文档介绍：基于CPCI总线的数据采集卡及其驱动程序设计
 
 
摘  要  介绍了一种基于CPCI总线的高速数据采集卡硬件及其WDM驱动程序设计 方法 ，详细说明了 计算 机通过驱动程序与数据采集卡硬件进行高速数据交换的方法，利用DriverWorks完成了满足高速数据传输要求的WDM驱动程序设计，实现了数据采集卡与主机内存之间数据传输的DMA方法。
    关键词  数据采集；WDM ；CPCI；DriverWorks；DMA
 
1  引言
    CPCI总线机械特性上有VME总线的坚固特性，在数据传输方面采取与PCI一致的传输方法。高速数据采集系统中，总线数据传输能力要求强，数据采集系统采用CPCI总线，极大提高了数据采集卡的数据传输能力。为了充分发挥CPCI总线数据传输快、高可靠的优势，要解决好基于CPCI总线的数据采集卡与计算机主机之间的通信 问题 。Windows2000操作系统对CPCI总线提供良好的支持，该操作系统下，驱动程序的编写基于一种新的驱动模型
WDM(Windows Driver Model)，WDM为Windows98/2000/XP操作系统的设备驱动程序的设计提供了统一的框架。本文介绍的基于CPCI总线的高速数据采集卡用于某数字化仪（Digitizer）中，借助用DriverWorks开发的WDM设备驱动程序，用户 应用 程序和数据采集卡之间相互通信，实现主机命令的即时传送和板卡采集数据的高速传输。
2  硬件系统设计
    针对不同的应用要求，CPCI接口卡设计采用的设计方案，一是使用PCI专用接口芯片与FPGA相结合的方案，专用接口芯片完成从PCI总线到本地用户总线的转接；FPGA灵活的转换逻辑时序，以适应不同的外设时序要求；二是采用可编程逻辑器件实现通用PCI总线接口，很多生产可编程逻辑器件的厂商都提供经过严格测试的PCI接口功能模块，由用户进行简单的组合设计即可。考虑到开发周期，本CPCI数据采集卡采用前一种设计方法，用PCI专用接口芯片实现。系统硬件组成如图1所示。
    本数据采集卡PCI接口芯片选用PLX公司的PCI9054， PCI9054提供两个独立的可编程DMA控制器，有两个DMA通道，每个通道均支持Block(块传输)和Scatter/Gather(散/集传输)的DMA方式，PCI总线端支持32位/33MHz；本地端可编程实现8、16、32位数据宽度，传输速率最高可达到132M字节/秒。本地总线端时钟最高可达50MHz，支持复用（J模式）和非复用的32位地址/数据（C模式）。PCI9054工作方式有：直接主模式，直接从模式和DMA模式。直接主模式由本地处理器访问PCI总线上的I/O接口和计算机内存资源，本地处理器发起数据的传输。直接从模式指PCI总线作为主控设备发起对本地总线资源的访问，包括对本地处理器的控制和对本地内存的访问。DMA模式支持PCI总线与本地总线之间的突发传输。PCI9054实现了PCI总线到局部端总线的转接，用该芯片做设计时，不必对PCI规范作全面深入理解，方便用户在设计时专注于具体功能的实现。
    本设计中PCI9054设置为非复用的32位地址/数据，即C模式，采用直接从模式和DMA方式分别传输主机命令和数据采集卡采集到的数据；可编程逻辑器件