基于VPX的高性能嵌入式系统驱动与管理技术研究

发布时间：2020-08-07 22:44

【摘要】：随着嵌入式系统对总线数据传输性能的要求不断提高,VPX总线与PCIe总线已经被广泛的运用在各种架构的嵌入式平台上。本文基于一个由VPX总线互连的嵌入式硬件平台,设计了一整套实时操作系统的驱动与管理软件,实现了一个高性能嵌入式系统的高速数据传输。本文设计的驱动与管理软件具有清晰的层级架构,支持两种类型的数据通路传输,并提供了灵活的传输控制选项,上层程序可以对传输过程进行完全控制。本文首先介绍了硬件平台的架构与硬件间链路连接情况,提出了驱动与管理软件的总体架构设计,并设计了系统中两种类型的数据通路。然后着重对每一层级的软件进行详细设计与实现。P C Ie链路驱动层实现了 P CI e的设备扫描和设备配置;设备驱动层实现了重构FPGA等功能并定义了不同硬件的寄存器接口;传输控制层对数据传输过程进行了封装,设计并完成了两种数据通路的传输控制以及与上层程序交互的接口。本文最后搭建了平台对整个系统进行测试验证与结果分析,结果表明驱动程序正常加载,基本功能正常。两种数据通路的传输正常且验证了数据正确性,并测试了两种数据通路在不同条件下的带宽,分别为400MB/s和2675MB/s,达到了预期目标,满足高速数据传输的需求。
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TP368.1
【图文】：

浙江大学硕士专业学位论文逦硬件平台与软件架构设计逡逑ＣＰＵ，拥有１２个双线程的ｅ６５００邋Ｐｏｗｅｒ邋Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ处理器核，功能强大。逡逑２）两块信号处理ＦＰＧＡ，由Ｘｉｌｉｎｘ公司生产。逡逑３）逦一块控制ＦＰＧＡ，由Ｘｉｌｉｎｘ公司生产。逡逑

加简洁和合理，另一方面对整个系统的稳定性有着极大的提高。逡逑３．３系统数据通路设计方案逡逑如图３．９所示，在本系统中，驱动与管理软件要实现的核心功能就是让数据逡逑在预处理板、大容量存储版和嵌入式ｘ８６扳之间传输。系统中的数据通路分为两逡逑种。逡逑预处理板逦逦逡逑逦邋逦邋逦１逦大密Ｍ存储板逡逑嵌入式ｘ８６板逦Ｔ４２４０逦逦ｆｈ邋＾邋＾ｒｉ；ＦＰＧＡ邋邋逡逑—一邋—逦一邋＃邋储沭－？逦？逦＾逡逑逦逦邋监控流士逡逑——－信号逡逑１逦逡逑逦１逦流邋｜逡逑＼＼逦连技到逡逑＇逦ｒb2逡逑图３．９系统数据通路逡逑２３逡逑

浙江大学硕士专业学位论文逦软件详细设SD与实现逡逑４软件详细设计与实现逡逑４．１邋ＰＣＩｅ链路驱动设计与实现逡逑在ＶｘＷｏｒｋｓ６．９操作系统中，设备与驱动使用了名为ＶｘＢｕｓ的驱动模式。逡逑ＶｘＢｕｓ驱动模式解决了以往驱动程序与描述板卡硬件属性的板级支持包ＢＳＰ耦逡逑合过强的问题，为不同的驱动程序制定了一套标准的操作系统调用接口。在操作逡逑系统加载设备驱动的过程中，系统逐个读取ＢＳＰ里定义的设备属性，与已经注逡逑册到系统里的驱动程序列表进行匹配，当设备与驱动程序匹配成功之后，再按照逡逑标准的调用接口调用驱动，完成驱动的加载和设备的初始化。逡逑

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本文编号：2784625