基于PCI总线的实时测频卡WDM驱动程序设计

　　PCI总线是一种与CPU无关的32/64位地址数据复用总线，工作频率为33 MHz/66 MHz，它支持突发传输，具有即插即用、电源管理等功能。PCI总线以其优良性能和可适应性成为现代微机的主流总线。在开发PCI设备的过程中，需要为PCI设备写驱动程序。Windows驱动程序模型(WDM)是Microsoft公司力推的全新驱动程序模式，它支持PhP、电源管理和WMI等技术。在Windows操作平台上，WDM已成为主流的驱动模型。这里主要介绍根据工程背景开发的基于PCI总线的实时测频卡的WDM驱动程序设计。

　　1实时测频卡硬件系统结构

　　实时测频卡的主要功能是实时测定信号频率，实时识别信号调制方式。系统的电路框图如图1所示。外部待测信号通过SMA接口进入实时测频卡的ADC。ADC输出的数字信号在FPGA中缓存后进入DSP。在DSP内对信号进行粗估，然后通过EMIF接口把转化为频率和相位控制字的粗估结果发给DDC。DDC做出调整后，通过FPGA把移频和降采样后的信号输入给DSP。 DSP依据粗估结果和DDC的数据进行实时测频。测频完毕后，通过PCI总线向PC机发出中断信号。PC机响应中断，读取DSP内指定位置内存处的测频数据。为简化PCI接口电路设计，选用带有PCI接口电路的DSP芯片TMS320C6416。

　　2 TMS320C6416的PCI接口介绍

　　实时测频卡通过TMS320C6416的PCI接口和主机进行通信。该接口符合PCI 2.2规范，能提供33 MHz总线时钟，32 b数据宽度，可达到峰值132 MB/s的数据带宽。PCI接口包括配置寄存器、I/O寄存器和存储器映射寄存器。图2给出了部分PCI配置寄存器。配置寄存器的主要功能如下：

　　(1)设备的识别、控制和状态指示。将供应商ID域、设备ID域、版本域、配置头类型域、分类代码域这五个域用于识别设备。所有的PCI设备必须设置这些域，配置软件可利用它们来确定系统中可用的PCI总线设备。对于TMS320C6416芯片而言，供应商ID为104CH;设备ID为A106H;其他三个域随不同的应用会有所改变。命令寄存器为发出和响应PCI总线命令提供粗略的控制。状态寄存器用于记录PCI总线有关操作的状态信息。

　　(2)中断引脚寄存器的功能。01H～04H值对应于PCI中断请求引脚INTA#～INTD#。

　　(3)基地址寄存器的功能。其功能是为PCI设备指定存储空间。PCI存储空间分为独立寻址的Memory空间和I/O空间两类。Memory空间适用于设备功能寄存器较多或数据流量较大的场合，I/O空间适用于设备功能寄存器较少或数据流量较小的场合。PCI接口拥有3个基地址寄存器BAR用于保存指向PCI存储空间的指针。图2为部分PCI配置寄存器。

　　①Base 0基地址寄存器(BAR0)。确定一个4 MB可预取的PC机内存地址空间。将DSP存储空间中不同的4 MB空间都映射到PC机内存相同的4 MB空间中。由DSP页寄存器(DSPP)设置该区域在。DSP存储空间中的映射位置;用BAR0访问DSP内部的RAM和外挂的通过EMIFA和EMIFB访问的存储器空间。访问时每次最多只能读取DSP存储空间的4 MB内容，并且需要定义DSPP寄存器，以指定访问空间的起始地址。访问支持数据突发传输模式。这种映射方式只适用于DSP处于从模式。