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DOS操作系统下PCI板卡访问方法的研究与实现 摘要：简述了DOS操作系统下访问PCI板卡的机理。给出了两种访问配置空间的方法，分别介绍了访问采用内存映射局部空间和采用I／O映射局部空同的方法。通过给出的BC++3.1中编写的相应程序．对访问方法进行了说明。 关键词：DOS操作系统；PCI；配置空闻；局部空间；PCI9052 1 前言 当前，随着计算机技术的飞速发展，对于高速、高性能板卡的需求越来越大。曾在工控机中广泛应用的ISA总线逐渐被淘汰。相比之下，PCI总线作为一种高性能的局部总线，具有兼容性好，传输速度高，不受处理器限制以及支持“即插即用”(Plug＆Play)等优点，正逐步取代ISA总线而广泛应用于PC机和工控机中。在今后相当长的一段时间内，开发应用基于PCI总线的扩展板卡将显得尤为重要。 Windows操作系统和DOS操作系统是目前在工控机中使用较多的两种操作系统，有着各自的优缺点。Windows操作系统虽具有多任务多线程的特点，但由于他采用消息传递机制，虽能实时响应外部事件，但其处理并不是实时的。虽然可以通过对底层模块进行修改，使其能够实时处理外部事件，但会给系统的稳定性、健壮性带来不良的影响。相比之下，DOS是一种单任务的操作系统，对硬件资源要求较少，实时性也较好，在DOS下的开发工具已经相当成熟，而且DOS内核已公开，可免费使用。基于上述考虑，在一些对于系统实时性、可靠性要求比较高的的场合，如在电力系统自动化领域中的微机保护，故障录波等系统中，仍然采用DOS作为其软件开发平台。 2 PCI板卡的访问 一般来说，PCI板卡都可以分为2个部分：数据处理部分和PCI接口部分。数据处理部分一般完成信号的获取、分析及处理等操作，而PCI接口部分则完成计算机与数据处理部分之间的数据传递。在计算机系统上电时，通过固化在BIOS中的POST(PowerOn SelfTest)程序自动检测PCI总线，确定PCI总线上的设备及其配置要求，为各板卡分配相应的内存空间、I／O空间以及中断等。为了完成对PCI板卡的访问，首先必须读取PCI板卡的配置空间，以获取一系列的配置信息．如设备ID、制造商ID和内存映射或I／O映射的基地址等。然后，通过获得的基地址，采用下文所述的方法就可以对PCI板卡局部空间的数据进行读写操作。 2．1 配置空间的访问 PCI协议定义了3种地址空间：配置空间，I／O空问和存储器空问。配置空间是PcI所特有的，他提供了一个合适的配置设备的集合，使其能满足当前和未来的系统配置特性的需要，他为所有的PCI设备提供了系统软件可以利用的功能，可以通过访问他来进行自动配置，这极大地增强了PCI设备的灵活性。一个PCI设备可以包含一个或多个(最多8个)独立的PCI功能(即逻辑设备)，PCI配置空间分为PCI设备中包含的每一个功能的独立的、指定的配置地址空间。每个PCI功能都应具有64个配置双字用于实现配置寄存器。其中前64个字节为头标区，后面的192个字节为设备相关信息。在头标区中，前16个字节的定义是确定的，后48个字节的具体含义因设备而异，具体说明如表1所示。 在DOC下对配置空间的访问办法有2种： 方法一，通过读写32 bit PCI配置地址端口0xCF8和PCI配置数据端口OxCFC来进行访问。配置地址端口OxCF8的信息格式如表2所示。其中，使能位为“1”时表示使能。保留位为“0”。总线号为0～255，设备号为O～31，功能号为0～7，寄存器号用于选择目标功能配置空间的一个双字寄存器。 表1 配置空间头标区的结构： 00h 设备ID 制造商ID 04h 状态 命令 08h 类别码 版本ID 0ch BIST 头部类型 延迟计时器 cache线性范围 10h 基地址寄存器 28h CardBus CIS Pointer 2ch 子系统ID 子系统制造商ID 30h 扩展ROM基地址寄存器 34h 保留 3ch Max_Lat Min_Gnt Interrupt pin Interrupt lin 表2 配置地址寄存器0xcF8的信息格式： 31 30 24 23 16 15 11 lO 9 8 7 2 l 0 使能 保留 总线号 设备号 功能号 寄存器号 00 访问特定的PCI功能设备的配置空间一般分为以下几个步骤： 首先，按照端口0xCF8的信息格式，组成相应的配置字，写入端口OxCF8中。然后通过读取端口0xCFC，得到每个功能设备配置空问中相应的寄存器内容。接着，由读出的配置空间中设备ID和制造商ID与指定的功能设备的设备ID和制造商ID相比较。若不匹配则重复进行上述操作直到匹配为止。最后，由获得的相应