数据驱动的PCI总线技术及其在高速数据采集系统中的应用
摘要：本文探讨了基于PCI总线的高速数据采集传输系统，分析了PCI总线的性能和三种传输模式，并提供了该系统的硬件实现以及采用DMA传输方式实现数据传输的设计。
关键词：PCI总线，DMA，数据采集
1 数据采集系统结构与功能
本文应用于雷达视频回波信号处理。信号由两路正交视频回波信号组成，因此采用双通道。采集指标为2路采集信号、40M个样本/A/D采样字长10位，每路数字信号字长16位，两路合成32位，将32位数据分别存入系统内存不同区域，以便后续处理。设计以PCI总线为基础，通过DMA方式将32位数据分配至内存不同区域。
主要功能模块包括：PCI总线、双口SRAM、EPLD（配置逻辑）及A/D部分。系统框图如图1所示。
2 PCI总线实现
PCI是一种地址/数据、命令/字节选择复用性质的局部 总线，它使用主从握手机制控制数据传输，其接口电路设计与传统接口无大差异。一般应完成地址译码及命令译码、高速地址产生部件、控制信号产生等功能。在考虑到PCI规范中对各类信号负载能力时，可以采用可编程器件或专用接口芯片进行实现。本文利用PLX公司的PCI9054专用芯片，该芯片符合MB/s速度标准，可支持主模式操作（M）、C模式和J模式的一种，以及零等待突发传输。
3 主从模式操作
主模式操作允许CPU访问PCIX上的内存和I/O接口。
从模式操作允许主控设备访问配置寄存器或内存。
DMA操作支持高带宽突发或单周期I/O映射访问和存储器映射访问。
4 采样控制与驱动程序设计
为了降低开发周期和成本，本文采用DMA转移策略。当双端RAM填满1KB后，由EPLD启动DMA通道读取并写入FIFO，而当FIFO满载时，由PCA9054申请占用PCIX空间，将FIFO内容写入PCIX空间，从而完成一次完整转移过程。这一方法简化了硬件逻辑，同时提高了效率。此外，还需要编写设备驱动程序来管理软件层面，与硬件层面的通信。本文使用KRF-Tech公司提供的Windriver工具包来编写驱动程序，以简化开发过程。
结论：
基于PCI总线技术具有显著优势，如强大的性能、高度灵活性以及简单易用的用户界面。在高速数据采集中，这些特点使得基于此技术的心智计算卡成为实时数 据捕捉和处理解决方案的一个理想选择。此外，不断发展的人工智能算法也要求更高效率，更快捷地获取大量原始信息，为这些新兴领域奠定坚实基础，有着广阔前景。
