基于PXI 總線的水聲目標(biāo)回波模擬模塊的設(shè)計(jì)

驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)的工作主要在步驟⑥、⑦，編寫(xiě)驅(qū)動(dòng)主要針對(duì)以下的幾個(gè)方面。驅(qū)動(dòng)程序框架已經(jīng)在添加資源時(shí)，創(chuàng)建了操作資源的KMemoryRange 類和KIoRange 類的對(duì)象，如將PCI 的Base1 空間設(shè)定為一個(gè)I/O 映射的空間，這個(gè)空間實(shí)際上就是CPLD 中寄存器的空間。要讀寫(xiě)CPLD 中的寄存器訪問(wèn)雙口存儲(chǔ)器就是訪問(wèn)Base1 空間，這時(shí)S5920的PTNUM[2:0]會(huì)輸出001，可以使用它完成對(duì)映射到該空間雙口存儲(chǔ)器的片選使能。

驅(qū)動(dòng)程序中需要?jiǎng)?chuàng)建對(duì)象 KIoRange m_IoPortRange1;

并在 OnStartDevice(KIrpI)函數(shù)中調(diào)用

status = m_IoPortRange1.Initialize(

pResListTranslated,

pResListRaw,1);

對(duì)該對(duì)象進(jìn)行初始化。

在驅(qū)動(dòng)的其它例程中就可以使用對(duì)象 m_IoPortRange1 調(diào)用該類的成員函數(shù)ind、inw、inb、outb、outw、outd 來(lái)完成對(duì)PCI 卡的Base1 空間的DWORD、WORD 和Byte 的輸入輸出操作。

3.2 應(yīng)用軟件編寫(xiě)

3.2.1 應(yīng)用程序與驅(qū)動(dòng)程序的通信方法

應(yīng)用程序與驅(qū)動(dòng)程序通信步驟為：應(yīng)用程序首先使用 CreatFile 函數(shù)打開(kāi)設(shè)備，然后使用WriteFile、ReadFile、DeviceIoControl 與驅(qū)動(dòng)程序進(jìn)行通信，最后在應(yīng)用程序退出前使用CloseHandle 關(guān)閉設(shè)備。DeviceIoControl 使用不同的IOCTL 命令字來(lái)調(diào)用驅(qū)動(dòng)中的不同程序，完成應(yīng)用程序與驅(qū)動(dòng)程序的數(shù)據(jù)交換，驅(qū)動(dòng)程序根據(jù)訪問(wèn)方式的不同，使用不同的方式獲取應(yīng)用程序的輸入輸出緩沖區(qū)地址。

驅(qū)動(dòng)程序與應(yīng)用程序的通信：當(dāng)驅(qū)動(dòng)程序獲取了特定事件發(fā)生時(shí)，有時(shí)需要將這一信息通知給應(yīng)用程序，主要的方法有2 種：一種是使用DeviceIoControl 進(jìn)行異步通信，另一種是在應(yīng)用程序中創(chuàng)建一個(gè)事件，并將該句柄傳給驅(qū)動(dòng)程序，然后在應(yīng)用層開(kāi)啟一個(gè)線程等待這個(gè)事件，驅(qū)動(dòng)程序會(huì)在事件發(fā)生的時(shí)候設(shè)置事件信號(hào)狀態(tài)來(lái)觸發(fā)應(yīng)用程序。

3.2.2 與NI LabView 應(yīng)用程序通信

仿真系統(tǒng)控制軟件由 NI 公司的LabView 軟件編制，為使本模塊能使用該軟件控制，必須編寫(xiě)接口程序。接口程序?qū)嶋H上就是Windows 標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)。鏈接庫(kù)可以由LabView軟件調(diào)用。

鏈接庫(kù)導(dǎo)出函數(shù)定義如下：

extern C __declspec(dllexport) HANDLE OpenDrv();

extern C __declspec(dllexport) void CloseDrv(HANDLE hDevice);

extern C __declspec(dllexport) void WriteData(HANDLE hDevice,

ULONG freq,double frequency1,double frequency2,

double frequency3,double frequency4,double delay,double atten);

由于在C++中HANDLE 型定義為void *，而LabView 中沒(méi)有指針型變量，用Labview調(diào)用該函數(shù)時(shí)可直接定義為ULONG 型。具體代碼略。

4 應(yīng)用實(shí)例

某型多普勒聲吶發(fā)射信號(hào)頻率為 300kHz，發(fā)射脈寬最大60ms，信號(hào)采用重復(fù)相位編碼，編碼靈活可變，帶寬達(dá)到75kHz。為了完成對(duì)該聲納的檢測(cè)，需要對(duì)其回波進(jìn)行模擬，考慮到回波會(huì)產(chǎn)生伸縮效應(yīng)，本模塊的主要技術(shù)指標(biāo)如下：

采樣頻率：10MHz～40MHz

存儲(chǔ)深度：1MB

D/A 頻率：10MHz～40MHz

系統(tǒng)總線：PXI

模擬回波時(shí)延：2ms~3s，精度0.1ms

該模塊已用于某型多普勒聲吶的檢測(cè)，可以模擬不同深度、不同相對(duì)速度的海底回波信號(hào)，工作良好，性能穩(wěn)定。

5 結(jié)束語(yǔ)

寬帶回波模擬模塊利用 PXI 技術(shù)，在Windows 環(huán)境下可以實(shí)現(xiàn)良好的人機(jī)界面，安裝方便，體積小，適用范圍比較廣泛。模擬模塊可以模擬不同延遲、不同尺度伸縮的寬帶點(diǎn)目標(biāo)信號(hào)。系統(tǒng)已用于某型寬帶多普勒聲吶的陸上檢測(cè)，經(jīng)過(guò)與水池調(diào)試、湖試數(shù)據(jù)對(duì)比，發(fā)現(xiàn)該模擬方法有效，結(jié)果與實(shí)際試驗(yàn)基本一致。