在儀器系統(tǒng)的設(shè)計中，儀器驅(qū)動程序的設(shè)計一向是最費(fèi)時間與精力的工作，而對于用戶來說，儀器驅(qū)動程序又如一個神秘的“黑匣子”，渾然不知其內(nèi)部所含何物，一切只能靠開發(fā)商決定。VPP規(guī)范的提出，要求儀器模塊生產(chǎn)廠家在提供硬件模塊的同時，必須提供儀器驅(qū)動程序的各種文件形式，一方面給儀器驅(qū)動程序的編寫提出了一個標(biāo)準(zhǔn)化的規(guī)范，另一方面又給儀器用戶提供了更多的權(quán)限與參與性，進(jìn)一步擴(kuò)展了儀器的使用性。本章主要介紹了符合VPP規(guī)范的虛擬儀器驅(qū)動程序的特點(diǎn)，分別了其內(nèi)部設(shè)計模型與外部接口模型的設(shè)計規(guī)范，并結(jié)合多個實(shí)際開發(fā)例程，探討了虛擬儀器驅(qū)動程序的設(shè)計方法與實(shí)現(xiàn)步驟。在該章中，還介紹了虛擬儀器功能面板文件的結(jié)構(gòu)與應(yīng)用。

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　　虛擬儀器驅(qū)動程序的特點(diǎn)

　　虛擬儀器驅(qū)動程序的由來

　　在自動測試系統(tǒng)中，儀器的編程任務(wù)總是最頭痛的事，許多用戶認(rèn)為這通常是開發(fā)一個儀器系統(tǒng)中最費(fèi)時費(fèi)力的部分。用戶需要花費(fèi)不少寶貴的時間學(xué)習(xí)系統(tǒng)中每臺儀器的特定編程要求，包括所有公布在用戶手冊上的儀器操作命令集，也包括一些未公布的儀器特性。由于系統(tǒng)中的儀器可能由各個儀器供應(yīng)廠家提供，完成儀器系統(tǒng)集成的設(shè)計人員，需要學(xué)習(xí)所有集成到系統(tǒng)中的儀器用戶手冊，并根據(jù)自己的需要一個個命令地加以編程調(diào)試。所有的儀器編程任務(wù)既需要完成低層的儀器I/O操作，又需要完成高層的儀器交互能力，每個儀器的編程由于編程人員的風(fēng)格與愛好不一樣而可能各具特色。對于系統(tǒng)集成設(shè)計人員，不僅應(yīng)是一個儀器專家，也應(yīng)是一個編程專家，這大大增加了系統(tǒng)集成人員的負(fù)擔(dān)，使系統(tǒng)集成的效率和質(zhì)量無法得到保證。由于未來的系統(tǒng)中將使用不少相同的儀器，因此，儀器用戶總是設(shè)計將儀器編程結(jié)構(gòu)化、模塊化以使控制特定儀器的程序能重復(fù)使用。因此一方面，對儀器編程語言提出了標(biāo)準(zhǔn)化的要求；另一方面，需要定義一層具有模塊化、獨(dú)立性的儀器操作程序，也即具有相對獨(dú)立性的儀器驅(qū)動程序。

　　以GPIB儀器為代表的機(jī)架層迭式儀器結(jié)構(gòu)，既能實(shí)現(xiàn)本地控制，又可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。IEEE488.1和IEEE488.2規(guī)范的制定，對GPIB儀器的用語法及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)連接的消息通信功能層和用命令及詢問連接的公共系統(tǒng)功能層作了標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)定。在此基礎(chǔ)上，儀器制造商國際協(xié)會于1990年提出了可編程儀器標(biāo)準(zhǔn)命令（SCPI），它是一個超出IEEE488之外的儀器命令語言，它支持同類儀器間語言的一致性。SCPI與過去的儀器語言不同點(diǎn)在于命令描述的是正在試圖被測量的信號，而不是正在用以測量信號的儀器。人們可花費(fèi)較多的時間來學(xué)習(xí)解決實(shí)際應(yīng)用問題，用較少的時間來學(xué)習(xí)所使用的儀器，這是因?yàn)橄嗤腟CPI命令可用于很多不同類型的儀器，這叫做“橫向兼容性”（即不同產(chǎn)品類型之間的兼容性）。SCPI還是可擴(kuò)展的，這就使它能隨著儀器功能的增加而擴(kuò)大。這樣在將來人們可以購買一臺比目前所用儀器功能更多的萬用表，其基本功能完全可以象以前使用的舊儀器一樣程控，這就是“縱向兼容性”（即產(chǎn)品各代之間的兼容性）。

　　SCPI語言由三部分組成：第一部分為“語法和式樣”，描述實(shí)際語言的應(yīng)用以及發(fā)展維護(hù)的基本原理；第二部分為“命令結(jié)構(gòu)”，描述了在儀器中出現(xiàn)的實(shí)際語言的構(gòu)造；第三部分為“數(shù)據(jù)交換格式”，描述了在儀器與應(yīng)用之間、應(yīng)用與應(yīng)用之間或儀器與儀器之間可以使用的數(shù)據(jù)集的標(biāo)準(zhǔn)表示方法。SCPI的一致性使測試軟件的開發(fā)容易而且迅速。程序員可以學(xué)會一種語言，而不需對每種不同儀器各學(xué)一種儀器命令語言，這就使編程更快、更容易，從而節(jié)省大量集成成本。