基于LabVIEW语言的PCI总线数据传输系统_李靖伟.pdfVIP

第36 卷 第7 期 核 技 术 Vol. 36, No.7 2013 年7 月 NUCLEAR TECHNIQUES July 2013 基于LabVIEW 语言的PCI 总线数据传输系统 李靖伟 武 杰 （核探测与核电子学国家重点实验室，中国科学技术大学近代物理系 合肥230026 ） 摘要 介绍了一种基于LabVIEW 的针对FPGA 的数据开发接口平台。该系统核心硬件由FPGA 组成，可提供 数据处理、数据IO 等多种功能，并通过PC104 对外提供PCI 接口实现通信。该系统可兼容NI （美国国家仪 器公司）CRIO 机箱。它不同于传统的用HDL 语言对FPGA 的开发流程，这样一个系统的所有软件代码，包 括FPGA 代码都可以由LabVIEW 语言实现。借助于图形化的LabVIEW 语言，它大大降低了实验人员对于FPGA 的开发要求，是一种通用的数据处理和数据接口平台。给出了平台的结构组成，并着重介绍了平台数据传输 部分的实现和测试。 关键词 LabVIEW ，FPGA ，PCI9054 ，DMA 中图分类号 TL8 ，TP274+ .2 数据采集、处理和传输是信号处理中很重要的 器(NI)公司研制开发，类似于C 和BASIC 开发环境。 [1] 环节，在通信、图像处理等领域都有广泛的应用 。 但是 LabVIEW 与其他计算机语言的显著区别是： FPGA 在其中扮演了很重要的角色，传统的 FPGA 其他计算机语言都是采用基于文本的语言产生代 编程都是用VHDL 、Verilog 语言来设计的，很少用 码，而LabVIEW 使用的是图形化编辑语言G 编写 到 LabVIEW 语言。本设计并没有用传统的硬件描 程序，产生的程序是框图的形式。LabVIEW 也是通 述语言来设计 FPGA 程序，而是完全采用了 用的编程系统，有一个很庞大函数库，包括数据采 LabVIEW 语言来开发数据接口平台，因为我们的设 集、GPIB、串口控制、数据分析、数据显示及数据 计目的是开发一种可以替代NI CRIO 机箱的数据接 存储等。可以很方便地调用各种现成的库函数来实 口平台，NI CRIO 是NI 开发的可重复配置的高可靠 现快速的软件开发。同时 LabVIEW 提供了很多外 性嵌入式工业控制器，具有丰富的软硬件资源，多 观与传统仪器（如示波器、万用表）类似的控件， 种 I/O 模块连接各种现场信号。灵活开放的 这使得LabVIEW 的用户界面显得非常直观友好。 LabVIEW 开发环境在简化 FPGA 编程复杂度的同 时，还能确保在硬件平台上通过交互式的调试实现 2 硬件平台 最优化的控制策略。然而，NI 的仪器在我们使用的 整个平台硬件结构如图 1 所示，FPGA 通过 过程中必须按照其设计规格来使用，这对于用户而 PCI9054 接口芯片与PCI 总线相连，PCI 总线另一 言在一定程度上是一种限制，故而我们希望能开发 端连接PC104 。FPGA 上有3 个标准的NI CRIO 接 一种可以兼容其功能，同时又能灵活自由的根据用 口，可以用来接NI 采集卡。 户需求设计自定义多种数据接口的平台。并且可以 FPGA 采用的是 Xilinx