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一种总线。在高速信号的实时处理中,
利用 PCI 总线将采集数据直接传送到微
机系统内存,可有效解决数据的实时传
输和存储,为信号的实时处理提供方
便。PCI 总线执行协议比较复杂,总线
的接口逻辑也非常复杂,为简化电路设
计和提高可靠性,本设计采用了 AMCC
公司的总线控制器芯片 S5933。
图 2 为 S5933 的内部结构框图。从
外部看,它提供了 PCI Bus、External
BIOS 及 ADD - ON 三个接口。因此,复
杂的 PCI 接口规范完全由 S5933 实现,
我们只需设计 ADD-ON 接口电路及编
制可选的 External BIOS 即可。为便于
ADD-ON 接口电路设计,还提供了三
组寄存器,分别用于不同的接口设计。
直通数据寄存器组用于目标设备方式
Burst Mode 数据传输;Mailboxes 寄存
器组用于 CPU 与 ADD-ON 之间少量数
据通信,如 CPU 传输命令给 ADD-ON
等;FIFO 寄存器组用于主控设备方式
Burst Mode 数据传输,有同步、异步
之分。此外, PCI 和 ADD-ON 接口各
提供了两组操作寄存器组,用于接口控
制,分别称为 PCI Bus 操作寄存器组和
ADD-ON Bus 操作寄存器组。
程序设计
1 驱动程序设计
S5933 驱动程序根据 Windows 驱动
程序模型 WDM 设计,运行在 Win2000
平台上,支持即插即用,采用基于数据
包的 DMA 传输方式,每次最大传输
64KB。当应用程序请求从系统读数据
时,内核 I/O 管理器将此请求打包成一
个 IRP(I/O 请求包),并调用驱动程序
的读例程。如果设备不忙,就启动 DMA
传输,否则将此 IRP 加入 IRP 队列中。
启动设备 DMA 读时,先用数据传输的
存储地址和数据长度设置写地址寄存器
和写传送计数寄存器,再设置中断控制
状态寄存器(INTCSR),使 DMA 完成
时能触发中断,最后设置控制 / 状态寄
存器(MCSR)来启动DMA 读。当本
次DMA 传输完成时,系统产生中断,I/
O 管 理器调用中断服务例程和
DpcForIsr 完成此 IRP,并从 IRP 队列
中取出下一个 IRP,启动下一次 DMA。
下一次中断发生时同样处理,这样不断
地进行 DMA 传输,直到 IRP 队列空为
止。驱动程序主要采用中断方式来实
现,程序流程如图 3 所示。
由总线控制器 S5933 的结构可知,
设备驱动程序需要实现双字 I/O 操作和
物理内存管理。双字 I/O 的操作相对简
单 , 调 用 虚 拟 机 管 理 器 的
SIMULATE_VM_IO 例程即可,但物理
内存管理较复杂。由于 S5933 发起的
DMA 操作需要物理内存的起始地址,
因此必须涉及页面级的物理内存操作,
故采用下述内存管理策略:应用程序加
载驱动程序,加载成功后发送申请缓冲
区的事件给驱动程序,驱动程序使用
PAGEALLOCATE 例程得到地址连续
的适当长度的物理内存,锁定缓冲区并
将物理地址逆映射为线性地址,将物理
首地址填入 S5933 的写 RAM 地址寄存
器,允许 S5933 进行主控 DMA 传输,传
输完毕时,应用程序请求驱动程序释放
上述物理内存。
应用设计:工业控制
图 3 驱动程序流程图
2 用户应用程序设计
本系统应用程序采用结构化、模块
化的设计方法,采用一片 8031 单片机作
为 CPU,各模块均完成一定的独立功能,
便于系统的功能扩充和维护。系统操作
由多级中文菜单提示进行。显示模块程
序设计模式多,显示内容丰富,可显示中
文菜单、回波波形、报警闸门、移动标尺、
测量结果等。主控模块用于控制检测流
程,实现数据的采集、处理和分析,并调
用相应的功能模块实现显示和打印等。
通信模块程序用于 CPU 与外部PC 的串
行通信,将探伤波形及结果等相关信息
传送至 PC 做进一步分析、处理或存档。
键盘管理模块扩展了一个的小键盘,分
成功能键和数字键,功能键用于选择操
作类型,数字键用于参数输入,当键按下
时向 CPU 申请中断。打印模块用于控制
微型打印机打印结果和缺陷回波等。 EPC
今日电子 · 2007 年 12 月
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