Hardware Access/hu

│ Deutsch (de) │ English (en) │ español (es) │ français (fr) │ magyar (hu) │ 日本語 (ja) │ 한국어 (ko) │ polski (pl) │ português (pt) │ русский (ru) │ slovenčina (sk) │ 中文（中国大陆）‎ (zh_CN) │

Hardver hozzáférés

Áttekintés

Ezen az oldalon a hardverek Lazarus által megvalósítható eléréséről olvashatsz. Ezek az eszközök a következők: ISA, PCI, USB, párhuzamos port, soros port, stb.

Egységes több-platformos elérés a hardver eszközökhöz nincs kidolgozva a Free Pascal Runtime Library-ban vagy az LCL-ben. Ezért ez az oldal megpróbálja összefoglalni a hardverek elérésének módjait különböző platformokon. A kód lefordítható különböző környezetekben a feltételes fordítási lehetőséget használva, így:

<delphi>

uses
 Classes, SysUtils, LResources, Forms, Controls, Graphics, Dialogs, ExtCtrls,
{$IFDEF WIN32}
  Windows;
{$ENDIF}
{$IFDEF Unix}
  ports;
{$ENDIF}

</delphi>

Jelenleg nem ismert hogy a Mac OS X/x86 engedi-e a hardverek elérését. Mivel megakadályozhatja, ezért javaslom olyan driver-ek használatát mint az io.dll.

Párhuzamos és Soros kommunikáció összehasonlítása

Az ISA kártyák, a PCI kártyák és a Parallel Port a számítógéppel párhuzamos protokollal kommunikál. A Serial Port és az USB eszközök soros protokolt használnak. Mivel a processzor és így a programozási nyelvek is az adatok elérésének párhuzamos módját alkalmazzák, ezért e protokolok használata jóval egyszerűbb a szoftverekben. Amikor egy Integer típusú változót kezelsz, annak értékét egyetlen utasítással elérheted. A soros protokollal azonban egyszerre csak egy bitet szerezhetsz meg, és ezt követően össze kell fűznöd azokat hogy megismerd a tényleges adatot.

A soros kommunikációt bonyolultabb kidolgozni, de viszonylag egyszerű ha egy előre elkészített komponenst használsz. A hardver oldalán is nehéz a megvalósítás, ezért sok hardver speciális integrált áramköröket vagy mikrokontrollereket tartalmaz erre a célra.

Íme egy összefoglaló táblázat a hardver hozzáférési protokolokról:

	Sebesség	Hardver kialakítás nehézsége
Serial Port	Nagyon lassú (< E5 bit/s)	Közepes
Parallel Port	Lassú (~ E6 bit/s)	Könnyű
ISA Card	Közepes (~ E7 bit/s)	Közepes
USB	Közepes (~ E7 bit/s)	Nehéz
PCI Card	Nagyon gyors (> E9 bit/s)	Nagyon nehéz

Párhuzamos kommunikáció

Az inpout32.dll használata Windows-on

Windows 9x és NT kiadásaiban különböző módok léteznek a hardverek eléréséhez. A 9x sorozatban (95, 98, ME) a programok közvetlenül hozzáférhetnek a hardverekhez, mint a DOS esetén tehették. Az NT sorozatban (Windows NT és XP) azonban ez nem lehetséges. Ezeken a rendszereken minden kommunikációt a hardverekkel eszközmeghajtókkal kell megvalósítani. Ez biztonsági szempontból jó, de eszköz-meghajtó programokat fejleszteni sok idejébe és pénzébe kerülhet a kis vállalkozásoknak.

Szerencsére van egy függvénytár ami megoldja ezt a problémát. Ha Windows NT rendszert érzékel kicsomagolja a HWInterface.sys kernel szintű eszközmeghajtót és telepíti azt. Ha Windows 9x rendszert érzékel akkor egyszerűen gépi kódú utasításokat használ a hardver eléréséhez.

Hogyan használható a függvénytár? Egyszerűen! Csak két eljárás van: Inp32 és Out32, használatuk pedig magától értetődő.

Dinamikusan lesz betöltve a függvénytár, ezért először definiálni kell mindkét funkciót:

<delphi>

type
  TInp32 = function(Address: SmallInt): SmallInt; stdcall;
  TOut32 = procedure(Address: SmallInt; Data: SmallInt); stdcall;

</delphi>

• Address mutatja a port címét amit el akarsz érni
• Out32 elküldi Data tartalmát az Address által mutatott portra
• Inp32 kiolvas egy bájtot az Address által mutatott portról

Most betöltheted a függvénytárat. Ezt megteheted ott ahol a programod főablakának OnCreate metódusát deklarálod:

<delphi>

type
  TMyForm = class(TForm)
  .........
  private
    { private declarations }
    Inpout32: THandle;
    Inp32: TInp32;
    Out32: TOut32;
  .........
implementation
  .........
procedure TMyForm.FormCreate(Sender: TObject);
begin
{$IFDEF WIN32}
  Inpout32 := LoadLibrary('inpout32.dll');
  if (Inpout32 <> 0) then
  begin
    // needs overtyping, plain Delphi's @Inp32 = GetProc... leads to compile errors
    Inp32 := TInp32(GetProcAddress(Inpout32, 'Inp32'));
    if (@Inp32 = nil) then Caption := 'Error';
    Out32 := TOut32(GetProcAddress(Inpout32, 'Out32'));
    if (@Out32 = nil) then Caption := 'Error';
  end
  else Caption := 'Error';
{$ENDIF}
end;

</delphi>

Ha a függvénytárat az OnCreate-ben töltöd be akkor ne felejtsd el befejezni a használatát az OnDestroy-ban:

<delphi>

procedure TMyForm.FormDestroy(Sender: TObject);
begin
{$IFDEF WIN32}
  FreeLibrary(Inpout32);
{$ENDIF}
end;

</delphi>

Itt egy egyszerű példa az Inp32 funkció használatára:

<delphi>

{$IFDEF WIN32}
  myLabel.Caption := IntToStr(Inp32($0220));
{$ENDIF}

</delphi>

Ez a kód egy ISA kártyával lett tesztelve a $0220-as porton, Lazarus 0.9.10 használatával Windows XP rendszeren. Természetesen a Windows unit-nak a uses részben szerepelnie kell hogy futtthasd ezt a kódot. Használatához az "inpout32.dll" állományt ugyanabba a könyvtárba kell telepíteni ahol az alkalmazásod található.

A függvénytár honlapja itt található: www.logix4u.net/inpout32.htm *lásd: discussion*

Assembler használata Windows 9x rendszeren

Windows 9x rendszeren használhatsz assembler kódot is. Tegyük fel hogy a $320-as portra a $CC értéket akarod írni. A következő kód ezt teszi::

<delphi>

{$ASMMODE ATT}
...
   asm
       movl $0x320, %edx
       movb $0xCC, %al
       outb %al, %dx
   end ['EAX','EDX'];

</delphi>

Hibaelhárítás Windows-on

Egy léehetséges hibaforrás hogy olyan párhuzamos hardvert használsz amely nem támogatja a "Plug And Play" rendszert Windows-on és így annak portjait a Windows egy másik eszközhöz kapcsolja. A következő hivatkozáson információkat találsz arról hogy miként utasíthatod a Windows-t arra hogy ne használja a hardvered portjait "Plug And Play" eszközökhöz:

http://support.microsoft.com/kb/135168

Folyamatban...

Az IOPerm használata portok eléréséhez Linoxon

A hardverek elérésének legjobb módja Linux-on az eszközmeghajtók használata, azonban a meghajtókészítés folyamatának bonyolultsága miatt néha egy gyorsabb megoldás kézenfekvőbb. Ahhoz hogy a "ports" unit-ot használhasd Linux-on a programodat rendszergazdaként kell futtatni, és az IOPerm segítségével a port eléréséhez megfelelő jogosultságokat kell beállítani.. A "ports" unit dokumentációját itt találod.

Az első teendő a Libc linkelése és azIOPerm meghívása. Van egy unit a free pascalban ami linkeli a meglévő (g) libc-t, azonban ez hibát okoz ha közvetlenül hívjuk meg az alkalmazásból és statikusan kerül felhasználásra, mivel a verziók közötti változások kompatibilitási problémákat okozhatnak. A függvények mint az ioperm valószínűleg nem változnak.

<delphi>

{$IFDEF Linux}
function ioperm(from: Cardinal; num: Cardinal; turn_on: Integer): Integer; cdecl; external 'libc';
{$ENDIF}

</delphi>

• "from" az első port amelyet el akarsz érni.
• "num" a portok száma az elsőtől amelyeket el akarsz érni, az IOPerm($220, 8, 1) hozzáférést biztosít a program számára az összes porthoz beleértve a $220 és $227 portokat is.

Az IOPerm meghívása után a port[<cím>] forma használható.

<delphi>

{$IFDEF Linux}
  i := ioperm($220, 8, 1);
  port[$220] := $00;
  myLabel.Caption := 'ioperm: ' + IntToStr(i);
  i := Integer(port[$220]);
  myOtherLabel.Caption := 'response: ' + IntToStr(i);
{$ENDIF}

</delphi>

Ez a kód egy általános ISA kártya $0220-as portján lett kipróbálva, a Lazarus 0.9.10 változatával Mandriva Linux 2005 és Damn Small Linux 1.5 rendszereken.

Általános UNIX Hardver Elérés

<delphi>{$IFDEF Unix} Uses Clib; // kinyeri a libc könyvtár nevét {$ENDIF}

{$IFDEF Unix} function ioperm(from: Cardinal; num: Cardinal; turn_on: Integer): Integer; cdecl; external clib; {$ENDIF}</delphi>

Az FPC egy absztrakt hívással az "fpioperm" -el éri el az ioperm-t ez a unit x86 -ban található, és szintén definiálja az fpIOPL-t és az out-/inport függvényeket. Ezek a függvények állnak rendelkezésre jelenleg a Linux/x86 és a FreeBSD/x86 rendszerben.

Ennek a linkelése nem ajánlott a libc-hez csak ha a telepítés és a hordozhatóság megvalósítható.

A libc kézi linkelése (pl a libc függvényeinek ad-hoc deklarásával amelyek valahol fellelhetőek) szintén kerülendő (illetve a libc import sor szükségszerűen hibát dob, mivel a standard C lib nem hívja meg a libc-t, továbbá pl. a libroot a BEos vagy más platformokon nem szabványos C szimbólumokat használ). Egyszóval kompatibilitási hibákat okoz.

Megjegyzés: A libc unit használata semmilyen körülmények között nem ajánlott, kivétel a Kylix kompatibilitás. Lásd: libc unit

Soros kommunikáció

Soros kommunikációt végző szoftver építése nagyon egyszerű a Synaser függvénytár használatával. A példa együtt áttekintve a Synaser dokumentációjával könnyen érthető. A leglényegesebb rész a TBlockSerial.Config mellyel beállítható a sebesség (bitek száma másodpercenként), valamint az adat bitek, az ellenörző (parity) bitek, vezérlő (stop) bitek és kapcsolódási (handshake) protokol, ha van. A következő kód egy COM 1-re sorosan csatlakozó egérrel lett tesztelve.

<delphi> program comm;

{$apptype console}

uses

 Classes, SysUtils, Synaser;

var

 ser: TBlockSerial;

begin

 ser:=TBlockSerial.Create;
 try
   ser.Connect('COM1');
   ser.config(1200, 7, 'N', SB1, False, False);
   while True do
     Write(IntToHex(ser.RecvByte(10000), 2), ' ');
 finally
   ser.free;
 end;

end. </delphi>

USB

libusb

Egy keresztplatformos lehetőség Linux, BSDs és Mac OS X rendszerekhez a libusb.

A fejlécek megtalálhatók a http://www.freepascal.org/contrib/db.php3?category=Miscellaneous címen:

név	szerző	változat	dátum	link	megjegyzés
libusb.pp	Uwe Zimmermann	0.1.12	2006-06-29	http://www.sciencetronics.com/download/fpc_libusb.tgz
libusb.pas	Johann Glaser		2005-01-14	http://www.johann-glaser.at/projects/libusb.pas
fpcusb	Joe Jared	0.11-14	2006-02-02	http://relays.osirusoft.com/fpcusb.tgz	hibás letöltési cím

FTDI

Az FTDI chip-jeinek kezeléshez használhatod az általuk kiadott pascal fejléceket a dll függvénytáruk eljárásainak hívására.

Külső hivatkozások

Kommunikációs Protokolok sebességének összehasonlítása:

1. http://en.wikipedia.org/wiki/Serial_port#Speed
2. http://www.lvr.com/jansfaq.htm - Jan Axelson's Parallel Port FAQ
3. http://en.wikipedia.org/wiki/USB#Transfer_Speed
4. http://en.wikipedia.org/wiki/PCI#Conventional_PCI_bus_specifications

Soros Kommunikációval kapcsolatos hivatkozások:

1. UNIX-on: [1]
2. Windows-on: http://msdn.microsoft.com/library/default.asp?url=/library/en-us/dnfiles/html/msdn_serial.asp
3. Synaser komponens: http://synapse.ararat.cz/
4. Comport Delphi csomag: http://sourceforge.net/projects/comport/

ISA Digital Oscilloscope - Egy példa a hardverelérésre teljes forráskóddal: http://eletronicalivre.incubadora.fapesp.br/portal/english/oscilloscope/