二元光学激光直写设备软件的再用技术

　　二元光学激光直写设备（简称直写设备）是制作二元光学元件的关键设备。其软件系统要求实现直写设备硬件构成单元的整体协调控制和与用户的交互，即要实现回转轴控制，XYZ轴直线运动，光刻头聚焦伺服控制，声光调制器和大量的开关量控制在实现上述控制之前，还需要对所刻划的图形文件按照刻划方式等要求进行处理，以产生控制过程中需要的控制命令序列由于X Y、Z三个进给轴分辨率高达00Pm，采用了二级定位方式，第一级为电机粗定位，第二级为压电陶瓷精密定位，这使得系统中的驱动装置高达8个，系统中还使用了DMC1040运动控制器调焦伺服子系统为独立的闭环控制系统，且与主控程序之间可实时通讯同时用户要求系统有G代码编程接口，主控软件在Windows98操作系统下开发，编程语言为C++、汇编语言、DMC1040微代码与单片机汇编语言。整个软件系统的编程语言达四种，软件系统的流程图如所示由于此设备的开发周期较长，软件开发人员变更频繁，这使得软件的开发者常常要做许多的重复性的工作。同时，当刻划的元件改变时，几乎要用同样多的时间重新开发设备的运动控制软件。这使直写设备的软件开发效率很低且不易维2软件的可再用性与可再用软件广义地讲软件的再用可分为三个层次，即：知识的再用，方法和标准的再用，软件成份的再用。通常所说的软件再用指的是软件成分的再用，利用可再用的软件成份来开发软件的技术称为软件再用技术目前主要有三种软件再用技术：软件组合技术按照一定的规则把可再用的软件成份组合在一起，构成软件系统和新的可再用的软件的成份，可再用的软件成份在整个的组合过程中保持不变。

　　软件的生成技米根据形式化的软件功能描述和一定的生成机理，在已有的可再用的软件成份基础上，生成功能相似的软件成份和软件系统面向对象的程序设计技术面向对象的设计方法与传统的面向数据过程的方法有本质的不同，这种方法的基本原理是：对问题领域进行自然地分解，按照人们习惯的思维方式建立该领域的模型，设计出尽可能直接自然的表现为问题求解的软件这样的软件系统由对象组成，对象是能完整的反映现实问题本质的实体数据抽象和信息隐藏等机理使对象的内部实现与外界隔离，构成比较理想的可再用软件成份。

　　可再用软件不仅包括可再用的软件成份，而且整个软件系统都具有可再用性。可再用的软件的特点如下：不依赖于具体的运行环境。在系统中把依赖于具体运行环境的部分集中在少数几个模块内，一旦环境发生变化用其他模块加以替换。

　　直写设备的软件系统包括若干分系统，各分系统都包含可再用成份，其中数据交换分系统为可再用软件。

　　3直写设备软件再用的实现直写设备的软件设计采用了结构化与模块化的设计方法，对软件需求进行由上至下逐步求精的分析，得出软件系统的总体结构此软件系统主要由以下几个模块构成，分别是初始化模块、数据交换模块、总控模块显示与纪录模块、错误处理模块数据输出模块和虚拟设备驱动程序模块其中最主要的是数据交换模块和总控模块数据交换模块实际上相当于控制过程的预处理，而考虑到控制系统的初始化过程，专门建立了一个初始化模块。虚拟设备驱动程序模块化使得在开发的过程中硬件环境改变时，使用相应的驱动程序模块即可。软件系统的许多模块又由一些小的模块组成，从而构成了设备的软件系统◎在激光直写厉厉总稼愚唪c是至关重要的，为了便于模块化设计，选用了VisualC+ +程序开发工具C++是目前真正的最为实用的面向对象的编程语言，而VisualC+ +则是最为流行的可视化的开发环境，在开发的过程中所见即所得，使得程序的开发复杂程度大为降低，且人机界面更加友好。在编制程序时使用了组合再用机制，其主要操作如下：创建总控模块的各种基类，通过类定义相似对象的行为。基类包括CAOD（光功率调制类）CcontroFile（控制数据文件类）CMotionCtrl（运动控制类）CInterpolation（插补类）CPositionCheck（位置检测类）CSpindleSpeed（主轴调节类）等类。

　　根据已知类创建新类和派生子类。通过给已知类（父类）添加一些新的属性构成新类（子类）子类继承了父类的方法，通过函数重载来修改或删除父类的方法每个基类都可创建若干子类，子类的方法更能靠近被控的实际对象把创建的类进行可视化封装，生成OCX控件（OLE控件），即可视化的编程模块。每一个OCX控件相当于一个可视软件芯片。

　　部分，它的功能是完成由图形数据到光刻头的物理位置（即XYZ三进给轴的位置）的转换，同时生成光刻头每次移动时的光路开关的控制序列。图形数据的来源可以是AutoCAD等工具软件生成的由于刻划的图形千差万别，若由程序员编制数据交换模块，则效率很低，设备的使用极为不便。为此，我们开发了一个软件生成子系统，它能刻划图形和设定的参数自动生成三进给轴运动控制与光路调制的软件代码此软件生成子系统的框图如该系统利用了设备控制命令代码的可组合特征，同时使用了专家系统模式，这就使得控制命令代码的产生在专家知识的指导下进行。图中知识库描述了软件库的结构以及由专家提供的组合规则。软件系统中的模块都采用总控模块的编程方