基于PCI总线的校时卡的研制
摘要
利用现有的通信线路和设备，有效的传送更多的信息有着重要的意义。在电视信号的场逆程期间传送电视图文信号及逆程钟信号，得到越来越多的重视。它为人们提供有效的信息、标准时间，服务于生产和科研。
总线是计算机中为CPU和其他各个功能部件之间提供数据、地址和控制信息的公共通道。在种类众多的总线类型中，拥有33.3MHz时钟频率、32位数据线宽度和最高可达266MB/s数据传输率的PCI总线以其优越的性能脱颖而出，成为当前最流行的总线标准。
本设计针对各个电视台面对千家万户，需要一个精确、可靠、统一的时间系统来为各种技术操作提供准确时间基准这一需求，设计了基于PCI总线的校时卡。
本论文从硬件设计、硬件调试和设备驱动程序设计等方面详细阐述了基于PCI总线的校时卡的设计过程。文中介绍了PCI总线的基本结构、特点，以及它的信号定义和基本操作。对校时卡的硬件电路按照功能分成几个单元进行了详细说明，重点介绍了硬件电路设计中芯片的选择以及这些芯片在电路中完成的功能。论文中，结合具体的设计说明了PCI设备驱动程序（Vxd）的开发过程。论文的最后部分记录了系统的调试工作，另外设计中作者的一些实际工作经验和想法也在文中加以总结。
通过系统测试和调试，证明该PCI校时卡能够精确的完成对计算机校时的功能，达到了预期的设计效果。
It is more and more significant to use devices and LOC in existence to transmit information. People begin to realize the importance of transmitting time signals and other information in the vertical blanking interval of television signal. This transmission provides people efficient information and standard time, and serves manufacture and scientific research.
Bus is a public channel which provides data、address and control command for CPU and other devices in the computer. PCI bus has: 33.3MHz CLK; 32-bit data bus; 266MB/s maximum data transfer. These features make it the most popular bus standard among various buses in existence.
The time adjust card based on PCI bus is designed to fulfill the request of TV stations. Because TV stations work for so many families, they need a precise、reliable and unitive time system to provides exact time standard to all kinds of technical operations.
This paper introduces the design process of this card from the aspects of hardware design、debugging and device driver design. At the beginning of the paper, the basic configuration、features、signal definitions and basic operation of PCI bus are detailed discussed. The paper also explains every parts of the hardware of the time adjust card in details. The functions of those main chips used in the design are introduced specially. Method of designing PCI bus device driver is also introduced in the paper. At the last part of the paper, the debugging of the system and some experiences of the author are mentioned.
Cautious debugging and practical use prove this card can fulfill the task of adjusting the time system of the computer exactly. The design has reached the prospective purpose.
总线是计算机中为CPU和其他各个功能部件之间提供数据、地址和控制信息的公共通道。在种类众多的总线类型中，拥有33.3MHz时钟频率、32位数据线宽度和最高可达266MB/s数据传输率的PCI总线以其优越的性能脱颖而出，成为当前最流行的总线标准。
本设计针对各个电视台面对千家万户，需要一个精确、可靠、统一的时间系统来为各种技术操作提供准确时间基准这一需求，设计了基于PCI总线的校时卡。
本论文从硬件设计、硬件调试和设备驱动程序设计等方面详细阐述了基于PCI总线的校时卡的设计过程。文中介绍了PCI总线的基本结构、特点，以及它的信号定义和基本操作。对校时卡的硬件电路按照功能分成几个单元进行了详细说明，重点介绍了硬件电路设计中芯片的选择以及这些芯片在电路中完成的功能。论文中，结合具体的设计说明了PCI设备驱动程序（Vxd）的开发过程。论文的最后部分记录了系统的调试工作，另外设计中作者的一些实际工作经验和想法也在文中加以总结。
通过系统测试和调试，证明该PCI校时卡能够精确的完成对计算机校时的功能，达到了预期的设计效果。
It is more and more significant to use devices and LOC in existence to transmit information. People begin to realize the importance of transmitting time signals and other information in the vertical blanking interval of television signal. This transmission provides people efficient information and standard time, and serves manufacture and scientific research.
Bus is a public channel which provides data、address and control command for CPU and other devices in the computer. PCI bus has: 33.3MHz CLK; 32-bit data bus; 266MB/s maximum data transfer. These features make it the most popular bus standard among various buses in existence.
The time adjust card based on PCI bus is designed to fulfill the request of TV stations. Because TV stations work for so many families, they need a precise、reliable and unitive time system to provides exact time standard to all kinds of technical operations.
This paper introduces the design process of this card from the aspects of hardware design、debugging and device driver design. At the beginning of the paper, the basic configuration、features、signal definitions and basic operation of PCI bus are detailed discussed. The paper also explains every parts of the hardware of the time adjust card in details. The functions of those main chips used in the design are introduced specially. Method of designing PCI bus device driver is also introduced in the paper. At the last part of the paper, the debugging of the system and some experiences of the author are mentioned.
Cautious debugging and practical use prove this card can fulfill the task of adjusting the time system of the computer exactly. The design has reached the prospective purpose.
引文
杨全胜、胡友彬， 现代微机原理与接口技术， 北京， 电子工业出版社， 2002， 25－30
Tom Shanley、 Don Anderson，刘晖、冀然然、夏意军（译）， PCI System Architecture――PCI系统结构，第四版－中英对照， 北京， 电子工业出版社，2000. 1－35
汪振华、张江陵、赵跃龙， 微机总线从PC到PCI， 计算机工程与应用，1996.2
曾繁泰、冯保初， PCI总线与多媒体计算机， 北京， 电子工业出版社， 1998， 1－81
李贵山、戚德虎，PCI局部总线――开发者指南，西安，西安电子科技大学出版社，1997，5-9，21-97
毛红旗、聂真理、傅德谦， 微型机接口技术， 山东， 青岛海洋大学出版社， 2003， 5－40
木合塔尔·甫拉提， 计算机总线技术的现状与未来发展趋势， 新疆第四届青年学术年会―信息科学与微电子技术论文集，2002
曹军，基于PCI总线的高速数据采集卡的研制，西南交通大学研究生学位论文，2003.3，11－13
俞斯乐、侯正信、冯启明、李文元， 电视技术第五版， 北京，国防工业出版社， 2000， 70—80, 183—201, 241—246
GB7402-87，利用电视信号传送标准时间频率，北京，国家标准局，1987
GB3174-82，彩色电视广播，北京，国家标准局，1982
PHLIPS Semiconductors， SAA7111 Data Sheet， 1997
PHLIPS Semiconductors， I2S bus specification，1986
PLX Technology， PCI 9052 Data Book， Version 1.02， 2000
武安河、周利莉，设备驱动程序（VxD与WDM）开发实务，北京，电子工业出版社，2001
陈小平，基于PCI总线的数据采集卡驱动程序的研究，电子科技大学硕士论文，
2000
张杰、马庭强，PCI设备配置空间的访问及实现，重庆，重庆邮电学院学报，Vol12 No.3， 2000.9
彭孝礼， 虚拟设备驱动程序开发起步与进阶北京，人民邮电出版社，2000，57－68
Karen Hazzah，孙喜明译，Windows VxD与设备驱动程序权威指南，北京，中国电力出版社，2001，26－37
PHLIPS Semiconductors， The I2C Bus and How To Use It， 1995
何立民， I2C总线的串行扩充技术， 广州周立功单片机发展有限公司
李奇刚，模拟I2C与8051单片机的接口， 广州周立功单片机发展有限公司
张端、沈雪峰， 图文电视及电视数据广播， 北京，高等教育出版社， 1997
宋万杰、罗丰、吴顺君，CPLD技术及其应用， 西安，西安电子科技大学出版社，1999， 12—19,83—96,199—235
Haruyasu Hayasaka、 Hiroaki Haramiishi、Naohiko Shimizu，The design of pci bus interface，Asia and South Pacific Design Automation Conference (ASP-DAC 2003)，2003，579-580
张军、李含善，可编程视频信号输入处理器SAA7111，国外电子元器件，2002、008，39－42
肖儿良、纪爽、卢子峰、吴常泳，SAA7111在图象多媒体中的应用，电视技术，1999、7，79-81
彭秀峰，I2C总线介绍，电视技术，1999、7，62-63
秦笛，电视逆程钟的设计，电视技术，1998、12，50-52
王钟达、郑红伟，电视逆程钟的一种接收方法，电视技术，1996、5，80-82
李文元、花小勇，用SAA7111来实现PDP显示电路的前端视频处理，中国体视学全图像分析及仿真与虚拟现实专业中国航空学会信号与信息处理专业第一届联合学术会议，2000， 316-322
郑健、王立强，用PCI9052制作PCI接口卡，核电子学与探测技术，2002，22，4，348-350
周生龙、缪栋，PCI总线接口PCI9052及其应用，计算机自动测量与控制，2001，9，1，48-50
Michal Jachim； Martin Jaeger，PCI DESIGNER APPLICATION NOTES，5th IFAC Workshop on Programmable Devices and Systems 2001 (PDS 2001), Nov22-23, 2001, Gliwice, Poland
Guoshun Zhang; Jian Zhang; Kun Yan; Taesok Zhang; Fuqing Huang，The Application of PCI Bus in High-speed Laser Marking System，Conference on Lasers in Material Processing and Manufacturing, Oct 16-18,2002, Shanghai, China，2002，378-380
Lufeng Qiao； Zhigong Wang, Design of DMA Controller for Multichannel PCI Bus Frame Engine and Data Linkmanager, Communications, Circuits and Systems and West Sino Expositions, IEEE 2002International Conference on,2002,1481-1485
Author(s): Michael J. O'Callaghan, Displaytech, Inc., Louisville, CO, USA;;Stephen H. Perlmutter, Displaytech, Inc., Longmont, CO, USA;; Barry Wolt, Verity Consulting, Inc.,Colorado Springs, CO, USA，Single-chip correlator implementation for pci-bus personal computers，Optical Pattern Recognition XI Meeting Date: 04/24 - 04/28/00, Orlando, FL,USA，2000，48-58
薛兆玉、谭桂珍，PCI总线，微计算机应用，1997，18，3，166-169
张勇、汤文洁，PCI总线及其在微机中的应用，工业控制计算机，1997、6，10-12、21
汪振华、张江陵、赵跃龙，微机总线从PC到PCI，计算机工程与应用，1996、2
杨海涛、于久恩、祖士珍、胡文华，PCI总线控制器PCI9030的原理和应用，全国第二届总线技术与测控系统工程学术报告会议论文集，2001，57-60
苗克坚、陆尧、车立昌，微机PCI总线接口的研究与设计，航空计算技术，2000，30，2，49-51
石剑、汪国有，基于windows2000的驱动程序设计，第十五届全国红外科学技术
交流会暨全国光电技术学术交流会，2001，645-648
马宏、王元钦，PCI总线设备驱动程序的设计与应用，中国体视学全图象分析及仿真与虚拟现实专业中国航空学会信号与信息处理专业第一届联合学术会议，330-334
姜明、郭全顺、黄跃敏，VXD驱动程序开发及PCI接口板卡设计，电子质量，2002、6，29-31、35
张宇斌，基于PCI总线的数字信号处理系统的软件开发，北京，国家科技情报中心，2002
周涛，基于PCI总线的图象采集卡的研制，北京，国家科技情报中心，1997
杨玉森，基于PCI总线的视频采集的实现，北京，国家科技情报中心，1999
谭博钊，基于PCI总线的高速数据采集，北京，国家科技情报中心，2002
王德谦，PCI局部总线的研究与接口设计，北京，国家科技情报中心，2000
杨春林，基于PCI总线的图象信号采集系统设计，北京，国家科技情报中心
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