基于pci总线的双机高速数据通信系统的研制

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1、西南交通大学硕士学位论文基于PCI总线的双机高速数据通信系统的研制姓名：张怡申请学位级别：硕士专业：电力系统及其自动化指导教师：胡鹏飞20030401西南交通大学硕士研究生学位论文第1II页摘要在某些具有大量计算任务并需显示计算结果的实时系统中，为了满足计算速度的要求，可采用两台普通PC机并行工作，分担计算及显示任务，两PC机间通过高速数据通信完成计算结果和控制命令的相互传递。如此构成的系统成本低，实现较为容易，关键问题是如何实现两台PC机问的高速双向数据通信。本文从硬件和软件两个方面对基于PCI总线的PC机高速数据通信进行了研究。文中首先介

2、绍了PCI总线的协议，讨论了PCI接口的实现途径，并详细介绍了PCI接口芯片$5933的FIFO通道及其总线主控DMA方式的实现方法，阐明了选用$5933的FIFO通道进行高速数据通信的原因。其次，介绍了硬件设计过程，给出了PC机高速数据通信系统的硬件结构框图：在数据传输逻辑控制电路的设计上，采用了两块复杂可编程逻辑器件，通过多个功能模块实现对数据传输过程的控制，并给出了各功能模块的电路框图及Verilog硬件描述语言源程序。最后，介绍了设备驱动程序及应用程序的开发过程，给出了采用WinDriver工具软件开发并以动态链接库形式封装的驱动程序

3、主要代码。此外，对整个设计进行了实际测试，并在测试结果的基础上，对影响PCI总线数据传输率的各种因素作了详细分析。本文完成了基于PCI总线的双机高速数据通信系统的逻辑控制电路设计、驱动程序及应用程序的开发，实现了$5933总线主控(DMA)方式的双向高速数据传输功能。实际测试表明，数据传输率及系统功能均达到了设计要求。关键词数据通信；PCI总线；DMA：FIFO；CPLD西南交通大学硕士研究生学位论文第1V页AbstractInsomereaI—timesystemswhichhavemassofca／culationtodoandneedt

4、oshowthecalculatedresults，thetasksofcalculationanddisplayaresharedbytwoPCsinordertomeetthedemandforcalculationspeed．Throughhigh—speeddatatransmission，thecalculatedresultsandcontrolcommandaretransferredbetweenthetwoPCs．Thesystemmadeaccordingtothearchitectureisn’texpensiveand

5、Canbeeasilyrealized．1rIlekeyquestionishowtorealizehigh·speeddataintercommunicationbetweenthetwoPCs．Thehigh—speeddatacommunicationbasedonPCIbusbetweenthetwoPCsisdiscussedintwOaspects(hardwareandsoftware)inthepaper．Firstly,PCIbusspecificationisintroducedinthepaper．Approachtoi

6、mplementPCIinterfaceisdiscussed．FIFOdatachannelofPCIinterfacechip$5933andapproachofrealizingPCIBusMasterDMAthroughtheFIFOisintroducedindetail．Thereasonforchoosing$5933’SFIFOtotransferdataathighspeedisclarified．Secondly,thedesignprocessofhardwareisintroduced．Hardwareblockdia

7、gramofthePChigb—speeddatacommunicationsystemisgiven．TwoCPLDs(ComplexProgrammableLogicDevice)areadoptedtodesignthelogicofcontrollingdatatransmission．Theprocessofdatatransmissionarecontrolledhyseveralfoundationmodules．SchematiCSofa／lfoundationmodulesandVerilogsourceprogramare

8、given．Finally,nedesignprocessofdevicedriverandapplicationareintroduced．nlemaincode