基于WinDriver和C++Builder的高速實時數據采集程序

張 艷 高一棟

(西安電子工程研究所 西安 710100)

1 引言

在某信號處理系統應用中，需要數據板與計算機之間建立硬件傳輸通道，將處理輸出的數據實時地傳輸到計算機中，以便于進行顯示、存儲及做其他的后續處理。同時，計算機使用的Windows操作系統，應用程序工作在“用戶模式”下，需要設計人員編寫設備驅動程序實現對硬件設備的訪問。

2 用WinDriver編寫PCI驅動程序

2.1 WinDriver的功能和特點

圖1 WinDriver體系結構圖

目前，開發Windows環境下常用的設備驅動程序的工具主要有DDK(Device Driver Kit)和Win-Driver。DDK是Microsoft公司的設備驅動程序開發軟件，使用DDK開發驅動程序，必須精通Windows內部體系結構、MicrosoftMASM匯編語言和設備驅動程序結構體系方法，以及具備豐富的內核模式程序開發經驗，否則可能造成軟件的不穩定，甚至系統的崩潰。而美國Jungo公司推出的WinDriver驅動程序工具包，把底層操作都封裝在一個內核模塊中，提供給用戶標準的WinDriver API函數來實現硬件訪問，可使編程人員用C或C++語言在用戶模式下編寫驅動程序，不涉及操作系統底層編程且具有很好的兼容性，在短期內就可開發出實現基本功能又具有較高執行效率的驅動程序。圖1所示為Win-Driver體系結構圖。

以使用的WinDriver v6.02版為例，它支持目前通用的 Windows98/Me/NT/2000/XP/CE/CE.NET/Server2003，Linux，Solaris和VxWorks等操作系統，而且利用WinDriver產生的驅動程序和應用程序源代碼在這些操作系統中都是互相兼容的［1］。同時它支持PCI/CardBus/ISA/ISAPnP/EISA/Com-pactPCI和USB等多種總線結構。

2.2 WinDriver編寫PCI中斷驅動程序的流程

下面，介紹利用WinDriver的用戶模式在DriverWizard向導的引導下按步驟完成驅動代碼的生成。

A.選擇硬件，產生.INF文件。

PCI(Peripheral Component Interconnect)總線具有即插即用的特點，在Driver Wizard將會顯示所有的即插即用(Plug-and-Play)設備列表，從中選擇對應的硬件，產生.INF安裝文件，然后添加此新硬件。

B.配置、診斷硬件。

Driver Wizard將自動測試硬件設備資源，包括I/O地址范圍、內存范圍，寄存器以及中斷。根據需要進行手動添加、設置。

定義完PCI總線硬件設備資源后，在寫驅動程序之前，還需要使用Driver Wizard簡單診斷硬件是否工作正常，如:用“read”和“write”來讀寫硬件的內存及寄存器。用“listen”來監聽硬件中斷。

C.生成硬件驅動樣本。

在硬件診斷正確后，選擇特定的開發環境或編程語言(我們選擇的C++Builder)，讓WinDriver生成一個相應開發環境的設備驅動樣本(設置的工程名字是:mypic)。生成的驅動樣本代碼主要包括:a.各種工程文件，在C++Builder 6.0中其文件為mypic.bpr，mypic.cpp 等;b.設備的應用級 API函數文件:mypic-lib.c;c.利用上述API函數訪問硬件的樣本程序文件:mypic-diag.c;

用戶可以直接利用驅動樣本中的標準WinDriver API函數來實現對硬件的操作和訪問。

3 用C++Builder實現應用程序

3.1 移植WinDriver API函數

將WinDriver API函數移植到用戶應用程序中的方法是，在C++Builder6.0中新建一個工程，將頭文件mypic-lib.h包含進源代碼中。然后根據實際需要，選擇mypic-lib.c需要用到的硬件操作API函數，將它們拷貝到新建工程的函數定義部分。最后用戶在工程中加入完成設備具體任務的功能代碼，在代碼中調用拷貝的API函數進行硬件操作，便完成了用戶級驅動的開發。以下是程序片段:

如上述，已經成功完成信號處理數據板和計算機之間CPI總線數據的傳輸，每次中斷循環讀取1024點數據。

3.2 顯控程序的實現

下面完成應用程序的顯控程序部分。摘選程序片段如下:

信號處理數據板向計算機發送某雷達SAR圖像數據，此實時數據采集程序運行中的界面截圖如圖2所示。

圖2 實時數據采集程序運行中顯示界面圖

4 結束語

本文采用WinDriver和C++Builder兩種開發工具，實現了對PCI總線高速數據采集程序的設計。在實際應用中，系統運行穩定，完成實時數據傳輸、顯示、存儲。同時可以看出，利用WinDriver軟件工具包在Windows操作系統下開發設備驅動程序是一種高效、可靠的方式，值得大多數非專業驅動程序的研發人員使用。

［1］WinDriver v6.02 User's Guide［M］.Jungo Ltd，20thMay 2003.

［2］PCI LocalBus Specification［M］.Revision 2.2 De-cember18，1998.

［3］李幼儀，甘志.C++Builder高級應用開發指南［M］.清華大學出版社，2002.

［4］簡育華.基于WinDriver的Windows驅動程序開發［J］.火控雷達技術，2011，40(1):68－70.