基于SCA规范的PCI设备驱动设计与实现

发布时间：2020-04-06 15:17

【摘要】： 为了克服传统通信系统成本高昂、功能单一、维护升级困难等缺点,软件通信体系结构(SCA)采用标准化的软件构件思想,有效提高了无线通信系统的软件复用程度,节省了设计开发成本,缩短了新技术验证和实现周期。另一方面PCI总线由于其标准化、模块化、即插即用等特点,目前被诸多SCA设备厂商广泛使用。根据项目总体设计需求,本文对SCA规范下的PCI设备驱动进行了深入分析与研究,为应用层的波形开发提供了统一的、开放的底层支撑和服务。首先,论文对SCA规范从软硬件两方面进行了研究,阐述了其硬件管理特点以及软件结构层次,针对项目组开发的基于SCA规范的嵌入式平台,分析了在该平台上的SCA体系接口实现方法,重点解决了该平台中的非CORBA组件在SCA中的设备接口,明确了PCI设备驱动在SCA嵌入式平台中的功能。其次,通过对PCI总线结构和通信方法的深入研究,并根据系统需求,设计实现了基于PCI的FPGA从板的算法程序的动态加载以及主控板波形应用组件与FPGA板非CORBA组件的通信。该设计方案为各模块间通信提供底层功能函数接口服务,并将接口封装于SCA核心框架的非CORBA组件设备接口中,完成了上层波形组件对下层硬件设备的屏蔽。最后论文设计并实现了一个在SCA规范下完成PCI设备驱动动态加载的演示系统,并介绍了在实际的项目调试中所遇到的问题和解决办法。
【图文】：

内部结构

图 2.5 无线电信号处理系统硬件结构该 PCI 总线结构依据 PCI 规范，体现了三种 PCI 设备实现方案：1) 采用专用的 PCI 芯片：如 MPC8260 主控板中的 PCI9054 芯片，设计者只须使用地址线、数据线以及少数个读写控制信号，实现 PCI 总线与 PCI 用户设备之间的连接。PCI9054 是一种 32 位/33MHz 的通用 PCI 总线控制器专用芯片，符合 PCI 本地总线范 2.2 版，突发传输速率达到 132MB/s，本地总线支持复用/非复用的 32 位地址/数据，为一种模式：M 模式、C 模式、J 模式。具有可选的串行 E2PROM 接口，本地总线时钟和 PCI 时钟异步。PCI9054 内部有六种可编程的 FIFO,以实现零等待突发传输及本地总和 PCI 总线之间的异步操作。PCI9054 支持主模式、从模式、DMA 传输方式，因其强的功能可应用于适配卡和嵌入式系统中。用户通过设置其内部寄存器，即可完成各种控功能。PCI 9054 内部寄存器的配置信息可以写在一片串行 E2PROM 中，在加电时 PCI 90自动加载串行 E2PROM 配置信息，并由 PCI BIOS 通过 PCI 总线对配置寄存器读写。P9054 可方便地与各种存储设备相连接，在本设计中，它与 FIFO 及 E2PROM 的设计接口图 2.6 所示[14]。

信号,总线从设备,总线主设备,局部总线

国防科学技术大学研究生院学位论文2.3.2 PCI 通信信号依据 PCI 规范，如图 2.7 所示，分别说明了 PCI 传输中必备和可选的 PCI 接口信号。按照功能可分为地址和数据信号、接口控制信号、错误报告信号、仲裁信号、系统信号、64 位总线扩展信号、JTAG 信号、中断信号等等。数据线和地址线采用多路复用结构，，减少了引脚数。一般，目标设备可以只用 47 条引脚，而总线主控可以只用 49 条引脚；利用这些信号可以处理数据、地址，实现接口控制、仲裁及系统功能。
【学位授予单位】：国防科学技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：TP368.1

【参考文献】