高性能PCI数据采集处理卡：FPGA与DSP结合设计

本文介绍了一种基于FPGA和DSP的高性能PCI数据采集处理卡的设计，该卡使用TI公司的TMS320C6416 DSP和XILINX公司的XC2V1000 FPGA芯片，适用于高速数据采集和实时处理。 在驱动程序设计方面，遵循Windows驱动程序模型（WDM），驱动程序运行在Win2000平台上，支持即插即用功能。数据传输利用基于数据包的DMA方式，借助Numega公司的Driver Works开发包和Microsoft的2000DDK，使用VC++6.0作为开发环境。当应用程序请求读取数据时，内核I/O管理器将请求转换为IRP（I/O请求包）。驱动程序将控制信息写入DSP的控制寄存器，并调用读取例程。如果数据处理卡不忙，就会启动PCI主设备的DMA传输。当DMA传输完成后，处理卡会产生中断，I/O管理器调用中断服务例程和Dpc-ForIsr完成IRP，然后处理下一个IRP，如此反复，直到IRP队列为空。 在应用程序设计上，主机应用程序主要负责从高速数据采集处理板获取处理后的数据，进行存储、显示处理结果，并发送控制命令。应用程序使用VC++6.0开发，在Windows 2000下，通过CreatFile()、DeviceIoControl()和ReadFile()函数与设备驱动交互，实现高速数据传输。 该高速采集数据处理卡结合了大容量FPGA、高性能DSP技术和PCI总线技术。DSP芯片专为数字信号处理设计，适合执行数字信号处理任务；FPGA则用于快速硬件实现算法；PCI接口提供高速、可靠的传输速率，满足主机与数据采集处理板之间大量数据交换的需求。该设计最初应用于软件无线电接收机的预研平台，经过验证，系统运行稳定，具有广泛的应用前景，可应用于图像处理、雷达信号处理等领域。 参考文献涉及XILINX、TI和ANALOG DEVICES等公司的官方网站，以及关于FPGA和嵌入式系统设计的相关书籍和文章。作者团队包括牛国朋（硕士研究生，研究方向为嵌入式计算机系统设计）、袁洪（博士，研究员，研究方向为卫星导航）和范建军（高级工程师，研究方向为计算机应用）。