PCI传输卡的WDM驱动程序设计

　　PCI总线规范是为提高微机总线的数据传输速度而制定的一种局部总线标准。在设计自行开发的基于PCI总线的数据传输设备时，需要开发相应的设备驱动程序。通常开发PCI设备驱动程序有多种模式，在Windows2000环境下，主要采用WDM模式。本文针对自行开发的基于PCI总线的CCD视频信号传输控制卡，编写了符合WDM模式的驱动程序。

　　1 WDM模式驱动程序

　　1.1 WDM模式(Windows Driver Model)

　　Windows2000对驱动程序的编写不再基于以往的Win3.x和Win9x下的VxD(虚拟设备驱动程序)结构，而是基于一种新的驱动模型——WDM(Windows Driver Model)。

　　WDM为Windows98/2000/XP操作系统的设备驱动程序的设计提供了统一的框架。WDM来源于Windows NT的分层32位设备驱动程序模型(layered 32-bit device driver model)。它支持更多的特性，如即插即用(PnP)、电源管理、WMI和NT事件。

　　1.2 设备驱动程序

　　设备驱动程序是操作系统的一个组成部分，它由I/O管理器(I/O Manager)管理和调动。Windows2000操作系统下的I/O管理器功能描述如图1所示。

　　I/O管理器每收到一个来自用户应用程序的请求就创建一个I/O请求包(IRP)的数据结构，并将其作为参数传递给驱动程序。驱动程序通过识别IRP中的物理设备对象(PDO)来区别是发送给哪一个设备。IRP结构中存放请求的类型、用户缓冲区的首地址、用户请求数据的长度等信息。驱动程序处理完这个请求后，在该结构中填入处理结果的有关信息，调用IoCompleteRequest将其返回给 I/O管理器，用户应用程序的请求随即返回。访问硬件时，驱动程序通过调用硬件抽象层的函数实现。

　　1.3 DriverStudio工具简介

　　NuMega Lab公司开发的DriverStudio是一整套开发、调试和检测Windows平台下设备驱动程序的工具软件包。它把DDK(Device Development Kit)封装成完整的C++函数库，根据具体硬件通过向导生成框架代码，并且提供了一套完整的调试和性能测试工具SoftICE、DriverMonitor等。

　　2 应用实例

　　本文利用PCI专用接口芯片PCI9052设计了一个数据传输控制卡。卡上主要的芯片有PCI9052、FIFO(CY7C4221)、CPLD(MAX7064S)和A/D转换器(MAX1197)。传输卡硬件框图如图2所示。面阵CCD得到的视频信号经过调理电路，生成的视频调理信号通过A/D转换器进行数字化处理，送入FIFO中。在CPLD的控制下，数据经过PCI9052送入PCI总线，再传送到计算机内存中，并显示在监视器上。驱动程序必须实现如下几个基本功能：(1)硬件中断;(2)能支持应用程序获取数据;(3)能根据外部FIFO(CY7C4221)的状态启动或停止突发传输。

　　在数据输入过程中，最重要的是对数据进行实时控制，因此需要硬件中断。在中断程序中，根据外部FIFO状态完成数据的读入。