基于CompactPCI总线的多功能设备卡研究与实现

摘要

ComapctPCI总线技术是一种加固型计算机技术，它在航天、军事、气象、电信等领域得到广泛应用。与其它体系结构计算机相比，它具有明显很多优势。 本文讨论了基于CompactPCI总线的多功能的数据采集与通信卡。其具有32路开关量输入输出；4路串口，包括2路rs232通信和2路高速rs485通信；8路并行高速数据采集功能；热插拔（Hot Swap）支持；PCI兼容环境要求（可以工作在PCI总线插槽）。具体内容包括三方面：硬件电路设计、FPGA模块设计、WDM驱动程序设计。 在研究PCI与CompactPCI总线的基础上给出了整体方案，硬件上重点讨论了热插拔（Hot Swap）内容及其实现。FPGA模块设计是本工程的一个重点。它具有三个模块：多路并行高速AD数据采集控制模块、高速串口控制模块和开关量控制模块。前两个模块是我们的重点。驱动程序设计方面，我们讨论了Hot Swap驱动程序模型，然而我们只实现了非热插拔WDM驱动程序，这一章主要给出了全双工串口驱动程序的设计流程图。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪论

1.1引言

1.2技术背景

1.3本文组织及约定

第二章 硬件整体设计

2.1系统需求与方案

2.2 ComapctPCI/PCI协议接口设计

2.3 CompactPCI Hot Swap控制器设计

2.4 FPGA与功能外围接口设计

第三章 CPCI/PCI总线研究

3.1 PCI总线结构

3.2 PCI总线命令

3.3 PCI地址空间

3.4 PCI配置空间

3.5 CompactPCI系统结构

3.6 CompactPCI HotSwap规范研究

第四章 FPGA多功能模块设计与仿真

4.1多功能模块的整体设计

4.2高速异步串口设计

4.3 AD采集控制模块设计

4.4开关量控制模块

4.5多模块综合

第五章 驱动程序设计

5.1 WDM Hot Swap驱动程序模型

5.2 WDM Hot Swap用户驱动程序

5.3 WDM非Hot Swap驱动的设计

5.4本章小结

第六章 结束语

6.1本文结论

6.2硬件软件方案改进

6.3进一步展望

附录

致谢

参考文献

在研期间科研成果