PCI总线扩展板卡的设计与实现

摘要

数据传输是图像采集控制系统的重要组成部分之一，随着需要处理数据量的不断增大，高速性成了对系统数据传输的关键要求。目前计算机的数据采集卡大部分是基于ISA（Industrial Standard Architecture）总线结构的，其最大缺点就是传输速率太低，不能实现大量数据的实时传输，而PCI（Peripheral Component Interconnect）总线的应用使这一问题得以解决，并且随着计算机技术的发展，新的主板从提供PCI总线与ISA总线并存，到已取消对ISA总线的支持，板卡设计者也面临从ISA到PCI总线升级的巨大压力，因此开发以PCI总线为基础的设备接口是技术发展的必然要求。
　　在本文中首先介绍了PCI总线有关概念，并以扩展外部SRAM为例，论述了PCI扩展板卡硬件设计方法，然后探讨了基于Windows操作系统的WDM（Windows Driver Model）驱动程序及其开发方法，给出了支持扩展板卡的WDM驱动程序及应用程序，最后，对板卡性能测试结果进行了分析。取得的主要成果如下：
　　设计并制作了基于PCI总线专用接口芯片PCI9054与SRAM的扩展板卡接口。在硬件设计上采用了优化的方案，电路简单、灵活，并较好地实现了电磁兼容性与稳定性。
　　利用DDK（Device Driver Kit）和Visual C++6.0，设计出了可工作在Windows系统下扩展板卡的WDM驱动程序和读写操作等功能应用程序。在程序设计上，充分体现了软件运行的高效性和安全性，总结出了WDM设备驱动程序的编写、调试、安装等方面经验和源代码，在以后的开发中，可以直接引用源代码，避免重复工作。
　　测试结果证明，该板卡可在Windows XP下安全稳定地工作，达到了设计要求。开发的这个产品，不仅可在图像采集系统中使用，而且也为其他PCI设备开发提供了一种有效解决方案。

目录

PCI总线扩展板卡的设计与实现

THE DESIGN AND IMPLEMENTATION OF PCI BUS EXTENDED BOARD

摘要

Abstract

第1章 绪论

1.1 课题研究的目的和意义

1.2 PCI总线及扩展板卡的研究现状分析

1.3 课题的主要工作内容

第2章 PCI总线概述

2.1 引言

2.2 PCI总线信号

PCI信号类型

PCI总线命令

2.3 PCI总线的操作

PCI总线的寻址空间及协议

PCI总线的数据传输过程

PCI总线的仲裁

2.4 PCI总线配置

2.5 本章小结

第3章 PCI总线扩展板卡的硬件设计

3.1 引言

3.2 PCI总线扩展板卡的硬件设计思路

3.3 PCI专用接口芯片的选择

3.4 PCI专用接口芯片PCI9054简介

3.5 PCI总线扩展板卡的硬件电路设计

电路原理图及PCB设计

PCI9054的配置设置

3.6 PCI总线扩展板卡的硬件调试

3.7 本章小结

第4章 PCI总线扩展板卡的软件设计

4.1 引言

4.2 WDM设备驱动程序模型

4.3 PCI设备的WDM驱动程序设计方案

4.4 PCI扩展板卡驱动程序设计

驱动程序入口和卸载例程

设备的创建和删除

设备的启动和停止

读写操作

驱动程序的其他处理

驱动程序的安装

4.5 PCI扩展板卡驱动程序支持程序设计

4.6 软、硬件功能测试结果

本章小结

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

哈尔滨工业大学硕士学位论文原创性声明

哈尔滨工业大学硕士学位论文使用授权书

致谢

个人简历