PCI/PXI总线设备驱动程序设计：实现与应用

"驱动程序主要对象数据结构在IT领域，尤其是PCI设备驱动程序的开发中扮演着关键角色。本文深入探讨了驱动程序的核心数据结构，包括驱动对象和与之相关的概念，以及在 PXI/PCI 总线设备驱动程序设计中的应用。文章作者詹金勇在华中科技大学攻读模式识别与智能系统硕士学位时，对此进行了详细研究，并在Windows 2000/XP平台上实现了PXI/PCI总线设备驱动程序。 驱动对象是每个驱动程序的核心，它是I/O管理器与设备驱动程序交互的基础。一个驱动程序只有一个驱动对象，其中包含了驱动程序的所有例程指针，确保不同的I/O请求处理程序请求（IRP）能够被正确路由。此外，驱动对象还包含指向设备堆栈的指针，用于访问设备对象，特别是在卸载设备时，利用设备堆栈指针可以释放设备资源。 PCI总线是一种高性能的局部总线，广泛应用于个人电脑，而PXI总线是专为工业数据采集和自动化设计的，它是CompactPCI规范的扩展，两者在信号定义上基本一致。PCI总线的传输速度可达132MB/s，适用于图像数据采集和工业控制等应用。由于采用了地址线和数据线的时分复用，减少了接口的物理占用，使得PXI/PCI总线在嵌入式系统中的应用变得相对简单。 在Windows 2000/XP操作系统下，开发PXI/PCI总线设备驱动程序需要遵循微软的WDM驱动模型。这涉及内核编程，以获取并管理PCI设备的配置空间、端口、内存、DMA和中断等资源。驱动程序提供接口，使应用程序能够直接访问设备，实现高速或低速的数据传输，包括单周期访问和DMA传输。 在实际应用中，这个驱动程序技术被应用于两个项目。第一个项目是一个基于PXI总线的实时图像采集与硬件调试系统，采用PCI9054作为桥接芯片，连接到DSP芯片，并通过驱动程序提供与硬件交互的接口，支持单周期读写和DMA数据传输。上位机软件基于微软的MFC库，实现了一系列功能，如DSP程序加载、图像采集、算法选择和联合调试。 第二个项目是基于PXI/PCI总线的MIC通讯模块开发，通过FPGA直接与总线连接，使用32位从模式的IPCore接口逻辑，并根据硬件需求调整资源参数。这样的设计使得驱动程序能够高效地控制和通信，满足底层硬件的需求。 本文详细阐述了驱动对象数据结构的关键性，以及如何在实际的PXI/PCI设备驱动程序设计中运用这些概念，展示了驱动程序在高性能计算和工业自动化中的重要作用。