Aktuální vydání

celé číslo

03

2021

Digitální transformace, chytrá výroba, digitální dvojčata

Komunikační sítě, IIoT, kybernetická bezpečnost

celé číslo

Virtuální seriový port zdarma

číslo 8-9/2003

Virtuální seriový port zdarma

Virtuální ovladač sériového portu pro Windows je softwarový prostředek, který přidá do operačního systému zdánlivý sériový port, např. COM 5, a data z tohoto portu přesměruje na jiné hardwarové rozhraní. V současné době se virtuální port využívá zejména pro připojení sériového rozhraní RS-232 přes univerzální sériovou sběrnici USB nebo po síti Ethernet.

Zatímco ovladač pro rozhraní USB je běžnou záležitostí, protože jej zdarma, dokonce i pro Linux, dodává výrobce čipů, které se s tímto ovladačem jako virtuální sériové porty chovají, u virtuálních ovladačů přes Ethernet je situace komplikovanější. Je tomu tak proto, že je většinou vytvořily externí firmy, jimž výrobci hardwarových konvertorů platí licenční poplatky také až 50 USD za licenci.

Obecným problémem virtuálních sériových portů je nezaručená doba doručení paketu na fyzické rozhraní sériového portu. Zatímco u klasického rozhraní RS-232 lze hovořit o řádově mikrosekundách, u USB může zpoždění činit až 16 ms a u sítí TCP/IP se pohybuje od jednotek až po desítky milisekund (v případě spojení přes několik sítí). Dlouhá doba odezvy je velkým problémem pro komunikační protokoly, které potvrzují velmi krátké zprávy a používají krátkou dobu do samovolného vypršení příkazu (timeout).

Naopak zařízení, která přes sériové rozhraní přenášejí a potvrzují větší balíky dat nebo mají „velkoryse„ napsaný komunikační protokol, jenž počítá s delšími dobami do vypršení, fungují bez problémů.

Podpora speciálních funkcí

Dalším problémem virtuálního portu je ovládání parametrů sériového rozhraní – od přenosové rychlosti v baudech, přes nastavení počtu bitů dat, potvrzování (handshake), parametry parity atd.

Většina portů přenáší pouze základní tok dat, přičemž parametry jsou pevně nastaveny na koncovém konvertoru Ethernet – RS-232. V případě softwarového nebo hardwarového potvrzování (CTS/RTS nebo Xon/Xoff) generuje signály potvrzení až hardware převodníku.

Přenos všech signálů sériového portu sice upravuje norma RFC 2217 prostřednictvím protokolu NVT, ale její plná implementace není mezi stávajícími produkty na trhu příliš rozšířená. Většina konvertorů Ethernet – RS-232 navíc podporuje pouze pěticestné sériové rozhraní (RxD, TxD, CTS, RTS a GND).

Výhody a nevýhody použití virtuálního portu

K výhodám, které přináší použití virtuálního portu, patří:

  • lze použít program, který je již používán, bez nutnosti opravovat jej,
  • virtuální port se může tvářit i jako COM3 nebo COM4,
  • koncový převodník si sám řídí převod na RS-485,
  • na jedno PC lze nainstalovat několik virtuálních sériových portů a obsloužit tak např. několik samostatných sběrnic RS-485,
  • lze použít stávající vývojové a ladicí nástroje, což zkracuje dobu uvedení řešení na trh.

Naopak jeho nevýhodami jsou:

  • aby ovladač fungoval, jak má, je třeba, aby program používal systémové funkce operačního systému Windows a žádným způsobem nevstupoval do přímého kontaktu s hardwarem,

  • při skutečně výrazném prodloužení doby odezvy může komunikace přestat fungovat,

  • fungování virtuálního ovladače se softwarem je třeba ověřit,

  • ovladač nefunguje pod Windows 95/98.

Proč nelze ovladač provozovat pod Windows 95/98

V operačních systémech Windows 95 a 98 mohou softwarové aplikace spolupracovat přímo s hardwarem periferních zařízení, a často tak také činí. Díky tomu jsou tyto starší verze operačního systému mezi vývojáři velmi rozšířeny, ačkoliv jsou méně stabilní. Důvodem velké obliby Windows 95/98 mezi těmito odborníky je právě přímý přístup k rozhraním. V internetové verzi tohoto článku lze nalézt odkazy také na ostatní virtuální ovladače, z nichž jeden existuje i ve verzi pro Windows 95/98.

Obr. 1.

U aplikací fungujících jen pod Windows 95/98 však nelze očekávat spolehlivou součinnost s virtuálním ovladačem, protože pravděpodobně vstupují do kontaktu přímo s hardwarem sériového rozhraní. Vyšší verze Windows jsou navíc podstatně stabilnější.

HW Virtual Serial Driver

Společnost HWgroup nabízí od 1. srpna 2003 zdarma virtuální sériový ovladač pro Windows NT/2000/XP. Primárně je sice určen pro zařízení firmy HWgroup, ale lze jej zdarma použít jako univerzální ovladač pro vytvoření vzdáleného virtuálního sériového rozhraní, které data přesměruje na definovanou TCP/IP adresu a port (obr. 1).

PC s nainstalovaným ovladačem se navíc umí chovat i jako server, takže spojení může inicializovat i samo zařízení tím, že na vzdálené rozhraní zašle jakákoliv data. Konvertor otevře na základě dat doručených po RS-232 spojení s PC a předá je virtuálnímu sériovému rozhraní. Celá situace se tak maximálně blíží standardnímu řešení s klasickým sériovým portem.

S převodníky od HWgroup lze za použití normy RFC2217 na dálku za provozu měnit také přenosovou rychlost v baudech, paritu a ostatní parametry komunikace, takže vzniká reálný vzdálený sériový port.

Ovladač spolupracuje nejenom s „krabičkovými„ převodníky na RS-232/422/485, ale také s modulem Charon I, který lze zastavět do uživatelské aplikace a připojovat ji tak přímo přes Ethernet.

Ovladač si lze stáhnout z webových stránek http://www.hwgroup.cz

Jan Řehák, HWgroup

HWgroup
Rumunská 26
Praha 2
tel.: 222 511 918
http://www.hwgroup.cz

Inzerce zpět