基于WinCE系統(tǒng)的FIFO數(shù)據(jù)傳輸程序設(shè)計(jì)

　　1.引言

　　在嵌入式系統(tǒng)特別是數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，實(shí)時(shí)性至關(guān)重要，它不僅要求嵌入式微處理器能快速作出響應(yīng)，還要求嵌入式系統(tǒng)能及時(shí)處理數(shù)據(jù)[1]。在本文設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，如采用常規(guī)方法傳輸數(shù)據(jù)，當(dāng)采集數(shù)據(jù)的速度較高時(shí)，由于Windows CE系統(tǒng)和采集系統(tǒng)不能同步，可能會(huì)造成數(shù)據(jù)的丟失，使得系統(tǒng)不能及時(shí)準(zhǔn)確的傳輸數(shù)據(jù)。為解決這一問題，可以使用采集板上內(nèi)置的先入先出(FIFO)緩沖器。目前國內(nèi)關(guān)于在Windows CE系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)FIFO的文獻(xiàn)還未見報(bào)道。對(duì)此，本文討論了如何在Windows CE.net平臺(tái)上開發(fā)基于FIFO的數(shù)據(jù)采集板的驅(qū)動(dòng)程序，以保證數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。通過試驗(yàn)將常規(guī)方法與FIFO進(jìn)行比較，得到較好的結(jié)果

　　2.系統(tǒng)的軟件及硬件平臺(tái)

　　嵌入式系統(tǒng)以其體積小、針對(duì)性強(qiáng)、實(shí)時(shí)性好等特點(diǎn)，在通訊、控制和消費(fèi)電子等諸多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。本設(shè)計(jì)中的操作系統(tǒng)就是微軟公司推出的專門用于嵌入式系統(tǒng)的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)Windows CE.net，它是一個(gè)32位、多線程、多任務(wù)的嵌入式操作系統(tǒng)，以其模塊化的結(jié)構(gòu)，良好實(shí)時(shí)性能力，強(qiáng)大的通信能力和對(duì)多種CPU的支持，在各種工業(yè)控制、消費(fèi)電子等領(lǐng)域擁有較好的應(yīng)用前景[2]。

　　數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的硬件平臺(tái)是研華公司的MIC-2000工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，MIC-2000具有良好的機(jī)械可靠性和總線擴(kuò)展能力[3]，可用于環(huán)境惡劣的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)。數(shù)據(jù)采集板是模擬量輸入板MIC-2718，它是一個(gè)高增益、高性能的多功能數(shù)據(jù)采集板，它提供的程序可控增益放大器使用戶可以不用外加電源就可以采集很小的輸入信號(hào)，內(nèi)置的1K字FIFO緩沖區(qū)保證了采集數(shù)據(jù)的快速性和準(zhǔn)確性。MIC-2718為12位100KHz的A/D模塊，支持16路單端或8路差分輸入最大轉(zhuǎn)換時(shí)間為8usec，有軟件觸發(fā)、定時(shí)器觸發(fā)和外部觸發(fā)三種方式，MIC-2718的功能框圖如圖1所示。

　　MIC-2718支持跳線選擇16路單端輸入或8路差動(dòng)輸入，當(dāng)選擇單端輸入時(shí)每個(gè)通道只需要接一根信號(hào)線，信號(hào)的參考地為板上的公共地[4]。標(biāo)準(zhǔn)連線圖如圖2所示。當(dāng)選擇雙端輸入時(shí)每個(gè)通道有2根信號(hào)線，MIC-2718測(cè)量2個(gè)模擬信號(hào)的電壓差，如果信號(hào)源沒有接地，則稱為“浮”信號(hào)源，測(cè)量“浮”信號(hào)源用圖3所示的接線方法。

　　3.Windows CE驅(qū)動(dòng)程序

　　與其他操作系統(tǒng)一樣，Windows CE.net也提供了很多外設(shè)的驅(qū)動(dòng)程序，驅(qū)動(dòng)程序?qū)⒉僮飨到y(tǒng)和設(shè)備連接起來，使操作系統(tǒng)能夠識(shí)別設(shè)備并為應(yīng)用程序提供設(shè)備服務(wù)[5]。 但是，對(duì)于非常規(guī)硬件設(shè)備(或者說對(duì)現(xiàn)有的Windows CE應(yīng)用系統(tǒng)是非常規(guī)的)，微軟并沒有提供驅(qū)動(dòng)程序，因此需要設(shè)備的硬件廠商提供WndowsCE的驅(qū)動(dòng)，或是使用者自行開發(fā)[6]。目前，還沒有MIC-2718的基于Windows CE.net 4.2版本的驅(qū)動(dòng)程序，因此需要自行開發(fā)。

　　Windows CE.net驅(qū)動(dòng)程序的2種模式是本機(jī)驅(qū)動(dòng)和流接口驅(qū)動(dòng)模式[7]。本機(jī)設(shè)備驅(qū)動(dòng)適于集成到基于Windows CE.net平臺(tái)的設(shè)備，如通用LED驅(qū)動(dòng)和電源驅(qū)動(dòng)。流接口驅(qū)動(dòng)模型適用于任何在邏輯上被認(rèn)為是一個(gè)數(shù)據(jù)源或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的設(shè)備的I/O設(shè)備(任何以產(chǎn)生或消耗數(shù)據(jù)流作為主要功能的外圍設(shè)備)[8]，因此在采集系統(tǒng)中，WinCE的外圍設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序一般以流接口驅(qū)動(dòng)程序較多。另外，絕大部分外圍設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序都可映射為流接口驅(qū)動(dòng)程序。無論驅(qū)動(dòng)程序控制的設(shè)備是什么類型，流接口驅(qū)動(dòng)都使用相同的接口并導(dǎo)出一組相同的函數(shù)(流接口函數(shù))。

　　針對(duì)本文中數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和Windows CE中驅(qū)動(dòng)程序模型的特點(diǎn)，本設(shè)計(jì)采用流接口驅(qū)動(dòng)程序模型。