一、前言

现代控制系统软件变得越来越复杂，这不仅体现在其控制算法上，也体现在其结构和规模上，另外随着应用需求的不断变化，要求数控系统软件也要随着更新，这都对系统的组织结构提出了新的要求。另一方面数控系统的实时性要求也越来越高，要求响应速度越来也快，如何实现系统各个模块间的通信成为关键因素。

二、RCS库简介

RCS (Real-time control systems) 库是由美国国家标准与技术研究院(NIST)研究开发的软件库, 可以用来辅助构建多模块的控制系统软件。它以 C++面向对象的方法, 将程序抽象化, 以类封装代码, 易于理解和使用。更重要的是, 它代码开放, 可以自由使用、裁减和拓展, 从而可以跟应用程序很好的融合起来。顶层的模块负责接收人员操作指令, 经过分析、分解, 把它转化为具有内部形式的控制任务信息, 传递给中间层中的相关的模块。中间层模块会将任务细分成更小的任务, 分配给下层模块执行, 并且协调它们的动作。下层模块通过与硬件交互, 执行任务。下层的模块还要不断更新自身的状态,并且往上反馈, 最终由上层模块以某种方式反映出来。
RCS 库自动实现、维护多个模块间的命令和状态信息的传递。RCS 库把代码封装到通道类中，程序员无需关心其内部实现细节就能简便的实现模块间的通信与同步。通常，程序员需要为相关联的两个控制模块建立两个通道，分别用于传输指令消息和状态消息。RCS 库称之为命令通道和状态
通道

三、两种通信方式

1.NML通信

对于两个对通讯速率要求不高的模块，可以利用 RCS 库提供的 NML (Neutral Message
Language，中性消息语言)通信机制来实现。

内核状态下不能使用NML通信

控制命令信息 cmd（命令通道）
所有状态信息 status（状态通道）
错误信息 error（错误通道）
三个 NML通道：命令通道、状态通道和错误通道。

2.共享内存通信

RCS 库是借助内存映射文件和信号量机制来实现控制模块间的通信与同步的。

1）内存映射文件

它为相关联的模块开辟一个或者多个内存映射文件，通过让一个模块往内存映射文件写数据，另一
个模块从内存映射文件读数据，从而实现了模块间通讯。

2）信号量机制

对于多个模块访问内存映射文件而引起的同步问题，RCS 库利用信号量给予解决。

一个模块在访问内存映射文件之前，需要获取信号量；
只有成功获取了信号量才能访问内存映射文件，否则就要等待；
访问结束后就释放信号量，让其它模块可以访问内存映射文件。

3）通信原理

内存映射文件提供一种完全不同的读写文件的方法。它是将文件内容映射到内存中的某个区域，读写文件直接操作内存即可。

对于标准的文件系统，文件是以数据流形式被读取和写入的，读写文件时，先将文件指针指向要读写的开始位置，然后调用 ReadFile 或 WriteFile 进行读写文件

当我们将文件映射到内存后，向此块内存写入数据时，系统负责处理数据的缓存、缓冲、写入和调入以及内存的分配和释放。

数据共享方法是通过让两个或多个进程映射同一文件映射对象的视图来实现的, 这意味着它们将共享磁盘上同一文件或者物理存储器的同一页面。因此, 当一个进程将数据写入一个共享文件映射对象的视图时, 其它进程可以立即看到它们视图中的数据变更情况。

4）使用情况

用于对速度要求比较高的场合

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