基于UNIX操作平台下的EPICS实时数据库开发设计
摘要
UNIX作为一种功能强大的多用户、多任务操作系统，被广泛的应用在各种工作站上。Solaris是SUN公司推出的一种UNIX版本，自诞生以来就受到专业用户的欢迎，拥有大量的硬件支持，广泛应用于大型工作站和重要的系统中。
EPICS是一个大型控制系统组态软件工具。EPICS由三部分组成，即运行在客户端的操作员接口模块OPI(Operator Interface)、运行在服务器端的输入输出控制模块IOC(Input Output Controller)和网络通讯模块CA(Channel Access)。它们以客户／服务器模式工作在网络环境中，客户端一般运行在UNIX、Windows NT操作平台上；服务器一般运行在VxWorks操作系统平台上，此外还可以运行在Linux、Solaris等操作平台上。
EPICS的核心是一个常驻内存的分布式实时数据库系统，存放往来于设备间的实时数据。EPICS的IOC提供该数据库系统管理与访问的工具，并提供上百种VME、PLC、GPIB、现场总线设备的I／O驱动程序。每个数据库记录对应一个I／O通道，只要使用EPICS支持的I／O设备，用户无需编写程序，就可以将所需的数据采入数据库中。EPICS的CA支持TCP／IP协议，CA软件包分别安装在高层客户机和作为服务器的前端机上，使用EPICS／CA工具，用户可以从客户机上以透明通讯方式直接读取驻留在网络不同节点上IOC数据库中的实时数据，实现了网上的数据共享。驻留在客户端的EPICS／OPI提供了IOC数据库生成工具和人机图形界面的开发工具及设备监控所需的软件包。
本论文所做的工作就是基于安装了Solaris 8操作系统的工作站上，进行EPICS实时数据库的应用开发。本论文的课题背景是中科院高能物理研究所加速器控制系统样机的研制开发。
UNIX that is a powerful multi-user and multi-task operating system is applied on all kinds of workstation extensively. Solaris that is published by SUN is a kind of UNIX release and obtains most special users'favor. It has a plenty of device supports and is applied on large workstations and important systems extensively. EPICS is a large control system component software tool. EPICS is composed by three parts which are OPI (Operator Interface) that runs on client and IOC (In/Output Controller) that runs on server and CA (Channel Access). They work in network environment by client/server mode. The client runs on UNIX or Windows NT and the server runs on VxWorks,in addition,on Linux or Solaris.
The core of EPICS is a distributed run-time database system that located in the memory regularly and stored run-time datum that is obtained from devices. EPICS provides tools that can manage and access this database system and hundreds kinds of I/O drivers of VME,PLC,GPIB and on-the-spot bus device. Every database record delegated one I/O channel,so when the I/O device is supported by EPICS,the users can collect the data that they require in the database without writing program. EPICS/CA supports TCP/IP protocol,CA software package are both setup on high level clients and servers. Users can read data from IOC databases on different node by transparent communication by EPICS/CA tools,so that data sharing is realized. EPICS/OPI on the clients provides IOC database creating tools and GUI developing tools and device monitor software package.
This thesis is based the workstation that is setup Solaris 8 operating system and develops EPICS run-time database. The project of this thesis is study and development of accelerator control system in the Institute of High Energy Physics,Chinese Academy of Sciences.
EPICS是一个大型控制系统组态软件工具。EPICS由三部分组成，即运行在客户端的操作员接口模块OPI(Operator Interface)、运行在服务器端的输入输出控制模块IOC(Input Output Controller)和网络通讯模块CA(Channel Access)。它们以客户／服务器模式工作在网络环境中，客户端一般运行在UNIX、Windows NT操作平台上；服务器一般运行在VxWorks操作系统平台上，此外还可以运行在Linux、Solaris等操作平台上。
EPICS的核心是一个常驻内存的分布式实时数据库系统，存放往来于设备间的实时数据。EPICS的IOC提供该数据库系统管理与访问的工具，并提供上百种VME、PLC、GPIB、现场总线设备的I／O驱动程序。每个数据库记录对应一个I／O通道，只要使用EPICS支持的I／O设备，用户无需编写程序，就可以将所需的数据采入数据库中。EPICS的CA支持TCP／IP协议，CA软件包分别安装在高层客户机和作为服务器的前端机上，使用EPICS／CA工具，用户可以从客户机上以透明通讯方式直接读取驻留在网络不同节点上IOC数据库中的实时数据，实现了网上的数据共享。驻留在客户端的EPICS／OPI提供了IOC数据库生成工具和人机图形界面的开发工具及设备监控所需的软件包。
本论文所做的工作就是基于安装了Solaris 8操作系统的工作站上，进行EPICS实时数据库的应用开发。本论文的课题背景是中科院高能物理研究所加速器控制系统样机的研制开发。
UNIX that is a powerful multi-user and multi-task operating system is applied on all kinds of workstation extensively. Solaris that is published by SUN is a kind of UNIX release and obtains most special users'favor. It has a plenty of device supports and is applied on large workstations and important systems extensively. EPICS is a large control system component software tool. EPICS is composed by three parts which are OPI (Operator Interface) that runs on client and IOC (In/Output Controller) that runs on server and CA (Channel Access). They work in network environment by client/server mode. The client runs on UNIX or Windows NT and the server runs on VxWorks,in addition,on Linux or Solaris.
The core of EPICS is a distributed run-time database system that located in the memory regularly and stored run-time datum that is obtained from devices. EPICS provides tools that can manage and access this database system and hundreds kinds of I/O drivers of VME,PLC,GPIB and on-the-spot bus device. Every database record delegated one I/O channel,so when the I/O device is supported by EPICS,the users can collect the data that they require in the database without writing program. EPICS/CA supports TCP/IP protocol,CA software package are both setup on high level clients and servers. Users can read data from IOC databases on different node by transparent communication by EPICS/CA tools,so that data sharing is realized. EPICS/OPI on the clients provides IOC database creating tools and GUI developing tools and device monitor software package.
This thesis is based the workstation that is setup Solaris 8 operating system and develops EPICS run-time database. The project of this thesis is study and development of accelerator control system in the Institute of High Energy Physics,Chinese Academy of Sciences.
引文
边用边学Linux Xteam(中国)软件技术有限公司 编著 清华大学出版社2002年3月第1版
Red Hat Linux 6从入门到精通【美】ArmanDanesh著 邱仲潘 等译 电子工业出版社2002年1月第1版
Red Hat Linux 7服务器使用指南【美】Mohammed J．Kabir著 路晓村 徐小青 刘娟 等译 电子工业出版社2001年6月第1版
Linux技术参考手册 赖阿福 高健智 编著 中国铁道出版社2000年1月第1版
UNIX傻瓜书【美】J．R．Levine，M．L．Young著 田金兰 徐伟生 郑尧 译 清华大学出版社1994年8月第1版
Solaris系统管理与网络管理UNIX管理系列 编委会 中国人民大学出版社2001年4月第1版
工组站使用环境 王祥 张结 伍颖文 朱文水 编 南开大学出版社1993年10月 第1版
Solaris技术指南【美】Mark G．Sobell著 詹文军 廖铮 李志 等译 机械工业出版社2001年1月第1版
实用UNIX教程【美】Steve Moritsugu DTRB usiness Systems，Inc．著 安捷 甘泉译 清华大学出版社2001年7月第1版
Linux & Unix C程序员参考大全 森林图书工作室 编 国防工业出版社2001第1版
UNIX Shell实例精解Ellie Quigley著张茹译 中国电力出版社2002第1版
UNIX—5系统实用指引M．G．．Sobell著吴建宇编译 全华科技图书股份有限公司1998第1版
UNIX系统高级程序员设计 段小航等编译 中国铁道出版社1991第1版
UNIX程序设计环境 李赣生 王华民 编 浙江大学出版社1991第1版
UNIX系统的安全与防卫 方毅铭 延伟 编 北京航空航天大学出版社1992第1版
UNIX系统V李志良等编 上海科学技术文献出版社1992第1版
Unix系统V第四版 程序员指南 Unix system Vrelease 4 programmer's guide彭斌孙昱东等译校 电子工业出版社1992第1版
UNIX系统安全实用技术指南【美】Patrick H．Wood【美】Stephen G．Kochan著刘昊宇等译 电子工业出版社1992第1版
UNIX结构分析、核心代码的结构和算法 胡希明等编著 浙江大学出版社1990第1版
UNIX操作系统设计与实现 陈华瑛 李建国编 电子工业出版社1992第1版
UNIX工作站操作系统和网络的维护及应用指导谢国强等编译 北京航空航天大学出版社1991第1版
UNIX系统入门 杨芙清等编著 科学出版社1988第1版
UNIX SHELL程序设计 孙玉方主编 杨建平等编著 清华大学出版社 广西科学技术出版社1992第1版
UNIX系统工具与应用 孙玉方等编著 清华大学出版社 广西科学技术出版社1992第1版
即学即用LINUX【美】Jack Tackett等著 刘向宇译 电子工业出版社1996第1版
微机上的UNIX操作系统Linux使用指南 王小鸽等编著清华大学出版社1997第1版
Linux实用大全 陈向阳 方汉编著 科学出版社1998第1版
Linux从入门到精通【英】Phil Cornes著 童寿彬等译 电子工业出版社1998第1版
Linux自学通【美】Bill Ball等著杨晓云等译 机械工业出版社 西蒙与舒斯特国际出版公司1998第1版
Linux参考大全【美】RichardPetersen著 希望图书创作室译 北京希望电子出版社1999第二版
Linux的Internet站点建立与维护【美】Dee—Ann LeBlanc著 齐曼 李茂贞 黄涛等译 清华大学出版社 西蒙与舒斯特国际出版公司1997第1版
Linux从入门到精通【美】Arman Danesh著 邱仲潘等译 电子工业出版社1999第1版
LINUX大全【美】Jack Tackett Jr．David Gunter著 万华 李建森 何江华等译 电子工业出版社1998第1版
Linux操作系统及实验教程 李善平 郑扣根编著 机械工业出版社1999第1版
Red Hat Linux 6.0实用教程 刘彪等著 机械工业出版社1999第1版
Linux入门指南 程鹏等编著 电子工业出版社1998第1版
Linux实用教程 魏永明等编著htt://www.aps.anl.gov/epics/
EPICS Input/Output Controller(IOC) Application Developer's Guide Martin R.Kraimer Argonne National Laboratory Advaced Phonton Source June 1998
EPICS Record Reference Manual Philip Stanley Janet Anderson Marty Kraimer
Red Hat Linux 6从入门到精通【美】ArmanDanesh著 邱仲潘 等译 电子工业出版社2002年1月第1版
Red Hat Linux 7服务器使用指南【美】Mohammed J．Kabir著 路晓村 徐小青 刘娟 等译 电子工业出版社2001年6月第1版
Linux技术参考手册 赖阿福 高健智 编著 中国铁道出版社2000年1月第1版
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UNIX系统入门 杨芙清等编著 科学出版社1988第1版
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UNIX系统工具与应用 孙玉方等编著 清华大学出版社 广西科学技术出版社1992第1版
即学即用LINUX【美】Jack Tackett等著 刘向宇译 电子工业出版社1996第1版
微机上的UNIX操作系统Linux使用指南 王小鸽等编著清华大学出版社1997第1版
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Linux入门指南 程鹏等编著 电子工业出版社1998第1版
Linux实用教程 魏永明等编著htt://www.aps.anl.gov/epics/
EPICS Input/Output Controller(IOC) Application Developer's Guide Martin R.Kraimer Argonne National Laboratory Advaced Phonton Source June 1998
EPICS Record Reference Manual Philip Stanley Janet Anderson Marty Kraimer