文档介绍：上海交通大学硕士论文摘要
基于 PCI 总线的嵌入式 Linux 设备驱动程序
的研究与实现
摘要
随着通用处理器和嵌入式技术的迅猛发展,越来越多的电子设备
需要由处理器来进行控制。而目前大多数的 CPU 和外部设备都会提
供 PCI 总线的接口,PCI 总线已成为计算机系统中一种应用广泛、
通用的总线标准。
Linux 因其开放源代码以及稳定的性能,越来越受到广大用户所
青睐。同时,基于 Linux 内核的嵌入式操作系统应用势头强劲,开
发基于 Linux 的设备驱动程序,具有很强的实用性和可移植性。基
于此,国家 863 项目 DVB-IP 网关采用了基于 Linux 的 PCI 总线技术。
因此,开发其 PCI 的 Linux 设备驱动程序就显得很有必要。
本文先简单介绍了 PCI 局部总线的特点、传输控制机制及其配置
技术, DM642 的 PCI 接口和 Linux 操作系统与驱动程序的相关知识。
阐述了 DVB-IP 网关硬件开发平台和系统设计目标,对在 DVB-IP 网
关中开发 PCI 设备驱动所存在的关键点和难点作了深入的分析。结合
DVB-IP 网关,设计并开发了 DM642 PCI 的嵌入式 Linux 设备驱动。
分析目前普遍存在的 DSP 代码加载方式的特点,设计并实现了一种
新的 DSP 加载技术,非常有利于系统调试和应用,节省了硬件成本,
降低了开发难度。从提高 PCI 的数据吞吐量和实时传输性能出发,本
I
上海交通大学硕士论文摘要
文先深入研究了 DSP 采用目前普遍使用的中断方式与 CPU 进行数据
传输时所带来的中断次数多、中断间隔小和数据吞吐能力差等缺陷。
针对 DSP 采用全中断方式实时传输 TS 流的不足,本文利用中断使能
(PCIIEN)寄存器中的 EERDY 位作为用户进程完成内核空间的数据
操作和允许 DSP 发送中断的标志位,结合 MASTEROK 位,设计并
实现了中断和轮询相结合的数据传输方式,不仅减少了中断次数,而
且增加了中断发送的间隔,对多节目 TS 流的处理能力提高了近 1 倍。
为解决系统中存在累积包以致于网络传输时会出现大的抖动而产生
尖峰现象,本文利用 mmap 技术实现了数据的零拷贝,节省了 CPU
用户进程通过系统调用拷贝内核空间数据的开销,减轻了 CPU 的负
荷,提高了 PCI 的数据吞吐能力和实时传输性能,提高了驱动程序的
可靠性与稳定性。本文对各种数据传输方式的设计都进行了实验仿真
和测试,并对各种传输方式的实验结果进行了分析和比较。
本文的设计为通用的 Linux 设备驱动程序开发提供了借鉴,使嵌
入式设备驱动程序在不修改或少量修改驱动程序源代码的情况下,可
在不同平台实现兼容,提高了类似项目的开发效率。同时为 PCI 设备
如何通过 PCI 总线与 CPU 进行交互通信提供了参考设计。
关键词: PCI,Linux 设备驱动,自举加载,零拷贝,交互通信
II
知识水坝***@pologoogle为您整理
上海交通大学硕士论文 ABSTRACT
THE STUDY AND IMPLEMENTATION OF
EMBEDDED LINUX DEVICE DRIVER
BASED ON PCI LOCAL BUS
ABSTRACT
With the rapid development of puter and embedded
technologies, more and more electronic devices are controlled by
microprocessors. Nowadays most of the CPUs and peripheral equipments
offer PCI bus interface, because PCI bus has e an extensive and
universal bus standard in puter system.
Linux is popularly applied because of its speciality of free and open
codes. The application based on Linux kernel in the Embedded Operating
System is imperative for low cost. And the DVB-IP Project which
belongs to the National “863” H