基于Linux系统的数据采集模块驱动设计

作     者：吴纳新 

作者单位：电子科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：谢永乐

授予年度：2014年

学科分类：0810[工学-信息与通信工程] 08[工学] 080401[工学-精密仪器及机械] 0804[工学-仪器科学与技术] 080402[工学-测试计量技术及仪器] 0835[工学-软件工程] 081002[工学-信号与信息处理] 081202[工学-计算机软件与理论] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

主      题：Linux PCIE驱动 DMA 并发控制 

摘      要：随着电子测量技术的深入发展,仪器的发展愈发模块化。合成仪器的实现正是建立在这一基础上的,通过对于不同功能仪器的模块化,进行整合和集成,通过模块化的设计,以复杂的算法代替硬件电路,不仅能够节约成本,也能够缩小仪器的体积,对于维护和操作都更加简便。本文的数据采集模块是正是在合成仪器的课题背景下提出的,它可以作为合成仪器的组成部分。本文的数据采集模块是一个多功能的高速数据采集系统,能够对波形进行采集、存储并进行处理,可以用来组成数字存储示波器。论文的主要内容包括以下三点:(1)阐述了数据采集模块的整体方案,讨论了所选用PowerPC主控制器的各种特性,进行了各个模块的设计。(2)分析并设计了针对数据采集模块驱动开发流程,并以其关键性能为主要立足点进行了较为深入的研究,细致的论述了对数据采集模块的字符设备驱动以及PCIE总线驱动的开发,编写了与A/D转换、高速时钟、存储控制、触发功能和传输处理等模块的加载、初始化以及功能特性的驱动程序并给出了具体的方案以及调试方法,实现了对于数据采集模块的驱动开发,使得用户能够在应用层对于仪器的各项功能进行操作。(3)测试并验证了开发后的驱动程序:通过I/O端口寄存器读写测试、DMA中断与传输测试以及DMA传输速度测试对PCIE总线驱动功能进行了验证;通过与QT上位机应用界面相结合综合测试了A/D转换、存储控制、触发控制等功能,对数据采集模块的字符设备的功能特性进行了验证。并在最后对于数据采集模块驱动进一步开发进行了展望。