ISO 20242-3:2011

INTERNATIONAL  ISO
STANDARD 20242-3
First edition
2011-12-15
Industrial automation systems and
integration — Service interface for testing
applications —
Part 3:
Virtual device service interface
Systèmes d’automatisation industrielle et intégration — Interface de
service pour contrôler les applications —
Partie 3: Interface de service de dispositif virtuel
Reference number
ISO 20242-3:2011(E)
©
 ISO 2011

---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 20242-3:2011(E)
COPYRIGHT PROTECTED DOCUMENT
©  ISO 2011
All rights reserved. Unless otherwise specified, no part of this publication may be reproduced or utilized in any form or by any means,
electronic or mechanical, including photocopying and microfilm, without permission in writing from either ISO at the address below or ISO’s
member body in the country of the requester.
ISO copyright office
Case postale 56 • CH-1211 Geneva 20
Tel. + 41 22 749 01 11
Fax + 41 22 749 09 47
E-mail copyright@iso.org
Web www.iso.org
Published in Switzerland
ii © ISO 2011 – All rights reserved

---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO 20242-3:2011(E)
Contents Page
Foreword . v
Introduction .vi
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 Abbreviated terms . 2
5 Conventions for service definitions and procedures . 2
5.1 General . 2
5.2 Parameters . 2
5.3 Service procedures . 3
6 VDSI model . 4
6.1 Virtual devices and physical devices . 4
6.2 Structure of VDSI . 4
6.3 Description of VDSI services . 9
7 Operating status of a virtual device .37
7.1 Control VD .37
7.2 Operating states of virtual devices .38
8 Service results .41
8.1 Additional information .41
8.2 Service errors .42
Annex A (informative) Implementation guidelines for VDSI .46
Bibliography .57
© ISO 2011 – All rights reserved  iii

---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO 20242-3:2011(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies
(ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO
technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been
established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and
non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the International
Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards
adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an
International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent
rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
ISO 20242-3 was prepared by Technical Committee ISO/TC 184,  Automation systems and integration,
Subcommittee SC 5,  Interoperability, integration, and architectures for enterprise systems and automation
applications.
ISO 20242 consists of the following parts, under the general title Industrial automation systems and integration —
Service interface for testing applications:
—  Part 1: Overview
—  Part 2: Resource management service interface
—  Part 3: Virtual device service interface
—  Part 4: Device capability profile template
The following parts are under preparation:
—  Part 5: Application program service interface
—  Part 6: Conformance test methods, criteria and reports
iv © ISO 2011 – All rights reserved

---------------------- Page: 4 ----------------------
ISO 20242-3:2011(E)
Introduction
The motivation for ISO 20242 stems from the desire of international automotive industries and their suppliers
to facilitate the integration of automation and measurement devices, and other peripheral components for this
purpose, into computer-based applications. ISO 20242 defines rules for the construction of device drivers and
their behaviour in the context of an automation and/or measurement application.
The main goal of ISO 20242 is to provide users with:
—  independence from the computer operating system;
—  independence from the device connection technology (device interface/network);
—  independence from device suppliers;
—  the ability to ensure compatibility between device drivers and connected devices, and their behaviour in
the context of a given computer platform;
—  independence from the technological device development in the future.
ISO 20242 does not necessitate the development of new device families or the use of special interface
technologies (networks). It encapsulates a device and its communication interface to make it compatible with
other devices of that kind for a given application.
© ISO 2011 – All rights reserved  v

---------------------- Page: 5 ----------------------
INTERNATIONAL STANDARD ISO 20242-3:2011(E)
Industrial automation systems and integration — Service
interface for testing applications —
Part 3:
Virtual device service interface
1 Scope
This part of ISO 20242 defines a service interface for the communication with virtual devices comprising
capabilities of software modules and physical devices, accessed via resource management services as
defined in ISO 20242-2.
2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application of this document. For dated
references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced document
(including any amendments) applies.
ISO 20242-1, Industrial automation systems and integration — Service interface for testing applications —
Part 1: Overview
ISO 20242-2, Industrial automation systems and integration — Service interface for testing applications —
Part 2: Resource management service interface
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 20242-1, ISO 20242-2 and the
following apply.
3.1
communication object
existing object which may be accessed with a communication function to read or write a value
[ISO 20242-1:2005, definition 2.3]
3.2
device capability description
text file containing information about the capabilities of virtual devices in a defined format (i.e. structure, syntax)
[ISO 20242-1:2005, definition 2.5]
3.3
device driver
software module providing an ISO 20242-specified interface with service functions to call a platform adapter
to access physical devices
[ISO 20242-2:2010, definition 3.1]
3.4
function object
instance describing one capability of a virtual device
© ISO 2011 – All rights reserved  1

---------------------- Page: 6 ----------------------
ISO 20242-3:2011(E)
3.5
operation
instance describing one complete procedure
3.6
platform adapter
software module providing a resource management service interface as defined in ISO 20242-2, which
encapsulates the computer platform, including the operating system, the hardware and its peripherals
NOTE  Adapted from ISO 20242-2:2010, definition 3.2.
3.7
virtual device
representation of one or more physical devices and/or stand-alone software modules that provide an
unambiguous view of the resources of a communication interface
4 Abbreviated terms
RMS Resource Management Services
RMSI Resource Management Service Interface
SAP Service Access Point
VD Virtual Device
VDS Virtual Device Services
VDSI Virtual Device Service Interface
5 Conventions for service definitions and procedures
5.1 General
This part of ISO 20242 uses the descriptive conventions given in ISO/IEC 10731.
The interface between the user of VDS and the provider of VDS is described by service primitives that convey
parameters. Because it is not in the scope of this part of ISO 20242 to deal with data transmission aspects,
only the request and confirm primitives apply for confirmed services. To handle events occurring at the service
provider of VDS, indication and response primitives are used.
The service model, service primitives and sequence diagrams are descriptions for an interface and its usage.
They do not represent a specification for a software implementation by using a specific programming language.
Annex A contains rules for using specific programming languages.
5.2 Parameters
Service primitives, used to represent service user/provider interactions (see ISO/IEC 10731), convey parameters
that indicate information available in this interaction.
This part of ISO 20242 uses a tabular format to describe the component parameters of the VDS primitives. The
parameters that apply to each group of VDS primitives are set out in tables throughout the remainder of this
part of ISO 20242. Each table consists of three columns, containing the name of the service parameter, and a
column each for those primitives and parameter-transfer directions used by the VDS:
—  the request primitive’s input parameters (Req) or the indication primitive’s input parameters (Ind), and
—  the confirm primitive’s output parameters (Cnf) or the response primitive’s output parameters (Rsp).
2 © ISO 2011 – All rights reserved

---------------------- Page: 7 ----------------------
ISO 20242-3:2011(E)
One parameter (or part of it) is listed in each row of each table. Under the appropriate service primitive columns,
a code is used to specify the type of usage of the parameter on the primitive and parameter direction specified
in the column, as follows:
M parameter is mandatory for the primitive.
I parameter is an implementation option, and may or may not be provided depending on the
implementation of the VDS provider.
C parameter is conditional upon other parameters or upon the environment of the VDS user.
S parameter is a selected item.
O parameter is optional for the service, its presence depends on the contents of the device capability
description in accordance with ISO 20242-4.
(blank) parameter is never present.
5.3 Service procedures
5.3.1 VDS confirmed services
The requesting user submits a request primitive to the VDSI. It is implied that the service access point (SAP)
exists. The corresponding service processing entity delivers a confirmation primitive to the user after all
necessary interactions are finished or an error has occurred.
5.3.2 VDS event handling
The user creates a SAP at VDSI for handling events. An event is signalled with an indication primitive at this
access point. The user of VDSI issues a response primitive after all necessary interactions are finished or an
error has occurred (see Figure 1).
request confirm indication response
SAP SAP
Interface
Service
local service
local event
Provider
processor
Figure 1 — Handling local events with VDS
© ISO 2011 – All rights reserved  3

---------------------- Page: 8 ----------------------
ISO 20242-3:2011(E)
6 VDSI model
6.1 Virtual devices and physical devices
ISO 20242 virtual devices are defined from the needs of the VDSI user. The application requires functionalities
that may be presented by one or more physical devices and/or software modules (see Figure 2). The
functionalities are grouped in accordance with virtual devices that may belong to the following:
—  a dedicated physical device,
—  a number of physical devices,
—  a part of a physical device, or
—  a software module inside the device driver or inside a platform adapter.

Virtual Device Service Interface
Device Driver
Virtual Virtual Virtual Virtual Virtual
Device 1 Device 2 Device 3 Device 4 Device 5
Platform Adapter
Physical Physical Physical Physical
Device Device Device Device
Figure 2 — Mapping of virtual devices to physical devices and software modules
6.2 Structure of VDSI
6.2.1 General
An entity of virtual device services (VDS) contains an access point for services to construct and use virtual
devices and provides a virtual device service interface (VDSI). Virtual devices contain function objects with
operations and communication objects. Figure 3 shows the structure in a UML class diagram.
4 © ISO 2011 – All rights reserved

---------------------- Page: 9 ----------------------
ISO 20242-3:2011(E)
VDSI_provider
1
0.*
VirtualDevice
VirtualDevice(CreateParameter)
1
0.*
FunctionObject
FunctionObject(CreatePrameter)
1 1
0.* 0.*
CommunicationObject Operation
Figure 3 — UML class diagram of VDSI model
6.2.2 Basic management
The services for basic management open a VDSI for use and to control other services. Table 1 gives an
overview of these services.
Table 1 — Basic management services
Service Name for Remarks
Identification
Attach VDSI Entity VDSI_Attach Opens an entity, which has a VDSI, to use all its services and
creates the service access points for event handling (see 5.3.2).
Cancel Service VDSI_Cancel Cancels the execution of a selected service.
6.2.3 Virtual device handling
A virtual device shall be instantiated before it can be used (see 6.2.6). The class of a virtual device is defined
in a device capability description. The template for the device capability description is defined in ISO 20242-4.
The number of instances of a virtual device depends on the requirements of the application and can be limited
by physical or software resources. After instantiation of a virtual device, the associated function objects can be
created. Table 2 gives an overview of services to be used with virtual devices.
© ISO 2011 – All rights reserved  5

---------------------- Page: 10 ----------------------
ISO 20242-3:2011(E)
Table 2 — Virtual device services
Service Name for Remarks
Identification
Initiate Virtual Device  VDSI_Initiate Creates an instance of a virtual device and opens it for using other
services with it.
Conclude Virtual Device VDSI_Conclude Concludes a virtual device and removes the instance, if there are
no conditions to keep the instance.
Abort Virtual Device VDSI_Abort Aborts a virtual device and removes the instance, if there are no
conditions to keep the instance.
Get Virtual Device Status VDSI_Status Gets the status of a virtual device.
Identify Virtual Device VDSI_Identify Gets the version and an indisputable identification for the vendor of
this virtual device.
6.2.4 Function object handling
Function objects are the capabilities of virtual devices needed by an application to fulfil its tasks. Examples
of function objects are software entities described as classes or measurement channels with specific signal
processing and parameters. A function object shall be instantiated before it is active, or can be used. The
class of a function object is defined in the device capability description. The template for the device capability
description is defined in ISO 20242-4. The number of instances of a function object depends on the requirements
of the application and can be limited by physical or software resources. After instantiation of a function object
the associated operations can be used and the associated communication objects can be created. Table 3
gives an overview of services to be used with function objects and their operations.
Table 3 — Function object services
Service Name for Remarks
Identification
Instantiate Function Object  VDSI_Create- Creates an instance of a function object and opens it for using
FuncObject other services with it.
Remove Function Object VDSI_Delete- Removes the instance of a function object, if there are no
FuncObject conditions to keep the instance.
Execute Operation VDSI_Execute Starts the execution of a procedure associated with the function
object.
6.2.5 Communication object handling
Communication objects are the sources and destinations for application data exchange. Examples for
communication objects are the parameters for signal processors or measurement results in real devices or the
class attributes of software entities described by classes. A communication object shall be instantiated before it
can be accessed. The data type of a communication object is defined in the device capability description. The
template for the device capability description is defined in ISO 20242-4. Only one instance of a communication
object can be created. After instantiation, a communication object can use unsolicited messages to send data
to the application or to request data from the application. The management of such unsolicited actions may
be done by extra function objects defined in the device capability description. Table 4 gives an overview of
services to be used for communication objects and by communication objects.
6 © ISO 2011 – All rights reserved

---------------------- Page: 11 ----------------------
ISO 20242-3:2011(E)
Table 4 — Communication object services
Service Name for Remarks
Identification
Instantiate Communication  VDSI_Create- Creates an instance of a communication object and opens it for
Object  CommObject using other services with it.
Remove Communication  VDSI_Delete- Removes the instance of a communication object, if there are no
Object CommObject conditions to keep the instance.
Write Data to  VDSI_Write Starts data transmission from application to communication object
Communication Object by request of application.
Read Data from  VDSI_Read Starts data transmission from the communication object to the
Communication Object application by request of the application.
Report Data to Application  VDSI_InfReport Starts data transmission from the communication object to the
application by request of the communication object.
Request Data from  VDSI_Accept Starts data transmission from application to communication object
Application by request of the communication object.
6.2.6 Lifetime of VDSI objects
Figure 4 shows the procedures for creating and deleting VDSI objects. Function objects cannot be created before
the associated virtual device exists. Operations are implicitly created with function objects. Communication
objects cannot be created before the associated function object exists.
Function objects cannot be deleted before the associated communication objects are deleted. Operations are
implicitly deleted with their function object. Virtual devices cannot be deleted before the associated function
objects are deleted. An exception to this rule is described in 7.1.3.8, where a special virtual device is used for
control procedures.

VDSI_user VDSI_provider
VDSI_Initiate
create
VD1:VirtualDevice
VDSI_CreateFuncObject
create create
FO11:FunctionObject OP111:Operation
VDSI_CreateCommObject
create
CO111:CommunicationObject
VDSI_DeleteCommObject
delete
VDSI_DeleteFuncObject
delete delete
VDSI_Conclude
delete
Figure 4 — UML sequence diagram for lifetime of VDSI objects
© ISO 2011 – All rights reserved  7

---------------------- Page: 12 ----------------------
ISO 20242-3:2011(E)
6.2.7 Executing operations
The execution of an operation is started with the request primitive of service VDSI_Execute. Operations belong
to function objects. There may be input parameters for the operation and a result of the execution with output
parameters.
6.2.8 Data exchange with communication objects
Data exchange with communication objects may be triggered by VDSI users or by a local event at the VDSI
provider. Figure 5 shows the procedures for data exchange.
If the user of VDSI launches service VDSI_Read, then the VDSI provider gets the data out of the addressed
communication object (getData in Figure 5) and delivers it to the VDSI user.
If the user of VDSI launches service VDSI_Write, then the VDSI provider puts the data carried by the service
into the addressed communication object (getData in Figure 5).
If a local event occurs for a communication object to send, then data is put to the VDSI provider (putData in
Figure 5) for delivering it to the VDSI user with service VDSI_InfReport.
If a local event occurs for a communication object to receive, then data is requested from the VDSI provider,
who fetches data from the VDSI user with service VDSI_Accept and delivers it to the communication object
(getData in Figure 5).

VDSI_user VDSI_provider
COxxx:CommunicationObject
VDSI_Read
getData
VDSI_Write
putData
Event
putData
VDSI_InfReport
Event
getData
VDSI_Accept
Figure 5 — UML sequence diagram for data exchange with communication objects
8 © ISO 2011 – All rights reserved

---------------------- Page: 13 ----------------------
ISO 20242-3:2011(E)
6.3 Description of VDSI services
6.3.1 Attach VDSI Entity
6.3.1.1 Service overview
This service is used to open a VDSI entity for using other services and to install the service access points for
local events.
6.3.1.2 Service parameters
6.3.1.2.1 General
The service parameters for this service are shown in Table 5.
Table 5 — Attach VDSI Entity
Parameter name Req Cnf
Argument C
     Fetch service access point C
     Report service access point C
Result (+) S
Result (-) S
     Invocation Error M
6.3.1.2.2 Argument
6.3.1.2.2.1 General
The argument contains the parameters of the service request.
6.3.1.2.2.2 Fetch service access point
This parameter identifies the service access point which is used by a virtual device to fetch data unsolicited
from the user of VDSI as described in 6.3.16.
6.3.1.2.2.3 Report service access point
This parameter identifies the service access point which is used by a virtual device to send data unsolicited to
the user of VDSI as described in 6.3.7.
6.3.1.2.3 Result (+)
This selection type parameter indicates that the service request succeeded.
6.3.1.2.4 Result (-)
6.3.1.2.4.1 General
This selection type parameter indicates that the service request failed.
© ISO 2011 – All rights reserved  9

---------------------- Page: 14 ----------------------
ISO 20242-3:2011(E)
6.3.1.2.4.2 Invocation Error
This parameter shall indicate an error among the following choices:
—  VDSI entity already opened
—  Other
6.3.1.3 Service Procedure
If the VDSI is not already open, it is prepared for executing services, otherwise an error is returned. If service
access points for local events are given, VDSI is enabled for unsolicited data transfer via indication and
response service primitives.
6.3.2 Cancel Service
6.3.2.1 Service overview
This service cancels any other open service except Attach VDSI Entity, Initiate Virtual Device or another open
Cancel Service.
6.3.2.2 Service parameters
6.3.2.2.1 General
The service parameters for this service are shown in Table 6.
Table 6 — Cancel Service
Parameter name Req Cnf
Argument M
     Virtual Device Handle M
     User Service Handle M
     User Handle of cancelled Service M
Result (+) S
     User Service Handle M
     Result Information I
Result (-) S
     User Service Handle M
     Result Error M
6.3.2.2.2 Argument
6.3.2.2.2.1 General
The argument contains the parameters of the service request.
6.3.2.2.2.2 Virtual Device Handle
This parameter identifies the virtual device by a handle defined at VDSI with service Initiate Virtual Device as
described in 6.3.3.
10 © ISO 2011 – All rights reserved

---------------------- Page: 15 ----------------------
ISO 20242-3:2011(E)
6.3.2.2.2.3 User Service Handle
This parameter is a user defined identifier for this service. It shall be unique for each open service.
6.3.2.2.2.4 User Handle of cancelled Service
This parameter is the user defined identifier for the service to be cancelled.
6.3.2.2.3 Result (+)
6.3.2.2.3.1 General
This selection type parameter indicates that the service request succeeded.
6.3.2.2.3.2 User Service Handle
This parameter is a copy of the user defined identifier for this service delivered with the service request.
6.3.2.2.3.3 Result Information
This parameter is an implementation option and is defined in detail in 8.1. It may provide additional information
about the service execution.
6.3.2.2.4 Result (-)
6.3.2.2.4.1 General
This selection type parameter indicates that the service request failed.
6.3.2.2.4.2 User Service Handle
This parameter is a copy of the user defined identifier for this service delivered with the service request.
6.3.2.2.4.3 Result Error
This parameter, which is defined in detail in 8.2, provides the reason for failure.
6.3.2.3 Service Procedure
If the VDSI is not already open, it is prepared for executing services, otherwise an error is returned. If service
access points for local events are given, VDSI is enabled for unsolicited data transfer via indication and
response service primitives.
6.3.3 Initiate Virtual Device
6.3.3.1 Service overview
This service creates an empty virtual device. The contents of the device are defined by further services. The
type of the virtual device is defined by a device capability description in accordance with ISO 20242-4.
6.3.3.2 Service parameters
6.3.3.2.1 General
The service parameters for this service are shown in Table 7.
© ISO 2011 – All rights reserved  11

---------------------- Page: 16 ----------------------
ISO 20242-3:2011(E)
Table 7 — Initiate Virtual Device
Parameter name Req Cnf
Argument M
     Virtual Device Type Identifier M
     User Service Handle M
     Create Parameter O
Result (+) S
     User Service Handle M
     Virtual Device Handle M
     Result Information I
Result (-) S
     User Service Handle M
     Result Error S
     Invocation Error S
6.3.3.2.2 Argument
6.3.3.2.2.1 General
The argument contains the parameters of the service request.
6.3.3.2.2.2 Virtual Device Type Identifier
This parameter identifies the virtual device type defined in the device capability description in accordance with
ISO 20242-4.
6.3.3.2.2.3 User Service Handle
This parameter is a user defined identifier for this service. It shall be unique for each open service.
6.3.3.2.2.4 Create Parameter
This parameter is optional. Its presence and type depends on relevant definitions in the device capability
description for this VDSI entity.
6.3.3.2.3 Result (+)
6.3.3.2.3.1 General
This selection type parameter indicates that the service request succeeded.
6.3.3.2.3.2 User Service Handle
This parameter is a copy of the user defined identifier for this service delivered with the service request.
6.3.3.2.3.3 Virtual Device Handle
This parameter is the handle for the instantiated virtual device. It is used with other services for routing into this
virtual device.
12 © ISO 2011 – All rights reserved

---------------------- Page: 17 ----------------------
ISO 20242-3:2011(E)
6.3.3.2.3.4 Result Information
This parameter is an implementation option and defined in detail in 8.1. It may provide additional information
about the service execution.
6.3.3.2.4 Result (-)
6.3.3.2.4.1 General
This selection type parameter indicates that the service request failed.
6.3.3.2.4.2 User Service Handle
This parameter is a copy of the user defined identifier fo
...