時間：2022-07-10 20:09:03
序論：在您撰寫程序設(shè)計論文時，參考他人的優(yōu)秀作品可以開闊視野，小編為您整理的7篇范文，希望這些建議能夠激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，引導(dǎo)您走向新的創(chuàng)作高度。
對于引用的定義可以歸納為符號的類型和符號的使用方式，在符號的類型中就符號的使用標(biāo)示：標(biāo)示符號&+引用名稱=代碼的名稱；例如：printc；if&chart=if；標(biāo)示出不同的定義，if就是標(biāo)示符號的引用，也就是所謂的名稱改變。符號的分析圖為(圖1)所示。在這里必須要以下的說明：&符號在標(biāo)示中只是以標(biāo)示名稱的形式存在，不作為任何的含義；&符號在引用的過程中，對于初始的代碼變化不會起到改變的作用，也不會促使代碼發(fā)生任何性質(zhì)上的變化;在引用過程中，對于引用前和引用后&符號使用的兩個名稱在作用上是相同的，也就是說名稱只是一個代號，在程序使用中也是為了區(qū)分代碼改變的標(biāo)準(zhǔn)，這就不能再進行代碼的改名；代碼的重新命名不是定義上發(fā)生任何的變化，所以在數(shù)據(jù)庫當(dāng)中的代碼性質(zhì)不會進行更新，只有在程序順利運行后以及程序出現(xiàn)了調(diào)試過程后，新定義的使用&符號的代碼才能被列入新的程序數(shù)據(jù)庫當(dāng)中。
2、程序設(shè)計中&符號的使用
C++程序中&符號出現(xiàn)的情況是標(biāo)示為引用，對于函數(shù)的變化中會起到一定的作用，雖然不改變代碼的性質(zhì)，但是對于函數(shù)的定義還是會出現(xiàn)一定的影響。&符號改變的數(shù)學(xué)函數(shù)的參數(shù)變化，對于參數(shù)的定義域起到了重要的作用。在C語言中的函數(shù)值的變化，其中關(guān)于main函數(shù)的變化之最多，也是在程序研究中使用&符號最多、最為關(guān)鍵的因素之一。在對于main函數(shù)的&符號使用中，首先要弄清楚函數(shù)的最初原型，對于函數(shù)的表達意義要有初步的了解，并且能夠合理的使用程序的改變方程式，對于main中的函數(shù)參數(shù)中&符號也有著不同的規(guī)范要求。在main可編輯函數(shù)中，agent是表示函數(shù)中參數(shù)的含義，&符號是表示為函數(shù)的變化地址，同時&符號也表達出函數(shù)中參數(shù)的個數(shù)，把agent最為函數(shù)參數(shù)的指導(dǎo)性參數(shù)值進行分析判斷，統(tǒng)計&符號可以得到函數(shù)相關(guān)數(shù)組的即時數(shù)組信息。在操作系統(tǒng)中，函數(shù)中&符號的配置啟動中，完全取決于操作系統(tǒng)的函數(shù)變化，對于操作中函數(shù)的初始變化值有著嚴(yán)格的要求，并在運行初始階段進行函數(shù)的歸零處理，后期在每個不同函數(shù)變換的模塊當(dāng)中，提取出不同數(shù)值的數(shù)據(jù)參數(shù)，來指導(dǎo)計算機程序的有效運行狀態(tài)。通過改變符號的方式可以對于程序的效率有一定的提升。由上述例子看出，在函數(shù)中傳引用和傳指針的效果是相同的。這樣，被調(diào)函數(shù)中的形參實際上就是主調(diào)函數(shù)中的實參或目標(biāo)變量的別名，因此被調(diào)函數(shù)中所有對形參的操作實際上就是對相應(yīng)的主調(diào)函數(shù)中目標(biāo)變量的操作，一般傳遞的數(shù)據(jù)較多時，采用引用時程序的效率較高。雖然使用指針傳遞地址也能達到相同的效果，但因為在被調(diào)函數(shù)中還要為形參分配存儲單元，而且在主調(diào)函數(shù)的實參必須使用變量的地址，這種方式必將導(dǎo)致程序閱讀性較差，而使用引用便顯得簡單易懂，而且程序結(jié)構(gòu)也更清晰。常引用聲明方式：const類型標(biāo)識符&引用名=目標(biāo)變量名；在這種引用方式中，由于目標(biāo)變量的值的修改不能通過引用來間接修改,因此可以很好地保護目標(biāo)變量的值，使得引用有了很好的安全性，即相當(dāng)于目標(biāo)為const型的變量。當(dāng)參數(shù)需要定義為引用型是，如果實際需要容許盡可能定義為const，這樣可以保證代碼的健壯性，同時也能帶來其它的好處。在函數(shù)的定義過程中對于代碼的變量指標(biāo)在初始定義之后，在對變量的變化值進行記錄，該代碼指針變量便指向初始化指針變量的目標(biāo)變量。通常情況下規(guī)定，具體操作過程時，對代碼的指針的操作實際是對其所指向變量的間接操作。程序設(shè)計過程中使用指針可以讓系統(tǒng)的程序的可讀性降低，在操作起來也相對的困難。而由于引用本身就是目標(biāo)變量的別名，編程中對引用的操作就是對目標(biāo)變量的直接操作。引用其實也是一種指針，只不過其操作方式與指針不相同，指針可以一對多進行映射，而引用卻只能一對一的進行，也就是一個參數(shù)對應(yīng)一個代碼指針數(shù)值，即&符號中的數(shù)字不能被改變，因此在對于符號的使用中，鑒于引用比指針更容易進行操控和編輯。
3、結(jié)語
【行為導(dǎo)向教學(xué)法；程序設(shè)計；教學(xué)案例
隨著計算機應(yīng)用的普及，計算機應(yīng)用專業(yè)也成了熱門專業(yè)，而高級程序設(shè)計語言是計算機專業(yè)的一門必修課。在高級程序設(shè)計語言中，VisualBasic語言以其易學(xué)易用和功能強大，而且能夠方便快捷地開發(fā)Windows應(yīng)用程序等特征，而深受使用者歡迎。因此，其也作為中等職業(yè)學(xué)校的高級程序設(shè)計課的首選。VB是一門集知識和技能于一體、實踐性很強的課程，要求學(xué)生既要學(xué)好理論知識，又要把握實際操作技能，同時，在進行軟件開發(fā)時，要對用戶需求及市場情況進行調(diào)研，再加上計算機軟、硬件快速更新?lián)Q代的特征，要求學(xué)生還要具有很強的自學(xué)能力和終身學(xué)習(xí)的思想。對于這些要求來說，傳統(tǒng)的教學(xué)方法難以做到。而使用強調(diào)以職業(yè)活動為導(dǎo)向，以人的發(fā)展為本位的“行為導(dǎo)向教學(xué)法”將會較好的實現(xiàn)這些教學(xué)要求。本文擬就在中等職業(yè)教育的計算機程序設(shè)計（VisualBasic）教學(xué)中，如何運用“行為導(dǎo)向教學(xué)法”進行初步探索。
一、行為導(dǎo)向教學(xué)法的基本理論
“行為導(dǎo)向教學(xué)法”是在近幾年從德國引進的現(xiàn)代的職業(yè)教育新模式，其目標(biāo)層次是培養(yǎng)人的行為能力，方法層次是人的行為活動。即摘要：這種教育以行為為目標(biāo)，教學(xué)以行為為導(dǎo)向，教學(xué)是學(xué)生積極參和的全面的教學(xué)，學(xué)習(xí)過程是學(xué)生同時用腦、心、手來進行學(xué)習(xí)的過程。
行為導(dǎo)向教學(xué)法具有很強的針對性,即是以職業(yè)活動為導(dǎo)向，以教會學(xué)生“學(xué)會學(xué)習(xí)、學(xué)會工作”為目標(biāo)而開展教學(xué)活動,因此,對學(xué)習(xí)者來說，學(xué)習(xí)目的是十分明確，即現(xiàn)在的學(xué)習(xí)是為今后的職業(yè)服務(wù)。教學(xué)活動的開展，通常是圍繞某一課題、新問題或項目開展，是以“學(xué)習(xí)任務(wù)”為載體，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和探索的過程。整個教學(xué)過程為一個包括獲取信息、制訂計劃、做出決定、實施工作計劃、控制質(zhì)量、評定工作成績等環(huán)節(jié)在內(nèi)的完整的行為模式。使用“行為導(dǎo)向教學(xué)法”，將能更好的培養(yǎng)學(xué)生的關(guān)鍵能力（專業(yè)能力、方法能力、社會能力、個性能力），以達到職業(yè)教育的“職業(yè)教育就是就業(yè)教育”的教學(xué)目標(biāo)。
二、行為導(dǎo)向教學(xué)法在VisualBasic教學(xué)中的必要性和可行性
（一）必要性
現(xiàn)行的計算機專業(yè)類教材大多和其它學(xué)科式的教材一樣，重視知識結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)性，教學(xué)內(nèi)容大多以線性方式展開，適用于“循序漸進”的傳統(tǒng)教學(xué)模式，以《VisualBasic程序設(shè)計》的教材為例，從語言基礎(chǔ)、流程控制、過程和數(shù)組、窗體和控件、對話框設(shè)計、菜單、工具欄和狀態(tài)欄設(shè)計等等，分章編排，在每一章的內(nèi)容里，也同樣按線性方式展開。假如，在教學(xué)中仍按傳統(tǒng)的教學(xué)方法按章節(jié)講授，勢必降低的課程的綜合性、實用性，也缺乏趣味性，這不但難以培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)喜好，使得教學(xué)雙方都陷入困境，而且，學(xué)生不知道如何在真實的情境中靈活地使用知識和運用技巧。這樣的學(xué)習(xí)，是很難面對今后職業(yè)的。要改變這一現(xiàn)象的方法，比較成功的是運用以課題或項目來開展教學(xué)活動的行為導(dǎo)向教學(xué)法進行教學(xué)，在教學(xué)中，淡化知識的系統(tǒng)性和連貫性，更多關(guān)注的是知識之間的聯(lián)系，在聯(lián)系中學(xué)習(xí)知識、在綜合運用中學(xué)習(xí)知識，使學(xué)生不僅學(xué)會了程序設(shè)計知識本身，又培養(yǎng)了學(xué)生運用程序設(shè)計的知識去解決實際新問題的能力，達到“學(xué)以致用”的教學(xué)目的。
（二）可行性
《VisualBasic程序設(shè)計》是一門實踐性和操作性很強的課程，知識涉及許多抽象的術(shù)語，如摘要：類、對象、過程、語句、控件等等，還有大量的開發(fā)工具的使用。僅就VB的開發(fā)環(huán)境為例，其中就包含了摘要：窗體設(shè)計器、代碼編輯器、對象瀏覽器、屬性窗口、工程管理器、工具箱、菜單、工具欄等等。把握和熟悉它們的最好方法，就是在不斷的結(jié)合實際的“案例”（案例教學(xué)法）或“課題”（項目教學(xué)法）的操作實踐中去把握。在教學(xué)中，教師可以把課程內(nèi)容包含在兩到三個綜合貼近實際的項目，給出案例，再把這個項目分成若干個小項目（或模塊）。例如摘要：以開發(fā)一個“學(xué)生信息管理系統(tǒng)”為一個綜合項目（教師首先給出案例演示，以引起同學(xué)們的關(guān)注），再分別以“登錄窗口”、“查詢窗口”等為小項目進行設(shè)計開發(fā)，學(xué)習(xí)相關(guān)的基礎(chǔ)知識（如摘要：在設(shè)計“登錄窗口”的項目中，學(xué)生可以把握“文本框、標(biāo)簽、命令按鈕、屬性設(shè)置、變量命名規(guī)則、變量定義、變量數(shù)據(jù)類型、變量的聲明語句、賦值語句”等相關(guān)知識群）。學(xué)生在具有目標(biāo)明確的項目驅(qū)動下，以“做中學(xué)”的方法進行學(xué)習(xí)，這樣，不僅可以提高他們學(xué)習(xí)的主動性和學(xué)習(xí)樂趣，同時也培養(yǎng)了他們的關(guān)鍵能力。
二、“行為導(dǎo)向教學(xué)法”案例
行為導(dǎo)向教學(xué)法中的“項目教學(xué)法”是指師生以團隊的形式共同實施一個完整“項目”的工作而進行的教學(xué)活動。通過在開展項目過程中有針對性的工作來培養(yǎng)學(xué)生的關(guān)鍵能力，非凡是獨立工作能力、想象力、創(chuàng)新能力。項目教學(xué)法包括了計劃、實施和檢查及成果展示的全過程。它是由學(xué)生自己來完成整個過程的教學(xué)方法。以下是一個項目教學(xué)法的簡案。
項目摘要：學(xué)生信息管理系統(tǒng)
（一）教學(xué)目標(biāo)
1.培養(yǎng)學(xué)生運用VisualBasic知識解決實際新問題的能力；
2.培養(yǎng)學(xué)生獨立學(xué)習(xí)和工作的能力；
3.培養(yǎng)學(xué)生和人合作的能力。
（二）項目的實施過程
三、需要重點注重的兩個新問題
（一）教師角色的轉(zhuǎn)換
在行為導(dǎo)向教學(xué)中，對教師提出了更高的要求。教師應(yīng)是“雙師型”的教師，老師的角色由傳統(tǒng)的教學(xué)主導(dǎo)者轉(zhuǎn)變?yōu)榻虒W(xué)活動的引導(dǎo)者或主持人，在教學(xué)過程中，教師以咨詢員、伙伴、朋友等角色出現(xiàn)在學(xué)生中，教學(xué)方法由注重“教法”轉(zhuǎn)變?yōu)樽⒅亍皩W(xué)法”，為此，要完成教學(xué)任務(wù)，教師要付出更多的心血。
（二）項目設(shè)計的合理性
項目設(shè)計的最重要的原則就是可實踐性，以保證學(xué)生可操作，并有收獲。因此，項目的設(shè)計應(yīng)采用結(jié)構(gòu)化的方法，自上而下，逐步細(xì)化的原則；項目的實施，則采用自下而上，由易到難，逐步完善的原則進行。
本節(jié)課的教學(xué)對象為我校大專班學(xué)生。他們有一定的應(yīng)用軟件的操作基礎(chǔ)，但對于編程語言，絕大多數(shù)都是初次接觸，缺乏系統(tǒng)的、理性的認(rèn)識，基礎(chǔ)知識薄弱。在學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生普遍專注力差，面對滿堂灌式的理論教學(xué)很容易思想拋錨，但對于自己感興趣的知識，卻接受的很快，領(lǐng)悟力比較強。所以，在教學(xué)過程中應(yīng)采用靈活多樣的教學(xué)方法，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，幫助他們更好地理解并掌握所學(xué)知識。
二、教法學(xué)法
1、教法：本節(jié)課的教學(xué)，貫徹了啟發(fā)式教學(xué)原則。通過游戲引入新課，由教師引導(dǎo)學(xué)生進行觀察思考和歸納總結(jié)，同時充分發(fā)揮多媒體的功能，通過課件演示、具體實例的分析，使抽象的事物形象化，盡可能的通俗易懂，再配以恰當(dāng)?shù)恼n堂提問與練習(xí)，讓學(xué)生分析、探究，更進一步的加深理解。因此本節(jié)課采用的教學(xué)方法有：游戲、引導(dǎo)、演示、問答、練習(xí)等。2、學(xué)法：為了充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動作用，在上述教學(xué)方法的指導(dǎo)下，引導(dǎo)學(xué)生運用“觀察”、“討論”、“練習(xí)”、“展示”等方法，徹底掌握if語句的使用，能夠自己分析問題，認(rèn)真思考，耐心實踐。讓學(xué)生不但要學(xué)會知識，更要會學(xué)知識，會用知識。
三、教學(xué)過程
1、新課引入：采用提問的方式，復(fù)習(xí)已學(xué)習(xí)過的知識，如選擇結(jié)構(gòu)的概念。并通過創(chuàng)設(shè)情境，引入新課內(nèi)容。先編寫一個程序引導(dǎo)學(xué)生參與游戲，游戲內(nèi)容是隨機抽取一個學(xué)生的學(xué)號作為當(dāng)天的幸運星，程序會根據(jù)輸入號碼的大小，給出不同的提示。在學(xué)生被激發(fā)出興趣后立刻提出問題：為什么程序會根據(jù)輸入數(shù)據(jù)的大小，顯示出不同的提示信息？由此引入了新課：If語句。在這一環(huán)節(jié)中，主要應(yīng)用了游戲法、問答法等教學(xué)方法。不但引入了新課，更激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
2、新課講解：課程第一部分就是本節(jié)課的重點，if語句的語法格式。為了突出重點，加深學(xué)生的印象，講解前，首先用舉例法，通過表格顯示幾個常用的自然語言中進行分支選擇的表達方法，如：如果明天是晴天，那么出去郊游，否則延期出行。然后引導(dǎo)學(xué)生對比幾個不同的示例仔細(xì)觀察，查找出語句中的共同點和不同點，并通過課件中的動畫引導(dǎo)他們進行思考分析，逐步歸納出這種句型的表達方式：如果條件成立，那么執(zhí)行動作1，否則執(zhí)行動作2。由此實現(xiàn)了由特定的自然語言表述，到通用的自然語言格式的過渡。再通過提問的方式引導(dǎo)學(xué)生說出if、then、else等單詞，用英文替換中文表述，結(jié)合VB命令格式中的符號約定，讓學(xué)生自己寫出VB中if語句的基本表示方式，if條件表達式then語句序列1else語句序列2，實現(xiàn)自然語言到vb語言的過渡。但這個格式并不完整，可再次讓學(xué)生思考，哪些項是必需的哪些是可以省略的。這里還是用表格對比法，讓學(xué)生看到，在自然語言中表述分支選擇時，比較口語化的時候，有些語句是可以省略的。對應(yīng)到VB中，也是一樣，這樣就得出了最終的if語句語法格式，If<條件表達式>Then[<語句序列1>][Else<語句序列2>]。隨后，再對一些要注意的地方進行講解說明。到此，本節(jié)課的重點部分也講述完畢，在這個過程中，主要采用了舉例、比較、類推、提問、講授、動畫等教學(xué)方法，整個過程采用了“自然語言表述實例自然語言通用句型VB語法格式”的教學(xué)順序，層層深入，符合特殊到一般、具體到抽象，由淺入深，由易到難的認(rèn)知規(guī)律，由此實現(xiàn)了重點的突出。If語句的用法是本節(jié)課的難點，這里主要利用流程圖作為突破點的。首先，給學(xué)生講解如何根據(jù)語法格式繪制它的流程圖，通過PPT動畫，將語法構(gòu)造與流程圖一一對應(yīng)起來，使程序的執(zhí)行過程更加直觀，讓學(xué)生對程序代碼與流程圖的關(guān)系的理解更直白，更透徹。然后，通過舉例法，讓學(xué)生了解，如何將實際問題進行分解，轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的流程圖，再根據(jù)前面所學(xué)，將流程圖轉(zhuǎn)換為具體代碼。課程進行到這里，部分學(xué)生的注意力可能已經(jīng)開始分散，此時可進行游戲的第一步解密，不但再次激發(fā)起學(xué)生的興趣，也進一步幫學(xué)生理解如何分解問題，由問題到流程圖，再由流程圖到程序代碼。在難點的講解中，主要采用了動畫、對比、舉例等教學(xué)方法，通過由語法流程圖，構(gòu)建了語法與流程圖之間的對應(yīng)關(guān)系，再根據(jù)實際問題繪制流程圖，反推代碼，實現(xiàn)難點的突破。
3、課堂練習(xí)：為了檢驗學(xué)生對這部分知識點的掌握情況，通過布置習(xí)題，讓學(xué)生思考解答，針對學(xué)生的完成情況做出點評，糾正學(xué)生易犯的錯誤，達到鞏固新知的目的。在這一環(huán)節(jié)中，主要采用練習(xí)法和糾錯法等教學(xué)方法。
4、課后小結(jié)：與學(xué)生一起回顧本節(jié)所學(xué)內(nèi)容，加深記憶和理解，完成知識的建構(gòu)。并告訴學(xué)生，將在第二學(xué)時繼續(xù)對游戲解密，完成整個程序的設(shè)計，讓他們抱著期待的心情迎接下一節(jié)課。
四、結(jié)束語
實際上，只有從芯片開始仔細(xì)設(shè)計，才能方便地實現(xiàn)多處理器系統(tǒng)的調(diào)節(jié)功能。這里選用的是AD公司新出品的SHARC級處理器ADSP21160。
ADSP21160具有很大的片內(nèi)存儲區(qū)、多重內(nèi)部總線結(jié)構(gòu)、獨立的I/O子系統(tǒng)；具有構(gòu)造多處理器系統(tǒng)的所有特點，能夠真正支持處理器數(shù)目的可調(diào)節(jié)功能，十分適合組成高性能浮點的多DSP系統(tǒng)。
VxWorks是目前世界上用戶數(shù)量最大的實時操作系統(tǒng)。這使它除了具有優(yōu)越的技術(shù)性能之外，還具有豐富的應(yīng)用軟件支持、良好的技術(shù)服務(wù)和可靠的系統(tǒng)穩(wěn)定性。由于它具有以上優(yōu)點，本系統(tǒng)中選用了VxWorks作為MVME167的操作系統(tǒng)。
一、ADSP21160的特點
ADSP21160是AD公司采用超級哈佛結(jié)構(gòu)的一種新產(chǎn)品。21160的匯編代碼與2106x兼容，處理器具有SIMD（單指令流多數(shù)據(jù)流）功能；而2106x只具有SISD（單指令流單數(shù)據(jù)流）功能。為了充分利用這種新的功能，一些指令做了一些改變。ADSP21160包括1個100/150MHz的運算核、雙端片內(nèi)SRAM、1個支持多處理器的集成在片內(nèi)的I/O處理器和多重內(nèi)部總線以消除I/O瓶頸。
ADSP21160的匯編源代碼與2106x兼容。SIMD計算結(jié)構(gòu)：2個32bit的計算單元，其中每一個單元包括乘法器、ALU、移位寄存器及寄存器文件。具有完備的與設(shè)備接口功能。包括獨立的I/O處理器、4Mbit的片內(nèi)雙端SRAM、可直接連接的多處理器特性及端口（串口、連接口、外總線及JTAG）。
ADSP21160包括2個運算處理單元，具有SIMD功能。處理單元指的是PEX和PEY。PEX始終是有效的，而PEY的有效是通過設(shè)置MODE1寄存器中的PEYEN位來實現(xiàn)的。當(dāng)PEY模式有效時，同一條指令在2個處理器單元中都得到執(zhí)行，但每一個處理器單元中的操作數(shù)不同。
SIMD模式在存儲區(qū)和處理器單元之間的數(shù)據(jù)傳輸也是很有作用的。當(dāng)使用SIMD模式，通過加倍數(shù)據(jù)帶寬來保證處理器單元的操作。在SIMD模式，當(dāng)使用DAGs來傳輸數(shù)據(jù)時，存儲區(qū)每次訪問所傳輸?shù)氖莾蓚€數(shù)據(jù)值。
ADSP21160包括4Mbit的片內(nèi)SRAM，分為兩塊，每一塊2Mbit?？梢远x為不同字長的指令和數(shù)據(jù)存儲。每一個存儲塊的雙端口結(jié)構(gòu)可以使存儲塊獨立地被運算核處理和I/O處理器訪問。21160的存儲區(qū)最大可以容納128K的32bit數(shù)據(jù)，或256K的16bit數(shù)據(jù)，或85K的48bit指令，或其他混合字長的數(shù)據(jù)，但總和最大為4Mbit。所有存儲區(qū)可以16、32、48、64bit字長的字訪問。外端口支持處理器與片外存儲器及外設(shè)的接口，片外的4G地址空間屬于21160的統(tǒng)一地址空間。
外端口支持同步、異步及同步BURST訪問。DMA控制器的操作相對處理器運算核是獨立和不可見的，即DMA操作可與執(zhí)行指令同時進行。DMA傳輸可以在內(nèi)部存儲區(qū)與外部存儲區(qū)、設(shè)備或主機之間進行。21160共有14個DMA通道，其中：連接口(linkport)占6個；串口占4個；外端口(externalport)占4個。21160可以通過DMA傳輸來下載程序，異步設(shè)備也可以通過DMA請求/應(yīng)答線來控制2個DMA通道。
21160具有許多特點支持多DSP系統(tǒng)。外端口與連接口支持多處理器系統(tǒng)的直接連接，外端口支持統(tǒng)一的地址空間，允許DSP之間互相訪問。片內(nèi)具有分布式總線仲裁邏輯，最多支持6片21160和主機連接。外端口的最大數(shù)據(jù)傳輸率為400MB/s，廣播寫信號可以同時發(fā)
送到各片21160。6個連接口提供了另一種方法實現(xiàn)多處理器之間的通信。連接口的最高傳輸速率為600MB/s。
整個系統(tǒng)基于VME總線。VME總線系統(tǒng)作為最早的國際通用開放式總線，自1981年起，經(jīng)歷了近20年的發(fā)展。其影響不斷擴大，功能不斷完善，現(xiàn)已成為性能最好、應(yīng)用最廣的國際總線標(biāo)準(zhǔn)之一。
根據(jù)設(shè)計要求，采用了4片ADSP21160。片外共享內(nèi)存SRAM可以被主機和各片DSP直接訪問；EPROM用來存放初始化程序和各片DSP要運行的程序，在系統(tǒng)上電后這些程序被下載到各片DSP中；LEDs用來顯示插件的狀態(tài)，如reset、normal等。每一片都有1個連接口連到插件的前面板，這樣前端采集來的數(shù)據(jù)就可以很方便地傳輸?shù)蕉郉SP上，而且也使數(shù)據(jù)的傳輸模式更加靈活。
連接口(linkport)是SHARC系列DSP芯片的一個特點。ADSP21160共有6個8bit連接口提供額外的I/O服務(wù)。在100MHz時鐘下運行時，每個連接口可達100MB/s。連接口尤其適合多處理器間點到點的連接。連接口可以獨立地同時操作，通過連接口的數(shù)據(jù)封裝成48/32bit字長后，可以從片內(nèi)存儲區(qū)直接被運算核讀取或DMA傳輸。每一個連接口有它自己的雙緩沖I/O寄存器，數(shù)據(jù)傳輸可編程，硬件由時鐘/應(yīng)答握手線控制。4片DSP使用連接口實現(xiàn)DSP間兩兩互連。
21160的主機接口可以很方便地與標(biāo)準(zhǔn)微處理器總線（16/32bit）相連，幾乎不需要額外硬件。主機通過21160的外端口對其進行訪問，存儲區(qū)地址映射為統(tǒng)一的地址空間。4個DMA通道可以用于主機接口，代碼和數(shù)據(jù)傳輸?shù)能浖_銷很小，主處理器通過HBR、HBG和REDY信號線與21160進行通信，主機可以對片內(nèi)存儲區(qū)進行直接讀寫。
二、開發(fā)環(huán)境Tornado
VxWorks的開發(fā)環(huán)境是WindRiver公司提供的Tornado。Tornado采用主機-目標(biāo)機開發(fā)方式，主機系統(tǒng)可采用運行SunSolaris、HP-UX以及Win95/NT的工作站或個人計算機，VxWorks則運行在Intelx86、MC68K、PowerPC或SPARC等處理器上。Tornado支持各種主機-目標(biāo)機連接方式，如以太網(wǎng)、串行線、在線仿真器和ROM仿真器。
Tornado的體系結(jié)構(gòu)使得許多強有力的開發(fā)工具可以用于各種目標(biāo)機系統(tǒng)和各種主機-目標(biāo)機連接方式下，而不受制于目標(biāo)機的資源和通信機制。同時VxWorks具有良好的可剪裁性。因此它適用于各種嵌入式環(huán)境的開發(fā)，小到資源極其有限的個人手持式設(shè)備如PDA（PersonalDigitalAssistant）；大到多處理機系統(tǒng)，如VME系統(tǒng)。
Tornado可提供一個直觀的、可視化的、用戶可擴充的開發(fā)環(huán)境，極大縮短了開發(fā)周期。同時，由于Tornado是一個完全的開放系統(tǒng)，使得集成第三方開發(fā)工具變得十分容易。
主機與目標(biāo)機之間的通信是通過運行各自處理器上的進程來完成的，使主機上的開發(fā)工具和目標(biāo)機的操作系統(tǒng)可以完全脫離相互連接的方式。
為了擺脫主機-目標(biāo)機通信帶寬和目標(biāo)機資源的限制，Tornado將傳統(tǒng)的目標(biāo)機方的工具遷移到主機上，如shell、loader和符號表等。這樣，系統(tǒng)不再需要額外的時間和帶寬在主機和目標(biāo)機之間交換信息，降低了對連接帶寬的需求，也避免了目標(biāo)機的資源（如內(nèi)存）被工具或符號表大量占用，使得應(yīng)用程序擁有更多的系統(tǒng)資源。同時這種遷移也使得各種主機開發(fā)工具獨立于目標(biāo)機存在，從而使同一主機平臺上的工具可以用于所有的目標(biāo)機系統(tǒng)。
作為一個應(yīng)用軟件開發(fā)環(huán)境，Tornado提供了友好的可視化開發(fā)界面、交叉編譯環(huán)境、源碼級調(diào)試工具、目標(biāo)機命令解釋器和目標(biāo)機狀態(tài)監(jiān)視器等多種應(yīng)用工具，為應(yīng)用軟件開發(fā)提供了一個高效而可靠的平臺。
三、程序設(shè)計
我們選用的DSP開發(fā)工具是AD公司提供的VisualDSP。這是一個集成開發(fā)環(huán)境，支持對SHARC系列DSP芯片的開發(fā)。實時操作系統(tǒng)VxWorks的開發(fā)工具是WindRiver公司的Tornado集成開發(fā)工具。VisualDSP可以C語言或匯編語言編
寫的DSP代碼，最新版本的VisualDSP還支持C++。它還有1個優(yōu)點，就是可以編譯多片DSP的源代碼，并產(chǎn)生下載文件，這就可以很方便地進行多DSP系統(tǒng)的軟件模擬。
ADSP21160陣列的設(shè)計結(jié)構(gòu)使它既可以構(gòu)成單指令流多數(shù)據(jù)流（SIMD）的并行處理機，也可以構(gòu)成多指令流單數(shù)據(jù)流（MISD）或多指令流多數(shù)據(jù)流（MIMD）的流水線處理機，視用戶的要求而定。這兩種并行方案的選擇，簡單來說就是選擇分割數(shù)據(jù)流還是分割處理工序。SIMD方案的原理如圖1所示。
以下介紹我們實驗室承擔(dān)的水聲信號處理系統(tǒng)。本系統(tǒng)以VME總線為系統(tǒng)開發(fā)平臺，前端調(diào)理模件、模數(shù)轉(zhuǎn)換模件和前端控制模件等為VME插件，采用SHARC級DSP芯片陣列完成聲納信號實時處理，基于嵌入式實時操作系統(tǒng)VxWorks及X窗口系統(tǒng)的中央控制和顯示。
圖2是4片DSP的任務(wù)分配圖。從前端采集來的信號，經(jīng)波束形成和復(fù)解調(diào)，再經(jīng)過窄帶濾波后的信號分為兩路，一路送去進行幅度檢波，一路做頻域處理。幅度檢波就是對復(fù)信號求模，根據(jù)信號幅度判決有無目標(biāo)存在。頻域處理分兩種情況：當(dāng)發(fā)射信號為單頻脈沖時，進行功率譜估計，然后根據(jù)多普勒頻移估計目標(biāo)速度；當(dāng)發(fā)射信號為雙曲調(diào)頻信號時，進行相關(guān)處理。
聲納綜合數(shù)據(jù)處理主要包括主動聲納信號處理和被動聲納信號處理。其中，主動聲納信號處理又根據(jù)發(fā)射信號的不同，分為非相干處理、相干處理、功率譜處理。聲納綜合數(shù)據(jù)處理主要完成：目標(biāo)自動檢測、目標(biāo)參數(shù)測定和動目標(biāo)跟蹤。
四、操作流水線
操作流水線是模塊內(nèi)數(shù)據(jù)計算與I/O的流水線，物理上表現(xiàn)為CPU與I/O端口的DMA之間的并行。在前端處理中由于數(shù)據(jù)率高，通信開銷很大。以通信任務(wù)最為繁重的復(fù)解調(diào)和多普勒補償模塊為例，輸入數(shù)據(jù)率為2Mw/s，輸出數(shù)據(jù)率為4Mw/s，高速連接口LinkPort最高速率為100Mw/s，如果采用串行傳輸?shù)脑?，通信時間就將占用60%以上的處理時間，計算時間顯然嚴(yán)重不足。所以必須采用并行執(zhí)行，流程圖如圖3所示。這也是一種異步流水線方式，每次傳送和計算完成都須要設(shè)置標(biāo)志以通知下一操作。
結(jié)束語
在VxWorks實時操作系統(tǒng)下，4片ADSP21160上的程序已經(jīng)通過模擬輸入和系統(tǒng)測試。采用SHARCDSP陣列能夠很好地完成聲納信號實時處理,每一片DSP至少有10%的計算裕量，基本達到設(shè)計要求。
送到各片21160。6個連接口提供了另一種方法實現(xiàn)多處理器之間的通信。連接口的最高傳輸速率為600MB/s。
整個系統(tǒng)基于VME總線。VME總線系統(tǒng)作為最早的國際通用開放式總線，自1981年起，經(jīng)歷了近20年的發(fā)展。其影響不斷擴大，功能不斷完善，現(xiàn)已成為性能最好、應(yīng)用最廣的國際總線標(biāo)準(zhǔn)之一。
根據(jù)設(shè)計要求，采用了4片ADSP21160。片外共享內(nèi)存SRAM可以被主機和各片DSP直接訪問；EPROM用來存放初始化程序和各片DSP要運行的程序，在系統(tǒng)上電后這些程序被下載到各片DSP中；LEDs用來顯示插件的狀態(tài)，如reset、normal等。每一片都有1個連接口連到插件的前面板，這樣前端采集來的數(shù)據(jù)就可以很方便地傳輸?shù)蕉郉SP上，而且也使數(shù)據(jù)的傳輸模式更加靈活。
連接口(linkport)是SHARC系列DSP芯片的一個特點。ADSP21160共有6個8bit連接口提供額外的I/O服務(wù)。在100MHz時鐘下運行時，每個連接口可達100MB/s。連接口尤其適合多處理器間點到點的連接。連接口可以獨立地同時操作，通過連接口的數(shù)據(jù)封裝成48/32bit字長后，可以從片內(nèi)存儲區(qū)直接被運算核讀取或DMA傳輸。每一個連接口有它自己的雙緩沖I/O寄存器，數(shù)據(jù)傳輸可編程，硬件由時鐘/應(yīng)答握手線控制。4片DSP使用連接口實現(xiàn)DSP間兩兩互連。
21160的主機接口可以很方便地與標(biāo)準(zhǔn)微處理器總線（16/32bit）相連，幾乎不需要額外硬件。主機通過21160的外端口對其進行訪問，存儲區(qū)地址映射為統(tǒng)一的地址空間。4個DMA通道可以用于主機接口，代碼和數(shù)據(jù)傳輸?shù)能浖_銷很小，主處理器通過HBR、HBG和REDY信號線與21160進行通信，主機可以對片內(nèi)存儲區(qū)進行直接讀寫。
二、開發(fā)環(huán)境Tornado
VxWorks的開發(fā)環(huán)境是WindRiver公司提供的Tornado。Tornado采用主機-目標(biāo)機開發(fā)方式，主機系統(tǒng)可采用運行SunSolaris、HP-UX以及Win95/NT的工作站或個人計算機，VxWorks則運行在Intelx86、MC68K、PowerPC或SPARC等處理器上。Tornado支持各種主機-目標(biāo)機連接方式，如以太網(wǎng)、串行線、在線仿真器和ROM仿真器。
Tornado的體系結(jié)構(gòu)使得許多強有力的開發(fā)工具可以用于各種目標(biāo)機系統(tǒng)和各種主機-目標(biāo)機連接方式下，而不受制于目標(biāo)機的資源和通信機制。同時VxWorks具有良好的可剪裁性。因此它適用于各種嵌入式環(huán)境的開發(fā)，小到資源極其有限的個人手持式設(shè)備如PDA（PersonalDigitalAssistant）；大到多處理機系統(tǒng)，如VME系統(tǒng)。
Tornado可提供一個直觀的、可視化的、用戶可擴充的開發(fā)環(huán)境，極大縮短了開發(fā)周期。同時，由于Tornado是一個完全的開放系統(tǒng)，使得集成第三方開發(fā)工具變得十分容易。
主機與目標(biāo)機之間的通信是通過運行各自處理器上的進程來完成的，使主機上的開發(fā)工具和目標(biāo)機的操作系統(tǒng)可以完全脫離相互連接的方式。
為了擺脫主機-目標(biāo)機通信帶寬和目標(biāo)機資源的限制，Tornado將傳統(tǒng)的目標(biāo)機方的工具遷移到主機上，如shell、loader和符號表等。這樣，系統(tǒng)不再需要額外的時間和帶寬在主機和目標(biāo)機之間交換信息，降低了對連接帶寬的需求，也避免了目標(biāo)機的資源（如內(nèi)存）被工具或符號表大量占用，使得應(yīng)用程序擁有更多的系統(tǒng)資源。同時這種遷移也使得各種主機開發(fā)工具獨立于目標(biāo)機存在，從而使同一主機平臺上的工具可以用于所有的目標(biāo)機系統(tǒng)。
作為一個應(yīng)用軟件開發(fā)環(huán)境，Tornado提供了友好的可視化開發(fā)界面、交叉編譯環(huán)境、源碼級調(diào)試工具、目標(biāo)機命令解釋器和目標(biāo)機狀態(tài)監(jiān)視器等多種應(yīng)用工具，為應(yīng)用軟件開發(fā)提供了一個高效而可靠的平臺。
三、程序設(shè)計
我們選用的DSP開發(fā)工具是AD公司提供的VisualDSP。這是一個集成開發(fā)環(huán)境，支持對SHARC系列DSP芯片的開發(fā)。實時操作系統(tǒng)VxWorks的開發(fā)工具是WindRiver公司的Tornado集成開發(fā)工具。VisualDSP可以C語言或匯編語言編
寫的DSP代碼，最新版本的VisualDSP還支持C++。它還有1個優(yōu)點，就是可以編譯多片DSP的源代碼，并產(chǎn)生下載文件，這就可以很方便地進行多DSP系統(tǒng)的軟件模擬。
ADSP21160陣列的設(shè)計結(jié)構(gòu)使它既可以構(gòu)成單指令流多數(shù)據(jù)流（SIMD）的并行處理機，也可以構(gòu)成多指令流單數(shù)據(jù)流（MISD）或多指令流多數(shù)據(jù)流（MIMD）的流水線處理機，視用戶的要求而定。這兩種并行方案的選擇，簡單來說就是選擇分割數(shù)據(jù)流還是分割處理工序。SIMD方案的原理如圖1所示。
以下介紹我們實驗室承擔(dān)的水聲信號處理系統(tǒng)。本系統(tǒng)以VME總線為系統(tǒng)開發(fā)平臺，前端調(diào)理模件、模數(shù)轉(zhuǎn)換模件和前端控制模件等為VME插件，采用SHARC級DSP芯片陣列完成聲納信號實時處理，基于嵌入式實時操作系統(tǒng)VxWorks及X窗口系統(tǒng)的中央控制和顯示。
圖2是4片DSP的任務(wù)分配圖。從前端采集來的信號，經(jīng)波束形成和復(fù)解調(diào)，再經(jīng)過窄帶濾波后的信號分為兩路，一路送去進行幅度檢波，一路做頻域處理。幅度檢波就是對復(fù)信號求模，根據(jù)信號幅度判決有無目標(biāo)存在。頻域處理分兩種情況：當(dāng)發(fā)射信號為單頻脈沖時，進行功率譜估計，然后根據(jù)多普勒頻移估計目標(biāo)速度；當(dāng)發(fā)射信號為雙曲調(diào)頻信號時，進行相關(guān)處理。
聲納綜合數(shù)據(jù)處理主要包括主動聲納信號處理和被動聲納信號處理。其中，主動聲納信號處理又根據(jù)發(fā)射信號的不同，分為非相干處理、相干處理、功率譜處理。聲納綜合數(shù)據(jù)處理主要完成：目標(biāo)自動檢測、目標(biāo)參數(shù)測定和動目標(biāo)跟蹤。
四、操作流水線
操作流水線是模塊內(nèi)數(shù)據(jù)計算與I/O的流水線，物理上表現(xiàn)為CPU與I/O端口的DMA之間的并行。在前端處理中由于數(shù)據(jù)率高，通信開銷很大。以通信任務(wù)最為繁重的復(fù)解調(diào)和多普勒補償模塊為例，輸入數(shù)據(jù)率為2Mw/s，輸出數(shù)據(jù)率為4Mw/s，高速連接口LinkPort最高速率為100Mw/s，如果采用串行傳輸?shù)脑?，通信時間就將占用60%以上的處理時間，計算時間顯然嚴(yán)重不足。所以必須采用并行執(zhí)行，流程圖如圖3所示。這也是一種異步流水線方式，每次傳送和計算完成都須要設(shè)置標(biāo)志以通知下一操作。
一、前言
Windows提供強大的功能以及友好的圖形用戶界面(GUI),使得它不僅廣泛的用作管理事務(wù)型工作的支持平臺,也被工業(yè)領(lǐng)域的工程人員所關(guān)注。但Windows3.1并非基于優(yōu)先級來調(diào)度任務(wù),無法立即響應(yīng)外部事件中斷,也就不能滿足工業(yè)應(yīng)用環(huán)境中實時事件處理和實時控制應(yīng)用的要求。因此,如何在Windows環(huán)境中處理外部實時事件一直是技術(shù)人員尤其是實時領(lǐng)域工程人員所關(guān)注的問題。目前已有的方法大都采用內(nèi)掛實時多任務(wù)內(nèi)核的方式,如Windows下的實時控制軟件包FLX等,而iRMX實時操作系統(tǒng)則把Windows3.1當(dāng)作它的一個任務(wù)來運行。對于大型的工程項目,開發(fā)人員可采用購買實時軟件然后集成方式。
對中小項目,從投資上考慮就不很經(jīng)濟。如何尋找一種簡明的方法來處理外部實時事件依然顯得很必要。
本文首先闡述Windwos的消息機制及中斷機制,然后結(jié)合DPMI接口,給出一種保護模式下中斷程序的設(shè)計方法,以處理外部實時事件。經(jīng)實際運行結(jié)果表明,該方法具有簡潔、實用、可靠的特點,并同樣可運行于Win95。
二、Windows的消息機制
Windows是一消息驅(qū)動式系統(tǒng),見圖1。Windows消息提供了應(yīng)用程序與應(yīng)用程序之間、應(yīng)用程序與Windows系統(tǒng)之間進行通訊的手段。應(yīng)用程序要實現(xiàn)的功能由消息來觸發(fā),并靠對消息的響應(yīng)和處理來完成。
Windows系統(tǒng)中有兩種消息隊列,一種是系統(tǒng)消息隊列,另一種是應(yīng)用程序消息隊列。計算機的所有輸入設(shè)備由Windows監(jiān)控,當(dāng)一個事件發(fā)生時,Windows先將輸入的消息放入系統(tǒng)消息隊列中,然后再將輸入的消息拷貝到相應(yīng)的應(yīng)用程序隊列中。應(yīng)用程序中的消息循環(huán)從它的消息隊列中檢索每一個消息并發(fā)送給相應(yīng)的窗口函數(shù)中。一個事件的發(fā)生,到達處理它的窗口函數(shù)必需經(jīng)歷上述過程。值得注意的是消息的非搶先性,即不論事件的急與緩,總是按到達的先后排隊(一些系統(tǒng)消息除外),這就使得一些外部實時事件可能得不到及時的處理。
圖1
三、Windows的保護模式及中斷機制
1.Windows的保護模式
保護模式指的是線性地址由一個選擇符間接生成的,該選擇符指向描述表中的某一項;而實模式中則通過一個段/偏移量對來直接尋址。80386(486)CPU提供的保護模式能力包括一個64K的虛擬地址空間和一個4G的段尺寸。Windows3.1實現(xiàn)時有所差別,它支持標(biāo)準(zhǔn)模式和增強模式。標(biāo)準(zhǔn)模式針對286機器,不屬本文探討范圍。增強模式是對386以上CPU而言,Windows正是使用保護模式來打破1M的屏障并且執(zhí)行簡單的內(nèi)存保護。它使用選擇器、描述器和描述器表控制訪問指定內(nèi)存的位置和段。描述器表包括全局描述器表、局部描述器表、中斷描述器表。保護模式與實模式有許多不同。其中顯著的差異是訪問內(nèi)存的機制不同。
2.中斷機制
(1)實模式中斷
為了便于理解,我們先回顧實模式中斷。
在實模式下,中斷向量表IVT起到相當(dāng)重要的作用。無論來自外部硬件的中斷或是內(nèi)部的軟中斷INTn,在CPU中都產(chǎn)生同樣的響應(yīng)。
①CPU將當(dāng)前的指令指針寄存器(IP)、代碼段寄存器(CS)、標(biāo)志寄存器壓入堆棧。
②然后CPU使用n值作為指向中斷向量表IVT的索引,在IVT中找出服務(wù)例程的遠(yuǎn)地址。
③CPU將此遠(yuǎn)地址裝入CS:IP寄存器中,并開始執(zhí)行服務(wù)例程。
④中斷例程總以IRET指令結(jié)束。此指令使存在堆棧中的三個值彈出并填入CS、IP和標(biāo)志寄存器,CPU繼續(xù)執(zhí)行原來的指令。
(2)保護模式中斷
保護模式中斷過程與實模式中斷過程類似,但它不再使用中斷向量表IVT,而使用中斷描述符表(IDT)。值得一提的是,Windows運行時IVT還存在,應(yīng)用程序并不使用它,Windows仍然使用,但含義已不同。
①IVT結(jié)構(gòu):IVT在RAM的0000∶0000之上,占據(jù)開始的1024字節(jié)。
它仍然由BIOS啟動例程設(shè)置,由DOS填充到RAM中。
②IDT中斷描述符表:保護模式下,Windows操作系統(tǒng)為實現(xiàn)中斷機制而建立的一個特殊表,即中斷描述符表IDT。該表被用來保存中斷服務(wù)例程的線性地址,它們是真正的24位或32位地址,沒有段:偏移值結(jié)構(gòu)。中斷描述器表最多可含有256個例程說明,詳細(xì)說明請見【3】。I
DT結(jié)構(gòu)見圖2。
圖2
③當(dāng)中斷或異常發(fā)生時,處理過程與實模式類同。當(dāng)前的CS∶IP值和標(biāo)志寄存器值被存儲。保存的內(nèi)容還包括CPU其他內(nèi)部寄存器的值,以及目前正在被執(zhí)行的任務(wù)的有關(guān)信息(若必須發(fā)生任務(wù)切換的話)。CPU設(shè)法獲取中斷向量后,以它為索引值,查找IDT中的服務(wù)例程遠(yuǎn)地址,接著將控制轉(zhuǎn)移到該處的服務(wù)例程。這是與實模式轉(zhuǎn)移到IVT的不同所在。保護模式使用IDTR寄存器分配和定位內(nèi)存中的IDT中斷描述符表。IDT在內(nèi)存中是可移動的,與IVT固定在內(nèi)存中剛好相反。IDT中斷描述符表在Windows中起決定性的作用。理解了Windows下保護模
式的中斷機制。有助于我們理解中斷服務(wù)程序的設(shè)計,它的關(guān)鍵就在于如何將服務(wù)例程的地址放入IDT中斷描述符表中。當(dāng)中斷發(fā)生時,如何將斷點地址及CPU各寄存器值保護起來;中斷結(jié)束時,如何將保護的值恢復(fù)。Windows系統(tǒng)本身并不提供實現(xiàn)上述功能的API,而DOS保護模式接口DPMI正具備了上述的功能。
下面我們首先介紹DPMI接口,然后基于它實現(xiàn)Windows下中斷服務(wù)程序的設(shè)計。
四、DOS保護模式接口DPMI
Windows除了標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)外,還支持一組特殊的DOS服務(wù),稱為DOS保護模式接口DPMI,由一些INT2FH和INT31H服務(wù)組成。它使應(yīng)用程序能夠訪問PC系列計算機的擴充內(nèi)存,同時維護系統(tǒng)的保護功能。DPMI通過軟件中斷31h來定義了一個新的接口,使得保護模式的應(yīng)用程序能夠用它作分配內(nèi)存,修改描述符以及調(diào)用實模式軟件等工作。
Windows為應(yīng)用程序提供DPMI服務(wù)。即Windows是DPMI的宿主(host),應(yīng)用程序是DPMI的客戶(client),可通過INT-31H調(diào)用得到DPMI服務(wù)。INT-31H本身提供多功能。其中它的中斷管理服務(wù)允許保護模式用于攔截實模式中斷,并且掛住處理器異常。有些服務(wù)能夠和DPMI宿主合作,以維護應(yīng)用程序的虛擬中斷標(biāo)志。
可以用INT31H來掛住保護模式中斷向量,以中斷方式處理外部實時事件。利用INT31H,功能0205H:設(shè)置保護模式中斷向量,將特定中斷的保護模式處理程序的地址置入中斷向量里。調(diào)用方式:AX=0205H,BL=中斷號,CX∶(E)DX=中斷處理程序選擇符:偏移值。返回:執(zhí)行成功CF=清零,執(zhí)行失敗CF=置位。
掛住/解掛中斷向量的時機很重要。主窗口第一次被創(chuàng)建時會傳送它WM-CREATE消息,這時是掛住中斷向量的最好時機。退出時需解掛向量,否則Windows可能崩潰。主窗口接收到WM-DE-STROY之后進行解掛工作,是最適合的。解掛向量可先用INT35H,0204H功能將老的中斷向量保存,退出時用INT35H,0205H恢復(fù)。
五、編程實現(xiàn)
有了DPMI的支持,我們就可以很方便地處理數(shù)據(jù)采集、串行通信等工業(yè)過程中的實時事件。下面以Windows3.1平臺下中斷方式實現(xiàn)的串行通信為例,說明中斷程序的編制和實現(xiàn)。為便于參考,給出了詳細(xì)的代碼。開發(fā)平臺BC3.1/BC4.5,其本身支持0.9版的DPMI,無需運行其它支持DPMI的軟件。編程語言C,可與C++混合編譯。
初始化COM1,9600波特率,每字符8bits,1個停止位,中斷接收,查詢發(fā)送。
//windowsasycommunication
//byLiXiuming
//lastmodifiedonJune25,1996
#include〈windows.h〉
#include〈dos.h〉
voidinterruptfarDataReceive();
voidinterruptfar(*old-vector)();
unsignedchardatacom-r[1024],datacom-s[1024];
intinflag=0;
unsignedints8259;
intInitCom1()
{//串口1初使化
s8259=inportb(0x21);//讀入8259當(dāng)前狀態(tài)并保存
outportb(0x21,s8259&0xe8);//初始化8259,允許0x0c號中斷
outportb(0x3fb,0x83);
outportb(0x3f8,0x0c);
outportb(0x3f9,0x00);
outportb(0x3fb,0x03);
outportb(0x3fc,0x08);//允許中斷信號送到8259A,以便能中斷
outportb(0x3f9,0x01);//0x01,中斷允許
return1;
}
voidinterruptfarDataReceive()
{//中斷接收子程序
staticinti=0;//靜態(tài)局部變量
charrechar=0;//每中斷一次,i自動加1
rechar=inportb(0x3f8);//從數(shù)據(jù)口讀出發(fā)送過來的數(shù)據(jù)
if(inflag==0)
{
if(rechar!=s&&i==0)//幀起始
{
i=0;
gotoll;
}
datacom-r[i++]=rechar;//存入datacom-r[](通信緩沖區(qū))
if(rechar==e)//幀結(jié)束
{
inflag=1;
i=0;
}
}
ll:outportb(0x20,0x20);//回送中斷結(jié)束標(biāo)志
}
//調(diào)用DPMI
//保存舊的0CH號保護模式中斷向量
//設(shè)置新的保護模式中斷服務(wù)例程
voidInitCom(void)
{
asm{
cli
movax,204h
movbl,0ch
int31h
sti
}
old-vector=MK-FP(-CX,-DX);//保存
asm{cli//設(shè)置新的0x0c中斷服務(wù)例程
movax,205h
movbl,0ch
movcx,segdatareceive
movdx,offsetdatareceive
int31h
sti
}
InitCom1();
}
//恢復(fù)8259狀態(tài)
//恢復(fù)0CH保護模式向量
voidRestoreComm(void)
{
outportb(0x21,s8259);
asm{
cli
movax,205h
movbl,0ch
movcx,segold-vector
movdx,offsetold-vector
int31h
sti
}
}
在窗口第一次被創(chuàng)建時會傳送它WM-CREATE消息,這時調(diào)用InitCom()即可。在主窗口關(guān)閉時,即主窗口中收到WM-DESTROY消息時,調(diào)用RestoreComm()恢復(fù)原來的狀態(tài)。
這樣在對串口初始化,設(shè)置中斷服務(wù)例程后,通信事件發(fā)生時,會立即跳入中斷子程序中執(zhí)行,越過系統(tǒng)的消息隊列,達到實時處理通信事件的目的。而數(shù)據(jù)處理模塊可通過全局標(biāo)志flag訪問全局的數(shù)據(jù)通信緩沖區(qū)獲取實時數(shù)據(jù)。這種實現(xiàn)方式與基于消息機制的Windows通信API實現(xiàn)相比具有實時性強的特點,因為它超過Windows系統(tǒng)的兩極消息機制。
上述程序已在實際系統(tǒng)中得到應(yīng)用。在Windows3.1支持下,同時運行三個Windows任務(wù):服務(wù)器SERVER(內(nèi)有實時串行通信,多個網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)子服務(wù)),客戶CLIENT,FOXPRO數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。整個系統(tǒng)運行良好。切換到WIN95平臺下(支持0.9版DPMI),系統(tǒng)也運行良好。
參考文獻
1張豫夫、曹建文譯.【澳】BarryKauler著.Windows匯編語言及系統(tǒng)程序設(shè)計.北京大學(xué)出版社,1995
陰陽理論強調(diào)萬物皆含有“陰陽”，“陰”與“陽”之間的互動，構(gòu)成了穩(wěn)定、平衡的局面。在面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計里，繼承性體現(xiàn)了陰陽理論的這種“構(gòu)成論”。派生類通過繼承得到了父類的一切—父類中的數(shù)據(jù)（陰）和函數(shù)（陽）。如果在祖先類定義好數(shù)據(jù)（陰）和函數(shù)（陽），那么從這個祖先類派生出去的所有子類都將含有數(shù)據(jù)（陰）和函數(shù)（陽）。CPerson類中，含有陰（Name和Age屬性）和陽（GetName()、GetAge()、SetName()、SetAge()四個函數(shù)）兩大部分，通過派生得到CChina、CUsa和CJapan三個子類，在這所有的派生類中，都繼承了CPerson的陰、陽兩部分的內(nèi)容，即使這三個派生類再派生其它子類，依然會繼承CPerson的陰、陽兩部分的內(nèi)容，正所謂“萬物負(fù)陰而抱陽，沖氣以為和”，面向?qū)ο缶幊讨羞@種陰、陽互動的內(nèi)部工作方式構(gòu)成了它強大的生命力。
2多態(tài)性抽象類與陰陽理論
面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計的多態(tài)性中出現(xiàn)的抽象類，因其定義的某些函數(shù)（陽）是純虛函數(shù)，沒有具體的代碼，實現(xiàn)不了常規(guī)的操作（缺失“陽”的功能），這種抽象類（含有“陰”卻無功能性的“陽”）不能夠生成對象，正符合“孤陰不生”之道。在抽象類中，接口類是一種典型的沒有數(shù)據(jù)（陰）的抽象類，它只含有純虛函數(shù)（無功能性的“陽”），從上面分析可知，該類型也是不能夠?qū)嵗瘜ο蟮模^“獨陽不長”?！兑捉?jīng)》中有“天地氤氳，萬物化醇，男女構(gòu)精，萬物化生”，在古籍《雪心賦》中更有“孤陰不生，獨陽不長”的名句[6]。句中的“天地”、“男女”更抽象一步可理解為“陰陽”，兩句都強調(diào)“陰陽”在萬物的構(gòu)成中相互依存的對立統(tǒng)一性。
3總結(jié)
當(dāng)電纜沒有開路、錯位質(zhì)量故障時，A0～A31端的電纜等效電阻RT≤7000mΩ時，對A0～A31端分別取樣進行精密測量。在綜合考慮IC100～IC131輸入端低電平應(yīng)≤0.7V和圖2中運算放大器輸入靈敏度兼容情況下，取恒流源IS的輸出電流為10±0.5mA，Re0～Re31＝33Ω±5%，Vces≤0.1±0.05V。因此可以計算出VA采樣取值范圍是0.353～0.566V，VB的采樣取值范圍是0.348～0.384V。為此圖2中選用OPA335運算放大器，其輸入電壓范圍是0～3V（單電源供電時），最大輸入失調(diào)電壓為5μV。圖2中運算放大器輸出電壓V0～V31可由式（4）計算。由于OPA335的最大輸入失調(diào)電流是70pA，在設(shè)計中控制最大輸入電流在0.1～1mA之間，選擇RA＝RB＝2kΩ±5%，R1＝RF＝33kΩ±5%，電壓增益為16.5，輸出電壓范圍0～3.6V。
2測量分析電路設(shè)計
A/D轉(zhuǎn)換與分析電路設(shè)計在圖3中，A/D轉(zhuǎn)換電路ADC0809的輸入端IN0~IN7分別與圖2中運算放大器的輸出端V0～V7連接，將模擬信號轉(zhuǎn)化為8位數(shù)字輸出信號，并傳送給單片機的D0～D7端口，由單片機進行分析運算。路模擬輸出信號共需要4塊ADC0809電路進行模數(shù)轉(zhuǎn)換。單片機P0.0～P0.7端口接收ADC0809輸出的8位數(shù)字信號后進行分析。
3電纜等效電阻檢測程序設(shè)計
3.1標(biāo)準(zhǔn)等效電阻值確定
端子壓接后電纜等效電阻的標(biāo)準(zhǔn)值因電纜長度不同而有差異。可采用預(yù)先設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)值和自動確定標(biāo)準(zhǔn)值兩種方法。對線徑為0.4mm的銅芯線電纜，預(yù)先設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)值RT標(biāo)準(zhǔn)可按照式（5）進行計算：RT標(biāo)準(zhǔn)=75+148•L（5）其中，L是電纜長度，單位為m；RT標(biāo)準(zhǔn)的單位是mΩ。自動確定標(biāo)準(zhǔn)值方法是以正常工藝在質(zhì)量穩(wěn)定情況下，將首根檢驗的壓接端子的電纜作為樣品，對32個芯線等效電阻進行自動檢測對比，選取其中的最小值，然后乘以系數(shù)1.05作為標(biāo)準(zhǔn)值。
3.2自動設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)值程序設(shè)計
標(biāo)準(zhǔn)等效電阻值存放于I2C存儲器AT24C08中。檢測程序設(shè)計多路通信電纜端子精密檢測的主程序流程圖如圖5所示。以下為采集的主要函數(shù)，假設(shè)通道數(shù)為36路。
4批量檢測結(jié)果分析
