基于cpci总线的数据采集卡及其驱动程序设计

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1、从本学科出发，应着重选对国民经济具有一定实用价值和理论意义的课题。课题具有先进性，便于研究生提出新见解，特别是博士生必须有创新性的成果基于CPCI总线的数据采集卡及其驱动程序设计WDM模型(WindowsDriverModel)是微软公司为Windows98和WindowsXX的驱动程序设计的一种架构，在WDM驱动程序模型中，每个硬件设备至少有两个驱动程序。其中一个为功能驱动程序，它了解硬件工作的所有细节，负责初始化I/O操作，处理I/O操作完成时所带来的中断事件，为用户提供与设备相适合的控制方式；另一个驱动程序为总线驱动程序，它负责管理硬件与计算机的连接，

2、总线驱动程序由操作系统提供。WindowXX系统结构图如图2所示，应用程序调用Windows子系统Win3API，这个调用由系统服务接口作用到I/O管理器，I/O管理器进行必要的参数匹配和操作安全性检查，然后由这个请求构造出合适的IRP(I/ORequestPackage)。IRP是DDK定义的一个数据结构，具有丰富的成员，对于单层驱动程序，直接接受并执行这个请求包，完成对硬件的操作，从而完成I/O请求工作，并将执行的结果通过I/O管理器返回应用程序；对于多层驱动则将驱动程序分成若干层，每层驱动再把I/O请求划分成更简单的请求，以传给更下层的驱动执行。图2W

3、indowsXX系统结构3.驱动程序设计实现课题份量和难易程度要恰当，博士生能在二年内作出结果，硕士生能在一年内作出结果，特别是对实验条件等要有恰当的估计。从本学科出发，应着重选对国民经济具有一定实用价值和理论意义的课题。课题具有先进性，便于研究生提出新见解，特别是博士生必须有创新性的成果该数据采集卡驱动程序完成以下功能：应用程序控制数据采集卡工作方式，向数据采集卡工作方式缓冲器发送工作方式控制字；应用程序查询数据采集卡工作状态，从数据采集卡工作状缓冲器读取工作状态字；为了使应用程序能实时处理数据采集卡上采集到的数据，SRAM与主机内存之间要实现DMA方式的

4、数据传输。采用VC+DDK+Driverworks进行驱动程序开发，Driverworks为驱动程序开发提供向导，可以方便的建立一个驱动程序框架。下面分别说明控制命令和DMA方式传输数据的实现方法。1)主机发送数据采集卡控制命令实现Driverworks利用KMemoryRange和KIoRange实现内存和I/O映射空间的读写，通过配置EEPROM，将PCI9054的Base2空间设定为一个内存映射空间，局部端FPGA上配置的FIFO地址空间映射到该内存空间，这样对FIFO的访问，就是访问Base2空间。驱动程序中，创建对象KMemoryRangem_Me

5、moryRangeForB2，并在OnStartDevice(KIrpI)例程中对该对象初始化，使该对象与Base2空间关联，初始化以后，驱动程序其他例程就可以使用对象驱动程序和应用程序之间的通信包括应用程序与驱动程序通讯和驱动程序与应用程序的通信。应用程序与驱动程序通信过程为，应用程序先用CreateFile函数打开设备，然后用DevicEioControl和驱动程序通信，课题份量和难易程度要恰当，博士生能在二年内作出结果，硕士生能在一年内作出结果，特别是对实验条件等要有恰当的估计。从本学科出发，应着重选对国民经济具有一定实用价值和理论意义的课题。课题具有

6、先进性，便于研究生提出新见解，特别是博士生必须有创新性的成果DeviceIoControl使用不同的命令字来调用驱动程序中的函数，包括从驱动驱动程序读取数据和写数据给驱动程序两种情况。也可以用ReadFile从驱动中读取数据或者用WriteFile写数据给驱动程序，当应用程序退出时，用CloseHandle关闭设备。当驱动程序捕捉到特点事件发生时，应当通知应用程序，与应用程序通信，驱动程序和应用程序通信的方法主要有两种，DeviceIoControl异步调用和WIN32事件通知。DeviceIoControl异步调用时，驱动程序先将此IRP保存起来，然后调用

7、(),最后驱动程序返回STATUS_PENDING,当一个事件发生时，驱动程序再完成这个IRP；使用WIN32事件通知和应用程序通信时，应用程序首先创建一个事件，直接将该事件句柄传递给驱动程序，应用程序等待驱动程序发送事件消息。结束语数据采集是现实世界模拟信号到便于计算机处理的数字信号的第一步，数据采集卡是实现数据采集的关键设备。根据上述数据采集卡硬件，用DriverWorks成功开发了基于CPCI总线的数据采集卡驱动程序。为测试驱动程序工作正常与否，编写了上层测试应用程序，测试表明，驱动程序能够快速加载主机控制命令，通过DMA方式高速读取板卡上的数据，数据

8、采集卡工作正常，传输速率符合要求。参考文献[1]武安