上傳時間:2012年3月7日 作者:張蓓蕾 夏偉杰 周建江 關鍵詞:嵌入式、PXI
所謂驅動程序,就是直接控制設備進行工作的底層程序,實現(xiàn)了硬件和高層應用程序的交互。如果要使用PXI總線設備上的某個功能,就需要CPU能通過某段范圍的地址訪問或內存訪問的方式與該功能交互。RTX驅動程序可以將獲得的基地址轉換成系統(tǒng)能夠識別的虛擬地址,然后通過讀寫函數(shù)對不同板卡的底層寄存器進行操作,從而實現(xiàn)控制板卡正常工作。PCI定位寄存器配置由BIOS自動完成初始化,如分配總線號、中斷向量、地址空間等,驅動程序只需要對數(shù)據(jù)偏移寄存器,即設備內部寄存器進行配置。訪問內部寄存器,首先要獲得PCI設備在BIOS上的映射基地址,然后根據(jù)設備的寄存器偏移量和格式對寄存器進行訪問。
在RTX環(huán)境下,PXI設備驅動程序的基本結構如圖4所示。其中,PXI設備和RTX位于結構底層,PXI設備與RTX內核通過中斷和I/O端口來進行數(shù)據(jù)交互,RTX內核通過庫函數(shù)和設備驅動程序來提供所需服務。上層應用程序與底層驅動程序通過建立共享內存來進行通信。
在RTX環(huán)境下進行PXI設備驅動開發(fā),首先需要將Windows下的設備轉換為RTX下的設備。RTX提供實現(xiàn)該功能的屬性窗,如圖5所示。利用RTX屬性窗進行轉換分主要分為兩個步驟: (1)添加RTX的INF支持; (2)在設備管理器中更新設備驅動,將PXI設備從Windows支持轉換為RTX支持?! TX環(huán)境下一個完整的PXI驅動程序至少由以下幾方面組成: (1)設備初始化和釋放。查找PCI設備傳送設備號和廠家號兩個主要參數(shù),并遍歷所有的PCI插槽直到匹配為止。找到設備后,讀出中斷號、基地址等,為以后的工作做準備?! ?2)地址到虛擬地址的映射,使系統(tǒng)能夠識別硬件。由于對硬件的讀寫操作是基于物理地址,而應用程序實現(xiàn)讀寫操作使用的是虛擬地址,所以驅動程序必須要完成地址映射?! ≡O計的PXI板卡驅動程序首先用接口函數(shù)DeviceSearch()在總線上輪詢,并查找到設備。然后通過DeviceInit()函數(shù)獲得設備的硬件資源,如中斷號、內存、輸入輸出I/O和DMA等。通過RtGetBusDataByOffset()函數(shù)訪問設備的整個PCI配置空間,得到本地配置寄存器和存儲空間內存的基地址和中斷號等信息,然后根據(jù)獲得的基地址利用RtTranslateBusAddress()和RtMapMem ory()函數(shù)將讀取出來的基地址轉換為系統(tǒng)能夠訪問的虛擬地址。需要指出的是,板卡的本地寄存器和存儲空間可以通過Memory映像和I/O直接訪問,文中設計的驅動程序的運用的是Memory映像。如選用I/O直接訪問,可以通過調用RtEnablePortIo()和RtReadPortUchar()等函數(shù)即實現(xiàn)對端口的直接讀寫。當找到并打開板卡后就可以自定義讀寫函數(shù)對板卡進行讀寫操作,從而達到控制板卡的目的,具體開發(fā)流程如圖6所示。
4 結束語 RTX環(huán)境下的驅動程序可以通過RTX函數(shù)進行直接訪問的,能夠隨時停止隨時配置。文中基于RTX,在Windows平臺實現(xiàn)了風洞虛擬飛行試驗舵控仿真系統(tǒng)。與直接基于Windows平臺設計的系統(tǒng)相比,系統(tǒng)的響應時間提高到ms級,滿足了實時性要求。由于測試軟件是基于VC++環(huán)境開發(fā)的可視化軟件,系統(tǒng)具有良好的可擴展性,通用性較強。通過聯(lián)調,驗證了仿真系統(tǒng)的可靠性和實時性。
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