一种PCI运动控制卡驱动的开发方法技术

本发明专利技术公开了一种PCI运动控制卡驱动的开发方法。该方法为:使用微软的Microsoft Driver Foundation(WDF)驱动模型，在驱动初始化阶段，识别运动控制卡的硬件资源，获取PCI总线数据通信地址；在WDF驱动的事件响应模块内，注册读写事件，根据事件类型和通信地址，进行数据的读写；根据不同的卡类型，通过随机码和卡号的组合，注册特定的全局唯一标识符(GUID)以区分不同的运动控制卡，并供电脑识别；应用软件通过调用微软的标准驱动通信接口DeviecIoControl，发送数据读写事件至驱动以实现和驱动的交互。使用该方法制作的驱动，集识别和通信与一体，安装更简单，并且相对于传统的WDM式驱动开发，代码更简洁、高效。

【技术实现步骤摘要】
一种PCI运动控制卡驱动的开发方法
本专利技术涉及计算机和自动化控制领域，更具体的，涉及一种基于PCI总线型运动控制卡的驱动开发方法。
技术介绍
在现代化工业制造中，设备自动化一直是其中重要的环节，为满足机械设备的自动化加工，基于PC机的各种高性能运动控制卡应运而生，支持PCI总线的运动控制卡，也得到了越来越广泛的应用。PCI总线是个人电脑中常用的物理总线，因其具有可扩展性强、速度快等特点，已经成为PC机和外围设备通信的重要方式。工控机通过PCI总线传递控制指令到运动控制卡，控制卡执行相应的动作，同时将信息通过PCI总线反馈至工控机，已经成为了PC自动化控制的常用手段。因此，开发适合运动控制卡使用的PCI驱动，显得尤为重要。目前常见的控制卡PCI驱动开发方法有通过微软的WDM工具开发的，因其开发步骤繁琐，开发周期较长，在新的WINDOWS系统中已经被微软放弃。还有直接使用第三方工具开发驱动的，例如使用Jungo公司的Windriver工具进行开发，该方法首先加载第三方的PCI驱动程序，在驱动的开发、安装和使用过程中都非常繁琐。在PCI驱动在驱动识别方法上，目前基本是通过唯一的GUID进行识别的，导致不同的运动控制卡的驱动程序代码也大不相同，兼容性不强。尤其在使用Windriver工具的时候，因为该工具为了兼容大部分的PCI驱动程序，对底层驱动代码进行了封装，导致在开发驱动的过程中，不能直接对硬件进行操作，需要使用该工具提供的接口对硬件进行操作，这进一步限制了开发人员的的自由度，同时该工具价格昂贵，而且有时间限制，因此，开发具有自主知识产权的驱动程序，对于运动控制卡设备商，尤为重要。同时，由于WINDOWS操作系统不断升级，目前已经出现了新老系统共用的局面，这更需要运动控制卡制造商开发兼容性强的PCI驱动，以兼容不同的操作系统，因此，使用微软提供的WDF驱动开发工具，做到一套代码适配常用的操作系统，显得更为必要和迫切。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种PCI运动控制卡驱动的开发方法，以克服上述不足，从而提高运动控制卡驱动的开发效率、使用便捷性和兼容性。本专利技术实例提供一种PCI运动控制卡驱动的开发方法，具体步骤包括：安装微软最新的WDF开发环境，编写基础WDF驱动代码框架；在WDF的初始化阶段，在EvtDevicePrepareHardware回调函数内，编写驱动程序硬件初始化代码；自定义两个IOCTL控制代码，在WDF驱动的事件响应EvtIoDeviceControl回调函数内，编写识别控制代码的程序，能够识别控制命令并响应；随机生成GUID号码，并将该号码的后半部分修改为控制卡的类型并注册该号码，该号码不仅能够用来区分不同设备的驱动，还能够根据后半部分的号码，扫描识别工控机中所有的同类的运动控制卡。编写驱动程序接口，当驱动程序正确加载，通过GUID号码，搜索该驱动程序并打开设备，同时可以使用DeviceIoControl接口和IOCTL控制代码，与驱动程序进行通信；编写该驱动程序的设备安装文件(INF文件)，能够通过WINDOWS的设备管理器进行识别安装；使用上述方法开发的驱动程序及其配套的接口，相比使用第三方工具，有以下优点：开发者不需要考虑到第三方工具的版本，也不需要为第三方工具付费，即可开发具有自主知识产权的驱动程序代码，并且能够对PCI总线进行自由控制。开发的驱动具有极强的兼容性，能够一套代码兼容XP、VISTA、WIN7和WIN10等系统，能够同时识别、打开和控制多种不同种类的运动控制卡，极大的扩大了控制卡的应用范围，简化了开发流程，提高了开发效率。附图说明图1为本专利技术的开发流程图。具体实施方式为了提高基于PCI运动控制卡驱动的开发效率，提升驱动的兼容性，从而提高用户使用体验，本专利技术提供了一种控制卡驱动的制作方法，利用该方法制作的PCI控制卡驱动，不需要使用第三方工具，既可以做到一套代码兼容主流操作系统，并且能够区分不同的卡类型和卡数量，满足一台工控机上安装识别多个控制卡并同时使用。如附图1所示，本专利技术实施例中，PCI控制卡驱动的详细开发流程如下:步骤101：编写标准的WDF驱动框架，包括驱动入口函数、硬件初始化回调函数、事件处理回调函数；步骤102：在硬件初始化函数，编写控制卡硬件识别代码，并识别控制卡资源，如果为IO资源，保存资源地址和长度，该地址将作为基地址，将在数据传输时使用。如果没有找到合适的资源，返回错误供计算机进行错误提示；步骤103：自定义IOCTL_PCI_READPORT和IOCTL_PCI_WRITEPORT(也可以是其他类似操作码)，在事件处理回调函数使用，若接收到IOCTL_PCI_READPORT事件，解析事件中的偏移地址，并通过READ_PORT_USHORT读取指定地址的数据，若收到IOCTL_PCI_WRITEPORT事件，解析事件中的偏移地址和输入数据，送入WRITE_PORT_USHORT以向PCI总线发送数据；步骤104：随机生成128位GUID号码，并将其中后16位替换为运动控制卡的类型，例如0x89,0x69,通过该GUID能够准确寻找特定种类的运动控制卡，并将该号码注册；步骤105：编写应用程序接口，接口包括通过GUID寻找打开设备的设备操作接口和通过IOCTL操作代码进行读写的设备通信接口；步骤106：编写INF文件，并安装驱动程序，安装成功后，即可通过应用程序接口与运动控制卡通信。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种PCI运动控制卡驱动开发方法，其特征在于，包括下列步骤：在WDF初始化阶段的EvtDevicePrepareHardware回调函数内，识别运动控制卡的硬件资源，并记录PCI的硬件通信地址；在WDF的队列消息模块，定义输入输出控制代码，并在回调函数EvtIoDeviceControl内，识别该控制代码，同时根据获取的通信地址偏移和记录的PCI通信地址，与运动控制卡的PCI总线进行通信；在WDF驱动的注册过程中，通过随机码和卡类型组合GUID码，标记每种运动控制卡驱动的唯一识别名称，并可以在应用程序中，通过该GUID码找到控制卡驱动程序。在应用程序中，通过使用Windows的DeviceIoControl接口和定义好的控制代码，发送驱动读写命令并读写数据；

【技术特征摘要】
1.一种PCI运动控制卡驱动开发方法，其特征在于，包括下列步骤：在WDF初始化阶段的EvtDevicePrepareHardware回调函数内，识别运动控制卡的硬件资源，并记录PCI的硬件通信地址；在WDF的队列消息模块，定义输入输出控制代码，并在回调函数EvtIoDeviceControl内，识别该控制代码，同时根据获取的通信地址偏移和记录的PCI通信地址，与运动控制卡的PCI总线进行通信；在WDF驱动的注册过程中，通过随机码和卡类型组合GUID码，标记每种运动控制卡驱动的唯一识别名称，并可以在应用程序中，通过该GUID码找到控制卡驱动程序。在应用程序中，通过使用Windows的DeviceIoControl接口和定义好的控制代码，发送驱动读写命令并读写数据；2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在WDF初始化阶段的EvtDevicePrepareHardware回调函数内，识别运动控制卡的硬件资源，并记录PCI的硬件通信地址，包括：识别运动控制卡PCI总线的资源类型，包括内存资源和IO资源。如果识别IO资源，保存IO资源的起始地址和长度。如果没有识别到资源，则返回错误，并保存相应的错误信息。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在WDF的队列消息模块，定义输入输出控制代码，并在回调函数EvtIoDeviceControl内，识别该控制代码，同时根据获取的通信地址偏移和记录的PCI通信地址，与运动控制卡的PCI总线进行通信，包括：自定义两个IOCTL代码，分别表示输入和输出数据的事件代码，在回调函数EvtIoDeviceCont...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁林，艾小云，张任甦，刘鹏，曾逸，
申请(专利权)人：深圳众为兴技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44