基于CompactPCI总线的多功能设备卡研究与实现

论文摘要

ComapctPCI总线技术是一种加固型计算机技术,它在航天、军事、气象、电信等领域得到广泛应用。与其它体系结构计算机相比,它具有明显很多优势。本文讨论了基于CompactPCI总线的多功能的数据采集与通信卡。其具有32路开关量输入输出;4路串口,包括2路rs232通信和2路高速rs485通信;8路并行高速数据采集功能;热插拔(Hot Swap)支持;PCI兼容环境要求(可以工作在PCI总线插槽)。具体内容包括三方面:硬件电路设计、FPGA模块设计、WDM驱动程序设计。在研究PCI与CompactPCI总线的基础上给出了整体方案,硬件上重点讨论了热插拔(Hot Swap)内容及其实现。FPGA模块设计是本工程的一个重点。它具有三个模块:多路并行高速AD数据采集控制模块、高速串口控制模块和开关量控制模块。前两个模块是我们的重点。驱动程序设计方面,我们讨论了Hot Swap驱动程序模型,然而我们只实现了非热插拔WDM驱动程序,这一章主要给出了全双工串口驱动程序的设计流程图。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 技术背景
• 1.3 本文组织及约定
• 第二章 硬件整体设计
• 2.1 系统需求与方案
• 2.2 ComapctPCI/PCI协议接口设计
• 2.3 CompactPCI Hot Swap控制器设计
• 2.4 FPGA与功能外围接口设计
• 第三章 CPCI/PCI总线研究
• 3.1 PCI总线结构
• 3.2 PCI总线命令
• 3.3 PCI地址空间
• 3.4 PCI配置空间
• 3.5 CompactPCI系统结构
• 3.6 CompactPCI HotSwap规范研究
• 第四章 FPGA多功能模块设计与仿真
• 4.1 多功能模块的整体设计
• 4.2 高速异步串口设计
• 4.3 AD采集控制模块设计
• 4.4 开关量控制模块
• 4.5 多模块综合
• 第五章 驱动程序设计
• 5.1 WDM Hot Swap驱动程序模型
• 5.2 WDM Hot Swap用户驱动程序
• 5.3 WDM非Hot Swap驱动的设计
• 5.4 本章小结
• 第六章 结束语
• 6.1 本文结论
• 6.2 硬件软件方案改进
• 6.3 进一步展望
• 附录A
• 附录B
• 致谢
• 参考文献
• 在研期间科研成果