基于PCI總線的1553B總線接口卡設計

　　在進行驅動編寫前，需要根據(jù)功能需求對PCI9052芯片進行相應的配置操作。PCI9052芯片有2類寄存器：PCI配置寄存器和局部總線配置寄存器。PCI配置寄存器的內容反映配置空間的情況，它的配置空間的內容包括PCI設備號DID，制造商號VID、中斷號、設備類型號、局部空問基地址、局部空間描述符、片選響應以及局部響應控制CNTRL等信號，這些配置信息在芯片復位時通過串行E2PROM加載。PCI9052會自動根據(jù)該E2PROM的狀態(tài)決定其內部寄存器值。E2PROM中的配置信息的正確與否關系著整個板卡是否能夠正常工作。當系統(tǒng)配置成功后，接口卡可被PC機識別，即可進行驅動程序的開發(fā)。

　　2．2 系統(tǒng)軟件設計

　　2．2．1 驅動程序設計

　　設備驅動程序提供連接到計算機的硬件的軟件接口，所要完成的任務是鏈接應用層和硬件層，使操作系統(tǒng)識別具體硬件，并使用硬件資源。微軟公司提供了專門的驅動程序開發(fā)工具包Windows XP DDK，但是DDK開發(fā)難度較大，周期長，不容易掌握，Numga公司的開發(fā)工具Driv er Studio可以大大簡化驅動程序的開發(fā)過程，它制作的類庫封裝了DDK的函數(shù)，完全兼容所有的DDK函數(shù)，它封裝了比較底層的繁復操作，減少了對簡單接口的復雜操作，專門提供了的開發(fā)向導Wizard與微軟的Visual C++緊密地集成，驅動程序代碼框架只需要在DrivetWorks工具向導程序的指引下，根據(jù)硬件的具體參數(shù)填寫必要步驟即可完成。另外，Driver Wizard還能生成專為特殊設備定制的代碼，比如PCI設備，ISA設備等。

　　驅動程序的基本功能是完成設備的初始化、對端口的讀寫操作、中斷的設備和響應及中斷的調用，以及對寄存器和內存的直接讀寫。在Driver Studio生成的程序框架上，根據(jù)具體的要求添加新的類對象和代碼，結合接口卡的特點，編寫一些特殊的驅動，在VC下編譯后即可得到所需的驅動程序。

　　2．2．2 應用程序設計

　　Windows系統(tǒng)為用戶提供了一些API函數(shù)，用于向WDM結構的驅動程序發(fā)命令以及進行數(shù)據(jù)交換，在內核區(qū)存在各種與之相對應的處理例程，見表1。

　　CreateFile用于獲得驅動程序句柄，CloseHandle關閉驅動程序，而其余函數(shù)用于應用程序控制驅動程序或者與驅動程序交換數(shù)據(jù)，其中Device Control函數(shù)完成讀取PCI配置空間內容的功能。在WDM中實現(xiàn)輸入輸出處理可以通過KIoRange類實現(xiàn)。應用層通過DeviceloControl函數(shù)向設備句柄調用KIoRange類的成員函數(shù)，實現(xiàn)應用層對I／O空間的處理。

　　應用程序的流程如圖2所示。

　　3 結語

　　1553B作為一種高可靠性和穩(wěn)定性的數(shù)據(jù)總線已在軍事和工業(yè)領域得到越來越廣泛的應用。本文設計了一種基于PCI總線的1553B總線接口卡，分別使用PCI9052和BU-61580作為PCI總線和1553B總線的協(xié)議芯片，使用FPGA進行總線邏輯控制，提高了系統(tǒng)的集成度，驅動程序方面，利用Driver Studio向導生成驅動程序的框架，極大簡化了驅動程序的編制。實驗證明，本文設計的接口卡可以為電子設備提供符合1553B標準的接口，完成可靠的數(shù)據(jù)交換，工作穩(wěn)定，功能完善，多個板卡可組成一個1553B總線仿真測試系統(tǒng)，通過仿真設備可用于模擬航電設備進行仿真測試，對開發(fā)1553B總線通信系統(tǒng)具有重要的現(xiàn)實意義和應用前景。