如何為儀器控制系統選擇合適的驅動(dòng)軟件

　　概覽

　　在開(kāi)發(fā)儀器控制系統時(shí)，驅動(dòng)軟件常常被忽視。驅動(dòng)軟件是處理儀器和應用軟件之間的通信層。盡管硬件的性能指標很重要，但若使用了較差的驅動(dòng)軟件會(huì )對整個(gè)系統的開(kāi)發(fā)時(shí)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(guò)直接I/O命令，或者使用儀器驅動(dòng)。在選擇一個(gè)用于與儀器通信的驅動(dòng)軟件時(shí)，需要注意如下5個(gè)方面：

　　1. 我該使用直接I/O命令還是儀器驅動(dòng)來(lái)控制儀器?

　　您可以使用兩種不同的方式控制儀器：通過(guò)直接I/O命令，或者使用儀器驅動(dòng)。通常，大家會(huì )選擇儀器驅動(dòng)的方式，因為這樣效率更高，節省時(shí)間。

　　直接I/O命令

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

• 您只需向儀器發(fā)送少量的命令;
• 該儀器不存在驅動(dòng);
• 您不需要將儀器命令發(fā)布給其他開(kāi)發(fā)者;

　　儀器驅動(dòng)

　　儀器驅動(dòng)是一個(gè)函數庫，包含用于控制特定儀器或者儀器家族的高層函數。它們對于快速開(kāi)發(fā)測試和測量應用至關(guān)重要。通過(guò)提供高層的模塊化函數庫，可以很容易地進(jìn)行編程，無(wú)需學(xué)習復雜的底層編程協(xié)議(底層協(xié)議可能只適用于某個(gè)特定儀器)。儀器驅動(dòng)是一組軟件程序的集合，通常用于編程控制時(shí)所需的針對儀器進(jìn)行配置、讀取、寫(xiě)入，以及觸發(fā)等操作。此外，對應于同一類(lèi)設備的儀器驅動(dòng)通常具有一個(gè)通用的架構和API。因此，當您使用過(guò)一個(gè)儀器的驅動(dòng)之后，也可以很容易地將其用于另一個(gè)儀器。通常，針對各種儀器控制和測試應用的儀器驅動(dòng)分為兩種類(lèi)型：

• 即插即用的儀器驅動(dòng)，采用適合于所有驅動(dòng)的標準編程模式，因此易于使用，大大簡(jiǎn)化了儀器的控制和通信操作。即插即用的儀器驅動(dòng)提供了內置的源代碼，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動(dòng)技術(shù)更加簡(jiǎn)單。
• IVI儀器驅動(dòng) 的性能更高、更加靈活，適用于需要可互換性、狀態(tài)緩沖，以及儀器仿真的復雜測試應用。

　　2. 該儀器驅動(dòng)是否與我的操作系統兼容?

　　操作系統的種類(lèi)繁多，包括Windows、Mac 操作系統，以及Linux等;這些操作系統各有所長(cháng)，適用于不同類(lèi)型的任務(wù)和操作。每種操作系統也會(huì )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計。例如，Windows操作系統家族包括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系統是開(kāi)源的，因此其變種多達數百個(gè)。每個(gè)類(lèi)型、發(fā)布或版本的操作系統的功能都會(huì )有所差異，且操作系統之間可能相互兼容，也可能不兼容。

• 對于即插即用的儀器驅動(dòng)， 是專(zhuān)門(mén)針對一個(gè)特定的應用開(kāi)發(fā)環(huán)境(ADE)而設計，可用于此ADE所支持的所有操作系統。
• IVI儀器驅動(dòng) 僅支持Windows操作系統。

　　3. 該驅動(dòng)與我們的應用軟件能否很好地兼容?

　　儀器驅動(dòng)與應用軟件的兼容程度不盡相同。每個(gè)儀器驅動(dòng)的核心都是一個(gè)函數庫(DLL)，用于管理與儀器的通信。正常情況下，廠(chǎng)商會(huì )提供針對此函數庫的說(shuō)明文檔;而在某些情況下，廠(chǎng)商會(huì )提供此函數庫針對各種編程語(yǔ)言環(huán)境的封裝。這些封裝是一些簡(jiǎn)短的代碼，將函數庫內的函數翻譯成兼容于特定編程語(yǔ)言的接口。有時(shí)，可能沒(méi)有針對您期望的某個(gè)編程語(yǔ)言的封裝，或者根本就沒(méi)有任何封裝;此時(shí)，你可以使用直接I/O命令與應用軟件進(jìn)行交互。

　　如果該儀器驅動(dòng)與你的應用軟件本身就是集成在一起的，那就再好不過(guò)了。在這種無(wú)縫的集成關(guān)系下，驅動(dòng)中的函數和文檔都內置于應用軟件中，總體性能更好。

• 即插即用的儀器驅動(dòng) 提供源自某個(gè)應用開(kāi)發(fā)環(huán)境(ADE)的源代碼。有了源代碼，你就可以對儀器驅動(dòng)進(jìn)行修改、自定義、優(yōu)化、調試和增加功能。源代碼還可以讓即插即用的驅動(dòng)得以跨平臺兼容，因此你可以在該ADE所支持的任意一個(gè)操作系統內使用該驅動(dòng)。
• IVI儀器驅動(dòng)是基于兩種不同的架構開(kāi)發(fā)出來(lái)的驅動(dòng)，包括：基于A(yíng)NSI C的IVI-C驅動(dòng)和基于Microsoft 組件對象模型(COM)技術(shù)的IVI-COM驅動(dòng)。兩種架構的設計初衷就是并存發(fā)展，不相互排斥。

　　4. 該驅動(dòng)是否有詳盡的文檔?

　　儀器驅動(dòng)通常會(huì )包含各種形式的文檔，包括用戶(hù)手冊、函數參考、版本發(fā)布注意事項、已發(fā)現的問(wèn)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(huì )非常浪費時(shí)間。如果一個(gè)驅動(dòng)的編程接口相關(guān)的文檔不夠詳盡，那么你就需要通過(guò)反復試錯的方式確定其功能，這樣會(huì )非常耗時(shí)、且令人沮喪。雖然反復試錯是一種學(xué)習驅動(dòng)的功能和句法的有效方式，但是你仍需在必要時(shí)找到手冊以便查詢(xún)。因此，如果驅動(dòng)的文檔能夠編排合理、內容詳盡，可以給你帶來(lái)極大幫助。

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

　　5. 該驅動(dòng)是否包含啟動(dòng)或診斷工具?

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