基于IEEE1394b的双向传输设备驱动程序设计

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  作者:陈倩雪,李玉山,白幸杏 西安电子科技大学

  摘要 介绍了基于IEEEl394b总线双向数据传输系统PC机端设备驱动程序。结合IEEEl394b总线规范,以Windows环境为例详细介绍了利用Fir-eAPI SDK开发IEEE1394b设备驱动程序的设计原理、实现方法。

  关键词 IEEE1394b;内核模式;FireAPI

  现有的大部分数据传输接口总线造价比较高,且难以满足实际运用中对传输速率的要求,成了阻碍整个系统性能提高的一大屏障。IEEE-1394是现今最高速的串行总线接口之一,IEEE1394lb更是在原有IEEE1394的基础上速度更快,支持距离更长,在实时批量数据传输方面有广泛的应用前景。

  基于1394传输系统设备驱动文献,大部分都是基于IEEE1394a的,而IEEE1394b以其更高的速度展现出了更大的魅力,对实时大批量的数据传输具有重大意义,但是Microsoft并没有提供对1394b的支持,在Windows自带的1394不能支持其S800的速度,因此1394b在应用上受到局限,Unibrian提供了FireAPI SDK开发包,提供了对1394b的完全支持,也是现在唯一持1394b的驱动程序开发包。

  1 IEEEl394串行总线概述

  IEEE1394又称火线(Fire Wire),是由美国苹果电脑公司开发的一种品质高、传输速度快的串行总线技术。1995年IEEE正式认可IEEE139 4-1995规范,并于2000年又推出了IEEE1394a-2000规范。2002年推出了IEEEl394b-2002的传输速率可达3.2 Gb·s-1,兼容于IEEE1394a,但是接口的形状从IEEE1394a的6 Pin变成9 Pin。IEEE1394的主要特点如下:

  (1)高速可升级,支持100 Mb·s-1、200 Mb·s-1、和400 Mb·s-1的传输速率。IEEE1394b增加800 Mb·s-1,16 00 bib·s-1,3 200 Mb·s-1的传输速率,现在市面上所提供的芯片最高支持到800 Mb·s-1。

  (2)支持点到点传输,各节点可以脱离主机自主执行事务。

  (3)支持较远距离的传输;IEEE1394节点之间的距离不能超过4.5 m。IEEE1394b最远距离可达100 m,而且可以选用更多的传输媒介,比如非屏蔽的5类双绞线、塑料光纤和玻璃光纤等。

  (4)支持即插即用,可以在任何时候向IEEE1394网络添加或删除设备。

  (5)热插拔,无需将系统断电就可以加入和移除设备。

  (6)支持两类事务,包括等时(Isochronous)和异步(Asynchronous)事务。

  (7)拓扑结构,设备间采用树形或菊花链拓扑结构,每条总线最多可以连接63台设备。

  (8)公平仲裁,是等时传输具有较高优先级,同时异步传输也能获得对总线公平的访问。

  2 IEEE1394b驱动程序的基本结构

  Unibrianl394驱动程序栈采用由上而下的架构,这个栈的核心就是1394类驱动,它完成1394所有事物并提供应用程序所需的全部服务。而这个1394类驱动正是WDM驱动中的类驱动。图1为Unibrainl394驱动栈。

3 IEEE1394b驱动程序的具体实现

  3.1 驱动程序入口点

  运用FireAPI的第一件事就是调用C1394Initializa,C1394Initialize执行所有对1394初始化支持的必需动作,这个函数会检查FireAPI驱动栈是否已完全安装,相应的驱动程序是否已经开始,以及初始化驱动栈需要的内部结构。

  3.2 打开设备方法

  当1394总线上添加或删除一个或多个设备时会自动重新配置物理设备地址,以此来支持即插即用特性,这时设备物理ID的重新分配,设备的节点号可能会改变。不过1394要求每个节点都要有一个全球惟一标识符GUID,它存储在Bus_Into_Block,在设备的整个生存期它是惟一不变的,所以在程序中根据设备的GUID打开设备句柄,其传输时将不用担心总线复位及物理ID改变。

  时间:2010-12-16 08:42:24来源:电子技术作者:陈倩雪,李玉山,白幸杏 西安电子科技大学

  4 IEEE1394b具体通信机制

  IEEE1394串行总线支持两种传输类型;异步传输和等时传输。

  (1)异步传输,异步传输使用确定的物理地址来指向某一个节点,以完成读、写、锁定操作。基于请求和应答的机制来确保数据传输的正确性。

  (2)等时传输,等时传输是一种不需要确认数据的传输类型,它主要强调的是传输数据的实时性。等时传输是通过一个6位的信道号码来确定一个或多个设备。其以固定时间间隔(125 ms)发送数据,所以必须分配固定的总线带宽,有着高于异步传输的优先级。等时传输所用的最大带宽是整个带宽的80%。