5.3 pxi数字传输模块软件面板的设计和测试结果
本课题上层应用程序是通过vc++工具进行开发的。之所以选择vc++是因为驱动程序也是在该软件平台上编写与实现的，这样便于应用程序与底层驱动的调用与衔接。应用程序访问设备驱动程序，一般由两种方法，一种是在应用程序中直接编程访问驱动程序，第二种方法是先利用 vc 等语言编写与驱动程序的接口，将函数封装成动态链接库供其它应用程序调用。这两种方法各有利弊，前一种方法比较灵活，应用程序几乎可实现对硬件的全面操作，但这种办法需应用程序开发工具支持与驱动程序的接口，并且开发者要全面了解驱动程序和硬件结构。后一种方法灵活性差，但动态连接库写好后上层应用程序可以用几乎任何一种高级语言写。并且由于应用程序和驱动程序之间隔了一层动态连接库，因此用户可以不用太关心驱动程序的情况和硬件结构。本课题选用直接接口设计。
直接接口与通过动态连接库实现接口，除了在接口上有区别之外，在打开设备，读写设备等方面两者是一样的。下面介绍一下接口和界面的实现步骤[40]。
（1）定义应用程序与设备驱动程序接口所需的唯一标识号guid。
（2）编写接口函数。
（3）得到与对应guid相关的信息。
（4）获取接口数据。
（5）获取符号连接名长度。
（6）获取符号连接名。
（7）创建文件，由于任何设备在windows中都被认为是一个文件，所以从创建完文件开始，对该设备的操作将都使用文件读写函数完成。
（8）应用程序通过写文件函数，向设备驱动程序发送读写请求。
根据上述步骤设计的软面板如图5-5所示。通过软面板可以实现各种模式下的数据读写功能。
最后对设计出来的板卡进行了硬件测试，在应用程序中编写如下简单程序：
void cpdc4000demodlg::onblockdmapcitolocaldemo（）//dma模式输出数据
{
unsigned char pdata[0x100];//待输出的数组
for （int i = 0; i < 0x100; i ++）
{
pdata[i] = i + 0x0；
}
m_istatus = status_block_write;
blockdmapcitolocal（pdata, 0x100）;
}
通过逻辑分析仪测量板卡的输出波形，得到输出低8位结果见图5-6。在源程序中写入的数据为pdata数组，它的取值是从0开始依次加1，因此从最低位开始往上一位走，依次为2分频。而从输出波形可以看出，输出完全符合写入的数据，数据输出的速率为16 mhz。
图5-5 pxi卡软件面板
图5-6 低8位输出结果
5.4 本章小结
本章详细的介绍了pci/pxi设备驱动程序特点，以及ddk开发驱动程序的主要技术内容。本课题用ddk成功的开发出了基于pci9054的设备驱动，并成功安装到硬件上且板卡能正常工作。
本设计中最突出的优点是采用ddk设计驱动程序，而没有采用ds（driver studio）和windriver ，因为ddk是基于汇编语言的编程方式的，其优点是可以开发核心态的真正意义上的驱动程序，开发出来的驱动程序效率是最高的。
参考文献
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[40] vxi plug & play system alliance. soft front panel specification. texas: vxi plug & play system alliance, 1996: 12~39
附录1 攻读学位期间发表的论文
[1] 陈国斌, 汤清华, 汤丁诚. 基于pxi总线高速数字i/o卡设计. 电子技术应用, 2008, 33(1): 59~61
附录2 fpga控制程序
`define countersize 129
`define countersize_int 10
module statemachine （
…）//由于篇幅限制，端口定义省略
always @ （gclk0）
if（lhold）
lholda<=lhold;
else
lholda<=1'b0;
always@（posedge gclk0 or negedge lrsto_）
begin
if（lrsto_==1'b0）
begin
lrs_i_<=1'b0;
lrs_o_ <=1'b0;
end
else
begin
lrs_i_<=1'b1;
lrs_o_ <=1'b1;
end
end
//output logic
always @ （posedge gclk0）
begin
casex （state）
1'b0:
begin
if （!lads_）
begin
lready_ <= 1'b0;
if （lwr_==1'b0）
begin
lren_i_ <=1'b0;
wen_o_ <=1'b1;
begin
lready_ <=1'b0;
if （lwr_== 0）
begin
lren_i_ <=1'b0;
wen_o_ <=1'b1;
end
else
begin
lren_i_ <=1'b1;
wen_o_ <=1'b0;
end
state <= 1'b1;
end
else //cycle last
begin
lready_ <=1'b1;
lren_i_ <=1'b1;
wen_o_ <=1'b1;
state <=1'b0;
end
end
default:
state <=1'b0;
endcase
end
assign loe_o_ =（lrsto_）?1'b0:1'b1;
assign loe_i_ =（lrsto_）?1'b0:1'b1;
//assign llint_=1'b1;
always@（posedge gclk0 or negedge lrsto_）//or negedge lgclk
begin
if（lrsto_==1'b0）
begin
counter<=6'b0;
wclk_reg <=1'b0;
end
else
if（counter==`countersize）
begin
wclk_reg<=!wclk_reg;
counter<=6'b0;
end
else
counter<=counter+6'b000001;
end
assign wclk_o=（`countersize==129）?gclk0:wclk_reg;
always@（posedge gclk0）
begin
lhf_i_buf1<=lhf_i_;
lhf_i_buf2<=lhf_i_buf1;
end
always@（posedge gclk0 or negedge lrsto_）
begin
if（lrsto_==1'b0）
begin
counter_int<=8'b0;
llint_<=1'b1;
sub_state<=3'b000;
end
else
begin
case（sub_state）
3'b000:
begin
llint_<=1'b1;
if（!lhf_i_buf1&&lhf_i_buf2）
sub_state<=3'b001;
else
sub_state<=3'b000;
end
3'b001:
begin
counter_int<=counter_int+8'b00000001;
llint_<=1'b0;
if（counter_int==`countersize_int）
sub_state<=3'b000;
else
sub_state<=3'b001;
end
default sub_state<=3'b000;
endcase
end
end
if（!lrsto_）
count<=0;
else if（count_flag）
count<=count+1;
else count<=0;
always@（posedge gclk0 or negedge lrsto_）
if（!lrsto_）
lre_ena_<=1'b1;
else if（count>15）
lre_ena_<=1'b0;
else
lre_ena_<=1'b1;
endmodule
附录3 pxi部分驱动程序代码
pxi驱动部分代码
/************************************************************************
* function : dispatchread
* description: handle irp_mj_read, which is not implemented by this driver readfile
************************************************************************/
ntstatus dispatchread（in pdevice_object fdo,
in pirp pirp）
{ //dispatchread
kdprint（（dbg_name "read device start.\n"））;
ulong returnedvalue;
ntstatus status = status_success;
//将从硬件采集到的数据送给应用程序, 如果不能很快处理，将irp进行串行化，交给startio处理。
iomarkirppending（pirp）;
iostartpacket（fdo, pirp, null, cancelirp）;
kdprint（（dbg_name "read device end.\n"））;
return status_pending;
} //dispatchread
/************************************************************************
* function : dispatchwrite
* description: handle the irp_mj_write, which is not implemented by this driver
writefile
************************************************************************/
ntstatus dispatchwrite（in pdevice_object fdo,
in pirp pirp）
{ //dispatchwrite
kdprint（（dbg_name "write file start.\n"））;
//将应用程序的数据送到硬件, 将irp串行化，交给startio处理
iomarkirppending（pirp）;
iostartpacket（fdo, pirp, null, cancelirp）;
kdprint（（dbg_name "write file end.\n"））;
return status_pending;
}
/************************************************************************
* function : dispatchiocontrol
* description: processes the ioctl irps sent to this device.
************************************************************************/
{ case ioctl_pdc4000_register_event://注册event变量
status= breferenceobjectbyhandle（*（phandle）pirp->associatedirp.systembuffer,
event_modify_state, *exeventobjecttype,
pirp->requestormode, （pvoid*）&pdx->pwaitevent, null）;
if （!nt_success（status））
{
pdx->bsetwaitevent = false;
kdprint（（dbg_name "warnning - obreferenceobjectbyhandle failed\n"））;
}
else
{
pdx->bsetwaitevent = true;
kdprint（（dbg_name "ok - obreferenceobjectbyhandle succeed\n"））;
}
lreturnedvalue = 0;
break;
case ioctl_pdc4000_unregister_event: //反注册event变量
pdx->pwaitevent = null;
pdx->bsetwaitevent = false;
lreturnedvalue = 0;
break;
case ioctl_pdc4000_read_data:
ulong num, buffer;
lpdcaddress = （ulong）pdx->pdcmembase0;
rtlcopymemory（&num, pirp->associatedirp.systembuffer, sizeof（ulong））;
kdprint（（dbg_name "input value is %x.", num））;
buffer = read_register_uchar（（unsigned char *）（lpdcaddress + num））;
kdprint（（dbg_name "read data value is %x.\n", buffer））;
rtlcopymemory（ pirp->associatedirp.systembuffer, &buffer, sizeof（ulong））;
lreturnedvalue = sizeof（ulong）;
break;
case ioctl_pdc4000_write_data:
ulong dwwritebuffer[2];
lpdcaddress = （ulong）pdx->pdcmembase0;
rtlcopymemory（dwwritebuffer, pirp->associatedirp.systembuffer, 2 * sizeofpirpstack->parameters.deviceiocontrol.inputbufferlength;//0x10;
rtlcopymemory（pdx->dmainfo[0].vacommonbuffer, pirp->associatedirp.systembuffer, ldmapcitolocaltransfersize）;
kdprint（（dbg_name "the vacommonbuffer is %x.\n", *（unsigned char *）（pdx->dmainfo[0].vacommonbuffer）））;
lpdcaddress = （ulong）pdx->localregistermembase;
dcd.bterminputenable = 1;
dcd.dacchainload = 0;
dcd.demandmode = 0;
dcd.dmachannelpriority = rotational;
dcd.dmaeotpinenable = 0;
dcd.doneinterrputenable = 1;
dcd.enabletransfercountclear = 0; //for sgl dma
dcd.fastslowterminatemodeselect = 0;
dcd.internalwaitstates = 0;
dcd.interrputselect = 1;
dcd.localaddressingmode = 0;
dcd.localburstenable = 1;
dcd.localbuswidth = 0;
dcd.memorywriteandinvalidatemode = 0;
dcd.readyinputenable = 1;
dcd.scattergathermode = 0;
//dma threshold
dte.directionoftransfer = 0;
dte.endofchain = 0;
dte.interruptafterterminalcount = 0;
dte.nextdescriptoraddress = 0;
kdprint（（dbg_name "the ldmapcitolocaltransfersize is 0x%x.\n", ldmapcitolocaltransfersize））;
rc = dmablocktransfer（pdx, 0, &dte）;
if （rc != rc_success）
{ kdprint（（dbg_name "can't dmablocktransfer.\n"））; }
kdprint（（dbg_name "ioctl_pdc4000_block_dma_pci_to_local end.\n"））;
break;
case ioctl_pdc4000_block_dma_local_to_pci:
iomarkirppending（pirp）;
iostartpacket（fdo, pirp, null, cancelirp）;
