知识|基于RTX的舵机控制系统研制（二）

　　所谓驱动程序，就是直接控制设备进行工作的底层程序，实现了硬件和高层应用程序的交互。如果要使用PXI总线设备上的某个功能，就需要CPU能通过某段范围的地址访问或内存访问的方式与该功能交互。RTX驱动程序可以将获得的基地址转换成系统能够识别的虚拟地址，然后通过读写函数对不同板卡的底层寄存器进行操作，从而实现控制板卡正常工作。PCI定位寄存器配置由BIOS自动完成初始化，如分配总线号、中断向量、地址空间等，驱动程序只需要对数据偏移寄存器，即设备内部寄存器进行配置。访问内部寄存器，首先要获得PCI设备在BIOS上的映射基地址，然后根据设备的寄存器偏移量和格式对寄存器进行访问。
　　在RTX环境下，PXI设备驱动程序的基本结构如图4所示。其中，PXI设备和RTX位于结构底层，PXI设备与RTX内核通过中断和I／O端口来进行数据交互，RTX内核通过库函数和设备驱动程序来提供所需服务。上层应用程序与底层驱动程序通过建立共享内存来进行通信。
　　在RTX环境下进行PXI设备驱动开发，首先需要将Windows下的设备转换为RTX下的设备。RTX提供实现该功能的属性窗，如图5所示。利用RTX属性窗进行转换分主要分为两个步骤：　　(1)添加RTX的INF支持；　　(2)在设备管理器中更新设备驱动，将PXI设备从Windows支持转换为RTX支持。　　RTX环境下一个完整的PXI驱动程序至少由以下几方面组成：　　(1)设备初始化和释放。查找PCI设备传送设备号和厂家号两个主要参数，并遍历所有的PCI插槽直到匹配为止。找到设备后，读出中断号、基地址等，为以后的工作做准备。　　(2)地址到虚拟地址的映射，使系统能够识别硬件。由于对硬件的读写操作是基于物理地址，而应用程序实现读写操作使用的是虚拟地址，所以驱动程序必须要完成地址映射。　　设计的PXI板卡驱动程序首先用接口函数DeviceSearch()在总线上轮询，并查找到设备。然后通过DeviceInit()函数获得设备的硬件资源，如中断号、内存、输入输出I／O和DMA等。通过RtGetBusDataByOffset()函数访问设备的整个PCI配置空间，得到本地配置寄存器和存储空间内存的基地址和中断号等信息，然后根据获得的基地址利用RtTranslateBusAddress()和RtMapMem ory()函数将读取出来的基地址转换为系统能够访问的虚拟地址。需要指出的是，板卡的本地寄存器和存储空间可以通过Memory映像和I／O直接访问，文中设计的驱动程序的运用的是Memory映像。如选用I／O直接访问，可以通过调用RtEnablePortIo()和RtReadPortUchar()等函数即实现对端口的直接读写。当找到并打开板卡后就可以自定义读写函数对板卡进行读写操作，从而达到控制板卡的目的，具体开发流程如图6所示。
4 结束语　　RTX环境下的驱动程序可以通过RTX函数进行直接访问的，能够随时停止随时配置。文中基于RTX，在Windows平台实现了风洞虚拟飞行试验舵控仿真系统。与直接基于Windows平台设计的系统相比，系统的响应时间提高到ms级，满足了实时性要求。由于测试软件是基于VC++环境开发的可视化软件，系统具有良好的可扩展性，通用性较强。通过联调，验证了仿真系统的可靠性和实时性。