PCI總線接口技術(shù)及其在高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的應(yīng)用

*從模式操作

　　從模式就是允許PCI總線上的主控設(shè)備訪問局部總線上的PCI 9054的配置寄存器或內(nèi)存,支持突發(fā)和單周期動(dòng)模式傳輸。PCI 9054通過16字長的PCI從設(shè)備讀FIFO和32字長的PCI從設(shè)備寫FIFO來支持從PCI總線到局部總線上的突發(fā)或單周期的存儲器映射訪問和I/O映射訪問。PCI基址寄存器用來設(shè)定PCI存儲器和I/O空間的地址。從模式操作包括延時(shí)讀操作、提前讀操作等。

*DMA操作

　　PCI 9054有一個(gè)強(qiáng)大的雙通道分散/收集DMA控制器,支持PCI主機(jī)和適配器內(nèi)存的高鏟公安廳發(fā)傳輸。兩個(gè)獨(dú)立的DMA通道能從局部總線到PCI總線和從PCI總線到局部總線傳輸數(shù)據(jù)。每個(gè)通道包括一個(gè)DMA控制器和一個(gè)專用雙向FIFO。兩個(gè)通道都支持塊傳輸、分散/收集傳輸、應(yīng)用或者不用EOT傳輸?shù)取ＤＪ竭x擇必須在PCI 9054成為一個(gè)PCI總線主設(shè)備之間主設(shè)備使能位（PCICR[2]）使能。另外,兩個(gè)DMA通道都能編程實(shí)現(xiàn)8、16或32bit局部總線帶寬;使能/使無效內(nèi)部等待周期;使能/使無效局部總線突發(fā)傳輸;執(zhí)行PCI存儲器寫并無效操作;設(shè)置PCI中斷（INTA）或者是本地中斷（LINT）等。圖3和圖4分別描述了從PCI到局部總一和從局總總線到PCI總線的DMA數(shù)據(jù)傳輸操作邏輯。

4 采樣控制和驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)

　　基于開發(fā)周期和成本考慮,本設(shè)計(jì)采用DMA傳輸模式。啟動(dòng)采樣后,采和1KB×8的雙口SRAM IDT7130作為數(shù)據(jù)采集前端與PCI總線的數(shù)據(jù)緩沖,PCI 9054作為主控設(shè)備,利用其DMA通道進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。當(dāng)雙口SRAM采滿1KB數(shù)據(jù)之后,通過EPLD（EPM7128）產(chǎn)生局部總線中斷,PCI9054獲得局部總線的控制權(quán)后,根據(jù)DMA的起始位將1KB的數(shù)據(jù)讀到DMA傳輸?shù)膶Ｓ肍IFO中,PCI 9054申請占用PCI總線,獲得PCI總線的控制權(quán)后,將數(shù)據(jù)寫入PCI總線存儲空間,從而實(shí)現(xiàn)一次采樣和傳輸。

　　可編程邏輯器件（EPLD）用以實(shí)現(xiàn)PCI 9054與雙口SRAM的I/O邏輯、傳輸控制邏輯、中斷邏輯以及主機(jī)對數(shù)據(jù)采集通道的前端控制。

　　PCI數(shù)據(jù)采集卡另一關(guān)鍵問題是驅(qū)動(dòng)程序的開發(fā)。設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序提供鏈接到PCI板卡的軟件接口,文件擴(kuò)展名為.SYS的動(dòng)態(tài)鏈接庫。在Windows98和Windows2000中,設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序必須根據(jù)Windows驅(qū)動(dòng)程序模型（WDM）設(shè)計(jì)。設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的關(guān)鍵是如何完成硬件操作,基本功能是完成設(shè)備的初始化、對端口的讀寫操作、中斷的設(shè)備和響應(yīng)及中斷的調(diào)用,以及對內(nèi)存的直接讀寫。本設(shè)計(jì)應(yīng)用KRF-Tech公司的Windriver來編寫設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序,Windriver針對PLX和AMCC的專用接口芯片編寫了API函數(shù)包,降低了開發(fā)難度。

　　PCI 9054以其強(qiáng)大的功能和簡單的用戶接口,為PCI總線接口的開發(fā)提供了一種簡法的方法。設(shè)計(jì)者只需設(shè)計(jì)局部總線接口控制電路,即可實(shí)現(xiàn)與PCI總線的高速數(shù)據(jù)傳。在高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中,利用PCI總線的高速特性實(shí)時(shí)傳輸和存儲采集數(shù)據(jù),有效地解決了數(shù)據(jù)傳輸和處理的實(shí)時(shí)性。隨著PCI總線的普及應(yīng)用,基于PCI總線的采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)有十分廣闊的前景。