基于PCI总线和双端口缓存的高速数据采集卡的研究与开发

发布时间：2020-08-26 17:15

【摘要】： 数据采集是指从传感器和其它被测单元中自动采集信息的过程。利用计算机扩展槽对计算机功能进行扩展和延伸，构成数据采集系统已经成为当前计算机应用的趋势之一。数据采集卡利用自带的数据采集电路获得采样数据，然后借助于计算机本身的各种资源进行存储和处理，从而简化了电路设计，提高了资源利用率。高速数据采集卡要求能够对瞬态信号进行实时采样，并实时地将这些采样数据送给CPU。为满足这一要求，需要采用相应的措施以保证数据的实时性和有效性。 实现高速数据采集的两个关键环节是：高速的A／D转换和实时的数据传输。首先采用高速A／D芯片以确保对瞬态信号的有效采样；然后及时对采样数据进行双端口缓存；在采集和缓存后续数据的同时，计算机在设备驱动程序的控制下通过高速的PCI总线，使用高效的DMA传输方式读取双端口RAM中已有的数据，将其放在计算机内存中，以便进行永久保存和／或分析处理。以上所有功能均在CPLD和WDM驱程的控制和协调下完成。采取这些措施后，采集卡即可将转眼即逝的外界信号采集并迅速转移到计算机中来。 本采集卡将目前最先进的几项技术有机地融合在一起：采用两级程控放大和高速A／D转换芯片完成信号采集；使用双端口RAM进行数据缓冲；利用CPLD完成采集卡的逻辑和时序控制；通过专用主PCI总线接口芯片桥接局部总线和PCI总线；采用支持即插即用功能的WDM驱动程序，以DMA和中断相结合的工作方式控制采集卡硬件工作，为应用程序提供底层服务。所有这些措施有效保证了实时任务的可靠完成。
【学位授予单位】：华中师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：TP334.7
【图文】：

图4一8缓冲方式和直接方式交换数据的工作原理为解决两种模式下的数据交换问题， windows2000为驱程访问用户模式数据缓冲区提供了三种方法(见图4一8):(l)缓冲方式(Buffered)在缓冲方式中，I/0管理器先创建一个与用户模式数据缓冲区大小相等的系统缓冲区，该系统缓冲区在页表和物理存储器中的位置保持固定(不分页)。驱动程序使用这个系统缓冲区工作，由I/0管理器来负责在系统缓冲区和用户模式缓冲区之间复制数据。在1/0写请求时，用户缓冲区在驱动程序开始服务之前被复制到系统

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本文编号：2805459