[發明專利]一種集成設備驅動的系統及其應用方法

有效

• 申請號: 200810065548.9
• 申請日: 2008-03-07
• 公開（公告）號: CN101526929A
• 公開（公告）日: 2009-09-09
• 發明（設計）人: 李理;巫幪;杜亞軍
• 申請（專利權）人: 深圳邁瑞生物醫療電子股份有限公司
• 主分類號: G06F13/24
• 分類號: G06F13/24
• 代理公司: 深圳市君勝知識產權代理事務所
• 代理人: 楊 宏

技術領域

本發明涉及外部設備互連設備的驅動，尤其涉及的是，在多路IO口的 監控和數據通訊中，一種集成設備驅動的系統及其應用方法。

背景技術

目前基于PCI(Peripheral?Component?Interconnect，外設互連，也稱外 部設備互連)總線的設備應用很多，其主要功能在于進行多路IO口的監控 和數據通訊。具體而言，它們一方面會監控連接的各個子模塊的信號，當 有狀態改變或者異常的時候觸發中斷；另一方面，它們會掛載并口或者串 口等簡單IO通訊端口，能夠進行數據通訊。

在2007年02期的《國外電子元器件》(ISSN：1006-6997/CN：61-1281/TN) 中，名為《通用信號處理板卡的CPCI(Compact?PCI，緊湊型外部設備互連) 總線接口設計和驅動開發》的論文，闡述了目前業界實現外圍PCI設備的 一般方法；其主要采用以下方式：1、設備在PCI總線上同時采用Master (主)和Slave(從)兩種工作模式，Master模式主要用于集成設備的大數 據dma(Direct?MemoryAccess，直接內存存取)方式上傳，Slave模式主要 用來控制設備IO(Input/Output)地址空間的數據讀寫；2、中斷處理僅通 過ISR(Interrupt?Service?Routine，中斷服務例程或中斷處理例程)+DPC (Delay?Process?Call，延遲過程調用)完成。

一般地，在超聲主機上都會連接一些設備，除了處理圖像掃描等核心 功能設備外，還有一些外圍設備，它們的功能主要是簡單的數據通訊和信 號監控。相對于核心設備而言，外圍設備處理的數據量不多，但往往是比 較關鍵的數據，比如主板溫度、電壓、電流和探頭狀態檢測等。當前一些 主流系統往往把這些外圍功能分開到多個設備中實現，對于設備的數據上 傳一般采用dma方式。這樣會增加硬件成本和設計難度，驅動軟件也會復 雜一些。另外它們的驅動編寫直接使用標準驅動范式，沒有徹底解決中斷 處理安全問題，但是，超聲主機對設備的數據處理效率和可靠性要求很高， 因此，現有的設備驅動方法，存在以下問題：

1.數據上傳都使用dma，要求設備必須實現Master模式，處理Master 時序。除了在設備的FPGA(現場可編程門陣列)設計上要增加很多邏輯實 現之外，往往還需要在FPGA內部增加一個FIFO(先進先出存儲器)或者 連接外部RAM(Random?Access?Memory，隨機存取存儲器)作為緩沖，從 而增加了硬件的成本和設計開銷。另外在軟件層面上，驅動處理dma操作 也是較復雜的一個環節。因此在上傳數據量較大的情況下，這套機制雖然 很適用，但如果設備上掛載的是并口或串口等數據傳輸較少的IO端口，實 現Master模式和dma上傳就不是一個理想解決方案。

2.WDM(Wavelength?Division?Multiplexing，波分復用)驅動框架中， ISR在提升的IRQL(Interrupt?ReQuest?Level，中斷請求級別)上執行，所 以它凍結了其CPU上所有低于或等于該IRQL的其它活動。為了提高系統 性能，ISR應該盡可能快地執行。基本上，只做服務硬件所需的最小量的工 作，然后立即返回。如果有額外的工作需要做，應該交給DPC來完成。DPC 是一個應用在中斷處理中的通用機制。內核調用這個DPC例程(Routine， 也稱子程序)的IRQL要比ISR低一些，因此DPC中的代碼要比ISR中的 代碼有更少的限制。如果中斷僅采用ISR+DPC調用這種處理方式，當ISR 將中斷1的后續處理提交DPC后就退出當前處理過程，在某些情況下，如 果DPC還未得到內核執行，中斷2觸發了ISR執行，ISR也會提交DPC， 那么DPC在得到內核執行的時候，只會處理中斷2的數據，中斷1就丟失 了，從而導致信號丟失，造成喪失關鍵的外圍設備數據的風險。

因此，現有技術存在缺陷，需要改進。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是在超聲診斷儀系統中，如何集成設備驅 動系統，將多個外圍設備的功能合并到一個集成設備上，同時怎樣改進軟 件驅動方法來安全處理中斷，以提高系統可靠性。

本發明的技術方案如下：