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介紹了在VB開(kāi)發(fā)環(huán)境下，對PCI設備進(jìn)行底層訪(fǎng)問(wèn)的兩種方法：一種是通過(guò)用用戶(hù)自己編寫(xiě)的動(dòng)態(tài)連接庫（DLL）實(shí)現，二是利用WINDRIVER提供的VB運行庫編寫(xiě)直接訪(fǎng)問(wèn)硬件接口函數，并對兩種方法行了比較。 VB集成化編程語(yǔ)言一種功能強大而容易上手的開(kāi)發(fā)工具，在用戶(hù)界面、數據庫、多媒體、網(wǎng)絡(luò )編程等方面，VB可謂得心應手。然而VB有限的硬件編程能力以又使得許多硬件開(kāi)發(fā)者對此深感無(wú)奈。尤其在工業(yè)控制，測控技術(shù)等領(lǐng)域，自行設計開(kāi)發(fā)的I／O卡，數據采集卡等在WIN32下的驅動(dòng)常常需要借助DDK，VtooIsD等工具進(jìn)行艱苦而又長(cháng)期的內核模式開(kāi)發(fā)。本文介紹了在VB開(kāi)發(fā)環(huán)境下訪(fǎng)問(wèn)PCI設備的方法。對于其他設備，方法與此大同小異。 在VB開(kāi)發(fā)環(huán)境下，用戶(hù)要訪(fǎng)問(wèn)諸如數據采集卡之類(lèi)硬件上的PCI設備，一般來(lái)說(shuō)有兩種途徑：一是直接訪(fǎng)問(wèn)，即用VB直接編寫(xiě)訪(fǎng)問(wèn)PCI設備的接口函數（這種方法要有相關(guān)軟件的支持）；二是間接訪(fǎng)問(wèn)，即VB調用其它編程語(yǔ)言（如匯編，C／C＋＋等）寫(xiě)的底層驅動(dòng)模塊（一般封裝成動(dòng)態(tài)連接庫DLL的形式）實(shí)現。 1 PCI總線(xiàn)的配置空間 PCI規范定義了三種地址空間，除了存儲器和I／O地址空間外，為支持PCI設備系統資源的自動(dòng)配置，還定義了配置地址空羊。 PCI總線(xiàn)的配置空間由256個(gè)字節組成，分為預定首區和設備關(guān)聯(lián)區。預定首區包括開(kāi)始64個(gè)字節，對所有的PCI設備來(lái)說(shuō)，都必須支持該區的設置；設備關(guān)聯(lián)區的寄存器有不同的的PCI設備廠(chǎng)家自己定義。 配置空間的預定的首區分兩個(gè)部分，前16個(gè)字節的定義對各類(lèi)PCI設備而言都是相同的，后48個(gè)字節空間根據設備支持的功能有不同的分配。首區類(lèi)型定義了該空間的分配情況（目前只有一種類(lèi)型00H）。表1是首區的組織結構。 所有的PCI設備必須支持首區的供應商ID、設備ID、指令和狀態(tài)區。對于其他寄存器的使用可根據設備的楞能來(lái)選擇。對于不同的PCI設備，其供應商ID由PCI SIG分配以確保唯一性，而設備ID則由供應商自己分配。 2 PCI設備的配置過(guò)程 PCI總線(xiàn)的配置空間規范保證了所有PCI設備對“即插即用”的支持。 系統在上電后，“即插即用”BIOS通過(guò)隔離算法讀取每一個(gè)“即插即用”設備的資源申請數據，并分配相應的系統資源，同時(shí)檢查資源的沖突情況，然后引導、加載操作系統，并將控制權交給操作系統；如果加載的是“即插即用”操作系統（WINDOWS 95及以后版本），那么操作系統將接管系統的資源管理權，它首先從BIOS讀取“即插即用”設備的資源配置信息，并仲載資源沖突情況，然后配置BIOS尚未配置的“即插即用”設備，將設備的配置信息寫(xiě)入配置管理器，最后激活無(wú)資源沖突的“即插即用”設備，裝載相應的設備驅動(dòng)程序。 對于PCI設備來(lái)說(shuō)，系統完成引導之后，除了將資源的分配寫(xiě)入系統的配置管理器外，還寫(xiě)入了相應的PCI配置寄存器。程序可以通過(guò)直接讀取設備的配置寄存器來(lái)得到設備的I／O，存儲器等資源配置情況。 3 VB下PCI設備的訪(fǎng)問(wèn) 驅動(dòng)程序訪(fǎng)問(wèn)PCI設備的過(guò)程一般包括掃描PCI總線(xiàn)，相找指定的PCI設備，確定I／O等資源分配情況，進(jìn)行I／O、存儲器、中斷以及DMA等操作。VB本身并不能實(shí)現上述對PCI設備的訪(fǎng)問(wèn)過(guò)程，下面介紹在VB下通過(guò)其他途徑實(shí)現對PCI設備的訪(fǎng)問(wèn)。 3．1 VB直接訪(fǎng)問(wèn) WINDRIVER為VB只提供了非常有限的I／O訪(fǎng)問(wèn)能務(wù)（如串口通信），在VB下直接訪(fǎng)問(wèn)PCI設備時(shí)需要借助其它軟件。目前WINDRIVER是KEFTech公司主推產(chǎn)品，是許多PCI廠(chǎng)家所推薦的首選驅動(dòng)器程序開(kāi)發(fā)工具。 WINDRIVER為VB 4.0以上版本提供了一個(gè)類(lèi)模塊（WINDRIVER.CLS），利用這個(gè)類(lèi)模塊，用戶(hù)可以手工編寫(xiě)自己需的接口函數來(lái)訪(fǎng)問(wèn)相應的設備。下面以具體例子來(lái)說(shuō)明WINDRIVER.CLS的使用方法。 3.1.1 掃描PCI總線(xiàn)得到指設備的數目 利用WINDRIVER.CLS提供的應用程序接口函數（APIs），編寫(xiě)一個(gè)掃描PCI總線(xiàn)，獲得指定PCI設備數目的函數下： 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 "設備打開(kāi)出錯" Exit Function End If PciScan.searchId.dwVendorId = DwVendorID pciScan .searchId.dwDeviceID = dwDeviceID WD_PciScanCards hWD, pciScan WD_Close (hWD) GetCardsNum = pciScan.dwCards End Function 該函數可以通過(guò)輸入參數：PCI設備的供應商ID和設備ID得到所需的PCI設備數目。如查找AMCC公司的PCI適配芯片S5933，則輸入參數為：&H10E8和&H4750。 下面例子用于讀寫(xiě)S5933的PCI配置寄存器。在工程的全局模塊中需要先定義下列數據結構，同時(shí)設備必須處于打開(kāi)狀態(tài)。 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 讀寫(xiě)PCI配置寄存器 完成以上數據結構的定義后，用下面的函數可寫(xiě)S5933的PCI配置寄存器內容。 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 `讀函數 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 `寫(xiě)過(guò)程 參數說(shuō)明： hAMCC 設備打開(kāi)后系統分配的句柄 dwReg 讀寫(xiě)的PCI配置寄存器 dwVal 讀出的寄存器數據 dwData 寫(xiě)入寄存器的數據 以上例子僅僅是拋磚引玉。WINDRAR.CLS類(lèi)模塊提供了功能極為強大的底層驅動(dòng)的API函數，用戶(hù)通過(guò)編寫(xiě)相應的驅動(dòng)模塊可以方便地實(shí)現對各類(lèi)硬件的I／O、存儲器映射、中斷以及DMA等操作，同時(shí)可以實(shí)現WIN32下物理內存空間的申請、讀寫(xiě)等處理。另外對于實(shí)時(shí)性要求較高的設備，WINDRIVER提供的“內插”（Plug-In）特性可以讓程序的相關(guān)模塊運行于Ring 0內核模式（Kernel mode），以提高性能。 開(kāi)發(fā)完成的底層驅動(dòng)模塊既可直接為VB的應用程序調用，也可以在VB下封裝成DLLs供其它的WIN32開(kāi)發(fā)工具調用。 3．2 自定義DLL訪(fǎng)問(wèn) DLL使VB的功能得到極大的增強，使得VB的應用范圍不斷擴大，使用更加靈活。VB通過(guò)調用自定義DLL可以實(shí)現對硬件的底層訪(fǎng)問(wèn)。下面用例了說(shuō)明VB對DLL的調用及DLL的編寫(xiě)過(guò)程。 3．2．1 DLL的功能和編寫(xiě) 本例中的DLL通過(guò)掃描PCI總線(xiàn)，得到總線(xiàn)上S5933接口芯片的數目，打開(kāi)指定設備，向S5933的輸入郵箱子中寫(xiě)入命令字，然后從輸出郵箱1中讀取返回數據，最后關(guān)閉設備。 extern "C" _declspec (dllexport) int _stdcall GetCardsNum() { AFX_MANAGE_STATE (AfxGetStaticModuleState()); int cards; cards=AMCC_CountCards (0x10e8,0x4750); return cards; } //此函數得到S5933的數目； 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)) //打開(kāi)指定設備 { AMCC_WriteRegDWord(hAMCC, OMB1_ADDR); dwCmd); //寫(xiě)入命令字 do{ data=AMCC_ReadRegDWord(hAMCC,MBFF_ADDR); }while((data&0x000f0000)==0x00000000); //等待輸入郵箱1滿(mǎn) data=AMCC_ReadRegDWord(hAMCC,IMB 1_ADDR); //讀取返回數據 if(Hamcc) AMCC_Close(Hamcc) //關(guān)閉設備 return data; else {AfxMessageBox(“打開(kāi)設備失��！”)； return 0;} 程序中用到的函數包含在WINDRIVER的API函數庫中，在VC＋＋下編譯時(shí)加上頭文件： #include "amcclib.h" #include "amcclib.c" 同時(shí)在DEF文件中列出DLL的導出函數名，生成的DLL即可為VB即可為VB所調用。讀者也可用其它工具編寫(xiě)驅動(dòng)模塊，最后封裝成DLL即可。 2.2.2 VB調用DLL VB調用動(dòng)態(tài)連接庫（DLL）時(shí)，首先聲明DLL，然后即可像調用VB的語(yǔ)句或函數一樣使用DLL中的例程。下面介紹VB調用上例生成的DLL（假設文件名為T(mén)est.dll）。 聲明 Public Declare Function GetCardsNum Lib "Test.dll"() As Integer Public Declare Function SendCommand Lib "Test.dll" (ByVal dwCmd as Long) As Long 在聲明時(shí)需要注意：DLL的路徑；參數傳遞的方式；參數的類(lèi)型。 另外，VB遵從_stdcall的參數傳遞約定，而VC＋＋默認_cdecl的傳遞約定，因此在DLL中的導出聲明需采用_stdcall的裝飾符。 調用 一旦聲明后，在VB的應用程序中就可調用DLL中的例程。如： Private Sub Form_Load() Dim CardsNum As Integer CardsNum = GetCardsNum() MsgBox“系統中有”+ Str(CardsNum)+“塊S5933插卡！” End Sub WINDRIVER包括了諸如AMCC、Altera、PLX、Galileo、V3、PLDA等公司PCI芯片的專(zhuān)用C／C＋＋的 API函數庫，其中包含了I／O讀寫(xiě)，內存映射，中斷處理以及DMA等底層驅動(dòng)的函數，可以非常方便地用VC＋＋，BC＋＋以及C＋＋Builder等工具編譯成DLLs供VB調用。 本文提供了兩種在VB的開(kāi)發(fā)環(huán)境下訪(fǎng)問(wèn)PCI設備的方法。第一種方法需要有WINDRIVER的VB運用庫支持，可以在VB環(huán)境下直接編寫(xiě)所需的接口函數，但對WINDRAR。CLS類(lèi)模翰中定義的內核數據結構要有較深的了解；第二種方法具有一定的靈活性、普遍性，編寫(xiě)的DLL的工具較多，DLL除了可用于VB外，還可用于其他的WIN32開(kāi)發(fā)工具，有較強的適應性。 以上方法在北京航空航天大學(xué)測控技術(shù)研究所研制的PHD2000高速并行數據采集系統中得到實(shí)際應用，取得了良好的效果。 |
