò)：由工程接口進(jìn)入，生成目標(biāo)原理圖的通用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，再調(diào)用單頁(yè)原理圖接口，由單頁(yè)原理圖接口中的GetNets()方法或GetAllNets()方法可以獲取網(wǎng)絡(luò)(包括普通網(wǎng)絡(luò)和總線網(wǎng)絡(luò))集接口IFvdNets，通過(guò)該接口的Item()方法可以獲取單個(gè)網(wǎng)絡(luò)對(duì)應(yīng)的接口。
(2)原理圖——器件：由工程接口進(jìn)入，生成目標(biāo)原理圖的通用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，再調(diào)用單頁(yè)原理圖接口，由單頁(yè)原理圖接口中的GetComps()方法或GetAllComps()方法可以獲取器件(包括普通器件和模塊)集合接口IFvdComps，通過(guò)該接口的Item()方法可以獲取單個(gè)器件對(duì)應(yīng)的器件接口IFvdComp。
(3)由下層對(duì)象向上層對(duì)象的訪問(wèn)：例如可以通過(guò)一個(gè)器件管腳的接口IFvdCmpPin來(lái)獲得該管腳所在的器件接口IFvdComp，而通過(guò)接口IFvd—Comp又可獲取該器件所在的原理圖頁(yè)的接口IFvdSheet，通過(guò)接口IFvdSheet又可訪問(wèn)該原理圖頁(yè)的所有資源。在此需要說(shuō)明，對(duì)于某一頁(yè)確定的原理圖，不管通過(guò)哪種途徑來(lái)獲取其對(duì)應(yīng)的接口，這個(gè)接口可以提供的原理圖資源總是相同的，這也是符合客觀實(shí)際的。
由以上分析可以看出，原理圖解析器的這種接口組織調(diào)用關(guān)系支持了各種形式的對(duì)原理圖資源的訪問(wèn)，同時(shí)也保持了信息的準(zhǔn)確性和完整性。
另外，為了方便用戶(hù)使用，在原理圖接口IF—vdSchs和單頁(yè)原理圖接口IFvdSheet的方法中還提供了器件和網(wǎng)絡(luò)的查找功能：對(duì)于器件支持Refdes(器件的引用屬J陛定義)和全路徑uID(器件在原理理圖中的唯一的標(biāo)識(shí))查找；對(duì)于網(wǎng)絡(luò)支持Label值查找和全路徑UID的查找。
各接口說(shuō)明如下：
(1)IFvdAur：屬性接口，獲取屬性名、屬性值和屬性的可見(jiàn)性；
(2)IFvdAttrs：提供一個(gè)訪問(wèn)屬性集合對(duì)象的接口，該屬性集合對(duì)象內(nèi)部包含一組屬性對(duì)象的接口指針；
(3)IFvdBox：外圍框接口；
(4)IFvdCmpPin：器件管腳接口，獲取管腳所在器件、管腳屬性集、管腳連接和管腳相連的symbol的管腳；
(5)IFvdCmpPins：器件管腳集合接口，提供一個(gè)訪問(wèn)器件管腳集合對(duì)象的接口；
(6)IFvdComp：器件接口，可獲取各類(lèi)子對(duì)象和內(nèi)部屬性；
(7)IFvdComps：器件集合接口，提供一個(gè)訪問(wèn)器件集合對(duì)象的接口；
(8)IFvdConnection：連接接口，可獲取連接中的器件管腳、網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)絡(luò)段；
(9)IFvdConnections：連接集合接口，提供一個(gè)訪問(wèn)連接集合對(duì)象的接口；
(10)IFvdLabel：Label接口，獲取Label的名字和可見(jiàn)性；
(11)IFvdNet：網(wǎng)絡(luò)接口，可獲得各類(lèi)子對(duì)象及內(nèi)部屬性；
(12)IFvdNets：網(wǎng)絡(luò)集合接口，提供一個(gè)訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)集合對(duì)象的接口；
(13)IFvdSymPin：Symbol管腳接口，可獲得Symbol管腳的內(nèi)部屬性；
(14)IFvdSymPins：Symbol管腳集合接口，提供一個(gè)訪問(wèn)Symbol管腳集合對(duì)象的接口；
(15)IFvdPoint：位置坐標(biāo)接口，獲取位置的坐標(biāo)值；
(16)IFvdProj：解析原理圖工程接口；
(17)IFvdSheet：?jiǎn)雾?yè)原理圖接口，可獲取單頁(yè)原理圖中各種對(duì)象及搜索器件和網(wǎng)絡(luò)；
(18)IFvdSch：原理圖接口，可獲得原理圖中單頁(yè)原理圖的頁(yè)數(shù)和原理圖對(duì)象集合；
(19)IFvdSegment：網(wǎng)絡(luò)集合接口，可獲取網(wǎng)絡(luò)段屬性集合和網(wǎng)絡(luò)段所屬的網(wǎng)絡(luò)；
(20)IFvdSegments：網(wǎng)絡(luò)段集合接口，提供一個(gè)訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)段集的接口；
(21)IFvdSymbol：符號(hào)接口，獲取內(nèi)部管腳集和屬性集。
5 調(diào)用方法說(shuō)明
原理圖解析器是基于ATL技術(shù)而開(kāi)發(fā)的，是一個(gè)符合COM標(biāo)準(zhǔn)的組件，因此在使用時(shí)要按照COM組件的使用規(guī)范。原理圖解析器共有21個(gè)接口，其內(nèi)部分別對(duì)應(yīng)21個(gè)COM類(lèi)。在這21個(gè)COM類(lèi)中，只有原理圖工程接口IFvdProj對(duì)應(yīng)的類(lèi)為可創(chuàng)建類(lèi)，其余20個(gè)接口對(duì)應(yīng)的類(lèi)均為不可創(chuàng)建類(lèi)?？蛻?hù)端程序都要以工程接口IFvdProj為入口點(diǎn)，通過(guò)創(chuàng)建解析器的組件實(shí)例來(lái)獲取接口IFvdProj的地址指針，其它接口的獲取都要從IFvdProj開(kāi)始，通過(guò)接口提供的各種方法來(lái)獲取?？蛻?hù)端建立組件，通過(guò)組件接口訪問(wèn)原理圖資源的流程如下：
(1)在系統(tǒng)上注冊(cè)…原理圖解析器組件PST．DLL；
(2)在客戶(hù)程序中使用“import”預(yù)處理指令導(dǎo)入PST．DLL：
(3)創(chuàng)建解析器組件，并獲取入口點(diǎn)接口IF
(4)通過(guò)接口IFvdProj的方法ParseProj()生成目標(biāo)原理圖的通用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并用原理圖接口IF—vdSchs接收其返回值如下：
6 使用結(jié)果示例
下面這段程序統(tǒng)計(jì)了一頁(yè)原理圖中當(dāng)前層的網(wǎng)絡(luò)數(shù)和包括所有底層后的網(wǎng)絡(luò)數(shù)，并且使用了對(duì)網(wǎng)絡(luò)的查找功能：
程序的執(zhí)行結(jié)果，如圖3所示。
7 結(jié)束語(yǔ)
文中描述了自行開(kāi)發(fā)的基于ATL技術(shù)的原理圖解析器，介紹了系統(tǒng)的基本構(gòu)成和接口的組織關(guān)系。另外，還對(duì)解析器的使用作了詳細(xì)說(shuō)明，并在文中最后給出了一個(gè)實(shí)際使用的示例。原理圖解析器的開(kāi)發(fā)得以在不使用國(guó)外EDA工具的情況下，方便地訪問(wèn)原理圖資源，從而節(jié)約了大量的資金，并為國(guó)產(chǎn)EDA軟件的開(kāi)發(fā)和市場(chǎng)化進(jìn)行了有益的嘗試。
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