發(fā)布時間：2017-09-11 16:17

  本文關鍵詞：基于WDF框架的航天測控數(shù)字基帶板驅(qū)動程序設計

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【摘要】：為了滿足載人航天測控系統(tǒng)操作系統(tǒng)升級和測控體制切換的需求,為數(shù)字基帶板開發(fā)了基于WDF框架的設備驅(qū)動程序。作為應用程序與硬件板卡之間的橋梁,設備驅(qū)動程序和上層應用程序、硬件板卡共同完成了測控體制切換和目標飛行器的測控功能。本論文來源于載人航天地面測控系統(tǒng)工程,主要有以下幾個方面內(nèi)容：1.介紹了軟件無線電技術(shù)的基本概念和結(jié)構(gòu)組成,以及該技術(shù)在航天測控領域的應用情況。采用軟件無線電技術(shù)實現(xiàn)了測控基帶設備的小型化、集成化,其靈活配置的特點可以滿足當前測控系統(tǒng)多體制、多目標的需求。設備驅(qū)動程序是應用軟件和硬件平臺之間數(shù)據(jù)通信的橋梁,在測控模式重組和測控任務過程中發(fā)揮著重要作用。由于設備驅(qū)動程序運行在系統(tǒng)內(nèi)核模式中,與計算機操作系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)和運行模式息息相關。為此,本文對操作系統(tǒng)和驅(qū)動程序的發(fā)展歷史和開發(fā)模式進行了簡要介紹。2.針對數(shù)字基帶設備測控模式重組及測控任務的需求,研究了測控體制切換的工作過程,明確了設備驅(qū)動程序、應用程序、基帶平臺在該切換過程中的作用,制定了DMA數(shù)據(jù)傳輸方案。通過對WDF驅(qū)動程序框架、FPGA加載方案、DSP加載方案和數(shù)據(jù)傳輸方案等關鍵技術(shù)的研究,提出了數(shù)字基帶板卡驅(qū)動程序的設計方案。3.研究了Windows操作系統(tǒng)及WDF驅(qū)動程序的工作機制。采用WDF框架設計了基帶設備板卡設備驅(qū)動程序,詳細論述了各個典型驅(qū)動例程的運行模式、處理過程,對驅(qū)動程序中初始化例程、即插即用處理例程、IRP處理例程、中斷響應例程、DMA傳輸例程和DPC延遲調(diào)用例程等進行了詳細的描述,并附帶了關鍵步驟源碼。4.設計了設備驅(qū)動程序的安裝文件、API接口和測試程序。針對測控模式重組及測控任務的功能及性能需求,設計了測試程序。通過對設備驅(qū)動程序及數(shù)字基帶板的測試,結(jié)果表明其功能、性能、可靠性完全滿足工程要求。
【關鍵詞】：軟件無線電 微軟驅(qū)動模型 直接內(nèi)存讀取
【學位授予單位】：西安電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：V556;TP311.1
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 縮略語對照表10-14
• 第一章 緒論14-20
• 1.1 引言14
• 1.2 軟件無線電技術(shù)14-15
• 1.2.1 軟件無線電的基本概念14
• 1.2.2 軟件無線電在航天測控系統(tǒng)中的應用14-15
• 1.3. Windows操作系統(tǒng)15-16
• 1.3.1 Windows操作系統(tǒng)發(fā)展歷史15
• 1.3.2 系統(tǒng)升級需求15-16
• 1.4 Windows驅(qū)動程序16-17
• 1.4.1 驅(qū)動程序16-17
• 1.5 所選課題的目的與意義17-18
• 1.6 論文的結(jié)構(gòu)安排18-20
• 第二章 關鍵技術(shù)研究20-44
• 2.1 基帶板卡硬件體系結(jié)構(gòu)簡介20
• 2.2 WDF驅(qū)動程序框架20-33
• 2.2.1 KMDF框架模型20-22
• 2.2.2 WDFREQUEST對象22-27
• 2.2.3 KMDF框架的幾個重要例程27-30
• 2.2.4 數(shù)字基帶板驅(qū)動程序框架設計30-33
• 2.3 FPGA動態(tài)加載33-35
• 2.3.1 動態(tài)加載硬件架構(gòu)33
• 2.3.2 快速被動并行加載設計33-35
• 2.3.3 加載地址定義35
• 2.4 DSP動態(tài)加載35-38
• 2.4.1 DSP動態(tài)加載方式35-36
• 2.4.2 DSP動態(tài)加載設計36-38
• 2.5 DMA數(shù)據(jù)傳輸38-42
• 2.5.1 硬件方案38-39
• 2.5.2 數(shù)據(jù)交互方案39-41
• 2.5.3 中斷頻率設計41
• 2.5.4 IRP請求緩沖技術(shù)41-42
• 2.6 本章小結(jié)42-44
• 第三章 基帶設備板卡驅(qū)動程序設計44-56
• 3.1 主要例程分析與設計44-51
• 3.1.1 驅(qū)動程序DriverEntry例程44-45
• 3.1.2 驅(qū)動程序EvtDriverDeviceAdd例程45-46
• 3.1.3 驅(qū)動程序EvtDevicePrepareHardware例程46-47
• 3.1.4 驅(qū)動程序EvtDeviceReleaseHardware例程47-48
• 3.1.5 驅(qū)動程序ISR例程48-49
• 3.1.7 驅(qū)動程序Dpc例程49-50
• 3.1.8 驅(qū)動程序EvtIoDeviceControl例程50-51
• 3.2 驅(qū)動程序API接口函數(shù)設計51-53
• 3.3 編譯和安裝53-54
• 3.3.1 建立開發(fā)和編譯環(huán)境53
• 3.3.2 安裝驅(qū)動程序53-54
• 3.4 本章小結(jié)54-56
• 第四章 驅(qū)動程序測試與總結(jié)56-66
• 4.1 測試方法及測試內(nèi)容56
• 4.2 驅(qū)動程序API接口測試56-57
• 4.3 FPGA加載測試57-59
• 4.4 DSP加載測試59-61
• 4.5 DMA數(shù)據(jù)傳輸測試61-64
• 4.6 測試結(jié)果分析64-65
• 4.6.1 驅(qū)動程序API接口測試結(jié)果分析64-65
• 4.6.2 FPGA加載測試結(jié)果分析65
• 4.6.3 DSP加載測試結(jié)果分析65
• 4.6.4 DMA數(shù)據(jù)傳輸測試結(jié)果分析65
• 4.7 本章小結(jié)65-66
• 第五章 結(jié)論和展望66-68
• 5.1 研究結(jié)論66
• 5.2 研究展望66-68
• 參考文獻68-70
• 致謝70-72
• 作者簡介72
• 1. 基本情況72
• 2. 教育背景72
• 3. 攻讀碩士學位期間的研究成果72

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