PCIe设备驱动程序开发的关键技术

PCIe作为第三代I/O总线,它的快速发展及性能上的优异表现使其得到了广泛应用。PCIe设备在计算机系统中依靠设备驱动程序实现与上位机的通信,因此PCIe设备的正常运行离不开可靠稳定的设备驱动程序,驱动程序设计的优劣对系统性能也有着重要影响。在介绍WDF驱动框架的基础上,结合PCIe设备驱动程序开发实际需求,为减小处理器负载和系统资源占用情况,分析并介绍了基于DMA传输、共享内存映射等关键技术的解决方案及其实现方法,对在工程实践中开发出高性能的设备驱动程序具有积极指导作用。

基于Linux的PXIe可重构仪器设备驱动程序开发

PXIe可重构仪器具备多通道并行测试能力,可用于解决共享资源测试系统中的测试资源竞争和死锁等问题。为确保PXIe可重构仪器在国产操作系统下正常运行,在Deepin操作系统下开发PXIe设备驱动程序,实现上位机与仪器设备之间的通信。介绍Linux字符设备驱动程序,基于该驱动类型结构设计PXIe设备驱动的开发流程。在此基础上,通过共享内存映射提高应用程序与驱动程序的数据交互效率,并基于阻塞和中断机制进行直接存储器存取传输。通过Qt Creator设计的图形界面测试程序对驱动程序的运行情况进行检验,测试结果表明,该设备驱动程序运行稳定,数据传输准确可靠,可满足PXIe可重构仪器的通信需求。

FPGA可重构仪器USB通信接口的设计与实现

通过传统设计方法开发USB通信接口实现FPGA与上位机之间的数据传输,需要开发人员熟练掌握USB协议、驱动程序编程以及固件程序编程等多方面的内容,开发难度较大.基于FPGA可重构仪器数据传输的需要,通过对FT245BL芯片工作原理的分析,设计并开发了基于FT245BL的USB通信接口及上位机应用程序,实现了数据传输的功能.相比传统设计方法,采用该设计方案可简化开发过程,从而降低开发难度、加快开发进程.经测试验证,该通信接口在数据传输过程中迅速、准确,对实现FPGA与计算机间的数据传输具有较强的通用性和实用性.

PCIe设备功耗管理驱动程序的开发

随着PCIe设备在计算机系统中使用数量的增多,若能在确保设备正常工作的前提下适时调整设备的电源管理状态,可有效降低功耗。PCIe设备的电源管理需要依靠操作系统和驱动程序协同处理实现。通过对电源管理技术和WDF驱动程序框架的研究和分析,介绍了I/O请求的处理流程、队列使用的原则规范等内容,设计了基于I/O请求入列触发、跟随系统电源状态转换及设置框架属性的解决方案来实现设备的休眠和唤醒,并展示部分代码和实例验证了设计的可行性。

PXIe接口可重构测试仪器的驱动程序开发

针对自主开发设计的PXIe接口可重构测试仪器,在Windows 7 x64环境下设计开发基于WDF驱动框架的PXIe驱动程序,解决上位机与仪器设备之间的通信问题。首先在简要描述WDF驱动框架特点的基础上,结合实际功能需求重点阐述PXIe驱动程序的开发过程。其次较为详细地介绍包括硬件访问、电源状态管理、DMA传输及中断处理等功能实现的有效途径。最后经测试验证,该驱动程序运行稳定可靠,达到了设计要求。

融合自适应稀疏表示和相关系数的高光谱伪装分类方法

目前比较成熟的高光谱成像手段有卫星遥感和航空成像技术,这两种成像方式侦察时间大致相同,入射光方向基本一致,因而地物的光谱曲线比较固定;在陆基条件下,地物的光谱曲线受成像环境的影响凸显,因此应该对适用于陆基条件下的高光谱图像分类方法进行研究。在陆基高光谱图像中,对每个地物进行类型以及种类的判别有利于后续对目标的识别和处理,不同于传统遥感图像分类,陆基条件下的高光谱图像目标分类训练样本不仅较难获得,并且在陆基条件下的高光谱图像中,训练样本之间的相关性随着目标类型、探测器参数以及成像环境等因素时刻发生变化。基于稀疏性表示的分类方法已经被广泛应用于处理图像问题以及各种机器视觉问题。对于陆基高光谱图像来说,基于固定范数约束的稀疏编码策略无法适应陆基条件下高光谱成像多变的环境,而自适应稀疏表示可以根据样本相关性自适应的调节范数约束,相关系数可以提高图像中的破坏因素(阴影、噪声点等)的识别精度。通过引入正则化参数,融合了自适应稀疏表示和相关系数,提出了一种新的高光谱图像分类方法。为了验证所提方法的有效性,分别在绿色植被背景和荒漠背景中设置伪装物,通过不同的分类方法对图像进行分类,实验结果表明,不管是分类精度还是分类一致性,该方法都有明显的优势,可以应用于陆基条件下的高光谱图像分类,为目标分类提供了理论基础。

陆基条件下典型地物和伪装光谱影响因子分析

近年来,随着军事侦察识别技术的快速发展,用于侦察探测的军事装备已经逐步实现高精度化水平,拥有高技术侦察手段的一方往往可以对目标实施精准打击,大大降低战争胜利的成本。在高光谱成像方面,目前比较成熟的有卫星遥感和高空航空成像技术,这两种成像方式侦察时间大致相同,入射光方向基本一致,并且由于高光谱设备基本垂直于地面,因而反射光方向保持不变,地物的BRDF系数比较固定。在陆军应用时,侦察时间随机,太阳的入射角度时刻变化,而且侦察的方向任意,高光谱在地面或者近地位置,探测方向变化无穷,地物在不同成像条件下的光谱曲线受到物体表面的BRDF系数影响凸显。通过展开不同的实验,挑选了绿地植被和三种人造伪装材料,细致的分析了太阳高度角、方位角和探测角对陆基条件下地物光谱的影响。实验结果表明,虽然四种材料的反射特性存在差异,但在不同的太阳高度角、探测角以及探测器与地物的方位角上呈现相似的规律。对于太阳高度角,当探测角一定时,人造伪装物光谱一般随着太阳高度角的变化整条光谱曲线都发生变化,反射比曲线呈现出平移的规律,而绿地植被在白光波段变化不很明显,在近红外波段的变化很明显,随着太阳高度角的升高先升然后降低;对于方位角而言,四种材料随着方位角的增大,光谱反射比一般先升高后降低,同时后向观测时的反射比一般比前向观测时大;对于探测角,三种材料的光谱反射比与探测角的关系并不很大,但三种材料均在不同的探测角度上出现了“热点”现象。最后,对绿地植被和迷彩伪装板的BRDF模型参数进行了分析,得到了其在不同方向上的反射规律。

基于FPGA的PAL制视频信号产生器设计

为了解决自动测试系统中图像采集卡功能自检的难题,论文基于FPGA设计了PAL制视频信号产生器,可以产生静态和动态图像信号,并研究了VHDL程序的自动生成技术,通过开发数字图像信号自动生成的FPGA程序辅助软件,实现了图像生成过程中的“所见即所得”。