基于cpci 的伺服卡的dma 和中断研究

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1、基于CPCI的伺服卡的DMA和中断研究1,211,2关保青，李岩，王鹤淇（1．中国科学院长春光学精密机械与物理研究所吉林长春130033；2．中国科学院研究生院北京100039）摘要：为简化当前光电设备电子学系统的结构，本文提出了基于CPCI总线，以DSP和FPGA为控制核心的伺服控制卡结构，来取代原来的控制子系统；在Windows2000下，利用DriverStudio为其开发的WDM驱动程序，采用DMA结合中断的数据传输方式，使其与上位机的通信速率在突发模式下能达到26.3Mbytes/s,满足了系统对伺服控制器的实时性要求。关键字：CPCI总线；WDM；D

2、MA；中断；PCI9054中图分类号：TP336；TP316文献标识码：AImplementationofDMAandinterruptofServocontrolcardbasedonCPCIbus1,211,2GuanBaoqing,LiYan,WangHeqi(1.ChangchunInstituteofOptics,FineMechanicsandPhysics，ChineseAcademyofSciencesJilinChangchun130033;2.GraduateSchoolofChineseAcademyofSciencesBeijing100

3、039)Abstract:Tosimplifythestructureofthecurrentoptic-electronicsystem,thispaperproposedaServocontrolcardstructure,whichisbasedonCPCIbusandusetheDSPandFPGAasthecontrolcore，toreplacetheformercontrolsubsystem.WDMdriverforthecardwasdevelopedwithDriverStudioasthedevelopingtoolinWindows200

4、0.ByusingDMAandinterruptwiththeburstmodel,thedataspeedcanreach26.3Mbytes/s,whichcansatisfytherealtimerequirementoftheservocontrolcard.Keyword:CPCIbus；WDM；DMA；interrupt；PCI9054引言在当前光电子学系统中，以PC104作为伺服控制分系统，体积庞大，不便于系统管理。开发具有伺服控制能力的处理卡，用一块板卡替代原来的系统，能简化系统结构，提高系统的集成度，使电子学系统最终成为一个高度集成的控制平台。

5、CPCI（CompactPCI）总线在PCI总线基础之上，采用了欧洲卡结构，抛弃金手指式互连方式，改用2mm密度的针孔连接器，并具有可热插拔性，使其具有了更高的可靠性和开放性，并且能适应恶劣的工作环境，在工业控制、航空航天等领域得到广泛应用。自行开发的伺服控制卡基于CPCI总线，以DSP作为卡上控制CPU，与FPGA结合实现控制。本论文以该伺服控制卡为依托，在概述其硬件平台结构的基础上，介绍了在Windows2000下CPCI设备驱动程序的设计与开发，重点阐述了桥接芯片PCI9054的DMA数据传输实现及中断处理机制。1.伺服控制卡的系统结构与硬件实现方案伺服控

6、制卡以TI公司的TMS320F2812DSP作为核心处理器，与FPGA结合来实现整个板卡的控制功能，通过CPCI总线完成与上位PC机的通信，其系统功能框图如图1所示：图1伺服控制卡硬件结构图FPGA选用Altera公司的EPF10K30A，它内嵌1536Byte的RAM，此RAM为主机与DSP共享，用于上位机与DSP之间的高速数据缓冲，FPGA负责接收上位机传递的命令和参数等数据，经处理后发送给DSP进行相应的控制操作，同时反馈信息给上位机。TMS32F2812的主要任务就是完成复杂的伺服控制算法，特别是位置控制和速度控制。FPGA通过2812的外部中断XINT

7、1和XINT2来触发2812接收控制命令和参数，2812接收到命令后，根据自身定义的工作协议进入相应的工作状态。系统设计中采用PLX公司的PCI9054作为总线接口芯片，实现CPCI局部总线与FPGA的通信。PCI9054采用C模式，在该模式下，PCI的数据线与地址线是非复用的，设计时只需关注9054的本地端总线。2.WDM驱动程序设计在Windows环境下，位于用户态的应用程序不能之间访问硬件资源，而要通过执行核心态的驱动程序来间接完成对硬件资源的访问，因此，对于上位机上的应用程序，要对伺服控制卡进行访问，必须要为其开发驱动程序。WDM驱动程序是一种Pnp驱动

8、程序，它能够实现Wind