VxWorks操作系統下實(shí)現ComPactPCI總線(xiàn)驅動(dòng)

1 引言

　　VxWorks是美國Wind River公司專(zhuān)門(mén)為嵌入式處理器設計的一種模塊化、高性能的實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統。這里提出一種VxWorks操作系統下CompactPCI總線(xiàn)驅動(dòng)程序的設計及實(shí)現。該設計使用德國Kontron DT-64，采用Dual PentiLim 3 CPU，工作頻率高達866 MHz，具有128 KB一級高速緩存和128 KB二級高速緩存。

　　2 BSP與VxWorks的關(guān)系

　　板級支持包BSP(board support packet)通常是針對具體的硬件平臺，是用戶(hù)所編寫(xiě)的啟動(dòng)代碼和部分設備驅動(dòng)程序的集合。在VxWorks操作系統中，BSP是介于底層硬件環(huán)境和VxWorks之間的一個(gè)軟件接口，它的主要功能是系統加電后初始化目標機硬件、初始化操作系統及提供部分硬件的驅動(dòng)程序。BSP與VxWorks之間的關(guān)系如圖1所示。從圖1發(fā)現，BSP不是一個(gè)設備驅動(dòng)程序。它只能運行于指定設備的硬件環(huán)境中，對其進(jìn)行控制和初始化。這里主要闡述在PCM發(fā)送，接收模塊的設計過(guò)程中，如何利用DT-64 BSP來(lái)實(shí)現PCI總線(xiàn)的驅動(dòng)程序。

　　3 總線(xiàn)及接口技術(shù)

　　由于CompactPCI規范定義基于PCI總線(xiàn)方式的復印加堅固而耐用的PCI版本，并且適用于工業(yè)和嵌入式應用，本設計采用此規范。CompactPCI總線(xiàn)是3種技術(shù)的集成：通用PCI局部總線(xiàn)(Local Bus)的高性能，安裝牢固的歐卡結構，接觸可靠的針孔連接器(pin-antl-soeket connector)。

　　PCI局部總線(xiàn)是一種地址和數據復用的高性能32，64位總線(xiàn)，它在高度集成的外圍控制器件、外圍插件板和處理器/存儲器之間起連接作用。PCI總線(xiàn)為CPU和板上外設提供了方便的高速通信連接，工作頻率為66 MHz或更高。PCI作為一種同步的、獨立于處理器的32 bit或64 bit局部總線(xiàn)，在工作頻率為33 MHz總線(xiàn)寬度為32 bit最低規格時(shí)其峰值吞吐速率可達到132 MB/s，適用于網(wǎng)絡(luò )適配器、硬盤(pán)驅動(dòng)器、視頻卡、圖形卡等各類(lèi)高速外設。連接到PCI總線(xiàn)上的設備分為主控和目標兩類(lèi)，PCI支持多主系統。PCI總線(xiàn)的一個(gè)重要特點(diǎn)是存在配置空間，它提供一種配置關(guān)聯(lián)，適合于目前或將來(lái)的系統配置機制，實(shí)現參數自動(dòng)配置。系統軟件通過(guò)讀取配置空間中相應參數，即可確定PCI總線(xiàn)上掛接了什么設備以及需要哪些資源，通過(guò)對地址空間的重定位分配資源避免競爭，實(shí)現PCI設備的即插即用。

　　連接到PCI總線(xiàn)的用戶(hù)功能板卡需要使用PCI總線(xiàn)接口控制器和PCI總線(xiàn)進(jìn)行交互，在應用系統設計時(shí)采用OL5064器件。QL5064是一款32 bit/33 MHz的通用PCI總線(xiàn)控制器，符合PCI規范2.2版，本突發(fā)傳輸速率達到132 MB/s?？勺鳛镻CI總線(xiàn)的主控設備控制總線(xiàn)，也可作為目標設備響應總線(xiàn)。Ql5064提供了PCI總線(xiàn)、E2ROM、LOCAL總線(xiàn)3個(gè)接口。LOCAL總線(xiàn)支持復用/非復用的32 bit地址/數據，有3種工作模式：M、C和J。在系統實(shí)際數據采集時(shí)，將LOCAl總線(xiàn)設置為C模式，這是一種目標設備模式。選用NM93CS56L型串行E2PROM作為QL5064的配置器件，該器件通過(guò)E2ROM接口和QL5064相連。QL5064的長(cháng)配置方式要求68個(gè)字節的信息，主要包括：設備識別號、供應商代碼號、LO-CAL總線(xiàn)3個(gè)空間的性質(zhì)、范圍以及基址等，這些配置信息內容一般要預先設計并用編程器事先寫(xiě)入配置器件中。在計算機啟動(dòng)時(shí)，系統將根據配置信息分配器件所申請的資源。Q155064作為一種橋接器件，在PCI總線(xiàn)和LOCAL總線(xiàn)之間有3種主要數據傳輸模式：

　　(1)PCI Initiator數據傳輸模式 主控模式，LOCAL總線(xiàn)主設備通過(guò)QL5064訪(fǎng)問(wèn)PCI總線(xiàn)存儲空間和I/O空間;

　　(2)PCI Target數據傳輸模式PCI總線(xiàn)主設備通過(guò)QL5064訪(fǎng)問(wèn)LOCAL總線(xiàn)存儲空問(wèn)和I/O空間;

　　(3)DMA數據傳輸模式QL5064作為兩總線(xiàn)的主設備，從PCI總線(xiàn)存儲空間讀數據到LOCAL總線(xiàn)存儲空間或者從LOCAL總線(xiàn)存儲空間讀數據到PCI總線(xiàn)存儲空間。在系統設計中，使用PCI Target數據傳輸模式讀寫(xiě)控制模塊中的寄存器。