基于Virtex-6的PCI Express高速采集卡設計

VirtaulAddress()函數返回的內核模式地址是提供給驅動程序讀寫公用緩沖區用的，而進行DMA傳輸時需要用到緩沖區的物理地址，也即需要寫入DMA參數寄存器的是緩沖區的物理地址。
3．3 總線中斷處理
采集卡一共需要處理三種中斷請求，分別是DMA寫完成，DMA讀完成和錯誤中斷請求。在Driver Works平臺中，KInterrupt類可用于處理硬件中斷，其主要函數包括中斷寄存器初始化，中斷連接函數，實現了將一個中斷服務例程連接到一個中斷和解除其連接等。
中斷處理函數首先在驅動程序構造的函數中調用MEMBER_ISR(class_name，fuction_name)，聲明中斷服務例程為該類的一個成員函數，接著在驅動程序驅動例程中調用InitializeAndConnect()，初始化中斷類實例，并與中斷服務例程連接起來。
這樣就完成了對外部硬件中斷的處理，當每次驅動程序檢測到硬件產生中斷脈沖時，中斷服務函數隨即被調用，從而轉入相應中斷處理程序中執行。

4 采集卡性能測試
為測試采集系統性能，自行設計了應用軟件對采集卡數據傳輸速率進行統計，在Windows環境下，采用多種數據量進行DMA方式讀寫。應用端軟件根據數設定的數據包大小，申請不同的內存空間，并將虛擬地址映射到FPGA的DMA寄存器。實際測試采集速率結果如圖4所示。

根據圖4的測試結果，總線DMA傳輸速率與數據塊大小相關。當設定系統數據塊(即開辟的主機內存)大于32 Mb時，采集卡的采集速率穩定在5．6 Gb／s。實驗結果表明，該系統大幅度地提高了數據交互速度，發揮了PCI Express總線的優越性能。

5 結語
本文應用Xilinx公司的VirteX-6芯片設計了PCIExpress高速采集卡，通過調用FPGA內部的PCIE集成協議硬核，配合總線DMA控制器，能夠快速可靠地采集外部差分數據，具有解碼、整形，高速采集存儲的功能，是大數據量交互的有效解決方案。