如何為儀器控制系統(tǒng)選擇合適的驅(qū)動軟件

概覽

在開發(fā)儀器控制系統(tǒng)時，驅(qū)動軟件常常被忽視。驅(qū)動軟件是處理儀器和應(yīng)用軟件之間的通信層。盡管硬件的性能指標(biāo)很重要，但若使用了較差的驅(qū)動軟件會對整個系統(tǒng)的開發(fā)時間和性能產(chǎn)生很大的影響?？梢允褂脙煞N不同的方式控制儀器：通過直接I/O命令，或者使用儀器驅(qū)動。在選擇一個用于與儀器通信的驅(qū)動軟件時，需要注意如下5個方面：

1. 我該使用直接I/O命令還是儀器驅(qū)動來控制儀器?

您可以使用兩種不同的方式控制儀器：通過直接I/O命令，或者使用儀器驅(qū)動。通常，大家會選擇儀器驅(qū)動的方式，因為這樣效率更高，節(jié)省時間。

直接I/O命令

如果您無法找到某個特定儀器的驅(qū)動，或者不需要使用儀器驅(qū)動，那么您可以使用交互式工具進行直接I/O控制和通訊。如下所示為不選擇使用儀器驅(qū)動的理由：

· 您只需向儀器發(fā)送少量的命令;

· 該儀器不存在驅(qū)動;

· 您不需要將儀器命令發(fā)布給其他開發(fā)者;

儀器驅(qū)動

儀器驅(qū)動是一個函數(shù)庫，包含用于控制特定儀器或者儀器家族的高層函數(shù)。它們對于快速開發(fā)測試和測量應(yīng)用至關(guān)重要。通過提供高層的模塊化函數(shù)庫，可以很容易地進行編程，無需學(xué)習(xí)復(fù)雜的底層編程協(xié)議(底層協(xié)議可能只適用于某個特定儀器)。儀器驅(qū)動是一組軟件程序的集合，通常用于編程控制時所需的針對儀器進行配置、讀取、寫入，以及觸發(fā)等操作。此外，對應(yīng)于同一類設(shè)備的儀器驅(qū)動通常具有一個通用的架構(gòu)和API。因此，當(dāng)您使用過一個儀器的驅(qū)動之后，也可以很容易地將其用于另一個儀器。通常，針對各種儀器控制和測試應(yīng)用的儀器驅(qū)動分為兩種類型：

o 即插即用的儀器驅(qū)動，采用適合于所有驅(qū)動的標(biāo)準(zhǔn)編程模式，因此易于使用，大大簡化了儀器的控制和通信操作。即插即用的儀器驅(qū)動提供了內(nèi)置的源代碼，能夠與軟件編程環(huán)境輕易集成，而且它與硬件的交互方式比其它的儀器驅(qū)動技術(shù)更加簡單。

o IVI儀器驅(qū)動 的性能更高、更加靈活，適用于需要可互換性、狀態(tài)緩沖，以及儀器仿真的復(fù)雜測試應(yīng)用。

2. 該儀器驅(qū)動是否與我的操作系統(tǒng)兼容?

操作系統(tǒng)的種類繁多，包括Windows、Mac 操作系統(tǒng)，以及Linux等;這些操作系統(tǒng)各有所長，適用于不同類型的任務(wù)和操作。每種操作系統(tǒng)也會包含不同的版本、發(fā)布方式以及針對特定處理器的特殊設(shè)計。例如，Windows操作系統(tǒng)家族包括Windows XP、Windows Vista以及Windows 7等，且針對32位和64位處理器都有不同的適用版本。由于Linux系統(tǒng)是開源的，因此其變種多達數(shù)百個。每個類型、發(fā)布或版本的操作系統(tǒng)的功能都會有所差異，且操作系統(tǒng)之間可能相互兼容，也可能不兼容。

· 對于即插即用的儀器驅(qū)動， 是專門針對一個特定的應(yīng)用開發(fā)環(huán)境(ADE)而設(shè)計，可用于此ADE所支持的所有操作系統(tǒng)。

· IVI儀器驅(qū)動 僅支持Windows操作系統(tǒng)。

3. 該驅(qū)動與我們的應(yīng)用軟件能否很好地兼容?

儀器驅(qū)動與應(yīng)用軟件的兼容程度不盡相同。每個儀器驅(qū)動的核心都是一個函數(shù)庫(DLL)，用于管理與儀器的通信。正常情況下，廠商會提供針對此函數(shù)庫的說明文檔;而在某些情況下，廠商會提供此函數(shù)庫針對各種編程語言環(huán)境的封裝。這些封裝是一些簡短的代碼，將函數(shù)庫內(nèi)的函數(shù)翻譯成兼容于特定編程語言的接口。有時，可能沒有針對您期望的某個編程語言的封裝，或者根本就沒有任何封裝;此時，你可以使用直接I/O命令與應(yīng)用軟件進行交互。

如果該儀器驅(qū)動與你的應(yīng)用軟件本身就是集成在一起的，那就再好不過了。在這種無縫的集成關(guān)系下，驅(qū)動中的函數(shù)和文檔都內(nèi)置于應(yīng)用軟件中，總體性能更好。

· 即插即用的儀器驅(qū)動 提供源自某個應(yīng)用開發(fā)環(huán)境(ADE)的源代碼。有了源代碼，你就可以對儀器驅(qū)動進行修改、自定義、優(yōu)化、調(diào)試和增加功能。源代碼還可以讓即插即用的驅(qū)動得以跨平臺兼容，因此你可以在該ADE所支持的任意一個操作系統(tǒng)內(nèi)使用該驅(qū)動。

· IVI儀器驅(qū)動是基于兩種不同的架構(gòu)開發(fā)出來的驅(qū)動，包括：基于ANSI C的IVI-C驅(qū)動和基于Microsoft 組件對象模型(COM)技術(shù)的IVI-COM驅(qū)動。兩種架構(gòu)的設(shè)計初衷就是并存發(fā)展，不相互排斥。

4. 該驅(qū)動是否有詳盡的文檔?

儀器驅(qū)動通常會包含各種形式的文檔，包括用戶手冊、函數(shù)參考、版本發(fā)布注意事項、已發(fā)現(xiàn)的問題以及范例代碼等等。如果你所參考的文檔雜亂、不完整，那么就會非常浪費時間。如果一個驅(qū)動的編程接口相關(guān)的文檔不夠詳盡，那么你就需要通過反復(fù)試錯的方式確定其功能，這樣會非常耗時、且令人沮喪。雖然反復(fù)試錯是一種學(xué)習(xí)驅(qū)動的功能和句法的有效方式，但是你仍需在必要時找到手冊以便查詢。因此，如果驅(qū)動的文檔能夠編排合理、內(nèi)容詳盡，可以給你帶來極大幫助。

良好的驅(qū)動軟件相關(guān)文檔應(yīng)該內(nèi)容完整、便于瀏覽、易于遵循。比較理想的情況下，還應(yīng)該對你所熟悉的編程語言提供范例代碼，并提供詳細(xì)的、包含有用信息的錯誤消息。你應(yīng)該事先了解驅(qū)動軟件的文檔情況，避免在后續(xù)使用中遇到麻煩。

5. 該驅(qū)動是否包含啟動或診斷工具?

除了相關(guān)文檔以外，驅(qū)動的啟動和診斷工具可以幫助你快速地安裝和運行驅(qū)動，而且可以對錯誤進行診斷。你應(yīng)該充分利用大多應(yīng)用開發(fā)環(huán)境所提供的交互式直接I/O功能。