CN103729215B - 一种以太网板卡数据输入输出方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种以太网板卡数据输入输出方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一：参数配置，即通过以太网自定义设备界面完成初始化参数的定义；步骤二：初始化以太网板卡；步骤三：启动以太网板卡服务；步骤四：以太网板卡从硬件读取数据；步骤五：以太网板卡往硬件写入数据；步骤六：关闭以太网板卡。本发明的一种以太网板卡数据输入输出方法可以直接在NI VeriStand配置界面中通过本程序对以太网总线IO板卡进行激励通道和接收通道的创建与设置，然后部署到实时操作系统中，实现对以太网的支持。

Description

一种以太网板卡数据输入输出方法
技术领域
本发明涉及一种以太网板卡数据输入输出方法，具体涉及一种一种基于NIVeriStand实时引擎的以太网板卡的数据输入输出方法。
背景技术
NI VeriStand为美国国家仪器公司的一个款配置实时测试应用程序的软件环境，使用NI VeriStand实时测试与仿真软件，可以使用基于配置的方法，快速地创建硬件在环测试系统应用，这将降低开发成本和风险。NI VeriStand提供了灵活的为多核优化的配置与应用程序体系结构，能够确保硬件在环测试系统开发的成功。使用NI VeriStand构建实时测试系统，可以减少开发时间和应用程序维护成本，并且利用产品的每个修订版本实现功能和性能改进。然而原版的NI VeriStand只有针对DAQ卡、FPGA卡和CAN卡的支持。
以太网板卡是ARINC（Aeronautical Radio Inc.，航空无线电通信公司）开发的一种航空总线接口板卡，现有的利用NI VeriStand搭建涉及航空总线的实时测试系统中，由于软件本身缺少对航空总线IO板卡的支持，无法在NI VeriStand中识别和配置硬件板卡，需要用户开发针对以太网等航空总线接口板卡的支持程序，花费时间长、成本高，无法实现快速配置搭建硬件在环的实时测试平台，违背了选择使用NI VeriStand的初衷。
发明内容
为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种以太网板卡数据输入输出方法。
为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：
一种以太网板卡数据输入输出方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一：参数配置，即通过以太网自定义设备界面完成初始化参数的定义；
步骤二：初始化以太网板卡；
步骤三：启动以太网板卡服务；
步骤四：以太网板卡从硬件读取数据；
步骤五：以太网板卡往硬件写入数据；
步骤六：关闭以太网板卡。
前述的一种以太网板卡数据输入输出方法，其特征在于，所述初始化参数包括以太网板卡的板卡序列号、以太网数据库文件、数据读取速率、以太网消息中数据的开始位和长度。
前述的一种以太网板卡数据输入输出方法，其特征在于，所述以太网数据库为一个XML文件，定义了发送通道属性、接收通道属性、发送参数属性、接收参数属性，用户将消息数据库文件导入到以太网自定义设备以完成对发送通道、接收通道、发送参数及接收参数的配置。
前述的一种以太网板卡数据输入输出方法，其特征在于，所述步骤二包括：
步骤2a：将导入的以太网数据库文件从XML格式转换成在LabVIEW RT实时操作系统下支持的binconfig文件然后写入板卡驱动函数完成板卡的初始化；
步骤2b：从VeriStand 的SDF文件（现有技术已有，本发明不再具体描述）中读取配置信息，进行初始化数据操作，如创建队列，分配标签缓存位置等。
前述的一种以太网板卡数据输入输出方法，其特征在于，所述步骤三包括：调用板卡函数，启动以太网板卡服务。
前述的一种以太网板卡数据输入输出方法，其特征在于，所述步骤四包括：在VeriStand主循环执行的开始阶段，以太网自定义设备循环从以太网板卡读取数据然后将数据传送至硬件输入缓存，再将数据从硬件输入缓存传送至硬件输入FIFO，再将数据通过硬件输入FIFO传送至主循环，主循环最后把数据放到通道中供上位机用户调用API查看。
前述的一种以太网板卡数据输入输出方法，其特征在于，所述步骤五包括：往硬件写入数据，即上位机用户调用API对通道进行赋值，主循环首先获取通道上的值然后写入到硬件输出通道缓存，然后通过硬件输出FIFO将数据传送至以太网自定义设备循环，以太网自定义设备循环将FIFO中的值再传送至硬件输出缓存，最后调用板卡驱动将缓存的数据写到以太网板卡发送出去。
前述的一种以太网板卡数据输入输出方法，其特征在于，所述步骤六包括：调用板卡函数完成关闭以太网板卡服务，释放内存。
本发明的有益之处在于：本发明的一种以太网板卡数据输入输出方法利用NIVeriStand的自定义设备功能，无缝的加载在引擎中，用户可以直接在NI VeriStand配置界面中通过本程序对以太网 总线IO板卡进行激励通道和接收通道的创建与设置，然后部署到实时操作系统中，实现对以太网的支持。
附图说明
图1是本发明一种以太网板卡数据输入输出方法的流程图；
图2是本发明一种以太网板卡数据输入输出方法的更详细流程图；
图3是本发明以太网数据格式。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。
参照图1和图2所示，本发明一种以太网板卡数据输入输出方法利用NI VeriStand的自定义设备功能，无缝的加载在引擎中，用户可以直接在NI VeriStand配置界面中通过本程序对以太网板卡进行激励通道和接收通道的创建与设置，然后部署到实时操作系统中，实现对以太网板卡的支持。
NI VeriStand提供的一个名为自定义设备的扩展接口，用户可以在NI LabVIEW（NI LabVIEW是美国国家仪器公司推出的一款基于图形化编程的程序开发环境，产生的程序称为VI。）上创建这样的自定义设备并加载在NI VeriStand引擎中，从而增加对第三方硬件IO接口或执行自定义功能的支持。本程序便是基于这个框架，利用NI LabVIEW开发支持以太网板卡的自定义设备程序。
本发明支持符合以太网协议的数据发送和接收，在开发中，程序传输原始数据，数据解码、转换和显示需要用户自行解析。以太网板卡的传输数据按照图3格式进行。
本发明以太网板卡支持支持发送过程中，可随时更新数据， 支持消息的支持周期性和单次发送。支持设备供应商提供的特定的传输层和网络层协议。本发明分为设备部署前和部署后两个部分，部署前程序处于静态配置状态，部署后程序处于动态运行状态。
本发明第一步：参数配置
在部署前,通过以太网自定义设备界面完成程序初始化参数的定义，主要分为以下几项：
1.板卡序列号；每块以太网接口卡有一个唯一的序列号，配置板卡序列号用于指明当前以太网自定义设备程序作用于哪块板卡。
2.以太网数据库文件（也可称为以太网消息数据库）；以太网数据库文件为一个XML文件，定义了发送通道属性（通道号、IP地址、port号等）、接收通道属性（通道号、IP地址、port号等）、发送参数属性（参数名称、参数缺省值、参数开始位及长度等）、接收参数属性（参数名称、参数缺省值、参数开始位及长度等）。用户将消息数据库文件导入到以太网自定义设备以完成对发送通道、接收通道、发送参数及接收参数的配置。
3.数据读取速率；用户可以设定数据读取速率，此速率决定了以太网自定义设备接收通道从板卡硬件通道上读取数据的速率。本发明中port号即端口号。
4. 以太网消息中数据的开始位和长度；用户可以进一步修改导入消息数据库文件后产生的消息属性。
第二步：初始化
完成程序部署后首先进入到程序初始化步骤，初始化中完成2个工作：
将导入的以太网数据库文件从XML格式转换成在LabVIEW RT实时操作系统下支持的binconfig文件然后写入板卡驱动函数完成板卡的初始化；
从VeriStand的 SDF文件中读取配置信息（如输入、输出通道等），进行初始化数据操作，如创建队列，分配标签缓存位置等；
第三步：开始
在初始化完成后，调用板卡函数，启动以太网板卡服务；
第四步：从硬件读取数据
在VeriStand主循环执行的开始阶段，以太网自定义设备循环从以太网板卡读取消息然后传送至硬件输入缓存再到硬件输入FIFO，然后通过硬件输入FIFO传送至主循环，主循环最后把数据放到通道中供上位机用户调用API查看。
第五步：往硬件写入数据
上位机用户调用API对通道进行赋值，主循环首先获取通道上的值然后写入到硬件输出通道缓存，然后通过硬件输出FIFO将数据传送至以太网自定义设备循环，以太网自定义设备循环将FIFO中的值再传送至硬件输出缓存，最后调用板卡驱动将缓存的数据写到以太网板卡发送出去。
第六步：关闭
当用户停止程序时，调用板卡函数完成关闭以太网板卡服务，释放内存等。
本发明利用以太网自定义设备循环和NI VeriStand引擎主循环相结合的方式完成以太网数据的激励和接收；在NI VeriStand中增加以太网自定义设备以扩展它的应用范围。
现有的NI VeriStand无法快速搭建涉及航空总线以太网的测试系统，而本发明基于NI VeriStand扩展接口，利用NI LabVIEW开发的以太网自定义设备只需加载到NIVeriStand中通过简单的配置即完成了对以太网板卡的支持，扩大了NI VeriStand的使用范围。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (2)

1.一种以太网板卡数据输入输出方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一：参数配置，即通过以太网自定义设备界面完成初始化参数的定义；
步骤二：初始化以太网板卡；
步骤三：启动以太网板卡服务；
步骤四：以太网板卡从硬件读取数据；
步骤五：以太网板卡往硬件写入数据；
步骤六：关闭以太网板卡；
所述初始化参数包括以太网板卡的板卡序列号、以太网数据库文件、数据读取速率、以太网消息中数据的开始位和长度；
所述以太网数据库文件为一个XML文件，定义了发送通道属性、接收通道属性、发送参数属性、接收参数属性，用户将以太网数据库文件导入到以太网自定义设备以完成对发送通道、接收通道、发送参数及接收参数的配置；
所述步骤二包括：
步骤2a：将导入的以太网数据库文件从XML格式转换成在LabVIEW RT实时操作系统下支持的binconfig文件，然后写入板卡驱动函数完成板卡的初始化；
步骤2b：从VeriStand SDF文件中读取配置信息，进行初始化数据操作；
所述步骤三包括：调用板卡函数，启动以太网板卡服务；
所述步骤四包括：在VeriStand主循环执行的开始阶段，以太网自定义设备循环从以太网板卡读取数据，然后将数据传送至硬件输入缓存，再将数据从硬件输入缓存传送至硬件输入FIFO，再将数据通过硬件输入FIFO传送至主循环，主循环最后把数据放到通道中供上位机用户调用API查看；
所述步骤五包括：上位机用户调用API对通道进行赋值，主循环首先获取通道上的值然后写入到硬件输出通道缓存，然后通过硬件输出FIFO将数据传送至以太网自定义设备循环，以太网自定义设备循环将FIFO中的值再传送至硬件输出缓存，最后调用板卡驱动将缓存的数据写到以太网板卡发送出去。
2.根据权利要求1所述的一种以太网板卡数据输入输出方法，其特征在于，所述步骤六包括：调用板卡函数完成关闭以太网板卡服务，释放内存。
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