VxWorks操作系統下ComPactPCI總線(xiàn)驅動(dòng)程序設計
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PCI設備可以在地址空間中重定位是其重要功能之一，使得系統可合理地分配資源，甚至完全相同的兩塊PCI卡也能夠在同一總線(xiàn)內工作而不會(huì )產(chǎn)生地址沖突?；刂芳拇嫫鞯墓δ苁欠峙銹CI設備的系統地址空間，在基地址寄存器中，位0(最低位)均為只讀位并且用來(lái)標識是存儲器空間還是I／O地址空間。如果該位為0，表示映射到存儲器空間。映射到I／O空間的基址寄存器寬度總是32 bit，其中位0值為1 (用硬件實(shí)現)，位1為保留位并且其讀出值必須為0，其余各位用來(lái)把設備映射到I／O空間。映射到存儲器空間的基址寄存器可以是32 bit寬度，也可以是64 bit寬度。其中位0也要用硬件方式使其恒為0。位2和位1兩位用來(lái)表示映射類(lèi)型，其余各位用來(lái)將設備映射到存儲器空間。
系統配置軟件通過(guò)向基址寄存器寫(xiě)入全“1”后再讀回的方式確定設備要求的地址空間范圍，與地址空間無(wú)關(guān)的位其返回值為0。
在VxWorks操作系統下實(shí)現CompactPCI總線(xiàn)設備的驅動(dòng)過(guò)程主要包括下面步驟：
(1)查找CompaetPCI設備在VxWorks操作系統中通過(guò)函數peiFindDeviee()來(lái)實(shí)現，該函數可根據給定的設備標識和供應商代碼找到相應的設備。并返回總線(xiàn)號、設備號以及功能號。函數的定義如下：本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/173660.htm
)
(2)配置CompactPCI設備 通過(guò)操作系統提供的API函數訪(fǎng)問(wèn)CompactPCI設備的配置空間，配置CompactPCI設備基址寄存器、中斷、ROM基地址寄存器等，可得到Compact-PCI的仔儲器空間和I/O地址空間映射、設備的中斷號等。在VxWorks操作系統中訪(fǎng)問(wèn)CompactPCI設備配置空間的函數有pciConfigInLong()、pciConfigOutLong()等，它們分別完成對CompactPCI設備配置空間的讀寫(xiě)操作。這一系列操作也稱(chēng)為PCI設備枚舉。然后，根據CompactPCI設備的配置參數，對不同的設備編寫(xiě)初始化程序、中斷服務(wù)程序以及對PCI設備存儲空間的訪(fǎng)問(wèn)程序。
5 中斷的響應與控制
硬件中斷處理是實(shí)時(shí)系統設計的關(guān)鍵環(huán)節，系統通過(guò)中斷與外部事件交互。為了獲得盡可能快的中斷響應時(shí)間，Vx-Works的中斷處理程序需要運行在特定的上下文中，也就是在所有任務(wù)上下文之外。因此，中斷處理不會(huì )涉及任何任務(wù)上下文的切換。QL5064接幾器件的寄存器序列巾有一個(gè)中斷控制/狀態(tài)寄存器，其偏移地址為0x68H。該寄存器可以使能或禁止CompactPCI總線(xiàn)的中斷，因此在系統進(jìn)行中斷服務(wù)程序的配置時(shí)，必須設定該寄存器的內容，否則系統不能正常響應中斷 在VxWorks系統下可以使用pciIntConnect()函數將中斷和特定的C程序連接起來(lái)，該函數將指定的C函數與中斷向量相聯(lián)系，甬數的地址將存儲在這個(gè)中斷向量里。所以當中斷發(fā)生時(shí)，系統將調用這個(gè)被稱(chēng)為中斷服務(wù)程序的函數。因此，cPCI設備的中斷響應設置主要有兩點(diǎn)：
(1)調用pciIntConnect()函數設置中斷服務(wù)程序，該函數的定義如下：
如果要禁止該設備的中斷響應，可以給QL5064的中斷控制寄存器寫(xiě)入0x0f000000即可。
中斷服務(wù)程序ISR負責協(xié)凋系統的采集任務(wù)，在系統設計時(shí)采用信號量的方式實(shí)現任務(wù)間的同步，因此ISR的程序非常簡(jiǎn)單，只給出和特定中斷事件相關(guān)的信號量即可。舉例如下：
VxWorks信號量是提供任務(wù)間通信、同步和互斥的最優(yōu)選擇，它提供任務(wù)問(wèn)的最快速通信，也是提供任務(wù)間同步和互斥的主要手段。對于同步，信號量可以協(xié)調外部事件與任務(wù)的執行。通用二進(jìn)制信號量能夠滿(mǎn)足兩種類(lèi)型的任務(wù)協(xié)調需要：互斥與同步。二進(jìn)制信號量需要的系統開(kāi)銷(xiāo)小，因而適用于高性能的需求。二進(jìn)制信號量可以看成一個(gè)標記：對應的資源是可用f滿(mǎn))還是不可用(空)。當任務(wù)調用函數semTake()取一個(gè)信號量時(shí)，其結果依賴(lài)于在調用的時(shí)刻信號量是否可用。如果此時(shí)信號量可用，調用semTake()的結果使信號量變?yōu)椴豢捎?，任?wù)繼續執行；如果此時(shí)信號量不可用，調用semTake()的任務(wù)進(jìn)入一個(gè)阻塞隊列，進(jìn)入等待狀態(tài)該信號量變?yōu)榭捎米枞麪顟B(tài)。通過(guò)信號量來(lái)同步整個(gè)系統中數據，可保證系統運行的實(shí)時(shí)性和可靠性。
6 結束語(yǔ)
采用上述控制技術(shù)，在系統中成功實(shí)現控制驅動(dòng)對多種CompactPCI板卡以及DSP信號處理板、高速A／D通道、低速A／D轉換通道、計數器通道等均能正常工作。達到系統設計要求，因此可說(shuō)明VxWorks系統CompactPCI總線(xiàn)的驅動(dòng)與控制方法可行，保證系統實(shí)時(shí)數據采集的可靠性。
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