题目：基于PCIE总线的测试系统实时性研究

随着计算机技术的飞速发展，高速数据采集、实时信息显示等领域对计算机总线速率提出了越来越高的要求。在高速传输系统中，传统的PCI总线已不能满足人们对工作频率和带宽的要求。作为新一代高速串行总线，PCI Express总线解决了PCI总线带宽在工控领域所带来的瓶颈问题，所以它在数据采集等领域有着非常广阔的应用前景，研究基于PCI Express总线的测试系统有着非常重要的意义。本课题旨在完成基于PCIE总线的导引头数据采集单元的开发。在对系统的总体设计和PCIE总线接口的实现进行了简单介绍后，论文主要对解决高速数据采集过程中的实时性问题进行了详细论述。首先，根据实时系统的概念，本文对自动测试系统的数据采集过程进行了实时性分析，提出了实时采集和实时处理需要满足的时间条件。根据提出的限制条件，论文随后对系统的中断性能和数据传输性能进行了详细的分析测试。本文提出了一种可以精确测量中断响应时间的自动化的测试方法，通过大量实验对不同环境下系统的中断性能进行了测试。根据对实验数据的分析，确定了满足实时性要求的中断响应方式。在此基础上，本文设计并实现了基于合理的中断响应方式和直接内存传输技术的实时数据传输方法。直接内存传输的实现是一个难点，论文对其关键技术进行了详细说明，并对实际传输速率进行详细的测试，验证了设计的有效性。重要的是，论文根据研究和实验结果建立了数据传输的速度模型，为其他类似系统的设计提供了参考。最后，本课题还完成了测试软件的实现，主要功能包括数据的实时显示与实时存储以及数据回放和分析。本文主要对软件实现中的环形缓冲区设计和多线程设计进行了论述，并提出了利用处理器和内存特性对数据处理性能进行优化的方法。在数据存储方面，本文采用了内存映射文件技术提高了数据写入速度，满足了数据实时存储的要求。目前，该系统已成功应用于某重点型号导弹的性能测试中，运行状态良好，为该型号导弹的设计改进提供了强有力的技术支撑。此外，该系统不仅具有项目的专用性，同时某些完善的功能模块也具有一定的通用性，它的研制成功为测试系统中高速数据实时采集硬软件的设计提供了参考。