基于IEEEl394b总线双向数据传输设备驱动程序设计

　　介绍了基于IEEEl394b总线双向数据传输系统PC机端设备驱动程序。结合IEEEl394b总线规范，以Windows环境为例详细介绍了利用Fir-eAPI SDK开发IEEE1394b设备驱动程序的设计原理、实现方法。

现有的大部分数据传输接口总线造价比较高，且难以满足实际运用中对传输速率的要求，成了阻碍整个系统性能提高的一大屏障。IEEE-1394是现今最高速的串行总线接口之一，IEEE1394lb更是在原有IEEE1394的基础上速度更快，支持距离更长，在实时批量数据传输方面有广泛的应用前景。

基于1394传输系统设备驱动文献，大部分都是基于IEEE1394a的，而IEEE1394b以其更高的速度展现出了更大的魅力，对实时大批量的数据传输具有重大意义，但是Microsoft并没有提供对1394b的支持，在Windows自带的1394不能支持其S800的速度，因此1394b在应用上受到局限，Unibrian提供了FireAPI SDK开发包，提供了对1394b的完全支持，也是现在唯一持1394b的驱动程序开发包。

1 IEEEl394串行总线概述

IEEE1394又称火线(Fire Wire)，是由美国苹果电脑公司开发的一种品质高、传输速度快的串行总线技术。1995年IEEE正式认可IEEE139 4-1995规范，并于2000年又推出了IEEE1394a-2000规范。2002年推出了IEEEl394b-2002的传输速率可达3.2 Gb·s-1，兼容于IEEE1394a，但是接口的形状从IEEE1394a的6 Pin变成9 Pin。IEEE1394的主要特点如下：

(1)高速可升级，支持100 Mb·s-1、200 Mb·s-1、和400 Mb·s-1的传输速率。IEEE1394b增加800 Mb·s-1，16 00 bib·s-1，3 200 Mb·s-1的传输速率，现在市面上所提供的芯片最高支持到800 Mb·s-1。

(2)支持点到点传输，各节点可以脱离主机自主执行事务。

(3)支持较远距离的传输;IEEE1394节点之间的距离不能超过4.5 m。IEEE1394b最远距离可达100 m，而且可以选用更多的传输媒介，比如非屏蔽的5类双绞线、塑料光纤和玻璃光纤等。

(4)支持即插即用，可以在任何时候向IEEE1394网络添加或删除设备。

(5)热插拔，无需将系统断电就可以加入和移除设备。

(6)支持两类事务，包括等时(Isochronous)和异步(Asynchronous)事务。

(7)拓扑结构，设备间采用树形或菊花链拓扑结构，每条总线最多可以连接63台设备。

(8)公平仲裁，是等时传输具有较高优先级，同时异步传输也能获得对总线公平的访问。

2 IEEE1394b驱动程序的基本结构

Unibrianl394驱动程序栈采用由上而下的架构，这个栈的核心就是1394类驱动，它完成1394所有事物并提供应用程序所需的全部服务。而这个1394类驱动正是WDM驱动中的类驱动。图1为Unibrainl394驱动栈。

3 IEEE1394b驱动程序的具体实现

3.1 驱动程序入口点

运用FireAPI的第一件事就是调用C1394Initializa，C1394Initialize执行所有对1394初始化支持的必需动作，这个函数会检查FireAPI驱动栈是否已完全安装，相应的驱动程序是否已经开始，以及初始化驱动栈需要的内部结构。

3.2 打开设备方法

当1394总线上添加或删除一个或多个设备时会自动重新配置物理设备地址，以此来支持即插即用特性，这时设备物理ID的重新分配，设备的节点号可能会改变。不过1394要求每个节点都要有一个全球惟一标识符GUID，它存储在Bus_Into_Block，在设备的整个生存期它是惟一不变的，所以在程序中根据设备的GUID打开设备句柄，其传输时将不用担心总线复位及物理ID改变。

4 IEEE1394b具体通信机制

IEEE1394串行总线支持两种传输类型;异步传输和等时传输。

(1)异步传输，异步传输使用确定的物理地址来指向某一个节点，以完成读、写、锁定操作。基于请求和应答的机制来确保数据传输的正确性。

(2)等时传输，等时传输是一种不需要确认数据的传输类型，它主要强调的是传输数据的实时性。等时传输是通过一个6位的信道号码来确定一个或多个设备。其以固定时间间隔(125 ms)发送数据，所以必须分配固定的总线带宽，有着高于异步传输的优先级。等时传输所用的最大带宽是整个带宽的80%。

　　4.1 IEEE1394b异步传输

异步传输的主要步骤如下：

(1)设置传输速度，1394b支持的最高速度为800 Mb·s-1，驱动程序可以在总线复位完成后立即通过C1394GetMaxSpeedToNode或1394Get-MaxSpeedBetweenNodes设置节点间速度。

(2)设置最大包，1394b在S800的速度下所支持的最大包长为4 096 bit，可通过C1394GetMaxPayloadForSpeedand C1394GetMaxPayloadF-orMaxRec设置最大包长。

(3)设置带宽，要注意的是带宽不仅取决于包的大小，还与节点间的传输速率有关，当传输速率增加时，所需的带宽会减小。

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