《国外电子元器件》２００8年第9期1引言开放式数控系统从根本上突破了传统封闭式数控系统，是当今数控技术的主流和研究热点，更是新一代数控加工的关键技术。
基于开放式数控系统运动控制卡采用上下位机模式[1]，DSP 作为数控系统运动控制卡的核心已广泛应用。
2系统的结构模型TMS320F2812DSP 处理器[2]是TI 公司的32位定点处理器，系统处理能力达150MI/S ，指令周期为6.67ns ，具有较高的实时控制功能。
图1为开放数控系统的结构模型。
包含DSP 插补板、位置反馈、开关量I/O 控制及辅助功能控制、故障检测设计、驱动单元和PC 机等模块。
基于开放数控系统的结构模型设计了运动控制卡，并针对不同控制对象编写控制程序，可实现多种电机四轴联动，从而加工形状不规则零件。
该运动控制卡通过ISA 总线与上位机进行通信，通过驱动电路控制电机运动。
上位机负责加工点的预处理、解释编译，将粗插补的指令通过ISA 总线经双口RAM 传给下位机DSP ；DSP 处理与上位机的通信、精插补以及控制输出，控制电机运动,并返回当前加工状态；FPGA 进行逻辑控制。
这里重点论述PC 机与DSP 的通信实现。
通常，DSP 与PC 机对双口RAM 的访问，即CPU 和外设之间的数据传输方式[3]主要有：查询方式、中断方式、DMA 传送方式。
在查询方式下,CPU 需要不断读取状态字和检测状态字,如果状态字表明外设没准备好,则CPU 须等待,这样就降低了CPU 工作速度,达不到实时性要求。
采用DMA 方法实现双机通信适合通信数据量大的场合，其缺点是双机不能同时访问存储器，在某一时刻只能作为某一个处理器的存储器。
由于本系统设计是实时的，通信量不是很大，因此，适宜采用中断方式。
分配给双口RAM 每侧一个存储单元，该单元称为邮箱或信息中心。
当DSP 系统向右侧地址为1FFEH 的存储单元执行一次写操作，左侧的中断标志信号INTL 有效；当主机响收稿日期：2008-07-17稿件编号：200807039课题来源：陕西省教育厅项目（04jk195）作者简介：熊森（1982-）,男,湖北黄冈人,硕士研究生。
研究方向:计算机数控技术。
基于ISA 总线的计算机与DSP 的通信熊森，尚雅层，来跃深（西安工业大学机电工程学院,陕西西安710032）摘要:在开放式数控系统结构模型的基础上，研究了基于ISA 总线的DSP 通信控制原理。
采用中断方式完成了PC 机和DSP 之间的通信。
介绍了以DriverWorks 为工具开发ISA 设备WDM 驱动程序的方法，探讨了中断处理、驱动程序与应用程序之间的通信,简要说明了驱动程序的安装与调试。
通过调试,系统设计运行稳定。
关键词:数控系统；计算机／通信；数字信号处理器；TMS320F2812中图分类号:TN602文献标识码：A文章编号：1006－6977（2008）09-0016-03Communication between computer and DSP based on ISA busXIONG Sen,SHANG Ya-ceng,LAI Yue-shen(Department of Mechanical Engineering Xi ’an Technological University,Xi ’an 710032,China )Abstract:The ISA bus and DSP correspondence control principle is investigated in the basis of the existing open architecture numerical control system.The interrupt method is used to realize the communication between PC and DSP based on the ISA bus.The methods of WDM driver exploitation for ISA device using Driver Works are introduced.The main process of driver program and the keys such as handle interrupt and the communication between the drivers and application are presented.And how to debug and install the drive is explained.Key words:data controller system ；computer/communication ；digital signal processor ；TMS320F2812图1开放数控系统的结构模型网络与通信工程应中断后，向地址为1FFEH 的存储单元执行一次读操作，清除中断标志信号INTL 。
同样，当主机向左侧地址为1FFFH 的存储单元执行一次写操作，右侧的中断标志信号INTL 有效；当右侧响应中断后，向存储单元1FFFH 执行一次读操作，清除中断标志信号INTL 。
此时，1FFEH 和1FFFH 单元中的内容可以由用户定义，如果不使用中断功能，1FFEH 和1FFFH 单元不用作邮箱，仍作为普通的RAM 单元使用。
PC 和DSP 都只能读自己一侧的邮箱和写对方的邮箱。
图2是PC 机与DSP 通信流程图。
3WDM 设备驱动程序的开发3.1WDM 驱动程序Windows 是通过设备驱动程序实现与个人计算机通信[4]。
编写驱动程序的方法有多种,本系统设计采用WDM 驱动程序。
WDM 驱动程序模型中每个硬件设备至少有两个驱动程序，其中一个为功能驱动程序，即硬件设备驱动程序。
该驱动程序了解硬件工作的所有细节，负责I/O 初始化带来的中断事件，为用户提供一种适合的控制方式；另一个驱动程序为总线驱动程序，用于管理硬件与计算机的连接。
WDM 驱动程序采用分层的结构模型，如图3所示，图中左边是一个设备对象堆栈，设备对象是操作系统为帮助软件管理硬件而创建的数据结构。
处于堆栈最底层的设备对象为物理设备对象（简称PDO ）。
设备对象堆栈中有一个功能设备对象（简称FDO ）。
在FDO 的上面和下面可能还会有一些过滤器设备对象,简称FiDO 。
位于FDO 上面的过滤器设备对象称为上层过滤器，位于FDO下面的过滤器设备对象称为下层过滤器。
层次结构使I/O请求过程更加明了，影响到设备的每个操作都使用I/O 请求包。
通常，IRP 先被送到设备堆栈的最上层驱动程序，然后逐渐过滤到下面的驱动程序。
每一层驱动程序都可以决定如何处理IRP 。
有时驱动程序不做任何事，仅仅是向下层传递该IRP ；有时驱动程序直接处理完IRP ，不再向下传递；或者驱动程序既处理了IRP ，又把IRP 传递下去。
这取决于设备以及IRP 所携带的内容。
为了编写Windows 设备驱动程序,根据不同的数据流向来说明数据传递过程，如图4所示。
3.2WDM 驱动程序的开发环境该系统设计的WDM 驱动程序编程环境的建立，WDM 的创建、生成和安装都在Windows 2000操作系统下进行，所需的开发工具包括：Visual C++6.0，Windows 2000DDK ，Plat -form SDK 和NuMega DriverStudio 2.6，可依次安装这些开发工具。
3.3WDM 驱动程序的创建Driverstudio 安装完成后，Visual C++编程工具栏中自动添加一个菜单Driverstudio 。
此时打开DriverWorks\source 目录下的VdwLibs.dsw ，对其编译从而创建库文件。
选择DriverStudio 下的Driver Wizard 创建WDM 框架程序，在创建一个WDM 程序框架时，共有10个选择界面，按照所需要求，选择相对应的选项，创建成功，如图5所示。
图5中Qudong.cpp 为驱动类文件,QudongDevice.cpp 为驱动设备类文件,Qudong.inf 为驱动安装指导文件,Test_qudong.cpp 为测试用的控制台程序文件。
此时已经具备了一个驱动程序以及测试用的应用程序基本框架，可在VC 集成环境下修改有关程序或增加相关具体操作代码，然后就可以进行编译调试。
图2PC 机与DSP 通信的流程图图3WDM 设备对象和驱动程序的层次结构图4通信数据流程图图5WDM 驱动程序框架《国外电子元器件》２００8年第9期创建WDM时，可同时选择创建Win32应用程序，这里可选择创建Win32Console和MFC应用程序，由于Win32 Console是基于DOS界面，所以选用MFC应用程序。
接下来就是解决应用程序与驱动程序之间的通信问题。
（1）应用程序对WDM的通信应用程序先调用WDM的CreatFile函数打开设备，然后用Device IO Control和WDM通信。
在应用程序中,若想打开中断,先通过ReadFile获取中断使能寄存器的值,若该值为0,则通过WriteFile往该寄存器写入1打开中断。
若想关闭中断,先ReadFile获取中断使能寄存器的值，若该值为1,则通过WriteFile往该寄存器写入0关闭中断。
应用程序中的Read-File和WriteFile不能直接访问设备,而是通过驱动程序的read和write例程访问设备。
当应用程序退出时，采用Close-Handle关闭设备。
（2）驱动程序与应用程序的通信WDM采用Device IO Control异步完成与应用程序的通信以及Win32事件通知、创建命名事件。
系统设计采用Win32事件通知方式，当WDM捕捉到特定事件（中断）时，则可与应用程序通信。
此时应用程序的编程涉及到多线程编程问题，可采用主线程用于发送数据，次线程始终处于等待状态等待WDM唤醒的方式解决。
当WDM捕捉到特定事件时，给处于等待的这一线程发送消息，将其唤醒，同时主线程处理相应工作。
3.4WDM驱动程序的安装与调试在安装WDM驱动程序前，应修改上叙所生成的*.inf 文件,然后将其拷贝到“..\sys\objchk\i386”目录下,运行“控制面板”中“添加/删除硬件”,找到WDM范例按其向导逐步安装即可。
采用SoftICE和DriverMonitor作为调试工具,基本调试过程如下:首先使用Symbol-Loader加载驱动程序,然后使用SoftICE跟踪调试,确认驱动程序正常加载。
对核心的中断响应程序代码,用SoftICE中的Genint命令产生虚拟中断,硬件发送大量数据,通过查看内存数据,确认传输是否正确。
