EPICS应用开发指南.pdf

简介：
《EPICS应用开发指南》是一本详尽介绍如何使用控制系统软件框架EPICS进行高效应用程序开发的专业书籍。本书涵盖了从基础概念到高级技巧的全面知识，帮助读者掌握EPICS的各项功能和最佳实践方法，适用于初学者及经验丰富的开发者。 EPICS（Experimental Physics and Industrial Control System）是一个用于控制大型物理实验设备和工业过程的软件框架。其核心由一系列库组成，这些库支持实时数据采集、监测和控制等操作。EPICS应用程序开发手册提供了一系列关于如何使用EPICS来开发控制系统以及建立与配置基础软件及应用的相关指南。 ### EPICS基础概述 EPICS包含多个组件，它们可以单独或组合起来构建控制系统： 1. **EPICS基础（EPICS Base）**：这是框架的核心部分，提供了记录数据库、通信功能和设备支持等功能。 2. **输入输出控制器（IOC）**：通过运行在实时操作系统上的 IOC 提供对硬件的控制及数据处理服务，并利用设备支持来实现这一目的。 3. **数据库记录（Records）**：代表物理设备或其它变量的数据结构，是EPICS进行数据处理的基本单元。 4. **通道访问（Channel Access）**：为客户端应用程序提供与记录和设备交互的方法接口。 5. **EPICS控制工具（EPICS Control Tools）**：一系列用于监控数据库及设备的实用程序集合。 6. **OPITools**：一组操作数据库的相关工具。 ### EPICS的构建设施 构建一个基于EPICS的应用通常需要定义特定配置，比如Makefile文件。这个过程包括： 1. 确定系统环境所需的各种库和编译器等需求； 2. 设置应用程序参数，例如编译标志以及路径信息； 3. 使用 Makefile 文件来自动化整个编译流程； 4. 定义在 Makefile 中使用的变量及规则以确保构建的顺利进行。 5. 创建关于构建过程的相关文档文件 6. 配置系统启动时执行的应用程序 ### 数据库锁定、扫描和处理 数据库管理是EPICS的核心功能之一，涵盖以下重要概念： 1. **记录链接（Record Links）**：使数据可以在不同记录间传递； 2. **数据库链接（Database Links）**：允许一个记录引用另一个的值。 3. **数据库锁定机制**：确保在多线程环境中对数据操作的安全性； 4. **周期性的扫描更新**：定期执行以保持所有相关记录处于最新状态 5. 记录处理逻辑，当数据发生变化时触发特定动作 6. 同步与异步记录的指导原则 7. 通过缓存推送提高性能的方法 8. 实现通知机制的 processNotify 方法。 9. 利用通道访问进行的数据链接。 ### 数据库定义 数据库定义是EPICS中至关重要的部分，它规定了记录类型、字段等，并描述它们如何与外部设备交互。这些关键点包括： 1. **语法总结**：关于创建数据库文件的标准规则； 2. 创建有效数据库时应遵循的一般性指导原则。 3. 构成数据库定义的语句。 ### 开始开发EPICS应用程序 开始一个基于EPICS的应用程序通常涉及以下步骤： 1. 介绍框架的基础知识及其主要组件 2. 学习如何启动使用 EPICS 基础； 3. 查看示例 IOC 应用程序，了解其基本结构和功能。 4. 配置并利用通道访问在主机上的操作演示； 5. 掌握构建 IO 控制器的技巧； 6. 使用 makeBaseApp.pl 脚本创建新的 IOC 应用程序实例 7. 为特定实时操作系统设置引导参数，如 RTEMS 和 vxWorks。 EPICS对于大型实验装置和工业控制系统来说是必不可少的技术。通过详细的开发手册，开发者能够系统地理解如何搭建、配置并利用 EPICS 来实现复杂的数据处理与设备控制任务。上述知识点覆盖了从基础概念到构建流程、数据库管理及应用开发步骤的各个方面，为创建高效的控制系统提供了理论依据和技术指导。