基于CPCI的多功能数据采集卡的驱动程序研究与开发

论文摘要

本文从开发CPCI多功能数据采集卡所必须的硬件和软件技术两个方面,重点研究了数据采集卡驱动程序的开发方法及实现步骤。文中详细分析了PCI、CPCI总线的特点,介绍了基于CPCI的多功能数据采集卡的整体结构,研究了硬件设计中所采用的PCI桥芯片PLX9030的结构和配置信息,对Windows2000/XP操作系统的内核模式和PCI即插即用系统的实现进行了讨论。基于对硬件及WDM技术的了解,本文提出了数据采集卡驱动程序的设计与开发方案,设计了数据采集卡3个功能模块——A/D、串口和开关量控制的驱动程序,设计了用户层应用程序,实现了应用程序和驱动程序的通信,达到了应用程序控制设备的目的,完成了数据采集与串口通信的任务。本文加深了对Compact PCI热插拔规范的研究,提出了WindowsXP下热切换功能的驱动程序实现方法,为热插拔技术的开发和应用提供了有力的支撑。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 研究背景及意义
• 1.3 论文的主要研究工作
• 1.4 论文的结构安排
• 第2章 CPCI 总线协议及硬件体系结构
• 2.1 CPCI 总线的特点及实现
• 2.1.1 PCI 总线概述
• 2.1.2 CPCI 总线架构
• 2.2 CPCI 热切换技术的研究
• 2.2.1 热切换的硬件实现
• 2.2.2 热切换的软件连接控制
• 2.3 数据采集卡硬件体系结构
• 2.3.1 系统方案
• 2.3.2 接口芯片
• 2.4 本章小结
• 第3章 Windows2000/XP 操作系统和WDM 驱动程序
• 3.1 Windows2000/XP 操作系统
• 3.1.1 Windows2000/XP 组件概述
• 3.1.2 Windows2000/XP 中的驱动程序种类
• 3.2 设备驱动程序模型分析
• 3.2.1 WDM 驱动程序模型
• 3.2.2 设备和驱动程序的层次结构
• 3.2.3 I/O 请求处理顺序
• 3.3 PCI 即插即用的实现
• 3.4 本章小结
• 第4章 数据采集卡的驱动程序设计
• 4.1 驱动开发工具的选择
• 4.2 DriverWorks 驱动程序框架
• 4.3 A/D 模块的驱动实现
• 4.3.1 A/D 硬件结构与控制寄存器
• 4.3.2 A/D 数据采集方法及驱动实现
• 4.4 串口模块的驱动实现
• 4.4.1 串口工作原理
• 4.4.2 驱动程序关键部分的实现
• 4.5 开关量控制模块的驱动实现
• 4.6 安装与调试
• 4.6.1 驱动程序安装
• 4.6.2 驱动程序调试
• 4.7 本章小结
• 第5章 应用程序的实现
• 5.1 应用程序设计方法
• 5.2 应用程序的具体设计
• 5.2.1 AD 应用程序的设计
• 5.2.2 串口应用程序设计
• 5.3 系统性能测试
• 5.4 本章小结
• 第6章 结束语
• 6.1 本文结论
• 6.2 进一步展望
• 致谢
• 参考文献
• 在读期间科研成果
• 附录A AD 控制寄存器
• 附录B 串口寄存器