pcb抄板嵌入式Linux下PCI设备驱动的设计实现

    随着通用处理器和嵌入式技术的迅猛发展，越来越多的电子设备需要由处理器控制。目前大多数CPU和外部设备都会提供PCI总线的接口，PCI总线已成为计算机系统中一种应用广泛、通用的总线标准[1]。Linux因其开放源代码以及稳定的性能，越来越受到广大用户青睐。同时，基于Linux内核的嵌入式操作系统应用势头强劲，开发基于Linux的设备驱动程序，具有很强的实用性和可移植性[2]。
    1 PCI总线概述
    PCI（Peripheral Component Interconnect）总线，即外部设备互连，是现在流行的一种连接PC和外围设备的总线结构[3]。PCI提供了一组完整的总线接口规范，可以在33 MHz时钟频率、32 bit数据总线宽度的条件下达到峰值132 Mb/s的传输速率；它能支持一种称为线性突发的数据传输模式，可确保总线不断满载数据；采用总线主控与同步操作，显着改善PCI的性能；PCI独立于处理器的结构，用户可随意增添外围设备，以扩展电脑系统而不必担心在不同时钟频率下会导致性能下降。
    2 PCI设备驱动程序的设计与实现
    Linux中将设备分成字符设备、块设备和网络设备三种类型，通过主设备号和从设备号实现对设备的描述。pcb抄板其中主设备号描述控制该设备的驱动程序，即驱动程序与主设备号一一对应，从设备号用来区分同一个驱动程序控制的不同设备[5]。
    PCI设备属于字符设备。本设计采用模块方式实现PCI卡驱动程序。驱动程序主要由设备注册和注销、设备探测和移除、设备中断处理和系统调用等函数组成。
    2.1 设备注册和注销
    使用一个设备之前，必须保证己经对它进行注册，这项工作一般是在设备初始化时完成。设备初始化函数中调用函数register_chrdev（）来注册字符设备。流媒体数据缓存PCI卡驱动程序的注册代码如下：
    #define MAJOR_NUM 128
    register_chrdev（MAJOR_NUM，“pci_card”，&pci_card_fops）；
    将设备的主设备号设为128,设备名称为pci_card。pci_card_fops是一个file_operations结构指针，这个结构是设备驱动程序所提供的入口点位置，在设备注册时向系统进行登记，以便系统在适当时调用。pci_card_fops定义如下：
    static struct file_operations pci_card_fop={
    owner:THIS_MODULE，
    open:pic_card_open，
    release:pic_card_release，
    read:pic_card_read，
    write:pic_card_write，
    ioctl:pic_card_ioctl
    };
    当不再使用此设备时，需调用unregister_chrdev（）函数注销驱动程序。
    2.2 设备探测和移除
    在扫描到新的PCI设备后，系统需要调用设备驱动程序实现的探测函数以查找与设备相匹配的PCI驱动。电路板克隆流媒体数据缓存PCI卡设备驱动的探测函数pic_card_probe（）的主要实现代码如下：
    pci_card = kmalloc（sizeof（struct pci_card），GFP_KERNEL）；
    //为设备实例分配存储空间
    pci_enable_device（dev）；                      //激活PCI设备
    spin_lock_init（pci_card ->lock）；
    //初始化特定设备实例的私有化数据
    pci_read_config_byte（dev，PCI_REVISION_ID，（u8*）&（pci_
    card ->rev_id））；                  //读取配置信息
    pci_card->mem_base=pci_resource_start（dev， 0）；
    //读取I/O资源的配置信息
    pci_request_regions（dev，“pic_card”）；      //申请I/O区域
    pci_set_master（dev）；                 //设置成总线主模式
    pic_card->mem_start=ioremap（pic_card->mem_base，
    pic_card->mem_size）；              // I/O内存映射
    设备移除函数主要完成释放映射的虚拟地址、释放I/O区域、关闭PCI设备和释放为设备实例分配的内核空间等功能。