嵌入式系统/ARM技术中的Windows98平台下DMA高速数据采集系统的开发
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2020-11-02
21:23:20
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嵌入式系统嵌入式系统/ARM技术中的技术中的Windows98平台下平台下DMA高速数据采高速数据采
集系统的开发集系统的开发
微软公司的windows视窗不仅改变了计算机操作界面，同时也改变了一个时代，它不需要有很高的打字技巧，也
不需要理解各种枯燥、深奥的命令，使越来越多的人能够接触计算机，并且在各自的生活、工作、学习中广泛
运用。人们只要按一下鼠标或者一两个按键，就可以完成很多事情，计算机也因此更加生活化，并以前所未有
的速度普及开来。 针对DMA的Windows虚拟设备驱动程序并不常见，因为DMA设备对物理地址采取的是直
接寻址，要保护正确地寻址相对较困难。笔者在开发利用DMA技术实现的高速数据采集系统——核谱获取和高
速生理信号采集处理系统时，成功地编写了DMA虚拟设备驱动程序。 1 系统硬件设计 利用DM
微软公司的windows视窗不仅改变了计算机操作界面，同时也改变了一个时代，它不需要有很高的打字技巧，也不需要理
解各种枯燥、深奥的命令，使越来越多的人能够接触计算机，并且在各自的生活、工作、学习中广泛运用。人们只要按一下鼠
标或者一两个按键，就可以完成很多事情，计算机也因此更加生活化，并以前所未有的速度普及开来。
针对DMA的Windows虚拟设备驱动程序并不常见，因为DMA设备对物理地址采取的是直接寻址，要保护正确地寻址相对
较困难。笔者在开发利用DMA技术实现的高速数据采集系统——核谱获取和高速生理信号采集处理系统时，成功地编写了
DMA虚拟设备驱动程序。
1 系统硬件设计系统硬件设计
利用DMA技术实现的高速数据采集系统框图如图1所示，该系统采用了ISA总线与PC机接口。当数据通过A/D转换采集进
来后，先存储到系统内部的数据缓存SRAM中；当数据存满预定的字节数后，系统即向计算机发出DMA申请。DMA控制器在
接管总线以后，在没有CPU的干预下，以极快的速度将缓存中的数据经计算机总线送到计算机内存中，再由计算机进行数据
分析处理。
2 基于基于Win98平台的平台的DMA高速数据采集系统的软件设计高速数据采集系统的软件设计
软件部分先使用VtoolsD开发出虚拟设备驱动程序（VxD），再以Visual C++6.0为开发工具进行界面设计和数据处理。
虚拟设备驱动程序VxD（Virtual Device Driver）是用来扩展Windows操作系统功能的一类程序。它主要向一般的应用程
序（运行于ring3级）提供位于系统底层的服务，解决难于被一般的ring3级的应用程序处理的问题，如对硬件的支持等。VxD
可以不受限制地访问所有的硬件设备，可以自由检查操作系统的数据结构，并可以访问一些内存地址。
VDMAD即DMA设备驱动程序，它提供一个虚拟的DMA控制器，使得在Windows平台上，虚拟机（VM）之间共享DMA成
为可能。在DMA方式下传输数据时，DMA控制器从一个物理地址开始，每传送完一个字节，地址自动加1或减1，再顺序存放
下一字节的内容。执行DMA数据传输时，VDMAD自身占用了一块物理连续的内容，此内存便成了VM与DMA通道间交换信息
的关键。
windows98是微软公司推出的windows95的升级版本，它保持了原来window95的优秀风格，也增加了不少新的特征。
windows98各种新增的系统工具使系统的性能更稳定，功能更强大；FAT32，系统文件检查器，电源管理，磁盘扫描和整理，
这些都是您不可缺少的好帮手。windows98创新的、容易使用的特征使您可以更方便地使用计算机；调整向导、WEB集成、
更新的向导方式，及增强的帮助，仔细琢磨一下，肯定会有大收获。windows98新的向导使复杂的操作变得更简单，增强的即
插即用功能使您可以更方便地添加新硬件，而它强大的网络功能和与WEB集成的特征使您可以更方便地使用Internet，系统附
加的各种多媒体程序使您的计算机成为一个娱乐中心。
另外，windows98还提供了更多的硬件支持功能，譬如，它可支持多台显示器同时工作，您可一边欣赏电影，一边工作；
它还支持通用串行总线USB（Universal Serial Bus），通过此端口，可支持多达127个外加周边设备，如USB扬声器、扫描
仪、数码镜头等；除此之外，windows98还支持DVD等新型多媒体设备。
专门开发虚拟设备驱动程序的工具以Windows DDK和VtoolsD较着名。VtoolsD较方便、快捷，是专门用于编写虚拟设备
驱动（VxD）程序的表格式的开发工具。编程者只要填写了有关的设备名称、版本信息、需求的Windows控制消息之
后，VtoolsD就会自生成VxD的程序框架，只需对一些有用的消息增添相应的功能代码，就可以编译成VxD文件，供一般的应
用程序调用。这里假设设备名为MYDMA，VtoolsD输出三个有用的程序：Madma.h、Mydma.c、Mydma.mak；分别打开
Mydma.h和Mydma.c进行代码功能的完善；最后在Visual C++6.0中，通过Mydma.mak文件加载工程，编程生成Mydma.VxD
文件；在ring3级程序中即可中通过CreateFile函数进行调用。
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