基于CY7CO9449的高速PCI數(shù)據(jù)采集卡設(shè)計(jì)
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現(xiàn)在就狀態(tài)機(jī)的工作過程作簡要說明：
當(dāng)Reset由0轉(zhuǎn)變到l時(shí)就啟動(dòng)一次數(shù)據(jù)傳輸。狀態(tài)機(jī)首先進(jìn)入T1寫地址狀態(tài)。
狀態(tài)機(jī)在T1寫地址狀態(tài)將本次數(shù)據(jù)傳輸存放在CY7C09449內(nèi)SRAM的起始地址及有關(guān)控制信號(hào)送到局部總線上。T1狀態(tài)之后無條件進(jìn)入T2等待讀FIFO數(shù)據(jù)狀態(tài)。
在T2等待讀數(shù)據(jù)狀態(tài)，如果FifoEmpty=1，將繼續(xù)等待，如果FifoEmpty=0，將進(jìn)入T3讀FIFO狀態(tài)。
在T3讀FIFO數(shù)據(jù)狀態(tài)，狀態(tài)機(jī)發(fā)出有效的讀FIFO控制信號(hào)，如果從FIFO讀取的數(shù)據(jù)是最后一個(gè)將要寫入CY7C09559的數(shù)據(jù)，那么就進(jìn)入狀態(tài)T5，否則進(jìn)入狀態(tài)T4。
T4等待寫并可能讀狀態(tài)是很關(guān)鍵也很復(fù)雜的狀態(tài)，在這個(gè)狀態(tài)下影響狀態(tài)機(jī)行為的信號(hào)比較多。在圖3中，確定T4狀態(tài)的下一個(gè)狀態(tài)的條件被標(biāo)上序號(hào)，序號(hào)小的條件是被優(yōu)先考慮的條件。滿足條件(1)，RdyOut=0，表示CY7C09449沒有準(zhǔn)備好數(shù)據(jù)傳輸，所以要仍在狀態(tài)T4繼續(xù)等待。不滿足條件(1)，滿足條件(2)，F(xiàn)ifoEmptV=1是表示CY7C09449已經(jīng)準(zhǔn)備好數(shù)據(jù)傳輸，同時(shí)FIFO是空的，所以下一個(gè)狀態(tài)要進(jìn)入T2等待讀FIFO數(shù)據(jù)狀態(tài)。不滿足條件(1)、(2)，滿足條件(3)表示CY7C09449已經(jīng)準(zhǔn)備好數(shù)據(jù)傳輸，同時(shí)FIFO非空，同時(shí)將要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)是本次傳輸?shù)淖詈笠粋€(gè)數(shù)據(jù)，所以要下一個(gè)狀態(tài)要進(jìn)入狀態(tài)T5等待寫最后一個(gè)數(shù)據(jù)。滿足條件(4)，也就是不滿足條件(1)、(2)、(3)，表示本次往CY7-C09449寫了一個(gè)數(shù)據(jù)、又從FIFO讀了一個(gè)數(shù)據(jù)且不是最后一個(gè)要寫的數(shù)據(jù)，所以下一個(gè)狀態(tài)仍舊是T4。
在T5等待寫最后一個(gè)數(shù)據(jù)狀態(tài)，當(dāng)RdyOut=0表不CY7C09449沒有準(zhǔn)備好數(shù)據(jù)傳輸，所以要繼續(xù)等待。否則表示最后一個(gè)數(shù)據(jù)已經(jīng)可以寫入CY7C09449，所以下一個(gè)狀態(tài)要進(jìn)入T6空閑態(tài)。
在T6空閑狀態(tài)如果Reset=1就仍舊在空閑狀態(tài)，否則進(jìn)入T0復(fù)位狀態(tài)。
狀態(tài)機(jī)在每種狀態(tài)下要發(fā)出各種控制信號(hào)。有控制FIFO的Fif0Read信號(hào)，控制CY7C09449局部總線的Select、Strobe、Write和Blast信號(hào)。從這些信號(hào)的名稱就可以知道它們的作用，這里不再贅述。
局部總線控制邏輯通過使用同步數(shù)據(jù)傳輸控制方式，支持突發(fā)傳輸，加快了數(shù)據(jù)傳輸速度。本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/195310.htm
4 驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)
PC使用的操作系統(tǒng)是WindowsXP，軟件設(shè)計(jì)開發(fā)環(huán)境使用的工具包括WindowsXP DDK、Driver Studio2．7和VC++6．0，以下著重討論驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)。
為了加快數(shù)據(jù)傳輸速度，驅(qū)動(dòng)程序使用DMA的方式把CY7C09449共享存儲(chǔ)區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)讀取到主機(jī)的存儲(chǔ)器內(nèi)。
使用DMA數(shù)據(jù)傳輸方式，要申請(qǐng)用于存放數(shù)據(jù)的物理地址連續(xù)的內(nèi)存空間，然后要獲取內(nèi)存空間的物理地址和用戶空間地址。
首先在頭文件中創(chuàng)建如下對(duì)象：
KDmaAdapter m_Dma；
KCommonDmaBuffer m_Buffer；
然后在MyDriveDevice∷OnStartDevice(Klrp I)函數(shù)創(chuàng)建設(shè)備描述符結(jié)構(gòu)體m_MiydeviceDescript，設(shè)備描述符結(jié)構(gòu)體各個(gè)域的設(shè)置如下：
將UserSIpaceAddress傳遞給應(yīng)用程序，則應(yīng)用程序就可以訪問存放數(shù)據(jù)的內(nèi)存空間了。
FPGA在每傳送給CY7C09449一塊2k雙字的數(shù)據(jù)后就通過CY7C09449的引腳IRQ_IN向主機(jī)發(fā)送中斷請(qǐng)求。在主機(jī)的中斷服務(wù)程序中用m_Me-morjPhyPhysicalAddress設(shè)置CY7C09449的DMA3E機(jī)物理基地址寄存器，然后設(shè)置DMA局部基地址寄存器、DMA長度寄存器來配置數(shù)據(jù)傳輸?shù)脑吹刂返刂泛蛿?shù)據(jù)長度，然后再寫CY7C09449的DMA控制寄存器來啟動(dòng)DMA傳輸。在所有數(shù)據(jù)塊傳輸完畢，主機(jī)中斷服務(wù)程序發(fā)送給應(yīng)用程序一個(gè)消息，這時(shí)應(yīng)用程序就可以通過UserSpaceAddress訪問接收到的數(shù)據(jù)了。
5 結(jié)論
在高速數(shù)據(jù)采集卡的設(shè)計(jì)中FPGA對(duì)局部總線的控制邏輯由于采用了同步數(shù)據(jù)傳輸控制方式使得局部總線的最高傳輸速度可達(dá)200Mb／s。在WindowsXP下的驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)使用了DMA數(shù)據(jù)傳輸方式，提高了數(shù)據(jù)存儲(chǔ)速度。高速數(shù)據(jù)采集卡可以達(dá)到80Mb／s的數(shù)據(jù)采集速度，設(shè)備
運(yùn)行穩(wěn)定，達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。
評(píng)論