摘　要： 以一個(gè)通信仿真系統(tǒng)" title="仿真系統(tǒng)">仿真系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)為例，針對(duì)傳統(tǒng)的LabWindows/CVI" title="LabWindows/CVI">LabWindows/CVI調(diào)用外部DLL的方法不能應(yīng)用于HLA系統(tǒng)的問(wèn)題，提出創(chuàng)建LabWindows/CVI的DLL和利用外部編譯器兩種解決方案將LabWindows/CVI與HLA仿真系統(tǒng)相結(jié)合。
　　關(guān)鍵詞： LabWindows/CVI 虛擬儀器 半實(shí)物分布式仿真系統(tǒng) HLA RTI

　　要生成DLL庫(kù)，需要在LabWindows/CVI中選擇菜單“Build | Target Type | Dynamic Link Library”。選擇菜單“Edit | Insert Construct | DllMain”向.c文件中加入DLL所需要的DllMain函數(shù)。
　　LabWindows/CVI中最主要的工作是編寫(xiě)DLL輸出函數(shù)。例如下面的CallCVI函數(shù)顯示LabWindows的用戶(hù)面板TestUI.uir：
　　int __stdcall CallCVI ()
　　{
　　if ((panelHandle = LoadPanelEx (0, 'TestUI.uir',PANEL,__CVIUserHInst)) ＜ 0)
　　　　return -1;
　　DisplayPanel (panelHandle);
　　RunUserInterface ();
　　DiscardPanel (panelHandle);
　　return 0;
　　}
　　這里使用LoadPanelEx函數(shù)，而不是通常使用的LoadPanel函數(shù)。如果使用LoadPanel函數(shù)，在Visual C++中運(yùn)行時(shí)會(huì)因?yàn)檎也坏?uir文件而報(bào)告錯(cuò)誤。在LabWindows中要實(shí)現(xiàn)DLL輸出函數(shù)，需要將函數(shù)的聲明寫(xiě)到一個(gè)頭文件(.h)中，不要直接將DLL輸出函數(shù)的聲明寫(xiě)到面板對(duì)應(yīng)的.h文件中。因?yàn)樾薷拿姘鍟r(shí)，LabWindows/CVI會(huì)重新生成.h文件，從而丟失手工添加的定義。建立一個(gè)export.h加入到工程中，在export.h中加入CallCVI函數(shù)的定義；再選擇菜單“Build | Target Settings”，點(diǎn)擊對(duì)話(huà)框" title="對(duì)話(huà)框">對(duì)話(huà)框中Exports框架的Change按鈕。在“DLL Export Options”對(duì)話(huà)框中，設(shè)置“Export What”為“Include File Symbols”，并選中export.h。最后選擇菜單“Build | Create Debuggable Dynamic Link Library”就可以創(chuàng)建.dll庫(kù)文件和.lib文件。將.dll、.lib、.uir文件和export.h文件拷貝到Visual C++的工程目錄下，從Visual C++菜單中執(zhí)行“Project | Add To Project | Files”，將.lib和export.h添加到工程中。在程序中調(diào)用DLL中的函數(shù)CallCVI()即可顯示LabWindows/CVI的面板。借助DLL輸出函數(shù)的參數(shù)，可以實(shí)現(xiàn)從Visual C++程序向LabWindows/CVI程序發(fā)送數(shù)據(jù)。
　　反過(guò)來(lái)，如果希望將LabWindows/CVI程序中的用戶(hù)操作或外部輸入數(shù)據(jù)傳遞給Visual C++，可以通過(guò)由Visual C++提供回調(diào)函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)?？梢孕薷那懊娴腃allCVI的定義為：
　　typedef int (CVICALLBACK*VCPROC)(void*callbackData);
　　static VCPROC pCallbackFunc = 0;
　　
　　int __stdcall CallCVI (void* pFunc)
　　{
　　　　pCallbackFunc = (VCPROC)pFunc;
　　　　……
　　}
　　這里使用typedef定義了一個(gè)回調(diào)函數(shù)類(lèi)型VCPROC。VCPROC實(shí)際上是一個(gè)函數(shù)指針，函數(shù)的參數(shù)為void類(lèi)型。函數(shù)指針VCPROC的返回值和參數(shù)可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用的情況靈活修改。Visual C++調(diào)用CallCVI時(shí)，需要提供一個(gè)回調(diào)函數(shù)的地址作為參數(shù)，如：
　　CallCVI((void*)HLAProc);
　　這里的HLAProc 是Visual C++程序中的一個(gè)用戶(hù)函數(shù)，其參數(shù)和返回值都要與VCPROC中的定義一致。CallCVI中，LabWindows/CVI程序?qū)⒒卣{(diào)函數(shù)的地址保存在全局變量pCallbackFunc中。當(dāng)LabWindows/CVI中某個(gè)事件發(fā)生時(shí)，可以調(diào)用pCallbackFunc變量中所保存的函數(shù)指針通知Visual C++程序。下面的例子中，用戶(hù)點(diǎn)擊LabWindows/CVI程序面板上的按鈕后，程序調(diào)用回調(diào)函數(shù)發(fā)送一個(gè)字符串給Visual C++，執(zhí)行加入HLA聯(lián)邦的操作：
　　int CVICALLBACK ClickCallback (int panel, int control, int event, void *callbackData, int eventData1, int eventData2)
　　{
　　switch (event)
　　　　{
　　　　case EVENT_COMMIT:
　　　　　　if(pCallbackFunc)
　　　　　　{ // 加入HLA聯(lián)邦
　　　　　　　　(*pCallbackFunc)((void*)'Join Fed');
　　　　　　}
　　　　　　break;
　　　　}
　　return 0;
　　}
　　在Visual C++函數(shù)HLAProc函數(shù)中，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)RTI的CreateFederation、JoinFederation等服務(wù)的調(diào)用。
　　LabWindows/CVI 編寫(xiě)的DLL也可以進(jìn)行源代碼級(jí)調(diào)試，但需要做一些額外的設(shè)置。先在Visual C++中編寫(xiě)好調(diào)用DLL的程序并編譯為.exe文件，然后在LabWindows/CVI中打開(kāi)工程，選擇菜單“Run | Specify External Process”，指定Visual C++編寫(xiě)的.exe文件作為外部運(yùn)行程序。在LabWindows/CVI程序中設(shè)置斷點(diǎn)后，選擇菜單“Run | Debug Project”進(jìn)行程序調(diào)試。LabWindows/CVI將先啟動(dòng)Visual C++編寫(xiě)的程序，當(dāng)執(zhí)行到LabWindows/CVI的DLL內(nèi)部的代碼時(shí)即可進(jìn)行源代碼級(jí)跟蹤調(diào)試。
2.2 基于外部編譯器的方法
　　另一種解決方案是利用Visual C++作為外部編譯器來(lái)實(shí)現(xiàn)HLA與LabWindows/CVI程序之間的相互調(diào)用。LabWindows/CVI自身編譯器的核心是David R. Hanson開(kāi)發(fā)的lcc，這個(gè)編譯器以容錯(cuò)和調(diào)試為擅長(zhǎng)，但是優(yōu)化性能較弱^[4]。使用外部編譯器還可以生成優(yōu)化的代碼，從而提高程序運(yùn)行效率。
　　使用這種方法，先借助LabWindows/CVI生成顯示面板和硬件操作所需要的C語(yǔ)言代碼，然后把代碼和LabWindows/CVI的頭文件和庫(kù)文件添加到Visual C++的工程中進(jìn)行編譯。由于LabWindows/CVI生成的代碼與Visual C++生成的代碼是在同一個(gè)工程中，可以直接相互調(diào)用，不需要像上一種方法那樣設(shè)計(jì)DLL輸出函數(shù)和Visual C++回調(diào)函數(shù)。
　　要使用外部編譯器，最主要的工作是為L(zhǎng)abWindows的面板生成對(duì)象表。在LabWindows/CVI環(huán)境中開(kāi)發(fā)程序時(shí)，LabWindows/CVI會(huì)自動(dòng)為所有面板上所有控件的回調(diào)函數(shù)建立一個(gè)對(duì)象表并鏈接到程序中，運(yùn)行時(shí)利用這個(gè)對(duì)象表將.uir文件中的控件對(duì)象和控件的回調(diào)函數(shù)對(duì)應(yīng)起來(lái)。而使用Visual C++等外部編譯器，并不能自動(dòng)建立這樣的對(duì)象表，也就不能自動(dòng)識(shí)別控件對(duì)象的回調(diào)函數(shù)。因此，必須先在LabWindows/CVI中手工生成對(duì)象表，才能在外部編譯器中使用LabWindows/CVI的控件對(duì)象?；静僮鞑襟E是在設(shè)計(jì)好LabWindows/CVI面板后，從菜單中執(zhí)行“Build | External Compiler Support...”，在“External Compiler Support”對(duì)話(huà)框中設(shè)置“UIR CallBacks”為“Object File”，并輸入文件路徑和文件名callback.obj，點(diǎn)擊Create按鈕即可創(chuàng)建callback.obj文件。然后將.uir文件拷貝到與Visual C++編譯生成的可執(zhí)行文件目錄下(如Debug或Release目錄)。這里需要特別注意的是：.uir所在目錄與前一種方法是不同的。再將生成的.obj、.c和.h文件都添加到Visual C++工程中，同時(shí)還需要將cvi70/extlib/msvc目錄下的文件cvirt.lib、cvisupp.lib添加到工程中。在Visual C++中調(diào)用LabWindows/CVI程序時(shí)，需要在#include部分添加對(duì)cvirte.h和userint.h的包含。在調(diào)用LabWindows/CVI生成的代碼之前，還需要調(diào)用InitCVIRTE函數(shù)進(jìn)行初始化，如：
　　if (InitCVIRTE (AfxGetInstanceHandle(), 0, 0) == 0)
　　　　return; /* 內(nèi)存不夠 */
　　本文所介紹的兩種方法都可以將LabWindows/CVI與HLA系統(tǒng)結(jié)合，而且兩種方法各有特點(diǎn)：基于LabWindows/CVI的DLL的方法比較獨(dú)立于外部編譯環(huán)境，對(duì)于一些不使用 C++接口的RTI(如使用Java語(yǔ)言接口的pRTI)也是適用的，比較通用，應(yīng)用范圍較廣；而基于外部編譯器的方法可以直接調(diào)用Visual C++所提供的各種功能，從而突破了LabWindows/CVI自身的ANSI C編譯器的種種局限，通信模式簡(jiǎn)單，易于編程，但這種方法不易于借助LabWindows/CVI的環(huán)境對(duì)硬件進(jìn)行調(diào)試。硬件設(shè)備開(kāi)發(fā)階段推薦使用前一種方案，而如果硬件設(shè)備已經(jīng)定型或采用現(xiàn)成商用硬件，采用后一種方法更簡(jiǎn)便。
參考文獻(xiàn)
1 周 彥，戴劍偉.HLA仿真程序設(shè)計(jì)[M].北京：電子工業(yè)出版社，2002
2 劉君華,白 鵬,湯曉君等.基于LabWindows/CVI的虛擬儀器設(shè)計(jì)[M].北京:電子工業(yè)出版社，2003
3 Pawletta, S., Drewelow, W., Pawletta, T. HLA-based simulation within an interactive engineering environment[J]，Distributed Simulation and Real-Time Applications, 2000. (DS-RT 2000). Proceedings. Fourth IEEE International Workshop on, 2000;(8)
4 National Instruments Corp. LabWindows/LVI Programmer Reference Manual[M].2003