VxWorks操作系统下实现ComPactPCI总线驱动02 数据采集, 控制器, 操作系统, 通用, 接口

samwalton

连接到PCI总线的用户功能板卡需要使用PCI总线接口控制器和PCI总线进行交互，在应用系统设计时采用OL5064器件。QL5064是一款32 bit/33 MHz的通用PCI总线控制器，符合PCI规范2.2版，本突发传输速率达到132 MB/s。可作为PCI总线的主控设备控制总线，也可作为目标设备响应总线。Ql5064提供了PCI总线、E2ROM、LOCAL总线3个接口。LOCAL总线支持复用/非复用的32 bit地址/数据，有3种工作模式：M、C和J。在系统实际数据采集时，将LOCAl总线设置为C模式，这是一种目标设备模式。选用NM93CS56L型串行E2PROM作为QL5064的配置器件，该器件通过E2ROM接口和QL5064相连。QL5064的长配置方式要求68个字节的信息，主要包括：设备识别号、供应商代码号、LO-CAL总线3个空间的性质、范围以及基址等，这些配置信息内容一般要预先设计并用编程器事先写入配置器件中。在计算机启动时，系统将根据配置信息分配器件所申请的资源。Q155064作为一种桥接器件，在PCI总线和LOCAL总线之间有3种主要数据传输模式：
　　(1)PCI Initiator数据传输模式 主控模式，LOCAL总线主设备通过QL5064访问PCI总线存储空间和I/O空间;
　　(2)PCI Target数据传输模式PCI总线主设备通过QL5064访问LOCAL总线存储空问和I/O空间;
　　(3)DMA数据传输模式QL5064作为两总线的主设备，从PCI总线存储空间读数据到LOCAL总线存储空间或者从LOCAL总线存储空间读数据到PCI总线存储空间。在系统设计中，使用PCI Target数据传输模式读写控制模块中的寄存器。
　　4 设备的配置技术
　　VxWorks是专门为实时嵌人式系统设计开发的操作系统软件，提供高效的实时任务调度、中断管理、实时的系统资源分配以及实时的任务间通信。程序员可将主要精力放在应用程序本身，而不用关心对系统资源的管理。
　　为阐明在VxWorks操作系统下如何实现CompaetPCI总线设备的驱动，需了解PCI设备的配置寄存器空间。PCI设备有3种物理存储空间：配置寄存器空间、存储器空间和I/O空间。PCI局部总线设备中配置寄存器空间是一容量为256 KB并具有特定记录结构的地址空间，该空间分为头标区和设备有关区两部分，空间头标区的定义如图2所示。
　　在配置空间中，只读空间有设备标识、供应商代码、修改版本、分类代码以及头标类型。其中供应商代码用来标识设备供应商;设备标识用来标识某一特殊的设备;修改版本标识设备的版本号;分类代码用来标识设备的种类;而头标类型用来标识头类型以及是否为多功能设备。除供应商代码之外，其他字段的值由供应商分配。
　　PCI设备可以在地址空间中重定位是其重要功能之一，使得系统可合理地分配资源，甚至完全相同的两块PCI卡也能够在同一总线内工作而不会产生地址冲突。基地址寄存器的功能是分配PCI设备的系统地址空间，在基地址寄存器中，位0(最低位)均为只读位并且用来标识是存储器空间还是I/O地址空间。如果该位为0，表示映射到存储器空间。映射到I/O空间的基址寄存器宽度总是32 bit，其中位0值为1 (用硬件实现)，位1为保留位并且其读出值必须为0，其余各位用来把设备映射到I/O空间。映射到存储器空间的基址寄存器可以是32 bit宽度，也可以是64 bit宽度。其中位0也要用硬件方式使其恒为0。位2和位1两位用来表示映射类型，其余各位用来将设备映射到存储器空间。
　　系统配置软件通过向基址寄存器写入全“1”后再读回的方式确定设备要求的地址空间范围，与地址空间无关的位其返回值为0。
　　在VxWorks操作系统下实现CompactPCI总线设备的驱动过程主要包括下面步骤：
　　(1)查找CompaetPCI设备在VxWorks操作系统中通过函数peiFindDeviee()来实现，该函数可根据给定的设备标识和供应商代码找到相应的设备。并返回总线号、设备号以及功能号。函数的定义如下：
　　)
　　(2)配置CompactPCI设备 通过操作系统提供的API函数访问CompactPCI设备的配置空间，配置CompactPCI设备基址寄存器、中断、ROM基地址寄存器等，可得到Compact-PCI的仔储器空间和I/O地址空间映射、设备的中断号等。在VxWorks操作系统中访问CompactPCI设备配置空间的函数有pciConfigInLong()、pciConfigOutLong()等，它们分别完成对CompactPCI设备配置空间的读写操作。这一系列操作也称为PCI设备枚举。然后，根据CompactPCI设备的配置参数，对不同的设备编写初始化程序、中断服务程序以及对PCI设备存储空间的访问程序。