PCI9052在多功能CAN适配卡中的应用研究

摘要：介绍了PCI桥接口芯片PCI9052的特点，根据实际需求给出了PCI9052的CAN总线多功能适配卡硬件的设计思路、过程及实现方法，利用Win2000DDK 和DriverStudio来实现WDM驱动程序开发设计并解决第三方驱动不理想的问题。 
关键词：PCI9052；驱动设计；Win2000DDK；DriverStudio 
中图法分类号：  TP13                 文献标识码： A      
Application and research of PCI9052 in Multifunctional CAN-adapter
WANG Xin1, JIANG Jian-chuan2
（1.School of Mechanical Engineering and Automation of Xihua University ,Chengdu Sichuan 610039; 2. School of Automation of ChongQing University of Posts and Telecommunications ChongQing China 400065）
Abstract: Introduces the PCI bridge-interface chip character of PCI9052, offers design procedural, process and realizing methods of multi-functional adapter of CAN bus based on practical demands, and carries out the WDM driver program by making use of Win2000DDK and DriverStudio ,and solve the bug of third-party driver.
key words: PCI 9052; Driver-design; Win2000DDK；DriverStudio 
0          引言 
PCI总线是一种独立于CPU的局部总线，实现PCI接口的方案一般有两种：采用可编程逻辑器件和专用总线接口器件。采用可编程逻辑器件实现PCI接口的好处是比较灵活，但其设计难度很高，因为PCI总线对负载要求、传输数据的建立时间的要求都比较苛刻，同时还需要器件内部实现用于配置的各类寄存器，以及完成逻辑校验、地址译码等工作的寄存器。此外，还需加入FIFO、用户寄存器组和后端设备接口等部分。设计这种PCI总线接口会导致将大量的人力、物力投入到复杂的逻辑验证和时序分析的工作上，开发周期较长。采用专用接口器件虽然没有采用可编程逻辑器件那么灵活，但能够有效地降低接口设计的难度，缩短开发时间。专用接口器件具有较低的成本和很高的通用性，能够优化数据传输，提供配置空间，具备用于突发传输功能的片内FIFO，提供扩展局部总线等优点，并且许多公司还提供配套的开发工具，使用很方便，开发周期短。 
PCI9052是PLX公司开发的低价格PCI总线从模式接口芯片，低功耗，符合PCI2.1规范，提供的局部总线(Local Bus)可通过编程设置为8/16/32位的(非)复用总线。PCI9052提供的局部总线不但可编程，而且与PCI总线的时钟相互独立运行，可实现异步操作，总线操作自动实现时序同步。两总线的异步运行方便了高、低速设备的兼容。 
www.qiqi8.cn 778论文在线
1          硬件设计 
为了充分利用硬件的有用资源，该多功能适配卡不仅要实现与CAN总线进行通信，还具有A/D、D/A及I/O功能，实现对CAN通信和数据采集等功能。PCI9052有5个地址映射空间，要实现这些功能，通过PCI9052来连接是能够满足要求的。I/O采用IO映射空间，CAN、A/D和D/A采用Memory地址映射空间，也可都采用Memory方式，这些地址空间的配置是在EEPROM中进行配置的。 
根据采样精度要求，A/D芯片采用的是16位单通道并行通信的AD976芯片，转换时间10us，为了实现多通道输入，须在模拟输入端加一多路开关MAX308ESE。D/A芯片采用的是16位8通道芯片DAC7644E，转换时间10us。CAN控制芯片采用PHLIPS的SJA1000，同时须接一CAN驱动芯片82C250。另外，PCI9052需要一片EEPROM芯片用来存储PCI9052的初始化配置参数。可与PCI9052匹配的芯片有Microchip Technology 1K 93AA46、93C46B、93LC46B，还有其他厂商的。在选择EEPROM时一定可参考PCI9052的推荐说明，这里采用的是1K的93LC46B。 
其原理结构如图1： 
图1  PCI多功能CAN适配卡结构示意图 
2          软件设计 
软件设计包括WDM驱动程序、API接口函数和应用程序设计，这里主要介绍驱动程序设计。对于WDM驱动程序，要获得正确的地址分配值，必须正确地设置配置参数，9052内部的配置寄存器是通过外部串行E2PROM上电加载的。9052会自动根据该E2PROM的状态来决定其内部寄存器的值。如果E2PROM不存在（此时E2PROM和9052连接的数据引脚应加上拉电阻或其内部无有效值，9052会将其内部寄存器配置为缺省值。值得一提的是，如果E2PROM内部没有烧写为有效值时，应保证其开始48位为全“1”；否则，系统上电时可能会产生错误。9052有5个本地空间，用户可根据实际需要进行相应的配置。当将本地空间配置成I/O时，对该空间的读/写操作只能单次进行。配置成存储器空间，用户会有多种接入模式，可大大提高接入速度。 
该多功能设配卡驱动程序的开发采用支持Windows2000的WDM驱动程序。开发工具采用Visual C++6.0、Win2000 DDK及DriverStudio2.7。采用DriverStudio向导工具生成驱动程序框架和调试程序，在利用向导时需正确填写PCI Vendor ID和PCI Device ID，否则，在安装驱动程序时查找不到正确的硬件设备，导致无法安装驱动。 

由于WDM驱动程序运行在系统的内核态，编写非常复杂，在应用程序和硬件进行数据交换中，可以采用几种方式进行通信：I/O控制方式、直接读写方式、中断方式和DMA方式。由于CAN总线的最高速率是1Mbps，

[1] [2]  下一页