"系统硬件设计-iec61850建模工具的设计与实现"
本文主要探讨了基于PCI和PXI总线的设备驱动程序设计及其在实际应用中的实现,涉及了系统硬件设计以及 PXI/PCI 总线技术在工业数据采集和自动化领域的应用。在系统硬件设计部分,特别提到了PXI总线作为一种针对工业数据采集和自动化定制的模块化仪器平台,它是CompactPCI规范的扩展,与PCI总线在核心信号定义上基本一致,但具有更高的性能和效率。
PCI总线是个人计算机中广泛使用的高速系统局部总线,其时钟频率为33MHz,32位宽度,理论上能实现132MB/s的传输速率,适合于图像数据采集和工业控制等应用场景。由于地址线和数据线采用时分复用模式,使得接口占用面积减小,同时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总线的复杂性。
在Windows 2000/XP操作系统下,开发PXI/PCI总线设备驱动程序遵循微软的WDM(Windows Driver Model)模型,通过内核编程来访问和管理PCI设备的配置空间、端口、内存、DMA和中断等资源。驱动程序为应用程序提供了访问硬件的接口,从而实现快速或慢速、大量或少量的数据传输。
在实际应用案例中,该驱动程序被用于两个项目。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,其中使用了PCI9054作为桥接芯片,一端连接到DSP(数字信号处理器)的主机接口,另一端连接到PXI总线。通过驱动编程,系统实现了对硬件的单周期读写访问和DMA传输。上位机软件基于微软的MFC(Microsoft Foundation Classes)框架,提供了DSP程序加载、图像采集、算法选择、参数调整和联合调试等功能。
第二个项目是一个基于PXI/PCI总线的MIC(可能是Machine Interface for Communication)通信模块,这里通过FPGA(Field-Programmable Gate Array)直接与PXI/PCI总线相连,接口逻辑采用IPCore的形式,配置为32位从模式,根据硬件资源需求调整IPCore的资源参数。这样的设计使得系统能够灵活适应不同的通信需求。
总结来说,本文详细阐述了系统硬件设计的关键要素,特别是PXI/PCI总线技术在驱动程序开发中的应用,以及如何利用这些技术实现高效的实时图像采集、硬件调试和通信模块开发。这些内容对于理解工业自动化和数据采集系统的硬件架构以及驱动程序设计原理具有重要价值。