100us我自己都不相信的劳动成果

        一直以来我都不相信在XP系统下可以做实时控制，我个人始终认为决定一个程序的根本特征的东西，就是它的程序框架，那些国外的RTOS提供商们宣称他们可以在XP下做到100us，我认为简直就是天方夜谈一样，因为XP操作系统的框架就在那摆着，你不可能指望把一辆牛车开出奔驰的速度，可是我TMD又错了，事实上又证明了经验害死人的主观错误，我错了，我真的错了。因为我做出来了，连我自己都不相信。我不知道是否有人能理解出我此时因为感觉自己失败而痛苦的心情。
        要想说明白XP系统下开发运动控制的难点在哪里，需要从一个标准说起，这个标准的名称叫做IEC 1131-3，几乎所有的RTOS厂商都支持这个运动控制上的编程标准，最著名的厂家我个人认为有两个一个是CODESYS一个是德国的倍福，虽然德国的倍福用的也是CODESYS的平台，但是经过我认真的分析它的特点发现倍福有很多都是自己的东西。其实根本就不用管什么ST FBD LD SFC IL那些并不是决定一个系统是否实时的难点，实现这些语言中国很多厂商都能做到。在这个标准下实现实时性的难点是IEC 1131-3的数据定义标准，下面是一个例子：
        L1_green AT %QB0.1:BOOL;(*定义一个bool型的变量*)
        anlog_1 AT%Q*:DINT;(*定义一个双整形的变量*)
        以及和以上类似的各种类型的数据定义。如果没有研究过实时库的人，你是不太可能明白，在这种数据结构下，如何刷新这些变量，以及为什么想提高实时性，这么困难，因为变量的刷新周期就决定了这个系统实时性的性能，而+，-,*,/这些类似的运算，大家如果使用同样的CPU的话，同样的编译优化技术（已经很成熟了，发挥空间很小了），想在计算上获得优势想都不要想，决定了你系统实时性能的，就是变量的刷新周期，可是所有的变量名字都是字符串，涉及到一个查找，系统是并发的，又涉及到互锁，数据维护，因为IEC 1131-3的标准并不单单是下位的标准，和其他系统如上位的交互标准也是这个，你可以了解一下倍福的ADS协议和RTIO协议。从我查的国外文献当中看，大部分论述的都是这个问题，即如何解决变量的搜索问题，可惜想通过文献得到答案，比我不想做家务还要困难。
        我这里不能说我是如何做的，因为我想把这个成果应用到我们公司现有的项目上，但是我有权力在这里展示一下我确实是做到了，毕竟这是我自己私底下努力了将近一年的劳动成果。
        下面是我的代码，和倍福的ADS协议接口是一样的。

int main(int argc, char* argv[]){char sText[256];int i =0;int iCount=0;int iErrorCode=0;double iData=0;char sTextArr[1024][256];long lHndVarArr[1024];DWORD dStart,dEnd;InitHtsSystem(5);RegisterHts(NULL,"io_timer_counter");//这个倍福的接口函数里没有，相当于开辟一个倍福的main数据区srand((unsigned)time( NULL ) );for (i =0;i<1024;i++){sprintf(sText,"io%d",rand());//变量名字是我随机产生的，共1024个变量，注意所有的变量名称都是字符串iErrorCode=RegisterData(NULL,"io_timer_counter",sText,sizeof(double),T_DOUBLE);//相当于声明一个anlog_1 AT%Q*:DINT;IEC 1131-3标准的变量if (iErrorCode!=0){//printf("数据注册失败%d:Errcode=%d/n",i,iErrorCode);}else{strcpy(sTextArr[i],sText);}}printf("/n");for (i=0;i<1024;i++){ReadWriteReqByHND(NULL,"io_timer_counter",sTextArr[i],&lHndVarArr[i]);//这个相当于倍福的AdsSyncReadWriteReq函数}//下面是对这个1024个变量，已读写一次为周期，测1000个周期，所得出的时间do {dStart = GetTickCount();iCount=1000;do {iData = 1024;for (i=0;i<1024;i++)//对这1024个变量进行一次写{iErrorCode = WriteRequestByHND(NULL,lHndVarArr[i],&iData,sizeof(double));//相当于倍福的AdsSyncWriteReq函数}for (i=0;i<1024;i++)//对这1024个变量进行一次读{iData = 0;iErrorCode = ReadRequestByHND(NULL,lHndVarArr[i],&iData,sizeof(double));//相当于倍福的AdsSyncReadReq函数}iCount--;} while(iCount>0);//100us的计算得来方法 读写1024个double型数据，1000次的总时间是100ms+-3ms 100/1000=0.11ms约110usdEnd = GetTickCount();printf("%dms/n",dEnd-dStart);//输出1000个周期的时间Sleep(5);} while(1);getchar();return 0;}

下面是运行时，显示各个1000个周期的时间

把这些时间/1000 之后求平均值，正好是100us左右，再次证明了国外的人比中国人诚信，一点噱头都没有加，确实能做到100us。这个在宏观上看起来好像不太稳定差了20~30ms,但是在单独的一个us周期上你是根本就看不出来差别的，倍福说它的PLC刷新周期可以1个ms,我认为简直就和玩一样，因为即使是机器手的插补控制周期做到8ms就非常满足要求了。另外请注意1024个double型数据的查询，据我所知这比很多PLC程序占的内存都要多，因为PLC程序大部分都是bool型的数据，我们最复杂的项目也没有这么多的数据。

      说起来这个东西真轻松，几句话就说完了。如果我不是弄明白了倍福软件的内存管理方式，有可能再给我几年时间我都捉摸不明白这个东西到底怎么做，我对德国人的实现方式佩服的简直五体投地，同时我也发自真心的感谢德国鬼子，他们在开发软件的时候，肯定没有想到擅长山寨的中国人会捉摸他的实现方式。

      首先说实现难点，如果你想在XP系统下做实时控制，那么就必须脱离开XP的系统框架，如何脱离，内存要你自己去管，自己去维护。我想说到这里很多牛人已经知道了我是怎么做的了。汇编和C语言都可以做到这一点，当然你要很牛叉才行。另外一个就是搜索和维护的难点了。本质上来说这种实时引擎就是在操作系统上开了一个洞，你所需要的就是除了利用操作系统的保护机制以外，其他的工作都由你自己来完成，这样一半的难点你就解决了。

      另外一半的难点我即使说出来也白说，因为涉及到太多的理论了，但是我保证所有的理论在大学的教科书上都讲到了，你所需要的就是把这些知识点都好好的深入下去，学好C语言和汇编，如果你能把这个东西做出来，你就知道C#和JAVA语言是非常容易被取代的。这一年来我没少看虚拟机，编译原理方面的书。C为什么这些年，越来越流行，也有其根本原因，面向对象其实没有什么，其实现的根本还是结构化编程。

      汇编的重要性，并不是你要学会了用它，而是学会它，了解它，对你计算机理论方面的学习有很大的好处，你可以看看我的这篇文章，没事拿个小程序，反汇编之后好好的分析分析为什么是这样的。

       另外我想说的是虽然我弄明了这个实时引擎的数据结构怎么设计，框架怎么写。但是与国外的发展水平比，它在天上我还在地上呢。

       最后送给大家一句话，应用永远不能为王，理论才是王道。什么是道，这里附上唐骏的一句话：“万事万物的运转，大到宇宙，小至一花一果，其实都遵循若干非常简明的规则。语言也是如此。只要掌握这些规则，就可以不断复制，创造出纷繁复杂的内容”，说的太好了。这个实时引擎我用C语言写的，核心代码总共才有395+28=423行，你信吗？从我昨天晚上写出来(当然花了N个晚上，N个周末，改了N次)，今天都冷静了一天了，我还不信呢！而我相信国外的软件这里大部分代码都会直接用汇编写，能不快嘛，想不快都难，我也明白了为啥倍福那么牛叉，那么牛叉的一个系统ADS接口的API只有十几个(核心的只有4~5个)，自卑啊，我TMD太自卑了，自卑的我想哭。

       剩下还有很多路要走，我认为运动控制的下一个黄金时代是并行处理技术，因为现在大部分嵌入式系统CPU都是单核的，即使XP类系统，并发库也刚刚出来，一两年以后现有的实时引擎技术就不适用了，无论是哪家企业都必须重新设计它们的算法了，也就是说我刚摸到一点门，这个技术就要过时了哈哈，自虐啊。我祝诸位仁君好运。

      我要整理文档，再好好的分析一下，整理一下，继续往下走。