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1、计算机测量与控制.2011.19(4)972ComputerMeasurement&Control设计与应用文章编号:16714598(2011)04097203中图分类号:TP3167文献标识码:A基于PCI设备的DMA传输建模与分析王波,郭建(中国空空导弹研究院,河南洛阳471009)摘要:针对当前高速数据采集系统对速率和精准度等方面越来越高的要求,介绍了一种基于DMA传输的PCI接口数据采集卡,重点阐述了利用新型驱动开发模型WDF实现中断和DMA传输技术相结合来
2、采集LVDS信号的驱动程序开发过程,并将DMA与普通传输模式进行对比分析,实验结果表明,该方法下的数据传输速率可达到80MB/s,经过反复测试证实,该套设备稳定可靠,完全满足当前需求。关键词:PCI总线;直接存储器访问;驱动;WDFAModelingandAnalysisofDMABasedPCIWangBo,GuoJian(ChinaAirborneMissileAcademy,Luoyang471009,China)Abstract:Inviewofcurrenthigh-speeddataacqu
3、isitionsystemhashigherrequirementsintheareaofspeedandaccuracy,thepaperintroducesaPCIinterfacedataacquisitioncardbasedDMA,focusesondriverdevelopmentprocessofthecombiningtechnologiesofinterruptandDMAtocollectLVDSsignalusedWDF,andcomparestheDMAtransfermodew
4、iththegeneralone,finallyanalysistheexperimentalresults,itshowsthatthedatatransferrateusingDMAreach80MB/s,afterrepeatedtesting,theequipmentisstableandreliable,fullymeetthecurrentneeds.Keywords:PCIbus;DMA;driver;WDF0引言双RAM等技术可以解决数据丢失或者数据访问冲突的问题。本文研究的高速数据传
5、输硬件策略框图如图1所示。PCI总线接口已成为现代微机的扩展槽接口标准的主流。PCI总线定义了32位数据总线,使用33MHz时钟频率,最大数据传输率为132~264Mb/s,在高速传输系统中,常规Memory访问往往会因为CPU被严重占用而导致系统停顿,引起数据丢帧、传输效率不高等现象。因此采用DMA方式传输数据来提高系统工作的稳定性、可靠性和准确性,是解决此类问题最有效的方法。另外,引入中断机制与DMA传输结合的方法来提高CPU的工作效率。本文首先介绍了PCI数据采集卡的基本结构,通过新型驱动开发模型W
6、DF编写驱动程序,分析DMA传输原理,实现利用共享缓冲区获得高连续性数据传输的方法,最后通过对比常规Memory传输得出结论。图1高速数据传输硬件结构图1数据采集卡接口模块基本结构高速数据采集面临的最关键问题是应避免数据丢失的现象,数据采集逻辑负责将外围数据存储至本地缓存FIFO中,当外围设备的数据处理速度高于计算机数据传输通道的速度时,当FIFO半满时,FPGA触发PCI9054的Local中断进而使计算机传输通道的速度成为系统带宽的瓶颈,导致计算机瘫痪。PCI9054触发PCI总线的INTA中断,
7、通知计算机执行数据传为解决这一问题,可以采用局部缓存的方法,即先将数据进行输读请求,从而开始进行数据传输,当下一个FIFO半满中断本地缓存,然后通知计算机执行一次传输,将本地缓存中的数再次来临则又进行一次数据传输,如此往复实现高速数据采集据传输至计算机中,为了保证数据采集的连续性,采用FIFO、和传输。FIFO容量的大小、FPGA触发PCI中断时刻和计算机系统执行数据传输的方式是决定该图像采集卡进行高速数据采集和传输的关键因素。收稿日期:20101128;修回日期:20101230。作者简介:王
8、波(1976),男,河南洛阳人,工程师,主要从事信2驱动程序建模与分析号处理方向的研究。PCI驱动程序模块主要包括硬件访问模块、中断处理模郭健(1976),男,河南洛阳人,高级工程师,主要从事信号处理块、DMA传输模块和与应用层通信模块等,各模块之间相互方向的研究。联系。第4期王波,等:基于PCI设备的DMA传输建模与分析97321WDFWDF模型是微软公司提出的一种新型驱动开发工具,它基于对象和回调函
