專利名稱：單功能pci設(shè)備的多功能模擬實(shí)現(xiàn)方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及PCI設(shè)備驅(qū)動領(lǐng)域，尤其涉及一種通過軟件和硬件配合將物理特性上 為單功能PCI設(shè)備在驅(qū)動程序里模擬成應(yīng)用程序可控制的PCI多功能設(shè)備的實(shí)現(xiàn)方法和裝置。
背景技術(shù)：
隨著計(jì)算機(jī)應(yīng)用的不斷更新和發(fā)展，計(jì)算機(jī)內(nèi)數(shù)據(jù)傳輸?shù)膸捯笤絹碓礁撸?傳統(tǒng)內(nèi)部總線帶寬已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足這些應(yīng)用的需要，因此出現(xiàn)了 PCI (Peripheral Component htercormect的縮寫，意為外設(shè)部件互連)總線標(biāo)準(zhǔn)。PCI以其高性能、低成本 以及良好的擴(kuò)展性而在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中被廣泛使用，特別是用于連接控制CPU(中央處理器) 和PCI設(shè)備。所說的PCI設(shè)備是指符合PCI總線標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備。PCI總線標(biāo)準(zhǔn)中定義了一套 配置空間寄存器用于讀取或者設(shè)置PCI設(shè)備的信息。每個(gè)PCI設(shè)備都有自己的配置空間 (Configuration Space)寄存器。目前，當(dāng)采用單功能PCI設(shè)備時(shí)，不能在操作系統(tǒng)用戶空 間中表示為多功能PCI設(shè)備。因此，用戶在操作單功能PCI設(shè)備時(shí)會遇到一些問題，例如， 對一塊雙端口網(wǎng)卡，因?yàn)闆]有提供對PCI-E (PCI Express，最新的總線和接口標(biāo)準(zhǔn))多功能 的支持，用戶只能使用單個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口，如ethO對兩個(gè)端口進(jìn)行控制，這與用戶以往的使用 方式?jīng)_突，給用戶使用造成不便。FPGA(Field Programmable Gate Array的縮寫，意為現(xiàn)場可編程門陣列)是在可 編程陣列邏輯 PAL (Programmable Array Logic)、門陣列邏輯 GAL (Gate Array Logic)、可 編程邏輯器件PLD (Programmable Logic Device)等可編程器件的基礎(chǔ)上進(jìn)一步發(fā)展的產(chǎn) 物。它是作為專用集成電路ASIC(Application Specific Integrated Circuit)領(lǐng)域中的 一種半定制電路而出現(xiàn)的，既解決了定制電路的不足，又克服了原有可編程器件門電路數(shù) 有限的缺點(diǎn)。FPGA能完成任何數(shù)字器件的功能，上至高性能CPU，下至簡單的74系列電路， 都可以用FPGA來實(shí)現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)無法將單功能PCI設(shè)備在操作系統(tǒng)用戶空間中表示為PCI多功能設(shè) 備，給用戶使用造成一些不便的問題，本發(fā)明的目的是提供一種用戶無需改變使用方式，而 且操作更加方便的單功能PCI設(shè)備模擬成多功能PCI設(shè)備的方法。為實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種單功能PCI設(shè)備的多功能 模擬實(shí)現(xiàn)方法，包括下列步驟PCI設(shè)備驅(qū)動程序根據(jù)預(yù)先設(shè)置的參數(shù)確定單功能PCI設(shè)備 要模擬成多功能設(shè)備的數(shù)量；在單功能PCI設(shè)備寄存器中添加相應(yīng)數(shù)量的控制寄存器、狀 態(tài)寄存器和中斷控制器，分別用于對每個(gè)多功能設(shè)備的模擬接口進(jìn)行操作；以及在PCI設(shè) 備驅(qū)動程序中將單功能PCI設(shè)備向操作系統(tǒng)內(nèi)核注冊為相應(yīng)數(shù)量的多功能設(shè)備，產(chǎn)生相應(yīng) 數(shù)量的模擬接口。預(yù)先設(shè)置的參數(shù)是針對單功能PCI設(shè)備的端口。
操作系統(tǒng)為 Linux kernel。注冊是通過調(diào)用Linux kernel提供的函數(shù)接口進(jìn)行注冊。相應(yīng)地，本發(fā)明提供了一種單功能PCI設(shè)備的多功能模擬實(shí)現(xiàn)裝置，包括確定模 塊，用于確定單功能PCI設(shè)備模擬成多功能設(shè)備的數(shù)量；寄存器模塊，用于對每個(gè)多功能設(shè) 備的模擬接口進(jìn)行操作；以及注冊模塊，用于將單功能PCI設(shè)備向操作系統(tǒng)內(nèi)核注冊為相 應(yīng)數(shù)量的多功能設(shè)備，產(chǎn)生相應(yīng)數(shù)量的模擬接口。確定模塊根據(jù)預(yù)先設(shè)置的參數(shù)確定單功能PCI設(shè)備要模擬成多功能設(shè)備的數(shù)量。在確定模塊中，預(yù)先設(shè)置的參數(shù)是針對單功能PCI設(shè)備的端口。在注冊模塊中，操作系統(tǒng)為Linux kernel 0在注冊模塊中，注冊是通過調(diào)用Linux kernel提供的函數(shù)接口進(jìn)行注冊。借助本發(fā)明上述至少一個(gè)技術(shù)方案，通過將物理特性為單功能PCI設(shè)備在驅(qū)動程 序里模擬成多功能PCI設(shè)備，從而使用戶不需改變使用方式，更加容易地操作、控制單功能 PCI設(shè)備。


圖1是本發(fā)明的一種單功能PCI設(shè)備的多功能模擬實(shí)現(xiàn)方法的流程圖；圖2是本發(fā)明的一種單功能PCI設(shè)備的多功能模擬實(shí)現(xiàn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式參見圖1所示，本實(shí)施例的一種單功能PCI設(shè)備模擬成多功能PCI設(shè)備的方法，具 體包括以下操作步驟S110，PCI設(shè)備驅(qū)動程序根據(jù)預(yù)先設(shè)置的參數(shù)確定單功能PCI設(shè)備要 模擬成多功能設(shè)備的數(shù)量；S120，在單功能PCI設(shè)備寄存器中添加相應(yīng)數(shù)量的控制寄存器、 狀態(tài)寄存器和中斷控制器，分別用于對每個(gè)多功能設(shè)備的模擬接口進(jìn)行操作；以及S130， 在PCI設(shè)備驅(qū)動程序中將單功能PCI設(shè)備向操作系統(tǒng)內(nèi)核注冊為相應(yīng)數(shù)量的多功能設(shè)備， 產(chǎn)生相應(yīng)數(shù)量的模擬接口。在步驟SllO中，預(yù)先設(shè)置的參數(shù)是針對單功能PCI設(shè)備的端口。PCI設(shè)備驅(qū)動程 序?qū)⒏鶕?jù)參數(shù)確定是否需要將此單功能PCI設(shè)備模擬成多功能設(shè)備，如果需要模擬，則確 定模擬成多功能設(shè)備的數(shù)量。在步驟S120中，之所以在單功能PCI設(shè)備寄存器中添加相應(yīng)數(shù)量的控制寄存器、 狀態(tài)寄存器和中斷控制器，是為了滿足對模擬成多個(gè)多功能PCI設(shè)備形成的多個(gè)模擬接口 分別操作的需要。當(dāng)實(shí)現(xiàn)單功能PCI設(shè)備時(shí)，只需要一個(gè)32位的中斷控制器就可以進(jìn)行報(bào) 文的發(fā)送、接收操作，例如，當(dāng)網(wǎng)卡接收到報(bào)文時(shí)，存儲到報(bào)文描述符緩沖隊(duì)列后，可以設(shè)置 中斷控制器，表示報(bào)文已正確接收，需要驅(qū)動程序進(jìn)行后續(xù)處理。當(dāng)需要在操作系統(tǒng)用戶空 間表示為多個(gè)多功能設(shè)備，就需要對每個(gè)多功能設(shè)備形成的每個(gè)模擬接口分別使用一個(gè)32 位的中斷控制器。這樣，通過不同的中斷控制器，可以清楚地知道網(wǎng)卡接收到報(bào)文是屬于哪 一個(gè)模擬接口的，需要驅(qū)動程序?qū)⒋藞?bào)文存儲到哪一個(gè)模擬接口的報(bào)文緩沖區(qū)隊(duì)列中。同 理，對于每個(gè)模擬接口也需要相應(yīng)的控制寄存器和狀態(tài)寄存器。在步驟S130中，將單功能PCI設(shè)備向操作系統(tǒng)內(nèi)核注冊為多個(gè)多功能PCI設(shè)備， 注冊過程就是完成硬件設(shè)備在操作系統(tǒng)內(nèi)的表示，注冊方法跟單功能PCI設(shè)備的設(shè)備類型有關(guān)，不同的單功能PCI設(shè)備，注冊方法也不同。但是在Linux kernel操作系統(tǒng)中，已經(jīng)對 不同的單功能PCI設(shè)備提供了不同的函數(shù)接口，因此只需要在驅(qū)動程序中調(diào)用即可。例如， 針對網(wǎng)卡設(shè)備，Linux kernel提供的函數(shù)接口是register netdev函數(shù)，驅(qū)動程序每調(diào)用 一次此函數(shù)，就只能注冊一個(gè)網(wǎng)卡設(shè)備，并分配類似于ethO這樣的名稱，然后在用戶空間 會看到一個(gè)網(wǎng)卡設(shè)備接口，使用它進(jìn)行報(bào)文的發(fā)送、接收操作。當(dāng)多次調(diào)用此函數(shù)時(shí)，就可 以注冊多個(gè)網(wǎng)卡設(shè)備，并依次分配類似于ethO、ethl等這樣的名稱，然后在用戶空間可以 看到多個(gè)網(wǎng)卡設(shè)備接口，可以分別使用這些接口進(jìn)行報(bào)文的發(fā)送、接收操作。上述步驟中，需要使用硬件FPGA進(jìn)行邏輯支持，這是因?yàn)轵?qū)動程序只能起配置和 管理等作用，而硬件上的實(shí)現(xiàn)、邏輯的支持，離不開硬件FPGA。在完成單功能PCI設(shè)備模擬 成多功能設(shè)備之后，從用戶的角度看，就會認(rèn)為是這一塊多功能PCI設(shè)備，但是在操作系統(tǒng) Linux kernel中所進(jìn)行的操作并不相同。針對真正多功能PCI設(shè)備，驅(qū)動程序能正確地處 理每個(gè)PCI設(shè)備，并且針對每個(gè)PCI設(shè)備注冊一個(gè)網(wǎng)卡設(shè)備，驅(qū)動程序不需要關(guān)心設(shè)備的多 功能實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。驅(qū)動程序可以不加修改地用于單功能PCI設(shè)備和多功能PCI設(shè)備。而當(dāng)采 用將單功能PCI設(shè)備模擬成多功能設(shè)備時(shí)，驅(qū)動程序首先需要根據(jù)PCI設(shè)備端口參數(shù)確定 是否需要將單功能PCI設(shè)備模擬成多功能設(shè)備以及模擬的數(shù)量，如果需要進(jìn)行模擬，就需 要一些經(jīng)過進(jìn)行上述的特殊處理。相應(yīng)地，本發(fā)明的一種單功能PCI設(shè)備的多功能模擬實(shí)現(xiàn)裝置，包括確定模塊 210，用于確定單功能PCI設(shè)備模擬成多功能設(shè)備的數(shù)量；寄存器模塊220，用于對每個(gè)多功 能設(shè)備的模擬接口進(jìn)行操作；以及注冊模塊230，用于將單功能PCI設(shè)備向操作系統(tǒng)內(nèi)核注 冊為相應(yīng)數(shù)量的多功能設(shè)備，產(chǎn)生相應(yīng)數(shù)量的模擬接口。確定模塊210中包括PCI設(shè)備驅(qū)動程序，PCI設(shè)備驅(qū)動程序根據(jù)預(yù)先設(shè)置的參數(shù) 確定單功能PCI設(shè)備要模擬成多功能設(shè)備的數(shù)量。其中，預(yù)先設(shè)置的參數(shù)是針對單功能PCI 設(shè)備的端口。寄存器模塊220中包括相應(yīng)數(shù)量的控制寄存器、狀態(tài)寄存器和中斷控制器，分別 用于對每個(gè)所述多功能設(shè)備的模擬接口進(jìn)行操作。在注冊模塊230中，操作系統(tǒng)為Linux kernel，注冊是通過調(diào)用Linux kernel提 供的函數(shù)接口進(jìn)行注冊，注冊完成后，每個(gè)多功能設(shè)備有一個(gè)模擬接口。用戶可以分別使用 這些模擬接口進(jìn)行報(bào)文的發(fā)送和接收操作。本發(fā)明的單功能PCI設(shè)備的多功能模擬實(shí)現(xiàn)方法和裝置，通過將物理特性為單功 能PCI設(shè)備在驅(qū)動程序里模擬成多功能PCI設(shè)備，從而使用戶不需改變使用方式，更加容易 地操作、控制單功能PCI設(shè)備。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技 術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修 改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種單功能PCI設(shè)備的多功能模擬實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，包括下列步驟PCI設(shè)備驅(qū)動程序根據(jù)預(yù)先設(shè)置的參數(shù)確定單功能PCI設(shè)備要模擬成多功能設(shè)備的數(shù)量；在單功能PCI設(shè)備寄存器中添加相應(yīng)所述數(shù)量的控制寄存器、狀態(tài)寄存器和中斷控制 器，分別用于對每個(gè)所述多功能設(shè)備的模擬接口進(jìn)行操作；以及在所述PCI設(shè)備驅(qū)動程序中將所述單功能PCI設(shè)備向操作系統(tǒng)內(nèi)核注冊為相應(yīng)所述數(shù) 量的所述多功能設(shè)備，產(chǎn)生相應(yīng)所述數(shù)量的所述模擬接口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單功能PCI設(shè)備的多功能模擬實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，所述預(yù) 先設(shè)置的參數(shù)是針對所述單功能PCI設(shè)備的端口。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單功能PCI設(shè)備的多功能模擬實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，所述操 作系統(tǒng)為Linux kernel ο
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的單功能PCI設(shè)備的多功能模擬實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，所述注 冊是通過調(diào)用所述Linux kernel提供的函數(shù)接口進(jìn)行注冊。
5.一種單功能PCI設(shè)備的多功能模擬實(shí)現(xiàn)裝置，其特征在于，包括 確定模塊，用于確定單功能PCI設(shè)備模擬成多功能設(shè)備的數(shù)量； 寄存器模塊，用于對每個(gè)所述多功能設(shè)備的模擬接口進(jìn)行操作；以及注冊模塊，用于將所述單功能PCI設(shè)備向操作系統(tǒng)內(nèi)核注冊為相應(yīng)所述數(shù)量的所述多 功能設(shè)備，產(chǎn)生相應(yīng)所述數(shù)量的所述模擬接口。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的單功能PCI設(shè)備的多功能模擬實(shí)現(xiàn)裝置，其特征在于，所述確 定模塊根據(jù)預(yù)先設(shè)置的參數(shù)確定所述單功能PCI設(shè)備要模擬成所述多功能設(shè)備的所述數(shù) 量。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的單功能PCI設(shè)備的多功能模擬實(shí)現(xiàn)裝置，其特征在于，在所述 確定模塊中，所述預(yù)先設(shè)置的參數(shù)是針對所述單功能PCI設(shè)備的端口。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的單功能PCI設(shè)備的多功能模擬實(shí)現(xiàn)裝置，其特征在于，在所述 注冊模塊中，所述操作系統(tǒng)為Linux kernel.
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的單功能PCI設(shè)備的多功能模擬實(shí)現(xiàn)裝置，其特征在于，在所述 注冊模塊中，所述注冊是通過調(diào)用所述Linux kernel提供的函數(shù)接口進(jìn)行注冊。
全文摘要
本發(fā)明提供一種單功能PCI設(shè)備的多功能模擬實(shí)現(xiàn)方法和裝置，其中實(shí)現(xiàn)方法包括下列步驟PCI設(shè)備驅(qū)動程序根據(jù)預(yù)先設(shè)置的參數(shù)確定單功能PCI設(shè)備要模擬成多功能設(shè)備的數(shù)量；在單功能PCI設(shè)備寄存器中添加相應(yīng)數(shù)量的控制寄存器、狀態(tài)寄存器和中斷控制器，分別用于對每個(gè)多功能設(shè)備的模擬接口進(jìn)行操作；以及在PCI設(shè)備驅(qū)動程序中將單功能PCI設(shè)備向操作系統(tǒng)內(nèi)核注冊為相應(yīng)數(shù)量的多功能設(shè)備，產(chǎn)生相應(yīng)數(shù)量的模擬接口。本發(fā)明通過將物理特性為單功能PCI設(shè)備在驅(qū)動程序里模擬成多功能PCI設(shè)備，從而使用戶不需改變使用方式，更加容易地操作、控制單功能PCI設(shè)備。
文檔編號G06F13/10GK102043738SQ20091023567
公開日2011年5月4日 申請日期2009年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月12日
發(fā)明者歷軍, 李永成, 聶華, 邵宗有 申請人:曙光信息產(chǎn)業(yè)(北京)有限公司