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1、华中科技大学硕士学位论文PXI/PCI总线设备驱动程序设计及应用姓名：詹金勇申请学位级别：硕士专业：模式识别与智能系统指导教师：汪国有2010-01-18华中科技大学硕士学位论文摘要PCI总线是一种高性能的系统局部总线，是个人电脑中使用最为广泛的接口，PXI（PCIeXtensionforInstrumentation）总线是一种专门为工业数据采集和自动化应用量身定制的模块化仪器平台，是CompactPCI规范的拓展。除了机械、电气等因素之外，核心信号的定义基本相同。PCI总线的时钟频率为33MHz，总线32位，在
2、理论情况下可以达到132MB/s的传输速度，在一般的图像数据采集、工业控制等应用中，性能突出。另外，地址线和数据线采用时分复用模式，大大地降低了接口的占用面积，同时各种桥接芯片、总线接口逻辑IPCore相对成熟，将PXI/PCI总线应用于嵌入式系统中，并不复杂。在Windows2000/XP平台下，开发PXI/PCI总线设备驱动程序，参照PCI总线规范，遵循微软的WDM（WindowsDriverModel）驱动模型，进行内核编程，合理地获取PCI设备的配置空间、端口、存储器、DMA、中断等资源，在驱动程序中提供应
3、用程序访问的接口，最终实现应用程序对设备的PCI访问，同底层硬件进行慢速、少量（单周期访问）或者快速、大量（DMA访问）的数据传输。在本文中，设备驱动程序分别应用于两个项目中，一个是基于PXI总线的实时图像采集与硬件调试系统，另一个是基于PXI/PCI总线的MIC通讯模块开发。在基于PXI总线的实时图像采集与硬件调试系统项目中，采用PCI9054作为桥接芯片，本地端连接到DSP芯片的主机接口，另一端直接同PXI总线相连接，通过驱动编程，提供给应用程序访问底层硬件的接口。在数据传输上，实现了对底层硬件数据的单周期读写
4、访问和DMA传输。在此基础上，基于微软的MFC，编写上位机软件，实现了DSP程序加载、图像采集、算法选择、算法参数修改、联合调试等功能。在基于PXI/PCI总线的MIC通讯模块中，通过FPGA直接同PXI/PCI总线连接，接口逻辑采用IPCore的形式，配置成32位从模式，同时根据底层硬件资源的需要，I华中科技大学硕士学位论文合理设置IPCore的资源参数。在驱动编程中，同PCI9054的驱动相比，修改PCI设备资源获取部分代码，同时修改应用程序调用驱动的接口代码，编写测试软件，成功实现了对底层硬件资源的访问。在此
5、基础上，编写电脑端控制软件，实现了对MIC通讯模块的模式配置、各种工作模式数据产生与保存、对各种模式的数据的访问，最终实现了各种模式的全部适用性命令/响应通讯测试。关键字：PCI总线，PXI总线，WDM驱动，MIC总线II华中科技大学硕士学位论文ABSTRACTPCIbusisahigh-performancesystemlocalbusandthemostwidelyusedinterfaceinpersonalcomputers,PXIbusisamodularinstrumentplatform,whichi
6、stailoredforindustrialdataacquisitionandautomationapplications,andistheexpansionofCompactPCIstandard.Exceptforthefactorssuchasmechanical,electrical,andsoon,onthedefinitionofcoresignals,PCIbusandPXIbusarebasicallythesame.PCIbus’sclockfrequencyis33MHz,anditswidt
7、his32-bit,whichcanachieve132MB/stransmissionspeedintheorycircumstances,incommonapplicationssuchasimagedataacquisitionandindustrialcontrol,ithasoutstandingperformance.Ontheotherhand,theaddressbusanddatabususetimemultiplexpatternwhichgreatlyreducestheinterfaceoc
8、cupyingspace,inaddition,variousbridgingchipsandbusinterfacelogicIPcorearerelativelymature,whichmakestheapplicationsofPXI/PCIinembeddedsystemsnotcomplicated.InWindows2000/XPflat,wed
