勇哥注:
以最简单的运动控制用的IO卡来说,想编写它的驱动就不是一件容易的事。
但是想提升运控程序的实时性,就是想把运动逻辑搬到windows内核去执行,拦路虎就是这些硬件的驱动。
厂家虽然写好了驱动,但是提供的只是用户层的dll调用。
如果我能写出IO卡的内核驱动程序,就可以在内核层定时向用户层发布IO的状态,这样用户层就不用死循环监控IO状态了,而是可以根据IO状态进行函数回调。
并且也唯有如此,才能把运控搬进linux,以实现硬件+软件+算法的产品战略目的。
想法美好现实却很骨感,实现这个目标是相当不容易。
在Windows操作系统下为PCI接口的I/O卡编写驱动程序时,你需要掌握一系列关键信息和技能。以下是你应该了解的主要方面:
1. 硬件规格和文档
PCI规格:了解你的PCI卡符合的PCI标准(如PCI, PCI-X, PCIe等)以及它的具体版本(如PCIe 2.0, PCIe 3.0等)。
设备手册:获取并仔细阅读PCI卡的硬件手册或数据表。这将提供关于卡的寄存器布局、中断号、I/O端口地址、DMA通道、配置空间等关键信息。
供应商文档:如果可能,获取来自供应商的特定于该卡的驱动程序开发指南或SDK。
2. Windows驱动程序开发基础
WDM(Windows Driver Model):了解Windows驱动程序模型,特别是你将要使用的模型(如Kernel-Mode Driver Framework, UMDF, 或 Legacy Driver Model)。
DDK/WDK(Driver Development Kit/Windows Driver Kit):安装并熟悉Windows驱动程序开发工具包,它包含了编写、构建、测试和调试驱动程序的工具和文档。
调试工具:熟悉WinDbg、Visual Studio等调试工具,这些工具对于驱动程序开发至关重要。
3. PCI配置空间
配置空间访问:了解如何通过PCI配置空间来识别、配置和与你的PCI卡通信。这包括读取和写入配置空间的寄存器,如设备ID、供应商ID、类代码、中断线、基地址寄存器等。
设备枚举:学习如何在Windows中枚举PCI设备,并找到你的特定设备。
4. 中断处理
中断管理:了解如何在Windows驱动程序中注册和处理中断。PCI卡可能会通过中断来通知系统有事件发生。
5. I/O端口和内存映射
I/O端口访问:如果你的卡使用I/O端口进行通信,你需要了解如何在Windows驱动程序中访问这些端口。
内存映射I/O:对于使用内存映射I/O的PCIe设备,你需要了解如何映射设备的内存空间到宿主机的地址空间。
6. DMA(直接内存访问)
DMA操作:如果你的PCI卡支持DMA,你需要了解如何在Windows驱动程序中设置和管理DMA传输。
7. 驱动程序测试和验证
测试环境:设置适当的测试环境来验证你的驱动程序。
调试和日志记录:在驱动程序中添加适当的调试和日志记录功能,以便在出现问题时能够跟踪和诊断。
WHQL认证:如果你的驱动程序是为商业产品编写的,考虑进行WHQL(Windows Hardware Quality Labs)认证。
8. 遵循最佳实践和法规
安全性:确保你的驱动程序遵循最佳安全实践,避免安全漏洞。
兼容性:测试你的驱动程序在不同版本的Windows操作系统上的兼容性。
9. 社区和资源
在线社区:加入相关的在线社区(如OSR Online, Stack Overflow等),与同行交流经验,寻求帮助。
官方文档:经常查阅Microsoft的官方文档和指南,以获取最新的信息和最佳实践。
编写Windows驱动程序是一个复杂且需要深入了解硬件和软件交互的任务。

