PXI/PCI总线设备驱动程序设计与应用

"驱动程序的基本框架-iec61850建模工具的设计与实现；华中科技大学硕士学位论文：PXI/PCI总线设备驱动程序设计及应用" 在计算机硬件领域，驱动程序扮演着至关重要的角色，它是操作系统与硬件设备之间的桥梁，使得操作系统能够有效地管理和控制硬件设备。本摘要涉及的知识点主要围绕驱动程序的基本框架和PXI/PCI总线设备驱动程序的设计与应用。 驱动程序的基本框架通常遵循特定的操作系统模型，如Windows Driver Model (WDM)。在WDM模型中，驱动程序被设计成一个容器，包含了处理Input/Output Request Packets (IRP) 的所有必要例程。这些例程负责响应来自操作系统的请求，如读取、写入、配置设备等。图2-8展示了WDM驱动程序的主要组件，包括处理不同IRP消息的函数，这些函数构成了驱动程序的核心功能。 PXI（PCI eXtensions for Instrumentation）总线是专为工业数据采集和自动化应用设计的模块化仪器平台，它是Compact PCI规范的扩展。PXI基于PCI总线，但针对工业环境进行了优化，具有33MHz的时钟频率和32位宽度，理论上可达到132MB/s的传输速度，适用于图像数据采集和工业控制等应用场景。PCI总线采用时分复用技术，减少了接口的需求面积，并且有成熟的桥接芯片和总线接口逻辑IPCore，简化了在嵌入式系统中应用PXI/PCI总线的过程。 在Windows 2000/XP平台上，开发PXI/PCI总线设备驱动程序需要遵循微软的WDM驱动模型。这涉及到对PCI设备配置空间、端口、内存、DMA和中断等资源的获取和管理。驱动程序提供接口，使应用程序能够访问和控制设备，实现数据的慢速、少量（单周期访问）或快速、大量（DMA访问）传输。 具体应用实例中，驱动程序被应用于两个项目。一是基于PXI总线的实时图像采集与硬件调试系统，这里使用PCI9054作为桥接芯片，连接DSP芯片和PXI总线，通过驱动程序实现数据的单周期读写和DMA传输。上层的应用软件利用微软的MFC库，实现了DSP程序加载、图像采集、算法选择、参数修改和联合调试等功能。 另一个项目是基于PXI/PCI总线的MIC通讯模块开发，通过FPGA直接连接总线，接口逻辑采用IPCore形式，配置为32位从模式，根据硬件需求调整IPCore的资源参数。驱动程序在这个模块中同样起到关键作用，确保了对底层硬件的有效控制和数据传输。 总结来说，驱动程序设计的关键在于理解和遵循相应的驱动模型，有效管理硬件资源，并提供与应用程序交互的接口。在PXI/PCI总线环境下，驱动程序的优化和定制对于提升系统性能和实现复杂应用至关重要。