Hardware Access/ru: what changed

Revision 0 to 1. Removed lines have a minus sign; added lines have a plus sign.

Title: Hardware Access/ru

New		Line
1	+	## Обзор
2	+
3	+	Данная страница является началом руководства по доступу к аппаратным устройствам в Lazarus. Эти устройства включают в себя: ISA, PCI, USB, параллельный порт, последовательный порт.
4	+
5	+	Мультиплатформенный подход для доступ к устройствам не реализован в Free Pascal Runtime Library или через LCL, поэтому это руководство кратко описывает способы доступа к аппаратным устройствам для различных платформ. Код может быть откомпилирован для различных сред при помощи директив компилятора, например:
6	+
7	+	``` pascal
8	+	uses
9	+	Classes, SysUtils, LResources, Forms, Controls, Graphics, Dialogs, ExtCtrls,
10	+	{$IFDEF WIN32}
11	+	Windows;
12	+	{$ENDIF}
13	+	{$IFDEF Unix}
14	+	ports;
15	+	{$ENDIF}
16	+	```
17	+
18	+	В настоящее время неизвестно, допустим ли доступ к аппаратным устройствам в macOS/x86. Эта система может не допускать такого доступа. В таком случае, со временем должен появится драйвер наподобие io.dll.
19	+
20	+	## Сравнение параллельного и последовательного протоколов
21	+
22	+	Устройства ISA, PCI и Параллельный Порт взаимодействуют с компьютером посредством параллельного протокола. Последовательный порт и устройства USB используют последовательный протокол. Поскольку процессор и, соответственно, языки програмирования работают с параллельным доступом к данным, работу с таким протоколом легче реализовать на стороне программного обеспечения. Например, когда Вы обращаетесь к целочисленной переменной, Вы можете получить ее значение при помощи одной комманды. В то же время, при использовании последовательного протокола, Вы можете узнать только один бит в каждый момент времени, и Вам будет необходимо соединить все биты вместе для получения значения.
23	+
24	+	Последовательное соединение тяжело реализовать напрямую, но может быть реализовано посредством специальных компонент. Реализация последовательного протокола также сложна и на стороне аппаратного обеспечения - для этой цели используются специализированные интегральные схемы и микроконтроллеры.
25	+
26	+	Краткое сравнение протоколов:
27	+
28	+	\| \| Скорость \| Сложность аппаратной реализации \|
29	+	\|----\|----\|----\|
30	+	\| Последовательный порт \| Очень низкая (\< E5 бит/с) \| Средняя \|
31	+	\| Параллельный порт \| Низкая (~ E6 бит/с) \| Низкая \|
32	+	\| Устройство ISA \| Средняя (~ E7 бит/с) \| Средняя \|
33	+	\| USB \| Средняя (~ E7 бит/с) \| Высокая \|
34	+	\| Устройство PCI \| Очень высокая (\> E9 бит/с) \| Очень высокая \|
35	+
36	+	## Параллельное соединение
37	+
38	+	### Использование inpout32.dll в ОС Windows
39	+
40	+	Существуют различные пути доступа к аппаратному обеспечению в Windows 9x и NT. В 9x (95, 98, Me) программа может обращаться к аппаратному обеспечению напрямую, как и в DOS. В NT (Windows NT и XP) такой доступ невозможен. Архитектурой NT подразумевается что взаимодействие с аппаратными портами должно производиться через драйвер устройстав. Этот подход реализован из соображений безопасности, однако разработка драйвера может стоить слишком больших денег и времени для небольших проектов.
41	+
42	+	К счастью, существует библиотека, решающую данную проблему. В случае, если обнаружена Windows NT, она извлекает и устанавливает в систему драйвер устройства HWInterface.sys. В случае Windows 9x она просто использует ассемблер для доступа к оборудованию.
43	+
44	+	Но как использовать эту библиотеку? Очень просто! Она содержит только двее функции: Inp32 и Out32, назначение которых интуитивно понятно.
45	+
46	+	Мы загрузим библиотеку динамически, поэтому сначала определим обе функции:
47	+
48	+	``` pascal
49	+	type
50	+	TInp32 = function(Address: SmallInt): SmallInt; stdcall;
51	+	TOut32 = procedure(Address: SmallInt; Data: SmallInt); stdcall;
52	+	```
53	+
54	+	- Address является адресом порта, к которому необходимо получить доступ
55	+	- Out32 отправляет данные Data в порту, указанный параметром Address
56	+	- Inp32 возвращает байт из порта, указанного параметром Address
57	+
58	+	Теперь можно загружать библиотеку. Это можно реализовать, например в методе OnCreate главной формы программы:
59	+
60	+	``` pascal
61	+	type
62	+	TMyForm = class(TForm)
63	+	.........
64	+	private
65	+	{ private declarations }
66	+	Inpout32: THandle;
67	+	Inp32: TInp32;
68	+	Out32: TOut32;
69	+	.........
70	+	implementation
71	+	.........
72	+	procedure TMyForm.FormCreate(Sender: TObject);
73	+	begin
74	+	{$IFDEF WIN32}
75	+	Inpout32 := LoadLibrary('inpout32.dll');
76	+	if (Inpout32 <> 0) then
77	+	begin
78	+	// обычное @Inp32 = GetProc... как в Delphi приводит к ошибкам компиляции
79	+	Inp32 := TInp32(GetProcAddress(Inpout32, 'Inp32'));
80	+	if (@Inp32 = nil) then Caption := 'Error';
81	+	Out32 := TOut32(GetProcAddress(Inpout32, 'Out32'));
82	+	if (@Out32 = nil) then Caption := 'Error';
83	+	end
84	+	else Caption := 'Error';
85	+	{$ENDIF}
86	+	end;
87	+	```
88	+
89	+	Если Вы загрузили библиотеку в методе OnCreate, не забудьте выгрузить ее в методе OnDestroy:
90	+
91	+	``` pascal
92	+	procedure TMyForm.FormDestroy(Sender: TObject);
93	+	begin
94	+	{$IFDEF WIN32}
95	+	FreeLibrary(Inpout32);
96	+	{$ENDIF}
97	+	end;
98	+	```
99	+
100	+	Пример использования функции Inp32:
101	+
102	+	``` pascal
103	+	{$IFDEF WIN32}
104	+	myLabel.Caption := IntToStr(Inp32($0220));
105	+	{$ENDIF}
106	+	```
107	+
108	+	Код был проверен с собственным устройством ISA на порте \$0220, используя Lazarus 0.9.10 в ОС Windows XP. Вам потребуется подключить модуль Windows в разделе uses для запуска приложения. Для развертывания Вам потребуется библиотека "inpout32.dll" в одном каталоге с приложением.
109	+
110	+	Домашняя страница приложения: [www.logix4u.net/inpout32.htm](http://www.logix4u.net/inpout32.htm) См. обсуждение
111	+
112	+	### Использование ассемблера в ОС Windows 9x
113	+
114	+	В Windows 9x Вы также можете использовать код на ассемблере. Например, Вы хотите записать значение \$CC в порт \$320. Вот как будет выглядеть код:
115	+
116	+	``` pascal
117	+	{$ASMMODE ATT}
118	+	...
119	+	asm
120	+	movl $0x320, %edx
121	+	movb $0xCC, %al
122	+	outb %al, %dx
123	+	end ['EAX','EDX'];
124	+	```
125	+
126	+	### Проблемы в ОС Windows
127	+
128	+	Одна из возможных проблем, возникающих при использовании доступа к параллельным устройствам не поддерживающим Plug And Play, заключается в том, что Windows может присвоить порт, используемый Вашим оборудованием другому устройству. Инструкции, как заставить Windows не присваивать адрес вашего устройства устройствам Plug And Play можно найти по ссылке ниже:
129	+
130	+	<http://support.microsoft.com/kb/135168>
131	+
132	+	### Использование ioperm для доступа к портам в Linux
133	+
134	+	Наилучшим способом доступа к аппаратуре в Linux является использование драйверов устройств, но, всвязи со сложностью создания драйвера, иногда может быть полезен быстрый способ.
135	+
136	+	Для использования модуля "[[doc:rtl/ports\|ports]]" в Linux, программа должна быть запущена от имени пользователя root и должен быть вызван IOPerm для установки разрешений для доступа к порту. Вы можете найти документацию по модулю "[[doc:rtl/ports\|ports]]" [здесь](http://www.freepascal.org/docs-html/rtl/ports/index.html).
137	+
138	+	Первое, что необходимо сделать, это соединиться с (g)libc и вызвать IOPerm. Модуль, позволяющий соединиться с (g)libc существует в free pascal, но этот модуль создает проблемы при использовании напрямую из приложения и статическом подключении библиотеки (g)libc. Это не очень хорошее решение, поскольку она часто изменяется от версии к версии несовместимым образом. Однако такие функции как ioperm, вряд ли будут изменяться.
139	+
140	+	``` pascal
141	+	{$IFDEF Linux}
142	+	function ioperm(from: Cardinal; num: Cardinal; turn_on: Integer): Integer; cdecl; external 'libc';
143	+	{$ENDIF}
144	+	```
145	+
146	+	- "from" обозначает первый порт, к которому будет осуществлен доступ.
147	+	- "num" означает количество портов, идущих после первого, к которым будет осуществлен доступ; таким образом ioperm(\$220, 8, 1) разрешает доступ из программы ко всем портам в диапазоне от \$220 до \$227.
148	+
149	+	После вызова IOPerm Вы можете использовать port\[\<Адрес\>\] для доступа к портам.
150	+
151	+	``` pascal
152	+	{$IFDEF Linux}
153	+	i := ioperm($220, 8, 1);
154	+	port[$220] := $00;
155	+	myLabel.Caption := 'ioperm: ' + IntToStr(i);
156	+	i := Integer(port[$220]);
157	+	myOtherLabel.Caption := 'response: ' + IntToStr(i);
158	+	{$ENDIF}
159	+	```
160	+
161	+	Этот код был тестирован на собственном устройстве ISA на порте \$0220, используя Lazarus 0.9.10 на Mandriva Linux 2005 и Damn Small Linux 1.5
162	+
163	+	### Общий аппаратный доступ в ОС UNIX
164	+
165	+	``` pascal
166	+	{$IFDEF Unix}
167	+	Uses Clib; // retrieve libc library name.
168	+	{$ENDIF}
169	+
170	+	{$IFDEF Unix}
171	+	function ioperm(from: Cardinal; num: Cardinal; turn_on: Integer): Integer; cdecl; external clib;
172	+	{$ENDIF}
173	+	```
174	+
175	+	Замечание FPC предоставляет абстракцию ioperm, названную "fpioperm" в [[doc:rtl/x86/index.html\|модуле x86]], и также определяет функции out и inport. Эти функции в настоящее время реализованы для ОС Linux/x86 и FreeBSD/x86.
176	+
177	+	Не рекомендуется подключение к libc кроме крайней необходимости всвязи с функциями развертывания и совместимости. Также, ручное подключение libc (объявляя специальные функции libc, доступные в других местах), как сделано выше не рекомендуется (например в ОС, где стандартная библиотека C назывется не libc, как, например, libroot в BeOS).
178	+
179	+	Замечание 2 Использование _модуля_ libc не рекомендуется ни при каких обстоятельствах, кроме как для совместимости с Kylix. Это вызвано тем, что модуль относительно непереносимый и должен быть модифицирован как можно меньше в связи с вопросам совместимости с Kylix.
180	+
181	+	## Последовательное соединение
182	+
183	+	Раздел [[Hardware Access\|Внешние ссылки]] содержит руководства по последовательным портам для UNIX и Windows.
184	+
185	+	## USB
186	+
187	+	### libusb
188	+
189	+	Кросплатформенная реализация для Linux, BSDs и macOS: [libusb](http://libusb.sourceforge.net/).
190	+
191	+	Заголовки перечислены на <http://www.freepascal.org/contrib/db.php3?category=Miscellaneous>:
192	+
193	+	\| название \| автор \| версия \| дата \| ссылка \| отметки \|
194	+	\|----\|----\|----\|----\|----\|----\|
195	+	\| libusb.pp \| nowrap \\| Uwe Zimmermann \| 0.1.12 \| nowrap \\| 2006-06-29 \| <http://www.sciencetronics.com/download/fpc_libusb.tgz> \| \|
196	+	\| libusb.pas \| Johann Glaser \| \| nowrap \\| 2005-01-14 \| <http://www.johann-glaser.at/projects/libusb.pas> \| \|
197	+	\| fpcusb \| Joe Jared \| 0.11-14 \| nowrap \\| 2006-02-02 \| <http://relays.osirusoft.com/fpcusb.tgz> \| nowrap \\| ссылка для загрузки не работает \|
198	+
199	+	### FTDI
200	+
201	+	Если вы используете микросехему от [FTDI](http://www.ftdichip.com/), Вы можете использовать паскалевские заголовки для их интерфейсной dll.
202	+
203	+	## Внешние ссылки
204	+
205	+	Сравнение скорости коммуникационных протоколов:
206	+
207	+	1. <http://en.wikipedia.org/wiki/Serial_port#Speed>
208	+	2. <http://www.lvr.com/jansfaq.htm> - Jan Axelson's Parallel Port FAQ
209	+	3. <http://en.wikipedia.org/wiki/USB#Transfer_Speed>
210	+	4. <http://en.wikipedia.org/wiki/PCI#Conventional_PCI_bus_specifications>
211	+
212	+	Ссылки по последовательному протоколу:
213	+
214	+	1. On UNIX: [1](http://www.easysw.com/~mike/serial/serial.html)
215	+	2. On Windows: <http://msdn.microsoft.com/library/default.asp?url=/library/en-us/dnfiles/html/msdn_serial.asp>
216	+	3. Synaser component: <http://synapse.ararat.cz/>
217	+	4. Comport Delphi package: <http://sourceforge.net/projects/comport/>
218	+
219	+	Цифровой осцилоскоп ISA - Пример аппаратного доступа с исходными текстами:
220	+
221	+	[2](http://eletronicalivre.incubadora.fapesp.br/portal/english/oscilloscope/)
222	+
223	+	---
224	+	From the Free Pascal wiki, page "Hardware Access/ru", as it stood on 2020-02-16 after a change by Trev, out of the wiki's dump of 2024-05-26. Copyright stays with the author who wrote it, according to the old wiki's [[Licensing]] page. If you have concerns about this material, [message the admin](/wiki-contact).

Back to history