基于GPIB 接口仪器的底层驱动的设计及其应用

文/蒋勇

无线电技术的发展要求无线电资源要做好合理分配与管理工作，使无线电通讯能够保持正常。随着我国计算机技术与网络技术的发展，数字处理技术已经进入到无线电监控领域内，对不同地点同时进行监测，监测获得了质的飞跃，可以实时反映监测结果。本文就是对无线电监测的软件设计中底层驱动的设计及其应用分析。

摘 要

【关键词】GPIB 接口仪器 底层驱动

1 无线电监测中GPIB接口食品底层驱动的设计

1.1 概念

为实现无线电信号采样和分析，系统既要实现监测仪表通讯，还要完成采样的数据显示，对数据滤波进行分析，做好原始数据与处理后数据的数据库操作。为完成任务，要了解计算机系统多线程的概念。线程要按程序的指令顺序执行工作，而计算机系统的操作中，程序是通话多线程同时的启动，不同线程要独立完成执行的程序和指令。

对于应用程序的编程人员或者用户来说，线程要同时运行，而操作的系统要按照线程间切换控制实现同时运行的感觉。程序完成多个任务时，不同线程要保证程序的用效，简单开发的工作，引进线程概述，主线程完成专门消息的处理，而程序可以命令其它事件。防止主线程在处理工作时，阻碍其它程序消息处理工作。所以，系统可以使用计算机编程我线程技术使系统实性的响应速度得到提高，可以使资源得到更充分的利用。

1.2 无线电监测系统的双线程

多仪器的同步工作：软件在设计时要面临系统的多仪器工作对不同信号的采集工作，处理外总线多样性，还要尽可能的使软件代码性价比得到提高。如何使用最少代码，完成最多外总线驱动编程工作，实现不同仪器同步的工作，这是系统在设计中必须要考虑到的问题。双线程：以多线程的设计思想，通过包装技巧完成系统结构的分层，而不同外总线有不同传输率，仪器灵敏度与数据速率不同，要将外总线包装，产生了通讯的接口类，将类操作集中于同一线程内，专门进行原始数据采样工作，即底层驱动线程。显示出数据分析CPU可以以虚拟的仪器完成线程，即用户界面的线程。结构上使用模块化设计的思想，使系统实时速度得到提高，而计算机消息环可以完成线程间信息交流。两条线程以并行的运行使软件系统实时响应的速度得到提高。

两条线程工作的机理：用户进行程序初始化时，要创建两条线程，都处在等待状态，在程序的界面就要进行测量任务，通过消息下发到下层取数的线程，而任务号可以在消息的参数内完成传递。下层取消接到任务后，可以将任务翻译成可理想的命令传递到接收机，有针对性的进行测量参数的设置，以命令进行仪器的启动，使任务完成。仪器线程将数据状态寄存器进行有效的标识，以外总线接口类进行测量数据的读取，而底层线程要将读取数据进行解析，放在内存区以消息形式对用户界面线程通知，以共享内存实现测量结果的共享，两条线程是分开处理的，使系统实时响应的性能得到提高。

两条线程设计平台：底层以不同外总线完成封装，C 语言也可以对底层驱动在软件系统中得到高效率的完成。C++ 语言可以使硬件控制更好实现，上层的虚拟仪器线程会以Delphi来完成，这种设计十分便利，使开发效率得到提高。

2 GPIB接口仪器底层驱动的应用

应用该类的测控设计，仪器控制工作不能过于复杂，做好仪器服务请求的控制，而且开发设计人员也要对服务请求的寄存器做好设置，使仪器完成采样后，可以通过GPIB 的总线完成控制线程的请求。软件及时的响应请求，很可能会发生仪器的堵塞。

完成外总线类设计之后，要考虑好系统同一时间内，不同仪器对无线电信号特征的测量工作，对不同功能对应仪器，要启动一定数量线程完成仪器的控制，对程序流程控制上很简单，不过这种设计对系统可扩充性有着障碍。新加仪器要对程序进行大的改动，并不适合程序代码的重复使用。

用动态链接库完成封装驱动的线程，为不同程序提供服务，使计算机资源可以减少占用。封装底层驱动的线程，进行程序模块化，使软件开发人员可以更好的对线程进行调用，可以为跨平台程序的开发提供方便。而封装可以使上层用户线程在仪器功能调用上更简单。提供测量的功能，完成ITU 测量和频谱的扫描及全景的扫描等工作，而且组合仪器可以更好的支持不同的功能，组合功能还可以作为仪器扩充的功能，对ITU 测量与频谱扫描完成组合。总之，以上功能扩充测量的功能表，使测量功能具有ITU 测量与频谱扫描及全景扫描等，通过CESVN40 接口的的方法，提供四种功能接口的方法。针对以上功能，进行参数设置方法的接口。而接口是仪器类重要的方法，以正确参数的设置，使正确测量可以得到保证下进行。通过在DLL 之中建立起底层驱动的线程，而线程的流程也要和单线程相同，一旦数据准备完成后，可以向上层的用户线程进行相应消息的发送，可以通知用户取数。对仪器驱动DLL 完成封装后，可以对不同仪器的启动同时解决，完成综合性的任务监测与执行。例如：对ESVN40 与测向仪启动和调制数据采样时，用户要调用ESVN40 与DDF010 动态的链接库完成底层驱动线程的启动，将不同任务参数传递到不同仪器，而底层消息的传递，可以表明测量结果的不同准备好相应的数据，使不同仪器实现同步的工作，使仪器实现扩充的功能，实现虚拟仪器的技术。

3 结束语

综上所述，系统中的功能需要进一步改善，尤其对于软件无线电信号识别算法更要集成于系统中。以双线程的工作机理，使系统实时的性能得到提高，保证为软件无线电的信号调制算法提供基础，而这些改进的措施，会使系统得到进一步完善，更利于GPIB 接口仪器底层驱动的设计和应用。

参考文献

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[2] 刘济玉, 邹学平, 丁振锋, 等. 基于GPIB接口的实用自动测试系统[J]. 仪表技术与传感.

[3] 贾金玲, 姚毅, 姚娅川等.HARRIS 发射机远程监控系统设计与实现[J]. 自动化与仪器仪表,2013(6).

作者简介

蒋勇（1980-），男，硕士，现供职于中航工业西安航空计算技术研究所。主要研究方向为计算机系统结构。

作者单位

中航工业西安航空计算技术研究所 陕西省西安市 710015