如何為儀器控制系統(tǒng)選擇合適的驅(qū)動(dòng)軟件

概覽

在開發(fā)儀器控制系統(tǒng)時(shí)，驅(qū)動(dòng)軟件常常被忽視。驅(qū)動(dòng)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(dòng)軟件會(huì)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的開發(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：通過直接I/O命令，或者使用儀器驅(qū)動(dòng)。在選擇一個(gè)用于與儀器通信的驅(qū)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(qū)動(dòng)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(dòng)。通常，大家會(huì)選擇儀器驅(qū)動(dòng)的方式，因?yàn)檫@樣效率更高，節(jié)省時(shí)間。

直接I/O命令

如果您無法找到某個(gè)特定儀器的驅(qū)動(dòng)，或者不需要使用儀器驅(qū)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(qū)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(qū)動(dòng);

· 您不需要將儀器命令發(fā)布給其他開發(fā)者;

儀器驅(qū)動(dòng)

儀器驅(qū)動(dòng)是一個(gè)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(duì)于快速開發(fā)測(cè)試和測(cè)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(jìn)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(gè)特定儀器)。儀器驅(qū)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(duì)儀器進(jìn)行配置、讀取、寫入，以及觸發(fā)等操作。此外，對(duì)應(yīng)于同一類設(shè)備的儀器驅(qū)動(dòng)通常具有一個(gè)通用的架構(gòu)和API。因此，當(dāng)您使用過一個(gè)儀器的驅(qū)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(duì)各種儀器控制和測(cè)試應(yīng)用的儀器驅(qū)動(dòng)分為兩種類型：

o 即插即用的儀器驅(qū)動(dòng)，采用適合于所有驅(qū)動(dòng)的標(biāo)準(zhǔn)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(qū)動(dòng)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(dòng)技術(shù)更加簡(jiǎn)單。

o IVI儀器驅(qū)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(fù)雜測(cè)試應(yīng)用。

2. 該儀器驅(qū)動(dòng)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(zhǎng)，適用于不同類型的任務(wù)和操作。每種操作系統(tǒng)也會(huì)包含不同的版本、發(fā)布方式以及針對(duì)特定處理器的特殊設(shè)計(jì)。例如，Windows操作系統(tǒng)家族包括Windows XP、Windows Vista以及Windows 7等，且針對(duì)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(dá)數(shù)百個(gè)。每個(gè)類型、發(fā)布或版本的操作系統(tǒng)的功能都會(huì)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(duì)于即插即用的儀器驅(qū)動(dòng)， 是專門針對(duì)一個(gè)特定的應(yīng)用開發(fā)環(huán)境(ADE)而設(shè)計(jì)，可用于此ADE所支持的所有操作系統(tǒng)。

· IVI儀器驅(qū)動(dòng) 僅支持Windows操作系統(tǒng)。

3. 該驅(qū)動(dòng)與我們的應(yīng)用軟件能否很好地兼容?

儀器驅(qū)動(dòng)與應(yīng)用軟件的兼容程度不盡相同。每個(gè)儀器驅(qū)動(dòng)的核心都是一個(gè)函數(shù)庫(DLL)，用于管理與儀器的通信。正常情況下，廠商會(huì)提供針對(duì)此函數(shù)庫的說明文檔;而在某些情況下，廠商會(huì)提供此函數(shù)庫針對(duì)各種編程語言環(huán)境的封裝。這些封裝是一些簡(jiǎn)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(shí)，可能沒有針對(duì)您期望的某個(gè)編程語言的封裝，或者根本就沒有任何封裝;此時(shí)，你可以使用直接I/O命令與應(yīng)用軟件進(jìn)行交互。

如果該儀器驅(qū)動(dòng)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(dòng)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(dòng) 提供源自某個(gè)應(yīng)用開發(fā)環(huán)境(ADE)的源代碼。有了源代碼，你就可以對(duì)儀器驅(qū)動(dòng)進(jìn)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(dòng)得以跨平臺(tái)兼容，因此你可以在該ADE所支持的任意一個(gè)操作系統(tǒng)內(nèi)使用該驅(qū)動(dòng)。

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

4. 該驅(qū)動(dòng)是否有詳盡的文檔?

儀器驅(qū)動(dòng)通常會(huì)包含各種形式的文檔，包括用戶手冊(cè)、函數(shù)參考、版本發(fā)布注意事項(xiàng)、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(huì)非常浪費(fèi)時(shí)間。如果一個(gè)驅(qū)動(dòng)的編程接口相關(guān)的文檔不夠詳盡，那么你就需要通過反復(fù)試錯(cuò)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(fù)試錯(cuò)是一種學(xué)習(xí)驅(qū)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(cè)以便查詢。因此，如果驅(qū)動(dòng)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(dòng)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(duì)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(cuò)誤消息。你應(yīng)該事先了解驅(qū)動(dòng)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(dòng)是否包含啟動(dòng)或診斷工具?

除了相關(guān)文檔以外，驅(qū)動(dòng)的啟動(dòng)和診斷工具可以幫助你快速地安裝和運(yùn)行驅(qū)動(dòng)，而且可以對(duì)錯(cuò)誤進(jìn)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。