解析關(guān)于PXI總線的數(shù)據(jù)采集卡的WDM驅(qū)動程序設(shè)計(jì)

“本文給出了一種基于PXI總線的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的硬件原理框圖。針對該硬件系統(tǒng)，采用DriverWorks驅(qū)動程序開發(fā)工具開發(fā)了相應(yīng)的WDM驅(qū)動程序和控制臺應(yīng)用程序?！?/p>

0 引 言

Windows驅(qū)動程序模型（Windows driver model，WDM）是Microsoft公司力推的全新驅(qū)動程序模式，與以前的驅(qū)動程序模型比較，它支持即插即用（plug and play，PnP）、電源管理和Windows管理診斷WMI等技術(shù)。在Windows操作平臺上，WDM已成為主流的驅(qū)動模型，但這也給WDM驅(qū)動程序的開發(fā)人員提出了許多新的挑戰(zhàn)，即便是開發(fā)和測試最簡單的設(shè)備驅(qū)動程序也變得比以前任何時候都復(fù)雜。

DriverWorks由NuMega公司開發(fā)，主要為開發(fā)Windows98、Windows 2000和Windows NT的WDM設(shè)備驅(qū)動程序提供了一個自動化的方法，使驅(qū)動程序的開發(fā)相對于使用Microsoft公司提供的設(shè)備驅(qū)動程序開發(fā)包（device driverskit，DDK）工具更加容易；并且它可以集成到VC++6.0開發(fā)環(huán)境中（后面要介紹的功能實(shí)現(xiàn)都是在用VC++6.0集成環(huán)境生成的驅(qū)動程序框架中編寫的），可以引導(dǎo)完成設(shè)備驅(qū)動程序開發(fā)的全過程，這樣就可以像生成其他工程一樣根據(jù)硬件種類自動生成設(shè)備驅(qū)動程序框架，省去了大量編寫代碼的時間。本文就是利用DriverWorks開發(fā)工具開發(fā)基于PXI總線的數(shù)據(jù)采集卡的WDM驅(qū)動程序。

1 PXI總線數(shù)據(jù)采集卡的硬件框圖

該數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示，該系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集模塊、F先進(jìn)先出數(shù)據(jù)緩存模塊、接口電路模塊和CPLD系統(tǒng)控制器模塊4個部分。待采樣的模擬信號經(jīng)由數(shù)據(jù)采集模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，采樣后經(jīng)過轉(zhuǎn)換得到的數(shù)字信號先被送入先進(jìn)先出存儲器進(jìn)行緩存，當(dāng)緩存器所存儲的數(shù)據(jù)達(dá)到半滿／全滿時，將發(fā)送一個半滿／全滿標(biāo)志信號，觸發(fā)中斷，由系統(tǒng)控制器通過PXI總線讀取數(shù)據(jù)。整個系統(tǒng)的工作邏輯時序控制由1片CPLD控制芯片來編程實(shí)現(xiàn)，接口邏輯采用通用的PXI總線接口邏輯芯片PCI9030來實(shí)現(xiàn)。

2 驅(qū)動程序設(shè)計(jì)

2.1 中斷過程調(diào)用

當(dāng)FIFO數(shù)據(jù)緩存器讀取的數(shù)據(jù)達(dá)到半滿／全滿時，其相應(yīng)半滿／全滿信號線會走低，該信號線與PCI9030芯片的外部觸發(fā)中斷輸入管腳相連，從而觸發(fā)中斷，主模塊通過PXI總線接口芯片讀取FIFO中的數(shù)據(jù)，其中斷服務(wù)例程如下：

2.2 中斷延遲過程調(diào)用

中斷服務(wù)例程的處理時間應(yīng)當(dāng)盡可能短，并且由于中斷服務(wù)例程在DIRQL級別上運(yùn)行，很多函數(shù)不能調(diào)用，所以通常是在延遲過程調(diào)用例程中做大部分的中斷處理工作。本系統(tǒng)延遲例程調(diào)用相關(guān)程序如下：

2.3 讀取數(shù)據(jù)

對于數(shù)據(jù)的讀取，主要是在SerialRead（）例程中實(shí)現(xiàn)的，其主要程序語句如下：

2.4 SerialWrite（）例程

數(shù)據(jù)采集卡硬件系統(tǒng)的初始化和肩動工作主要在Se-rialWrite例程中實(shí)現(xiàn)，其相關(guān)部分程序如下：

3 應(yīng)用程序設(shè)計(jì)

編寫驅(qū)動程序本身不是最終目的，最終目的是調(diào)用驅(qū)動程序管理資源，并為用戶應(yīng)用程序使用。這里采用的是console控制臺應(yīng)用程序，其基本框架也可以由Driverstuio自動生成，只需在現(xiàn)有的框架里面插入相應(yīng)的代碼就可以了，其主函數(shù)main（）的相應(yīng)代碼如下：

4 結(jié)束語

DriverWorks是一款功能強(qiáng)大、使用方便的驅(qū)動程序開發(fā)工具，利用它可以方便快捷地構(gòu)造PCI設(shè)備的驅(qū)動程序框架，大大加快了開發(fā)周期，提高了開發(fā)效率?？刂婆_應(yīng)用程序的優(yōu)點(diǎn)是開發(fā)起來方便、快捷，但在數(shù)據(jù)的圖形化顯示方面卻有所不足，如果將驅(qū)動程序與VC或者LabVIEW等圖形化應(yīng)用程序編程環(huán)境相結(jié)合，就可以編制出界面更加友好、功能更為強(qiáng)大的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)軟件平臺。

編輯：jq