基于PCI总线的嵌入式设备驱动程序设计与研究

摘要

目前,越来越多的电子设备需要由计算机来进行控制,而几乎所有的CPU和外部设备都会提供PCI总线的接口,PCI总线已经是计算机系统中应用最为广泛、最为通用的总线标准.因此,开发PCI设备的驱动程序显得尤为重要.Windows是当今世界使用最为广泛的操作系统,Linux因其免费的开放源代码,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.开发这两种操作系统下的设备驱动程序,具有很强的实用性和通用性.本文以DSP视频采集处理卡的设计为背景,研究了PCI总线传输、控制机制及其配置技术,阐述了Windows和Linux下驱动程序的特点,开发出了Windows98/2000下PCI设备的WDM驱动程序以及Linux下的驱动程序,同时提供了相应的上层用户可方便调用的动态链接库.在驱动程序的设计中充分考虑了操作的同步与互斥,有效地解决了资源的共享问题.同时,做到了多卡共用一个设备驱动程序而降低了内存使用.整个设计项目采用内核层、API层、应用层三级编程体系结构,各层编码相对独立,编程思路清晰明了,程序具有较强的通用性、安全性和可移植性.如需对硬件设备升级,只需修改软件的设备驱动程序,而无需对整个系统重新编译.本文的设计为通用的设备驱动程序提供了借鉴,使嵌入式设备驱动程序在不修改和少量修改驱动程序源代码的情况下,可在不同操作系统实现代码级兼容,提高了类似项目的开发效率.

目录

文摘

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1绪论

1.1嵌入式设备基本概念

1.2 PCI总线及其驱动开发

1.3课题研究的内容和意义

2PCI总线技术研究

2.1 PCI总线的特点

2.2 PCI总线信号及命令描述

2.3 PCI总线配置技术

2.4 PCI总线传输及控制机制

3DSP卡的PCI接口设计

3.1系统结构介绍

3.2 PCI2040概述

3.3 PCI总线与DSP的接口实现

3.4串行E2PROM的初始化

4设备驱动程序开发基本知识

4.1操作系统概述

4.2中断请求级

4.3内存使用

4.4同步与互斥操作

5Windows下的DSP卡驱动程序

5.1 Windows驱动程序类型

5.2 WDM驱动程序模型

5.3 DSP卡的WDM驱动程序实现

5.4驱动程序的调试与安装

5.5驱动程序的调用与包装

6Linux下的DSP卡驱动程序

6.1设备驱动程序

6.2设备的分类

6.3模块

6.4设备驱动程序的实现及模块安装

7结束语

致谢

参考文献

附录1(攻读学位期间发表论文目录)

附录2(安装文件清单)