基于嵌入式的故障诊断专家系统驱动程序设计

电子设备的故障诊断系统大多采用由传感器、工业PC、工业以太网、远程专家组成的诊断模式。现有诊断现场仪器众多、连接复杂，使得系统可靠性和稳定性难以得到保证。另一方面，要求诊断人员具备专业知识，其中包括各类传感器的固定、连接与信号处理，难以实现“现场无人，远程诊断”目标。因此有必要从现有的硬件和软件组成模式的角度出发，探索一种新的诊断系统组成模式。本文设计了基于嵌入式的故障诊断专家系统，使得对电子设备的检测及维修变得更为方便有效。
本文根据实际需要选取Windows CE．Net作为本系统的操作系统平台。在Windows CE嵌入式系统的平台开发中，设备驱动程序的开发是其很重要的一部分，它们用于驱动嵌入式系统硬件平台上的各个设备接口。根据定制的硬件系统，本文对操作系统的键盘驱动程序、触摸屏、LCD驱动、电源管理及其它的相关驱动程序进行了开发。

1 Windows CE．Net操作系统
Windows CE．Net是微软公司在嵌入式操作系统市场上一个重要产品，第1个版本于1996年发布。Windows CE．Net是针对有限资源的平台而设计的32位、多线程、完整优先权、多任务的嵌入式操作系统。
Windows CE．Net一个突出的特点——模块化。利用这个特点，选择、组合和配置Windows CE．Net的各个模块和组件来创建用户版的操作系统，即Windows CE．Net的模块化设计使得它能够在大量的平台上定制使用，从客户电子设备到专用的工业控制器。
Window CE．Net操作系统的基本内核需要至少200 kB的ROM，它支持Win32 API子集、多种用户界面硬件、多种的串行和网络通讯技术、COM／OLE和其他的进程间通讯的先进方法，借助Windows CE开发者就能利用大量其他的编程资源、工具、软件例子以及文档来进行Windows CE．Net开发工作。Micmsoft公司为Windows CE．Net提供了PlatformBuilder和Embedded Visual Studio开发工具。
Windows CE．Net有五个主要的模块：内核模块、内核系统调用接口模块、文件系统模块、图形窗口和事件子系统模块、通讯模块。其最大的特点是能提供与PC机类似的图形界面和主要的应用程序。Windows CE．Net嵌入式操作系统的界面显示大多数在Windows里出现的标准部件，包括桌面、任务栏、窗口、图标和控件等。这样只要是对PC机上的Windows比较熟悉的用户，可以很快地使用基于Windows CE．Net嵌入式操作系统的嵌入式设备。

2 WindOWS CE．Net平台下的驱动开发
Windows CE．Net的分层结构给驱动程序的开发带来极大的方便，使得驱动开发只需要针对不同的BSP进行修改，很大程度上减少了开发的工作量。而完成这一工作需要了解两部分的内容，分别是：Windows CE．Net的中断机制和Windows CE．Net．的层次模型。
2．1 Windows CE．Net的中断机制
Windows CE．Net系统的大多数外围设备都是通过产生中断从操作系统获得服务的，如PC卡、板上定时器、键盘、触摸屏等。当设备需要驱动程序服务时，基于Windows CE．Net的平台使用中断信号通知操作系统。
Windows CE．Net把中断处理分成两部分：内核模式的中断服务程序(Interrupt Serice Routine，ISR)和用户模式的中断服务线程(Int-errupt Setice Thread，IST)。ISR通常都比较短，是快速的汇编代码，一般在0AL层代码中，能够直接访问硬件注册表。ISR的唯一任务就是向操作系统返回逻辑中断标志符。中断服务线程(IST)是用户模式线程，在IST中完成大多数中断处理。IST在大多数时间里是空闲的，只有当从函数WaitForSingeObiect()得到中断已经发生的信号后，IST被唤醒去处理它需要处理的中断。通过相关联的带有中断标志的事件可以完成这些。IST需要首先创建一个事件并且用逻辑中断与它相联系。当中断过程完成时，IST应该通知内核重新使能中断。