PCI总线接口技术及其在高速数据采集系统中的应用

*从模式操作

　　从模式就是允许PCI总线上的主控设备访问局部总线上的PCI 9054的配置寄存器或内存,支持突发和单周期动模式传输。PCI 9054通过16字长的PCI从设备读FIFO和32字长的PCI从设备写FIFO来支持从PCI总线到局部总线上的突发或单周期的存储器映射访问和I/O映射访问。PCI基址寄存器用来设定PCI存储器和I/O空间的地址。从模式操作包括延时读操作、提前读操作等。

*DMA操作

　　PCI 9054有一个强大的双通道分散/收集DMA控制器,支持PCI主机和适配器内存的高铲公安厅发传输。两个独立的DMA通道能从局部总线到PCI总线和从PCI总线到局部总线传输数据。每个通道包括一个DMA控制器和一个专用双向FIFO。两个通道都支持块传输、分散/收集传输、应用或者不用EOT传输等。模式选择必须在PCI 9054成为一个PCI总线主设备之间主设备使能位（PCICR[2]）使能。另外,两个DMA通道都能编程实现8、16或32bit局部总线带宽;使能/使无效内部等待周期;使能/使无效局部总线突发传输;执行PCI存储器写并无效操作;设置PCI中断（INTA）或者是本地中断（LINT）等。图3和图4分别描述了从PCI到局部总一和从局总总线到PCI总线的DMA数据传输操作逻辑。

4 采样控制和驱动程序设计

　　基于开发周期和成本考虑,本设计采用DMA传输模式。启动采样后,采和1KB×8的双口SRAM IDT7130作为数据采集前端与PCI总线的数据缓冲,PCI 9054作为主控设备,利用其DMA通道进行数据传输。当双口SRAM采满1KB数据之后,通过EPLD（EPM7128）产生局部总线中断,PCI9054获得局部总线的控制权后,根据DMA的起始位将1KB的数据读到DMA传输的专用FIFO中,PCI 9054申请占用PCI总线,获得PCI总线的控制权后,将数据写入PCI总线存储空间,从而实现一次采样和传输。

　　可编程逻辑器件（EPLD）用以实现PCI 9054与双口SRAM的I/O逻辑、传输控制逻辑、中断逻辑以及主机对数据采集通道的前端控制。

　　PCI数据采集卡另一关键问题是驱动程序的开发。设备驱动程序提供链接到PCI板卡的软件接口,文件扩展名为.SYS的动态链接库。在Windows98和Windows2000中,设备驱动程序必须根据Windows驱动程序模型（WDM）设计。设备驱动程序的关键是如何完成硬件操作,基本功能是完成设备的初始化、对端口的读写操作、中断的设备和响应及中断的调用,以及对内存的直接读写。本设计应用KRF-Tech公司的Windriver来编写设备驱动程序,Windriver针对PLX和AMCC的专用接口芯片编写了API函数包,降低了开发难度。

　　PCI 9054以其强大的功能和简单的用户接口,为PCI总线接口的开发提供了一种简法的方法。设计者只需设计局部总线接口控制电路,即可实现与PCI总线的高速数据传。在高速数据采集系统中,利用PCI总线的高速特性实时传输和存储采集数据,有效地解决了数据传输和处理的实时性。随着PCI总线的普及应用,基于PCI总线的采集系统设计有十分广阔的前景。