基于FPGA的PCI接口設(shè)計(jì)及其應(yīng)用.pdf

1、該文進(jìn)行的設(shè)計(jì)作為數(shù)控系統(tǒng)大課題中的一個(gè)子課題,主要研究利用PCI總線來實(shí)現(xiàn)對外圍IO的操作,硬件上包括設(shè)計(jì)一塊PCI接口卡并測試通過,軟件上實(shí)現(xiàn)了PCI接口卡在Linux下的驅(qū)動(dòng)和用軟PLC來實(shí)現(xiàn)對外圍IO的操作.該文在比較幾種微機(jī)總線的基礎(chǔ)上,為了實(shí)現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)高速、高精度、低功耗的要求,采用PCI總線進(jìn)行設(shè)計(jì).隨著可編程邏輯器件的發(fā)展,為在一片PLD芯片內(nèi)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的邏輯控制提供了條件.該文在綜合比較開發(fā)PCI卡的幾種方法的基礎(chǔ)上,選

2、擇了使用FPGA來實(shí)現(xiàn)PCI接口卡設(shè)計(jì).用VHDL語言對FPGA編程,采用模塊化的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行設(shè)計(jì),用狀態(tài)機(jī)來控制PCI邏輯的時(shí)序.設(shè)計(jì)首先在EDA軟件上仿真通過后,制作成PCI板卡并在現(xiàn)場調(diào)試通過.為方便所設(shè)計(jì)的PCI卡在數(shù)控系統(tǒng)及其它系統(tǒng)中應(yīng)用,該文設(shè)計(jì)了PCI卡在Linux下的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序,主要包括設(shè)備的注冊與注銷、與Linux內(nèi)核的接口、相關(guān)的入口函數(shù)、驅(qū)動(dòng)程序的編碼、編譯、加載與卸載等,并編寫了相應(yīng)的測試代碼,在Linux環(huán)境

3、下調(diào)試通過.為了解決數(shù)控系統(tǒng)中PLC的應(yīng)用問題,該文還設(shè)計(jì)了PCI卡在軟PLC中的應(yīng)用.采用的軟PLC軟件是Linux下的MatPLC軟件.在詳細(xì)討論MatPLC工作原理的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了一個(gè)輸入模塊、一個(gè)輸出模塊和一個(gè)MatPLC配置文件.輸入模塊通過驅(qū)動(dòng)程序從PCI卡中讀取數(shù)據(jù),傳送到MatPLC內(nèi)核的全局變量中,輸出模塊從內(nèi)核全局變量讀取數(shù)據(jù)并進(jìn)行邏輯運(yùn)算,再輸出到PCI卡.將他們編譯通過,并進(jìn)行測試,最終實(shí)現(xiàn)軟PLC對外圍IO端口