VxWorks操作系統(tǒng)下ComPactPCI總線驅(qū)動程序設(shè)計
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PCI設(shè)備可以在地址空間中重定位是其重要功能之一，使得系統(tǒng)可合理地分配資源，甚至完全相同的兩塊PCI卡也能夠在同一總線內(nèi)工作而不會產(chǎn)生地址沖突?；刂芳拇嫫鞯墓δ苁欠峙銹CI設(shè)備的系統(tǒng)地址空間，在基地址寄存器中，位0(最低位)均為只讀位并且用來標(biāo)識是存儲器空間還是I／O地址空間。如果該位為0，表示映射到存儲器空間。映射到I／O空間的基址寄存器寬度總是32 bit，其中位0值為1 (用硬件實現(xiàn))，位1為保留位并且其讀出值必須為0，其余各位用來把設(shè)備映射到I／O空間。映射到存儲器空間的基址寄存器可以是32 bit寬度，也可以是64 bit寬度。其中位0也要用硬件方式使其恒為0。位2和位1兩位用來表示映射類型，其余各位用來將設(shè)備映射到存儲器空間。
系統(tǒng)配置軟件通過向基址寄存器寫入全“1”后再讀回的方式確定設(shè)備要求的地址空間范圍，與地址空間無關(guān)的位其返回值為0。
在VxWorks操作系統(tǒng)下實現(xiàn)CompactPCI總線設(shè)備的驅(qū)動過程主要包括下面步驟：
(1)查找CompaetPCI設(shè)備在VxWorks操作系統(tǒng)中通過函數(shù)peiFindDeviee()來實現(xiàn)，該函數(shù)可根據(jù)給定的設(shè)備標(biāo)識和供應(yīng)商代碼找到相應(yīng)的設(shè)備。并返回總線號、設(shè)備號以及功能號。函數(shù)的定義如下：本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/173660.htm
)
(2)配置CompactPCI設(shè)備 通過操作系統(tǒng)提供的API函數(shù)訪問CompactPCI設(shè)備的配置空間，配置CompactPCI設(shè)備基址寄存器、中斷、ROM基地址寄存器等，可得到Compact-PCI的仔儲器空間和I/O地址空間映射、設(shè)備的中斷號等。在VxWorks操作系統(tǒng)中訪問CompactPCI設(shè)備配置空間的函數(shù)有pciConfigInLong()、pciConfigOutLong()等，它們分別完成對CompactPCI設(shè)備配置空間的讀寫操作。這一系列操作也稱為PCI設(shè)備枚舉。然后，根據(jù)CompactPCI設(shè)備的配置參數(shù)，對不同的設(shè)備編寫初始化程序、中斷服務(wù)程序以及對PCI設(shè)備存儲空間的訪問程序。
5 中斷的響應(yīng)與控制
硬件中斷處理是實時系統(tǒng)設(shè)計的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，系統(tǒng)通過中斷與外部事件交互。為了獲得盡可能快的中斷響應(yīng)時間，Vx-Works的中斷處理程序需要運行在特定的上下文中，也就是在所有任務(wù)上下文之外。因此，中斷處理不會涉及任何任務(wù)上下文的切換。QL5064接幾器件的寄存器序列巾有一個中斷控制/狀態(tài)寄存器，其偏移地址為0x68H。該寄存器可以使能或禁止CompactPCI總線的中斷，因此在系統(tǒng)進(jìn)行中斷服務(wù)程序的配置時，必須設(shè)定該寄存器的內(nèi)容，否則系統(tǒng)不能正常響應(yīng)中斷 在VxWorks系統(tǒng)下可以使用pciIntConnect()函數(shù)將中斷和特定的C程序連接起來，該函數(shù)將指定的C函數(shù)與中斷向量相聯(lián)系，甬?dāng)?shù)的地址將存儲在這個中斷向量里。所以當(dāng)中斷發(fā)生時，系統(tǒng)將調(diào)用這個被稱為中斷服務(wù)程序的函數(shù)。因此，cPCI設(shè)備的中斷響應(yīng)設(shè)置主要有兩點：
(1)調(diào)用pciIntConnect()函數(shù)設(shè)置中斷服務(wù)程序，該函數(shù)的定義如下：
如果要禁止該設(shè)備的中斷響應(yīng)，可以給QL5064的中斷控制寄存器寫入0x0f000000即可。
中斷服務(wù)程序ISR負(fù)責(zé)協(xié)凋系統(tǒng)的采集任務(wù)，在系統(tǒng)設(shè)計時采用信號量的方式實現(xiàn)任務(wù)間的同步，因此ISR的程序非常簡單，只給出和特定中斷事件相關(guān)的信號量即可。舉例如下：
VxWorks信號量是提供任務(wù)間通信、同步和互斥的最優(yōu)選擇，它提供任務(wù)問的最快速通信，也是提供任務(wù)間同步和互斥的主要手段。對于同步，信號量可以協(xié)調(diào)外部事件與任務(wù)的執(zhí)行。通用二進(jìn)制信號量能夠滿足兩種類型的任務(wù)協(xié)調(diào)需要：互斥與同步。二進(jìn)制信號量需要的系統(tǒng)開銷小，因而適用于高性能的需求。二進(jìn)制信號量可以看成一個標(biāo)記：對應(yīng)的資源是可用f滿)還是不可用(空)。當(dāng)任務(wù)調(diào)用函數(shù)semTake()取一個信號量時，其結(jié)果依賴于在調(diào)用的時刻信號量是否可用。如果此時信號量可用，調(diào)用semTake()的結(jié)果使信號量變?yōu)椴豢捎茫蝿?wù)繼續(xù)執(zhí)行；如果此時信號量不可用，調(diào)用semTake()的任務(wù)進(jìn)入一個阻塞隊列，進(jìn)入等待狀態(tài)該信號量變?yōu)榭捎米枞麪顟B(tài)。通過信號量來同步整個系統(tǒng)中數(shù)據(jù)，可保證系統(tǒng)運行的實時性和可靠性。
6 結(jié)束語
采用上述控制技術(shù)，在系統(tǒng)中成功實現(xiàn)控制驅(qū)動對多種CompactPCI板卡以及DSP信號處理板、高速A／D通道、低速A／D轉(zhuǎn)換通道、計數(shù)器通道等均能正常工作。達(dá)到系統(tǒng)設(shè)計要求，因此可說明VxWorks系統(tǒng)CompactPCI總線的驅(qū)動與控制方法可行，保證系統(tǒng)實時數(shù)據(jù)采集的可靠性。
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