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0 引言
随着嵌入式系统的广泛应用，新的嵌入式操作系统也在不断地出现，各种设备驱动程序的开发要求也就越来越多。本文阐述了在VxWorks 嵌入式系统下，使用东芝TX3927嵌入式处理器（基于MIPS R3000 技术的一种RISC 控制器）在开发数字机顶盒的项目中，针对PCI总线驱动程序的设计并实现了对PCI总线上的所有设备进行存储器空间和I/O空间的地址分配及中断分配的设计，来满足系统的需要.同时给出了操作系统与硬件的接口以及相应的图示. 1 BSP与VxWorks 的关系
BSP提供给VxWorks 对硬件环境的主要接口，它与VxWorks 之间的主要关系可用下面的图1 进行表示：
从图1可以看出，驱动系统硬件的工作是由BSP来完成的.BSP 中的驱动程序管理特定目标环境中的设备，对其进行控制和初始化. 本文主要阐述其中的一个重要的驱动程序，即PCI设备的配置驱动程序的设计及实现. 2 PCI 配置空间
每个PCI 设备有3种物理空间：配置空间、存储器空间和I/O空间. 配置空间是长度256 字节的一段连续空间（16 个32bit寄存器），其中前64字节为Header（头标），其余192字节为设备相关信息. 在64字节的Header中，前16 字节的定义是确定的，后48字节的具体含义因设备而异，图2 为配置空间头标区.
配置空间中的一个重要部分是基地址寄存器（Base address Register），它的内容是PCI设备的地址空间映射到系统地址空间的起始物理地址.其中，bit0=1 表示I/O 空间映射，bit0=0 表示存储器空间映射. 所有PCI 设备必须实现存储器空间映射. 通过向BAR 写全1 即可确定所需地址空间的大小. 3 访问PCI 设备的配置空间
访问某一PCI 设备的配置空间需要给出总线号、设备号、功能号和寄存器号，然后通过配置机制（即由PCI 桥产生配置访问周期来访问该设备的配置空间中的某个寄存器）进行访问. 配置机制可由软件控制，分为机制1和机制2，所有的PCI 桥必须实现机制1，我们主要研究配置机制1.
配置机制1. 通过PCIConfigaddrReg（PCI 配置地址寄存器）和PCIConfigDataReg（PCI配置数据寄存器）实现，这两个32bit寄存器属于PCI 桥的内部寄存器，具体地址参考PCI桥的手册，对于具有I/O空间的系统（如Intel X86），这两个寄存器分别位于CF8H 和CFCH 两个I/O端口，PCIConfigAddrReg 的格式如下：
使能位 保留 总线号 设备号 功能号 寄存器号 0 0
从PCIConfigDataReg 中读出32bit值或向PCIConfigDataReg 中写入32bit 新值，就能够访问PCI总线上设备的配置信息，以便对其进行初始化. 4 驱动程序的设计与实现
4.1 设计部分
为了正确设计程序的流程，首先必须明确PCI 总线与CPU 以及各PCI 设备之间的关系，如图3.
PCI 总线是一个无终端匹配的、高阻抗的CMOS总线. PCI总线在长度和负载数量上都有一定限制，总线上的每个设备代表一个负载，其中包括适配器和桥. 为了适应附加的设备，PCI标准允许多条PCI 总线通过PCI桥设备相连，形成一个“ 大总线”，每条PCI总线作为这条“大
总线”的一部分，并且受它的限制. 与系统总线—PCI 桥最接近的PCI 总线设定为总线零，然后是总线1和总线2. 由于时差和传播延迟，实际上PCI总线结构的实现不能超过总线2. 本文的驱动程序是基于此图进行设计的. 在PCI总线上进行搜索，把连接在不同总线上的设备全部找出来，标记出此设备属于哪一个桥上，并把各设备具有的不同功能全部找出，最后形成一个设备表. 通过具体的函数对所有设备进行配置和初始化.
4.2 实现部分
通过本系统的一个实例，即tc35815 PCI快速以太网适配器来说明它的实现过程.首先，要通过VxWorks的启动顺序，来确定何时调用驱动程序.这里以MIPS CPU启动的顺序为例：先对ROM初始化，将其中的程序载入RAM；接着对系统硬件初始化，其中调用第一个用C 编写的函数sysHwInit()来实现对TX3927 板进行初始化. 在执行此函数的过程中，该函数又调用了sysPciautoConfig()函数，它是本驱动程序的入口，从此将开始对PCI 总线上的设备进行配置，创建各设备.
这个驱动程序的实现可分为两个阶段来完成的.
第一个阶段是寻找PCI总线上的所有设备并返回一个设备表值. 其具体步骤如下：
（1）由函数PciAutoListCreat()建立一个设备表pPciList，具体地扫描PCI总线上的设备是通过函数PciAutoDevProbe()来实现的.
（2）在执行过程中，若发现PCI总线上存在设备时，则开始判断该设备属于哪种类型的设备. 因为在其上存在两种类型的设备，一种是PCI总线上的设备，另一种是PCI桥设备.例如在本系统的PCI插槽上插入tc35815以太网适配器，它属于PCI总线上的设备，这时就在设备表pPciList长度上直接加1.
（3）若发现是桥设备，则通过函数PciAutoBusProbe()对连接桥上总线的设备进行搜索，执行这个函数时又回调了PciAutoDevProbe()函数，只要发现新设备就在表的长度上增加1 .
（4）最后返回一个设备表.
第二阶段是利用上述返回的设备表值，对现有的设备进行分配和初始化. 其具体步骤如下：
（1）函数pciAutoFuncDisable()首先使所有设备在初始化之前不能使用.
（2）调用函数PciAutoDevConfig()分配某一个总线上的所有设备的I/O空间和Memory空间，对某一个确定的设备分配是由PciAutoFuncConfig()函数完成.
（3）在分配过程中，利用函数PciConfigOutLong()向基地址寄存器写全1，然后通过读函数PciConfigInLong()来读出基地址寄存器里的值，就可知道所需的配置空间的大小.
（4）通过PciAutoRegConfig()函数进行对某一设备的基地址寄存器进行两种空间分配，实现的过程是通过函数PciAutoIoAll()和PciAutoMemAll()完成的.
（5）对某一确定的设备，我们可以通过函数sysPciAutoConfigIntrAssign()来分配它的中断向量.
（S）在所有的设备进行了资源分配后，在使用之前必须对它们进行使能操作，系统才能使用.本程序中使用函数pciAutoFuncAble()来完成这一功能.
通过以上两个阶段，完成了对PCI 总线上所有设备的分配，以满足系统所需要的资源. 5 结论
本文中的驱动程序是在VxWorks操作系统下实现的. 只需修改少量代码，即可将其移植到其它操作系统中.
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