PCI接口擴展卡的快速開發方案
加入技術交流群
Local Address Space 0 Local Base Address(remap)：設為0000 0001，表示將PCI總線上的地址轉換為局部總線地址0x0000～0x001F。
Chip Select 0 Base Address：設為0000 0011，表示在局部總線地址為0x0000～0x001F時，局部總線的片選信號有效，用于SJA1000的片選。
Interrupt Control/Status: 設為0000 0041， 表示中斷使能，響應LINTi1上的中斷申請。
CNTRL: 設為0060 0C80，表示USER0、USER1引腳用于輸入，USER2 、USER3引腳用于輸出，初始值分別為0、1，PCI數據傳輸等待超時長度為12個時鐘周期。
根據PCI標準和PLX9052的說明文檔，PCI連接器上所有的VCC、Vi/o 5V電源連接到一起，所有的GND端連接到一起，在盡可能靠近PLX9052電源引腳的地方放置高頻去耦電容。PCI總線的時鐘頻率為33MHz，不恰當的布線會導致信號線之間的延時關系混亂，因此PCI協議對布線做了嚴格的規定，要求主時鐘PCI_CLK線的長度為2.5英寸，誤差應小于0.1英寸，其它引線短于1.5英寸，推薦使用四層板。設計中可以參考市面上的聲卡和網卡布線實例，如考慮成本等因素，也可只使用兩層板，雙面覆銅接地。經實踐驗證該卡能夠穩定工作。
3 PCI接口卡驅動程序及軟件設計
在DOS環境下，操作系統對應用程序開放所有權限，開發人員可以使用匯編指令、BIOS函數等任何方法操作硬件資源，此處不再贅述。
在Windows系統中，為避免因不當的硬件操作而導致系統崩潰，應用程序不再具有直接的硬件訪問權，如果要操作硬件，必須借助設備驅動程序。現有的Windows系列操作系統產品眾多，所使用的設備驅動程序結構也有所不同。其中，VxD型驅動程序最古老，適用于Win3.x、Win95、Win98等操作系統；WinNT型驅動程序只適用于WinNT4.x以下版本的操作系統；WDM型驅動程序是WinNT型驅動程序的升級版，適用于Win98、Win2000、WinXP等操作系統，是今后幾年的應用主流。
Microsoft為設備驅動程序的編寫提供了一些工具，如Windows Device Drivers Kit(簡稱DDK)，它包含了驅動開發所需的各種類型的定義和內核函數庫。如果直接使用DDK，開發者需要了解整個系統體系結構和WDM規范，熟諳上千個DDK函數的功能和使用場合。用這種方法編制的驅動程序有很高的運行效率，但是開發難度大，測試流程繁瑣，一般用于有一定研發和生產需求的單位。
為減輕開發者的負擔，很多第三方廠商提供了輔助軟件。如Numega公司的DriverStudio軟件，它將DDK函數按照邏輯功能組織，把很多常用功能封裝成類，建立了一個基于C＋＋語言的面向對象的編程環境。開發者面對的不再是上千個復雜凌亂的DDK函數，而是邏輯清晰的類庫，大大降低了開發難度和開發周期，獲得了廣泛的應用。
對于速度要求不高、實時性要求不嚴的場合， Jungo公司的Windriver[3]軟件提供了一種更加快速簡潔的解決方案。它內置一個名為Wdpnp.sys的通用核心態WDM驅動程序，將一些基本的操作如存儲器讀寫、I/O端口讀寫、中斷服務、DMA操作等進行了封裝，開發者只需編寫一個外殼程序來調用這個驅動程序,就可以對硬件設備操作，如圖3所示，圖中灰色的部分表示Windriver已經提供。
本文引用地址：http://www.104case.com/article/202702.htmWindriver提供的驅動程序經過充分優化，功能完備，在通用性和高效性之間做了很好的平衡。另外，Windriver專門為PLX公司的芯片開發了軟件包，因此非常適合在本方案中使用。
Windriver啟動后，會自行發現計算機上的所有即插即用設備，如圖4所示。其中“PCI：PLX PCI 9050 Target PCI Interface Chip”即指本卡。點擊“Generate.INF file'按鈕可以生成INF文件，系統
用它提供的信息安裝Wdpnp.sys。
為方便在用戶態驅動代碼中操作SJA1000 和PLX9052的寄存器，可以使用Windriver為已映射的存儲器地址命名，如圖5所示，圖中CAN_IR表示中斷寄存器，CAN_CR表示控制寄存器，等等。
Windriver的核心態驅動程序內置了中斷服務函數，它的作用有兩個：一是發送硬件清中斷指令，用戶在初始化階段告知Windriver如何清中斷(一般是對板卡上的某個寄存器進行讀寫)，由核心驅動程序自動完成。二是通知應用程序有中斷到來，回調用戶程序的中斷響應函數。
用Windriver可以生成一個基于C語言的應用程序函數庫，用戶通過這些庫函數控制內核驅動程序。現以筆者編制的程序為例進行介紹，工程文件名取為CAN01。
在初始化階段，先使用 WD_Open()打開驅動程序，再用CAN01_Open()設置驅動程序工作參數，生成一個CAN01實例，最后用CAN01_IntEnable()設置用戶態中斷響應函數。
在退出應用程序前，先清除所有未處理的中斷，釋放分配的內存，再用CAN01_Close()刪除CAN01，最后使用WD_Close()關閉驅動程序。
對SJA1000和PLX9052的寄存器的操作通過兩個函數完成，可以實現CAN總線通信和數字量I/O等功能：
讀操作CAN01_ReadByte()，
寫操作CAN01_WriteByte()。
本文根據筆者的實際經驗，介紹了開發PCI總線擴展卡的軟硬件流程，給出了一套快速可行的解決方案。該方案電路簡單、調試方便、編程高效、可以使技術人員迅速掌握PCI總線的開發技術，從而設計符合個性要求的多功能擴展卡。
存儲器相關文章:存儲器原理
晶振相關文章:晶振原理 上拉電阻相關文章:上拉電阻原理
評論