來源：電子產(chǎn)品世界 作者：徐小超 李軍 宋文艷

    摘要：根據(jù)當(dāng)前虛擬儀器技術(shù)網(wǎng)絡(luò)化的需求，提出了一種利用labwindows/cvi多線程技術(shù)、 activex、dcom技術(shù)(分布式com)和sbs實(shí)時(shí)光網(wǎng)開發(fā)網(wǎng)絡(luò)化虛擬示波器的實(shí)現(xiàn)方法，該方法在工程實(shí)踐中得到了很好的應(yīng)用，并為今后搭建實(shí)時(shí)虛擬儀器測(cè)控網(wǎng)絡(luò)提供了依據(jù)。

    關(guān)鍵詞：labwindows/cvi；sbs實(shí)時(shí)光網(wǎng)；多線程；activex；dcom；虛擬儀器

    隨著計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)不斷發(fā)展與提高，虛擬儀器技術(shù)已成為當(dāng)前測(cè)控領(lǐng)域內(nèi)的關(guān)鍵性技術(shù)。在遠(yuǎn)程測(cè)控與仿真方面，虛擬儀器網(wǎng)絡(luò)化，已成為急待解決的問題。通過利用sbs實(shí)時(shí)光網(wǎng)、虛擬儀器技術(shù)、activex技術(shù)以及dcom技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)化虛擬示波器，從而使遠(yuǎn)程測(cè)控、數(shù)據(jù)共享成為了現(xiàn)實(shí)。

    網(wǎng)絡(luò)虛擬示波器系統(tǒng)設(shè)計(jì)

    網(wǎng)絡(luò)虛擬示波器系統(tǒng)總體上可分為兩部分：數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)、虛擬示波器。數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)負(fù)責(zé)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)信息的采集和遠(yuǎn)程控制指令傳送。虛擬示波器則通過數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)將所獲取的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)信息動(dòng)態(tài)顯示、存儲(chǔ)。網(wǎng)絡(luò)虛擬示波器系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)框架如圖1所示。

    圖1 網(wǎng)絡(luò)虛擬示波器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

    由圖可知，數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)由遠(yuǎn)程信息數(shù)據(jù)源、數(shù)據(jù)源控制中心兩部分組成。其中，遠(yuǎn)程信息數(shù)據(jù)源，通過 sbs實(shí)時(shí)光網(wǎng)，接收來自遠(yuǎn)程設(shè)備終端的數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)按照一定的規(guī)則整合成一數(shù)據(jù)流，發(fā)送給數(shù)據(jù)源控制中心。數(shù)據(jù)源控制中心，實(shí)質(zhì)是一臺(tái)大型服務(wù)器，其主要職能是接收來自遠(yuǎn)程信息數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)，同時(shí)，還可將這些數(shù)據(jù)通過實(shí)時(shí)光網(wǎng)或以太網(wǎng)向其余數(shù)據(jù)信息處理終端進(jìn)行發(fā)送，并將數(shù)據(jù)分析中心發(fā)出的遠(yuǎn)程控制指令發(fā)送給各遠(yuǎn)程設(shè)備終端。此外，該數(shù)據(jù)源控制中心，也可將各客戶終端數(shù)據(jù)分析處理結(jié)果，發(fā)布到整個(gè)網(wǎng)絡(luò)上，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)信息資源共享。這對(duì)于復(fù)雜系統(tǒng)遠(yuǎn)程測(cè)控是十分重要的，它可以將生成復(fù)雜系統(tǒng)的繁瑣控制指令分解給各客戶終端來完成，實(shí)現(xiàn)控制指令的并行生成，使得復(fù)雜系統(tǒng)控制變得迅速、可靠。虛擬示波器作為一個(gè)客戶終端可直接從數(shù)據(jù)源控制中心獲取數(shù)據(jù)，完成數(shù)據(jù)波形信號(hào)動(dòng)態(tài)顯示、存儲(chǔ)的任務(wù)。

    數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

    出于實(shí)時(shí)性考慮，數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)采用實(shí)時(shí)光網(wǎng)進(jìn)行搭建。sbs實(shí)時(shí)光網(wǎng)是由美國sbs公司開發(fā)的具有星形結(jié)構(gòu)的實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)。它以光作為信息傳輸?shù)慕橘|(zhì)，因而具有極強(qiáng)的實(shí)時(shí)性。

    sbs 的廣播內(nèi)存是唯一的高性能hub結(jié)構(gòu)配置的網(wǎng)絡(luò)，應(yīng)用于多臺(tái)計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)的、確定的內(nèi)存共享。廣播內(nèi)存的hub結(jié)構(gòu)比環(huán)形結(jié)構(gòu)(如vmic)更穩(wěn)定。一個(gè)節(jié)點(diǎn)的故障只影響本節(jié)點(diǎn)，不影響整個(gè)網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)，具有較高的網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性、高帶寬和非常低的延遲特性。廣播內(nèi)存使網(wǎng)上所有計(jì)算機(jī)(節(jié)點(diǎn))共享內(nèi)存 (netram)，每一個(gè)節(jié)點(diǎn)有它自己的netram的物理備份，節(jié)點(diǎn)通過光纖與安裝在中心hub的一個(gè)端口卡相連接。寫入本地節(jié)點(diǎn)卡的數(shù)據(jù)對(duì)hub是以廣播方式傳送的并且同時(shí)寫入所有節(jié)點(diǎn)的內(nèi)存。

    hub將各種數(shù)據(jù)流合并到一個(gè)能廣播傳送到所有節(jié)點(diǎn)的普通數(shù)據(jù)流里，廣播內(nèi)存保證數(shù)據(jù)同時(shí)并且按同一順序到達(dá)所有的節(jié)點(diǎn)內(nèi)存。鏈接傳輸率高達(dá)43mb/s，寫延遲是10微秒，在優(yōu)先權(quán)高的節(jié)點(diǎn)延遲更小，并且是可預(yù)知的。所有的節(jié)點(diǎn)能通過“寫入 netram”的方式，透明地并確定地廣播傳送中斷、消息或者數(shù)據(jù)塊到其它的節(jié)點(diǎn)。通過一個(gè)簡(jiǎn)單的“寫入netram”由任何節(jié)點(diǎn)傳送中斷，一個(gè)寫中斷桌面(wit)控制中斷。從本節(jié)點(diǎn)的netram備份中讀取數(shù)據(jù)。hub將分離的數(shù)據(jù)流從節(jié)點(diǎn)卡合并到一個(gè)普通數(shù)據(jù)流里，并同時(shí)廣播到所有的節(jié)點(diǎn)。一個(gè) hub通過一個(gè)背板和端口卡所插的14個(gè)槽，支持28個(gè)獨(dú)立的節(jié)點(diǎn)。每一個(gè)hub端口卡設(shè)有fifos，保證單個(gè)節(jié)點(diǎn)接收的各種數(shù)據(jù)流合到一個(gè)普通數(shù)據(jù)流里并廣播到所有節(jié)點(diǎn)時(shí)有最大的傳輸率。背板是一個(gè)用于互聯(lián)很多節(jié)點(diǎn)卡的通用鏈接板，以形成網(wǎng)絡(luò)。綜合的錯(cuò)誤監(jiān)控和糾錯(cuò)特點(diǎn)確保最高的hub可靠性。數(shù)據(jù)源控制中心通過該實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集光纖網(wǎng)絡(luò)與遠(yuǎn)程終端實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的交換和信息的共享。

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