【硕士论文】PCI高速数据采集卡驱动研究与开发.pdf

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1、西北工业大学硕士学位论文PCI高速数据采集卡驱动研究与开发姓名：阮书坤申请学位级别：硕士专业：机械电子工程指导教师：唐虹20050301西北工业大学硕士学位论文摘要摘要设备驱动程序是数据采集系统的重要组成部分，设备驱动程序的性能直接关系到数据采集系统的效率。在分析某飞机供电参数测试系统的PCI数据采集卡的基础上，论文描述了数据采集卡设备驱动程序在Windows2000操作系统下的实现过程。全文主要包含如下内容，首先论文概述了课题的研究背景以及课题的来源，紧接着在结合分析PC工总线协议规范的基础上论文对PCI数据采集卡的硬件系统结构进行了描述。

2、然后论文对Windows2000操作系统内核结构以及WDM设备驱动程序的开发技术进行了分析和论述。之后，针对PCI数据采集卡的工作特点，给出了设备驱动程序的设计、编码、编译、调试、测试以及发布的过程。最后，论文概述了本次课题设计过程中的收获以及不足。关键词:PCI总线、驱动程序、WDM.DMA、工RP西北工业大学硕士学位论文ABSTRACTDriverplaysanimportantroleintheDataAcquisitionSystemanditscapabilityinfluencestheeficiencyoftheDataAcqu

3、isitionSystemdirectly.Inthisdissertation,theprocessofconstructingthedriverfortheDataAcquisitionCardofsomeAircraftElectricalPowerSupplySystemonWindows2000OSplatformwillbepresented.Themainworksofthisdissertationareasfollows:Atfirst,thebackgroundofthisdissertationwillbedescrib

4、edandthehardwarearchitectureoftheDataAcquisitionCardwillbedemonstratedafteranalyzingthePCIbusprotocolspecification.Then,thekernelarchitectureoftheWindows2000OSandthewayofdevelopingaWDMdriverwillbealsoresearchedinthisdissertationfollowly.Atlast,theprocessofhowtocode,compile,

5、debug,testandreleasethedriverforPCIDataAcquisitionCardwillbeputforward.KeyWords:PCIBus,Driver,WDM,DMA,IRP西北工业大学硕士学位论文第一章绪论第一章绪论1.1研究背景数据采集系统越来越多的应用于工业控制和测试等领域。所谓的数据采集系统通常是指将模拟信号转化为数字信号并进一步处理、显示、存储以及记录的过程。在某些特定的领域，人们对数据采集系统的要求越来越高，一方面，这些领域要求数据采集系统能够处理高速、大容量的数据流。另外一方面，人们又希望数据

6、采集系统能够提供很高的采样精度。为了适应高速数据采集的需要，迫切需要高速数据采集系统的出现。而数据采集卡是数据采集系统的主要组成部分，它是外界电信号与计算机之间的桥梁，完成对数据的测量和传输。为适应不同领域的要求，迫切要求开发高速的数据采集系统。计算机技术的高速发展(尤其是计算机总线技术)促使了研发这些高性能要求的数据采集卡成为可能。传统的微机总线(如:ISA,EISA等)由于带宽的限制成为了高速数据采集系统发展的瓶颈，工SA总线分为8位和16位两种，最高的传输速率只有8MB/S。而PCI局部总线的出现改变了这种局面，PCI总线采用32位(同

7、时可升级到64位)的独立于CPU的结构，总线速率高达33/66MHZ，同步碎发传输可以达到132MB/S。这些特点使得PCI逐步取代了ISA总线而成为PC的主流总线。同时PCI总线的高传输速率使得开发高速的数据采集系统成为可能。我们知道，数据采集系统最终的目的是要通过计算机对采集到的数据进行分析从而给出相应的结论和决策，所以如何把数据采集卡采集到的数据传输给计算机也就成为了数据采集系统重要的组成部分。现代操作系统(Windows2000等)为了保证系统运行的安全性和稳定性，把系统分成了用户层和内核层两种模式，处于用户层的用户程序是没有权限直接

8、访问计算机硬件设备的。只有处于内核层的程序才能够对硬件设备进行访问。这就意味着如果要访问数据采集卡采集到的数据，我们就必须通过内核层程序对数据采集卡进行操作，在Wi