本课题来源于导师所承担的科研项目——国家科技重大专项航空发动机微孔冷加工超快激光数控机床(2014ZX04001041),主要研究PCI-E总线在数控系统中的应用。和传统的PCI、PCI-X等相比,PCI-E采用点对点串行连接的连接方式,可以实现远超出PCI的数据传输速率;PCI-E总线以数据包的方式进行端对端的传输,确保了数据传输的可靠性;同时还具有较好的兼容性、支持电源管理与热插拔以及热交换等性能。本论文在完全彻底理解PCI-E协议的基础上,进行了PCI-E总线在数控系统中的任务控制部分应用的研究。论文主要分成以下三个部分:第一部分,从DMA传输的发送(TX Engine)、接收(RX Engine)、中断控制器和DMA状态控制等这几个模块对基于PCI-E总线的DMA传输进行了设计,实现MIOe-DB2100扩展评估板卡上DDR3中的数据能够以DMA的方式与功能设备进行数据传输;第二部分,从加载与初始化设备、数据读写与控制、中断处理和释放与卸载设备这四个部分设计了基于Linux操作系统的PCI-E驱动;第三部分,通过PCIe-1730板卡和MIOe-DB2100扩展评估板卡,并在MIOe-DB2100板卡所兼容的MIO-3260 SBC中安装Fedora 22 Linux操作系统,完成以研华扩展评估板卡为核心环境,模拟Linux下数控系统环境的搭建。然后将PCI-E驱动程序加载到测试该Linux系统的内核中,紧接着对DMA传输的数据速率、传输的稳定性及其准确性和系统的同步性各项指标进行了测试与验证。