基于PCI總線的嵌入式Linux設(shè)備驅(qū)動程序的研究與實現(xiàn).pdf

1、隨著通用處理器和嵌入式技術(shù)的迅猛發(fā)展，越來越多的電子設(shè)備需要由處理器來進(jìn)行控制。而目前大多數(shù)的 CPU 和外部設(shè)備都會提供 PCI 總線的接口，PCI 總線已成為計算機(jī)系統(tǒng)中一種應(yīng)用廣泛、通用的總線標(biāo)準(zhǔn)。 Linux 因其開放源代碼以及穩(wěn)定的性能，越來越受到廣大用戶所青睞。同時，基于 Linux 內(nèi)核的嵌入式操作系統(tǒng)應(yīng)用勢頭強(qiáng)勁，開發(fā)基于 Linux 的設(shè)備驅(qū)動程序，具有很強(qiáng)的實用性和可移植性?；诖耍瑖?63項目DVB-IP

2、網(wǎng)關(guān)采用了基于Linux的PCI總線技術(shù)。因此，開發(fā)其PCI的Linux設(shè)備驅(qū)動程序就顯得很有必要。 本文先簡單介紹了PCI局部總線的特點(diǎn)、傳輸控制機(jī)制及其配置技術(shù)， DM642的PCI接口和Linux操作系統(tǒng)與驅(qū)動程序的相關(guān)知識。闡述了DVB-IP網(wǎng)關(guān)硬件開發(fā)平臺和系統(tǒng)設(shè)計目標(biāo)，對在DVB-IP網(wǎng)關(guān)中開發(fā)PCI設(shè)備驅(qū)動所存在的關(guān)鍵點(diǎn)和難點(diǎn)作了深入的分析。結(jié)合DVB-IP網(wǎng)關(guān)，設(shè)計并開發(fā)了DM642 PCI的嵌入式Linux設(shè)備

3、驅(qū)動。分析目前普遍存在的DSP代碼加載方式的特點(diǎn)，設(shè)計并實現(xiàn)了一種新的DSP加載技術(shù)，非常有利于系統(tǒng)調(diào)試和應(yīng)用，節(jié)省了硬件成本，降低了開發(fā)難度。從提高PCI的數(shù)據(jù)吞吐量和實時傳輸性能出發(fā)，本文先深入研究了DSP采用目前普遍使用的中斷方式與CPU進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時所帶來的中斷次數(shù)多、中斷間隔小和數(shù)據(jù)吞吐能力差等缺陷。針對DSP采用全中斷方式實時傳輸TS流的不足，本文利用中斷使能（PCIIEN）寄存器中的EERDY位作為用戶進(jìn)程完成內(nèi)核空間的數(shù)

4、據(jù)操作和允許DSP發(fā)送中斷的標(biāo)志位，結(jié)合MASTEROK位，設(shè)計并實現(xiàn)了中斷和輪詢相結(jié)合的數(shù)據(jù)傳輸方式，不僅減少了中斷次數(shù)，而且增加了中斷發(fā)送的間隔，對多節(jié)目TS流的處理能力提高了近1倍。為解決系統(tǒng)中存在累積包以致于網(wǎng)絡(luò)傳輸時會出現(xiàn)大的抖動而產(chǎn)生尖峰現(xiàn)象，本文利用mmap技術(shù)實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的零拷貝，節(jié)省了CPU用戶進(jìn)程通過系統(tǒng)調(diào)用拷貝內(nèi)核空間數(shù)據(jù)的開銷，減輕了CPU的負(fù)荷，提高了PCI的數(shù)據(jù)吞吐能力和實時傳輸性能，提高了驅(qū)動程序的可靠性與穩(wěn)