EPICS

EPICS即“實驗物理及工業控制系統”（Experimental Physics and Industrial Control System），是上世紀90年代初由美國洛斯阿拉莫斯國家實驗室（LANL）和阿貢國家實驗室（ANL）等聯合開發的大型控制軟件系統。

基於分佈式標準的EPICS結構包括兩部分：IOC層和OPI層。IOC層又可以細分為6層：通道訪問（CA）服務器接口、數據庫訪問接口、動態數據庫、記錄支持模塊、設備支持模塊、設備驅動器。OPI層可以細分為兩層：通道訪問（CA）客户接口和應用軟件。

EPICS軟件系統中的兩個基本機制是通道訪問和分佈式動態數據庫。

EPICS系統依據客户-服務者模型，在TCP/IP協議之上建立了稱為Channel Access（簡稱CA）的通道訪問機制，併為客户（主要是OPI）和服務器（主要是IOC）分別提供了應用接口子程序庫。CA是EPICS系統的最基本機制，它所能提供的服務包括動態通道定位，數據讀寫，訪問監控，連接監控和自動重接等，CA客户可以根據通道名直接訪問系統中的任一個通道，通道具有回叫（callback）機制，根據客户的預先指定發送監控所得的信息，這樣便無須依靠巡迴檢測來監控系統，可以極大地減輕網絡負荷。

基於通道訪問機制，可以開發出與上層應用工具，上層語言的接口，如EPICS與MATLAB的接口MCA、EPICS與JAVA的接口JCA等等。

控制系統的I/O數據時頻繁變動的數據，為了響應來自操作枱的命令、控制算法和各種操作狀態，必須採用現場運行的動態數據庫（run-time database）來記錄數據。動態數據庫的基本特點是：（1）為了便於訪問，數據結構採用簡單的表，（2）數據庫存放在內存中，（3）對於分佈式數據庫，數據庫分佈在系統的各個節點中，供操作員提取。

分佈式動態數據庫是EPICS系統的另一個最基本的特點，在EPICS系統中，數據庫分佈在各個輸入輸出控制機（IOC）中，每個通道都作為數據庫的一個記錄存放在控制該通道的IOC中，每個記錄中的值可以來自硬件設備輸出、操作員命令或者其它記錄的輸出。

EPICS動態數據庫不僅用於存放當前的通道數據，而且，所有的過程控制功能也基本上在動態數據庫中實現。因此，EPICS的數據庫記錄又被稱為過程模塊。

在EPICS的3.13版及其以前的版本，IOC只能運行VxWorks實時操作系統。由於VxWorks非常昂貴，從3.14版本開始，IOC可支持VxWorks、RTEMS、Linux、Windows等多種操作系統。OPI與IOC也由原來必須運行在不同的CPU上，發到到可以集成在同一台PC上，為軟件仿真、系統集成提供了極大的方便。

IOC啓動時從主機上下載操作系統內核、應用軟件和分佈式數據庫，然後開始運行。數據庫中每個記錄的I/O操作時通過epicsCore中的掃描器（scanner）對數據庫的掃描來實現的。iocCore提供以下掃描機制：

（1）週期掃描，IOC以指定的時間週期掃描指定的記錄；

（2）時間觸發掃描，包括由外部I/O硬中斷觸發引起的和由用户設計的事件（即軟中斷）觸發引起的對指定記錄的掃描；

（3）被動掃描，來自OPI的對指定記錄的I/O操作，或者來自另一個與之鏈接的記錄處理後，引起對指定被動掃描的記錄的I/O操作

iocCore提供的另一個重要機制是監控器（monitor），用來監控指定通道的制定變化並通過callback機制向OPI報告。