[发明专利]一种采集端启动PCI-E总线DMA上传数据的方法

说明书

技术领域

本发明高速串行总线互联及数据采集技术领域。具体涉及一种采集端启动PCI-E总线DMA上传数据的方法。

背景技术

随着科学的发展和技术的进步，目前的PCI总线和PCI-X总线在许多情况下已经不能满足数据传输速度的要求，特别是在高速数据采集系统中数据上传给上位机的技术需求，因此PCI-E总线逐步代替PCI总线，并在各个场合得到广泛的应用。在高速数据采集中，数据的上传通常要用PCI-E总线的DMA传输模式才能数据传输的要求。在一般的传输过程中，都是一台PC机作为上位机设备，利用FPGA作为数据采集的终端设备，负责数据采集的控制、数据整理、数据预处理、数据上传等操作，上位机需要读取数据时，都是上位机通过PCI-E总线主动发送命令给FPGA，即给采集端，然后FPGA送数据，在高速数据采集中，要及时的把采集的数据进行上传，也是采用该方法，上位机先写命令给FPGA，然后再读取上传的数据。这样做存在许多的缺点：由于PCI-E总线的特殊性，不能准确的判断数据采集系统中采集端中的存储器中是否有数据或者数据是否具备读取的条件，经常读不到数据或者读取的数据一直是同一个，造成空读以及误读；操作复杂，不方便；对上位机及数据采集系统中采集端的资源不能很好的利用，造成资源浪费。针对上述缺点，本发明提出并设计了一种采集端启动PCI-E总线DMA上传数据的方法。

中国专利文献库公布了一种名称为《一种基于PCI-E接口的LTE基带终端模拟系统》（专利申请号201010619073.0）的发明专利申请技术，该发明专利申请技术公开了一种基于PCI-E接口的LTE基带终端模拟系统，该模拟系统包括：PC主机，用于根据测试模式和配置参数来控制基带终端仿真器，并转发上行和下行数据；基带终端仿真器，用于对模拟系统的物理层进行测试，包括：数字信号处理器，用于处理LTE基带终端通信协议和相关的应用协议；现场可编程门阵列，用于并行处理高速数字信号和高重复性的数据运算；PCI-E接口，用于连接PC主机和基带终端仿真器；eNodeB板，用于将下行数据发送至基带终端仿真器，并接收来自基带终端仿真器的数据和性能反馈统计。与现有技术相比，本发明的模拟系统既保证eNodeB设备的各项测试指标，提高测试的效率，又可节约测试成本和占用空间。其不足之处在于该发明专利没有解决数据高速上传的时候的PC机负荷过重、资源浪费、数据的空读与误读等问题，PCI-E总线通信操作复杂，同时在PC主机通过PCI-E总线读取数据的时候还得发送相应指令，造成传输效率的降低。

发明内容

为了解决高速数据采集系统中通过PCI-E总线实现大量数据上传给PC机需要PC机启动而造成的空读、误读，操作复杂，资源浪费，使得PC机负载增加等缺点，提升高速数据采集系统中数据上传的效率，避免空读与误读，提升FPGA及PC机的资源利用率，减轻PC机的负载，使采集的数据上传简单易用，本发明提供一种采集端启动PCI-E总线DMA上传数据的方法。

本发明的采集端启动PCI-E总线DMA上传数据的方法包括硬件部分和控制软件，硬件部分中的FPGA、DDR对、数据采集接口、高速A/D转换器组成了数据采集系统的采集端；PC机通过PCI-E接口与FPGA相连， FPGA通过IO口分别与 DDR对、数据采集接口相连，高速A/D转换器把采集到的信号转换成数字信号，并通过数据采集接口送给FPGA，在FPGA里预处理后，这些数据存储到DDR对或FPGA内部存储空间里，存储到一定数量后上传给PC机；控制软件由FPGA内部软件及PC机中的上位机组成，FPGA内部软件中的PCI-E硬核执行代码实现PCI-E通信，把采集到的数据上传给PC机中的上位机或把上位机传递的指令及数据下发给FPGA；DMA写模块分别与PCI-E内部存储空间和DMA控制寄存器连接，PCI-E内部存储空间与DDR对状态接口模块分别与PCI-E内部存储空间或DDR对的状态寄存器、DMA控制寄存器连接，PCI-E内部存储空间与DDR对状态接口模块读取PCI-E内部存储空间和DDR对状态寄存器的值，并把这个值送给PCI-E终端控制模块，PCI-E终端控制模块由这个值来控制DMA控制寄存器，利用DMA控制寄存器控制DMA写模块，从而控制PCI-E内部存储空间或DDR对把数据通过PCI-E总线上传给PC机中的内存空间。

所述的采集端启动DMA上传数据的过程有如下步骤：

a）先利用上位机对高速数据采集系统中采集端的控制值进行写配置；

b）上位机启动高速数据采集系统进行数据采集；