VB环境下实现PCI设备底层访问的两种方法

   2024-02-18 互联网860
核心提示:  VB 集成化编程语言一种功能强大而容易上手的开发工具,在用户界面、数据库、多媒体、网络编程等方面,VB可谓得心应手。然而V

  VB 集成化编程语言一种功能强大而容易上手的开发工具,在用户界面、数据库、多媒体、网络编程等方面,VB可谓得心应手。然而VB有限的硬件编程能力以又使得 许多硬件开发者对此深感无奈。尤其在工业控制,测控技术等领域,自行设计开发的I/O卡,数据采集卡等在WIN32下的驱动常常需要借助DDK, VtooIsD等工具进行艰苦而又长期的内核模式开发。本文介绍了在VB开发环境下访问PCI设备的方法。对于其他设备,方法与此大同小异。

  在VB 开发环境下,用户要访问诸如数据采集卡之类硬件上的PCI设备,一般来说有两种途径:一是直接访问,即用VB直接编写访问PCI设备的接口函数(这种方法 要有相关软件的支持);二是间接访问,即VB调用其它编程语言(如汇编,C/C++等)写的底层驱动模块(一般封装成动态连接库DLL的形式)实现。

  1 PCI总线的配置空间

  PCI规范 定义了三种地址空间,除 了存储器和I/O地址空间外,为支持PCI设备系统资源的自动配置,还定义了配置地址空羊。

  PCI总线的配置空间由256个字节组成,分为预定首区和设备关联区。预定首区包括开始64个字节,对所有的PCI设备来说,都必须支持该区的设 置;设备关联区的寄存器有不同的的PCI设备厂家自己定义。

  配置空间的预定的首区分两个部分,前16个字节的定义对各类PCI设备而言都是相同的,后48个字节空间根据设备支持的功能有不同的分配。首区类型 定义了该空间的分配情况(目前只有一种类型00H)。表1是首区的组织结构。

  所有的PCI设备必须支持首区的供应商ID、设备ID、指令和状态区。对于其他寄存器的使用可根据设备的楞能来选择。对于不同的PCI设备,其供应商ID由PCI SIG分配以确保唯一性,而设备ID则由供应商自己分配。

  2 PCI设备的配置过程

  PCI总线的配置空间规范保证了所有PCI设备对“即插即用”的支持。

  系统在上电后,“即插即用”BIOS通过隔离算法读取每一个“即插即用”设备的资源申请数据,并分配相应的系统资源,同时检查资源的冲突情况,然后引导、加载操作系统,并将控制权交给操作系统;如果加载的是“即插即用”操作系统(WINDOWS 95及以后版本),那么操作系统将接管系统的资源管理权,它首先从BIOS读取“即插即用”设备的资源配置信息,并仲载资源冲突情况,然后配置BIOS尚 未配置的“即插即用”设备,将设备的配置信息写入配置管理器,最后激活无资源冲突的“即插即用”设备,装载相应的设备驱动程序。



 

  对于PCI设备来说,系统完成引导之后,除了将资源的分配写入系统的配置管理器外,还写入了相应的PCI配置寄存器。程序可以通过直接读取设备的配 置寄存器来得到设备的I/O,存储器等资源配置情况。

  3 VB下PCI设备的访问

  驱动程序访问PCI设备的过程一般包括扫描PCI总线,相找指定的PCI设备,确定I/O等资源分配情况,进行I/O、存储器、中断以及DMA等操作。VB本身并不能实现上述对PCI设备的访问过程,下面介绍在VB下通过其他途径实现对PCI设备的访问。

  3.1 VB直接访问

  WINDRIVER为VB只提供了非常有限的I/O访问能务(如串口通信),在VB下直接访问PCI设备时需要借助其它软件。目前 WINDRIVER是KEFTech公司主推产品,是许多PCI厂家所推荐的首选驱动器程序开发工具。

  WINDRIVER为VB 4.0以上版本提供了一个类模块(WINDRIVER.CLS),利用这个类模块,用户可以手工编写自己需的接口函数来访问相应的设备。下面以具体例子来 说明WINDRIVER.CLS的使用方法。

  3.1.1 扫描PCI总线得到指设备的数目

  利用WINDRIVER.CLS提供的应用程序接口函数(APIs),编写一个扫描PCI总线,获得指定PCI设备数目的函数下:

  Function GetCardsNum (dwVendorID As)

  Long, dwDeviceID As Long) As Integer

  Dim pciScan As WD_PCI_SCAN_CARDS

  Dim hWD As Long

  HWD = WD_Open()

  If Hwd =INVALID_HANDLE_VALUE Then

  MsgBox "设备打开出错"

  Exit Function

  End If

  PciScan.searchId.dwVendorId =

  DwVendorID

  pciScan .searchId.dwDeviceID =

  dwDeviceID

  WD_PciScanCards hWD, pciScan

  WD_Close (hWD)

  GetCardsNum = pciScan.dwCards

  End Function

 

  该函数可以通过输入参数:PCI设备的供应商ID和设备ID得到所需的PCI设备数目。如查找AMCC公司的PCI适配芯片S5933,则输入参数 为:&H10E8和&H4750。

  下面例子用于读写S5933的PCI配置寄存器。在工程的全局模块中需要先定义下列数据结构,同时设备必须处于打开状态。

  Type AMCC_INNTERRUPT

  Int As WD_INTERRUPT

  HThread As Long

  Trans(O To 1)As WD_Transfer

  End Type

  Type AMCC_ADDR_DESC

  dwLocalBase As Long

  dwMask As Long

  dwBytes As Long

  dsAddr As Long

  dwAddrDirect As Long

  flsMemory As Boolean

  End Type

  Type AMCC_STRUCT

  HWD As Long

  CardLock As WD_CARD

  PciSlot As WD_PCI_SLOT

  CardReg As WD_CARD_REGISTER

  AddrDesc(0 To AD_PCI_BARS-1)As

  AMCC_ADDR_DESC

  fUseInt As Boolean

  int As AMCC_INTERRUPT

  End Type

  3.1.2 读写PCI配置寄存器

  完成以上数据结构的定义后,用下面的函数可写S5933的PCI配置寄存器内容。

  Function AMCC_ReadPCIReg (hAmcc As

  AMCC_SETRUCT, dwReg As Long)

  Dim pciCnf As WD_PCI_CONFIG_DUMP

  Dim dwVal As PVOID

  pciCnf.pciSlot = hAmcc.pciSlot

  pciCnf.pBuffer = dwVal

  pciCnf.dwOffer = dwReg

  pciCnf.dwBytes = 4

  pciCnf.flsRead = True

  WD_PciConfigDump hAmcc.hWD, pciCnf

  AMCC_ReadPCIReg = dwVal

  End Function `读函数

  Sub AMCC_WritePCIReg (hAmcc As

  AMCC_STRUCT, dwReg As Long, dwData As PVOID)

  Dim pciCnf As WD_PCI_CONFIG_DUMP

  pciCnf.pciSlot = hAmcc.pciSlot

  pciCnf.pBuffer = dwVal

  pciCnf.dwOffer = dwReg

  pciCnf.dwBytes = 4

  pciCnf.flsRead = False

  WD_PciConfigDump hAmcc.hWD, pciCnf

  End Sub `写过程

 

  参数说明:

  hAMCC 设备打开后系统分配的句柄

  dwReg 读写的PCI配置寄存器

  dwVal 读出的寄存器数据

  dwData 写入寄存器的数据

  以上例子仅仅是抛砖引玉。WINDRAR.CLS类模块提供了功能极为强大的底层驱动的API函数,用户通过编写相应的驱动模块可以方便地实现对各 类硬件的 I/O、存储器映射、中断以及DMA等操作,同时可以实现WIN32下物理内存空间的申请、读写等处理。另外对于实时性要求较高的设备, WINDRIVER提供的“内插”(Plug-In)特性可以让程序的相关模块运行于Ring 0内核模式(Kernel mode),以提高性能。

  开发完成的底层驱动模块既可直接为VB的应用程序调用,也可以在VB下封装成DLLs供其它的WIN32开发工具调用。

  3.2 自定义DLL访问

  DLL使VB的功能得到极大的增强,使得VB的应用范围不断扩大,使用更加灵活。VB通过调用自定义DLL可以实现对硬件的底层访问。下面用例了说 明VB对DLL的调用及DLL的编写过程。

  3.2.1 DLL的功能和编写

  本例中的DLL通过扫描PCI总线,得到总线上S5933接口芯片的数目,打开指定设备,向S5933的输入邮箱子中写入命令字,然后从输出邮箱1 中读取返回数据,最后关闭设备。

  extern "C" _declspec (dllexport) int _stdcall GetCardsNum()

  {

  AFX_MANAGE_STATE (AfxGetStaticModuleState());

  int cards;

  cards=AMCC_CountCards (0x10e8,0x4750);

  return cards;

  } //此函数得到S5933的数目;

  extern "C" declspec (dllexport) DWORD_stdcall Send-

  Command(int CardNum, DWORD dwCmd)

  {

  AFX_MANAGE_STATE (AfxGetStaticModuleState());

  DWORD data;

  If (AMCC_Open (&Hamcc, 0x10e8,0x4750, Card-

  Num, 0)) //打开指定设备

  {

  AMCC_WriteRegDWord(hAMCC, OMB1_ADDR);

  dwCmd); //写入命令字


 
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