基于PCI Express总线的雷达数据记录器驱动程序开发

文章摘要：数据传输模块主要包括中断服务例程（ISR）和DPC例程（DpcForIrq）。前者响应LINT#中断和DMA中断，后者启动DMA传输并在数据传完后通知应用程序读取DMA缓存中的数据。因为ISR运行于较高的硬件中断级别[5]（DISPATCH_LEVEL），它会阻塞所有的进程，而DpcForIrq运行在软件中断级别，不会阻塞所有进程，所以应该尽量减少ISR的运行时间，而在DpcForIrq中完成耗时的操作。本文在ISR中只判断中断类型，ISR的流程如图3所示：图3 ISR流程图在调试中发现：当PEX8311的LINT#中断信号有效时间超过8us时，会造成死机。但系统繁忙时，计算机会因为中断有效

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　　数据传输模块主要包括中断服务例程（ISR）和DPC例程（DpcForIrq）。前者响应LINT#中断和DMA中断，后者启动DMA传输并在数据传完后通知应用程序读取DMA缓存中的数据。因为ISR运行于较高的硬件中断级别[5]（DISPATCH_LEVEL），它会阻塞所有的进程，而DpcForIrq运行在软件中断级别，不会阻塞所有进程，所以应该尽量减少ISR的运行时间，而在DpcForIrq中完成耗时的操作。本文在ISR中只判断中断类型，ISR的流程如图3所示：

　　图3  ISR流程图

　　在调试中发现：当PEX8311的LINT#中断信号有效时间超过8us时，会造成死机。但系统繁忙时，计算机会因为中断有效时间太短而响应不了中断。为解决这一问题，使LINT#的有效时间加长到32us，驱动程序在刚进入ISR时，先禁止PCI中断，LINT#中断便不能传到计算机系统，也就不会造成死机，ISR也有足够的时间读中断寄存器的值进行判断。

　　数据传输初始化工作完成后，当有LINT#中断时，系统调用ISR。ISR中先判断是LINT#中断，于是将标志m_LINT设置为true，接着调用IoRequestDpc ()将一个DPC对象放入DPC队列中，最后，中断服务程序退出。

　　然后，系统取出DPC对象，在DISPATCH_LEVEL的级别下执行DpcForIrq。因为m_LINT为true，说明是FIFO存满数据，DpcForIrq设置DMA参数并启动DMA读数据。然后DpcForIrq退出。当PEX8311完成DMA传输后会产生DMA中断，中断服务程序按相同的方式执行，此时m_LINT被设置为false，说明是PEX8311完成DMA传输而产生的DMA中断，驱动程序在DpcFor_Irq中用事件通知应用程序读取DMA缓存中的数据写到SCSI硬盘上。如果应用程序不退出，驱动程序会一直按上述方式循环运行。当应用程序退出时，驱动程序关闭中断并释放DMA缓存。

　　4.4 驱动程序调试

　　本文采用Microsoft随DDK一起发布的调试工具WinDbg调试驱动程序。WinDbg是一种内核模式和用户模式调试器，可以用来分析故障转储文件和执行驱动程序代码。调试需要两台计算机：目标机（雷达数据记录器）和主机（运行Windbg的机器），它们用串口线连接，主机控制和监视目标机上的活动。设置好主机和目标机后，通过WinDbg的命令窗口可以设置断点、观察调试输出信息或分析目标机蓝屏后产生的故障转储文件。

　　测试时：外部中断频率可以提高到200Hz以上，每次中断读取512KB数据。通过分析，测试数据完全正确。经反复测试，记录器稳定记录速度可达100MB/S以上。

　　由于只采用了两个SCSI硬盘以及系统运行效率的限制，数据记录速度没有达到PEX8311的理论传输速度。若增加SCSI硬盘数量和升级硬件，记录速度还有很大提升空间。

　　5 总结

　　本文详细的介绍了基于PCI Express总线的雷达数据记录器驱动程序的开发。本文创新点为：针对雷达数据记录器和PEX8311的特点设计了高效的驱动程序，它具有易操作、移植性强的优点。该驱动程序已成功地应用于某雷达原始数据记录器中。

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