基于PCI局部总线的1553B总线接口卡设计

BU-61580功能上集成了BC／RT／BM一体化设计，可以编程设置BU-61580的配置寄存器来设定系统的工作方式，例如本系统中，通过软件编程BU-61580配置寄存器1的位15为逻辑“1”，位14为逻辑“0”，可使BU-61580工作于RT方式。内存管理模式可选是BU-61580的RT的一大特点。为了下位机处理器可以方便的存取从给定地址接收有效的、完整的数据块，保证为处理器提供最高程度的数据采样一致连贯性，RT方式的内存管理采用双缓冲模式，该模式下可以有选择地将接收的广播消息分解为非广播消息。具体实现方法是为每一个接收到的消息提供2个32位的数据字块，一个为激活的，另一个为停止的。当前命令结束后，BU-61580自动切换该子地址的数据块的激活区域与停止区域，这样，当向同一子地址发送命令时，如果数据有效并且双缓冲区允许，数据会保存到另一个数据块中，而不会使上一次的数据被覆盖。

　　与下位机连接方面，BU-61580的接口配置采用16位缓冲模式，它向下位机提供了一个直接共享RAM接口。在该模式下，BU-61580的数据、地址总线与主机的总线地址隔离，并且BU-61580的寻址空间限制在其内部RAM4K字的范围内。
2．1．2 逻辑控制模块设计

　　PCI总线接口模块与1553B总线接口模块之间的逻辑控制电路通过可编程逻辑器件和DSP实现。可编程逻辑器件采用了Altera公司的EP1C 12B芯片，其主要实现地址译码、数据缓存、逻辑控制、握手连接和与BU-61580的协议转换等功能。EP1C12B芯片内部的RAM资源作为双端口RAM和BU-61580之间的数据通道。下位机主控单元DSP控制器采用TI公司的TMS320F2812，用于控制EP1C12B完成1553B总线接口模块对双端口RAM的数据吞吐。上位机对1553B协议芯片进行操作时，相应的数据信号、地址信号和控制信号通过PCI总线发送到双口RAM中。DSP控制FPGA从双口RAM中取出该地址信号和控制信号进行译码，产生对应的地址信号以及控制信号送到BU-61580。如果操作是向1553B主总线发送数据，则同时将数据信号送到BU-61580的数据线。一次读写操作结束时，BU-61580将输入FPGA的READY信号拉低，通知FPGA读写操作结束。如果有中断产生，则在输入FPGA的INT引脚上产生中断波形（下降沿或低电平）。根据BU-61580输入FPGA的中断信号、握手信号或数据信号等，FPGA相应产生上位机需要的中断信号、握手信号、插入等待信号和数据信号等，送到PCI总线上。

　　2．1．3 PCI总线接口模块

　　PCI总线接口模块包括PCI协议芯片及其配置电路。PCI协议定义了严格的电气特性和时序要求，其接口电路实现难度大，采用专用的PCI接口芯片，可以避开复杂的PCI协议的细节设计，大大缩短开发周期。本系统选用的是PLX公司生产的PCI9052接口芯片作为PCI总线控制器，实现接口卡与PCI总线的桥接。

　　在进行驱动编写前，需要根据功能需求对PCI9052芯片进行相应的配置操作。PCI9052芯片有2类寄存器：PCI配置寄存器和局部总线配置寄存器。PCI配置寄存器的内容反映配置空间的情况，它的配置空间的内容包括PCI设备号DID，制造商号VID、中断号、设备类型号、局部空问基地址、局部空间描述符、片选响应以及局部响应控制CNTRL等信号，这些配置信息在芯片复位时通过串行E2PROM加载。PCI9052会自动根据该E2PROM的状态决定其内部寄存器值。E2PROM中的配置信息的正确与否关系着整个板卡是否能够正常工作。当系统配置成功后，接口卡可被PC机识别，即可进行驱动程序的开发。

　　2．2 系统软件设计

　　2．2．1 驱动程序设计

　　设备驱动程序提供连接到计算机的硬件的软件接口，所要完成的任务是链接应用层和硬件层，使操作系统识别具体硬件，并使用硬件资源。微软公司提供了专门的驱动程序开发工具包Windows XP DDK，但是DDK开发难度较大，周期长，不容易掌 握，Numga公司的开发工具Driv er Studio可以大大简化驱动程序的开发过程，它制作的类库封装了DDK的函数，完全兼容所有的DDK函数，它封装了比较底层的繁复操作，减少了对简单接口的复杂操作，专门提供了的开发向导Wizard与微软的Visual C++紧密地集成，驱动程序代码框架只需要在DrivetWorks工具向导程序的指引下，根据硬件的具体参数填写必要步骤即可完成。另外，Driver Wizard还能生成专为特殊设备定制的代码，比如PCI设备，ISA设备等。

　　驱动程序的基本功能是完成设备的初始化、对端口的读写操作、中断的设备和响应及中断的调用，以及对寄存器和内存的直接读写。在Driver Studio生成的程序框架上，根据具体的要求添加新的类对象和代码，结合接口卡的特点，编写一些特殊的驱动，在VC下编译后即可得到所需的驱动程序。

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