Win98下虚拟设备驱动程序的设计与实现

文章编号:1009-671X (2001)09-0035-04

Win 98下虚拟设备驱动程序的设计与实现

王　磊1,朱齐丹1,温　强2

(1.哈尔滨工程大学自动化学院,黑龙江哈尔滨150001;2.哈尔滨工程大学机电工程学院,黑龙江哈尔滨　150001)

摘 要:介绍了电话网络测试系统的组成和结构,Windows 98的内核管理机制和应用程序权限级别,简述了在Windows98下开发虚拟驱动程序的几种方法,并给出了在电话网络测试系统中应用虚拟设备驱动程序

VxD 实例。

①关　键　词:虚拟设备驱动程序;VxD ;硬件中断;电话网络测试系统中图分类号:TP39.6　文献标识码:A

Design and Actu alization of Visu al Device Driver Program in Win 98

WAN G Lei 1,ZHU Qi-dan 1,WEN Qiang 2

(1.Automation College ,Harbin Engineering University ,Harbin 150001,China ;2.Mechanical and Electrical En gineering Col 2lege ,Harbin Engineering University ,Harbin 150001,China )

Abstract :The structure and buildup of the telephone net test system ,the kernel management of Windows 98and the right limit of the applied program were introduced.Several ways of developing visual device driver program in Win 98were depicted.A developing example of using VxD in the telephone net test sys 2tem was given.

K ey w ords :visual device driver program ;VxD ;hardware interruption ;telephone net test system

0　引　言

从Windows 3.1开始,对于硬件设备的访问便采取了一种设备驱动程序的方法,客户通过设备驱动程序来获得硬件的参数或者设置,但是由于16位的操作系统基于原来的DOS ,所以客户程序仍然可以通过一些B IOS 或者DOS 的DPM I 中断调用来实现对硬件的操作。32位的操作系统如windows 95&N T 不再基于16位DOS ,所以用户如果需要实现对硬件中断、DMA ,I/O 或者是绝对存储访问,都不可避免地必须通过设备驱动程序。Winodows 95操作系统能够实现多线程、多进程的应用,系统通过一个虚拟机管理器VMM32,VxD ,通过它和其他的设备驱动程序合作,来实现多个进程间的协调工作,防止一个进程的运行导致另一个进程的崩溃。

本文结合开发工具V ToolsD 给出一个为电话网络测试系统的ISA 插卡拟设备驱动程序

VxD 的设计实例。该套系统主要由三部分组成:

微机数据处理人机交互界面,数据交换通讯ISA 插卡,数据测试部分。用户通过微机人机交互界面向系统下达测试命令,然后由数据交换通讯ISA 插卡中的单片机8032识别命令,通过电话传输线路把命令下发到每一个交换机节点,该系统

在城市电话网络的每一个交换机节点上都安装一个电话测试机盒,通过单片机8032控制电话测试部分的工作,完成系统测试要求。然后再通过电话传输线路,把测试结果上传到ISA 插卡,最后由计算机完成数据识别,数据处理,显示测试结果,打印测试结果等工作。

1　设备驱动程序VxD

设备驱动程序是被用来管理系统资源(硬件或者软件)的可执行2进制代码,通过设备驱动程序,多个进程可以同时使用这些资源,从而可以实现多进程并行运行。设备驱动程序一般是以

①收稿日期:2001-04-26

作者简介:王磊(1977-),男,山东蓬莱人,哈尔滨工程大学自动化学院硕士研究生,主要研究方向:计算机控制。

第28卷第9期 应 用 科 技 Vol.28,№.92001年9月 Applied Science and Technology Sep.,2001

“VxD ”为后缀名,其意思是虚拟化某些设备(Vir 2tual ”something ”Device ).在一般概念上,设备驱动程序和虚拟设备是同义的,下面就将两者混用。386以上的微处理器有4个优先级别:0级、1级、

2级、3级,一般操作系统运行于优先级0级上,而用户程序运行在3级上。VxD 运行于0级上,其在内存中的位置也是处在操作系统保护的空间之内的。Windows 95是继承Windows 3.X 而来,所以两者的设备驱动程序采取的是同一种模式,也就是说,一般为Windows 3.X 写的设备驱动程序,可以不加改动地运行于Windows 95下;但是也有一些区别:一般Windows 95下面的驱动程序是以“VxD ”为后缀名,Windows 3.X 是以“386”为后缀名;Windows 3.X 的设备驱动程序必须在Windows 启动时静态载入,而Windows 95的设备驱动程序可以在程序运行过程中动态载入。Windows N T 采用的一种完全不同的模式,所以Windows 95&3.X 下的设备驱动程序是不能和Windows N T 的设备驱动程序兼容的。1.1　VxD 的文件和数据结构设备驱动程序的编写有一定规范,需要对于32位的汇编和C 语言比较熟悉。一般完全由汇编语言编写,但是也可以用C 与汇编混合编写实现。首先需要有MicrosoftDD K (Driver K it ),一般工具是MASM6.11和VC2.0以上版本。通常虚拟设备驱动程序由5个段组成,它们分别是:VxD-CODE ,VxD-DA TA ,VxD-ICODE ,VxD-I 2DA TA 和VxD-REAL-IN IT.VxD-CODE 是保护模式下的代码段,一般这个包括设备驱动程序的控制程序、回收函数、服务程序和接口函数,这个段也命名为-L TEXT ;VxD-DA TA 是保护模式下的代码段,一般包括设备驱动程序的描述表,以及一些全局变量,这个段也命名为-LDA TA ;VxD-I 2CODE 是保护模式下的初始化代码段,包括一些初始化时使用的服务程序,虚拟机管理器在初始化结束之后就将这个段取消,这个段也命名为-I 2TEXT ;VxD-IDA TA 是保护模式下的初始化数据段,包括一些初始化时使用的数据,虚拟机管理器(VMM )在初始化结束之后就将这个段取消,这个段也命名为DA TA ;VxD-REAL-IN IT 包括实模式下的初始化数据和代码段,虚拟机管理器最先就是装入这个代码段,在进程返回之后这个段取消,再装入其他代码段,这个段又命名为-R TEXT.需要注意的是,除了实模式下的初始化数据和代码段外,其他4个段都是32位保护模式下平板模式(flat model )的段。每个设备驱动程序必须首先声明一个虚拟机的名字、版本号、初始化过程、虚拟机控制程序(相当于程序入口);有些设备驱动程序还可以声明设备标志号和接口函数

(API ).虚拟机一般用Declare-Virtual-Device 宏来声明。每个虚拟机需要一个虚拟机控制程序。虚拟机管理器通过这个程序来向该虚拟机传递控制信息,系统通过控制消息来控制虚拟机的执行,例如初始化虚拟机、虚拟机不像WindowsDLLs 一样提供出口函数(export functions ),虚拟机管理器通过0x20号中断来实现与虚拟机的连接,中断的句柄通过一个服务号来决定到底哪个虚拟机支持这个服务功能。一个虚拟机通过BeginProc 和Endproc 两个宏来定义它的服务功能,很象汇编语言。VxD 可通随VMM 之间的紧密协作,才使得VxD 具有了应用程序所不具备的能力,诸如可以不受限制地访问硬件设备、任意查看操作系统数据结构(如描述符表、页表等)、访问任何内存区域、捕获软件中断、捕获I/O 端口操作和内存访问等,甚至还可以截取硬件中断。1.2　VxD 的运行机制

尽管VxD 使用32位平面存储模式(flat memory model ),但它的代码和数据仍使用分段管理,段有6种类型,即实模式初始化、保护模式初始化、可分页、不可分页、静态和只调试(debug only ),每种类型又有代码段和数据段之分,所以VxD 共有12个段。实模式代码段和数据段为16位(分段模式),其他段则是32位(平面模式)。“实模式初始化”段包含了在Windows 初始化过程的最初阶段VMM 变为保护模式之前要执行的代码静态加载的VxD ,此时可以查看Windows 启动前的实模式环境,决定是否继续加载,并通知VMM ,加载完毕后,VMM 进入保护模式并执行保护模式初始化代码,同样将执行结果再通知VMM.初始化完成后,“保护模式初始化”段和“实模式初始化”段即被遗弃。VxD 的大部分代码都在其他的某一段中,“可分页”段允许虚拟存储管理器(Virtual Memory Manager )进行分页管理,大多数的VxD 代码都应当在“可分页”段。“不可分页”段的内容主要包括:VxD 的主入口点、硬件中断处理函数、所访问的数据以及能被另一个VxD 中断处理函数调用的异步服务。“静态”段仅用于可以动态加载的VxD ,当VxD 卸载后,静态代码段和数据段都保留在内存中。“只调

试”段只是VMM 在Soft-ICE for Win 95等调试环境下才将其载入。VMM 是通过VxD 的设备描述符块DDB

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(Device Descriptor Block)来识别的。DDB向VMM提供了VxD的主入口点,还向应用程序和其他的VxD提供了入口点。VMM利用这个主入口点将VM及Windows自身的状态通知给VxD,然后VxD通过相应的工作来响应这些事件。由于VxD不仅仅服务于一个物理设备(比如多个串口)或仅与一个VM发生联系,所以VxD 需状态信息。VxD用一个或多个设备上下文结构来保存设备信息,如I/O端口基地址、中断向量等,VxD将自己的每个VM的状态信息保存在VMM的VM控制块中。

VMM提供的服务包括:事件服务、内存管理服务、兼容执行和保护模式执行的服务、登录表服务、调度程序服务、同步服务、调试服务、I/O捕获服务、处理错误和中断服务、VM中断和回调服务、配置管理程序服务以及其他杂项服务。

2　开发工具V ToolsD简介

V ToolsD是专门用于开发VxD程序的一种工具软件,它包括VxD框架代码生成器Quicd2 VxD,C运行库、VMM/VxD服务库、VxD的C+ +类库、VxDLoad和VxDView等实用工具以及大量的C,C++例程。由VC++,BC++的32位编译器编译生成的VxD程序可以脱离V ToolsD环境运行。

利用QuickVxD可以方便、快捷地生成VxD 的框架,即生成后缀名为h,cpp和mak的3个文件。源文件包含了运行VxD的基本组件,其中包含控制消息处理、API入口点、以及VxD服务等函数框架,并且还定义了标志,设置了编译参数,声明了类别,然后在C++环境下,向生成的各个处理函数体内添加自己的代码,最后使用编译器NMA KE生成标准的VxD程序。

由于VxD运行在ring0级,所以调试程序相当困难。使用的调试工具是Soft-ICE for Win 95.目前V ToolsD的最新版本为3.0,它支持设备访问体系结构DAA(Device Access Architecture),所编写的程序代码将可以在所有Windows平台(包括Win95,Win98以及Windows N T)上共享。当然也可以使用Microsoft公司的DD K(De2 vice Developer K it)来开发VxD,但DD K不能象V ToolsD那样通过屏蔽系统及VxD的底层技术细节提供丰富的C运行库和C++类库,而是让开发人员充分享用面向对象编程方法的方便与快捷,因此仅就该点而言,使用DD K是不方便的。3　VxD程序设计实例

在开发电话网络测试系统的设计过程中用V ToolsD,VC++6.0为自制的ISA卡开发了虚拟设备驱动程序Interrupt.vd.中断由应用程序动态载入系统的Interrupt.vxd响应并加以处理。中断服务程序ISR结束后,调用函数Shell-PostMessage()向应用程序窗口发送自定义消息。应用程序接受消息后,再通过函数DeviceI oC ontrol()与VxD接口函数OnW32Device IoControl()互传缓冲区数据。程序结束即可动态卸载VxD.

Win95下硬件中断的处理过程。当中断发生时,处理器转换为ring0级保护模式。win2 odows系统并不象DOS那样通过中断描述符表ID T(Interrupt Descriptor Table)直接指向中断处理过程,而是由ID T入口指向VMM中的程序。该程序将判断是否为中断调用,如果是,则把中断控制权交给虚拟可编程中断控制器V PICD(Vir2 tual Programmable Interrupt Controller Device), V PICD实际上是一个重要的VxD,V PICD再将其交给另一个注册了该中断的VxD(如Inter2 rupt.vxd)来处理。VxD程序是通过调用V PICD 服务V PICD-Virtualize-IRQ来注册中断的。此应用程序使用了下列函数:CreateFile()动态加载VxD,CloseHandle()并动态卸载VxD,PreT rans2 lateMessage()截获消息、DeviceI oC ontrol()与VxD互传缓冲区数据。虚拟设备驱动程序Interrupt.vxd经调试后工作正常,未发生过任何丢失数据或死机的现象。

下面是虚拟设备驱动程序interrupt.vxd的部分源代码Interrupt.h和Interrupt.cpp

①Interrupt.h

//IN TERRU PT.h-include file for VxD IN2 TERRU PT

#define DEV ICE-CLASS InterruptDevice

#define IN TERRU PT-Device ID UNDE2 FIN ED-DEV ICE-ID

#define IN TERRU PT-Init-Order UNDE2 FIN ED-IN IT-ORDER

#define IN TERRU PT-Major

#define IN TERRU PT-Minor0

#define M Y-IRQ9//定义9号中断

class M YHw Int:public V Hardware Int

{

public:

MyHw Int():V Hardware Int(M Y-IRQ,0,0,) {}

virtual VO ID OnHardware Int(VMHAN2

?

7

3

?

第9期 王　磊,等:Win98下虚拟设备驱动程序的设计与实现

DL E );

}

class InterruptDevice :public VDevice {

pulice :

virtual BOOL OnSysDynamicDevice Init ();virtual BOOL OnSysDynamicDeviceExit ();virtual DWORD OnW32Device IoControl (PI 2CO TL PARAMS pDIOCParams );

MyHw Int 3pMyIRQ ;}

class InterruptVM ;public VVirtualMachine {

public :

InterruptVM (VMHANDL EHVM );}{

public :

Interrupt Thread (THREADHADANDL E h Thread )}

②Interrupt.cpp

//IN TERRU PT.cpp -main module for VxD IN TERRU PT

#define DEV ICE -MA IN #include “Interrupt.h ”

Declare-Virtual-Device (IN TERRU PT )

#define WM-USER-POSTVXD 0x1000　

　//自定义消息

#undef DEV ICE -MA IN

InterruptVM ::InterruptVM (VMHANDL E 2hVM ):VVirtualMachine (hVM ){}

Interrupt Thread ::Interrupt Thread (THREADHANDL Eh Thread ):V Thread (h Thread ){}

BOOL InterruptDevice ::OnSysDynam 2icDevice Init ()//动态加载时初始化{……//硬件初始化

pMyIRQ =new MyHw Int ();

if (pMyIRQ &&pMyIRQ ->hook ())//挂接中断

{

pMyIRQ ->physicalUnmask ();//允许中断return TRU E ;}

else return FAL SE ;}

BOOL InterruptDevice ::OnSysDynam 2icDeviceExit ()

//动态卸载过程{

delete pMyIRQ ;return TRU E ;}

DWORD InterruptDevice ::OnW32Device Io Control (PIOCTL PARAMS pDIOCParams )//与Win32应用程序的接口函数

{……}

VO ID MyHw Int ::OnHardware Int (VMHANDL E hVM )

{……//中断处理

SHELL-PostMessage (AppWnd ,WM-USER-POSTVXD ,0,0,0,NULL );//向应用程序窗口发送消息

sendPhysical EO I ();//通知V PICD 中断结束}

参　考　文　献

[1]　杨　强,李堂秋.Win 9X 虚拟设备驱动程序编程指

南[M ].北京:清华大学出版社,1999.

[2]　王华,叶爱亮.Visual C ++6.0编程实例与技巧

[M ].北京:机械工业出版社,1999.

(上接第20页)

择相应的数据进行显示处理,显示时把视点置于基座的中心,由于近视点处三角形数目较多,远视点处三角形数目少,从而实现快速的多分辨率地形显示。

参　考　文　献

[1]　HOPPE H.View-dependent level-of-detail control and

its application [J ].Computer Graphics proceedings ,1993,(8):19-26.

[2]　MAR K B ,K A TRIN D.On levels of details in terrains

[J ].Graphical Models and Image Processing ,1998,

(1):1-12.

[3]　武晓波,王世新,肖春生.建立多精度三角网[J ].中

国图形图象学报,1999,(9):766-768.

?83? 应 用 科 技 第28卷

字符设备驱动程序课程设计报告

中南大学 字符设备驱动程序 课程设计报告 姓名：王学彬 专业班级：信安1002班 学号：0909103108 课程：操作系统安全课程设计 指导老师：张士庚 一、课程设计目的 1.了解Linux字符设备驱动程序的结构； 2.掌握Linux字符设备驱动程序常用结构体和操作函数的使用方法； 3.初步掌握Linux字符设备驱动程序的编写方法及过程； 4.掌握Linux字符设备驱动程序的加载方法及测试方法。 二、课程设计内容 5.设计Windows XP或者Linux操作系统下的设备驱动程序; 6.掌握虚拟字符设备的设计方法和测试方法；

7.编写测试应用程序，测试对该设备的读写等操作。 三、需求分析 3.1驱动程序介绍 驱动程序负责将应用程序如读、写等操作正确无误的传递给相关的硬件，并使硬件能够做出正确反应的代码。驱动程序像一个黑盒子，它隐藏了硬件的工作细节，应用程序只需要通过一组标准化的接口实现对硬件的操作。 3.2 Linux设备驱动程序分类 Linux设备驱动程序在Linux的内核源代码中占有很大的比例，源代码的长度日益增加，主要是驱动程序的增加。虽然Linux内核的不断升级，但驱动程序的结构还是相对稳定。 Linux系统的设备分为字符设备(char device)，块设备(block device)和网络设备(network device)三种。字符设备是指在存取时没有缓存的设备，而块设备的读写都有缓存来支持，并且块设备必须能够随机存取(random access)。典型的字符设备包括鼠标，键盘，串行口等。块设备主要包括硬盘软盘设备，CD-ROM等。 网络设备在Linux里做专门的处理。Linux的网络系统主要是基于BSD unix的socket 机制。在系统和驱动程序之间定义有专门的数据结构(sk_buff)进行数据传递。系统有支持对发送数据和接收数据的缓存，提供流量控制机制，提供对多协议的支持。 3.3驱动程序的结构 驱动程序的结构如图3.1所示，应用程序经过系统调用，进入核心层，内核要控制硬件需要通过驱动程序实现，驱动程序相当于内核与硬件之间的“系统调用”。

虚拟声卡驱动程序VirtualAudioCable使用方法

一：安装软件 点击 选择是（Y） 选择I accept 选择Install 安装成功，点击“确定”按钮即完成安装。 二、软件的设置 点击桌面开始按钮所有程序---Virtual Audio Cable —Control panel 进入软件初始化 设置。 在Cables 中选择1（即首次设置一个虚拟通道），点击旁边的Set 按钮生成通道Cable1. 在参数设置区将Line 、Mic （可选可不选）、S/PDIF （可选可不选）三个选项后面的方框打钩，选中之后点击参数设置区内的设置按钮Set ，即完成了，对虚拟声卡通道1 的设置。 鼠标右键点击桌面右下角的喇叭------ 调整音频属性---- < 或者点击开始—控制面板--- 声音、 语音和音频设备--- 声音和音频设备>弹出： 选择语音 此时语音部分的设置为原系统默认的设备，保持不变。 选择音频： 改变声音播放、录音的选项内容：

如上图将声音播放、录音的默认设备全部改为Virtual Cable 1 。点击应用--- 确定即可。 三、打开录音机录音--- 录制电脑里播放出来的音频（不包含麦克风 里的声音） - 即“内录” 开始--- 所有程序—附件--- 娱乐--- 录音机 点击确定即可开始录音（注：此时可在电脑中打开相应的音频文件，开始录音） 此时音频波段显示有声音输入，但是电脑的耳机听不到正在播放的音频文件（属正常现象）。若想同时听到音频文件的内容点击桌面开始按钮所有程序---Virtual Audio Cable —Audio Repeater 。 修改为 点击Start 即可听到正在录制的音频文件。此时的录音即是通过虚拟声卡通道录制电脑里的声音的。 四、同时录电脑里播放的声音和麦克风收集的外部声音----- 即混录 <通过这种方法解决现有笔记本无“立体声混音”或“波形音”选项的问题> 在《三打开录音机录音--- 录制电脑里播放出来的音频（不包含麦克风里的声音）------------ 即“内录”》的同时，在打开一个irtual Audio Cable —Audio Repeater 窗口将其设置为： 即将外部麦克风收集的声音转移到虚拟声卡通道Cable1 中，同电脑里播放的声音一起被录音软件收录为音频文件。

虚拟设备驱动程序的设计与实现

虚拟设备驱动程序的设计与实现 由于Windows对系统底层操作采取了屏蔽的策略，因而对用户而言，系统变得 更为安全，但这却给众多的硬件或者系统软件开发人员带来了不小的困难，因为只要应用中涉及到底层的操作，开发人员就不得不深入到Windows的内核去编写属 于系统级的虚拟设备驱动程序。Win 98与Win 95设备驱动程序的机理不尽相同，Win 98不仅支持与Windows NT 5.0兼容的WDM(Win32 Driver Mode)模式驱动程序 ，而且还支持与Win 95兼容的虚拟设备驱动程序VxD(Virtual Device Driver)。下面介绍了基于Windows 9x平台的虚拟环境、虚拟设备驱动程序VxD的基本原理和 设计方法，并结合开发工具VToolsD给出了一个为可视电话音频卡配套的虚拟设备 驱动程序VxD的设计实例。 1．Windows 9x的虚拟环境 Windows 9x作为一个完整的32位多任务操作系统，它不像Window 3.x那样依 赖于MS-DOS，但为了保证软件的兼容性，Windows 9x除了支持Win16应用程序和 Win32应用程序之外，还得支持MS-DOS应用程序的运行。Windows 9x是通过虚拟机 VM(Virtual Machine)环境来确保其兼容和多任务特性的。 所谓Windows虚拟机（通常简称为Windows VM）就是指执行应用程序的虚拟环 境，它包括MS-DOS VM和System VM两种虚拟机环境。在每一个MS-DOS VM中都只运 行一个MS-DOS进程，而System VM能为所有的Windows应用程序和动态链接库DLL(Dynamic Link Libraries)提供运行环境。每个虚拟机都有独立的地址空间、寄存器状态、堆栈、局部描述符表、中断表状态和执行优先权。虽然Win16、Win32应用程序都运行在System VM环境下，但Win16应用程序共享同一地址空间， 而Win32应用程序却有自己独立的地址空间。 在编写应用程序时，编程人员经常忽略虚拟环境和实环境之间的差异，一般认为虚拟环境也就是实环境。但是，在编写虚拟设备驱动程序VxD时却不能这样做 ，因为VxD的工作是向应用程序代码提供一个与硬件接口的环境，为每一个客户虚 拟机管理虚设备的状态，透明地仲裁多个应用程序，同时对底层硬件进行访问。这就是所谓虚拟化的概念。 VxD在虚拟机管理器VMM(Virtual Machine Manager)的监控下运行，而VMM 实 际上是一个特殊的VxD。VMM执行与系统资源有关的工作，提供虚拟机环境（能产

《虚拟仪器设计实验》实验二

实验二、程序结构的使用 一、实验目的 掌握条件结构、循环结构、移位寄存器、顺序结构的使用； 二、实验内容 设计使用循环结构、条件结构、顺序结构控制程序运行的虚拟仪器。具体内容如下：1．求一个数的平方根，当该数大于等于0时，输出开方结果；当该数小于0时，用弹出式对话框报告错误，同时输出错误代码-99999。 2．产生100个随机数并求其最小值和平均值。 3．用随机数（0-1）连续产生0~1的随机数,计算这些随机数平均值达到所用时间。 三、实验步骤 1．求一个数的平方根 启动LabVIEW，打开一个空白的VI。 在前面板窗口适当位置放置一个数值型控制件和一个数值型显示件，并把它们的标签分别修改为“x”和“sqrt(x)”。用编辑文本工具在适当位置，用适当的字体、字号填写实验名称、班级和姓名，图所示前面板供参考。 在框图程序窗口中，从函数模板上找到“大于等于”、“单按钮对话框”，“平方根”和“条件结构”并放置到适当位置，设计框图程序如图所示。 用“姓名实验2-1”为文件名保存你所做工作，如：李红实验。输入x值，运行程序并记录程序运行结果。 图虚拟仪器1的前面板

图虚拟仪器1的框图程序 2．产生100个随机数并求其最小值和平均值 启动LabVIEW，打开一个空白的VI。 在前面板窗口适当位置放置两个数值型显示件，并把它们的标签分别修改为平均值和最小值。用自由“编辑文本”工具在适当位置，用适当的字体、字号填写实验名称、班级和姓名，图所示前面板供参考。 在框图程序窗口中从函数模板上找到“For 循环”并放置到适当位置，为记数端口连接一个32位整型数100；创建两个移位寄存器分别用来从一次循环向下一次循环传递当前最小值和当前随机数累加值；初始化移位寄存器即为移位寄存器左侧端口赋值，设置当前最小值移位寄存器初值为1，当前随机数累加值移位寄存器初值为0，所对应的程序框图如图所示。创建移位寄存器的方法是在循环的左边框或右边框上弹出快捷菜单，然后选择“添加移位寄存器”。 在框图程序窗口中从函数模板上找到“最大值与最小值”、“除”、“加”、“随机数(0~1)函数”，设计框图程序如图所示。

编译hello设备驱动程序详细过程

编译hello world设备驱动程序详细过程 1、安装与你的开发板相同的内核版本的虚拟机，我的板子内核是2.6.8.1，虚拟机是2.6.9， 一般是虚拟机的内核只能比板子内核新，不能旧 #uanme –a [1](在任何目录下，输入此命令，查看虚拟机的内核版本，我的内核版本是2.6.9) 2、在虚拟机上设置共享目录，我的共享目录在linux下的/mnt/hgfs/share [2]share是自己命名的，我的物理机上，即Windows下的目录是G:/share, 3、在Windows下，把开发板的的交叉开发工具链[3]，内核源码包[4]，复制到物理机的共享目录下[5] 即Windows下的目录是G:/share, 4、#cp /mnt/hgfs/share/cross-3.3.2.tar.bz2 /usr/local/arm [6] 在Linux下，把交叉工具链，复制到/usr/local/arm目录下 5、#cd /usr/local/arm 6、#tar jxvf cross-3.3.2.tar.bz2 [7] 并在当前目录/usr/local/arm下解压它cross-2.95.3.tar.bz2和gec2410-linux-2.6.8.tar.bz2也是用同样的命令去解压 7、#export PATH=/usr/local/arm/3.3.2/bin:$PATH [8] 安装交叉工具链，在需要使用交叉编译时，只要在终端输入如下命令 #export PATH=/usr/local/arm/版本/bin:$PATH 即可，在需要更改不同版本的工具链时，重新启动一个终端，然后再一次输入上面的命令即可，使用哪个版本的交叉工具链，视你要编译的内核版本决定，编译2.4版本的内核，则用2.95.3版本的交叉工具链，而2.6版本内核的，则要用3.3.2版本的交叉工具链。 8、#cp gec2410-linux-2.6.8.tar.bz2 /root [9]把内核拷贝到/root目录下， 9、#cd /root 10、#tar gec2410-linux-2.6.8.tar.bz2 [10] 在/root解压开发板的内核源码压缩包gec2410-linux-2.6.8.tar.bz2，得到gec2410-linux-2.6.8.1文件夹 11、#cd /root/ gec2410-linux-2.6.8.1 12、#cp gec2410.cfg .config [11] gec2410.cfg文件是广嵌开发板提供的默认内核配置文件，在这里首先把内核配置成默认配置，然后在此基础上用make menuconfig进一步配置，但在这里，不进行进一步的配置，对于内核配置，还需要看更多的知识，在这里先存疑。 13、#make [12]在内核源代码的根目录gec2410-linux-2.6.8.1下用make命令编译内核，注意，先安装交叉工具链，再编译内核，因为这里编译的hello.ko驱动模块最终是下载到开发板上运行的，而不是在虚拟机的Linux系统运行的，如果是为了在虚拟机的Linux系统运行的，则不用安装交叉编译工具链arm-linux-gcc,而直接用gcc,用命令#arm-linux-gcc –v 可以查看当前已经安装的交叉编译工具链的版本。这里编译内核不是为了得到内核的映象文件zImage（虽然会得到内核的映象文件zImage），而是为了得到编译hello.o模块需要相关联，相依赖(depends on)的模块。 14、#cd /root 12、#mkdir hello [13]在/root目录下建立hello文件夹， 13、#cd hel 14 、#vi hello.c [12]编辑hello.c文件,内容是《Linux设备驱动程序》第三版22页的hello world程序。 15、#vi Makefile [13]在hello文件夹下编辑Makefile文件， 16、obj-m := module.o [14] 这是Makefile的内容，为obj-m := module.omodule.o视你编辑的.c文件而定，这里则要写成hello.o，写完后，保存退出。 17、cd /root/hello

字符设备驱动程序

Linux字符设备驱动（转载） 来源: ChinaUnix博客日期：2008.01.01 18:52(共有0条评论) 我要评论 Linux字符设备驱动（转载） 这篇文章描述了在Linux 2.4下，如何建立一个虚拟的设备，对初学者来说很有帮助。原文地址：https://www.wendangku.net/doc/485580394.html,/186/2623186.shtml Linux下的设备驱动程序被组织为一组完成不同任务的函数的集合，通过这些函数使得Windows的设备操作犹如文件一般。在应用程序看来，硬件设备只是一个设备文件，应用程序可以象操作普通文件一样对硬件设备进行操作，如open ()、close ()、read ()、write () 等。 Linux主要将设备分为二类：字符设备和块设备。字符设备是指设备发送和接收数据以字符的形式进行；而块设备则以整个数据缓冲区的形式进行。字符设备的驱动相对比较简单。 下面我们来假设一个非常简单的虚拟字符设备：这个设备中只有一个4个字节的全局变量int global_var，而这个设备的名字叫做"gobalvar"。对"gobalvar"设备的读写等操作即是对其中全局变量global_var的操作。 驱动程序是内核的一部分，因此我们需要给其添加模块初始化函数，该函数用来完成对所控设备的初始化工作，并调用register_chrdev() 函数注册字符设备： static int __init gobalvar_init(void) { if (register_chrdev(MAJOR_NUM, " gobalvar ", &gobalvar_fops)) { //…注册失败 } else

虚拟设备驱动程序设计中的两个关键问题

虚拟设备驱动程序设计中的两个关键问题 在虚拟设备驱动程序(VxD)的设计中，两个尤为关键，且又令人困扰的问题是VxD 的虚拟化和VxD与应用程序间的通信机制。下面，对这两个问题作一详细的探讨。 一、VxD的虚拟化 由于Windows允许同时运行多个任务，所以出现多个进程试图同时访问同一物 理设备的情况时，如果多个应用程序通过同一个DLL驱动程序（注意和虚拟设备驱 动程序VxD的区别）访问设备，不需要对该设备虚拟化，驱动程序使之顺序访问；如果是多个Windows应用程序对相同设备同时访问，由于都运行于System VM（系统虚拟机），所以也不需要虚拟化，它们的访问将由一个驱动程序(Windows driver DLL)进行检测并使之串行化，而不是依靠VxD；如果多个VM试图访问同一 设备，由于DOS应用程序能够直接操纵硬件，所以必须对该设备进行虚拟化，一个 虚拟化设备的VxD负责可靠地检测多个VM试图访问同一设备的情况，并采取仲裁的 策略来解决这种冲突。这里可能有以下几种解决方案： 1、允许一个VM访问物理设备，同时忽略其它的VM。这是最简单的虚拟化 形式 。如VPD(Virtual Printer Device)。 2、允许一个VM访问物理设备，同时为其它的VM虚拟化设备。如VKD(Virtual Keyboard Device)分配给一个VM，并使之获得物理键盘的访问权（包括键盘中 断 在内），对其它的VM而言，VKD只向它们提供一个空的键盘缓冲区。 3、允许多个VM共享同一物理设备。尽管存在假象，但从VM的观点来看，这种 方法与独享访问一样。如VDD(Virtual Display Device)，使每一个Windows环境 下的DOS VM认为是直接写入显存，其实只是被VDD映射到了一个窗口的缓冲区。 4、VxD独立访问物理设备的同时，允许一个VM访问虚拟设备，这是最复杂的 虚拟化形式。如VCD(Virtual Com Device),VCD缓冲区接收串行数据并通过映射中 断透明地传给相应的一个VM，VM在中断处理过程中读取串口数据寄存器，这些数 据的实质是VCD缓冲区已经接收的数据。 与物理设备一样，硬件中断很多时候也必须虚拟化，这种情况更为复杂。虚拟化中断实质上就是将硬件产生的中断映射到需要它的每一个VM（不管该VM是否 正在运行），替代VxD进行服务。在这里我们给出一个虚拟化中断的VxD实例的几 个重要回调过程，并采用最简单的仲裁策略来解决访问冲突（见程序1）。 typedef struct

基于研华数据采集卡的labview程序设计.doc

第10章基于研华数据采集卡的 L a b V I E W程序设计 本章利用研华公司的PCI-1710HG数据采集卡编写LabVIEW程序，包括：模拟量输入、模拟量输出、开关量输入以及开关量输出等。 10.1 模拟量输入（AI） 10.1.1 基于研华数据采集卡的LabVIEW程序硬件线路 在图10-1中，通过电位器产生一个模拟变化电压（范围是0V～5V），送入板卡模拟量输入0通道（管脚68），同时在电位器电压输出端接一信号指示灯，用来显示电压变化情况。 图10-1 计算机模拟电压输入线路 本设计用到的硬件为：PCI-1710HG数据采集卡、PCL-10168数据线缆、ADAM-3968接线端子（使用模拟量输入AI0通道）、电位器（10K）、指示灯（DC5V）、直流电源（输出：DC5V）等。 10.1.2 基于研华数据采集卡的LabVIEW程序设计任务 利用LabVIEW编写应用程序实现PCI-1710HG数据采集卡模拟量输入。 任务要求： （1）以连续方式读取电压测量值，并以数值或曲线形式显示电压测量变化值；

第10章基于研华数据采集卡的LabVIEW程序设计（2）当测量电压小于或大于设定下限或上限值时，程序画面中相应指示灯变换颜色。 –209 –

LabVIEW 虚拟仪器数据采集与串口通信测控应用实战 – 210 – 10.1.3 基于研华数据采集卡的LabVIEW 程序任务实现 1．建立新VI 程序 启动NI LabVIEW 程序，选择新建（New ）选项中的VI 项，建立一个新VI 程序。 在进行LabVIEW 编程之前，必须首先安装研华设备管理程序Device Manager 、32bit DLL 驱动程序以及研华板卡LabVIEW 驱动程序。 2．设计程序前面板 在前面板设计区空白处单击鼠标右键，显示控件选板（Controls ）。 （1）添加一个实时图形显示控件：控件（Controls ）→新式（Modern ）→图形（Graph ） →波形图形（Waveform Chart ），标签改为“实时电压曲线”，将Y 轴标尺范围改为0.0-5.0。 （2）添加一个数字显示控件：控件（Controls ）→新式（Modern ）→数值（Numeric ）→ 数值显示控件（Numeric Indicator ），标签改为“当前电压值：”。 （3）添加两个指示灯控件：控件（Controls ）→新式（Modern ）→布尔（Boolean ）→圆形指示灯（Round LED ），将标签分别改为“上限指示灯：”、“下限指示灯：”。 （4）添加一个停止按钮控件：控件（Controls ）→新式（Modern ）→布尔（Boolean ）→停止按钮（Stop Button ）。 设计的程序前面板如图10-2所示。 图10-2 程序前面板 3．框图程序设计——添加函数 进入框图程序设计界面，在设计区空白 处单击鼠标右键，显示函数选板（Functions ）。 在函数选板（Functions ）下添加需要的函数。 （1）添加选择设备函数：用户库→ Advantech DA&C （研华公司的LabVIEW 函数库）→ EASYIO → SelectPOP → SelectDevicePop.vi ，如 图10-3 SelectPop 函数库

一个简单字符设备驱动实例

如何编写Linux设备驱动程序 Linux是Unix操作系统的一种变种，在Linux下编写驱动程序的原理和思想完全类似于其他的Unix系统，但它dos或window环境下的驱动程序有很大的区别。在Linux环境下设计驱动程序，思想简洁，操作方便，功能也很强大，但是支持函数少，只能依赖kernel中的函数，有些常用的操作要自己来编写，而且调试也不方便。本文是在编写一块多媒体卡编制的驱动程序后的总结，获得了一些经验，愿与Linux fans共享，有不当之处，请予指正。 以下的一些文字主要来源于khg，johnsonm的Write linux device driver，Brennan's Guide to Inline Assembly，The Linux A-Z，还有清华BBS上的有关device driver的一些资料. 这些资料有的已经过时，有的还有一些错误，我依据自己的试验结果进行了修正. 一、Linux device driver 的概念 系统调用是操作系统内核和应用程序之间的接口，设备驱动程序是操作系统内核和机器硬件之间的接口。设备驱动程序为应用程序屏蔽了硬件的细节，这样在应用程序看来，硬件设备只是一个设备文件，应用程序可以象操作普通文件一样对硬件设备进行操作。设备驱动程序是内核的一部分，它完成以下的功能： 1）对设备初始化和释放； 2）把数据从内核传送到硬件和从硬件读取数据； 3）读取应用程序传送给设备文件的数据和回送应用程序请求的数据； 4）检测和处理设备出现的错误。 在Linux操作系统下有两类主要的设备文件类型，一种是字符设备，另一种是块设备。字符设备和块设备的主要区别是：在对字符设备发出读/写请求时，实际的硬件I/O一般就紧接着发生了，块设备则不然，它利用一块系统内存作缓冲区，当用户进程对设备请求能满足用户的要求，就返回请求的数据，如果不能，就调用请求函数来进行实际的I/O操作。块设备是主要针对磁盘等慢速设备设计的，以免耗费过多的CPU时间来等待. 已经提到，用户进程是通过设备文件来与实际的硬件打交道。每个设备文件都都有其文件属性(c/b)，表示是字符设备还是块设备。另外每个文件都有两个设备号，第一个是主设备号，标识驱动程序，第二个是从设备号，标识使用同一个设备驱动程序的不同的硬件设备，比如有两个软盘，就可以用从设备号来区分他们。设备文件的主设备号必须与设备驱动程序在登记时申请的主设备号一致，否则用户进程将无法访问到驱动程序. 最后必须提到的是，在用户进程调用驱动程序时，系统进入核心态，这时不再是抢先式调度。也就是说，系统必须在你的驱动程序的子函数返回后才能进行其他的工作。如果你的驱动程序陷入死循环，不幸的是你只有重新启动机器了，然后就是漫长的fsck。 二、实例剖析 我们来写一个最简单的字符设备驱动程序。虽然它什么也不做，但是通过它可以了解Linux的设备驱动程序的工作原理.把下面的C代码输入机器，你就会获得一个真正的设备

简单的虚拟字符设备驱动的实现

简单的虚拟字符设备驱动的实现 Linux業已成为嵌入式系统的主流，而各种Linux驱动程序的类型中，字符设备无疑是应用最广泛的。本文实现了一个简单的虚拟字符设备的驱动程序，用以演示Linux字符设备驱动的基本原理。在嵌入式Linux的教学中具有重要的作用。 标签：Linux 驱动程序字符设备虚拟嵌入式 Linux作为一种开放源代码的操作系统，在嵌入式系统领域业已成为主流，而为嵌入式Linux系统开发设备驱动程序，也成为一项重要的工作。Linux系统中的驱动程序主要分为三种：字符设备驱动程序、块设备驱动程序和网络驱动程序。其中字符设备是一类只能顺序读写，没有缓存的驱动程序，其实现方法相对简单，而应用则最为广泛。在嵌入式Linux的教学中，字符设备驱动程序也是一项重要内容。为了让学生能够理解字符设备驱动程序的原理，需要一个简单的字符设备驱动的例子，用以进行演示。 一、基本原理 把设备当作文件处理，是Linux系统的重要思想，即“一切皆文件”。在用户空间中，应用程序对字符设备的操作跟读写普通文件没有什么区别，也是通过open（）、close（）、read（）、write（）等函数实现的。操作系统将这些用户空间中的函数分别映射到内核空间中由驱动程序提供的对应接口。因此，内核空间中的驱动程序就需要通过对对应接口函数的实现来实现对用户空间中应用程序的支持。 file_opreations是字符设备驱动中最重要的结构，它包含了字符设备各种可能的接口函数。通常在嵌入式编程中，我们不需要全部实现，只需要实现我们实际用到的接口就可以了，这样可以有效降低程序的大小。该结构被定义在头文件“linux/fs.h”中，使用时只需声明该结构的一个变量并进行填充即可。 二、环境准备 为了进行嵌入式Linux的开发，必须首先安装Linux系统。这里采用最常用的Windows系统+VMWare虚拟机的形式，系统版本为RedHat Enterprise Linux 6.4，其自带的内核版本为2.6.32-358.el6.i686。该版本比之前沿用的RedHat9更新，同时也是一个被验证过的非常稳定的系统。 交叉编译器采用网上下载的Arm-Linux-gcc 4.5.1版本，同样兼顾到版本更新和稳定性之间的平衡关系。 各软件的安装过程本文不再赘述。

USB设备驱动程序设计

USB设备驱动程序设计 引言 USB 总线是1995 年微软、IBM 等公司推出的一种新型通信标准总线， 特点是速度快、价格低、独立供电、支持热插拔等，其版本从早期的1.0、1.1 已经发展到目前的2.0 版本，2.0 版本的最高数据传输速度达到480Mbit/s，能 满足包括视频在内的多种高速外部设备的数据传输要求，由于其众多的优点，USB 总线越来越多的被应用到计算机与外设的接口中，芯片厂家也提供了多种USB 接口芯片供设计者使用，为了开发出功能强大的USB 设备，设计者往往 需要自己开发USB 设备驱动程序，驱动程序开发一直是Windows 开发中较难 的一个方面，但是通过使用专门的驱动程序开发包能减小开发的难度，提高工 作效率，本文使用Compuware Numega 公司的DriverStudio3.2 开发包，开发了基于NXP 公司USB2.0 控制芯片ISP1581 的USB 设备驱动程序。 USB 设备驱动程序的模型 USB 设备驱动程序是一种典型的WDM(Windows Driver Model)驱动程序，其程序模型如图1 所示。用户应用程序工作在Windows 操作系统的用户模式层，它不能直接访问USB 设备，当需要访问时，通过调用操作系统的 API(Application programming interface)函数生成I/O 请求信息包(IRP)，IRP 被传输到工作于内核模式层的设备驱动程序，并通过驱动程序完成与UBS 外设通 信。设备驱动程序包括两层：函数驱动程序层和总线驱动程序层，函数驱动程 序一方面通过IRP 及API 函数与应用程序通信，另一方面调用相应的总线驱动 程序，总线驱动程序完成和外设硬件通信。USB 总线驱动程序已经由操作系统 提供，驱动程序开发的重点是函数驱动程序。 USB 设备驱动程序的设计

《虚拟仪器设计》课程设计

成绩：《虚拟仪器设计》课程设计 题目：基于LabVIEW的音乐播放器设计 学院精密仪器与光电子工程学院 专业生物医学工程 年级2013级 班级一班 姓名凌伟 学号3013202225 2015年12月26日

目录 1设计目的 (3) 2实施方案 (3) 2.1总体规划 (3) 2.2软件结构设计 (4) 3实验结果 (9) 4总结 (13)

1设计目的 本课题的想法来源于大二第一学期的一门课，叫“面向对象程序设计”，主要内容是应用C++语言编写程序，那时候的期末课程设计我就做的音乐播放器，虽然花费了很多时间，但是最后自己的播放器能运行也是很满足的。于是这次的LabVIEW课程设计打算尝试用另一种编程方式做一个音乐播放器。 本音乐播放器能实现的一些基本功能：打开本地音乐文件、播放音乐、暂停、停止、进度条显示并拖动、音量控制、快进快退、显示当前播放曲目、显示音乐文件路径以及“爱心”流水灯、实时显示当前系统时间等。 另外还有一些功能没能实现，例如将多首歌曲添加到播放列表中，实现上一首、下一首切换；播放音乐时显示歌词；自动切换墙纸等，原因一方面是临近期末时间不够，另一方面是编程能力有限，而且对LabVIEW还比较陌生，不能自如地运用，希望以后有机会能加以改善。 2实施方案 2.1总体规划 该音乐播放器的功能都可以通过软件程序来实现，所以不需要设计硬件结构，只需要一台自带Windows Media Player和LabVIEW应用程序的PC机。在编程时先实现最基本的功能，如打开文件，调用Windows Media Player播放，并将路径和播放曲目显示在前面板上，之后再逐步添加控件实现暂停，停止，音量控制等功能，而流水灯，系统时间和用户指南按钮是在修饰前面板时临时想到的，于是最后就再加入了这些小功能。 主程序流程大致为：点击打开文件按钮→弹出文件对话框→选择音乐文件→显示文件路径和播放曲目→调用Windows Media Player播放歌曲，同时流水灯开始工作→暂停、播放、音量控制等→停止播放，同时流水灯停止工作，文件路径

linux字符设备驱动课程设计报告

一、课程设计目的 Linux 系统的开源性使其在嵌入式系统的开发中得到了越来越广泛的应用，但其本身并没有对种类繁多的硬件设备都提供现成的驱动程序，特别是由于工程应用中的灵活性，其驱动程序更是难以统一，这时就需开发一套适合于自己产品的设备驱动。对用户而言，设备驱动程序隐藏了设备的具体细节，对各种不同设备提供了一致的接口，一般来说是把设备映射为一个特殊的设备文件，用户程序可以像对其它文件一样对此设备文件进行操作。 通过这次课程设计可以了解linux的模块机制，懂得如何加载模块和卸载模块，进一步熟悉模块的相关操作。加深对驱动程序定义和设计的了解，了解linux驱动的编写过程，提高自己的动手能力。 二、课程设计内容与要求 字符设备驱动程序 1、设计目的：掌握设备驱动程序的编写、编译和装载、卸载方法，了解设备文件的创建，并知道如何编写测试程序测试自己的驱动程序是否能够正常工作 2、设计要求： 1) 编写一个简单的字符设备驱动程序，该字符设备包括打开、读、写、I\O控制与释放五个基本操作。 2) 编写一个测试程序，测试字符设备驱动程序的正确性。 3) 要求在实验报告中列出Linux内核的版本与内核模块加载过程。 三、系统分析与设计 1、系统分析 系统调用是操作系统内核和应用程序之间的接口，设备驱动程序是操作系统内核和机器硬件之间的接口。设备驱动程序为应用程序屏蔽了硬件的细节，这样在应用程序看来，硬件设备只是一个设备文件，应用程序可以象操作普通文件一样对硬件设备进行操作。设备驱动程序是内核的一部分，它完成以下的功能: 1、对设备初始化和释放； 2、把数据从内核传送到硬件和从硬件读取数据； 3、读取应用程序传送给设备文件的数据和回送应用程序请求的数据； 4、检测和处理设备出现的错误。 字符设备提供给应用程序的是一个流控制接口，主要包括op e n、clo s e（或r ele as e）、r e ad、w r i t e、i o c t l、p o l l和m m a p等。在系统中添加一个字符设备驱动程序，实际上就是给上述操作添加对应的代码。对于字符设备和块设备，L i n u x内核对这些操作进行了统一的抽象，把它们定义在结构体fi le_operations中。 2、系统设计： 2.1、模块设计：

虚拟仪器设计

虚拟仪器设计 一：填空题（３０分，３０个空）： 1.虚拟仪器的分类：按照构成虚拟仪器的接口总线不同，分为PCI总线接口虚拟仪器、串行总线虚拟仪器、并行接口虚拟仪器、USB总线接口虚拟仪器、GPIB 总线接口虚拟仪器、VXI总线接口虚拟仪器、PXI总线接口虚拟仪器和LXI总线接口虚拟仪器等。 2.虚拟仪器设计步骤和过程：①确定虚拟仪器的类型②选择合适的虚拟仪器软件开发平台③开发虚拟仪器应用软件④系统调试⑤编写系统开发文档 3.数据采集系统通常由传感器、信号调理设备、数据采集设备、计算机等组成。 4.A╱D转换器的主要参数：①分辨率②量化误差③精度④转换时间 5.模拟输入通道的组成：多路开关、放大器、采样╱保持电路以及A╱D转换器 6.多通道的采样方式：循环采样、同步采样和间隔采样。 7.总线的性能指标：①总线宽度②寻址能力③总线频率④数据传输速率⑤总线的定时协议⑥热插拔⑦即插即用⑧负载能力 8.GPIB总线的每个设备按三种基本工作方式进行：“听者”功能、“讲者”功能、“控者”功能 https://www.wendangku.net/doc/485580394.html,B特点：①支持多设备连接，减少了PC的I╱O接口数量②能够采用总线供电③第一次真正实现了即插即用，外部设备的安装变得十分简单④对一般外部设备有足够的带宽和连接距离⑤传输方式灵活，可以适应不同设备的需要 10.ＯＳＩ体系结构：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层 １１.ＴＣＰ＼ＩＰ体系结构：应用层、传输层、网络互连层、网络接口层。 １２.网络化虚拟仪器系统的组网模式：客户机╱服务器（Ｃ╱Ｓ）、浏览器╱服务器（Ｂ╱Ｓ）、客户机╱服务器╱浏览器（Ｃ╱Ｂ╱Ｓ）。 １３.程序结构：①ｆｏｒ循环组成：循环框架、重复端口、计数端口等 ②ｗｈｉｌｅ循环组成：循环框架、重复端口及条件端口 ③选择结构：选择框架、选择端口、框图标识符及“递增╱递减”按钮 ④顺序结构：单框架顺序结构和多框架顺序结构。最基本的由顺序框架、框图标识符、“递增╱递减”按钮组成 ⑤事件结构⑥公式节点 14, 数组，簇，字符串，波形 二、名词概念解释（３０分，１０个，一个三分）： １.虚拟仪器：多种形式输是利用计算机显示器模拟传统仪器控制面板，以出检测结果，利用计算机软件实现信号数据的运算、分析和处理，利用Ｉ╱Ｏ接口设备完成信号的采集、测量与调理，从而完成各种测试功能的一种计算机仪器系统。２.数据采集：指将温度、压力、流量、位移等模拟量采集转换成为数字量后，由计算机进行存储、处理、显示或打印的过程，相应的系统成为数据采集系统。３.采样：通过对连续的模拟信号按一定的时间间隔，抽取相应的瞬时值，这个过程称为采样。 ４.量化：把采样信号的幅值与某个最小数量单位的一系列整倍数比较，以最接近于采样信号幅值的最小数量单位倍数来代替该幅值。 ５.编码：把量化信号的电平用数字代码来表示，编码有多种形式，最常见的是

LabVIEW虚拟仪器程序设计从入门到精通

人民邮电出版社 1局部变量：1.层叠式顺序结构中，对于不同帧之间传递数据利用数据局部变量；2当一个控件既作为输入控件，又作为输出控件的时候利用局部变量；3在不同循环体之间的数据传递。 2全局变量：在不同的VI之间传递数据，但是对于内存资源的占用很大； 3共享变量：在不同的计算机或者网络之间共享。 4顺序结构强制破坏了LabView从左到右的数据流编程习惯，在平铺式结构中可以做到从右到左。顺序结构破坏了LabView的优点之一：并行运行机制，因此一般不太提倡。 5那么程序中需要利用顺序执行程序的时候我们一般认为控制数据依存关系，此时，是通过数据的到达而不是数据的值来触发新结构对象的执行，数据的接收对象不一定需要该数据的值。 事件结构 事件结构是一个非常强大的功能，为事件驱动，可用于编写等待事件发生的高效代码，代替循环检测事件是否发生的低效代码。对比条件结构和事件结构，在条件结构中，系统采用轮询的方式来检测“单击”按钮是否发生，但是在事件结构的技术过程中，只有单击按钮被按下以后触发，才执行一次循环。 因此，事件结构在执行前面板UI接口事件具有很强大的优越性。 事件结构的建议： ●避免在循环外使用事件结构； ●在“值”改变事件分支中读取触发布尔控件的接线端； ●条件结构用于处理触发布尔操作的撤销操作； ●不要使用不同的事件数据将一个分支配置为处理多个过滤事件； ●避免一个事件分支中同时使用对话框和“鼠标按下？”过滤事件； ●避免在一个循环中放置两个事件结构。 利用公式节点可以有效简化数值中的公式的繁琐结构。 禁用结构一般用于系统调试，避免程序在编辑中不停的删除、复制和修改中产生不必要的错误。

字符设备驱动框架

Linux中设备分类： 按照对设备的访问方式可分为以下三类： 1.字符设备(char device) (1)例如：键盘、鼠标、串口、帧缓存等； (2)通过/dev/下的设备节点访问；以字节为单位访问； (3)一般只支持顺序访问；(特例：帧缓存framebuffer) (4)无缓冲。 2.块设备(block device) (1)例如：磁盘、光驱、flash等； (2)以固定大小为单位访问：磁盘以扇区(512B)为单位；flash以页为单位。 (3)支持随机访问； (4)有缓冲(减少磁盘IO，提高效率)。 3.网络设备(network device) (1)无设备文件(节点)； (2)应用层通过socket接口访问网络设备(报文发送和接收的媒介)。 设备驱动在内核中的结构： 1.VFS虚拟文件系统作用：向应用层提供一致的文件访问接口，正是由于VFS 的存在，才可以将设备以文件的方式访问。 2.虚拟文件系统，存在于内存中，不在磁盘上，掉电丢失。例如：/proc、/sys、 /tmp。

设备号： 1.作用：唯一地标识一个设备； 2.类型：dev_t devno;即32位无符号整型； 3.组成： (1)主设备号：用于区分不同类型(按功能划分)的设备； (2)此设备号：用于区分相同类型的不同设备。 注意：相同类型的设备(主设备号相同)可以使用同一个驱动。 4.构建设备号： int major = 250; int minor = 0; (1)dev_t devno = (major << 20) | minor;不建议使用； (2)利用宏来构建：dev_t devno = MKDEV (major, minor); 注意：我们可以通过文件$(srctree)/documentation/device.txt来查看内核对设备号的分配情况。 (1)该文本中的有对应设备文件的设备号是已经被申请过的，我们不可以重 复使用(申请)； (2)从中可以看出，我们在编写驱动程序时可以使用的主设备号范围为 240~254，为了方便记忆，通常使用250作为主设备号。 字符设备驱动框架： 驱动：作用，为应用层提供访问设备的接口(对设备发的各种操作)。 一、申请设备号 1.构建设备号：dev_t devno = MKDEV (major, minor); 2.申请设备号： (1)动态申请：alloc_chrdev_region； (2)静态申请： register_chrdev_region。

Windows 95下的虚拟设备驱动程序

Windows 95下的虚拟设备驱动程序 虚拟设备驱动程序(VxDs)在很大程度上支持了Windows 3.x和Windows 95。通 常,我们从两个级别的意义上来认识VxDs:从低级意义上来说,它们直接存取系统 的硬件;而从高级意义上来看,它们在最高优先级别上运行。 在Windows 95中,VxDs显得更加重要,Microsoft正是靠VxDs扩展了操作系统内 核的处理能力。Win 95中的VxDs可以处理涉及从文件系统到声卡以至网络系统的 各种事务。 可能您还未认识到:尽管VxDs本身是32位的,但它却诞生于16位的非线程、非 抢占性的操作系统。而现在人们期待甚至要求VxDs能运作于具有线程化、可抢占 性的操作系统,简单的变形是不能解决此问题的。 虚拟机假想 一台虚拟机(VM)只不过是人们的一个假想。而特别的,这个假想认为一个给定 的进程可对一台计算机的所有硬件设备进行独占性的存取,这些设备包括了内 存 、I/O口、中断和其它进程想要占用的部件。VxDs就是为了此假想产生的。 Windows 3.1中有两种虚拟机(VMs):DOS壳和Windows VM本身(后者称为" 系统 虚拟机"———所有的Windows应用程序运行于其中)。而虚拟机管理器(VMM),尽 管它本身不是一VM,但却充当着激活VMs和VxDs的主要管理员。例如,VMM要处理在 运行VMs时的抢占时间片工作。 另外,任何用来虚拟管理I/O设备的VxD都必须在VMM中登记。因此,如果一VxD 要占用一些特殊的I/O端口,就必须请求VMM挂起这个端口。这样,无论何时当一 Windows应用程序试图对此口进行存取操作时,VMM将把这个存取请求传给特定的 VxD。

(完整版)虚拟仪器设计实验报告

实验一 实验要求： 一、熟悉LabVIEW环境 二、创建一个VI,发生一个值为0~1的随机数a，放大十倍后与某一常数b比较，若a>b，则指示灯亮。要求： 1、编程实现； 2、单步调试程序； 3、应用探针观察各数据流。 三、创建和调用子VI 1、创建一个字VI，子VI功能；输入3个参数后，求其和，再开方。 2、编一个VI调用子VI。 程序框图：

1、 2、子VI调用： 实验现象：

实验小结： 实验一主要熟悉了软件的使用，用了一些计算以及子VI的调用，为后面的实验打下基础。 实验二 实验要求： 一、在程序的前面板上创建一个数值型控件，为它输入一个数值；把这个数值乘以一个比例系数，再由该控件显示出来。 二、创建一个3行4列的数组，（1）求数组的最大于最小值；（2）求出创建数组的大小；（3）将数组转置；（4）将该2二维数组改为一个一维数组。 三、创建一个簇软件，成员为字符型姓名，数值型学号，布尔型注册。从该控件中提取簇成员注册，并显示在前面板上。 程序框图： 一、 二、

创建数组。三、 创建一个簇。实验现象：一、

二、 三、

实验三 实验要求： 一、产生100个0.0~100.0的随机数，求其最小值，最大值、平均值，并将数据在Graph 中显示。 An=An-1+1/n（An-An-1）An是前n个数据的平均值。 二、产生100个0.0~100.0的随机数序列，求其最小值、最大值、平均值，并将随机数序列和平均值序列显示在Chart波形图中，直到人为停止。 三、程序开始运行后，要求用户输入一个口令，口令正确时，滑键显示一个0~100的随机数，否则程序立即停止。 四、编写一个程序测试自己在前面板输入一下字符串用的时间：A virtual instrument is a program in the graphical programming luanguage. 程序框图： 一、