RBWARE.TXT
6 Jan '89
Hard- en software beschrijving van het RULBUS-systeem
Alvorens de hard- en software te gebruiken verdient het aanbeveling deze
beschrijving te lezen om zo een algemeen beeld van de gekozen opzet te
verkrijgen. Allereerst komt de hardware aan de orde, daarna vindt u een
beschrijving van de software zoals die voor de IBM PC gerealiseerd is.
Daarna kunt u dan de uitgebreide specifieke beschrijvingen bekijken in de
RULBUS-documentatie en, voor de software, in de listings.
De hardware.
Het RULBUS-systeem is speciaal ontwikkeld om onderdeel uit te maken van
geautomatiseerde meet en regel- en test-opstellingen.
Afhankelijk van de toepassing besturen wij het RULBUS-rack vanuit een IBM
PC, of wordt er een zogenaamde KLUS2 computer-kaart ingezet zodat het rack
zelfstandig of samen met de PC kan werken.
De kaarten zijn geplaatst in metalen cassettes, die in het meegeleverde
19-inch rack geschoven kunnen worden. Dit rack maakt het mogelijk om de
kaarten, al dan niet in de cassettes geplaatst, te testen en te analiseren.
Achterin de kast is de voeding ondergebracht, deze voorziet de kast van de
benodigde spanningen (+5V en +/- 15V), via de RULBUS-flatcable.
Op de achterkant van de kast zijn twee RULBUS-connectors te vinden. Deze
zijn bedoeld voor de externe aansluiting van de RULBUS. Een is voor de
verbinding met de IBM-PC (of een andere computer met RULBUS-aansluiting),
de andere kan gebruikt worden voor het (extern) aansluiten van een losse
kaart, dan wel een complete kast. Bij deze connectors ziet u op het
aansluitplaatje, of de voedingsspanningen al dan niet op de betreffende
connector aangesloten zijn. De aansluitkabel naar de IBM-PC moet vrij zijn
van de voedingsspanning uit het rack; wilt u eventueel een losse kaart of
cassette buiten de kast testen, dan dient u de connector te gebruiken
waarop de spanningen wel zijn aangesloten. Hiermee wordt voorkomen, dat u
direct een voeding nodig heeft, als u even een kastje "los" wilt testen.
Hoewel dit voor de RULBUS niet essentieel is, vormt de gekozen opzet een
mooie busstructuur: de kabel loopt van de IBM-RULBUS-kaart naar de kast
toe, daarna door de kast en kan tenslotte aan de andere zijde eventueel
verlengd worden. Zo treden dus geen splitsingen op.
De RULBUS-flatcable van de I/O-kast moet verbonden worden met de IBM-
RULBUS-converterkaart. Deze kaart moet dan (uiteraard) in een vrij slot in
de IBM-PC gestoken worden.
De software.
De taal C.
Voor het schrijven van de van driver-software en de testprogramma's van
RULBUS-kaarten is de computertaal C gekozen. Een van de grote voordelen van
C is de strakke taaldefinitie (B.W. Kernighan & D.M. Ritchie, The C
programming Language). Goede implementeerbaarheid, efficientie, het grote
assortiment aan operatoren zijn bij C belangrijker dan de 'veiligheid' van
de taal. Evenals assembler laat C de programmeur een grote vrijheid bij het
realiseren van de programma's, doch het biedt daarnaast de voordelen van
een krachtige, gestructureerde hogere orde taal. De simpele wijze van type-
conversie maakt C erg geschikt voor programma's, die direct met de hardware
communiceren. Deze eigenschappen maken het dan ook tot een snelle taal, wat
voor I/O doeleinden natuurlijk een groot voordeel is. Op dit moment zijn
reeds vele C-compilers, al of niet als cross-compiler, beschikbaar voor een
diversiteit aan processoren. Dit maakt, samen met de reeds genoemde strakke
taaldefinitie, dat ook de overdraagbaarheid van C gewaarborgd is.
Voor de IBM PC's gebruiken wij de Turbo-C compiler. Voor de KLUS2
computerkaart gebruiken wij de TDD 6809 C cross-compiler.
De software-structuur.
De opzet van de software is zo gemaakt, dat op ieder niveau een optimale
werkomgeving gecreeerd kan worden.
We onderscheiden de volgende niveau's:
A) De gebruiker
Deze heeft in principe, behoudens het
gebruik ervan, niets met de software te
maken. Zijn enige zorg is het optimaal
"samenstellen" van zijn eigen RULBUS-
systeem, dus: welke kaarten heb ik nodig
voor het realiseren van de opdracht, hoeveel
exemplaren heb ik van iedere kaart nodig,
en, gezien de huidige opzet, welke RULBUS-
adressen gebruik ik daarvoor.
Het enige dat de gebruiker hiervoor moet
doen is het invoeren van een lijstje in de
computer.
B) De applicatie-programmeur
Voor het schrijven van applicatie-software
zijn device-drivers aanwezig. Deze drivers
verzorgen de communicatie met de hardware.
Mocht er een fout-conditie optreden, dan
wordt dit doorgegeven, zodat de applicatie-
programmeur hieruit zijn (mogelijke)
consequenties kan trekken. Ter illustratie
hiervan wordt verwezen naar de diverse test-
of demonstratie programma's.
Ook is het uiteraard mogelijk om de fout-
meldingen te laten verzorgen door een
algemene error-routine.
C) De systeem-programmeur
Ook voor de systeem-programmeur zijn de
drivers uiteraard geschikt, doch in
voorkomende gevallen kan hij de routines
wijzigen of nieuwe toevoegen. Hierbij kan
bv. gedacht worden aan gevallen, waarbij de
snelheid zo ver verhoogd moet worden, dat er
minder tests in de drivers gedaan
mogen(kunnen) worden.
Hieronder wordt ieder niveau wat uitgebreider besproken:
De gebruiker.
In het algemene geval zal de gebruiker zelf geen software schrijven, maar
alleen gebruik maken van kant-en-klare pakketten of van een menu-gestuurd
systeem.
Zijn enige interesse is om een zo optimaal mogelijk systeem op te bouwen
met kaarten uit het RULBUS-assortiment. Deze keuze kan voor een bepaalde
toepassing bestaan uit bijvoorbeeld enige ADC-kaarten, een DAC-kaart en een
paar serie-communicatie kaarten.
Na deze keuze is het enige dat de gebruiker moet doen het samenstellen
van een kleine file, dat zijn systeem "beschrijft". Dit file kan gecreeerd
worden met een normale text-editor.
De beschrijving van het systeem moet in het file "RULBUS.SYS" worden
gezet. Dit kan gebeuren op de volgende manier:
rulbus 0x200 ; Commentaar, hier: Dit is het Basis-poortadres
; van de RULBUS-kaart in de IBM-PC
;
adc 0 0x20 ; ADC kaart 0, op RULBUS-adres 20(hex)
adc 1 0x10 ; idem, doch deze kaart zit op adres 10H
dac 2 0x60 ; DAC kaart 2, op RULBUS-adres 60H
etc, etc.
De installatie van deze waarden gebeurt automatisch bij het starten van
het hoofdprogramma. De hiervoor benodigde functie "rb_ini()" is hiertoe
opgenomen in de RULBUS-bibliotheek "RULBUS.LIB".
Mocht de gebruiker eventueel fouten hebben gemaakt in het lijstje, dan
zal dit gemeld worden door "rb_ini()".
Als voorbeeld is het programma "TESTINI.C" opgenomen. Dit programma
initialiseerd het systeem eerst met "rb_ini()" en maakt daarna op het
scherm zichtbaar, hoe op dat moment het RULBUS-systeem is samengesteld.
De_applicatie-programmeur.
Hierbij moet gedacht worden aan een programmeur, die algemene, grote
programma's schrijft, in principe voor de hierboven genoemde gebruiker.
De applicatie-programmeur heeft device-drivers ter beschikking. Dit zijn
de routines die de programmeur in staat stellen om met de hardware te
communiceren zonder deze direct te kennen of aan te roepen. De hele
vertaling van de aanroepgegevens, de wachtloops, het detecteren van error-
condities en het terugmelden hiervan, dit alles geschiedt met behulp van de
drivers. De programmeur is dan ook van deze taak verlost, want hij heeft
alleen te maken met functie-aanroepen.
In het onderhavige geval heeft de applicatie-programmeur de beschikking
over de volgende driver-routines:
ADC.C voor de ADC-kaart
DAC.C voor de DAC-kaart
SER.C voor de seriele communicatie-kaart
PAR.C voor de parallel-kaart
Dit zijn de sources van de driver-routines. De drivers zelf zijn, evenals
de rb_ini()-functie, opgenomen in de bibliotheek "RULBUS.LIB". De drivers
kunnen eenvoudig worden aangeroepen. Mocht er een error-conditie ontstaan
(zijn), dat wordt dit doorgegeven aan het aanroepende programma. Zie ook
het onderdeel over de fout-afhandeling.
Naast deze .LIB-functions, is er ook nog een header-file die
nodig is om de RULBUS goed te gebruiken. Dit is:
RULBUS.H : een header die via een "#include" in ieder programma moet
worden opgenomen dat de RULBUS gebruikt. Hierin worden de
maxima van het betreffende RULBUS-systeem beschreven, dus
hoeveel ADC's er maximaal in een RULBUS-systeem voor mogen
komen, hoeveel DAC's, etc.. Verder worden hierin de
symbolische namen voor de fout-condities gedefinieerd en de
structures en de prototypes van de device-drivers bekend
gemaakt.
De_systeem-programmeur.
Ook de systeem-programmeur kan in eerste instantie gebruik
maken van de RULBUS device-drivers. Daarnaast kan hij de
drivers veranderen, bijvoorbeeld om de snelheid op te
voeren door minder error-checking toe te passen. Ook kan
hij nieuwe drivers toevoegen. Deze kunnen dan daarna weer
opgenomen worden in de bibliotheek "RULBUS.LIB".
Om het gebruik van de RULBUS-kaarten, samen met de drivers en de error-
routines te verduidelijken zijn enige demonstratie- of testprogramma's
gemaakt.
Dit zijn: ADCTEST.C
DACTEST.C
SERTEST.C
PARTEST.C
Bij het doorlezen van deze testprogramma's zult u functies tegenkomen,
die nog niet behandeld zijn. Dit zijn functies uit de library "IOLIB.LIB".
De routines in deze bibliotheek zijn speciaal bedoeld voor interactieve
input-output via het scherm en het toetsenbord. Door deze routines te
gebruiken wordt de overdraagbaarheid nog beter (door voor andere computers
een eigen IOLIB te creeeren), terwijl tevens de programmeur de beschikking
krijgt over intelligente scherm- en keyboardroutines.
Zo zijn in de IOLIB.LIB onder andere opgenomen:
header("Demo header"); Het aanroepen van deze functie maakt
het scherm schoon, schrijft op de
tweede regel van boven, gecentreerd,
de opgegeven tekst en trekt er daarna
een kader omheen.
say(row,column,"anything"); deze functie zet de cursor op de regel
"row", kolom nummer "column" en
schrijft daar dan de tekst "anything".
Voor een uitgebreide opsomming van alle functies wordt verwezen naar de
beschijving van de IOLIB bibliotheek.
Lijst van files.
Volledigheidhalve volgt hier nog een opsomming van alle files met
daarbij een korte verklaring van de functie of werking.
RULBUS.SYS - (tekst-) file met de RULBUS systeem-beschrijving
RULBUS.H - headerfile voor RULBUS programma's en RULBUS.LIB functies
Het maximum aantal toegestane ADC's, DAC's, etc. in een
RULBUS-systeem kan worden opgegeven in deze header. De
gekozen waarden worden vastgelegd bij de compilatie van de
RULBUS.LIB functie rb_ini().
Na deze (nieuwe) compilatie moet de rb_ini() functie in de
RULBUS.LIB worden vervangen m.b.v. de library manager.
Hiervoor kan de batch-file NEWLIB.BAT worden gebruikt.
RULBUS.LIB - bibliotheek met de rb_ini(), de device drivers, etc.
NEWLIB.BAT - batch file voor het creeren van een nieuwe RULBUS.LIB
Dit moet worden gedaan wanneer iets wordt gewijzigd in de
header files of de driverfuncties van de RULBUS
bibliotheek.
RULBUS.LST - output file van de library manager. Hierin staat de inhoud
van de RULBUS bibliotheek.
ADC.C - device-driver voor ADC-kaart
DAC.C - device-driver voor DAC-kaart
SER.C - device-driver voor de seriele kaart
PAR.C - device-driver voor de parallel kaart
RBINI.C - functie om het RULBUS-software systeem te initialiseren
IOLIB.LIB - bibliotheek met routines voor het aansturen van het scherm,
voor het lezen van het toetsenbord of voor het printen van
informatie.
IOLIB.H - Headerfile voor IOLIB en voor de programma's
TESTINI.C - demonstratie-programma. Dit programma laat zien hoe het
huidige RULBUS systeem is opgebouwd. Deze informatie wordt
gegenereerd door rb_ini() (d.i. een RULBUS.LIB functie),
die gebruik maakt van de systeem beschrijving uit
"RULBUS.SYS".
ADCTEST.C - demonstratie-programma. Hiermee is het mogelijk om de ADC
te besturen/onderzoeken. Onder andere is de gewenste AD-
kaart, het kanaal en de gain te kiezen. We kunnen ook een
kanaal bekijken, of alle kanalen scannen, etc.
DACTEST.C - demonstratie-programma voor de DAC-kaart. Eenvoudig
programma om diverse waarden naar de DAC te sturen.
Ook is het mogelijk om een calibratie uit te voeren of een
zaagtandspanning te genereren.
SERTEST.C - demonstratie-programma voor de seriele kaart. Dit programma
maakt het mogelijk om op eenvoudige wijze de serie-kaart in
te stellen. Hiertoe zijn op het scherm een aantal blokken
weergegeven, waarbij boven ieder blok een letter staat.
Door een bepaalde letter in te toetsen stappen we door het
(hiermee) geselecteerde menu. Zodoende kan simpel de
gewenste instelling worden bereikt voor de baudrate, bits-
per-character, etc. Met kunt u, indien gewenst,
terugkeren naar het operating system.
Het indrukken van de toets schakelt de computer met
de seriele-kaart in de transparent-mode. Iedere toets die
nu nog wordt aangeraakt wordt naar buiten gezonden met de
geselecteerde instelling. Evenzo worden karakters die door
de serie-kaart ontvangen worden zichtbaar gemaakt op het
scherm.
De transparent-mode kan weer verlaten worden middels het
typen van Control-A (^A).
PARTEST.C - demonstratie-programma voor de parallelkaart. Hiermee kan
gekozen worden welke bits men voor in- of voor output wil
gebruiken. Tevens kan men data naar buiten sturen of deze
inlezen.
INSTALL.DOC - hierin staat kort beschreven hoe de RULBUS library moet
worden geinstalleerd in de Turbo-C omgeving.
*.EXE - Executable files
*.OBJ - Turbo-C object files
*.PRJ - Turbo-C project files
*.TC - Turbo-C configuration files
De Error-afhandeling.
In de RULBUS drivers worden vele mogelijke hardware- en softwarefouten
gedetecteerd. De afhandeling van deze fouten geschiedt in het hoofd-
programma, waarbij afhankelijk van de fout een melding op het scherm
verschijnt, dan wel de verwerking van de gegevens op een andere manier
geschiedt.
De driverfuncties geven gedetecteerde fouten door aan het hoofdprogramma
door een foutcode te retourneren. Deze foutcodes en zijn gedefinieerd in de
headerfile RULBUS.H.
Voorbeeld:
Stel, dat een AD-converter aangeroepen wordt en het blijkt, dat het
ingangssignaal op het gekozen kanaal te groot is. Dit wordt dan aan het
hoofdprogramma doorgegeven door de foutcode ADCERR_OVRF te retourneren.