底層設備驅動配置
　　驅動程序為硬件平臺和應用軟件間提供一個固定接口的軟件層，應用程序必須通過驅動程序才能與硬件進行數(shù)據(jù)通信。而驅動程序的編寫又與操作系統(tǒng)密切相關，具體的操作系統(tǒng)對驅動的要求有所不同，本設計的底層驅動和操作系統(tǒng)VxWorks及任務關系圖如圖5所示。根據(jù)本系統(tǒng)的實際需要，編寫了與VxWorks系統(tǒng)密切相關的底層設備驅動。

　　首先介紹1553B通訊卡的驅動配置。本系統(tǒng)選用的1553B通訊卡有兩種板卡訪問方式：內存映射和I/O訪問。I/O尋址采用專門的指令，編程缺乏靈活性，并且每次只能傳送單個字節(jié)；而內存映射方式指令豐富，編程方便、硬件節(jié)省，便于實現(xiàn)快速交換數(shù)據(jù)。故選用內存映射方式，PC/104可以映射的空間為0xC8000~0xEFFFF，選取內存映射基地址為0xD0000。同時INT引腳通過跳線選擇IRQ9。軟件設置如下：

　　1）調用setup_fw.c將固件庫源文件F002p.dat生成與ASF-P104卡匹配的Firmware.h（固件數(shù)據(jù)結構）文件，為板卡硬件提供匹配的接口定義信息；
　　2）在sbs_sys.h文件中添加#define VXWORKS和#define NO_FILE_SYSTEM語句行，設置操作系統(tǒng)信息；
　　3）在dev_cfg.h文件中按如下設置定義設備配置信息：

　　配置好軟件設置后就是1553驅動程序的實現(xiàn)，即完成設備驅動函數(shù)的編寫。在編寫函數(shù)之前，需要定義驅動號以及設備的描述符，這在頭文件中實現(xiàn)，如下所示：
 

}M1553_DEV; /*1553設備描述符*/
頭文件定義完畢就可以編寫函數(shù)了，以編寫M1553Drv( )函數(shù)為例。M1553Drv( )函數(shù)調用iosDrvInstall( )安裝設備的驅動例程。它在設備驅動程序表中為設備分配一個條目，并在其中填入此設備xxCreate( ),xxDelete( ),xxOpen( ),xxClose( ),xxRead( ),xxW rite ( )和xxIoctl( )等函數(shù)的地址。函數(shù)實體如下：

 
　　一一編寫其他的1553設備驅動函數(shù)M1553DevCreate( ),M1553Open( ),M1553Read( )和M1553Write( )以及中斷服務程序M1553Int( )。

　　以上為1553B卡的底層驅動編寫，ADT600與之類似，只是頭文件有差異，同理編寫設備函數(shù)ADC_InitializeBoardSettings（），ADC_DigitalToSBS（），ADC_SetChannel（），ADC_StartConversion（），ADC_ConversionDone（）和ADC_ReadData（）。至此，設備驅動配置完成，將驅動程序加載至應用程序，上層程序代碼就可以直接調用這些底層驅動函數(shù)進行編程。

　　任務設計
　　VxWorks是一個實時多任務操作系統(tǒng)，因此根據(jù)系統(tǒng)的功能模塊要求，將應用程序分割成若干個獨立的任務，使CPU通過操作系統(tǒng)來調度多個任務，輪番服務于一系列任務中的一個，使得應用程序的設計大大簡化，并使程序的結構模塊化、層次化。同時，使用了實時內核，所有時間要求苛刻的事件都可以盡可能快地得到處理。

　　任務劃分的好壞直接影響到系統(tǒng)的性能。將一個實時應用問題分解為多個任務，可以加快執(zhí)行速度，且有效地利用系統(tǒng)資源。但是，過度地分解任務，將會使系統(tǒng)中有大量的任務，需頻繁地進行任務的切換，任務之間還要進行很多同步和互斥控制，將增加系統(tǒng)服務工作，降低系統(tǒng)的速度和有效性。因此，劃分任務時必須進行各種綜合平衡和折衷，有時將兩個操作合并在一起處理效果好些，但有時必須分開處理。這都依賴于實時應用的特性。

　　根據(jù)系統(tǒng)功能需求，主任務劃分如下，任務間總體上采用優(yōu)先級搶占機制進行調度，各任務功能及優(yōu)先級的劃分如表2所示。PC/104優(yōu)先接受來自飛機控制設備的命令字，然后執(zhí)行負載控制任務，等待控制任務釋放信號量后，程序就執(zhí)行數(shù)據(jù)采集及發(fā)送任務，通訊監(jiān)控任務對數(shù)據(jù)的接發(fā)進行實時監(jiān)控，確保無信息的丟失，更重要的是，第一時間傳遞發(fā)控設備的控制命令，若啟動重發(fā)機制之后仍然接受不到信息則會報錯。而硬件初始化及自檢測任務只是在主程序開始時調用，由于優(yōu)先級的限制，只有等待再次軟啟動之后才會再次執(zhí)行。

　　除了優(yōu)先級的搶占外，主要任務間還通過設置信號量進行二次調度，確保任務的連續(xù)正確執(zhí)行及資源的合理分配，優(yōu)化程序結構。在主程序引導函數(shù)ProgStart( )中，建立了2個二進制信號量和1個互斥信號量：semCON，semSEND，currNodeSemId。semCON信號量用于數(shù)據(jù)接收任務和監(jiān)控任務的信息傳遞，主要是數(shù)據(jù)的超時重發(fā)機制監(jiān)控；semSEND信號量用于數(shù)據(jù)采集任務和數(shù)據(jù)發(fā)送任務的信息傳遞；currNodeSemId信號量用于數(shù)據(jù)采集監(jiān)控任務中數(shù)據(jù)采集的完整性而設立的信號量，避免通訊任務搶占臨界資源以及調用不合理而產生"死鎖"現(xiàn)象。其中，2個二進制信號量創(chuàng)建時為空（SEM_EMPTY），處于不可用狀態(tài)，高優(yōu)先級任務執(zhí)行semGive（）釋放后變?yōu)闈M（SEM_FULL），變?yōu)榭捎脿顟B(tài)，供低優(yōu)先級任務執(zhí)行semTake（）使用?；コ庑盘柫縞urrNodeSemId創(chuàng)建時，為了避免優(yōu)先級倒置的情況以及為任務提供刪除安全，聯(lián)合使用了SEM_Q_PRIORITY、SEM_INVERSION_SAFE、SEM_DELETE_SAFE選項聯(lián)合使用，使用按位或操作，程序代碼如下：

　　currNodeSemId=semMCreate(SEM_Q_PRIORITY|SEM_INVERSION_SAFE|SEM_DELETE_SAFE)
程序最后執(zhí)行ProgStop（）結束主程序，刪除創(chuàng)建的任務并釋放信號量資源。因為程序中使用了互斥信號量，并啟動了互斥信號量的任務刪除保護功能，所以在刪除任務之前，必須先成功占有互斥信號量。先刪除任務，再刪除信號量。

結束語

　　本文主要講述了1553B總線測控系統(tǒng)的設計及其在VxWorks下的軟件開發(fā)過程。實際中，建立了地面最小實驗系統(tǒng)，經過聯(lián)機調試，測控系統(tǒng)運行正常，系統(tǒng)具有很好的實時性和穩(wěn)定性，達到了預期效果。