Hardware Access/fr

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Vue d'ensemble

Cette page est le début d'un tutoriel sur la manière d'accéder aux périphériques matériels de Lazarus. Ces dispositifs incluent les matériels suivants, mais ne sont pas limités à ceux-ci: ISA, PCI, USB, port parallèle, port série.

L'accès aux périphériques matériels d'une façon complètement multi-plate-forme n'est pas implémenté par la bibliothèque d'exécution de Free Pascal ou par la LCL. Aussi ce tutoriel va fondamentalement couvrir des méthodes d'accès matérielles sur des plates-formes diverses. Le code peut être compilé sur différents environnements en employant la compilation conditionnelle, comme ceci :

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

On ne sait pas encore, pour l'instant, si Mac OS X/x86 permettra des accès HW. Il peut le rejeter, quoique dans ce cas je suppose qu'à terme des pilotes de périphériques comme io.dll apparaîtrons.

Comparaison parallèle et série

Les cartes ISA, les cartes PCI et le port parallèle communiquent avec l'ordinateur en utilisant un protocole parallèle . Le port série et les périphériques USB travaillent avec un protocole série. Puisque le processeur et de ce fait les langages de programmation travaillent tous dans une approche parallèle aux données, accéder à ces diverses sortes de protocoles est plus simple à implémenter du coté logiciel. Quand vous accédez par exemple à une variable entière (Integer), vous pouvez accéder à sa valeur par une commande simple. Cependant, avec un protocole série, vous pouvez seulement connaître un bit à la fois et vous devez coller les morceaux ensemble pour comprendre les données.

La communication série est difficile à implémenter directement, mais ce peut être assez facile si vous employez un composant tout-prêt. C'est également plus dur du côté matériel, aussi la plupart des périphériques utilisent des circuits intégrés spécialisés ou même des microcontrôleurs pour l'implémenter.

Voici une brève comparaison des protocoles d'accès au matériel:

Vitesse Difficulté d'implémentation matérielle
Port série Très lent (< E5 bit/s) Milieu
Port parallèle Lent (~ E6 bit/s) Facile
Carte ISA Milieu (~ E7 bit/s) Milieu
USB Milieu (~ E7 bit/s) Dur
Carte PCI Très rapide (> E9 bit/s) Très dur

Communication parallèle

Utilisation de inpout32.dll pour Windows

Windows a différentes manières d'accéder aux périphériques matériels sur les séries 9x et sur les séries NT. Sur les séries 9x (95, 98, Me) les programmes peuvent accéder au matériel directement , juste comme ils faisaient avec le DOS. Les séries de NT (Windows NT et XP), cependant , ne permettent pas cette approche. Sur cette architecture , toute communication avec des ports matériel doit être effectuée au travers d'un pilote de périphérique. C'est un mécanisme de sécurité, mais développer un pilote peut coûter beaucoup trop en termes de temps et d'argent pour de petits projets.

Heureusement il y a une bibliothèque qui résout ce problème.Si Windows NT est détecté, il décompresse le noyau du pilote de périphérique HWInterface.sys et l'installe. Si Windows 9x est détecté, il emploie simplement des codes d'opération en assembleur pour accéder au matériel .

Mais comment j'emploie la bibliothèque ? Simple! Il a seulement deux fonctions , Inp32 et Out32, et leur utilisation est tout à fait intuitive .

Nous chargerons la bibliothèque dynamiquement, ainsi définissons les deux fonctions d'abord :

 type
   TInp32 = function(Address: ShortInt): ShortInt; stdcall;
   TOut32 = procedure(Address: ShortInt; Data: ShortInt); stdcall;
  • L'adresse représente l'adresse du port que vous désirez accéder
  • Out32 envoie des données au port que vous indiquez avec l'adresse
  • Inp32 renvoie un octet du port que vous indiquez par l'adresse

Maintenant nous pouvons charger la bibliothèque. Ceci peut être implémenté dans un endroit comme la méthode OnCreate de fiche principale de votre programme :

 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;

Si vous chargez la bibliothèque sur OnCreate juste ne pas oublier de le décharger dans OnDestroy:

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

Voici un exemple simple de la façon d'employer la fonction Inp32 :

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

Ce code a été testé avec une carte habituelle ISA sur le port $0220, en utilisant Lazarus 0.9.10 sous Windows XP. Naturellement, vous devrez avoir Windows sur votre clause d'utilisations afin que ce code s'exécute. Pour le déploiement vous devez seulement inclure "inpout32.dll" dans le même répertoire de notre application .

C'est la page d'accueil pour la bibliothèque : www.logix4u.net/inpout32.htm *voir la discussion *

Employer l'assembleur sur Windows 9x

Sur Windows 9x vous pouvez également employer le code assembleur . Supposons que vous souhaitez écrire $CC sur le port $320 . Le code suivant le fera :

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

Dépannage sur Windows

Une source possible d'ennui dans l'utilisation de matériel parallèle qui ne supporte pas le "Plug And Play" sur Windows est que Windows peut assigner le port utilisé par votre matériel à un autre périphérique. Vous pouvez trouver des instructions sur l'URL ci-dessous concernant la façon de dire à Windows de ne pas assigner l'adresse de votre périphérique aux périphériques "Plug And Play":

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

Utilisation de ioperm pour accéder à des ports sur Linux

La meilleure manière d'accéder au matériel sur Linux est au travers des drivers de périphérique, mais , en raison de la complexité de la création d'un driver, parfois une méthode rapide est très utile .

Afin d'employer l'unité "ports" sous Linux votre programme doit être exécuté comme root , et IOPerm doit être appelé pour fixer des permissions appropriées sur l'accès au port. Vous pouvez trouver de la documentation au sujet de l'unité "ports" ici.

La première chose à faire est le lien à (g)libc et l'appel de IOPerm. Une unité qui est liée à (g)libc en entier existe sur free pascal, mais cette unité donne des problèmes quand elle est utilisée directement par l'application est être lié statiquement à la bibliothèque (g)libc dans son entier n'est pas une idée très bonne parce qu'il y a souvent des changements entre les versions d'une façon incompatible. Les fonctions comme ioperm, cependant, sont peu susceptible de changer .

 {$IFDEF Linux}
 function ioperm(from: Cardinal; num: Cardinal; turn_on: Integer): Integer; cdecl; external 'libc';
 {$ENDIF}
  • "from" représente le premier port à accéder .
  • "num" est le nombre de ports après le premier à être accédé, ainsi ioperm($220, 8, 1) donnera l'accès pour le programme pour tous les ports entre $220 et $227 et incluant les valeurs limites .

Après la liaison à IOPerm vous pouvez écrire port[<Address>] pour accéder aux ports.

 {$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}

Ce code a été testé avec une carte ISA ordinaire sur le port $0220, en utilisant Lazarus 0.9.10 sur Mandriva Linux 2005 et Damn Small Linux 1.5

Access général au matériel UNIX

{$IFDEF Unix}
Uses Clib;   // rechercher de la bibliothèque libc.
{$ENDIF}
 
{$IFDEF Unix}
function ioperm(from: Cardinal; num: Cardinal; turn_on: Integer): Integer; cdecl; external clib;
{$ENDIF}


Note que FPC fournit une abstraction pour ioperm appelée "fpioperm" dans unité x86, et définit également les fonctions out et import.Ces fonctions sont actuellement implémentées pour Linux/x86 et FreeBSD/x86.

Il n'est pas recommandé de faire la liaison à libc à moins d'une absolue nécessité due aux possibles fonctions de déploiement et de portabilité. En outre un lien manuel à libc (en déclarant ad hoc que libc importe des fonctions qui sont disponible ailleurs) comme fait l'exemple ci-dessus n'est pas recommandé (e.g. la ligne d'importation de libc ci-dessus va échouer inutilement si la bibliothèque standard de C ne s'appelle pas libc, comme e.g. libroot sur BeOS, ou sur les plate-formes avec une mutilation de symboles C non standard).

Note 2 L'utilisation de _unit_ libc n'est pas recommandée dans toutes circonstances autres que la compatibilité avec Kylix. Ceci parce que l'unité est relativement non portable (en raison de l'exposition excessive des structures et d'autres symboles privés ) et doit seulement être modifié le moins possible hors des questions de compatibilité avec Kylix .

Communication série

la section des Liens externes a des tutoriels sur les ports série sous UNIX et Windows.

Liens externes

Comparaison de vitesse des protocoles de communication :

  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

Liens de communication série:

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

Oscilloscope Digital ISA - Un exemple de l'accès au matériel avec les sources complètes incluses :[2]