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引言
在面對(duì)大型公共或工藝建設(shè)項(xiàng)目管理的中包含的眾多專業(yè)、眾多不同合約(單位)的復(fù)雜協(xié)調(diào)與管理關(guān)系時(shí),僅以技術(shù)及經(jīng)驗(yàn)為主的傳統(tǒng)工程管理手段已不能適應(yīng),構(gòu)建以確定接口及接口文件為管理核心的全新思路,貫穿于項(xiàng)目建設(shè)的設(shè)計(jì)、合同、制造、施工全過程,并充分運(yùn)用電子信息化對(duì)文件處理的優(yōu)勢(shì)條件,實(shí)行對(duì)項(xiàng)目質(zhì)量、進(jìn)度、成本三大控制及提高我國(guó)工程業(yè)建設(shè)管理水平提高起到相當(dāng)?shù)膸椭?/p>
1 接口定義、劃分及特點(diǎn)
所有現(xiàn)代建設(shè)項(xiàng)目通常被分解為由若干個(gè)合約主體去按照規(guī)定的工期、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及成本范圍執(zhí)行,最終竣工完成達(dá)到要求的項(xiàng)目產(chǎn)品交付;主觀上這些合約有不同設(shè)計(jì)合約、設(shè)備/材料采購合約、施工合約、顧問(監(jiān)理)等等,客觀上被分為各不同的工科專業(yè)如規(guī)劃、建筑結(jié)構(gòu)、機(jī)電(水電暖)、裝飾(幕墻)等等,這些構(gòu)成建設(shè)項(xiàng)目體系;合約及專業(yè)之間均存在大量彼此相互關(guān)聯(lián)與要求,這是客觀事實(shí)。
大量項(xiàng)目經(jīng)歷事實(shí)表明,項(xiàng)目管理中管理人員大量的協(xié)調(diào)工作均發(fā)生在所述的合約及專業(yè)之間交接部分;因約定及陳述不清致使工作范圍及要求的概念模糊,極易產(chǎn)生的項(xiàng)目建設(shè)過程中推諉現(xiàn)象與焦點(diǎn)矛盾,屢見不鮮,帶來現(xiàn)象便是管理人員花大量時(shí)間與精力去處理,實(shí)際卻是如費(fèi)用追加、進(jìn)度滯延、關(guān)聯(lián)部位施工質(zhì)量不高甚至影響相關(guān)單位之間的士氣及友好氛圍等負(fù)面的管理結(jié)果等。我們?yōu)閷?duì)建設(shè)項(xiàng)目管理的認(rèn)識(shí)及方法不足而買單。
建設(shè)項(xiàng)目管理需提供一種既能區(qū)別這些關(guān)聯(lián)又能聯(lián)系這些關(guān)聯(lián)之處的管理方法,那就是接口(Interface),即它們之間彼此關(guān)聯(lián)而有共同要求的部分,通過接口的視角及接口的管理來全新分析項(xiàng)目與解讀項(xiàng)目建設(shè)與管理。簡(jiǎn)單接口用圖示意,如圖示1。
合約存在接口
專業(yè)之間接口
如何掌握與運(yùn)用接口及接口管理,首先需對(duì)接口進(jìn)行定義與劃分。這是項(xiàng)目管理之初的關(guān)鍵。在建設(shè)項(xiàng)目中接口可被劃分為物理接口(IRT=Interface Record Table)和功能接口(FIT=Function Interface Table)。
1.1 物理接口
定義工程中不同專業(yè)承包商在接口處的工作職責(zé)范圍。以制藥廠工藝設(shè)備為例。某包衣機(jī)設(shè)備為國(guó)外進(jìn)口,該設(shè)備最終運(yùn)轉(zhuǎn)需供國(guó)內(nèi)現(xiàn)場(chǎng)部分提供冷熱水、電、蒸汽、送風(fēng)、排風(fēng)等;因此雙方需在設(shè)備采購招標(biāo)時(shí)進(jìn)行技術(shù)性的協(xié)調(diào)必須明確,否則有不清楚之處的話對(duì)后期項(xiàng)目影響(工期及費(fèi)用等)是否巨大。利用接口管理方法、確定接口內(nèi)容及相應(yīng)文件則能方便解決這一問題,并且效率很高。
上述文件需經(jīng)雙方確認(rèn)后成為共同執(zhí)行的依據(jù)。
1.3 接口管理有以下幾個(gè)的特征:
1.3.1 全過程性:接口通過文件形式確定下來,是始終貫穿于項(xiàng)目管理的全過程及設(shè)計(jì)、招標(biāo)、采購、施工、運(yùn)營(yíng)等;
1.3.2 統(tǒng)一性:整個(gè)項(xiàng)目所有合約是封閉的,唯一串起不同合約之間關(guān)系的就是接口內(nèi)容。相關(guān)的不同合約內(nèi)均體現(xiàn)彼此接口內(nèi)容,彼此又透明。
1.3.3 系統(tǒng)性:用專業(yè)技術(shù)角度作要求,采用清楚明了的示意、表格及清單化表達(dá)的格式,非常便于歸類、搜索等編輯,實(shí)現(xiàn)高效的項(xiàng)目管理過程。
2 接口文件
為做到文件在項(xiàng)目管理周期中的統(tǒng)一性,從項(xiàng)目設(shè)計(jì)開始就采用接口理念進(jìn)行設(shè)計(jì)管理,后續(xù)招標(biāo)中作為招標(biāo)圖紙;招標(biāo)文件中需制作接口表,不同合同之間均列明各自接口范圍及要求。
2.1 設(shè)計(jì)接口
由于目前國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)院或單位都基本因體制或習(xí)慣模式通常是進(jìn)行以技術(shù)性為主進(jìn)行的設(shè)計(jì),審圖也是基于按規(guī)范進(jìn)行技術(shù)問題的把關(guān),這似乎與建設(shè)過程的復(fù)雜性不是否關(guān)聯(lián)。
而接口的設(shè)計(jì)要求則改變這一現(xiàn)象。接口管理明確要求設(shè)計(jì)圖紙專業(yè)之間中體現(xiàn)接口要求。做法是在設(shè)計(jì)單位完成方案設(shè)計(jì)后,作為業(yè)主或管理顧問公司需及時(shí)介入擴(kuò)初設(shè)計(jì),協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)部門在圖紙中有接口概念的表達(dá),將不同專業(yè)之間的接口關(guān)系清楚地標(biāo)示在圖紙中,并為此作專門的協(xié)調(diào)。強(qiáng)調(diào)意義在于:
2.1.1 為后續(xù)的項(xiàng)目招標(biāo)有接口要求的圖紙做準(zhǔn)備;
2.1.2 各專業(yè)圖紙均能統(tǒng)一反映接口關(guān)系;
2.1.3 施工與調(diào)試及運(yùn)營(yíng)階段清楚地表達(dá)各方的責(zé)任及接口內(nèi)容要求;
2.2 合同接口
為了更好地實(shí)施工程項(xiàng)目管理,在合同的標(biāo)段策劃階段,合適地按照接口進(jìn)行劃分與構(gòu)建合同標(biāo)段,項(xiàng)目合同構(gòu)架網(wǎng)絡(luò)在項(xiàng)目管理中也是被認(rèn)為相當(dāng)重要的。
標(biāo)書制作階段,同時(shí)制作接口表(IRT、FIT),同一接口事項(xiàng)同時(shí)置入各自合同內(nèi),因此各標(biāo)段合同內(nèi)均能體現(xiàn)彼此接口的部分,從而做到信息的統(tǒng)一性,信息的對(duì)稱性。
3 接口管理的實(shí)施
在全過程項(xiàng)目管理過程中,除在施工前期階段的上述設(shè)計(jì)及招標(biāo)階段已采取接口管理外,重要的是后續(xù)施工過程中的執(zhí)行。通常設(shè)置有專門負(fù)責(zé)接口管理的工程師進(jìn)行把關(guān)。根據(jù)施工過程的不同階段,實(shí)施分以下步驟:
3.1 優(yōu)化設(shè)計(jì)的聯(lián)絡(luò)會(huì)
招標(biāo)確定承包商后,需根據(jù)合同進(jìn)行對(duì)原接口內(nèi)容進(jìn)行重新提交及審核,召開接口設(shè)計(jì)聯(lián)絡(luò)會(huì)進(jìn)行。設(shè)計(jì)聯(lián)絡(luò)會(huì)要求:會(huì)議周期為專門的一周或其它;地點(diǎn)一般要求承包商提供。另承包商須做好會(huì)前工作準(zhǔn)備,包括接口會(huì)議安排(就不同接口單位計(jì)劃安排)、欲提交的接口資料等。
提交及審核內(nèi)容:包括接口IRT與接口FIT。其中,F(xiàn)IT中包括施工技術(shù)參數(shù)確認(rèn)與材料參數(shù)的確認(rèn)。
參與單位:設(shè)計(jì)單位、本接口承包商(含其設(shè)備供應(yīng)商)、相關(guān)接口單位、監(jiān)理單位、業(yè)主或管理顧問單位;會(huì)議目標(biāo)成果:主接口方與各不同次接口方就接口內(nèi)容與接口要求達(dá)成一致并形成共同文件以備忘。
3.2 接口的施工
承包商以合約中接口文件要求的工作范圍為依據(jù),清楚地完成各自工作量?jī)?nèi)容;在接口部位的功能要求需管理方及監(jiān)理方以接口功能文件為依據(jù)進(jìn)行檢查,非常量化。
3.3 接口測(cè)試
根據(jù)接口IRT與FIT,深化編制詳細(xì)接口要求文件(DIS),是各承包商進(jìn)行測(cè)試的前提,在DIS中必須詳述合約與其他合約見所有接口的數(shù)據(jù),包括外表接口、功能、軟件協(xié)議及其它接口要求;承包商必須制定相關(guān)接口測(cè)試驗(yàn)收書(ITSP),包括所有接口測(cè)試條件、驗(yàn)收程序、測(cè)試儀器、合同標(biāo)準(zhǔn)、及其它相關(guān)測(cè)試數(shù)據(jù),其中各測(cè)試程序需清楚界定承包商及指定承包商雙方的驗(yàn)收工作及時(shí)序。所有接口測(cè)試計(jì)劃及程序均須得到審批后方能開始。
4 接口管理信息化
接口文件常被編制成表格或接口示意圖,其中表格能充分利用計(jì)算機(jī)辦公軟件(如excel)的編輯功能如查找、排序、歸類、檢索等數(shù)據(jù)分析,更有效的利用網(wǎng)絡(luò)傳送功能意見特定的項(xiàng)目管理軟件(如Meridian)進(jìn)行方便管理。
在項(xiàng)目管理的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)中,所有合同接口文件均能為管理人員所共享,方便檢閱,這對(duì)提高管理效率無疑有很大作用。接口管理同時(shí)為量化的項(xiàng)目管理提供手段,量化才能有數(shù)據(jù)對(duì)比,便于得出結(jié)論。
5 結(jié)論
在當(dāng)前大多建設(shè)項(xiàng)目仍按傳統(tǒng)建設(shè)管理方法進(jìn)行管理的情況下,尤其在設(shè)計(jì)與合同及施工分離的情況下,在概括性合同與施工分離的情況下,我們的工作只是處于經(jīng)驗(yàn)式、身體力行式的協(xié)調(diào),最終平衡參建各方的效果是可想而知的,表面是甲方精疲力竭、乙方消極甚至抵觸,最終真正失去的是項(xiàng)目整體進(jìn)度、質(zhì)量、費(fèi)用的控制,類似例子很多。
常說好的建設(shè)管理控制在于預(yù)控,而接口管理則作為專業(yè)性管理手法為預(yù)控提供了管理依據(jù)。實(shí)踐證明,以建立接口為文件及過程管理的接口管理貫穿起設(shè)計(jì)圖紙、合同、施工,構(gòu)成各方統(tǒng)一平臺(tái),對(duì)提高項(xiàng)目管理水平是非常用的,尤其它對(duì)我國(guó)當(dāng)前國(guó)內(nèi)高速發(fā)展的建設(shè)項(xiàng)目以及走向國(guó)際市場(chǎng)中的建設(shè)項(xiàng)目,都將有深遠(yuǎn)的意義。
就不同部門業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)而言,由于操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫及開發(fā)技術(shù)等存在差別,因而難以同檔案管理系統(tǒng)之間進(jìn)行直接通訊。為了解決各系統(tǒng)間的“信息孤島”等問題,必須構(gòu)建有效的接口通訊平臺(tái),對(duì)信息的傳送提供服務(wù)。
1 檔案管理系統(tǒng)接口通訊平臺(tái)構(gòu)建的目標(biāo)分析
當(dāng)前,檔案管理系統(tǒng)同辦公、業(yè)務(wù)等管理系統(tǒng)之間通常獨(dú)立運(yùn)行,各系統(tǒng)之間所形成的數(shù)據(jù)信息,難以直接寫入檔案管理系統(tǒng)中,多個(gè)系統(tǒng)間缺乏有效的通訊平臺(tái)。因此,通過構(gòu)建接口通訊平臺(tái),可以有效整合各系統(tǒng)之間的信息資源,實(shí)現(xiàn)檔案信息資源的優(yōu)化配置,同時(shí),還有助于降低重復(fù)勞動(dòng),提高工作效率。就檔案管理系統(tǒng)而言,接口通訊平臺(tái)的搭建主要涉及到各系統(tǒng)之間如何開展數(shù)據(jù)導(dǎo)入、通信,解決各自信息孤島問題。
1)系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)信息存儲(chǔ)與交換。就辦公、業(yè)務(wù)等管理系統(tǒng)所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息,結(jié)合程序定義及內(nèi)容存儲(chǔ)情況,實(shí)現(xiàn)了電子檔案與文件發(fā)文時(shí)期、單位、編號(hào)、名稱等詳細(xì)信息的自動(dòng)化寫入,并完整儲(chǔ)存于數(shù)據(jù)庫對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)表內(nèi)。就電子檔案及文件而言,其全文及圖像是依據(jù)程序定義規(guī)則,分別存儲(chǔ)于數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)表中,實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)即時(shí)歸檔。其中,收文是在檔案或文件辦結(jié)過程中歸檔;發(fā)文是在檔案或文件過程中定時(shí)歸檔;自動(dòng)歸檔是就每時(shí)每刻所產(chǎn)生的新數(shù)據(jù)于事先設(shè)定好相應(yīng)的時(shí)間進(jìn)行自動(dòng)化歸檔。
2)數(shù)據(jù)挖掘與利用。借助于辦公、業(yè)務(wù)等系統(tǒng)中已有數(shù)據(jù),通過組合、抽取等方式,以原數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),重新進(jìn)行挖掘,以確保數(shù)據(jù)的完整性與格式統(tǒng)一性,提高數(shù)據(jù)利用效率與標(biāo)準(zhǔn)化程度,繼而提高系統(tǒng)可重用性,提高系統(tǒng)綜合效率與信息化水平,最大限度地減少重復(fù)性投入,提高系統(tǒng)運(yùn)行與工作效率。
3)保障數(shù)據(jù)安全與系統(tǒng)穩(wěn)定性。就系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸過程而言,需確保系統(tǒng)同辦公、業(yè)務(wù)等其他系統(tǒng)的數(shù)據(jù)安全與完整性。一方面,應(yīng)保障數(shù)據(jù)傳輸時(shí)的安全性,確保其內(nèi)容不會(huì)暴露或遭到截留,要求系統(tǒng)能夠有效存儲(chǔ)數(shù)據(jù);另一方面,保障數(shù)據(jù)的完整性,切忌傳輸中存在數(shù)據(jù)丟失、缺失等問題。
2 系統(tǒng)接口通訊平臺(tái)的設(shè)計(jì)與構(gòu)建
2.1 設(shè)計(jì)思路
當(dāng)前,檔案管理系統(tǒng)接口通訊平臺(tái)設(shè)計(jì)包括如下
方法。
1)聯(lián)機(jī)傳輸歸檔。將各系統(tǒng)數(shù)據(jù)加以整合,共同存儲(chǔ)于檔案管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中,將電子公文數(shù)據(jù)直接寫入系統(tǒng)中,以防數(shù)據(jù)出現(xiàn)丟失或缺失問題,將數(shù)據(jù)加以集成,還需要設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)接口。其中,接口程序是通過登錄系統(tǒng),利用“歸檔”按鈕實(shí)現(xiàn)操作的。點(diǎn)擊至后會(huì)啟動(dòng)相應(yīng)的接口程序,系統(tǒng)將自動(dòng)同子系統(tǒng)及其他功能模塊相連接,將數(shù)據(jù)寫入對(duì)應(yīng)程序中。
2)數(shù)據(jù)傳輸與歸檔。鑒于空間、時(shí)間方面存在的差異性,各部門所采用的信息系統(tǒng)及數(shù)據(jù)源不同,因而導(dǎo)致數(shù)據(jù)類型及訪問方式存在差異,致使各系統(tǒng)之間難以實(shí)現(xiàn)資源共享。為使不同系統(tǒng)之間可以互通互聯(lián),可通過系統(tǒng)集成方法,對(duì)各部門系統(tǒng)加以整合,實(shí)現(xiàn)其無縫連接,也可將原有系統(tǒng)整合到檔案管理系統(tǒng)中,對(duì)系統(tǒng)按統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)重新構(gòu)建。后者需耗費(fèi)大量人力、物力、財(cái)力,因此,本文采用系統(tǒng)集成方式,實(shí)現(xiàn)各系統(tǒng)的無縫連接。
2.2接口技術(shù)的應(yīng)用
本文接口通訊平臺(tái)主要采用的接口技術(shù)如下。
1)Web Service技術(shù)。該技術(shù)可以直接為系統(tǒng)提供相應(yīng)的接口,并對(duì)系統(tǒng)接口的函數(shù)加以調(diào)用,將辦公、業(yè)務(wù)等系統(tǒng)數(shù)據(jù)直接歸檔于檔案管理系統(tǒng)內(nèi),并對(duì)檔案信息進(jìn)行實(shí)時(shí)更新,使各系統(tǒng)孤立的流程與數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)了互通,使檔案管理系統(tǒng)成為開放式集成化系統(tǒng)。
2)中間件技術(shù)。本文檔案管理系統(tǒng)采用的是三層結(jié)構(gòu)體系,構(gòu)建過程中利用面向?qū)ο蠓绞?,包括?shù)據(jù)層、中間層、應(yīng)用層架構(gòu)。其中,應(yīng)用層往往獨(dú)立開,以便減少客戶端負(fù)擔(dān),便于系統(tǒng)升級(jí)與更新;數(shù)據(jù)層為系統(tǒng)提供了數(shù)據(jù)庫,可對(duì)各種資源文本、影像資料進(jìn)行存儲(chǔ),并提供數(shù)據(jù)的備份與恢復(fù)功能,提供訪問其他數(shù)據(jù)庫的接口功能;應(yīng)用層主要對(duì)應(yīng)的是客戶端瀏覽器,用戶可借助于瀏覽器接收數(shù)據(jù)和發(fā)送請(qǐng)求;中間層主要服務(wù)后臺(tái)系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)檔案資源的全面管理與流程的綜合控制,并對(duì)工作流進(jìn)行定義,利用J2EE與系統(tǒng),提供Web信息功能,并對(duì)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行即時(shí)管理。就接口角度來看,中間層技術(shù)采用標(biāo)準(zhǔn)化語言,對(duì)電子文件進(jìn)行描述與封裝,使各系統(tǒng)之間能夠識(shí)別來自不同數(shù)據(jù)源的信息,并結(jié)合所需集成系統(tǒng),利用相應(yīng)的通信協(xié)議,采用有效的方式,將系統(tǒng)所需實(shí)現(xiàn)服務(wù)加以集成。此外,該技術(shù)還確保了信息傳輸?shù)陌踩浴?/p>
3)XML文件。就系統(tǒng)所需歸檔資源及數(shù)據(jù)進(jìn)行選取,將數(shù)據(jù)組織為滿足系統(tǒng)需求的XML文件,并將所需歸檔文件分別放入指定文件夾中,并對(duì)系統(tǒng)的歸檔接口程序加以調(diào)用。
2.3接口對(duì)接模塊功能設(shè)計(jì)
對(duì)系統(tǒng)接口對(duì)接模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí),需要結(jié)合各系統(tǒng)接口問題,即數(shù)據(jù)庫到系統(tǒng)之間的信息傳輸問題。在此需要設(shè)計(jì)通用型接口,實(shí)現(xiàn)各業(yè)務(wù)及辦公等系統(tǒng)數(shù)據(jù)自動(dòng)化歸檔于檔案管理系統(tǒng)內(nèi),也可為系統(tǒng)提供必要的歸檔數(shù)據(jù),以供業(yè)務(wù)、辦公等系統(tǒng)用戶查詢,充分發(fā)揮檔案管理系統(tǒng)的作用。接口對(duì)接模塊采用的是Web Service技術(shù),以及XML、FTP 數(shù)據(jù)交換方式。功能設(shè)計(jì)圖如圖1所示。
圖1 接口功能設(shè)計(jì)圖
在接口模塊功能開發(fā)中,最關(guān)鍵是要實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)間數(shù)據(jù)的通信,利用Web Services服務(wù),為系統(tǒng)提供了統(tǒng)一的瀏覽器接口,用戶可利用微軟MS IE,對(duì)文件加以傳輸。Web Services利用XML文件,將檔案資源信息進(jìn)行形式化描述,針對(duì)各事務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行定義。利用XML格式對(duì)信息進(jìn)行格式化描述和封裝,與此同時(shí),考慮到各系統(tǒng)對(duì)于XML文件支持情況,利用Java服務(wù)器的系統(tǒng),可支持XML文件,因此,采用XML文件對(duì)信息進(jìn)行封裝,以確保其可操作性。
Web Services技術(shù),利用SOAP有效實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)中點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通信。利用SOAP為各系統(tǒng)平臺(tái)的交互提供了規(guī)則,也為檔案管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)服務(wù)交換設(shè)置了架構(gòu)。Web Services針對(duì)系統(tǒng)服務(wù)進(jìn)行XML描述,形成對(duì)應(yīng)的WSDL文檔,并將其至服務(wù)注冊(cè)中心,方便用戶進(jìn)行查詢。借助于注冊(cè)中心,獲取相應(yīng)的Web服務(wù),將電子文檔載入,構(gòu)建接口平臺(tái),并實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)服務(wù)的有效集成。借助于所搭建的接口平臺(tái),可自動(dòng)將辦公、業(yè)務(wù)等系統(tǒng)發(fā)文與工作流存儲(chǔ)于檔案管理系統(tǒng)中,作為備份資料,便于相關(guān)人員查詢。
1設(shè)計(jì)變更以及現(xiàn)場(chǎng)簽證的定義與內(nèi)容
設(shè)計(jì)變更是指為達(dá)到施工質(zhì)量的需求,適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境變化或者滿足設(shè)計(jì)糾錯(cuò)以及完善的目的,對(duì)原始設(shè)計(jì)進(jìn)行適應(yīng)性修改的過程。以下情況都屬于設(shè)計(jì)變更的內(nèi)容:
(1)以設(shè)計(jì)交底會(huì)為平臺(tái),經(jīng)施工單位與設(shè)計(jì)單位的協(xié)商,考慮更改設(shè)計(jì)圖紙,在這個(gè)過程中,相關(guān)的設(shè)計(jì)變更說明由建筑或者設(shè)計(jì)單位共同負(fù)責(zé)。
(2)在實(shí)際施工過程中,由于原設(shè)計(jì)涉及的面不夠具體,例如標(biāo)高地方?jīng)]有標(biāo)出其安裝位置或者在管道安裝過程中出現(xiàn)了一些設(shè)計(jì)時(shí)沒有提及的管墩或者設(shè)備,需要對(duì)原設(shè)計(jì)的標(biāo)高或者管道走向進(jìn)行修改,在相關(guān)建筑單位以及設(shè)計(jì)單位同意的基礎(chǔ)上,需要出具變更聯(lián)絡(luò)單來解釋變更原因以及具體做法,并附帶設(shè)計(jì)出相應(yīng)的施工圖。
(3)在工程進(jìn)行過程中,由于一些客觀原因,例如根據(jù)項(xiàng)目需要對(duì)涉及設(shè)備進(jìn)行擴(kuò)增,相應(yīng)的管線勢(shì)必也會(huì)隨之增加,這時(shí)建筑單位需向設(shè)計(jì)單位提出增減工程項(xiàng)目或者改變施工方法的要求,這部分變更需要設(shè)計(jì)單位同意并出具相關(guān)證明。
(4)受資源市場(chǎng)以及施工條件限制。例如施工條件不滿足要求或者材料供應(yīng)不足,則會(huì)對(duì)原始設(shè)計(jì)中針對(duì)相應(yīng)條件的設(shè)計(jì)或者材料進(jìn)行改變,經(jīng)過多方協(xié)調(diào)達(dá)成協(xié)議之后便屬于設(shè)計(jì)變更的范疇。工程簽證是指超出實(shí)際施工圖紙或者設(shè)計(jì)變更之外,在工程預(yù)算中沒有涉及但是實(shí)際施工中出現(xiàn)的額外費(fèi)用而辦理的簽證,通常在施工環(huán)境或者條件多變的情況下發(fā)生,主要涵蓋了以下幾個(gè)方面的內(nèi)容:
(1)由于建筑方的原因出現(xiàn)的停水停電,使得整個(gè)工程停滯,一般而言時(shí)間很長(zhǎng),施工方又不能隨機(jī)停工而出現(xiàn)的經(jīng)濟(jì)損失。
(2)建筑單位提供的設(shè)備、材料以及場(chǎng)地未嚴(yán)格按照合同要求,使得施工方窩工以及返工而產(chǎn)生損失。
(3)技術(shù)改造階段,由于作業(yè)高于設(shè)計(jì)值或者工作面狹小,為了保證工程順利開展,需要引進(jìn)其他大型器具。在這個(gè)過程中,施工方需要通過辦理工程簽證反映施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工條件以及相應(yīng)施工方案來爭(zhēng)取建筑方也即是業(yè)主的同意。
(4)大的檢修項(xiàng)目一般而言都不具有正規(guī)的施工圖紙,參照臨時(shí)檢修方案檢修完成之后形成…個(gè)工程遷居,以便于日后結(jié)算。
2設(shè)計(jì)變更以及現(xiàn)場(chǎng)簽證的造價(jià)控制策略
2.1減少設(shè)計(jì)變更的方法
業(yè)主在委托設(shè)計(jì)方設(shè)計(jì)之前,應(yīng)該對(duì)交付的項(xiàng)目進(jìn)行充分的調(diào)研,并通過初審,二審等多重審核將其使用需求完整準(zhǔn)確地描述出來。同時(shí),在設(shè)計(jì)期間應(yīng)該保證時(shí)間的充裕,避免因時(shí)間倉促,設(shè)計(jì)方為完成任務(wù)草草了事。設(shè)計(jì)的圖紙要配置專業(yè)的人員進(jìn)行審核,既要滿足實(shí)際功能需求以及建筑方的建筑意圖又要具有一定的深度,同時(shí)應(yīng)該建立一個(gè)相關(guān)文檔羅列出整個(gè)施工過程中可能出現(xiàn)的施工難點(diǎn)或者沖突,施工前進(jìn)行相應(yīng)的交底,從而減少錯(cuò)誤的發(fā)生。在沒有必要時(shí)盡量不要進(jìn)行工程變更,即使變更,也應(yīng)該在保證工程質(zhì)量的前提下,本著最小化工程量的原則。迫不得已如果非得產(chǎn)生設(shè)計(jì)變更,應(yīng)該明確設(shè)計(jì)變更的審查:第一,通過現(xiàn)場(chǎng)考察確定原來的設(shè)計(jì)如果在不進(jìn)行設(shè)計(jì)變更的條件下就不能順利施工或者影響整個(gè)工程的質(zhì)量。第二,需要變更的內(nèi)容在技術(shù)以及經(jīng)濟(jì)上合理時(shí),權(quán)衡比較變更產(chǎn)生的機(jī)會(huì)成本與經(jīng)驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn),然后再做進(jìn)一步的決定。第三,如果施工過程中發(fā)生了材料的代用,要避免只是提供純材料用量狀況的現(xiàn)象,代用單要細(xì)化到哪些地方、在什么部位要使用相關(guān)代用材料,并形成相應(yīng)施工圖紙。第四,設(shè)計(jì)變更應(yīng)該盡量提前,避免造成拆除的浪費(fèi)以及相關(guān)的索賠事件。對(duì)于具有多個(gè)變更方案時(shí),要進(jìn)行綜合審定,利用價(jià)值工程的觀點(diǎn),選擇優(yōu)化的變更方案。第五,對(duì)于整個(gè)變更的設(shè)計(jì)過程應(yīng)該有詳細(xì)的記錄,解釋變更發(fā)生的背景、時(shí)間、部位以及相關(guān)的參與單位。
2.2加強(qiáng)工程簽證審核力度
對(duì)于本該出現(xiàn)在合同中的內(nèi)容,例如議價(jià)項(xiàng)目,人工浮動(dòng)資金以及材料的價(jià)格,相關(guān)施工代表不能將其挪到工程簽證中,以合同附件的形式出現(xiàn)。一些本該在施工組織方案中審批的內(nèi)容,如鋼筋搭接的方式、塔吊臺(tái)數(shù)、挖土方式,不能隨便做工程簽證處理,而是提交到施工組織部進(jìn)行嚴(yán)密的審查。明確材料價(jià)格所屬的類型,防止出現(xiàn)采購保管重復(fù)計(jì)算的狀況,形成的工程簽證材料應(yīng)該一式兩份,有效維護(hù)自己的權(quán)益,防止其出現(xiàn)涂改添加的情況。
2.3強(qiáng)化接口的管理
在工程投產(chǎn)初期,進(jìn)行施工方案的審查與優(yōu)化,對(duì)于設(shè)計(jì)部提供的若干方案,進(jìn)行分析與比較,從中選出一個(gè)切實(shí)可行,在施工期限以及質(zhì)量滿足的條件下,有利于降低施工成本的方案。方案選定之后,應(yīng)該根據(jù)招標(biāo)過程中企業(yè)提交的技術(shù)圖紙以及工程量的清單,結(jié)合工程項(xiàng)目的特點(diǎn),以企業(yè)內(nèi)部管理作為成本控制的契機(jī),建立相應(yīng)的成本管理體系。對(duì)于工程實(shí)施過程中涉及的各層工作人員,明確其主要的任務(wù)與職責(zé),建立相應(yīng)的獎(jiǎng)懲制度以提高實(shí)施者行動(dòng)的積極性。從施工質(zhì)量、施工安全以及經(jīng)濟(jì)目標(biāo)三個(gè)層面細(xì)化各層人員的分工,并將其具體落實(shí)到每一個(gè)成員身上,必要時(shí)可以建立合同進(jìn)行約束,明確各自的權(quán)利和義務(wù)。在實(shí)現(xiàn)的過程中,以生產(chǎn)材料的動(dòng)態(tài)管理為背景,個(gè)人與部門之間構(gòu)建牽制機(jī)制,實(shí)現(xiàn)相互的協(xié)調(diào)與監(jiān)督。核實(shí)整個(gè)過程中財(cái)務(wù)上報(bào)材料與實(shí)際使用的情況。在項(xiàng)目分包人,施工以及項(xiàng)目管理部之間達(dá)成責(zé)任風(fēng)險(xiǎn)與經(jīng)濟(jì)效益相聯(lián)系的成本控制體制。每一個(gè)參與施工的技術(shù)人員,采用合同交底制度限制其行為,做好相關(guān)的交底記錄,劃清甲方與乙方的經(jīng)濟(jì)責(zé)任,由于不同類別處理費(fèi)用以及形成的文件是不同的,應(yīng)該嚴(yán)格區(qū)分工程簽證與設(shè)計(jì)變更,屬于設(shè)計(jì)變更內(nèi)容的就應(yīng)該通過設(shè)計(jì)單位進(jìn)行相關(guān)通知單的變更,而屬于現(xiàn)場(chǎng)簽證范疇的則應(yīng)該由施工人員完成簽發(fā),這兩種處理方式的費(fèi)用分別按設(shè)計(jì)變更以及發(fā)生原因進(jìn)行處理。同時(shí),各級(jí)人員的業(yè)務(wù)水平以及責(zé)任心也需進(jìn)一步增強(qiáng),讓每一個(gè)與接口相關(guān)的人員能夠深入現(xiàn)場(chǎng),對(duì)施土圖以及合同內(nèi)容熟練掌握的條件下,對(duì)施工工藝變動(dòng)以及異常情況對(duì)造價(jià)的影響進(jìn)行了解。比如說,對(duì)于地下室層高為2米時(shí),提出設(shè)計(jì)變更,可能使工程的類別以及計(jì)算綜合腳手架有所提高。當(dāng)整個(gè)工程施工完成以后,審核人員應(yīng)該以合同作為結(jié)算參考,嚴(yán)格控制工程中提及固定支出部分,而預(yù)算之外的費(fèi)用,比如施工過程中出現(xiàn)的設(shè)計(jì)變更,如果施工方?jīng)]有按照?qǐng)D紙完成,達(dá)不到設(shè)計(jì)要求,在工程結(jié)束后滯留部分工作量,可以相應(yīng)地縮減費(fèi)用。對(duì)工程預(yù)留的空間,設(shè)計(jì)的變更以及工程清單漏項(xiàng),參照建設(shè)單位以及企業(yè)報(bào)送的材料以及結(jié)算數(shù)據(jù)進(jìn)行比照評(píng)定,同時(shí)結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況進(jìn)行結(jié)算。清單中沒有的項(xiàng)目,應(yīng)該參考同領(lǐng)域預(yù)算專家的評(píng)定結(jié)果進(jìn)行結(jié)算。
目前我國(guó)醫(yī)院信息化的大部分是加強(qiáng)醫(yī)院的收費(fèi)管理。在嚴(yán)格意義上,完整的醫(yī)院信息系統(tǒng)(HIS(醫(yī)院信息系統(tǒng))應(yīng)該包括醫(yī)院管理信息系統(tǒng)(HMIS)和臨床信息系統(tǒng)(CIS)兩部分:財(cái)務(wù)管理系統(tǒng)、人事管理系統(tǒng)、住院病人管理、藥品庫存管理系統(tǒng)等系統(tǒng)是屬于類別的醫(yī)院管理信息系統(tǒng)(HMIS),我們的目標(biāo)是支持醫(yī)院的行政管理與事務(wù)處理業(yè)務(wù),提高醫(yī)院的工作效率,輔助高層領(lǐng)導(dǎo)決策。
二、醫(yī)院信息系統(tǒng)的現(xiàn)狀和主要階段的財(cái)務(wù)制度醫(yī)院改革收費(fèi)體系
醫(yī)院信息系統(tǒng)的現(xiàn)狀和其主要階段的財(cái)務(wù)制度在醫(yī)院改革的收費(fèi)體系中,加強(qiáng)醫(yī)療費(fèi)用的管理發(fā)揮了重要作用。系統(tǒng)克服人為因素的影響在收費(fèi)工作,有效地杜絕醫(yī)療行業(yè)不是標(biāo)準(zhǔn)收費(fèi),使收入的準(zhǔn)確性大大提高,醫(yī)院收費(fèi)行為的完整性也在不斷增加,與此同時(shí),HIS的應(yīng)用大大縮短病人的時(shí)間支付方便患者,并提高工作效率。目前,醫(yī)院以其相對(duì)獨(dú)立的經(jīng)營(yíng)和財(cái)務(wù)管理體系,財(cái)務(wù)系統(tǒng)側(cè)重于會(huì)計(jì),他的系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)管理和藥品管理,部分醫(yī)院如電子醫(yī)療記錄、醫(yī)療咨詢、形象在他的系統(tǒng)中,但關(guān)鍵是成本管理。對(duì)金融系統(tǒng),他主要是提供各種門診住院收入數(shù)據(jù),藥品進(jìn)銷存總結(jié)報(bào)告等,但由于兩個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)和編程語言和運(yùn)行平臺(tái),導(dǎo)致金融體系一般不能直接從HIS讀取所需的數(shù)據(jù),他的診所和醫(yī)院系統(tǒng)需要日常財(cái)務(wù)部門日常和月度報(bào)告,月度財(cái)務(wù)部門根據(jù)該報(bào)告手工編制憑證,會(huì)計(jì)處理。該系統(tǒng)獨(dú)立運(yùn)行,相互之間缺乏適當(dāng)?shù)臋z查機(jī)制,相應(yīng)的財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)將出現(xiàn)不一致,人為的主觀因素將影響財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)的真實(shí)性、準(zhǔn)確性和完整性。時(shí)間越長(zhǎng),錯(cuò)誤越嚴(yán)重,積累的錯(cuò)誤越多,如果沒有及時(shí)的審計(jì),就越有可能出現(xiàn)財(cái)務(wù)風(fēng)險(xiǎn)。
三、財(cái)務(wù)系統(tǒng)和HIS數(shù)據(jù)對(duì)接的設(shè)想
從工作內(nèi)容的聯(lián)系上來看,醫(yī)院財(cái)務(wù)系統(tǒng) 和HIS之間是你中有我、我中有你的關(guān)系。HIS為財(cái)務(wù)系統(tǒng)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù),系統(tǒng)生成的各種報(bào)表作為會(huì)計(jì)核算的原始憑證;財(cái)務(wù)系統(tǒng)反映HIS運(yùn)行的結(jié)果,從宏觀上控制和協(xié)調(diào)HIS的運(yùn)行。會(huì)計(jì)核算是一個(gè)綜合的整體,會(huì)計(jì)科目相互之間有著緊密的聯(lián)系。在正常情況下,醫(yī)院兩套系統(tǒng)之間對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)都是一致的,因此,克服 技術(shù)上的瓶頸,整體構(gòu)建規(guī)劃,制定一套數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn),轉(zhuǎn)變業(yè)務(wù)流程,設(shè)置HIS與財(cái)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)接口,財(cái)務(wù)系統(tǒng)直接從HIS中讀取相關(guān)報(bào)表數(shù)據(jù),自動(dòng)產(chǎn)生記賬憑證,使得HIS數(shù)據(jù)與財(cái)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)兼容共享,不僅可以有效提高對(duì)收費(fèi)票據(jù)的監(jiān)控力度,督促各部門及時(shí)報(bào)賬,減少財(cái)務(wù)隱患,而且從財(cái)務(wù)監(jiān)控角度考慮,HIS與財(cái)務(wù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接口可以完善報(bào)表上報(bào)與審核、票據(jù)管理、藥品等消耗材料管理,最終完善全院各部門財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)的審核,保障資金安全與收入完整。
(一)報(bào)表上報(bào)及審核確認(rèn)
實(shí)現(xiàn)兩套系統(tǒng)接口后,報(bào)表的上報(bào)分為兩種,其一是收費(fèi)處專人將所有收費(fèi)員當(dāng)日全部日結(jié)表匯總打印后送至財(cái)務(wù)部門。其二是系統(tǒng)將自動(dòng)匯總報(bào)表數(shù)據(jù),會(huì)計(jì)人員從后臺(tái)系統(tǒng)接收匯總的報(bào)表數(shù)據(jù),將報(bào)送的紙質(zhì)報(bào)表和自動(dòng)接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)照,審核無誤后,財(cái)務(wù)系統(tǒng)自動(dòng)生成記賬憑證,確認(rèn)收費(fèi)部門的收入,予以報(bào)賬。這一功能的實(shí)現(xiàn)將在很大程度上的減少財(cái)務(wù)憑證的錄入工作量,極大提高財(cái)務(wù)人員的工作效率。通過兩條途徑報(bào)表, 相互對(duì)照,保證了財(cái)務(wù)系統(tǒng)和HIS系統(tǒng)收入完全一致。財(cái)務(wù)系統(tǒng)與收費(fèi)系統(tǒng)得到無縫隙鏈接,使該環(huán)節(jié)的差錯(cuò)率降至最低。
(二)票據(jù)管理
門診掛號(hào)、門診收費(fèi)、預(yù)收款、出院結(jié)算等票據(jù)應(yīng)由財(cái)務(wù)部門的票據(jù)專管員授權(quán)在HIS系統(tǒng)上激活使用。 專管員要隨時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)中已用票據(jù)、 在用票據(jù)、未用票據(jù)的使用狀態(tài),隨時(shí)監(jiān)控收費(fèi)員是否使用來源不明的票據(jù),進(jìn)行違規(guī)操作。票據(jù)從領(lǐng)用到銷號(hào)都在財(cái)務(wù)有效控制之中。實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)對(duì)接票據(jù)銷號(hào)功能后,HIS系統(tǒng)中票據(jù)產(chǎn)生的收入,與財(cái)務(wù)系統(tǒng)中的收入在對(duì)賬時(shí),很容易發(fā)現(xiàn)差錯(cuò)點(diǎn)。對(duì)發(fā)現(xiàn)的差錯(cuò)點(diǎn)票據(jù)專管員可及時(shí)查明原因進(jìn)行處理。在設(shè)置報(bào)賬確認(rèn)和票據(jù)銷號(hào)兩個(gè)功能共同控制下,只有報(bào)賬確認(rèn)后,才能做票據(jù)銷號(hào),原則上不報(bào)賬即無法銷號(hào),以此督促收費(fèi)員及時(shí)報(bào)賬。
四、實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)接口后的管理
(一)發(fā)展完善、嚴(yán)格的內(nèi)部管理體系
實(shí)現(xiàn)信息管理的目標(biāo),首先是數(shù)據(jù)的安全。根據(jù)相關(guān)規(guī)定,結(jié)合醫(yī)院實(shí)際情況,制定嚴(yán)格的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)管理系統(tǒng),是計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)運(yùn)行管理系統(tǒng)、電子信息系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全管理系統(tǒng)、電子檔案管理信息系統(tǒng)和一系列系統(tǒng)的重要保證。嚴(yán)格規(guī)范每個(gè)操作人員和管理員的管理,以確保系統(tǒng)正常運(yùn)行。
關(guān)鍵詞:DSP接口電路CAN控制器
近幾年來,數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)得到了廣泛的應(yīng)用。由于DSP采用程序空間和數(shù)據(jù)空間分離的哈佛結(jié)構(gòu),對(duì)程序和數(shù)據(jù)并行操作,使之成倍地提高了處理速度;再加上流水線技術(shù),使得DSP的指令周期多為10ns級(jí)。而與之配套的器件卻沒有像DSP那樣猛地發(fā)展。首先,DSP與器件之間的速度差異日益顯著,大部分器件的讀寫周期在50ns以上,即使是最快的靜態(tài)RAM,其讀寫周期亦為8ns左右,也只能與50MHz以下的DSP直接接口;其次,一些領(lǐng)域的器件在設(shè)計(jì)時(shí)并沒有考慮與DSP接口,以至于不能直接接入DSP總線,如CAN總線控制器SA1000采用地址總線與數(shù)據(jù)總線分時(shí)復(fù)用的總線接口。這使得DSP與許多外部器件難以接口,特別是在與多個(gè)外部器件接口或者與總線不兼容的外部器件接口時(shí),常常會(huì)出現(xiàn)因接口處理不當(dāng)而導(dǎo)致接口效率低下的情況。當(dāng)DSP對(duì)外部器件的操作頻率很高時(shí),接口效率的高低將對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行速度產(chǎn)生不可忽略的影響。
1多個(gè)外設(shè)的情況
當(dāng)DSP與低速器件接口時(shí),可以通過設(shè)置DSP片內(nèi)的等待狀態(tài)產(chǎn)生控制寄存器(WSGR),在相應(yīng)的程序空間、數(shù)據(jù)空間或I/O空間產(chǎn)生1~7個(gè)等待周期,以使DSP的訪問速度能和低速器件相匹配。當(dāng)在同一空間內(nèi)既有低速器件又有高速器件時(shí),通常WSGR的延時(shí)值被設(shè)置成與速度最慢的器件相一致,以保證DSP對(duì)所有的器件都能進(jìn)行正確的訪問。若對(duì)高速器件的操作很頻繁,則這種對(duì)整個(gè)空間的延時(shí)將極不合理地降低系統(tǒng)速度。例如,有些系統(tǒng)在程序空間同時(shí)擴(kuò)展有RAM和ROM。而ROM的速度一般遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于RAM,其訪問周期一般為100~200ns,即使DSP和RAM的訪問速度均可達(dá)到25ns,但對(duì)整個(gè)數(shù)據(jù)空間進(jìn)行延時(shí)后,DSP也只能以ROM的訪問速度(100~200ns)對(duì)RAM進(jìn)行訪問。
在這種情況下,首先應(yīng)考慮使用軟件方法提供效率。其方法是默認(rèn)的情況下將WSGR設(shè)置成與高速器件一致,當(dāng)要訪問低速器件時(shí)再修改WSGR的值。DSP常常對(duì)外部件進(jìn)行連續(xù)操作,在這種情況下,軟件方法還是比較有效的。但最大問題在于增加了軟件負(fù)擔(dān)和不穩(wěn)定因素。
顯然,效率最高的情況是,既不需要修改WSGR,DSP又能以外部器件本身的速度對(duì)它們進(jìn)行訪問。事實(shí)上,只要能夠產(chǎn)生適當(dāng)?shù)男盘?hào)控制DSP的READY端,就可以達(dá)到這個(gè)目的。DSP在開始一個(gè)外部總線的操作后,會(huì)在每一個(gè)CLKOUT信號(hào)(DSP的時(shí)鐘輸出)的上升沿時(shí)刻對(duì)READY端進(jìn)行查詢,若READY為低,則保持總線的狀態(tài)不變,然后在下一個(gè)CLKOUT上升沿時(shí)刻兩次查詢,直至查詢到READY為高時(shí)結(jié)束本次總線訪問。
下面的設(shè)計(jì)實(shí)例中介紹的硬件等待電路(見圖1)能夠?qū)崿F(xiàn)這個(gè)功能。它針對(duì)不同的外部器件產(chǎn)生相應(yīng)的等待信號(hào)送到DSP的READY端,實(shí)現(xiàn)硬等待。其核心器件采用了廣泛應(yīng)用的通用邏輯陣列(GAL),GAL的引腳定義與圖1相對(duì)應(yīng)。使用GAL器件使硬件設(shè)計(jì)變得簡(jiǎn)單而靈活,可以完成比較復(fù)雜的邏輯關(guān)系。
例如,頻率為50MHz的DSP在數(shù)據(jù)空間外擴(kuò)有RAM和ROM各一片,訪問周期分別為70ns和150ns,地址空間分別為0x8000~0x8fff和0x9000~0x9fff。由DSP的主頻可知,對(duì)RAM和ROM的訪問各需插入3個(gè)和7個(gè)等待周期。下面給出GAL源文件的關(guān)鍵部分(它們使用匯編程序FM的格式編寫):
Q0:=/Q0*/RD+/Q0*/WR
Q1:=/Q0*Q1*/RD+Q0*/Q1*/RD+/Q0*Q1*/WR
+Q0*/Q1*/WR
Q2:=/Q1*Q2*/RD+/Q0*Q1*Q2*/RD+Q0*Q1*/Q2*/RD
+/Q1*Q2*/WR+/Q0*Q1*Q2*/WR+Q0*Q1*/Q2*/WR
;構(gòu)成一個(gè)三位的二進(jìn)制計(jì)數(shù)器
;Q2為最高位、Q0為最低位
;對(duì)讀信號(hào)或?qū)懶盘?hào)的寬度進(jìn)行計(jì)數(shù)
GAL_READY.OE=VCC
/GAL_READY=/DS*A15*/A14*/A13*/A12*/Q1+/DS*A15*/A14*/A13*A12*Q1*/A0
;為RAM的訪問插入3個(gè)周期
+/DS*A15*/A14*/A13*A12*/Q0
+/DS*A15*/A14*/A13*/Q1
+/DS*A15*/A14*/A13*A12*/Q2
;為ROM的訪問插入7個(gè)周期
圖2是一個(gè)與寫時(shí)序?qū)?yīng)的時(shí)序圖,其中在下三角符號(hào)標(biāo)出的時(shí)刻,DSP對(duì)READY端進(jìn)行查詢。
這種方法能夠充分使用硬件的速度,并且對(duì)軟件是透明的,不會(huì)增加編程人員的負(fù)擔(dān)。
圖3DSP與SJA1000的接口原理圖
2總線不兼容的情況
有一類芯片的總線接口是分時(shí)復(fù)用的,如CAN總線控制器SJA1000。SJA1000有8位的數(shù)據(jù)和地址復(fù)用的總線,可以和多種MCU直接相連。一次總線操作開始時(shí),總線先傳遞此次操作訪問的地址,在ALE信號(hào)將地址鎖存后,再進(jìn)行數(shù)據(jù)讀寫。而DSP的數(shù)據(jù)總線和地址總線被并行地引出,這種并行結(jié)構(gòu)比分時(shí)復(fù)用的串行結(jié)構(gòu)先進(jìn),有著高一倍的帶寬。但DSP被設(shè)計(jì)時(shí)并沒有考慮過會(huì)在芯片外將并行的總線再串行化,也就是沒有設(shè)計(jì)相應(yīng)的輔助信號(hào)來完成這種轉(zhuǎn)換。這使得完全使用硬件方法進(jìn)行串行轉(zhuǎn)換比較困難。
此類問題通常使用軟件和硬件配合解決,并不真正地靠硬件進(jìn)行園,而是把一次總線操作分解成兩步。先把此次操作的目標(biāo)地址作為數(shù)據(jù)送到總線上,同時(shí)通過硬件產(chǎn)生一個(gè)鎖存信號(hào)將其鎖存。然后再進(jìn)行讀寫操作,讀寫操作的目標(biāo)地址就是上一步被鎖存的地址。
使用這種辦法,硬件和軟件都不需要進(jìn)行復(fù)雜的變換。唯一的缺點(diǎn)是指令的效率變低了。由于SJA1000的讀寫周期一般是DSP的指令周期的幾倍,一次訪問被分解成兩次后多消耗的時(shí)間不能忽略。還有一個(gè)更重要的影響是,這種轉(zhuǎn)換方法在尋址時(shí)無法使用DSP的并行尋址功能,必須使用另外的變量獨(dú)立運(yùn)行。在多數(shù)的CAN總線應(yīng)用中,這種處理方法不會(huì)對(duì)系統(tǒng)的整體性能產(chǎn)生太大的影響。但在有的系統(tǒng)中,這種低效是不可容忍的,如由DSP和SJA1000組成的CAN總線網(wǎng)關(guān),它含有多個(gè)SJA1000芯片,并且在SJA1000之間需要經(jīng)常進(jìn)行數(shù)據(jù)塊的搬移。對(duì)于次數(shù)頻繁并且尋址有規(guī)律的操作,利用DSP的并行尋址功能將極大地提高程序的效率。以下程序段可在兩個(gè)同網(wǎng)段的SJA1000之間完成一幀消息搬移功能(它在每次操作的同時(shí)對(duì)下次操作的地址進(jìn)行并行尋址):
Larar0,mlength;取消息的長(zhǎng)度
Larar1,#SJA1_A;一個(gè)SJA1000中接收郵箱的首地址
Larar2,#SJA2_S;另一個(gè)SJA1000中發(fā)送郵箱的首地址
Mar*,ar0
Mar*-,ar1
Loop:;復(fù)制一幀消息
Lacl*+,ar2
Sacl*+,ar0
Banzloop,*-,ar1
如果按下述方法改寫這段程序,不僅對(duì)SJA1000的操作時(shí)間要增加倍,而且每次操作前都要對(duì)地址進(jìn)行運(yùn)算,使得完成同樣功能的程序運(yùn)行時(shí)間要增加到原來的3~4倍。
這時(shí),只有使用純硬件的解決方法才能獲得理想的效果。設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是生成合適的鎖存信號(hào)ALE,使它能夠滿足SJA1000的時(shí)序要求。通過研究DSP控制信號(hào)的時(shí)序要吧發(fā)現(xiàn),從地址建立到讀寫控制信號(hào)有效大約要經(jīng)歷二分之一個(gè)CPU時(shí)鐘的時(shí)間,而SJA1000的ALE信號(hào)要求的最小寬度為8ns,因此對(duì)于主頻在50MHz(CPU時(shí)鐘為20ns)以下DSP,可以利用這二分之一個(gè)CPU時(shí)鐘的時(shí)間間隔生成ALE信號(hào)。圖3給出了含兩片SJA1000的接口電路圖。除了片選信號(hào)外,這兩片SJA1000的總線和其它控制信號(hào)都連在一起。
假設(shè)SJA1000的片選地址為0X8xxx和0x9xxx,各引腳定義與圖中對(duì)應(yīng),則GAL中的邏輯關(guān)系如下:
/ADDR_G=DSP_RD*DSP_WR*RD*WR
/DATA_G=/DSP_DS*DSP_A15*/DSP_A14*/DSP_A13*ADDR_G
/WR=/DSP_WR*/ALE
/RD=/DSP_RD*/ALE
ALE=/DSP_DS*DSP_A15*/DSP_A14*/DSP_A13
*DSP_RD*DSP_WR
/CS1=/DSP_DS*DSP_A15*/DSP_A14*/DSP_A13
*/DSP_A12*ADDR_G
/CS2=/DSP_DS*DSP_A15*/DSP_A14*/DSP_A13*DSP_A12*ADDR_G
對(duì)其中一片進(jìn)行讀寫操作,則時(shí)序關(guān)系如圖4所示。
其中,twr、tww分別為DSP讀、寫時(shí)的ALE信號(hào)寬度,它們都接近1/2個(gè)CLKOUT的周期。T為ALE的下降沿到RD、WR有效的時(shí)間,它由GAL翻轉(zhuǎn)的延時(shí)產(chǎn)生,為10ns以上(注:本圖中DSP的時(shí)序來自TMS320C24xxA系列,不同系列的DSP產(chǎn)品之間時(shí)序可能有細(xì)微的差別)。
關(guān)鍵詞:PCI總線PCI9052TMS320LF2407雙端口RAM
PCI總線技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于形形的微機(jī)接口中。同在聲卡、網(wǎng)卡甚至有些顯示都是基于PCI總線技術(shù)的,一些高速數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中也需要用到PCI總線技術(shù)。PCI總線技術(shù)的出現(xiàn)是為了解決由于微機(jī)總線的低速度和微處理器的高速度而造成的數(shù)據(jù)傳輸瓶勁問題,PCI局部總線是在ISA總線和CPU總線之間增加的一級(jí)總線。由于獨(dú)立于CPU的結(jié)構(gòu),該總線增加了一種獨(dú)特的中間緩沖器的設(shè)計(jì),從而與CPU及時(shí)鐘頻率無關(guān),用戶可以將一些高速外設(shè)直接掛到CPU總線上,使之與其相匹配。PCI局部總線使得PC系列微機(jī)結(jié)構(gòu)也隨之升級(jí)為現(xiàn)在的基于PCI總線的三級(jí)總線結(jié)構(gòu)。PC機(jī)的三級(jí)總線結(jié)構(gòu)如圖1所示。
1PCI總線接口卡的開發(fā)
PCI局部總線最顯著的特征是速度快。ISA總線的傳輸速率為5MB/s,EISA總線的傳輸速率為33MB/s,PCI1.0標(biāo)準(zhǔn)定義的總線傳輸速率為132MB/s,PCI2.0標(biāo)準(zhǔn)定義的總線傳輸速率為264MB/s,PCI2.1和PCI2.2標(biāo)準(zhǔn)定義的總線傳輸速率為512MB/s。而新一代PCI-X技術(shù)則在原有PCI總線技術(shù)的基礎(chǔ)上增加了許多新的技術(shù)特征,利用PCI-X技術(shù)可以為千兆以太網(wǎng)卡、基于UltraSCSI320的磁盤陣列控制器等高數(shù)據(jù)吞吐量的設(shè)備提供足夠的寬帶。1999年P(guān)CISIG(PCI特別興趣小組的PCI-X1.0標(biāo)準(zhǔn)最高可提供1GB/s的傳輸速率,而2003年推出的PCI-X2.0標(biāo)準(zhǔn)則最高可提供4.3GB/s的傳輸速率。
目前,PCI總線接口電路的選擇主要有兩種方案。一種是選用可編輯邏輯器件(PLD)。使用PLD,用戶可以靈活地開發(fā)出適合自己需要的具有特定功能的芯片,但PCI總線協(xié)議比較復(fù)雜,設(shè)計(jì)PCI控制接口難度較大,對(duì)于一般的工程項(xiàng)目來說,成本較大?,F(xiàn)在有許多生產(chǎn)可編程邏輯器件的廠商都提供經(jīng)過嚴(yán)格測(cè)試的PCI接口功能模塊,用戶只需進(jìn)行組合即可。另一種是選用PCI專用芯片組(又稱橋接電路),通過專用芯片來實(shí)現(xiàn)完整的PCI主控模塊和目標(biāo)模塊的功能,將復(fù)雜的PCI總線接口轉(zhuǎn)換為相對(duì)簡(jiǎn)單的用戶接口,用戶只需設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換后的總線接口。本設(shè)計(jì)中選用PCI總線專用接口芯片來開發(fā)接口卡。
1.1接口芯片介紹
PCI總線接口電路又分為主控設(shè)備和目標(biāo)設(shè)備。主控設(shè)備可以控制總線,驅(qū)動(dòng)地址、數(shù)據(jù)和控制信號(hào);目標(biāo)設(shè)備不能啟動(dòng)總線操作,只能依賴于主控設(shè)備從其中讀取數(shù)據(jù)或向其傳送數(shù)據(jù)。主控設(shè)備芯片價(jià)格比較高,目標(biāo)設(shè)備芯片價(jià)格則比較便宜,而且目標(biāo)設(shè)備芯片比較簡(jiǎn)單、易于操作。
目前兩大PCI專用接口芯片生產(chǎn)商是AMCC公司和PLX公司。AMCC公司的PCI接口芯片有S5920、S5933、S5935等。S5920是目標(biāo)設(shè)備芯片;S5933既可以設(shè)置為主控設(shè)備芯片,又可以設(shè)置為目標(biāo)設(shè)備芯片;S5935是S5933的改進(jìn)版,同樣既可以設(shè)置為主控設(shè)備芯片,也可以設(shè)置為目標(biāo)設(shè)備芯片。PLX公司在PCI接口芯片的設(shè)置生產(chǎn)中首屈一指,其目標(biāo)設(shè)備芯片產(chǎn)品主要有PCI9030、PCI9052和PCI9050,PCI9050和PCI9052可以運(yùn)用于ISA卡轉(zhuǎn)接PCI的設(shè)計(jì)中,PCI9030是專門為嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)的;主控設(shè)備芯片產(chǎn)品主要有PCI9054、PCI9080和PCI9060,PCI9060是最早的32位主控設(shè)備芯片,PCI9080是PCI9060的后繼產(chǎn)品,而PCI9054則是一種性價(jià)比很高的芯片,其性能比PCI9080、PCI9052更優(yōu)越。
由于主控設(shè)備芯片比較復(fù)雜,而且價(jià)格昂貴,所以對(duì)處理速度和傳輸速度要求不是特別高的場(chǎng)合應(yīng)盡量選用目標(biāo)設(shè)備芯片。本設(shè)計(jì)中選用PLX公司的PCI9052目標(biāo)設(shè)備芯片來設(shè)計(jì)PCI接口電路。
1.2PCI9052介紹
PCI9052是PLX公司繼PCI9050之后推出的低成本、低功耗、32位PCI總線接口芯片,利用它可以使局部總線快速轉(zhuǎn)換到PCI總線上。
PCI9052芯片的設(shè)計(jì)符合PCI2.1規(guī)范。它支持低成本從屬適配器,其局部總線可根據(jù)需要配置成復(fù)用或非復(fù)用模式的8、16或32位的局部總線。PCI總線側(cè)的時(shí)鐘頻率范圍為0~33MHz,局部總線與PCI總線的時(shí)鐘相互獨(dú)立,局部總線的時(shí)鐘頻率范圍為0~40MHz,兩種總線的異步運(yùn)行方便了高低速設(shè)備的相互兼容。PCI9052芯片內(nèi)部有一個(gè)64字節(jié)的寫FIFO和一個(gè)32字節(jié)的讀FIFO,通過讀寫FIFO,可實(shí)現(xiàn)高性能的突發(fā)式數(shù)據(jù)傳輸,也可以進(jìn)行連續(xù)的單周期操作。
1.3硬件設(shè)計(jì)
由于PCI9052屬于目標(biāo)設(shè)備芯片,只能依賴于主控設(shè)備從其中讀取數(shù)據(jù)或向其傳送數(shù)據(jù),所以需要一個(gè)微處理器對(duì)通過PCI9052從PCI總線發(fā)送到局部總線的命令作出處理響應(yīng),或者把用戶想要傳送的數(shù)據(jù)以中斷的方式通知PCI總線來讀取。本設(shè)計(jì)中微處理器選用TI公司的C2000系列的16位DSP芯片TMS320LF2407。
TMS320LF2407是TI公司推出的定點(diǎn)DSP處理器,是一款性價(jià)比較高的芯片。它采用高性能靜態(tài)CMOS技術(shù),供電電壓為3.3V,指令周期可達(dá)25ns,片內(nèi)有高達(dá)32K字的FLASH程序存儲(chǔ)器、1.5K字的數(shù)據(jù)/程序RAM、544字雙口RAM(DARAM)和2K字的單口RAM(SARAM),可以分別擴(kuò)展64K字外部程序存儲(chǔ)器、64K字外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和64K字I/O尋址空間;片內(nèi)還集成了包括CAN控制器在內(nèi)的多個(gè)模塊及存儲(chǔ)器,可以運(yùn)用于電機(jī)及逆變電路的控制中;10位16通道的A/D轉(zhuǎn)換器最小轉(zhuǎn)換時(shí)間為500ns;內(nèi)部自帶看門狗定時(shí)器模塊(WDT)和16位的串行外設(shè)接口模塊(SPI)。另外,該芯片有高達(dá)40個(gè)可單獨(dú)編程或復(fù)用的通用輸入/輸出引腳、一個(gè)串行通信接口(SCI)、一個(gè)并口和5個(gè)外部中斷。目前投入市場(chǎng)試用的C2000系列的32位DSP芯片TMS320LF2812采用的是150MHz的時(shí)鐘速率,其指令周期只為6.7ns,存儲(chǔ)器可以擴(kuò)展到1M,速度更快,功能更強(qiáng)大。
PCI接口卡硬件總體設(shè)計(jì)如圖2所示。圖中,DB代表數(shù)據(jù)總線,AB代表地址總線,CB代表控制總線。
圖2
PCI9052的PCI總線直接與金手指連接,局部總線與DSP之間的數(shù)據(jù)傳輸在雙端口RAM中實(shí)現(xiàn)。雙端口RAM采用兩片CYPRESS公司的雙端口RAM芯片CY7C131,組成16位存儲(chǔ)轉(zhuǎn)接電路PCI9052和CY7C131供電電壓均為5V,而TMS320LF2407供電電壓為3.3V,所以接口電平不匹配,需要加總線電平轉(zhuǎn)換電路,這里選用16位總線傳送接收器74FCT64245來實(shí)現(xiàn)。PCI9052的控制信號(hào)和TMS320LF2407的控制信號(hào)之間的邏輯轉(zhuǎn)換用一片ALTERA公司的PFGA芯片EPM7032LC44來實(shí)現(xiàn)。
TMS320LF2407的電路可以根據(jù)需要擴(kuò)展。由于TMS320LF2407內(nèi)部自帶32K字的FLASH程序存儲(chǔ)器,程序調(diào)試完畢后可以燒寫進(jìn)去,但程序調(diào)試過程中需要頻繁修改程序,所以可展一片存儲(chǔ)器,調(diào)試程序時(shí)當(dāng)作程序存儲(chǔ)器用,程序調(diào)試完畢后再作為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器用,這樣既方便又實(shí)用。TMS320LF2407有一個(gè)串行通信接口和一個(gè)16位并行通信接口,串口可以做成RS485、RS232、RS422、SDI總線接口等,并行通信接口可以做成16位并行輸入輸出接口。
1.4電路板制作
(1)在連線上只要將對(duì)應(yīng)的引腳連在總線上就可以了。由于信號(hào)用的是反射波信號(hào),所以驅(qū)動(dòng)的信號(hào)只用了要求電壓的一半,另一半靠反射來提升,所以對(duì)信號(hào)線的長(zhǎng)度有要求:CLK信號(hào)線的長(zhǎng)度為2500mil±100mil。如果長(zhǎng)度不夠可以畫蛇行線,另外,CLK信號(hào)線要用地線屏蔽。
(2)PCI總線規(guī)范要求布四層線,也可以只布兩層線。布兩層線時(shí),走線難度增大,要做好電源退耦。每個(gè)Vcc引腳必須有退耦電容,且容量的平均值至少為0.01μF,從引腳根部到電容焊盤的走線長(zhǎng)度不大于250mil,線寬至少為20mil,多個(gè)引腳可以并用一個(gè)電容,并且參與共用的引腳數(shù)不受限制,但必須滿足以上條件。
(3)PCI總線信號(hào)PRSNT1#的PRSNT2#中必須有一個(gè)接地。如果都不接地,系統(tǒng)找不到開發(fā)板。它們接地有兩個(gè)用途,其一,用來表明槽位上實(shí)際存在一塊板;其二,提供該板對(duì)電源要求的有關(guān)信息。表1給出了PRSNT#引腳的設(shè)備情況。
表1PRSNT#引腳的設(shè)置情況
PESNT1#PRSNT2#擴(kuò)展板配置
開路開路不存在擴(kuò)展板
地開路有擴(kuò)展板,最大功耗為25W
開路地有擴(kuò)展板,最大功耗為15W
地地有擴(kuò)展板,最大功耗為7.5W
(4)對(duì)于不實(shí)現(xiàn)JTAG邊界掃描的板子,必須把引腳TDI和TDO連接起來,以使掃描鏈不至于斷開。
(5)PCI連接器上的3.3V引腳(即使實(shí)際使用中未提供電流)在母板上必須連到一起,最好連到一個(gè)3.3V的電源平面上。而且,對(duì)3.3V引腳應(yīng)提供一個(gè)交流回路,這時(shí)對(duì)地去耦應(yīng)符合高頻信號(hào)技術(shù)的要求。為此,應(yīng)在3.3V平面上均勻排列12個(gè)高速電容,容易為0.01μF。
(6)為了穩(wěn)定性,局部總線除了少數(shù)有特殊要求外,所有的信號(hào)線都應(yīng)加上拉電阻(5kΩ~10kΩ)或下拉電阻(一般選150kΩ)。
(7)為防止干擾,局部總線時(shí)鐘也應(yīng)對(duì)地屏蔽。
(8)串行EEPROM提供PCI總線和局部總線的部分重要配置信息,EEPROM一定要選支持串行傳輸方式的,如NM93CS46或者與之兼容的存儲(chǔ)器。NM93C46不支持串行讀寫,所以不能選取。NM93CS46的CS、SK、SDI、SDO和PE端都要接10kΩ的上拉電阻,而PRE端要接150kΩ的下拉電阻。EEPROM的配置至關(guān)重要,EEPROM配置不正確可能導(dǎo)致操作系統(tǒng)無法運(yùn)行。系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)自動(dòng)檢測(cè)EEPROM的開始48拉是否全為“1”,若全為“1”,則載入PCI9052的默認(rèn)配置;否則則裝載EEPROM中的內(nèi)容,為板卡分配資源。串行EEPROM可以通過PCI總線直接寫入,也可以用編程器直接燒寫。
1.5程序調(diào)試
1.5.1FPGA程序的開發(fā)
可編程器件的設(shè)計(jì)軟件種類很多,各大器件廠家及一些軟件公司都開發(fā)了一些設(shè)計(jì)軟件。軟件的設(shè)計(jì)根據(jù)邏輯功能的描述方法可分為語言描述設(shè)計(jì)和原理圖描述設(shè)計(jì)兩個(gè)類。常見的如DATAI/O公司的ABEL語言、四通公司ASIC事業(yè)部開發(fā)的針對(duì)GAL器件的FM(FastMAP)軟件等屬于語言描述類設(shè)計(jì)軟件;而DATAI/O公司的Synario軟件、Orcad公司的PLD等軟件屬于電路圖描述或電路圖描述與語言描述相結(jié)合設(shè)計(jì)的軟件。
本設(shè)計(jì)中FPGA的編程只涉及到信號(hào)邏輯轉(zhuǎn)換,所以只需選用語言描述類設(shè)計(jì)軟件,這里選用DATAI/O公司的ABEL語言描述設(shè)計(jì)軟件。程序調(diào)試結(jié)束后用編程器寫入FPGA芯片即可。
1.5.2DSP程序開發(fā)
TI公司提供了DSP專用仿真器和仿真開發(fā)系統(tǒng),C2000系列的開發(fā)系統(tǒng)最新版本為CCS2.2。對(duì)于不同的仿真器,只要安裝驅(qū)動(dòng)程序即可使用該開發(fā)系統(tǒng)進(jìn)行仿真。仿真器選用最新款的帶USB接口的ICETEK51000USBV2.0仿真器。由于該仿真器使用USB接口,所以不需外接供電電源,實(shí)用又方便。
由于硬件設(shè)計(jì)時(shí)擴(kuò)展了可轉(zhuǎn)換的存儲(chǔ)器,進(jìn)行仿真時(shí)把存儲(chǔ)器接成程序存儲(chǔ)器,程序可以直接轉(zhuǎn)載到擴(kuò)展的存儲(chǔ)器中進(jìn)行調(diào)試,免去了往FLASH中燒寫的麻煩,程序調(diào)試完畢后再固化到FLASH中。
2PCI總線接口卡的軟件驅(qū)動(dòng)開發(fā)
PCI卡的硬件調(diào)試需要結(jié)合軟件程序的調(diào)試來完成。PCI卡的驅(qū)動(dòng)程序開發(fā)有多種途徑,驅(qū)動(dòng)開發(fā)工具也有多種選擇。
2.1驅(qū)動(dòng)開發(fā)工具的選取
(1)DDK(DriverDeviceKit)
許多VMM服務(wù)都使用寄存器的調(diào)用方式,使用起來不是很方便,沒有4深厚的匯編語言及硬件基礎(chǔ)很難在短時(shí)間內(nèi)開發(fā)出設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序。Micorosoft公司提供了設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序工具箱(DDK),它是基于匯編語言的編程方式的,DDK的優(yōu)點(diǎn)是可以開發(fā)核心態(tài)的真正意義上的驅(qū)動(dòng)程序,開發(fā)出來的驅(qū)動(dòng)程序效率是最高的。
(2)DS(DriverStudio)
DS是一個(gè)驅(qū)動(dòng)程序集成開發(fā)包,其中包括了DriverAgent、VtoolsD、DriverWorks、SoftICEDriverEdition、BoundsCheckerDriverEdition、DriverWorkbenc、FieldAgentforDrivers等。幾中常見的DS驅(qū)動(dòng)開發(fā)工具介紹如下:
·Drivergent為Win32應(yīng)用程序提供了訪問硬件的接口。
·VtoolsD支持Windows95和Windows98的驅(qū)動(dòng)程序開發(fā)(VxD)。VtoolsD包括代碼生成器、實(shí)時(shí)接口庫和可以作為開發(fā)一類驅(qū)動(dòng)程序的例子程序。
·DriverWorks包括為WindowsNT和Win32DriverModel(WDM)開發(fā)驅(qū)動(dòng)程序的完整的開發(fā)框架,同時(shí)也支持Windows98和Windows2000下驅(qū)動(dòng)程序的開發(fā)。DriverWorks包含一個(gè)復(fù)雜的代碼生成工具(DriverWizard),其中含有支持C++下編程的類庫和例子程序。
(3)WinDriver
WinDriver是KRF-Tech公司的一套PCI驅(qū)動(dòng)程序開發(fā)包。它改變了傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)程序開發(fā)的方法和思路,極大地簡(jiǎn)化了驅(qū)動(dòng)程序的編制;同時(shí)又沒有犧牲驅(qū)動(dòng)程序的性能,是一套高效、快捷的PCI驅(qū)動(dòng)程序開發(fā)軟件包,特別適合專業(yè)硬件人員使用。
利用WinDriver開發(fā)驅(qū)動(dòng)程序不需要熟悉操作系統(tǒng)的內(nèi)核,整個(gè)驅(qū)動(dòng)程序中的所有函數(shù)都是工作在用戶態(tài)下的,通過與WinDriver的.Vxd或者.Sys文件交互可達(dá)到驅(qū)動(dòng)硬件的目的。由于是一個(gè)用戶態(tài)程序,效率的高低也就成了人們選擇WinDriver時(shí)關(guān)心的問題。大量實(shí)踐數(shù)據(jù)表明,WinDriver并沒有通過犧牲系統(tǒng)性能來換取驅(qū)動(dòng)程序的快速開發(fā)。本設(shè)計(jì)中選用WinDriver來開發(fā)驅(qū)動(dòng)程序。
2.2WinDriver開發(fā)驅(qū)動(dòng)程序
在WinDriver的體系結(jié)構(gòu)中,WinDriverKernet處于中心位置,它提供的用戶態(tài)庫函數(shù)(API)實(shí)際就是對(duì)WinDriverKernel中實(shí)現(xiàn)的功能進(jìn)行調(diào)用。幾乎所有用戶同硬件的交互都是通過WinDriverKernel來實(shí)現(xiàn)的,這樣就極大地解放了開發(fā)人員。用戶的主要任務(wù)就是利用WinDriver提供的用戶動(dòng)態(tài)函數(shù)庫(API函數(shù)庫)在用戶態(tài)實(shí)現(xiàn)自己的驅(qū)動(dòng)程序代碼,完成硬件驅(qū)動(dòng)的功能。
關(guān)鍵詞:PCI總線TM1300以太網(wǎng)通信接口pSOS+內(nèi)核pNA+
1概述
TM1300是Philips公司推出的新一代高性能多媒體數(shù)字信號(hào)處理器芯片?;赥M1300的DSP應(yīng)用系統(tǒng)適合于實(shí)時(shí)聲音、圖像處理,可廣泛應(yīng)用于會(huì)議電視、可視電話、數(shù)字電視等應(yīng)用場(chǎng)合。它不僅具有強(qiáng)大的處理能力,同時(shí)還具有非常友好的音頻和視頻以及SSI和PCI等I/O接口,因此可以根據(jù)應(yīng)用的需要靈活地構(gòu)造各種視頻通信系統(tǒng)。鑒于目前計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的普及和網(wǎng)上視頻業(yè)務(wù)的發(fā)展,很有必要為TM1300視頻編碼系統(tǒng)開發(fā)一個(gè)以太網(wǎng)接口以拓寬其應(yīng)用范圍。開發(fā)以太網(wǎng)接口的一種合理思路是利用TM1300集成的PCI接口來驅(qū)動(dòng)專用的以太網(wǎng)接口芯片。由于目前多數(shù)以太網(wǎng)接口芯片(如Real-tek8029,Realtek8139等)都采用PCI接口,因此,可以用PCI總線將數(shù)據(jù)從TM1300傳輸?shù)竭@些專用的以太網(wǎng)接口芯片后,再由它們發(fā)送數(shù)據(jù),而且TM1300可以在嵌入式操作系統(tǒng)pSOS中運(yùn)行,同時(shí)由于系統(tǒng)pSOS帶有TCP/IP協(xié)議棧因此可以方便地完成編碼碼流的TCP/IP封裝。
根據(jù)以上思路筆者在進(jìn)行了前期測(cè)試的基礎(chǔ)上進(jìn)行了電路板的設(shè)計(jì)并順利完成了調(diào)試。目前這個(gè)以太網(wǎng)接口已經(jīng)基本開發(fā)成功。本文將對(duì)這個(gè)設(shè)計(jì)的技術(shù)要點(diǎn)從硬件和軟件兩個(gè)方面進(jìn)行詳細(xì)介紹。
2TM1300及PCI總線接口
該系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。本系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)的重點(diǎn)是PCI總線接口。PCI總線根據(jù)數(shù)據(jù)位的寬度有32位和64位之分,64位的數(shù)據(jù)線與32位是兼容的。PC機(jī)中常見的是32位PCI總線,它的有用引腳總數(shù)是110個(gè),可以分成3組。第一組是基本功能信號(hào)線,包括32位共享數(shù)據(jù)地址線AD〔00..31〕、接口控制線、仲裁線、時(shí)鐘線、系統(tǒng)復(fù)位線、中斷線;第二組是附加功能信號(hào)線,包括錯(cuò)誤報(bào)告線、cache功能支持線、JTAG邊界掃描線;第三組是電源線,包括設(shè)備耗電量標(biāo)識(shí)線、3.3V電源線(12根)、5V電源線(13根)、地線(22根)。
因?yàn)镽ealtek8029不具備PCI的附加功能信號(hào)線所支持的cache功能和JTAG邊界掃描功能,同時(shí)雖然它具有奇偶校驗(yàn)錯(cuò)誤報(bào)告功能引腳,但該腳可以懸空不用。所以,設(shè)計(jì)時(shí)只需考慮第一組功能信號(hào)線的連接即可。
PCI接口的設(shè)計(jì)有以下幾個(gè)要點(diǎn):
(1)PCI總線的仲裁
這里先說明兩個(gè)概念。首先,PCI總線是多設(shè)備共享的,由于PC機(jī)里可以有多個(gè)PCI設(shè)備,所以需要使用仲裁器;其次,PCI設(shè)備有主設(shè)備和從設(shè)備之分,主設(shè)備可以發(fā)起PCI數(shù)據(jù)的傳送從設(shè)備只能被動(dòng)地響應(yīng)主設(shè)備的操作以對(duì)讀操作和寫操作做出響應(yīng)。PCI的仲裁引腳是REQ和GNT,分別為請(qǐng)求線和授權(quán)線,而且只有PCI主設(shè)備有這兩個(gè)引腳。一般情況下,REQ通常和GNT成對(duì)地連到仲裁器,而設(shè)備與設(shè)備的REQ和GNT通常是互不相連的。
PCI總線的仲裁過程是這樣的:PCI主設(shè)備把REQ電平拉低以表示向仲裁器請(qǐng)求占用總線。經(jīng)仲裁獲準(zhǔn)后,仲裁器把這個(gè)設(shè)備的GNT電平拉低以表示請(qǐng)求獲準(zhǔn),此后該設(shè)備便可以使用總線了。當(dāng)它不再使用總線時(shí),應(yīng)使REQ信號(hào)變?yōu)楦唠娖舰熤俨闷骶筒辉俳o它分配總線資源。在本系統(tǒng)中,TM1300是PCI主設(shè)備,而Realtek8029是PCI從設(shè)備。由于它們不存在共享總線的問題,所以不需要仲裁器,而只是簡(jiǎn)單地把REQ和GNT短接即可,這就相當(dāng)于TM1300自己給自己授權(quán)。
(2)PCI_IDSEL信號(hào)線在設(shè)備的PCI配置讀寫中的作用
PCI有一種特殊的讀寫周期,稱為配置讀寫。這是因?yàn)樵谙到y(tǒng)引導(dǎo)時(shí),如果沒有給設(shè)備配置I/O或內(nèi)存地址,軟件就只能通過配置來讀寫訪問設(shè)備。配置讀寫有兩種,分別稱為0型和1型具體采用哪一種取決于總線的硬件連接。配置讀寫操作不經(jīng)過PCI橋時(shí),使用0型,當(dāng)需要經(jīng)過PCI橋時(shí),則要用1型,0型讀寫的地址直接就是總線上的地址,1型讀寫的地址則要經(jīng)過PCI橋的譯碼才能成為最終的總線地址。本設(shè)計(jì)中,TM1300和Realtek8029是用PCI總線直連的,所以使用0型配置讀寫。
AD〔00..31〕是PCI總線的共享地址和數(shù)據(jù)線,每一次PCI傳送都分為地址周期和數(shù)據(jù)周期。在地址周期,采用0型讀寫時(shí),AD〔00..31〕的內(nèi)容如下,AD〔00〕和AD〔01〕總為“00”,因?yàn)榕渲米x寫是以雙字為單位的,AD〔02〕~AD〔07〕是要讀寫的PCI配置空間的寄存器號(hào)AD〔08〕~AD〔10〕是設(shè)備的功能號(hào)在一塊PCI卡上有多個(gè)功能設(shè)備時(shí),為了進(jìn)一步區(qū)分不同的設(shè)備就要用到這幾位,由于Realtek8029是單功能設(shè)備,故這幾位全為0,AD〔11〕~AD〔31〕是設(shè)備選擇位,其中必須有且僅有一位為“1”,如圖2所示,這在物理上表現(xiàn)為總線的AD〔11〕~AD〔31〕中有一根為高電平如果輸出高電平的這根線與某塊PCI卡的PCIIDSEL引腳相連,這塊卡就會(huì)被激活,這樣,在緊接著的數(shù)據(jù)周期中,它就會(huì)將其PCI配置空間相應(yīng)寄存器中的內(nèi)容放到總線上以供讀取。
(3)PCI_FRAME、PCI_DEVSEL、PCI_IRDY、PCI_TRDY引腳的處理
上述四個(gè)引腳均是低電平有效,因此需要接上拉電阻,以保證在設(shè)備未驅(qū)動(dòng)該引腳時(shí)處于穩(wěn)定的無效狀態(tài),上拉電阻的阻值在1kΩ~10kΩ范圍內(nèi),阻值越小,則將該信號(hào)驅(qū)動(dòng)為有效的時(shí)間越短,但太小又會(huì)導(dǎo)致電流過大,所以,要權(quán)衡考慮,本設(shè)計(jì)選用4.7kΩ。
上述三點(diǎn)對(duì)脫機(jī)情況下PCI設(shè)備的互連具有較普遍的參考意義,除此之外,本設(shè)計(jì)還有以下比較特殊的幾點(diǎn):
應(yīng)將TM1300的PCI,INTA引腳配置為輸入,以便接收Realtek8029的中斷;
PCI時(shí)鐘由TM1300提供;
Realtek8029的復(fù)位信號(hào)也就是TM1300的復(fù)位信號(hào),該信號(hào)由外部電路提供;
TM1300的PCISTOP、PCISERR引腳懸空,表示Realtek8029不具備相應(yīng)的附加功能。另外,TM1300的PCIINTB、PCIINTC、PCIINTD引腳可以用作用戶中斷。
3軟件設(shè)計(jì)
該接口設(shè)計(jì)的軟件結(jié)構(gòu)框圖如圖3所示。其中TM1300運(yùn)行于pSOS,它是一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)時(shí)多任務(wù)嵌入式操作系統(tǒng),帶有pNA+網(wǎng)絡(luò)組件,其pNA+相當(dāng)于TCP/IP協(xié)議棧的擴(kuò)展,它向上可提供應(yīng)用程序編程的socket接口,向下可定義一個(gè)與網(wǎng)絡(luò)接口層交互的接口,其中包括8個(gè)函數(shù),分別是:ni_init(接口芯片初始化)、ni_broad-cast(發(fā)送廣播分組)、ni_send(發(fā)送普通分組)、ni_getpkb(申請(qǐng)發(fā)送緩沖區(qū))、ni_retpkb(歸還接收緩沖區(qū))、ni_ioctl(I/O控制操作)、ni_pool(統(tǒng)計(jì)量查詢)、Announce(網(wǎng)絡(luò)接口驅(qū)動(dòng)調(diào)用它把接收到的數(shù)據(jù)包提交給pSOS)。其中網(wǎng)絡(luò)接口層在本應(yīng)用中就是Realtek8029的驅(qū)動(dòng)程序,它通過硬件抽象層來驅(qū)動(dòng)Realtek8029(硬件抽象層是PCI總線的配置讀寫和I/O讀寫指令集的總稱)。
軟件執(zhí)行的流程大致是:系統(tǒng)首先啟動(dòng)pSOS,并由它加載網(wǎng)絡(luò)接口驅(qū)動(dòng)程序,然后調(diào)用驅(qū)動(dòng)程序的ni_init函數(shù),同時(shí)初始化Realtek8029的PCI配置空間并設(shè)置Realtek8029的工作參數(shù),之后啟動(dòng)用戶任務(wù)。在這里,用戶任務(wù)為H.263編碼進(jìn)程。它對(duì)VI口讀入的源圖像進(jìn)行壓縮編碼后,將調(diào)用socket的接口函數(shù)sendto(sendto是UDP套接口專用的發(fā)送函數(shù)),然后把碼流發(fā)送給pSOS由pSOS根據(jù)UDP協(xié)議進(jìn)行封裝后,再調(diào)用ni_send函數(shù),并由ni_send完成數(shù)據(jù)包從系統(tǒng)主內(nèi)存到Realtek8029片上RAM的拷貝,然后啟動(dòng)Realtek8029發(fā)送數(shù)據(jù)。在接收情況下,Realtek8029收到一個(gè)完整的數(shù)據(jù)包后會(huì)用中斷通知CPU,然后由CPU執(zhí)行中斷服務(wù)程序。當(dāng)中斷服務(wù)程序?qū)?shù)據(jù)包從Realtek8029片上RAM中拷貝到系統(tǒng)的主內(nèi)存后,系統(tǒng)將調(diào)用Announce函數(shù)并把數(shù)據(jù)塊的指針、數(shù)據(jù)長(zhǎng)度和其它信息提交pSOS,最后由pSOS將數(shù)據(jù)包沿協(xié)議棧一層層上傳并作出相應(yīng)的處理。
軟件的設(shè)計(jì)和pSOS操作系統(tǒng)的關(guān)系比較密切,限于篇幅,本文不對(duì)pSOS作詳細(xì)介紹,。本文接下來重點(diǎn)介紹PCI配置空間的配置過程,這部分對(duì)于類似的設(shè)計(jì)有較普遍的參考意義。PCI配置空間有64個(gè)字節(jié),PCI片內(nèi)的這些寄存器存儲(chǔ)了該芯片的廠商號(hào)、設(shè)備號(hào)、設(shè)備類型等重要代碼,還包括命令寄存器、基地址寄存器等控制其總線行為的寄存器,它們必須在設(shè)備初始化時(shí)正確配置,否則設(shè)備不能工作。
對(duì)Realtek8029PCI空間的配置需要三個(gè)步驟:
首先是掃描總線,這一步的目的是找到Real-tek8029的配置地址,直觀地講,就是找到它的PCI_IDSEL引腳和哪根AD線相連,因?yàn)楹罄m(xù)的配置寫要根據(jù)這個(gè)地址來尋址。掃描總線時(shí),要對(duì)AD〔11〕到AD〔31〕每根線進(jìn)行一次掃描,如果哪根AD線連接了一個(gè)PCI設(shè)備的PCIIDSEL引腳,那么用配置讀函數(shù)讀取PCI配置空間的0號(hào)寄存器時(shí),應(yīng)該返回該設(shè)備的設(shè)備和廠商代碼,如果這根線實(shí)際未連接設(shè)備,則返回值是0。已知Realtek8029的設(shè)備和廠商代碼是“0x802910ec”,如果返回值與之相同,說明找到了Realtek8029,這時(shí)要記下這根AD線的序號(hào)。例如,在硬件上把Realtek8029的PCIIDSEL和AD〔20〕相連,則掃描到的序號(hào)就應(yīng)該是“20”。
其次,用配置寫函數(shù)配置I/O讀寫使能,即在command寄存器中寫入“0x1”。
最后,用配置寫函數(shù)配置I/O地址,也就是在I/OBaseAdddress寄存器寫入分配給該設(shè)備的I/O地址(例如“0xe400”)。具體程序流程圖如圖4所示。
4調(diào)試結(jié)果
根據(jù)以上設(shè)計(jì),筆者在原TM1300視頻編碼硬件系統(tǒng)的基礎(chǔ)上加入了PCI接口,并編寫了pSOS下Realtek8029的驅(qū)動(dòng)程序。然后,在這個(gè)硬件平臺(tái)上對(duì)Realtek8029的驅(qū)動(dòng)部分進(jìn)行了數(shù)據(jù)傳送測(cè)試。
筆者首先用一個(gè)單獨(dú)的UDP發(fā)送任務(wù)進(jìn)行發(fā)送速率測(cè)試。這個(gè)任務(wù)主要是高速地向網(wǎng)絡(luò)上的一臺(tái)PC發(fā)送數(shù)據(jù)包,數(shù)據(jù)包的大小是變長(zhǎng)的。PC接收并對(duì)丟包數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)的結(jié)果如表1所列。實(shí)驗(yàn)表明,在用網(wǎng)線直連的各種測(cè)試速率情況下都沒有出錯(cuò),而當(dāng)接入局域網(wǎng)后,在發(fā)送速率為4.5Mbps時(shí)有突發(fā)的少量錯(cuò)誤。由于UDP是不可靠的傳輸方式,所以這種錯(cuò)誤是正常的。測(cè)試中,UDP發(fā)送的最高速率可以達(dá)到5Mbps左右,它與硬件的最高速率(10Mbps)相比還有一定差距,主要原因是數(shù)據(jù)從系統(tǒng)主內(nèi)存到Realtek8029片上RAM的拷貝過程目前尚未采用DMA方式,這是需要改進(jìn)的地方。
表1丟包數(shù)統(tǒng)計(jì)表(單位:丟包個(gè)數(shù)/分鐘)
連接方式發(fā)送速率
800kbps1.8Mbps4.5Mbps
網(wǎng)絡(luò)直連000
接入局域網(wǎng)002.5
接下來筆者進(jìn)行了編碼和傳送的聯(lián)合測(cè)試。編碼任務(wù)執(zhí)行H.263數(shù)據(jù)壓縮后,把碼流從以太網(wǎng)接口發(fā)出,然后在網(wǎng)絡(luò)上的另一臺(tái)PC上接收這個(gè)碼流,并進(jìn)行解碼播放。通過調(diào)整編碼器的量化步長(zhǎng)可以控制編碼的輸出碼率。在實(shí)驗(yàn)環(huán)境下發(fā)現(xiàn)在量化步長(zhǎng)大于等于5、碼率在700kbps以下時(shí),基本沒有丟包現(xiàn)象,解碼得到的圖像比較穩(wěn)定,而當(dāng)量化步長(zhǎng)進(jìn)一步減小,碼率接近1Mbps時(shí),就會(huì)出現(xiàn)丟包現(xiàn)象,解碼的圖像會(huì)出現(xiàn)彩色方塊。出現(xiàn)這種現(xiàn)象是因?yàn)镠.263編碼器對(duì)CPU資源的消耗很大,而且數(shù)據(jù)在主內(nèi)存和Realtek8029片上RAM之間的復(fù)制采用I/O讀寫方式也需要一定的CPU資源。這樣,當(dāng)量化步長(zhǎng)小于5時(shí),處理的復(fù)雜度超過了CPU的能力從而產(chǎn)生了一定的誤碼。解決的途徑一方面是改進(jìn)數(shù)據(jù)的傳送方式(采用DMA),另一方面是需要對(duì)編碼任務(wù)進(jìn)行優(yōu)化。
本文以南京地鐵為例,通過在通道接口管理中遇到的諸多問題,提出了城市軌道交通通道接口的設(shè)計(jì)要求、產(chǎn)權(quán)分割、管理界面的管理模式,為今后城市軌道交通接口管理提供參考。
【關(guān)鍵詞】軌道交通;通道接口;管理
一、緒論
隨著我國(guó)城市軌道交通的高速發(fā)展,城市軌道交通以其快捷、安全、準(zhǔn)時(shí)、運(yùn)量大的優(yōu)勢(shì)成為各大城市的寵兒。而與城市軌道交通無縫對(duì)接也逐漸由抵觸到熱衷,成為各類開發(fā)商孜孜以求的目的。通道接口在給市民帶來出行便利、給開發(fā)商帶來更多客流、實(shí)現(xiàn)濃厚商業(yè)氛圍的同時(shí);大量的人員集聚在密閉的空間里,也給城市軌道交通企業(yè)帶來安全隱患、管理壓力、運(yùn)營(yíng)成本的增加。
如何實(shí)現(xiàn)規(guī)范管理,確保運(yùn)營(yíng)安全成為重中之重。
二、南京通道接口管理的現(xiàn)狀
由于城市軌道交通具有無可比擬的區(qū)位優(yōu)勢(shì)和便利的交通可達(dá)性,而周邊物業(yè)的開發(fā)和通道接口的無縫對(duì)接,更增加了集聚效應(yīng)。商業(yè)經(jīng)營(yíng)需要客流,消防安全需要人員能及時(shí)疏散,但現(xiàn)實(shí)中的封閉空間,狹長(zhǎng)的連接通道、多方的管理系統(tǒng)、生疏的協(xié)調(diào)反應(yīng)機(jī)制、疏松的管理制度,使得通道接口管理成為空談。
1.管理制度缺乏
目前,南京市地鐵雖然有《南京市地鐵通道接口暫行管理辦法》,但該辦法主要的目的是明確通道接口的收費(fèi)項(xiàng)目、大致的收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)和地鐵公司內(nèi)部的辦事流程,對(duì)通道接口的在設(shè)計(jì)階段要求、開通運(yùn)營(yíng)階段的管理闡述的很少。這導(dǎo)致了后期不論申請(qǐng)人還是地鐵方都很難說請(qǐng)管理的要求、標(biāo)準(zhǔn)、以及管理的界面,因而也就談不上不服從管理時(shí)的處罰手段。
2.申請(qǐng)人與使用人前后不一
一般情況下,接口申請(qǐng)人在報(bào)建時(shí)都是中規(guī)中矩,會(huì)按地鐵方的要求簽訂相關(guān)協(xié)議。但是接口開通時(shí),也意味著申請(qǐng)人的開發(fā)項(xiàng)目竣工并投入了運(yùn)營(yíng),這時(shí)申請(qǐng)人一般將項(xiàng)目出售了或者交給運(yùn)營(yíng)商,實(shí)際使用人往往對(duì)管理協(xié)議持不認(rèn)可態(tài)度或者渾然不知,這就給運(yùn)營(yíng)管理帶來困難。
3.運(yùn)營(yíng)時(shí)間不一
地鐵相鄰物業(yè)運(yùn)營(yíng)商的運(yùn)營(yíng)時(shí)間一般是跟隨自身業(yè)態(tài)時(shí)間確定,或遲或早,五花八門,給運(yùn)營(yíng)管理帶來了困惑,也給乘客通行便利造成了障礙。
4.導(dǎo)向標(biāo)識(shí)不一
地鐵相鄰物業(yè)運(yùn)營(yíng)商往往會(huì)從自身宣傳需要或自身文化出發(fā),設(shè)計(jì)不同的導(dǎo)向標(biāo)識(shí),讓乘客無所適從。甚至,有的商家為了達(dá)到乘客能長(zhǎng)時(shí)間地滯留在自己物業(yè)內(nèi)的目的,而故意混淆標(biāo)識(shí)導(dǎo)向或遮擋標(biāo)識(shí)。這些做法,不僅影響了乘客的通行便利,在突發(fā)狀況下,更容易造成混亂局面,存在極大的安全隱患。
5.運(yùn)行系統(tǒng)不一
由于設(shè)計(jì)單位不一致,規(guī)范不統(tǒng)一,通道內(nèi)的機(jī)電、電梯等設(shè)備系統(tǒng)與地鐵車站內(nèi)的往往不匹配。這就會(huì)出現(xiàn)在突發(fā)狀況下,地鐵人員無法及時(shí)實(shí)現(xiàn)車站區(qū)域內(nèi)的應(yīng)急聯(lián)動(dòng)反應(yīng)。
6.管理方式不一
地鐵車站內(nèi)的人員都是經(jīng)過專業(yè)培訓(xùn)的從業(yè)人員,而周邊相鄰物業(yè)的管理人員一般是從事簡(jiǎn)單物業(yè)管理的人員,不一樣素質(zhì)的人員,不一樣的管理模式,使得應(yīng)急狀態(tài)下,無法實(shí)現(xiàn)步調(diào)一致、協(xié)調(diào)統(tǒng)一。
三、國(guó)內(nèi)相關(guān)研究和概念
一方面城市軌道交通接口日益受寵;另一方面密集人群事故的頻繁發(fā)生,促使軌道交通企業(yè)對(duì)通道接口管理越來越重視。
1.國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀
(1)蘇州市
蘇州市出臺(tái)了《蘇州市軌道交通地下對(duì)接接口項(xiàng)目管理辦法》,用較多篇幅來闡述對(duì)接接口項(xiàng)目管理和運(yùn)營(yíng)管理,較明確的提出了管理界面。
(2)哈爾濱市
哈爾濱市政府出臺(tái)了《哈爾濱市地鐵沿線地下空間開發(fā)利用管理規(guī)定》。主要是針對(duì)地鐵建設(shè)工程與地鐵沿線地下空間同時(shí)開發(fā)建設(shè)的,提出堅(jiān)持統(tǒng)一管網(wǎng)拆遷、統(tǒng)一水電氣配套、統(tǒng)一施工標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一開工時(shí)序、統(tǒng)一出口建設(shè)和統(tǒng)一文明施工,合理利用地下空間的六統(tǒng)一原則。對(duì)于管理界面、管理措施沒有更多的說明。
2.通道接口分類
按連通條件分,通道接口可分為結(jié)合連通型、通道連通型兩種類型。
(1)結(jié)合連通型
地鐵車站出入口與申請(qǐng)連通的建筑物完全結(jié)合,該出入口的地鐵乘客必須經(jīng)連通部分才能進(jìn)出地鐵車站(如新街口站與金陵飯店連接的通道接口)。
(2)通道連通型
地鐵出入口通道增設(shè)一個(gè)連通接口,使建筑物與地鐵車站連通,地鐵車站原設(shè)計(jì)出入口仍保留,該出入口通道的地鐵乘客可選擇是否經(jīng)過連通部分進(jìn)出地鐵車站(如珠江路站4號(hào)口與金鷹新天地連接的通道接口)。
3.相關(guān)概念
通道接口主要涉及以下幾個(gè)概念。
(1)通道接口產(chǎn)權(quán)
指投資人按照國(guó)家有關(guān)法律法規(guī),辦理相應(yīng)通道接口工程的規(guī)劃、土地、建設(shè)、不動(dòng)產(chǎn)登記等手續(xù),完成相應(yīng)投資而依法取得通道接口的所有權(quán)、使用權(quán)。
(2)占有、使用、收益的權(quán)利
依照產(chǎn)權(quán)劃分的原則,不動(dòng)產(chǎn)所有人依法擁有相應(yīng)通道接口的占有、使用、收益和處分的權(quán)利,以及由以上權(quán)利產(chǎn)生的他項(xiàng)權(quán),如抵押權(quán)、廣告權(quán)等。
四、基于南京地F的“通道接口”管理模式研究
1.報(bào)建階段
通道接口項(xiàng)目的設(shè)計(jì)必須符合《南京市軌道交通管理?xiàng)l例》規(guī)定,滿足地鐵工程設(shè)計(jì)規(guī)范的要求,包括但不限于通風(fēng)系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、消防設(shè)施、應(yīng)急照明、緊急疏散指示、導(dǎo)向標(biāo)識(shí)等相應(yīng)設(shè)備設(shè)施的配備,確保照明、消防、環(huán)控通風(fēng)、防災(zāi)防淹、保安、衛(wèi)生、緊急情況下的疏散等符合地鐵運(yùn)營(yíng)要求。
2.施工階段
(1)政府審批
通道接口項(xiàng)目必須依法取得相應(yīng)政府相關(guān)職能部門的規(guī)劃、土地、建設(shè)手續(xù)方可施工。
(2)方案審批
通道接口項(xiàng)目申請(qǐng)人應(yīng)按照地鐵集團(tuán)審批的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行施工,完善與安全有關(guān)的消防、監(jiān)控等相關(guān)設(shè)施以及與乘客出行相關(guān)的車站改造及導(dǎo)向標(biāo)識(shí)。申請(qǐng)人所屬管理界面內(nèi)的導(dǎo)向標(biāo)識(shí)不得故意誤導(dǎo)乘客順利乘坐地鐵。同時(shí),申請(qǐng)人應(yīng)做好所屬管理界面的防汛評(píng)估,防止雨污水向地鐵車站倒灌事件的發(fā)生。
(3)驗(yàn)收備案
通道接口開通前應(yīng)經(jīng)質(zhì)監(jiān)、消防、安全等部門驗(yàn)收合格取得相應(yīng)備案證(或合格證明)后方可開通。
3.運(yùn)營(yíng)階段
(1)運(yùn)營(yíng)管理內(nèi)涵
以各自產(chǎn)權(quán)界面界定相應(yīng)管理界面,管理責(zé)任區(qū)域內(nèi)的安全、消防、治安、衛(wèi)生、保潔、導(dǎo)向等維護(hù)及管理工作。
(2)運(yùn)營(yíng)管理協(xié)議
通道接口正式開通前,申請(qǐng)人須與地鐵集團(tuán)簽訂管理協(xié)議,明確各自的管理界面及通道開啟、關(guān)閉時(shí)間等。通道開啟、關(guān)閉時(shí)間需服從地鐵運(yùn)營(yíng)時(shí)間,不得超出該站點(diǎn)地鐵運(yùn)營(yíng)時(shí)間。
(3)突發(fā)狀況
當(dāng)遇有大客流或突發(fā)狀況,地鐵集團(tuán)出于安全需要,有權(quán)臨時(shí)關(guān)閉通道內(nèi)側(cè)卷簾門。
(4)管理界面
通道接口啟用后,通道接口的使用權(quán)界面以各自產(chǎn)權(quán)界面界定:隸屬于地鐵集團(tuán)的通道接口區(qū)域,地鐵集團(tuán)具有廣告、信息的權(quán)利;隸屬于申請(qǐng)人(產(chǎn)權(quán)所有人)的通道接口區(qū)域,申請(qǐng)人(產(chǎn)權(quán)所有人)擁有平面廣告、信息的權(quán)利。但權(quán)利所有人均不可在通道內(nèi)設(shè)置商鋪、可移動(dòng)花車、進(jìn)行展示等活動(dòng),或堆放雜物以及其他阻礙客流通行的設(shè)施,且墻面廣告不得遮擋交通導(dǎo)向、緊急疏散等安全標(biāo)識(shí),不得遮擋消防設(shè)施、應(yīng)急照明等,保證接口和通道暢通。
(5)分割要求
在通道接口的連通分界處,應(yīng)設(shè)置防火卷簾門和管理卷簾門各一道,防火卷簾門、管理卷簾門的建設(shè)、管理和維護(hù)由申請(qǐng)人(產(chǎn)權(quán)所有人)承擔(dān),防火卷簾門及管理卷簾門開關(guān)朝向地鐵車站,由地鐵集團(tuán)負(fù)責(zé)控制開啟。
(6)火情控制
申請(qǐng)人(產(chǎn)權(quán)所有人)樓宇物業(yè)內(nèi)的火災(zāi)控制系統(tǒng)須能向軌道交通車站給出火災(zāi)信號(hào),當(dāng)申請(qǐng)人物業(yè)項(xiàng)目發(fā)生火災(zāi)時(shí),軌道交通車站FAS系統(tǒng)接收到火災(zāi)信號(hào)后,通道接口處防火卷簾門立即全降,封閉此通道;當(dāng)軌道交通車站所轄區(qū)域發(fā)生火災(zāi)時(shí),通道接口處防火卷簾門先半降、后全降,以疏散乘客并隔離火災(zāi)區(qū)域。
(7)管理卷簾門
在申請(qǐng)人(產(chǎn)權(quán)所有人)物業(yè)地下主體建筑出入口處,申請(qǐng)人應(yīng)設(shè)置一道管理卷簾門,管理卷簾門的建設(shè)、管理和維護(hù)費(fèi)用由申請(qǐng)人(產(chǎn)權(quán)所有人)承擔(dān),此處的管理卷簾門控制權(quán)由申請(qǐng)人(產(chǎn)權(quán)所有人)負(fù)責(zé)。
(8)視頻監(jiān)控
在連接通道內(nèi),申請(qǐng)人應(yīng)設(shè)置視頻監(jiān)控系統(tǒng)并覆蓋整個(gè)連接通道,連接通道處的監(jiān)控系統(tǒng)納入軌道交通車站視頻監(jiān)控管理系統(tǒng)管理。
五、結(jié)語
在城市軌道交通線網(wǎng)不斷擴(kuò)大的同時(shí),軌道交通車站越來越多,通道接口的需求也隨之增長(zhǎng)。軌道交通系y的完整性和通道接口連接的不確定性、設(shè)計(jì)的不規(guī)范性、施工的突擊性、接口使用人的管理缺乏性之間的矛盾愈發(fā)凸顯,安全隱患更是不容忽視。本文通過歸納整理城市軌道交通通道接口管理辦法,明確通道接口的產(chǎn)權(quán)人,界定產(chǎn)權(quán)界面、管理界面,明確各自的權(quán)利、責(zé)任、義務(wù),形成通道接口的設(shè)計(jì)、運(yùn)營(yíng)、管理規(guī)范體系,確保城市軌道交通通道接口安全有序運(yùn)營(yíng)。
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關(guān)鍵詞:電子天平;通訊接口;計(jì)算機(jī);程序設(shè)計(jì)
中圖分類號(hào): {G354.46} 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A 文章編號(hào):
隨著傳感器技術(shù)和微處理器技術(shù)的發(fā)展,高性能的電子天平相繼產(chǎn)品化。例如:BS210S型稱量為210g,讀數(shù)精度為0.1mg,BS21S型的稱量為21g,讀數(shù)精度為0.01mg,屬標(biāo)準(zhǔn)型精密天平;超微量天平的讀數(shù)精度最高可達(dá)一億分之一克,比最佳的機(jī)械式微量分析天平高出3個(gè)數(shù)量級(jí)。
電子天平最大特點(diǎn)是操作簡(jiǎn)單;測(cè)量快捷,數(shù)秒鐘便可顯示稱量結(jié)果。它還具有多種功能,例如:自動(dòng)故障檢查、全自動(dòng)校準(zhǔn)功能、超載自動(dòng)保護(hù)、RS-232通訊接口等。
本設(shè)計(jì)在分析電子天平RS-232通訊接口的條件下,給出了電子天平和計(jì)算機(jī)通訊線纜連接方法,利用可視化編程語言Delphi 7.0設(shè)計(jì)了電子天平和計(jì)算機(jī)通訊接口程序,實(shí)現(xiàn)了電子天平與計(jì)算機(jī)之間的雙向數(shù)據(jù)傳輸,把稱量信息輸入計(jì)算機(jī)、進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和遠(yuǎn)程顯示等,構(gòu)成了工程中的自動(dòng)定量測(cè)試、存儲(chǔ)系統(tǒng),為實(shí)驗(yàn)室研究和科學(xué)研究提供方便可靠的自動(dòng)采集數(shù)據(jù)功能,測(cè)量結(jié)果能夠更好地融入相關(guān)的測(cè)量系統(tǒng)。
一、通訊接口連線設(shè)計(jì)
電子天平的數(shù)據(jù)接口采用RS-232C串行接口,通訊握手方式可設(shè)為硬件方式或軟件方式,數(shù)據(jù)接口使用25引腳的D-Sub Female連接器;而計(jì)算機(jī)上一般有RS-232串行接口,采用9引腳的D-Sub Male連接器。根據(jù)電子天平和計(jì)算機(jī)通訊握手方式的要求,硬件方式需要有發(fā)送數(shù)據(jù)、接收數(shù)據(jù)和接地線,還要輔助數(shù)據(jù)線清除發(fā)送、數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備才能實(shí)現(xiàn);軟件方式僅需要TxD、RxD和GND就可以通訊,所以選購25引腳的D-Sub Male連接器和9引腳的D-Sub Female連接器,各引腳之間按照?qǐng)D1所示接線方法連接,就可以滿足上述兩種握手方式的要求,數(shù)據(jù)電纜的屏蔽線和兩端連接器的金屬外殼相連,就可以構(gòu)成用于電子天平和計(jì)算機(jī)通訊的連接電纜,其中電子天平數(shù)據(jù)接口的8和15引腳可以連接一個(gè)遠(yuǎn)程按鈕,用于遠(yuǎn)程控制電子天平的數(shù)據(jù)輸出、校正等。
二、通訊控制命令
電子天平的通訊控制命令基本相同,但不同型號(hào)的電子天平還是有些差異,應(yīng)根據(jù)電子天平的型號(hào)有所選擇。電子天平的控制命令格式:Esc!CR LF,其Hex代碼為:1B*0D0A,其中,!為控制字符,*為控制字符!所對(duì)應(yīng)的Hex代碼,控制字符及其功能如表1所示,例如:計(jì)算機(jī)請(qǐng)求電子天平發(fā)送數(shù)據(jù),只要從計(jì)算機(jī)串口輸出打印控制命令Esc'P'CR LF的Hex代碼1B 50 0D 0A即可。
電子天平的功能命令格式:Esc%X_CR LF,其中,%X為命令參數(shù),另有功能命令及代碼。計(jì)算機(jī)發(fā)送Hex代碼,就可以相當(dāng)于使用電子天平上的CAL功能鍵。
若采用軟件握手方式,必須采用Xon/Xoff協(xié)議[4],而Sarto-rius電子天平在采用Xon/Xoff協(xié)議上沒有特殊的要求,只要在發(fā)送命令前發(fā)送Xoff(Hex代碼0x13),而在傳送命令結(jié)束之后發(fā)送Xon(Hex代碼0x11),這樣才能準(zhǔn)確的傳輸命令和數(shù)據(jù),所以在計(jì)算機(jī)中發(fā)送打印控制命令變?yōu)閄off Esc'P'CR LF Xon,其Hex代碼變?yōu)?3 1B 50 0D 0A 11即可,其他命令也可以類似的傳輸,以實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能。
三、安裝SPComm通訊控件到Delphi系統(tǒng)
不論采用何種編程語言,實(shí)現(xiàn)串口通訊通常有幾種方式:(a)利用Windows API通訊函數(shù),該方法使用面廣,但編程專業(yè)化程度高而且比較復(fù)雜;(b)利用標(biāo)準(zhǔn)通訊函數(shù),直接對(duì)串口進(jìn)行操作,需要了解通訊接口硬件電路結(jié)構(gòu)原理;(c)使用Mi-crosoft通訊控件MSComm,或使用第三方通訊控件SPComm、Cserial等,該方法通用性強(qiáng),開發(fā)難度較低。
本設(shè)計(jì)中使用SPComm通訊控件,先在Delphi系統(tǒng)中安SPComm控件。在Delphi 7.0環(huán)境中,選Component->InstallComponent菜單,在Install Component對(duì)話框中,Browse到SP-Comm.pas文件,確定即可進(jìn)行Package編譯安裝,SPComm控件被安裝到Delphi的System選項(xiàng)卡中。
建立Delphi工程文件,并申明全局變量用于接收數(shù)據(jù)、發(fā)送指令、顯示結(jié)果:(a)接收數(shù)據(jù)數(shù)組,RecBuf:array[1..22]ofbyte;(b)發(fā)送數(shù)據(jù)數(shù)組,SendBuf:array[1..6]of byte;(c)接收數(shù)據(jù)的字符串,DataString:string。
四、初始化并啟動(dòng)串口
選擇通信使用的串口,確定通信協(xié)議,即設(shè)置波特率、校驗(yàn)方式、數(shù)據(jù)位、停止位等屬性,分別設(shè)置電子天平通訊接口和計(jì)算機(jī)串口的參數(shù),確保它們的參數(shù)一致。
在編寫基于串口的計(jì)算機(jī)通訊軟件時(shí),通常需要由計(jì)算機(jī)向電子天平發(fā)送命令和有關(guān)數(shù)據(jù),以控制電子天平的操作,具體的操作指令應(yīng)根據(jù)不同型號(hào)電子天平的相關(guān)指令。利用串口控件向電子天平發(fā)送數(shù)據(jù)13 1B 50 0D 0A 11,電子天平執(zhí)行打印命令,輸出電子天平的測(cè)量結(jié)果。
五、接收電子天平串口數(shù)據(jù)