0 概述
PCI总线是一种独立于CPU的部分总线，完结PCI接口的计划一般有两种：选用可编程逻辑器材和专用总线接口器材。选用可编程逻辑器材完结PCI接口的长处是比较灵敏，但其规划难度很高，因为PCI总线对负载要求、传输数据的树立时刻的要求都比较严苛，一起还需求器材内部完结用于装备的各类寄存器，以及完结逻辑校验、地址译码等作业的寄存器。此外，还需参加FIFO、用户寄存器组和后端设备接口等部分。规划这种PCI总线接口会导致将很多的人力、物力投入到杂乱的逻辑验证和时序剖析的作业上，开发周期较长。选用专用接口器材尽管没有选用可编程逻辑器材那么灵敏，但能够有用地下降接口规划的难度，缩短开发时刻。专用接口器材具有较低的本钱和很高的通用性，能够优化数据传输，供给装备空间，具有用于突发传输功用的片内FIFO，供给扩展部分总线等长处，并且许多公司还供给配套的开发东西，运用很便利，开发周期短。 PCI9052是PLX公司开发的低价格PCI总线从方式接口芯片，低功耗，契合PCI2.1规范，供给的部分总线(Local Bus)可经过编程设置为8/16/32位的(非)复用总线。PCI9052供给的部分总线不光可编程，并且与PCI总线的时钟彼此独立运转，可完结异步操作，总线操作主动完结时序同步。两总线的异步运转便利了高、低速设备的兼容。
1 硬件规划
为了充分运用硬件的有用资源，该多功用适配卡不只要完结与CAN总线进行通讯，还具有A/D、D/A及I/O功用，完结对CAN通讯和数据收集等功用。PCI9052有5个地址映射空间，要完结这些功用，经过PCI9052来衔接是能够满足要求的。I/O选用IO映射空间，CAN、A/D和D/A选用Memory地址映射空间，也可都选用Memory方法，这些地址空间的装备是在EEPROM中进行装备的。依据采样精度要求，A/D芯片选用的是16位单通道并行通讯的AD976芯片，转化时刻10us，为了完结多通道输入，须在模仿输入端加一多路开关MAX308ESE。D/A芯片选用的是16位8通道芯片DAC7644E，转化时刻10us。CAN操控芯片选用PHLIPS的SJA1000，一起须接一CAN驱动芯片82C250。别的，PCI9052需求一片EEPROM芯片用来存储PCI9052的初始化装备参数。可与PCI9052匹配的芯片有Microchip Technology 1K 93AA46、93C46B、93LC46B，还有其他厂商的。在挑选EEPROM时必定可参阅PCI9052的引荐阐明，这儿选用的是1K的93LC46B。其原理结构如图1：
2 软件规划
软件规划包含WDM驱动程序、API接口函数和运用程序规划，这儿首要介绍驱动程序规划。关于WDM驱动程序，要取得正确的地址分配值，有必要正确地设置装备参数，9052内部的装备寄存器是经过外部串行E2PROM上电加载的。9052会主动依据该E2PROM的状况来决议其内部寄存器的值。假如E2PROM不存在（此刻E2PROM和9052衔接的数据引脚应加上拉电阻或其内部无有用值，9052会将其内部寄存器装备为缺省值。值得一提的是，假如E2PROM内部没有烧写为有用值时，应保证其开端48位为全“1”；不然，体系上电时可能会发生过错。9052有5个本地空间，用户可依据实际需求进行相应的装备。当将本地空间装备成I/O时，对该空间的读/写操作只能单次进行。装备成存储器空间，用户会有多种接入方式，可大大进步接入速度。
该多功用设配卡驱动程序的开发选用支撑Windows2000的WDM驱动程序。开发东西选用Visual C++6.0、Win2000 DDK及DriverStudio2.7。选用DriverStudio导游东西生成驱动程序结构和调试程序，在运用导游时需正确填写PCI Vendor ID和PCI Device ID，不然，在装置驱动程序时查找不到正确的硬件设备，导致无法装置驱动。
因为WDM驱动程序运转在体系的内核态，编写非常杂乱，在运用程序和硬件进行数据交换中，能够选用几种方法进行通讯：I/O操控方法、直接读写方法、中止方法和DMA方法。因为CAN总线的最高速率是1Mbps，所以咱们选用IO操控操作完结数据的传送，在驱动程序差遣例程中完结这些操作，在API函数中供给这些操作的接口，运用程序可运用规范Win32 API函数DeviceIoControl来数据读写，也能够选用DriverStudio导游东西发生的DeviceControl来操作，在这儿咱们将它集成到对应的API函数里，生成相应的静态库或许动态衔接库的方式供给给运用程序。
界说了7个IO操控代码：
IOCTL_HIL100_READ_IO_DATA（用于读I/O口数据）
IOCTL_HIL100_READ_AD_DATA（用于读AD数据）
IOCTL_HIL100_READ_DA_DATA （用于读DA数据）
IOCTL_HIL100_READ_CAN_DATA（用于读CAN数据）
IOCTL_HIL100_WRITE_IO_DATA（用于写I/O口数据）
IOCTL_HIL100_WRITE_DA_DATA（用于写DA数据）
IOCTL_HIL100_WRITE_CAN_DATA（用于写CAN数据）
这些操控代码在驱动程序的DeviceControl(KIrp I)函数中调用，如下程序所示：
NTSTATUS PCIDriverDevice::DeviceControl(KIrp I)
{
NTSTATUS status;
switch (I.IoctlCode())
{
………………………………………
case IOCTL_HIL100_READ_IO_DATA:
status = IOCTL_HIL100_READ_IO_DATA _Handler(I);
case IOCTL_HIL100_WRITE_IO_DATA:
status = IOCTL_HIL100_WRITE_IO_DATA _Handler(I);
case IOCTL_HIL100_WRITE_DA_DATA:
status = IOCTL_HIL100_WRITE_DA_DATA _Handler(I);
case IOCTL_HIL100_READ_AD_DATA:
status = IOCTL_HIL100_READ_AD_DATA _Handler(I);
default:
status = STATUS_INVALID_PARAMETER;
break;
}
………………………….
}
在该函数进行驱动中相应的数据处理与传递，包含从内存中读上层运用程序发送下来的数据或将AD、CAN等外设传递上来的数据送到上层运用程序。
API函数首要供给了PCI卡的开关，A/D、D/A、I/O的读写函数，CAN的设置、读写，中止事情音讯函数等。API函数与以上操控代码相关联，传递数据和操控参数。如下程序所示：
bool WriteDataToIO(unsigned char data)//写数据到IO口
{
……
ULONG BytesReturned;
if (!DeviceIoControl(hHIL100, IOCTL_HIL100_WRITE_IO_DATA, &data, 1,
NULL, 0, &BytesReturned, NULL))
……
}
bool ReadDataFromIO(unsigned char *data) //从IO口读数据
{
……
ULONG BytesReturned;
if (!DeviceIoControl(hHIL100, IOCTL_HIL100_READ_IO_DATA, &data, 1,
data, 1, &BytesReturned, NULL))
……
}
bool WriteDataToDA(unsigned short control,unsigned short freq[4])//写数据到AD
{
……
ULONG BytesReturned;
unsigned short pData[16];
pData[0]=control;
pData[1]=freq[0];
pData[2]=freq[1];
pData[3]=freq[2];
pData[4]=freq[3];
if (!DeviceIoControl(hHIL100, IOCTL_HIL100_WRITE_DA_DATA, pData, 10,
NULL, 0, &BytesReturned, NULL))
……
}
bool ReadDataFromAD(unsigned short address[8],unsigned short data[8])
{ //从AD读数据
……
ULONG BytesReturned;
if (!DeviceIoControl(hHIL100, IOCTL_HIL100_READ_AD_DATA,address,16,
&data,16, &BytesReturned, NULL))
……
}
bool ReadDataFromDA (unsigned char address,unsigned short *data)//从DA读数据
{
……
ULONG BytesReturned;
if (!DeviceIoControl(hHIL100, IOCTL_HIL100_READ_DA1_DATA,&address,1,
data, 2, &BytesReturned, NULL))
……
}
将这些接口函数生成动态链接库的方式，供上层运用程序调用。
3 结束语
因为PCI总线的高速特性，使其被广泛运用于高速数据收集体系和数据传输通讯体系中，有用地处理了实时收集、实时传输和实时存储等问题。而PCI总线操控器专用芯片的呈现则缩短了PCI总线硬件设备的开发周期，使得硬件设备的可靠性和稳定性都有了较大的进步。在开发过程中，特别关于高速采样及实时严厉的体系，咱们完结了对该体系高效率的操作特性，该研讨有用的处理了高速实时收集、实时传输和实时存储等的驱动问题。一起该PCI多功用CAN适配卡既完结了CAN总线通讯功用，一起也完结了多路通道的数据收集和相应操控。
