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1 引言
随着数字旌旗灯号处置器性能的不竭提高及其成本与售价的年夜幅下降，数字旌旗灯号处置运用领域飞速扩大，旌旗灯号处置进进了一个新的成长时期。同时随着计较机技术和互联网络技术的不竭成长，越来越多的数据需要经过计较机来进行处置、存储、传输筹操作。计较机的运用已遍及我们生活的每个角落。由于计较机自己的特点，通用计较机凡是仅负责没有实时性要求的工作，而不适于进行实时性要求很高的数字旌旗灯号处置。将计较机和DSP有机地连系起来，充实哄骗各自的点，它们将会相得益彰，知足现实运用中对数据实时处置能力、数据传输能力和数据经管能力提出的越来越高的要求。PCI总线以其众多点在计较机中具有不成取代的作用，采用PCI总线使DSP与计较机通讯可以很好地知足其对高速数据传输的要求。本文以现实开发系统为布景，以TI公司的TMS320VC5402与PLX公司的PCI9052为根蒂根基。具体论述了基于DSP的PCI总线结构的数据收集系统硬件及软件设计方案和实现方式。
2 数据收集系统硬件设计
2．1 系统结构及原理
基于DSP的PCI总线高速数据收集系统的结构如图1所示，它主要由A／D转换器、DSP数据读取及处置、PCI通讯接口和PC机等部门组成。模拟旌旗灯号经A／D采样后由DSP经由过程并行I／O读取，并将处置后的数据经由过程PCI总线送到通用计较机做进一步处置[1]。
A／D转换器采用TI公司的TLC5510，TLC5510为8bit、20MS／s的高速并行A／D转换器。TLC5510在每一个时钟的下降沿采样，该采样点的转换数据经过2．5个延迟后，在时钟的上升沿输出，也就是每一个点的转换时间为2．5个时钟周期，一旦转换流水线启动，则在每一个时钟的上升沿都有一个转换数据输出。
DSP与计较机之间的通讯由接口电路PCI9052实现。PCI9052是PLX公司推出的一种简单、高效的PCI从装备接口，可实现多种外设局部总线和PCI总线的互连。凭据PCI规范，主装备和从装备的划分本上是肯定数据传输双方会见与被会见的能力和关系。在此，PCI9052只能由主机或其它拥有总线主控制能力的装备进行数据的读写操作。但由于其内部有64Byte写FIFO和32Byte读FIFO，使PCI9052的局部总线和PCI总线能相互自力工作，可支持传输速度为132Mb／s的突发传输[2]。
DSP采用TI公司的TMS320VC5402，它的处置能力可到达100Mb／s,具有改良型的8位HPI接口，有16K*16BitDARAM，和4K*l6BitROM存储空间。具有较高的性价比[3]。
2．2 PCI9052与TMS320VC5402的接口
PCI9052的局部总线设置为8位局部总线，采用地址数据非复用模式，PCI9052和TMS320VC5402的接口电路如图2所示[4,5]。此时，LBE1为LA1，LBE0为LA0。将PCI9052的LBE0接HPI的HBIL，用以区分字节和第二字节。PCI9052的LA17接TMS320VC5402的HCNTL1，LA16接HC-NTL0，以选择HPI寄存器。PCI9052的LAD[0：7]接TMS320VC5402的HD[7：0]。TMS320VC5402的HINT反向后接至PCI9052的LINT1，之所以反向是由于HINT低电平有用，而UNT1是高电平有用。PCI9052的LW／R反向后接至TMS320VC5402的HR／W，由于LW／R高电平暗示写，低电平暗示读；而HR／W高电平暗示主机要读HPI，低电平暗示主机要写HPI。PCI9052的CS0与CS1相或后毗连至HCS，RD和WR划分毗连到HDS1，HDS2。TMS320VC5402的LRDY经由过程一定的逻辑组合再加上一个D触发器与PCI9052的LRDY相连以实现PCI9052与HPI的同步。PCI9052局部时钟采用40MHz。其中CPLD选用EPM7128，使用MAX+PLUSⅡ进行设计。
HPI主机接口采用会见寄存器的方式来进行DSP内部数据的读写，把HPI口单纯映照到PCI的I／O空间或存储器空间都有不成避免的错误谬误，是以本接口电路采用双映照方式，哄骗映照来会见控制、地址寄存器和单个数据口，而哄骗存储器映照来会见接连数据口。以实现TMS320VC5402与PCI9052之间利便、高效的数据通讯[6]。
3 数据收集系统软件的设计
数据收集系统的软件设计包括三个部门：DSP上的收集法式及响应法式。数据收集卡的驱动法式，在驱动法式上构建的运用法式。驱动法式是实现DSP与计较机通讯的关头，本文主要介绍装备驱动模子及其初始化的设计方式。
3．1 驱动法式模子
Win2000不支持直接会见硬件，虚拟驱动器依赖运行在内核模式的真实的驱动器。内核模式驱动法式使用系统级代码编写，且运行在内核模式下，由于内核模式允许直接硬件会见。内核驱动法式可被进一步分成遗留模式的驱动法式和Windows驱动模式的驱动法式(WDM)。
Windows驱动法式模子(WDM)如图3所示。图中左侧是一个装备对象仓库。装备对象是系统为扶助软件经管硬件而建立的数据结构。处于仓库底层的装备对象称为物理装备对象(PDO)。在装备对象仓库的中心某处有一个功能装备对象(FDO)。FDO的上面和下面还会有一些过滤装备对象。位于FDO上面的过滤装备对象称为上层过滤器，位于FDO下面的过滤器装备对象称为下层过滤器。
总线驱动器的使命就是列举总线上的装备。并为每一个装备建立一个PDO。一旦总线驱动器法式检查到新硬件存在，PnP经管器就建立一个PDO，建立完PDO后，PnP经管器参照注册表中的信息查找与这个PDO相关的过滤器和功能驱动法式。系统安装法式负责这些注册表项，而驱动法式包中控制硬件安装的INF文件负责添加其他表项。这些表项界说了过滤器和功能驱动法式在仓库中的顺序。
3．2 驱动法式的初始化
PnP经管器先装进硬件需要的驱动法式，然后再挪用驱动法式中的AddDevice函数。一个驱动法式可以被多个类似的硬件使用。但驱动法式的某些全局初始化操作只能在次被装进时执行一次。而DriverEntry例程就是用于这个目的。DriverEntry是内核模式驱动法式主进口点经常使用的名字。I／O经管器按下面方式挪用该例程：
DriverEntry的个参数是一个指针，指向一个被初始化的驱动法式对象，该对象代表用户的驱动法式。DriverEntry的第二个参数是装备服务键键名，其主要工作是把各类函数指针填进驱动法式对象。这些指针为操作系统指了然驱动法式容器中各类子例程的位置。
PnP经管器先装进底层的过滤器驱动法式并挪用其AddDevice函数。该函数建立一个FiDO,这样就在过滤器驱动法式和FiDO之间建立了水平毗连。然后AddDevice把PDO毗连到FiDO上。PnP经管器继续下上执行，装进并挪用每一个底层过滤器、功能驱动法式、高层过滤器，直到完成这个仓库。该函数的原型以下：
DriverObject参数指向一个驱动法式对象，就是在DriverEntry例程中初始化的阿谁驱动法式对象。PDO参数指向装备仓库底部的物理装备对象。AddDevice函数的基本使命是建立一个装备对象并把它毗连到以PDO为底的装备仓库中。
当AddDevice函数将FDO和FiDO建立且毗连好后，PnP经管器分配资本且发送PRP_MN_START_DEVICE，功能驱动法式需要在这个IRP上做年夜工作，包括分配并设置装备摆设额外的软件资本和为装备操作做准备。处置这个IRP主要经由过程PnPStartDevice函数完成。PnPStartDevice函数首先将IRP传递到底层驱动法式。期待完成后，挪用IoGetCurrentIrpStackLocation函数获得当前自己的仓库单元。I/O仓库单元的Parameters联合有一个名为StarDevice的子结构，该结构包括了资本分配信息。在StarDevice里就能够将分配的资本填充到PDO的装备扩大域中，而且挪用IoConnectInterrupt函数毗连中断。
条理结构可以使I／O请求进程加倍了然。每一个影响到装备的操作都使用I／O请求包。凡是IRP先被送到装备仓库的上层驱动法式，然后逐渐过滤到下面的驱动法式。内核凡是经由过程发送I／O请求包(IRP)来运行驱动法式中的代码。
4 竣事语
基于DSP的PCI总线数据收集系统充实哄骗了DSP丰硕的内部资本、壮大的数字旌旗灯号处置能力及PCI总线的高传输速度，能够利便的开发数据压缩、语音压缩存储等新功能旌旗灯号，并进行预处置与分析处置。经由过程PCI总线进行数据传送可年夜年夜提高传输速度。本系统适用于高速数据的收集和处置和需要进行年夜数据传输的运用场所。
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