基于pci+express的数据传输适配卡设计硕士论文

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1、中北大学硕士学位论文基于PCIExpress的数据传输适配卡设计姓名：张森峰申请学位级别：硕士专业：测试计量技术及仪器指导教师：甄国涌20090417中北大学学位论文摘要本课题实现了基于PCIExpress总线接口的高速数据交换适配卡。该适配卡主要实现以LVDS接口高速接收外部设备的数据，通过PCIExpress总线完成卡上数据和计算机的数据交换。该课题是通用测试台项目的子项目。通过对任务书的技术指标分析计算可知，在测试台对数字量变换器等设备进行测试时，在测试台和计算机之间有大量的数据需要进行传输交换。由于

2、计算机的外接口如并口、串口及USB接口均不能满足数据传输速度要求，所以设计了计算机适配卡。该卡的外接口采用多路LVDS技术高速、可靠的完成与外设备的数据交换；通过缓冲、乒乓等技术途径完成接收数据在适配卡的临时存储；选择PCIExpress总线为适配卡和计算机的接口，采用DMA、多线程读写等技术实现卡上数据到计算机的高速交换。论文在分析任务及技术指标的基础上，首先设计了系统总体方案，具体分析了系统的功能模块构成及关键技术的实现途径；之后又从硬件和软件两方面对整个系统的实现过程进行了详细介绍。在硬件部分，主要描

3、述了系统功能模块实现过程中涉及到的FPGA控制逻辑时序，通过FPGA的逻辑分析仪读到的时序对PCI主模式、从模式工作过程中的各种时序约束关系进行了重点讲解；同时给出了LVDS接口控制、配置的具体实现方法和在调试过程中遇到问题以后如何解决的方法。在软件部分，本系统采用DDK和DriverStudio两种驱动开发工具，编制了实现硬件控制的驱动程序；使用VC环境编写了对应的应用程序。在驱动程序中实现了对硬件中断请求的响应、DMA读写及信号灯管理等功能；应用程序中主要完成了控制命令生成、状态读取、多线程数据读取及数

4、据分析等功能。在论文的结束部分提供了PCIExpress总线X1接口适配卡的试验过程及数据分析的结果。关键词：PCIExpressPCI协议时序驱动程序LVDS中北大学学位论文DesignofDataTransmissionAdapterCardBasedOnPCIExpressAbstractTheissuefinishedhigh—speeddataexchangeadaptercardbasedonthePCIExpressbusinterface．Themainfunctionoftheadapte

5、rcardreceivedatafromexternaldeviceinterfacetohigh—speedLVDS，throughthePCIExpressbustocompletethecarddataandcomputerdataexchange．Theissueissubitemofthegeneralmeasurementplatform．TechnicalStandardofthetaskbookanalyzed，weknowthatLargeamountofdatabetweenmeasur

6、mentplatformandcomputerhavebeingexchanged，whenmeasurmentplatformmeasureDigitalcoIⅣener．TheComputerperipheralinterface，suchasparallelportinterface，serialandUSBinterfacesCannotachievetherequirementsofdatatransmissionspeed，weDesigntheadptercardofthecomputer，T

7、hecardtechnologyusingmulti—channelLVDShigh-speed，reliableandcompletedataexchangetotheperipheral．Throughthebuffer,ping-pongandothertechnicalcompletethereceivedataStoredintheadaptercard，anduseDMA、multi-threadedtechnologyachievethedataexchangfromcardtocompute

8、r．Basedonanalyzingthetaskandspecification，firstlythepaperdesignsthewholeschemeandanalyzesindetailtheconstructionoffunctionalmoduleofthesystemandtheapproachesofkeytechnology．Subsequentlythepaperintroduceindeta