基于Virtex-6FPGA芯片的PCIExpress高速数据采集卡设计

    3.3总线中断处理

    采集卡一共需要处理三种中断请求，分别是DMA写完成，DMA读完成和错误中断请求。在Driver-Works平台中，KInterrupt类可用于处理硬件中断，其主要函数包括中断寄存器初始化，中断连接函数，实现了将一个中断服务例程连接到一个中断和解除其连接等。

    表2KCommonDmaBuffer类主要函数中断处理函数首先在驱动程序构造的函数中调用MEMBER_ISR(class_name，fuction_name)，声明中断服务例程为该类的一个成员函数，接着在驱动程序驱动例程中调用InitializeAndConnect()，初始化中断类实例，并与中断服务例程连接起来。

    这样就完成了对外部硬件中断的处理，当每次驱动程序检测到硬件产生中断脉冲时，中断服务函数随即被调用，从而转入相应中断处理程序中执行。

    4采集卡性能测试

    为测试采集系统性能，自行设计了应用软件对采集卡数据传输速率进行统计，在Windows环境下，采用多种数据量进行DMA方式读写。应用端软件根据数设定的数据包大小，申请不同的内存空间，并将虚拟地址映射到FPGA的DMA寄存器。实际测试采集速率结果如图4所示。

图4实际测试数据采集速率

    根据图4的测试结果，总线DMA传输速率与数据块大小相关。当设定系统数据块(即开辟的主机内存)大于32Mb时，采集卡的采集速率稳定在5.6Gb/s.实验结果表明，该系统大幅度地提高了数据交互速度，发挥了PCIExpress总线的优越性能。

    5结语

    本文应用Xilinx公司的Virtex-6芯片设计了PCI Express高速采集卡，通过调用FPGA内部的PCIE集成协议硬核，配合总线DMA控制器，能够快速可靠地采集外部差分数据，具有解码、整形，高速采集存储的功能，是大数据量交互的有效解决方案。

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本文关键字：采集卡  DSP/FPGA技术，单片机-工控设备 - DSP/FPGA技术