設備打開函數plx9054_open完成以下操作：設備私有數據結構內存空間分配及初始化，DMA連續物理內存空間申請，為天氣雷達最大距離探測采集數據的大小；調用pci_map_single將分配的DMA內存空間映射為用于DMA傳輸地址；DMA數據緩沖區分配（容量為2 MB），緩沖區保存每次DMA傳輸中獲取的數據；調用request_irq對中斷函數p9054_interrupt進行中斷號申請；對天氣雷達工作參數進行缺省配置，啟動雷達工作。設備釋放函數PLX9054_close完成的操作與設備打開函數與PLX9054_open相反。IO操作函數PLX9054_ioctl通過sys_ioctl系統調用，完成用戶與設備的信息查詢、雷達工作參數配置與查詢，如驅動軟件版本號、雷達當前工作各參數配置和查詢，主要用于對FPGA中RAM內存空間的雷達工作參數數據訪問。由于這部分數據對訪問速度要求不高，使用IO操作能很好地滿足設計要求。讀設備函數PLX9054_read將驅動DMA數據緩沖區中的數據實時讀取到用戶空間緩沖區內，完成采集數據從設備到用戶的讀取操作。

　　2.1.3 中斷處理及DMA傳輸

　　中斷處理及DMA傳輸是驅動的核心部分，它的設計質量直接影響到雷達采集數據能否正確、實時地從采集系統板傳送到設備驅動緩沖區，并實時被用戶獲取。中斷處理工作流程如圖2所示。

　　由于DMA數據緩沖區遠大于每次DMA數據傳輸大小，這對于雷達數據采集中因用戶讀取數據延遲而導致的緩沖區溢出有較好的抑制作用，而相對于現有計算機平臺，2 MB內存容量已足夠。DMA數據緩沖區設計為循環緩沖區，使用讀、寫指針維護，在中斷處理中更新其寫指針，在PLX9054_read中更新其讀指針，采用溢出則覆蓋的機制，既方便管理，節省資源，同時又可對溢出進行計數，很方便進行實時性能的測試。

　　2.2 數據采集處理程序實現

　　數據采集處理程序是雷達高速數據采集系統的應用處理程序，完成雷達高速數據采集及對采集數據的數字信號處理、輸出天氣雷達生成一次產品。其主要流程如圖3所示。

　　在采集I/Q數據時，I/Q兩路數據采用交叉采集方式存入FIFO緩沖中，每路數據有效位為23，最高位為符號位。因此，在采集數據處理中需對讀取的數據進行I/Q數據分離，即將采集數據恢復為原始I、Q兩路數據，同時將24 bit數據轉換為32 bit數據方式存儲，以滿足后面數字信號處理要求。

　　在軟件設計中，不同數字信號處理功能采用不同數字信號處理函數實現，在采集數據獲取前進行選擇配置，數字信號處理功能增加可通過增加相關的數字信號處理函數來滿足，以方便功能的完善和移植。通過對I/Q數據分離后獲得的數據進行相關數字信號處理即可獲得天氣雷達中的一次產品，如功率和反射率等。

　　本文基于Linux2.6平臺，設計實現了天氣雷達高速數據采集系統的驅動和數據采集及對采集數據的數字信號處理，并在現有天氣雷達上完成了調試驗證。目前，本設計已成功地應用在現有的天氣雷達中。