在Windows2000下用多線程實現1394串行總線通信

摘  要：基于Windows2000環境開發了1394主控機與1394設備機間進行串行總線通信的軟硬件系統，其中采用了多線程技術，并利用臨界區實現線程間共享資源的同步，從而有效地解決了串行通信中的實時響應問題，降低了數據的丟失率，提高了系統的可靠性。

關鍵詞：多線程；1394總線；線程同步

1 引言

    為了便于LS-1394物理層、鏈路層芯片設計課題的研究，我們采用FPGA和ISA總線開發了基于TI公司的TSB41AB3和TSB12LV01的ISA-1394的1394總線接口卡，并在Windows2000環境下開發了一套利用多線程技術實現1394主控機與1394設備機之間進行串行通信的軟件系統。

2 硬件部分

    硬件部分主要包括：1394主控機、1394設備機、PCI-1394卡、ISA-1394卡。其中，PCI-1394卡是TI公司的1394總線接口芯片控制卡，該卡插在1394主控機的PCI插槽中；ISA-1394卡是利用一塊型號為EPM7256AETC144-5的FPGA、一塊TI公司的TSB12LV01鏈路層芯片和一塊TSB41AB3物理層芯片自行設計的1394總線接口芯片控制卡，該卡插在1394設備機的ISA插槽中。1394主控機和1394設備機之間通過1394接口進行串行通信，傳輸介質為1394線纜。硬件結構圖如圖1所示。

    3 軟件部分

    軟件設計主要包括1394主控機端和1394設備機端兩大部分，由于1394主控機端有現成的demo應用程序，所以軟件設計主要針對1394設備機端。1394設備機端的編程環境是WinDriver 5.0 和VC++6.0。

    3.1軟件設計思想

    1394串行總線有兩種通信方式：等時通信和異步通信。異步通信采用的是請求/應答模式，數據傳輸可靠性較高，因此這里主要討論異步通信。1394串行總線異步通信的原理為：發送數據包時，等待發送器空閑，將數據包寫到1394鏈路層芯片的發送FIFO中發送出去；接收數據包時，一旦有數據包到達，接收器會將數據包放到1394鏈路層芯片的接收FIFO，接收到數據包后必須立即發送一個應答包，否則，對方會重發此數據包，直到重發次數到。需注意的是，用戶必須自行訪問接收FIFO查看是否有數據包并及時地取出數據包，否則就會使接收FIFO溢出，丟失數據，造成通信出錯。

    在串行通信程序設計中，通常采用定時查詢或中斷來解決上述問題，其中采用中斷的方法比定時查詢法擁有更高的工作效率和可靠性，因此本系統采用中斷法來完成1394串行總線的數據通信。

    為了實現數據處理和數據接收及發送的分離，本系統引入了多線程技術。在應用程序的主線程之外再創建一個用戶線程，即中斷處理線程，在中斷處理線程中實現數據包的接收和發送。如果接收中斷到來，中斷處理線程就負責取出接收FIFO中的數據，放到用戶定義的接收緩沖區rBuf中；如果發送中斷到來，中斷處理線程就負責從用戶定義的發送緩沖區sBuf中取出數據放到發送FIF

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